Resumo Mecanismos conformantes de força constante (CCFMs) são críticos para operações de precisão, mas configurações planares tradicionais sofrem com deslocamentos parasitários indesejáveis sob distúrbios externos devido a restrições inadequadas fora do plano, levando a uma degradação significativa do desempenho. Para abordar esta limitação, este artigo propõe um mecanismo espacial conformante de força constante (SCCFM) sintetizado por meio de análise de graus de liberdade (DOF) integrada com o método de topologia livre e restrita (FACT). Composto por unidades flexíveis paralelas, o mecanismo alcança um único DOF translacional e exibe inherentemente uma estabilidade de restrição aprimorada, suprimindo efetivamente deslocamentos parasitários. Uma abordagem de design sistemática é implementada, incluindo modelagem teórica, análise de sensibilidade de parâmetros e otimização estrutural multi-objetivo, para realizar características ideais de força constante. A validação experimental do protótipo fabricado demonstra que a força de saída permanece constante em 8,9 N dentro de um curso de 1,91 mm. Testes comparativos sob distúrbios laterais demonstram que a configuração espacial reduz desvios fora do plano em aproximadamente 80% em comparação com designs planares tradicionais, devido à sua rigidez fora do plano significativamente aprimorada. Esses resultados validam o paradigma de design espacial proposto como uma solução robusta para aplicações que exigem alta precisão e saída de força constante estável.
Tang et al. (Sex,) estudaram esta questão.