مقارنة الأداء من منصات وضعية ثلاثية المواليد من ثلاث درجات من أجل التعميم المثالي ،

يلعب Workbench على مستوى النانو Micro-Nano دورًا مهمًا في الآلات الدقيقة ، والقياس الدقيق ، وهندسة الإلكترونيات الدقيقة ، والهندسة الحيوية ، وعلوم النانو ، والتكنولوجيا. مع تزايد أهميتها وتطبيقاتها الواسعة النطاق ، أصبحت متطلبات Workbench من حيث الدقة والاستقرار والتصلب والاستجابة أكثر تطلبًا. ظهرت الآليات المتوافقة ، التي تستخدم المفصلات المرنة بدلاً من أزواج الحركية التقليدية ، كنوع جديد من بنية النقل للمنصات الموضعية الدقيقة. توفر هذه الآليات مزايا مثل عدم وجود احتكاك ميكانيكي أو فجوة ، وحساسية حركة عالية ، وبساطة المعالجة. يعد اختيار المفصلات المرنة أمرًا بالغ الأهمية لأداء الآليات الموازية المتوافقة.

ملخص (أصلي):

يناقش ملخص المقالة الأصلية مقارنة وتحليل الخصائص الثابتة والديناميكية لمنصة ثلاث درجات من الحشرات باستخدام أشكال مفصلية مرنة مختلفة ، بما في ذلك المفصلات المثالية ، القطع الناقص ، الزاوية اليمنى ، والمفصلات الثلاثي. يبرز الاختلافات في المرونة وأداء الحركة وحساسية الإزاحة والتردد الطبيعي بين المنصات. تم العثور على منصة المفصل الدائرية لإظهار أداء إجمالي أفضل مقارنة بأشكال المفصلات الأخرى.

مجردة (موسعة):

في هذه المقالة الموسعة ، نهدف إلى مزيد من مناقشة تأثير شكل المفصلات المرنة على أداء منصات المواقع الصغيرة. سنقدم تحليلًا مفصلاً للخصائص الثابتة والديناميكية للآليات المتوازية المتوافقة باستخدام أشكال مفصلية مرنة مختلفة. سيكون التركيز على الدائرة المثالية والقطع الناقص والزاوية اليمنى والمفصلات الثلاثي ، ومقارنة مرونتها ، وأداء الحركة ، وحساسية الإزاحة ، والتردد الطبيعي.

توفر الآلية المتوافقة ، مع مفصلاتها المرنة ، بديلاً واعداً للأزواج الحركية التقليدية. إنه يزيل الاحتكاك الميكانيكي والثغرات ، مع توفير مستوى عال من حساسية الحركة وبساطة المعالجة. يعزز الهيكل الموازي للآليات المتوافقة أيضًا قدراتها الدقيقة وقدراتها على تحديد المواقع ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المختلفة التي تتطلب دقة حركة عالية ، واستجابة سريعة ، وتصميمات مضغوطة.

لتحليل تأثير أشكال المفصلات المرنة المختلفة على أداء منصات المواقع الصغيرة ، قمنا بتصميم ومقارنة أربع آليات متوازية متوافقة مع 3-RR. تم تجهيز هذه الآليات بمفصلات مرنة من الأشكال المختلفة ، بما في ذلك الدائرة المثالية ، القطع الناقص ، الزاوية اليمنى ، الثلاثي.

باستخدام برنامج تحليل العناصر المحدود ANSYS ، قمنا بتقييم الخصائص الثابتة والديناميكية للمنصات. كشف تحليل المرونة ، استنادًا إلى مقارنة مصفوفات الامتثال ، عن اختلافات كبيرة بين منصات المفصلات. أظهرت منصة مفصلي الزاوية اليمنى أعلى مرونة ، في حين أظهرت منصة المفصلات الثلاثي أدنى مرونة. عرضت منصات المفصلات الدائرة واللوغرافة المثالية مرونة مماثلة.

