შესრულების შედარება სამსაფეხურიანი თავისუფლების მიკრო-პოზიციონირების პლატფორმების სრულყოფილი წრიულისთვის,

მიკრო-ნანოს დონის პოზიციონირების სამუშაო მაგიდა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ზუსტი დამუშავების, ზუსტი გაზომვის, მიკროელექტრონული ინჟინერიის, ბიოინჟინერიის, ნანომეტრისა და ტექნოლოგიების სფეროებში. მისი მზარდი მნიშვნელობითა და ფართო პროგრამებით, სამუშაო მაგიდის მოთხოვნები სიზუსტის, სტაბილურობის, სიმტკიცისა და რეაგირების თვალსაზრისით უფრო მოთხოვნადი გახდა. შესაბამისობის მექანიზმები, რომლებიც იყენებენ მოქნილ რგოლებს ტრადიციული კინემატიკური წყვილის ნაცვლად, წარმოიშვა, როგორც გადაცემის ახალი ტიპის სტრუქტურა მიკრო-პოზიციონირების პლატფორმებისთვის. ეს მექანიზმები იძლევა უპირატესობებს, როგორიცაა მექანიკური ხახუნის ან უფსკრული, მაღალი მოძრაობის მგრძნობელობა და დამუშავების სიმარტივე. მოქნილი საკინძების არჩევანი გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს შესაბამის პარალელური მექანიზმების შესრულებას.

რეზიუმე (ორიგინალი):

ორიგინალური სტატიის რეზიუმე განიხილავს სამგზის თავისუფლების პლატფორმის სტატიკური და დინამიური მახასიათებლების შედარებას და ანალიზს სხვადასხვა მოქნილი რქის ფორმების გამოყენებით, მათ შორის სრულყოფილი წრე, ელიფსი, მარჯვენა კუთხე და სამკუთხა რგოლები. იგი ხაზს უსვამს პლატფორმებს შორის მოქნილობის, მოძრაობის შესრულების, გადაადგილების მგრძნობელობის და ბუნებრივი სიხშირის განსხვავებებს. წრიული საკინძების პლატფორმა აღმოჩენილია, რომ უკეთესად შესრულდება საერთო ჯამური შესრულება სხვა საყრდენის ფორმებთან შედარებით.

რეზიუმე (გაფართოებული):

ამ გაფართოებულ სტატიაში, ჩვენ მიზნად ისახავს განვიხილოთ მოქნილი რქის ფორმის გავლენა მიკრო-პოზიციონირების პლატფორმების შესრულებაზე. ჩვენ მოგაწვდით დეტალურ ანალიზს შესაბამის პარალელური მექანიზმების სტატიკური და დინამიური მახასიათებლების შესახებ, რომლებიც იყენებენ სხვადასხვა მოქნილი რქის ფორმებს. ყურადღება გამახვილდება სრულყოფილ წრეზე, ელიფსის, მარჯვენა კუთხის და სამკუთხა საკინძების პლატფორმებზე, მათი მოქნილობის, მოძრაობის შესრულების, გადაადგილების მგრძნობელობის და ბუნებრივი სიხშირის შედარებაზე.

შესაბამისი მექანიზმი, თავისი მოქნილი რგოლებით, გთავაზობთ პერსპექტიულ ალტერნატივას ტრადიციული კინემატიკური წყვილებისათვის. ეს გამორიცხავს მექანიკურ ხახუნს და ხარვეზებს, ხოლო უზრუნველყოფს მოძრაობის მგრძნობელობის მაღალ დონეს და დამუშავების სიმარტივეს. კომპეტენტური მექანიზმების პარალელური სტრუქტურა ასევე აძლიერებს მათ სიზუსტეზე მუშაობას და პოზიციონირების შესაძლებლობებს, რაც მათ შესაფერისია სხვადასხვა აპლიკაციებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ მაღალი მოძრაობის რეზოლუციას, სწრაფ რეაგირებას და კომპაქტურ დიზაინს.

სხვადასხვა მოქნილი ჰინგის ფორმების გავლენის გასაანალიზებლად მიკრო-პოზიციონირების პლატფორმების შესრულებაზე, ჩვენ შევიმუშავეთ და შევადარეთ ოთხი განსხვავებული 3-RR- ის შესაბამის პარალელური მექანიზმი. ეს მექანიზმები აღჭურვილია სხვადასხვა ფორმის მოქნილი რგოლებით, მათ შორის სრულყოფილი წრე, ელიფსი, მარჯვენა კუთხე და სამკუთხა.

