Design and analysis of a novel compact XYZ parallel precision positioning stage

XYZ-präzise Positioniertische sind von großer Bedeutung in mikro- / nanoskaligen Manipulationsanwendungen. Dieser Aufsatz präsentiert eine neuartige parallele 3-Grad-Freiheit (3-DOF) XYZ-Präzisionspositioniertisch mit kompakter Struktur. Verglichen mit den bestehenden parallelen dreiachsigen Positioniertischen weist die vorgeschlagene Bühne eine kompaktere Größe in der Höhe auf. Ein neu entwickelter Z-förmiger Biegescharnier-basierter Mechanismus wird in die Konzeption der Bühne eingeführt, um entkoppelte Bewegungen sowohl in der Z-Achse als auch in der y-Achse auf der Grundlage der Biegeverformung der Balken bzw. des differentiellen Bewegungsprinzips zu erzeugen. Die Eingabesteifigkeit der Positionierbühne wird durch den Rückgriff auf matrixbasierte Methode berechnet und durch Finite-Elemente-Analyse validiert. Die Simulationsergebnisse stimmen nahezu überein mit den Ergebnissen des abgeleiteten analytischen Modells mit vernachlässigbaren Fehlern. Darüber hinaus wird der erreichbare Arbeitsbereich bestimmt und die maximale Belastung wird auch durch Belastung der angenommenen maximalen Input-Verschiebung auf der Plattform erzielt.