Usporedba performansi tri platforme za mikro pozicioniranje u tri stupnja za savršene kružnice,

Radna površina pozicioniranja mikro-nano-nano reproducira ključnu ulogu u preciznom obradu, preciznom mjerenju, inženjeringu mikroelektronike, bioinžinjerca, nanoznanja i tehnološkog polja. Svojim sve većim važnim važnim i širokim aplikacijama, zahtjevi za radnoj stolu u pogledu tačnosti, stabilnosti, krutosti i odgovora postali su zahtjevniji. Posklađeni mehanizmi koji koriste fleksibilne šarke umjesto tradicionalnih kinematskih parova, pojavili su se kao nova vrsta strukture prijenosa za platforme za mikro pozicioniranje. Ovi mehanizmi pružaju prednosti poput mehaničkog trenja ili jaza, visoke osjetljivosti na pokretu i jednostavnost obrade. Izbor fleksibilnih šarki kritičan je za obavljanje usklađenih paralelnih mehanizama.

Sažetak (original):

Sažetak izvornog članka govori o usporedbi i analizi statičkih i dinamičnih karakteristika platforme s tri stupnja slobode koristeći različite fleksibilne šarke, uključujući savršeni krug, elipsa, podjednako ugao i trokutaste šarke. Ističe razlike u fleksibilnosti, performansi pokreta, osjetljivosti za pomicanje i prirodnu frekvenciju među platformama. Otkrivena je platforma kružnog šarke da izlaže bolje sveukupne performanse u odnosu na druge oblike šarke.

Sažetak (proširen):

U ovom proširenom članku imamo za cilj daljnjeg razgovora o utjecaju fleksibilnog zglobova na performanse mikro pozicioniranja platformi. Navest ćemo detaljnu analizu statičkih i dinamičnih karakteristika kompatibilnih paralelnih mehanizama koji koriste različite fleksibilne forme šarke. Fokus će biti na savršenom krugu, elipsu, delku i trokutastim šarkama, uspoređujući njihovu fleksibilnost, performanse pokreta, osjetljivost na pomicanje i prirodnu frekvenciju.

Kompatibilni mehanizam, sa svojim fleksibilnim šarkama, pruža obećavajuću alternativu tradicionalnim kinematskim parovima. Eliminira mehaničko trenje i praznine, istovremeno pružajući visok nivo osjetljivosti na pokretu i jednostavnost obrade. Paralelna struktura kompatibilnih mehanizama takođe povećava njihovu preciznu operaciju i mogućnosti pozicioniranja, čineći ih pogodnim za različite aplikacije za koje zahtijevaju visoku rezoluciju o pokretu, brzi odgovor i kompaktne dizajne.

Da bismo analizirali utjecaj različitih fleksibilnih oblika šarke na performanse platformi za mikro pozicioniranje, dizajnirali smo i usporedili četiri različite paralelne mehanizme u skladu sa 3 RRR. Ovi mehanizmi su opremljeni fleksibilnim šarkama različitih oblika, uključujući savršeni krug, elipsa, desni ugao i trokutasti.

Korištenje softvera za analizu konačnih elemenata ANSYS, ocjenjivali smo statičke i dinamičke karakteristike platformi. Analiza fleksibilnosti, zasnovana na usporedbi matrica za usklađivanje, otkrila je značajne razlike među platformama šarke. Platforma za zglob desnog ugla pokazala je najveću fleksibilnost, dok je trokutasti šarke izložio najnižu fleksibilnost. Savršeni krug i platforme za šarke elipse prikazane su slične fleksibilnosti.

Takođe smo istražili kinematički izvedbu platformi analizom jakonskih matrica. Dok su sve četiri platforme postigle željeno kretanje, njihov učinak u različitim smjerovima znatno su varirali. To ukazuje da fleksibilan oblik šarke ima značajan utjecaj na performanse pokreta u skladu sa paralelnim mehanizmima. Značajno je platforma za šarke za pravu kutu pokazala manji kut rotacije u odnosu na ostale platforme.

Nadalje, sproveli smo analizu osjetljivosti za proučavanje utjecaja ulaznog pomaka na pomak izlaza. Analiza je otkrila razlike u osjetljivosti raseljavanja među šarkama u svim smjerovima. Platforma kružnog šarke pokazala je veću osjetljivost u svim smjerovima, što ukazuje na bolje ukupne performanse.

Konačno, uporedili smo prirodne frekvencije četiri platforme. Otkriveno je da je platforma za zglob pod kutom ugao ima najmanju prirodnu frekvenciju, dok je trokutasti šarki platforma imala najveće. Savršeni krug i platforme za šarke elipse prikazane su slične prirodne frekvencije.

Ukratko, naša analiza ističe značajan utjecaj fleksibilnog vilice na performanse mikro pozicioniranja platformi. Izbor obrasca šarke utiče na fleksibilnost, performanse pokreta, osjetljivost na pomicanje i prirodnu frekvenciju usklađenih paralelnih mehanizama. Na osnovu naših nalaza platforma kružnog šarke izlagala su vrhunske cjelokupne performanse u odnosu na druge oblike šarke.

Reference:

- Yi Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Odnos među ulaznim silama, nosivostom, ukočenosti i premještanja 3-doF okomita paralelnog mikro-manipulatora." Časopis za mehanizam i teoriju mašina, 2010, 45 (4): 756-771.

- Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "Generički model aproksimacije za analizu velikih internetskih odstupanja od raskrsnika na bazi grede." Precizni inženjering, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Dizajn i optimizacija ventilatora XYZ paralelnog mikromanipulator sa šarkama sa fleksurom." Časopis za inteligentni & Robotski sistemi, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, mladi Hun Jeong. "Prozirni polimerni nanopozioničar sa fleksibilnim šarkama, aktiviran aktuatorom piezoelektričnog stanja." Časopis za nanotehnologiju, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Pet-bar sa fleksure za mikro / nanomanipulaciju." Senzori i aktuatori A, 2009, 153 (1): 96-104.

- Zhang Xian-min, Wang Hua, Hu Cun-yin. "Elastična dinamička i ulazna podešavanje analize piezoelektrične keramike koja se aktivira 3-DOF kompatibilnom preciznom mikro pozicioniranju." Časopis za vibracijsko inženjerstvo, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Karakteristike pokreta i oblikovanje optimizacije od preciznosti preciznosti od tri stepena slobode." Optička precizna inženjering, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "Analiza i usporedba standarda tačnosti za pozicioniranje preciznog pozicioniranja radne površine". Mehanički dizajn i proizvodnja, 2007 (4): 141-143.