Kolme astme freedomi mikropositsiooniplatvormide jõudluse võrdlus täiusliku ümmarguse jaoks, 1

Kokkuvõte:

See uuring keskendub erinevate paindlike liigendvormide mõju analüüsimisele mikropositsiooniplatvormi toimimisele. Platvormide staatilisi ja dünaamilisi omadusi täiusliku ringi, ellipsi, täisnurga ja kolmnurksete painduvate hingedega võrreldakse lõplike elementide tarkvara ANSYS abil. Analüüsist tehakse järgmised järeldused: erinevatel platvormidel on erinev paindlikkus, kõige paindlikum ja kolmnurksest liigendiplatvorm on parempoolse nurga liigendi platvorm ja kolmnurksest liigendiplatvorm on kõige vähem paindlik. Täiuslikul ringil ja ellipsi painduvatel hingedel on sarnane paindlikkus. Hingevorm mõjutab märkimisväärselt platvormi liikumise jõudlust, parempoolse nurgaga painduva liigendiplatvormil on teiste platvormidega võrreldes väiksem pöördenurk. Erinevatel liigendiplatvormidel on nihketundlikkuses erinevusi, ümmargusel liigendiplatvormil on kõigis suundades suurem tundlikkus. Paindlik liigendvorm mõjutab ka platvormi loomulikku sagedust, parempoolse nurga liigendi platvormil on väikseim loomulik sagedus ja kolmnurkse liigendiplatvormiga platvorm on suurim. Täiuslik ring ja ellipse paindlikud hinged avaldavad loomuliku sageduse osas sarnast paindlikkust. Arvestades erinevate paindlike liigendplatvormide jõudlust, näitab ümmargune liigendplatvorm paremat üldist jõudlust.

Mikro-nanotasandil positsioneerimispindid mängivad olulist rolli erinevates valdkondades nagu täpsusmehaaniline töötlemine, täpse mõõtmine, mikroelektroonikaehitus, biotehnoloogia, nanoteadus ja tehnoloogia. Need platvormid nõuavad mikro-nano-taseme positsioneerimise täpsust, suurepärast stabiilsust, jäikust ja kiiret reageerimist. Nõuetele vastavad mehhanismid, mis kasutavad traditsiooniliste kinemaatiliste paaride asemel elastseid hingekesi, on muutunud uut tüüpi ülekandestruktuurina. Nad kasutavad liikumise ja jõu edastamiseks paindlike hingede elastset deformatsiooni, pakkudes eeliseid nagu mehaaniline hõõrdumine, tühimike puudumine, kõrge liikumistundlikkus ja lihtne töötlemine. Nõuetele vastavad mehhanismid sobivad eriti täppispositsioneerimise valdkonnas ülekandemehhanismideks. Nõuetele vastav mehhanism teeb tihedat koostööd paralleelse mehhanismiga, mis tugevdab ja täiendab nõuetele vastava mehhanismi eeliseid ja puudusi. Nende kahe kombinatsioon suudab täita täpsuse ja positsioneerimise nõudeid, sealhulgas kõrge liikumise eraldusvõime, kiire reageerimine ja väike suurus. Paralleelne struktuur on kompaktsem ja võtab seeria struktuuriga võrreldes vähem ruumi. Kokkuvõtteks pakuvad nõuetele vastavad paralleelsed mehhanismid selliseid eeliseid nagu kõrge täpsus, kõrge jäikus, kompaktne struktuur, hea sümmeetria, kiire kiirus, suur enesekindlus ja hea dünaamiline jõudlus. Kuna mikropositsiooniplatvorm tugineb paindlike hingede deformatsioonile, mängib liigendi vormi valik selle jõudluses üliolulist rolli. Selle uuringu eesmärk on kujundada neli erinevat 3-RRR-i nõuetele vastavat paralleelset mehhanismi, millel on paindlikud hinged ja võrrelda nende staatilisi ja dünaamilisi omadusi, kasutades lõplike elementide analüüsi tarkvara. Selle analüüsi tulemused annavad ülevaate vastavate paralleelsete mehhanismide jaoks paindliku liigendvormi valimisest.