Perbandingan kinerja platform posisi mikro tiga derajat-kebebasan untuk melingkar sempurna, 1

Abstrak:

Studi ini berfokus pada menganalisis pengaruh berbagai bentuk engsel fleksibel pada kinerja platform posisi mikro. Karakteristik statis dan dinamis dari platform dengan lingkaran sempurna, elips, sudut kanan, dan engsel fleksibel segitiga dibandingkan dengan menggunakan perangkat lunak elemen terbatas ANSYS. Kesimpulan berikut diambil dari analisis: platform yang berbeda menunjukkan berbagai tingkat fleksibilitas, dengan platform engsel sudut kanan menjadi platform engsel segitiga yang paling fleksibel dan menjadi yang paling tidak fleksibel. Lingkaran sempurna dan engsel fleksibel elips memiliki fleksibilitas yang sama. Bentuk engsel secara signifikan mempengaruhi kinerja gerak platform, dengan platform engsel fleksibel sudut kanan memiliki sudut rotasi yang lebih kecil dibandingkan dengan platform lain. Ada perbedaan dalam sensitivitas perpindahan di antara platform engsel yang berbeda, dengan platform engsel melingkar menunjukkan sensitivitas yang lebih tinggi di semua arah. Bentuk engsel fleksibel juga mempengaruhi frekuensi alami platform, dengan platform engsel sudut kanan memiliki frekuensi alami terkecil dan platform engsel segitiga memiliki yang terbesar. Lingkaran sempurna dan engsel fleksibel elips menunjukkan fleksibilitas yang sama dalam hal frekuensi alami. Mempertimbangkan kinerja platform engsel fleksibel yang berbeda, platform engsel melingkar menunjukkan kinerja keseluruhan yang lebih baik.

Tempat kerja penentuan posisi level mikro-nano memainkan peran penting dalam berbagai bidang seperti pemesinan presisi, pengukuran presisi, rekayasa mikroelektronika, bioengineering, nanoscience, dan teknologi. Platform ini membutuhkan akurasi penentuan posisi level mikro-nano, stabilitas yang sangat baik, kekakuan, dan respons cepat. Mekanisme yang sesuai, yang menggunakan engsel fleksibel alih -alih pasangan kinematik tradisional, telah muncul sebagai jenis baru struktur transmisi. Mereka menggunakan deformasi elastis engsel fleksibel untuk mentransmisikan gerakan dan kekuatan, menawarkan keuntungan seperti tidak ada gesekan mekanis, tidak ada celah, sensitivitas gerak tinggi, dan pemrosesan sederhana. Mekanisme yang sesuai sangat cocok untuk mekanisme transmisi di bidang posisi presisi. Mekanisme yang sesuai bekerja erat dengan mekanisme paralel, yang memperkuat dan melengkapi kelebihan dan kekurangan dari mekanisme yang sesuai. Kombinasi keduanya dapat memenuhi persyaratan untuk operasi dan penentuan posisi presisi, termasuk resolusi gerak tinggi, respons cepat, dan ukuran kecil. Struktur paralel lebih kompak dan membutuhkan lebih sedikit ruang dibandingkan dengan struktur seri. Sebagai kesimpulan, mekanisme paralel yang sesuai menawarkan keuntungan seperti presisi tinggi, kekakuan tinggi, struktur kompak, simetri yang baik, kecepatan tinggi, beban berat diri yang besar, dan kinerja dinamis yang baik. Karena platform penentuan posisi mikro bergantung pada deformasi engsel fleksibel, pilihan bentuk engsel memainkan peran penting dalam kinerjanya. Penelitian ini bertujuan untuk merancang empat mekanisme paralel 3-RRR yang berbeda dengan engsel fleksibel dan membandingkan karakteristik statis dan dinamisnya menggunakan perangkat lunak analisis elemen hingga. Hasil analisis ini memberikan wawasan tentang pemilihan bentuk engsel fleksibel untuk mekanisme paralel yang sesuai.