Festkörpergelenkbasierte oder nachgiebige Mechanismen ermöglichen Bewegungen mit höchster Auflösung und Genauigkeit. Dabei leisten Festkörpergelenke als Führung oder Lagerung eine spiel- und reibungsfreie Übertragung der Antriebsbewegung. In Verbindung mit Piezo-Antrieben werden so Schrittweiten bis hinunter in den Nanometerbereich erzielt. Allerdings führt die geringe elastische Verformbarkeit der Gelenke meist zu einer sehr begrenzten Beweglichkeit nachgiebiger Mechanismen. Der industrielle Einsatz beschränkt sich daher fast vollständig auf ein- oder zweiachsige Bewegungssysteme für die Mikro- und Nanopositionierung. In der Mikro- und Präzisionsmontage entsteht durch die Weiterentwicklung und Verbreitung optischer Technologien ein zunehmender Bedarf an ultrapräziser sechsachsiger Positioniertechnik mit relativ großen Stellwegen. Vor allem für die automatisierte Montage von optischen Komponenten sind Manipulatoren mit einer Bewegungsauflösung im Submikrometerbereich sowie mit Stellwegen von einigen Millimetern und Grad erforderlich. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich Nicolas Pyschny in seiner Dissertation mit dem Einsatz von Festkörpergelenken in parallelkinematischen Manipulatoren und dem Auslegungs- und Optimierungsprozess derartiger nachgiebiger Mechanismen. Als Anwendungsbeispiel wird ein Mikromanipulator für die Justage von mikrooptischen Komponenten entwickelt, analysiert und für Baugruppen aus der Lasertechnik eingesetzt.

Die Arbeit gliedert sich in vier Teile:

• Die Auslegung von Parallelkinematiken und Optimierung auf Miniaturisierung, Steifigkeit und Präzision

• Die Analyse und Dimensionierung von Festkörpergelenken mit hoher Beweglichkeit für den Einsatz in räumlichen Mechanismen

• Die konstruktive Gestaltung und Optimierung eines festkörpergelenkbasierten, parallelkinematischen Mikromanipulators für die Montage von Mikrooptiken

• Die messtechnische Charakterisierung und exemplarische Anwendung des Mikromanipulators