Krahasimi i performancës së platformave mikro-pozicionuese me tre shkallë të lira për rrethoren e përsosur,

Puna e punës e pozicionimit mikro-nano-Nano luan një rol vendimtar në përpunimin preciz, matjen e precizionit, inxhinierinë e mikroelektronikës, bioengineering, nanoshkencën dhe fushat e teknologjisë. Me rëndësinë e tij në rritje dhe aplikimet e gjera, kërkesat për shiritin e punës për sa i përket saktësisë, stabilitetit, ngurtësisë dhe përgjigjes janë bërë më të kërkuara. Mekanizmat e pajtueshëm, të cilët përdorin varet fleksibël në vend të çifteve tradicionale kinematike, janë shfaqur si një lloj i ri i strukturës së transmetimit për platformat mikro-pozicionuese. Këto mekanizma ofrojnë avantazhe të tilla si asnjë fërkim mekanik ose hendek, ndjeshmëri me lëvizje të lartë dhe thjeshtësi të përpunimit. Zgjedhja e varet fleksibël është thelbësore për performancën e mekanizmave paralele në përputhje.

Abstrakt (origjinal):

Abstrakti i artikullit origjinal diskuton krahasimin dhe analizën e karakteristikave statike dhe dinamike të një platforme tre-shkallë të lirisë duke përdorur forma të ndryshme fleksibël të varen, duke përfshirë rrethin e përsosur, elipsin, me kënd të djathtë dhe varet trekëndore. Ai nënvizon ndryshimet në fleksibilitet, performancën e lëvizjes, ndjeshmërinë e zhvendosjes dhe frekuencën natyrore midis platformave. Platforma rrethore e varet është gjetur të shfaqë performancë më të mirë të përgjithshme në krahasim me format e tjera të varen.

Abstrakt (i zgjeruar):

Në këtë artikull të zgjeruar, ne synojmë të diskutojmë më tej ndikimin e formës fleksibël të varen në performancën e platformave të mikro pozicionimit. Ne do të ofrojmë një analizë të hollësishme të karakteristikave statike dhe dinamike të mekanizmave paralele në përputhje duke përdorur forma të ndryshme fleksibël të varen. Fokusi do të jetë në rrethin e përsosur, elipsin, këndin e djathtë dhe platformat e varet trekëndëshe, duke krahasuar fleksibilitetin e tyre, performancën e lëvizjes, ndjeshmërinë e zhvendosjes dhe frekuencën natyrore.

Mekanizmi në përputhje, me varet e tij fleksibël, ofron një alternative premtuese për çiftet tradicionale kinematike. Ai eliminon fërkimin mekanik dhe boshllëqet, ndërsa siguron një nivel të lartë të ndjeshmërisë së lëvizjes dhe thjeshtësisë së përpunimit. Struktura paralele e mekanizmave në përputhje rrit gjithashtu funksionimin e tyre të saktë dhe aftësitë e pozicionimit, duke i bërë ato të përshtatshme për aplikacione të ndryshme që kërkojnë zgjidhje të lartë me lëvizje, përgjigje të shpejtë dhe modele kompakte.

Për të analizuar ndikimin e formave të ndryshme fleksibël të varen në performancën e platformave të mikro-pozicionimit, ne hartuam dhe krahasuam katër mekanizma të ndryshëm paralel në përputhje me 3-RRR. Këto mekanizma janë të pajisur me varet fleksibël të formave të ndryshme, duke përfshirë rrethin e përsosur, elipsin, këndin e djathtë dhe trekëndëshin.

Duke përdorur softuerin e analizës së elementeve të fundme ANSYS, ne vlerësuam karakteristikat statike dhe dinamike të platformave. Analiza e fleksibilitetit, bazuar në krahasimin e matricave të pajtueshmërisë, zbuloi ndryshime të konsiderueshme midis platformave të varen. Platforma e varet me kënd të djathtë demonstroi fleksibilitetin më të lartë, ndërsa platforma trekëndore varet shfaqi fleksibilitetin më të ulët. Platformat perfekte të rrethit dhe varen e elipsit shfaqën fleksibilitet të ngjashëm.

Ne gjithashtu kemi hetuar performancën kinematike të platformave duke analizuar matricat Jacobian. Ndërsa të katër platformat arritën lëvizjen e dëshiruar, performanca e tyre në drejtime të ndryshme ndryshonte në mënyrë të konsiderueshme. Kjo tregon që forma fleksibël e varet ka një ndikim të rëndësishëm në performancën e lëvizjes së mekanizmave paralele në përputhje. Veçanërisht, platforma e varet me kënd të djathtë tregoi një kënd më të vogël rrotullimi në krahasim me platformat e tjera.

Për më tepër, ne kemi kryer analizë të ndjeshmërisë për të studiuar ndikimin e zhvendosjes së hyrjes në zhvendosjen e daljes. Analiza zbuloi ndryshime në ndjeshmërinë e zhvendosjes midis platformave të varen në të gjitha drejtimet. Platforma rrethore e varet shfaqi ndjeshmëri më të lartë në të gjitha drejtimet, duke treguar performancë më të mirë të përgjithshme.

Më në fund, krahasuam frekuencat natyrore të katër platformave. Platforma e varet me kënd të djathtë u zbulua se kishte frekuencën më të vogël natyrore, ndërsa platforma trekëndëshe varet kishte më të madhin. Platformat perfekte të rrethit dhe varen e elipsit shfaqën frekuenca të ngjashme natyrore.

Si përmbledhje, analiza jonë nënvizon ndikimin e rëndësishëm të formës fleksibël të varet në performancën e platformave të mikro-pozicionimit. Zgjedhja e formës së varen ndikon në fleksibilitetin, performancën e lëvizjes, ndjeshmërinë e zhvendosjes dhe frekuencën natyrore të mekanizmave paralele në përputhje. Bazuar në gjetjet tona, platforma rrethore e varet shfaqi performancë të përgjithshme superiore në krahasim me format e tjera të varen.

Referenca:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Marrëdhënia midis forcës hyrëse, ngarkesës, ngurtësisë dhe zhvendosjes së një mikro-manipulatori paralel 3-DOF pingul." Gazeta e Mekanizmit dhe Teoria e Makinerisë, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin. "Një model i përafrimit gjenerik për analizimin e devijimeve të mëdha në internet të nyjeve fleksibël të bazuara në rreze." Inxhinieri Precision, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Dizajni dhe optimizimi i mikromanipulatorit paralel të tifozëve XYZ me varet fleksibël." Gazeta e Inteligjencës & Sistemet Robotike, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-bae Kim, Young Hun Jeong. "Një nanopozicionues transparent polimer i fleksionit polimer, i aktivizuar nga një aktivizues pirg piezoelektrik." Gazeta e Nanoteknologjisë, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Një mekanizëm me pesë bar me bazë fleksibël për mikro/nanomanipulim." Sensorë dhe aktivizues A, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu Cun-yin. "Analiza e elastike dinamike dhe akordimi i hyrjes së një qeramike piezoelektrike aktivizoi fazën e mikro-pozicionimit me precizion 3-DOF në përputhje me 3-DOF." Gazeta e Inxhinierisë së Vibracionit, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Karakteristikat e lëvizjes dhe hartimi i optimizmit të platformës së pozicionimit të precizionit me tre shkallë të lirisë." Inxhinieri Precize Optike, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi. "Analiza dhe krahasimi i standardeve të saktësisë së pozicionimit të punës së pozicionimit preciz." Dizajni dhe Prodhimi Mekanik, 2007 (4): 141-143.