A háromfokozatú mikro-pozíciós platformok teljesítményének összehasonlítása a tökéletes kör alakú, 1

Absztrakt:

Ez a tanulmány arra összpontosít, hogy elemezze a különböző rugalmas csukló formák hatását egy mikro-pozíciós platform teljesítményére. A tökéletes kör, ellipszis, derékszög és háromszög alakú rugalmas csuklók statikus és dinamikus tulajdonságait összehasonlítják az ANSYS véges elem szoftverrel. Az elemzésből a következő következtetéseket vonják le: a különböző platformok változó rugalmasságot mutatnak, a jobb oldali csuklóplatform a legrugalmasabb, és a háromszög alakú csuklóplatform a legkevésbé rugalmas. A tökéletes kör és az ellipszis rugalmas zsanérok hasonló rugalmassággal rendelkeznek. A csuklósan forma jelentősen befolyásolja a platform mozgási teljesítményét, mivel a jobb oldali rugalmas csuklóplatform kisebb forgási szöggel rendelkezik, mint más platformok. A különböző csuklóplatformok között különbségek vannak az elmozdulás érzékenységében, mivel a kör alakú csuklóplatform minden irányban nagyobb érzékenységet mutat. A rugalmas csuklóforma a platform természetes frekvenciáját is befolyásolja, a jobb oldali csuklóplatformmal, amelynek a legkisebb természetes frekvenciája van, és a legnagyobb háromszögplatform. A tökéletes kör és az ellipszis rugalmas csuklópántok hasonló rugalmasságot mutatnak a természetes frekvencia szempontjából. Figyelembe véve a különböző rugalmas csuklóplatformok teljesítményét, a kör alakú csuklóplatform jobb teljes teljesítményt mutat.

A mikro-nano szintű pozicionáló munkapadok döntő szerepet játszanak a különféle területeken, például precíziós megmunkálásban, precíziós mérésben, mikroelektronikai tervezésben, bioeszerezésben, nanotudományban és technológiában. Ezeknek a platformoknak a mikro-nano szintű pozicionálási pontosságot, a kiváló stabilitást, a merevséget és a gyors válaszokat igénylik. A megfelelő mechanizmusok, amelyek rugalmas csuklókat használnak a hagyományos kinematikus párok helyett, új típusú átviteli struktúrává váltak. A rugalmas zsanérok rugalmas deformációját használják a mozgás és az erő továbbításához, olyan előnyöket kínálva, mint például a mechanikus súrlódás, a rés, a nagy mozgásérzékenység és az egyszerű feldolgozás. A megfelelő mechanizmusok különösen alkalmasak az átviteli mechanizmusokra a precíziós pozicionálás területén. A megfelelő mechanizmus szorosan működik a párhuzamos mechanizmussal, amely megerősíti és kiegészíti a megfelelő mechanizmus előnyeit és hátrányait. A kettő kombinációja megfelelhet a precíziós üzemeltetési és pozicionálási követelményeknek, beleértve a nagy mozgásfelbontást, a gyors választ és a kis méretét. A párhuzamos szerkezet kompaktabb, és kevesebb helyet foglal el a sorozat szerkezetéhez képest. Összegezve, a megfelelő párhuzamos mechanizmusok olyan előnyöket kínálnak, mint a nagy pontosság, a nagy merevség, a kompakt szerkezet, a jó szimmetria, a nagy sebesség, a nagy önsúlyú terhelés és a jó dinamikus teljesítmény. Mivel a mikro-pozíciós platform a rugalmas zsanérok deformációjára támaszkodik, a csuklóforma megválasztása döntő szerepet játszik teljesítményében. Ennek a tanulmánynak a célja, hogy négy különböző 3-RRR-kompatibilis párhuzamos mechanizmust tervezzen rugalmas csuklókkal, és összehasonlítsa statikus és dinamikus tulajdonságaikat a véges elem-elemző szoftver segítségével. Az elemzés eredményei betekintést nyújtanak a rugalmas csuklóforma kiválasztásába a megfelelő párhuzamos mechanizmusokhoz.