Prestasievergelyking van drie-grade-van-vrye mikro-posisioneringsplatforms vir perfekte sirkelvormige, 1

Abstrak:

Hierdie studie fokus op die ontleding van die invloed van verskillende buigsame skarniervorms op die uitvoering van 'n mikro-posisioneringsplatform. Die statiese en dinamiese eienskappe van platforms met perfekte sirkel, ellips, regte hoek en driehoekige buigsame skarniere word vergelyk met behulp van Finite Element Software ANSYS. Die volgende gevolgtrekkings word uit die ontleding gemaak: verskillende platforms vertoon verskillende vlakke van buigsaamheid, met die reghoekige skarnierplatform die mees buigsame en die driehoekige skarnierplatform wat die minste buigsaam is. Die perfekte sirkel en ellips buigsame skarniere het soortgelyke buigsaamheid. Die skarniervorm beïnvloed die bewegingsprestasie van die platform aansienlik, met die reghoekige buigsame skarnierplatform met 'n kleiner rotasiehoek in vergelyking met ander platforms. Daar is verskille in die verplasingsgevoeligheid tussen die verskillende skarnierplatforms, met die sirkelvormige skarnierplatform wat 'n hoër sensitiwiteit in alle rigtings het. Die buigsame skarniervorm beïnvloed ook die natuurlike frekwensie van die platform, met die reghoekige skarnierplatform met die kleinste natuurlike frekwensie en die driehoekige skarnierplatform met die grootste. Die perfekte sirkel en ellips buigsame skarniere vertoon soortgelyke buigsaamheid ten opsigte van natuurlike frekwensie. Met inagneming van die prestasie van verskillende buigsame skarnierplatforms, toon die sirkelvormige skarnierplatform beter algehele werkverrigting.

Mikro-nano-vlak posisionering werkbanke speel 'n belangrike rol in verskillende velde soos presisiebewerking, presisie-meting, mikro-elektroniese ingenieurswese, bio-ingenieurswese, nanowetenskap en tegnologie. Hierdie platforms benodig mikro-nano-vlak posisionering akkuraatheid, uitstekende stabiliteit, styfheid en vinnige reaksie. Voldoenende meganismes, wat buigsame skarniere gebruik in plaas van tradisionele kinematiese pare, het na vore gekom as 'n nuwe soort transmissiestruktuur. Hulle gebruik elastiese vervorming van buigsame skarniere om beweging en krag oor te dra, en bied voordele soos geen meganiese wrywing, geen gaping, hoë bewegingsgevoeligheid en eenvoudige verwerking nie. Voldoenende meganismes is veral geskik vir oordragmeganismes op die gebied van presisieposisionering. Die meganisme wat voldoen, werk nou saam met die parallelle meganisme, wat die voor- en nadele van die voldoeningsmeganisme versterk en aanvul. Die kombinasie van die twee kan voldoen aan die vereistes vir presisiebediening en posisionering, insluitend hoë bewegingsoplossing, vinnige reaksie en klein grootte. Die parallelle struktuur is meer kompak en neem minder ruimte in vergelyking met die reeksstruktuur. Ten slotte bied parallelle meganismes wat voldoen aan parallelle meganismes voordele soos hoë presisie, hoë styfheid, kompakte struktuur, goeie simmetrie, hoë snelheid, groot selfgewigbelasting en goeie dinamiese werkverrigting. Aangesien die mikro-posiseringsplatform staatmaak op die vervorming van buigsame skarniere, speel die keuse van skarniervorm 'n belangrike rol in die prestasie daarvan. Hierdie studie het ten doel om vier verskillende 3-RRR-parallelle meganismes met buigsame skarniere te ontwerp en hul statiese en dinamiese eienskappe te vergelyk met behulp van eindige elementanalise-sagteware. Die resultate van hierdie analise bied insigte in die keuse van die buigsame skarniervorm vir parallelle meganismes wat voldoen.