Veiktspējas salīdzinājums ar trīs krastmalu mikro-pozicionēšanas platformām perfektu apkārtrakstu, 1

Abstrakts:

Šis pētījums koncentrējas uz dažādu elastīgu eņģu formu ietekmes analīzi uz mikro pozicionēšanas platformas veiktspēju. Platformu ar perfektu apli, elipse, taisna leņķa un trīsstūrveida elastīgo eņģu statiskajām un dinamiskajām īpašībām salīdzina, izmantojot galīgo elementu programmatūru ANSYS. No analīzes tiek izdarīti šādi secinājumi: dažādām platformām ir atšķirīgi elastības līmeņi, un pareizākā leņķa eņģu platforma ir elastīgākā un trīsstūrveida eņģu platforma ir vismazāk elastīgā. Ideālajam apļa un elipse elastīgajām eņģēm ir līdzīga elastība. Eņģes forma būtiski ietekmē platformas kustības veiktspēju, un pareizā leņķa elastīgajai eņģu platformai ir mazāks rotācijas leņķis, salīdzinot ar citām platformām. Starp dažādām eņģu platformām ir atšķirības pārvietošanas jutīgumā, apļveida eņģu platformai ir augstāka jutība visos virzienos. Elastīgā eņģu forma ietekmē arī platformas dabisko frekvenci, un labējā leņķa eņģu platformai ir mazākā dabiskā frekvence un trīsstūrveida eņģu platformai ir vislielākā. Ideālajam apļim un elipse elastīgajām eņģēm ir līdzīga elastība dabiskās frekvences ziņā. Ņemot vērā dažādu elastīgu eņģu platformu veiktspēju, apļveida eņģu platforma demonstrē labāku kopējo veiktspēju.

Mikro-nano līmeņa pozicionēšanas darbagaldiem ir izšķiroša loma dažādās jomās, piemēram, precizitātes apstrādē, precizitātes mērījumos, mikroelektronikas inženierijā, bioinženierijā, nanozinātnē un tehnoloģijās. Šīm platformām nepieciešama mikro-nano līmeņa pozicionēšanas precizitāte, lieliska stabilitāte, stingrība un ātra reakcija. Atbilstoši mehānismi, kas tradicionālo kinemātisko pāru vietā izmanto elastīgas eņģes, ir parādījušies kā jauna veida pārraides struktūra. Viņi izmanto elastīgu eņģu elastīgo deformāciju, lai pārraidītu kustību un spēku, piedāvājot tādas priekšrocības kā mehāniska berze, bez spraugas, augsta kustības jutība un vienkārša apstrāde. Atbilstoši mehānismi ir īpaši piemēroti pārraides mehānismiem precīzas pozicionēšanas jomā. Atbilstošais mehānisms cieši darbojas ar paralēlo mehānismu, kas stiprina un papildina atbilstošā mehānisma priekšrocības un trūkumus. Abu kombinācija var izpildīt prasības par precīzu darbību un pozicionēšanu, ieskaitot augstu kustības izšķirtspēju, ātru reakciju un nelielu izmēru. Paralēlā struktūra ir kompaktāka un aizņem mazāk vietas, salīdzinot ar sērijas struktūru. Noslēgumā jāsaka, ka atbilstošie paralēlie mehānismi piedāvā tādas priekšrocības kā augsta precizitāte, augsta stingrība, kompakta struktūra, laba simetrija, liels ātrums, liela pašmērša slodze un laba dinamiska veiktspēja. Tā kā mikro pozīciju platforma ir atkarīga no elastīgu eņģu deformācijas, eņģu formas izvēlei ir būtiska loma tās sniegumā. Šī pētījuma mērķis ir izstrādāt četras dažādas 3-RRR saderīgas paralēlas mehānismus ar elastīgām eņģēm un salīdzināt to statiskās un dinamiskās īpašības, izmantojot galīgo elementu analīzes programmatūru. Šīs analīzes rezultāti sniedz ieskatu elastīgās eņģes formas izvēlē atbilstošiem paralēliem mehānismiem.