قمنا أيضًا بالتحقيق في الأداء الحركي للمنصات من خلال تحليل المصفوفات اليعقوبي. في حين أن المنصات الأربعة حققت الحركة المطلوبة ، إلا أن أدائها في اتجاهات مختلفة تباينت بشكل كبير. يشير هذا إلى أن شكل المفصلات المرن له تأثير كبير على أداء الحركة للآليات الموازية المتوافقة. والجدير بالذكر أن منصة المفصلات الزاوية اليمنى أظهرت زاوية دوران أصغر مقارنة بالمنصات الأخرى.

علاوة على ذلك ، أجرينا تحليل الحساسية لدراسة تأثير إزاحة المدخلات على إزاحة الإخراج. كشف التحليل عن اختلافات في حساسية الإزاحة بين منصات المفصلات في جميع الاتجاهات. أظهرت منصة المفصلات الدائرية حساسية أعلى في جميع الاتجاهات ، مما يشير إلى أداء إجمالي أفضل.

أخيرًا ، قمنا بمقارنة الترددات الطبيعية للمنصات الأربعة. تم العثور على منصة المفصلات ذات الزاوية اليمنى لديها أصغر تردد طبيعي ، في حين أن منصة المفصلات الثلاثي كانت الأكبر. عرضت منصات المفصلات المثالية للسيارة والقطع الناقص ترددات طبيعية مماثلة.

باختصار ، يسلط تحليلنا الضوء على التأثير الكبير لشكل المفصلات المرنة على أداء منصات الموضع الجزئي. يؤثر اختيار نموذج المفصل على المرونة وأداء الحركة وحساسية الإزاحة والتردد الطبيعي للآليات الموازية المتوافقة. استنادًا إلى النتائج التي توصلنا إليها ، أظهرت منصة المفصلات الدائرية أداءً شاملاً فائقًا مقارنة بأشكال المفصلات الأخرى.

مراجع:

- Yue Yi ، Gao Feng ، Zhao Xian-Chao. "العلاقة بين قوة المدخلات ، والحمولة الصافية ، والتصلب ، والإزاحة من 3-DOF متوازي المتوازي." مجلة آلية ونظرية الآلة ، 2010 ، 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo ، Chen I-Ming ، Yang Gui-Lin. "نموذج تقريب عام لتحليل الانحرافات الكبيرة عبر الإنترنت لمفاصل الثني القائمة على الشعاع." Precision Engineering ، 2010 ، 34 (4): 607-618.

- Tian Y. ، Shirinzadeh B. ، Zhang D. "تصميم وتحسين المروحة XYZ متوازية micromanipulator مع مفصلات الثنية." Journal of Intelligent & الأنظمة الآلية ، 2009 ، 55 (4): 377-402.

- كي وون تشاي ، ووك باي كيم ، الشباب هون جيونغ. "مرسوم نانو بوليمري ثني شفاف ، تم تشغيله بواسطة محرك كومة كهروضوئية." Journal of Nanotechnology ، 2011 ، 22 (25): 250-256.

- Tian Y. ، Shirinzadeh B. ، Zhang D. "آلية من خمسة بار تستند إلى الثني للتكوين الدقيق/النانوي." أجهزة الاستشعار والمحركات A ، 2009 ، 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min ، Wang Hua ، Hu Cun-yin. "تحليل ديناميكي مرن وضبط المدخلات للسيراميك الكهروضوئي الذي يمارس مرحلة بوضعية دقيقة متوافقة مع 3-DOF." مجلة هندسة الاهتزاز ، 2007 ، 20 (1): 9-14.

- هو Junfeng ، Zhang Xianmin. "خصائص الحركة وتصميم التحسين لمنصة تحديد موقع الدقة ثلاثية الدرجات." هندسة الدقة البصرية ، 2012 ، 20 (12): 2686-2695.

- لو تينغ ، تشنغ فايمينغ ، صن لينزي. "تحليل ومقارنة معايير دقة تحديد المواقع من طاولة عمل وضع الدقة." التصميم والتصنيع الميكانيكي ، 2007 (4): 141-143.