Mikro-nano-nivå-posisjonering av arbeidsbenken spiller en avgjørende rolle i presisjonsmaskinering, presisjonsmåling, mikroelektronikkteknikk, bioingeniør, nanovitenskap og teknologifelt. Med sin økende betydning og omfattende applikasjoner, har kravene til arbeidsbenken når det gjelder nøyaktighet, stabilitet, stivhet og respons blitt mer krevende. Kompatible mekanismer, som bruker fleksible hengsler i stedet for tradisjonelle kinematiske par, har dukket opp som en ny type overføringsstruktur for mikroposisjoneringsplattformer. Disse mekanismene gir fordeler som ingen mekanisk friksjon eller gap, høybevegelsesfølsomhet og enkelhet i prosessen. Valget av fleksible hengsler er avgjørende for ytelsen til kompatible parallelle mekanismer.
Abstrakt (original):
Sammendraget av den opprinnelige artikkelen diskuterer sammenligningen og analysen av de statiske og dynamiske egenskapene til en tre-graders-av-frihetsplattform ved bruk av forskjellige fleksible hengselformer, inkludert perfekt sirkel, ellipse, høyre vinkel og trekantede hengsler. Det fremhever forskjellene i fleksibilitet, bevegelsesytelse, forskyvningsfølsomhet og naturlig frekvens blant plattformene. Den sirkulære hengselplattformen er funnet å ha bedre generell ytelse sammenlignet med andre hengsformer.
Abstrakt (utvidet):
I denne utvidede artikkelen tar vi sikte på å videre diskutere påvirkningen av fleksibel hengselform på ytelsen til mikroposisjoneringsplattformer. Vi vil gi en detaljert analyse av de statiske og dynamiske egenskapene til kompatible parallelle mekanismer som bruker forskjellige fleksible hengselformer. Fokuset vil være på den perfekte sirkelen, ellipsen, høyre vinkel og trekantede hengselplattformer, og sammenligne deres fleksibilitet, bevegelsesytelse, forskyvningsfølsomhet og naturlig frekvens.
Den kompatible mekanismen, med sine fleksible hengsler, gir et lovende alternativ til tradisjonelle kinematiske par. Det eliminerer mekanisk friksjon og hull, samtidig som det gir et høyt bevegelsesfølsomhet og enkelhet i prosessen. Den parallelle strukturen av kompatible mekanismer forbedrer også deres presisjonsdrift og posisjoneringsevner, noe som gjør dem egnet for forskjellige applikasjoner som krever høy bevegelsesoppløsning, rask respons og kompakte design.
For å analysere påvirkningen av forskjellige fleksible hengselformer på ytelsen til mikroposisjonsplattformer, designet vi og sammenlignet fire forskjellige 3-RRR-kompatible parallelle mekanismer. Disse mekanismene er utstyrt med fleksible hengsler med forskjellige former, inkludert perfekt sirkel, ellipse, høyre vinkel og trekantet.
Ved hjelp av Finite Element Analysis Software ANSYS evaluerte vi de statiske og dynamiske egenskapene til plattformene. Analysen av fleksibilitet, basert på sammenligning av samsvarsmatriser, avdekket signifikante forskjeller mellom hengselplattformene. Høyde-hengselplattformen demonstrerte den høyeste fleksibiliteten, mens den trekantede hengselplattformen viste den laveste fleksibiliteten. Den perfekte sirkel- og ellipse -hengselplattformene viste lignende fleksibilitet.
Vi undersøkte også den kinematiske ytelsen til plattformene ved å analysere de jakobiske matriser. Mens alle de fire plattformene oppnådde ønsket bevegelse, varierte ytelsen deres i forskjellige retninger betydelig. Dette indikerer at den fleksible hengselformen har en betydelig innvirkning på bevegelsesytelsen til de kompatible parallelle mekanismene. Spesielt viste riktig vinkel hengselplattform en mindre rotasjonsvinkel sammenlignet med de andre plattformene.
Videre gjennomførte vi følsomhetsanalyse for å studere påvirkningen av inngangsforskyvning på utgangsforskyvning. Analysen avdekket forskjeller i forskyvningsfølsomhet blant hengselplattformene i alle retninger. Den sirkulære hengselplattformen viste høyere følsomhet i alle retninger, noe som indikerer bedre generell ytelse.
Til slutt sammenlignet vi de naturlige frekvensene til de fire plattformene. Høyde-hengselplattformen ble funnet å ha den minste naturlige frekvensen, mens den trekantede hengselplattformen hadde størst. Den perfekte sirkel- og ellipse -hengselplattformene viste lignende naturlige frekvenser.
Oppsummert fremhever vår analyse den betydelige innflytelsen av fleksibel hengselform på ytelsen til mikroposisjonsplattformer. Valget av hengselformen påvirker fleksibiliteten, bevegelsesytelsen, forskyvningsfølsomheten og naturlig frekvens av de kompatible parallelle mekanismene. Basert på funnene våre, viste den sirkulære hengselplattformen overlegen total ytelse sammenlignet med andre hengselformer.
Referanser:
- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Forhold mellom inngangskraft, nyttelast, stivhet og forskyvning av en 3-DOF vinkelrett parallell mikro-manipulator." Journal of Mechanism and Machine Theory, 2010, 45 (4): 756-771.
-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "En generisk tilnærmingsmodell for å analysere store online avbøyninger av bjelkebaserte bøyningsfuger." Precision Engineering, 2010, 34 (4): 607-618.
- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Design og optimalisering av fan xyz parallell mikromanipulator med bøyningshengsler." Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2009, 55 (4): 377-402.
- Ki Woon Chae, Wook-bae Kim, Young Hun Jeong. "En gjennomsiktig polymerisk bøyningsvingende nanoposisjoner, aktivert av en piezoelektrisk stabelaktuator." Journal of Nanotechnology, 2011, 22 (25): 250-256.
- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "En bøyningsbasert fem-stangs mekanisme for mikro/nanomanipulering." Sensorer og aktuatorer a, 2009, 153 (1): 96-104.
-Zhang Xian-min, Wang Hua, Hu Cun-Yin. "Elastisk dynamisk og inngangstuninganalyse av en piezoelektrisk keramikk aktiverte 3-DOF-kompatible presisjonsmikroposisjoneringstrinn." Journal of Vibration Engineering, 2007, 20 (1): 9-14.
- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Bevegelsesegenskaper og optimalisering av design av tre-grader-av-frihetsposisjonsposisjonsplattform." Optical Precision Engineering, 2012, 20 (12): 2686-2695.
- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "Analyse og sammenligning av posisjonering av nøyaktighetsstandarder for presisjonsposisjonering av arbeidsbenk." Mekanisk design og produksjon, 2007 (4): 141-143.
Tlf: +86-13929891220
Telefon: +86-13929891220
WhatsApp: +86-13929891220
E-post: tallsenhardware@tallsen.com