Veiktspējas salīdzinājums ar trīs krastmalu mikro-pozicionēšanas platformām perfektu apkārtrakstu,

Mikro-nano līmeņa pozicionēšanas darbagaldam ir izšķiroša loma precizitātes apstrādē, precizitātes mērīšanā, mikroelektronikas inženierijā, bioinženierijā, nanozinātnes un tehnoloģiju laukos. Ar pieaugošo nozīmi un plašo lietojumprogrammu lietojumprogrammu prasības attiecībā uz precizitāti, stabilitāti, stīvumu un reakciju ir kļuvušas prasīgākas. Atbilstoši mehānismi, kas tradicionālo kinemātisko pāru vietā izmanto elastīgas eņģes, ir parādījušies kā jauna veida pārraides struktūra mikro pozicionēšanas platformām. Šie mehānismi nodrošina tādas priekšrocības kā mehāniska berze vai sprauga, augsta kustības jutība un apstrādes vienkāršība. Elastīgu eņģu izvēle ir būtiska atbilstošu paralēlo mehānismu veikšanai.

Kopsavilkums (oriģināls):

Sākotnējā raksta kopsavilkums ir apskatīts trīs grādu līmeņa platformas statisko un dinamisko īpašību salīdzinājums un analīze, izmantojot dažādas elastīgas eņģu formas, ieskaitot perfektu apli, elipse, labo leņķi un trīsstūrveida eņģes. Tas izceļ atšķirības elastībā, kustības veiktspējā, pārvietošanas jutīgumā un dabiskajā frekvencē platformu starpā. Ir atklāts, ka apļveida eņģu platforma uzrāda labāku kopējo veiktspēju, salīdzinot ar citām eņģu formām.

Kopsavilkums (paplašināts):

Šajā paplašinātajā rakstā mūsu mērķis ir vēl vairāk apspriest elastīgās eņģes formas ietekmi uz mikro pozīciju platformu veiktspēju. Mēs sniegsim detalizētu atbilstošu paralēlo mehānismu statisko un dinamisko īpašību analīzi, izmantojot dažādas elastīgas eņģu formas. Galvenā uzmanība tiks pievērsta ideālai apļa, elipse, labā leņķa un trīsstūrveida eņģu platformām, salīdzinot to elastību, kustības veiktspēju, pārvietošanas jutīgumu un dabisko frekvenci.

Atbilstošais mehānisms ar elastīgajām eņģēm piedāvā daudzsološu alternatīvu tradicionālajiem kinemātiskajiem pāriem. Tas novērš mehānisko berzi un nepilnības, vienlaikus nodrošinot augstu kustību jutīgumu un apstrādes vienkāršību. Atbilstošu mehānismu paralēlā struktūra arī uzlabo to precīzās darbības un pozicionēšanas iespējas, padarot tos piemērotus dažādiem lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta kustības izšķirtspēja, ātra reakcija un kompakta dizaina.

Lai analizētu dažādu elastīgu eņģu formu ietekmi uz mikro pozīciju platformu veiktspēju, mēs izstrādājām un salīdzinājām četrus dažādus 3-RRR atbilstošus paralēlos mehānismus. Šie mehānismi ir aprīkoti ar dažādu formu elastīgām eņģēm, ieskaitot perfektu apli, elipse, labo leņķi un trīsstūrveida.

Izmantojot galīgo elementu analīzes programmatūru ANSYS, mēs novērtējām platformu statiskās un dinamiskās īpašības. Elastības analīze, pamatojoties uz atbilstības matricu salīdzinājumu, atklāja būtiskas atšķirības starp eņģu platformām. Labā leņķa eņģu platforma demonstrēja visaugstāko elastību, savukārt trīsstūrveida eņģu platformā bija zemākā elastība. Ideālajā apļa un elipse eņģu platformās bija līdzīga elastība.

Mēs arī izpētījām platformu kinemātisko veiktspēju, analizējot Jēkaba ​​matricas. Kamēr visas četras platformas sasniedza vēlamo kustību, to veiktspēja dažādos virzienos ievērojami atšķīrās. Tas norāda, ka elastīgajai eņģu formai ir būtiska ietekme uz atbilstošo paralēlo mehānismu kustības veiktspēju. Proti, labā leņķa eņģu platforma parādīja mazāku rotācijas leņķi, salīdzinot ar citām platformām.

Turklāt mēs veica jutīguma analīzi, lai izpētītu ieejas pārvietojuma ietekmi uz izvades pārvietojumu. Analīze atklāja atšķirības pārvietošanas jutīgumā starp eņģu platformām visos virzienos. Apļveida eņģu platforma uzrādīja augstāku jutīgumu visos virzienos, norādot uz labāku kopējo veiktspēju.

Visbeidzot, mēs salīdzinājām četru platformu dabiskās frekvences. Tika konstatēts, ka labās leņķa eņģu platformai ir mazākā dabiskā frekvence, savukārt trīsstūrveida eņģu platformai bija vislielākā. Ideālajā apļa un elipse eņģu platformās bija līdzīgas dabiskās frekvences.

Rezumējot, mūsu analīze uzsver elastīgās eņģu formas būtisko ietekmi uz mikro pozīciju platformu veiktspēju. Eņģu formas izvēle ietekmē atbilstošo paralēlo mehānismu elastību, kustības veiktspēju, pārvietošanas jutīgumu un dabisko frekvenci. Balstoties uz mūsu atklājumiem, apļveida eņģu platforma demonstrēja augstāku kopējo veiktspēju, salīdzinot ar citām eņģu formām.

Atsauces:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-chao. "Saikne starp ievades spēku, trīs-DOF perpendikulārā paralēla mikro-manipulatora trīs-DOF perpendikulārā kravas, stīvuma un pārvietošanas." Mehānisma un mašīnu teorijas žurnāls, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "Vispārējs tuvināšanas modelis lielu tiešsaistes novirzes uz staru bāzes fleksēšanas savienojumu analizēšanu." Precision Engineering, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Ventilatora XYZ paralēlā mikromanipulatora projektēšana un optimizācija ar elastības eņģēm." Journal of Intelligent & Robote Systems, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-bae Kim, Young Hun Jeong. "Caurspīdīgs polimēru elastības ejotājs nanopozīcija, ko iedarbina pjezoelektriskā kaudzes izpildmehānisma." Journal of Nanotehnology, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Uz fleksēšanu balstīts piecu joslu mehānisms mikro/nanomanipulācijai." Sensori un izpildmehānismi A, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu Cun-Yin. "Pjezoelektriskās keramikas elastīgā dinamiskā un ieejas noregulēšanas analīze darbojās ar 3-DOF atbilstošu precizitātes mikro-pozīcijas posmu." Journal of Vibration Engineering, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Kustības raksturlielumi un optimizācijas dizains trīs brīvības pakāpes precizitātes pozicionēšanas platformā." Optiskā precizitātes inženierija, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "Precīzijas pozicionēšanas darbagalda pozicionēšanas precizitātes standartu analīze un salīdzināšana." Mehāniskais dizains un ražošana, 2007 (4): 141–143.