Porównanie wydajności platform mikro-pozycjonowania trzech stopni dla idealnych okólników, 1

Abstrakcyjny:

Badanie to koncentruje się na analizie wpływu różnych elastycznych form zawiasów na wydajność platformy mikro-pozycjonowania. Statyczne i dynamiczne cechy platform z idealnym okrągiem, elipsą, kątem prostym i trójkątnymi elastycznymi zawiasami są porównywane przy użyciu oprogramowania ANSYS w skończonych elementach. Z analizy wyciągnięto następujące wnioski: różne platformy wykazują różne poziomy elastyczności, przy czym platforma zawiasów w prawo jest najbardziej elastyczna, a trójkątna platforma zawiasów jest najmniej elastyczna. Idealne elastyczne zawiasy koła i elipsy mają podobną elastyczność. Forma zawiasu znacząco wpływa na wydajność ruchu platformy, przy czym platforma Elastycznego zawiasu z prawym kątem ma mniejszy kąt obrotu w porównaniu z innymi platformami. Istnieją różnice w czułości przemieszczenia między różnymi platformami zawiasów, a okrągła platforma zawiasów wykazuje wyższą czułość we wszystkich kierunkach. Elastyczna postać zawiasu wpływa również na naturalną częstotliwość platformy, przy czym platforma zawiasu prawego ma najmniejszą częstotliwość naturalną, a trójkątna platforma zawiasu ma największą. Idealne elastyczne zawiasy koła i elipsy wykazują podobną elastyczność pod względem częstotliwości naturalnej. Biorąc pod uwagę wydajność różnych elastycznych platform zawiasów, platforma okrągłego zawiasu wykazuje lepszą ogólną wydajność.

Micro-nano poziomy pozycjonowania odgrywają kluczową rolę w różnych dziedzinach, takich jak precyzyjna obróbka, pomiar precyzyjny, inżynieria mikroelektroniczna, bioinżynieria, nanonauka i technologia. Platformy te wymagają dokładności pozycjonowania na poziomie mikro-nano, doskonałej stabilności, sztywności i szybkiej reakcji. Zgodne mechanizmy, które wykorzystują elastyczne zawiasy zamiast tradycyjnych par kinematycznych, pojawiły się jako nowy rodzaj struktury transmisji. Wykorzystują sprężyste deformację elastycznych zawiasów do transmitowania ruchu i siły, oferując zalety, takie jak brak mechanicznego tarcia, brak szczeliny, wysoka wrażliwość na ruch i proste przetwarzanie. Mechanizmy zgodne są szczególnie odpowiednie do mechanizmów transmisji w dziedzinie precyzyjnego pozycjonowania. Mechanizm zgodny ściśle współpracuje z mechanizmem równoległym, który wzmacnia i uzupełnia zalety i wady mechanizmu zgodnego. Połączenie tych dwóch może spełniać wymagania dotyczące precyzyjnego działania i pozycjonowania, w tym wysoką rozdzielczość ruchu, szybką reakcję i niewielki rozmiar. Struktura równoległa jest bardziej kompaktowa i zajmuje mniej przestrzeni w porównaniu do struktury szeregowej. Podsumowując, zgodne mechanizmy równoległe oferują takie zalety, jak wysoka precyzja, wysoka sztywność, kompaktowa struktura, dobra symetria, duża prędkość, duże obciążenie samego siebie i dobra dynamiczna wydajność. Ponieważ platforma mikro pozycjonowania polega na deformacji elastycznych zawiasów, wybór formy zawiasu odgrywa kluczową rolę w jej wydajności. Badanie to ma na celu zaprojektowanie czterech różnych równoległych mechanizmów zgodnych z 3 RRR z elastycznymi zawiasami oraz porównanie ich cech statycznych i dynamicznych przy użyciu oprogramowania do analizy elementów skończonych. Wyniki tej analizy dostarczają wglądu w wybór elastycznej formy zawiasu dla zgodnych mechanizmów równoległych.