Prestasievergelyking van drie-grade-van-vrye mikro-posisioneringsplatforms vir perfekte sirkelvormige,

Die mikro-nano-vlak posisioneringswerkbank speel 'n belangrike rol in presisiebewerking, presisie-meting, mikro-elektroniese ingenieurswese, bio-ingenieurswese, nanowetenskap- en tegnologievelde. Met die toenemende belang en uitgebreide toepassings, het die vereistes vir die werkbank ten opsigte van akkuraatheid, stabiliteit, styfheid en reaksie meer veeleisend geword. Voldoenende meganismes, wat buigsame skarniere gebruik in plaas van tradisionele kinematiese pare, het na vore gekom as 'n nuwe tipe transmissiestruktuur vir mikro-posiseringsplatforms. Hierdie meganismes bied voordele soos geen meganiese wrywing of gaping, hoë bewegingsgevoeligheid en eenvoud van verwerking nie. Die keuse van buigsame skarniere is van kritieke belang vir die uitvoering van parallelle meganismes wat voldoen.

Abstrak (oorspronklik):

Die opsomming van die oorspronklike artikel bespreek die vergelyking en ontleding van die statiese en dinamiese eienskappe van 'n drie-grade-van-vrye platform met behulp van verskillende buigsame skarniervorme, insluitend perfekte sirkel, ellips, reghoekig en driehoekige skarniere. Dit beklemtoon die verskille in buigsaamheid, bewegingsprestasie, verplasingsgevoeligheid en natuurlike frekwensie onder die platforms. Daar is gevind dat die sirkelvormige skarnierplatform beter algehele werkverrigting vertoon in vergelyking met ander skarniervorms.

Abstrak (uitgebrei):

In hierdie uitgebreide artikel wil ons die invloed van buigsame skarniervorm op die uitvoering van mikro-posiseringsplatforms verder bespreek. Ons sal 'n gedetailleerde ontleding gee van die statiese en dinamiese eienskappe van parallelle meganismes wat voldoen aan verskillende buigsame skarniervorme. Die fokus is op die perfekte sirkel, ellips, reghoekig en driehoekige skarnierplatforms, wat hul buigsaamheid, bewegingsprestasie, verplasingsgevoeligheid en natuurlike frekwensie vergelyk.

Die meganisme wat voldoen, met sy buigsame skarniere, bied 'n belowende alternatief vir tradisionele kinematiese pare. Dit skakel meganiese wrywing en gapings uit, terwyl dit 'n hoë vlak van bewegingsgevoeligheid en eenvoud van verwerking bied. Die parallelle struktuur van meganismes wat voldoen, verhoog ook hul presisie -werking en posisioneringsvermoëns, wat dit geskik maak vir verskillende toepassings wat 'n hoë bewegingsoplossing, vinnige reaksie en kompakte ontwerpe benodig.

Om die invloed van verskillende buigsame skarniervorms op die werkverrigting van mikro-posiseringsplatforms te ontleed, het ons vier verskillende 3-RRR-parallelle meganismes ontwerp en vergelyk. Hierdie meganismes is toegerus met buigsame skarniere van verskillende vorms, insluitend perfekte sirkel, ellips, reghoekig en driehoekig.

Met behulp van eindige elementanalise -sagteware ANSYS, het ons die statiese en dinamiese eienskappe van die platforms geëvalueer. Die ontleding van buigsaamheid, gebaseer op die vergelyking van nakomingsmatrikse, het beduidende verskille tussen die skarnierplatforms geopenbaar. Die reghoekige skarnierplatform het die hoogste buigsaamheid getoon, terwyl die driehoekige skarnierplatform die laagste buigsaamheid vertoon het. Die perfekte sirkel- en ellips -skarnierplatforms het soortgelyke buigsaamheid getoon.

Ons het ook die kinematiese prestasie van die platforms ondersoek deur die Jacobiaanse matrikse te ontleed. Alhoewel al vier platforms die gewenste beweging bereik het, het hul prestasie in verskillende rigtings aansienlik gewissel. Dit dui daarop dat die buigsame skarniervorm 'n beduidende impak het op die bewegingsprestasie van die parallelle meganismes wat voldoen. Die reghoekige skarnierplatform het veral 'n kleiner rotasiehoek getoon in vergelyking met die ander platforms.

Verder het ons sensitiwiteitsanalise uitgevoer om die invloed van insetverplasing op uitsetverplasing te bestudeer. Die ontleding het die verskille in die verplasingsgevoeligheid tussen die skarnierplatforms in alle rigtings aan die lig gebring. Die sirkelvormige skarnierplatform het 'n hoër sensitiwiteit in alle rigtings, wat 'n beter algehele werkverrigting aandui.

Laastens het ons die natuurlike frekwensies van die vier platforms vergelyk. Daar is gevind dat die reghoekige skarnierplatform die kleinste natuurlike frekwensie het, terwyl die driehoekige skarnierplatform die grootste gehad het. Die perfekte sirkel- en ellips -skarnierplatforms het soortgelyke natuurlike frekwensies vertoon.

Samevattend beklemtoon ons ontleding die beduidende invloed van buigsame skarniervorm op die uitvoering van mikro-posiseringsplatforms. Die keuse van die skarniervorm beïnvloed die buigsaamheid, bewegingsprestasie, verplasingsgevoeligheid en natuurlike frekwensie van die parallelle meganismes wat voldoen. Op grond van ons bevindings het die sirkelvormige skarnierplatform uitstekende algehele werkverrigting getoon in vergelyking met ander skarniervorms.

Verwysings:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Verhouding tussen insetkrag, loonvrag, styfheid en verplasing van 'n 3-DOF loodregte parallelle mikro-manipuleerder." Journal of Mechanish and Machine Theory, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "'N Generiese benaderingsmodel vir die ontleding van groot aanlynbuigings van balk-gebaseerde buigverbindings." Precision Engineering, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Ontwerp en optimalisering van Fan XYZ -parallelle mikromanipulator met buigsame skarniere." Journal of Intelligent & Robotics Systems, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, Young Hun Jeong. "'N Deursigtige polimeer flexure-shinge nanopositioner, aangedryf deur 'n piëzo-elektriese stapelaktuator." Journal of Nanotechnology, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "'N Flexure-gebaseerde vyfstaafmeganisme vir mikro/nanomanipulasie." Sensors en aktuators A, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-min, Wang Hua, Hu Cun-Yin. "Elastiese dinamiese en insetafstemanalise van 'n piëzo-elektriese keramiek het 'n 3-DOF-nakomende presisie-mikro-posisioneringsfase aangevoer." Journal of Vibration Engineering, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Bewegingskenmerke en optimaliseringsontwerp van drie-grade-van-vryheid-presisie-posisioneringsplatform." Optical Precision Engineering, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "Analise en vergelyking van die posisionering van akkuraatheidstandaarde van presisieposisionering werkbank." Meganiese ontwerp en vervaardiging, 2007 (4): 141-143.