Usporedba performansi na platformama za mikro-pozicioniranje s tri stupnja slobode za savršene kružne, 1

Sažetak:

Ova studija usredotočena je na analizu utjecaja različitih fleksibilnih oblika zglobova na izvedbu mikro-pozicionirane platforme. Statičke i dinamične karakteristike platformi sa savršenim krugom, elipsom, pravim kutom i trokutastim fleksibilnim šarkama uspoređuju se pomoću softvera konačnih elemenata ANSYS. Iz analize se izvlače sljedeći zaključci: različite platforme pokazuju različite razine fleksibilnosti, s tim da je platforma za šarke u pravom kutu najfleksibilnija, a trokutasta platforma šarki najmanje fleksibilna. Savršeni krug i fleksibilne šarke s elipsom imaju sličnu fleksibilnost. Oblik šarki značajno utječe na performanse gibanja platforme, s tim da fleksibilna platforma šarki ima manji kut rotacije u usporedbi s drugim platformama. Postoje razlike u osjetljivosti pomaka među različitim platformama šarki, pri čemu je platforma kružnih šarki pokazala veću osjetljivost u svim smjerovima. Fleksibilni oblik zgloba također utječe na prirodnu frekvenciju platforme, s tim da platforma za šarke u pravom kutu ima najmanju prirodnu frekvenciju i trokutastu platformu šarke koja ima najveću. Savršeni fleksibilni šarke kruga i elipse pokazuju sličnu fleksibilnost u smislu prirodne frekvencije. S obzirom na performanse različitih fleksibilnih platformi za zglobove, platforma kružnih šarki pokazuje bolje ukupne performanse.

Radne pločice na nano-razini igraju ključnu ulogu u različitim područjima kao što su precizna obrada, precizno mjerenje, mikroelektronski inženjering, bioinžinjering, nanoznanost i tehnologija. Ove platforme zahtijevaju točnost pozicioniranja na nano-razini, izvrsnu stabilnost, krutost i brzi odgovor. Sukladni mehanizmi koji koriste fleksibilne šarke umjesto tradicionalnih kinematičkih parova pojavili su se kao nova vrsta prijenosne strukture. Oni koriste elastičnu deformaciju fleksibilnih šarki za prijenos gibanja i sile, nudeći prednosti poput mehaničkog trenja, bez praznina, visoke osjetljivosti na kretanje i jednostavnu obradu. Sukladni mehanizmi posebno su prikladni za mehanizme prijenosa u području preciznog pozicioniranja. Sukladni mehanizam usko surađuje s paralelnim mehanizmom, koji jača i nadopunjuje prednosti i nedostatke kompatibilnog mehanizma. Kombinacija njih dvojice može udovoljiti zahtjevima za precizno djelovanje i pozicioniranje, uključujući visoku razlučivost pokreta, brzi odgovor i malu veličinu. Paralelna struktura je kompaktnija i zauzima manje prostora u usporedbi s strukturom serije. Zaključno, usklađeni paralelni mehanizmi nude prednosti kao što su visoka preciznost, visoka krutost, kompaktna struktura, dobra simetrija, velika brzina, veliko opterećenje samo-težine i dobre dinamičke performanse. Budući da se platforma za mikro-pozicioniranje oslanja na deformaciju fleksibilnih šarki, izbor zglobnih oblika igra ključnu ulogu u njegovoj izvedbi. Ova studija ima za cilj osmisliti četiri različita paralelna mehanizma kompatibilna s 3-RRR s fleksibilnim šarkama i usporediti njihove statičke i dinamičke karakteristike pomoću softvera za analizu konačnih elemenata. Rezultati ove analize pružaju uvid u odabir fleksibilnog oblika zglobova za usklađene paralelne mehanizme.