Σύγκριση απόδοσης των πλατφορμών μικρο-θέσης τριών βαθμών για την τέλεια κυκλική, 1

Περίληψη:

Η μελέτη αυτή επικεντρώνεται στην ανάλυση της επίδρασης διαφορετικών ευέλικτων μορφών μεντεσέδες στην απόδοση μιας πλατφόρμας μικρο-θέσης. Τα στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά των πλατφορμών με τέλειο κύκλο, ελλειπτική, ορθή γωνία και τριγωνικούς ευέλικτους μεντεσέδες συγκρίνονται χρησιμοποιώντας λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων ANSYS. Τα ακόλουθα συμπεράσματα προέρχονται από την ανάλυση: διαφορετικές πλατφόρμες παρουσιάζουν ποικίλα επίπεδα ευελιξίας, με την πλατφόρμα με άρθρωση της σωστής γωνίας να είναι η πιο ευέλικτη και η πλατφόρμα τριγωνικής άρθρωσης να είναι η λιγότερο ευέλικτη. Ο τέλειος κύκλος και οι ευέλικτοι μεντεσέδες της ελλειψής έχουν παρόμοια ευελιξία. Η μορφή άρθρωσης επηρεάζει σημαντικά την απόδοση της κίνησης της πλατφόρμας, με την πλατφόρμα ευέλικτης με άρθρωσης της σωστής γωνίας να έχει μικρότερη γωνία περιστροφής σε σύγκριση με άλλες πλατφόρμες. Υπάρχουν διαφορές στην ευαισθησία μετατόπισης μεταξύ των διαφορετικών πλατφορμών άρθρωσης, με την πλατφόρμα κυκλικής άρθρωσης να παρουσιάζει υψηλότερη ευαισθησία προς όλες τις κατευθύνσεις. Η ευέλικτη μορφή μεντεσέ επηρεάζει επίσης τη φυσική συχνότητα της πλατφόρμας, με την πλατφόρμα με άρθρωση δεξιάς γωνίας να έχει τη μικρότερη φυσική συχνότητα και την τριγωνική πλατφόρμα άρθρωσης που έχει το μεγαλύτερο. Ο τέλειος κύκλος και οι ευέλικτοι μεντεσέδες της ελλειψής παρουσιάζουν παρόμοια ευελιξία όσον αφορά τη φυσική συχνότητα. Λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση διαφορετικών ευέλικτων πλατφορμών άρθρωσης, η πλατφόρμα κυκλικής άρθρωσης αποδεικνύει καλύτερη συνολική απόδοση.

Οι πάγκοι εργασίας για την τοποθέτηση μικρο-νανο-επιπέδου διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο σε διάφορους τομείς, όπως η κατεργασία ακρίβειας, η μέτρηση ακριβείας, η μικροηλεκτρονική μηχανική, η βιοϊατρική, η νανοεπιστήμη και η τεχνολογία. Αυτές οι πλατφόρμες απαιτούν ακρίβεια τοποθέτησης μικρο-υδροηλεκτρικού επιπέδου, εξαιρετική σταθερότητα, δυσκαμψία και γρήγορη απόκριση. Οι συμβατοί μηχανισμοί, οι οποίοι χρησιμοποιούν ευέλικτες μεντεσέδες αντί για παραδοσιακά κινηματικά ζεύγη, έχουν αναδειχθεί ως ένας νέος τύπος δομής μετάδοσης. Χρησιμοποιούν ελαστική παραμόρφωση ευέλικτων μεντεσέδων για τη μετάδοση κίνησης και δύναμης, προσφέροντας πλεονεκτήματα όπως καμία μηχανική τριβή, χωρίς κενό, ευαισθησία υψηλής κίνησης και απλή επεξεργασία. Οι συμβατοί μηχανισμοί είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για μηχανισμούς μετάδοσης στον τομέα της τοποθέτησης ακριβείας. Ο συμβατός μηχανισμός συνεργάζεται στενά με τον παράλληλο μηχανισμό, ο οποίος ενισχύει και συμπληρώνει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του συμβατού μηχανισμού. Ο συνδυασμός των δύο μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις για λειτουργία ακριβείας και τοποθέτηση, συμπεριλαμβανομένης της υψηλής ανάλυσης κίνησης, της γρήγορης απόκρισης και του μικρού μεγέθους. Η παράλληλη δομή είναι πιο συμπαγής και καταλαμβάνει λιγότερο χώρο σε σύγκριση με τη δομή της σειράς. Συμπερασματικά, οι συμμορφούμενοι παράλληλοι μηχανισμοί προσφέρουν πλεονεκτήματα όπως υψηλή ακρίβεια, υψηλή ακαμψία, συμπαγή δομή, καλή συμμετρία, υψηλή ταχύτητα, μεγάλο αυτο-βάρος και καλή δυναμική απόδοση. Δεδομένου ότι η πλατφόρμα μικρο-θέσης βασίζεται στην παραμόρφωση των ευέλικτων μεντεσέδων, η επιλογή της μορφής μεντεσέ παίζει καθοριστικό ρόλο στην απόδοσή της. Αυτή η μελέτη στοχεύει να σχεδιάσει τέσσερις διαφορετικούς παράλληλους μηχανισμούς συμβατές με 3-RRR με ευέλικτους μεντεσέδες και να συγκρίνει τα στατικά και δυναμικά χαρακτηριστικά τους χρησιμοποιώντας λογισμικό ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων. Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης παρέχουν πληροφορίες για την επιλογή της ευέλικτης μορφής μεντεσέδες για συμβατές παράλληλους μηχανισμούς.