Síntesis de Mecanismos de Lámina Emergente Mediante el Uso de Derivada Topológica

Abstract

Los mecanismos flexibles de lamina emergente, o LEMs por sus siglas en ingles (Lamina Emergent Mechanisms), conforman un subgrupo de mecanismos flexibles que se caracterizan por que la geometría del mecanismo está contenida en un plano mientras que los desplazamientos de actuación son perpendiculares a dicho plano (conocidos como mecanismos ortoplanos). Poseen grandes ventajas tales como su capacidad de ser escalables en tamaño -fácilmente aplicables a la micro-mecánica-, su alto grado de compacticidad y bajo costo de fabricación - son básicamente una lámina o placa que pueden ser fabricados mediante métodos de producción masivos como el estampado o corte por láser - y además, al ser mecanismos flexibles, carecen de juntas y por lo tanto de juego lo cual es una gran ventaja desde el punto de vista de la controlabilidad y la precisión. El diseño de estos dispositivos debe contemplar una multiplicidad de factores lo cual convierte a esta tarea en un gran desafío. En este trabajo se explora el diseño de estos dispositivos mediante optimización topológica. Se utilizan modelos lineales de placa para resolver las ecuaciones de estado y derivadas topológicas para guiar el proceso de optimización. Se presenta marco teórico y ejemplos.