სასრული ელემენტების ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფის ANSYS– ის გამოყენებით, ჩვენ შევაფასეთ პლატფორმების სტატიკური და დინამიური მახასიათებლები. მოქნილობის ანალიზმა, შესაბამისობის მატრიცების შედარების საფუძველზე, გამოავლინა მნიშვნელოვანი განსხვავებები საკინძების პლატფორმებს შორის. მარჯვენა კუთხის რქის პლატფორმამ აჩვენა ყველაზე მაღალი მოქნილობა, ხოლო სამკუთხა საკინძების პლატფორმამ ყველაზე დაბალი მოქნილობა გამოავლინა. სრულყოფილმა წრე და ელიფსის საკინძების პლატფორმებმა აჩვენა მსგავსი მოქნილობა.

ჩვენ ასევე გამოვიკვლიეთ პლატფორმების კინემატიკური შესრულება იაკობიის მატრიცების ანალიზით. მიუხედავად იმისა, რომ ოთხივე პლატფორმამ მიაღწია სასურველ მოძრაობას, მათი შესრულება სხვადასხვა მიმართულებით მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდა. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ მოქნილი ჰინგის ფორმა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს შესაბამის პარალელური მექანიზმების მოძრაობის შესრულებაზე. აღსანიშნავია, რომ მარჯვენა კუთხის საყრდენის პლატფორმამ აჩვენა უფრო მცირე ბრუნვის კუთხე სხვა პლატფორმებთან შედარებით.

გარდა ამისა, ჩვენ ჩავატარეთ მგრძნობელობის ანალიზი, რომ შეისწავლონ შეყვანის გადაადგილების გავლენა გამომავალი გადაადგილებაზე. ანალიზმა გამოავლინა განსხვავებები გადაადგილების მგრძნობელობისგან განსხვავებები Hinge პლატფორმებს შორის ყველა მიმართულებით. წრიული საკინძების პლატფორმამ გამოავლინა უფრო მაღალი მგრძნობელობა ყველა მიმართულებით, რაც მიუთითებს უკეთეს შესრულებაზე.

დაბოლოს, ჩვენ შევადარეთ ოთხი პლატფორმის ბუნებრივი სიხშირე. მარჯვენა კუთხის რქის პლატფორმას აღმოაჩნდა, რომ ყველაზე მცირე ბუნებრივი სიხშირე აქვს, ხოლო სამკუთხა საკინძების პლატფორმას ყველაზე დიდი ჰქონდა. სრულყოფილი წრე და ელიფსის საკინძების პლატფორმებმა აჩვენა მსგავსი ბუნებრივი სიხშირე.

მოკლედ, ჩვენი ანალიზი ხაზს უსვამს მოქნილი რქის ფორმის მნიშვნელოვან გავლენას მიკრო-პოზიციონირების პლატფორმების შესრულებაზე. რქის ფორმის არჩევანი გავლენას ახდენს შესაბამის პარალელური მექანიზმების მოქნილობაზე, მოძრაობის შესრულებაზე, გადაადგილების მგრძნობელობაზე და ბუნებრივ სიხშირეზე. ჩვენი აღმოჩენებიდან გამომდინარე, წრიული საკინძების პლატფორმა გამოავლინა უმაღლესი საერთო შესრულება სხვა საყრდენის ფორმებთან შედარებით.

ცნობა:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "ურთიერთობა შეყვანის ძალას, დატვირთვას, სიმძიმესა და 3-DOF პერპენდიკულური პარალელური მიკრო მანიპულატორის გადაადგილებას შორის." ჟურნალი მექანიზმისა და მანქანების თეორიის შესახებ, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "ზოგადი მიახლოებითი მოდელი სხივის დაფუძნებული მოქნილი სახსრების დიდი ონლაინ გადახრის ანალიზისთვის." ზუსტი ინჟინერია, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "გულშემატკივართა XYZ პარალელური მიკრანომულატორის დიზაინი და ოპტიმიზაცია მოქნილი რგოლებით." Intelligent & Robotic Systems, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, Young Hun Jeong. "გამჭვირვალე პოლიმერული მოქნილ-ნანოპოზიტერი, რომელიც მოქმედებს პიეზოელექტრული სტეკის აქტივატორის მიერ." ჟურნალი ნანოტექნოლოგიის, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "მოქნილობაზე დაფუძნებული ხუთ ბარიანი მექანიზმი მიკრო/ნანომანიპულაციისთვის." სენსორები და აქტივატორები A, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu Cun-Yin. "პიეზოელექტრული კერამიკის ელასტიური დინამიური და შეყვანის ანალიზი, რომელიც მოქმედებს 3-DOF შესაბამისი სიზუსტის მიკრო-პოზიციონირების ეტაპზე." ვიბრაციის ინჟინერიის ჟურნალი, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "მოძრაობის მახასიათებლები და სამსაფეხურიანი თავისუფლების ზუსტი პოზიციონირების პლატფორმის ოპტიმიზაციის დიზაინი." ოპტიკური ზუსტი ინჟინერია, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "ზუსტი პოზიციონირების პოზიციონირების სიზუსტის სტანდარტების ანალიზი და შედარება." მექანიკური დიზაინი და წარმოება, 2007 (4): 141-143.