Ulinganisho wa utendaji wa majukwaa ya nafasi tatu-za-uhuru wa Micro kwa mviringo kamili,

Kiwango cha kazi cha kiwango cha chini cha nano kina jukumu muhimu katika machining ya usahihi, kipimo cha usahihi, uhandisi wa microelectronics, bioengineering, nanoscience, na uwanja wa teknolojia. Pamoja na umuhimu wake unaoongezeka na matumizi ya pana, mahitaji ya kazi ya kazi katika suala la usahihi, utulivu, ugumu, na majibu yamekuwa ya mahitaji zaidi. Mifumo ya kufuata, ambayo hutumia bawaba rahisi badala ya jozi za jadi za kinematic, zimeibuka kama aina mpya ya muundo wa maambukizi kwa majukwaa ya nafasi ndogo. Njia hizi hutoa faida kama vile hakuna msuguano wa mitambo au pengo, unyeti wa mwendo wa juu, na unyenyekevu wa usindikaji. Chaguo la bawaba rahisi ni muhimu kwa utendaji wa mifumo inayolingana.

Abstract (asili):

Kielelezo cha nakala ya asili inajadili kulinganisha na uchambuzi wa sifa za tuli na zenye nguvu za jukwaa la digrii-ya-uhuru kwa kutumia aina tofauti za bawaba, pamoja na duara kamili, ellipse, pembe ya kulia, na bawaba za pembetatu. Inaangazia tofauti za kubadilika, utendaji wa mwendo, usikivu wa uhamishaji, na masafa ya asili kati ya majukwaa. Jukwaa la bawaba la mviringo linapatikana kuonyesha utendaji bora wa jumla ukilinganisha na aina zingine za bawaba.

Abstract (kupanuliwa):

Katika nakala hii iliyopanuliwa, tunakusudia kujadili zaidi ushawishi wa fomu rahisi ya bawaba juu ya utendaji wa majukwaa ya nafasi ndogo. Tutatoa uchambuzi wa kina wa sifa za tuli na zenye nguvu za mifumo inayolingana inayotumia aina tofauti za bawaba. Lengo litakuwa kwenye duara kamili, ellipse, pembe za kulia, na majukwaa ya bawaba ya pembe tatu, kulinganisha kubadilika kwao, utendaji wa mwendo, usikivu wa uhamishaji, na masafa ya asili.

Utaratibu wa kufuata, na bawaba zake rahisi, hutoa mbadala wa kuahidi kwa jozi za jadi za kinematic. Huondoa msuguano wa mitambo na mapengo, wakati unapeana kiwango cha juu cha usikivu wa mwendo na unyenyekevu wa usindikaji. Muundo sambamba wa mifumo ya kufuata pia huongeza operesheni yao ya usahihi na uwezo wa kuweka, na kuwafanya kufaa kwa matumizi anuwai ambayo yanahitaji azimio kubwa la mwendo, majibu ya haraka, na muundo wa kompakt.

Ili kuchambua ushawishi wa aina tofauti za bawaba rahisi juu ya utendaji wa majukwaa ya nafasi ndogo, tulibuni na kulinganisha njia nne tofauti za 3-RRR zinazolingana. Njia hizi zina vifaa vya bawaba rahisi za maumbo anuwai, pamoja na duara kamili, ellipse, pembe ya kulia, na pembetatu.

Kutumia programu ya uchambuzi wa vitu vya mwisho ANSYS, tulitathmini sifa za tuli na zenye nguvu za majukwaa. Mchanganuo wa kubadilika, kwa kuzingatia kulinganisha kwa matawi ya kufuata, ulifunua tofauti kubwa kati ya majukwaa ya bawaba. Jukwaa la bawaba ya pembe ya kulia lilionyesha kubadilika kwa hali ya juu, wakati jukwaa la bawaba la pembetatu lilionyesha kubadilika kwa chini kabisa. Mzunguko mzuri na majukwaa ya bawaba ya Ellipse yalionyesha kubadilika sawa.

Tulichunguza pia utendaji wa kinematic wa majukwaa kwa kuchambua matawi ya Jacobian. Wakati majukwaa yote manne yalifanikisha mwendo unaotaka, utendaji wao katika mwelekeo tofauti ulitofautiana sana. Hii inaonyesha kuwa fomu ya bawaba inayobadilika ina athari kubwa kwa utendaji wa mwendo wa utaratibu unaofanana. Kwa kweli, jukwaa la bawaba la pembe ya kulia lilionyesha pembe ndogo ya mzunguko ikilinganishwa na majukwaa mengine.

Kwa kuongezea, tulifanya uchambuzi wa unyeti ili kusoma ushawishi wa uhamishaji wa pembejeo juu ya uhamishaji wa pato. Mchanganuo huo ulifunua tofauti katika unyeti wa uhamishaji kati ya majukwaa ya bawaba katika pande zote. Jukwaa la bawaba la mviringo lilionyesha unyeti wa hali ya juu katika pande zote, kuonyesha utendaji bora wa jumla.

Mwishowe, tulilinganisha masafa ya asili ya majukwaa manne. Jukwaa la bawaba ya pembe ya kulia lilipatikana kuwa na mzunguko mdogo wa asili, wakati jukwaa la bawaba la pembe tatu lilikuwa na kubwa zaidi. Mzunguko mzuri na majukwaa ya bawaba ya ellipse yalionyesha masafa ya asili sawa.

Kwa muhtasari, uchambuzi wetu unaangazia ushawishi mkubwa wa fomu rahisi ya bawaba juu ya utendaji wa majukwaa ya nafasi ndogo. Chaguo la fomu ya bawaba huathiri kubadilika, utendaji wa mwendo, usikivu wa uhamishaji, na mzunguko wa asili wa mifumo inayolingana. Kulingana na matokeo yetu, jukwaa la bawaba la mviringo lilionyesha utendaji bora wa jumla ukilinganisha na aina zingine za bawaba.

Marejeo:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Urafiki kati ya nguvu ya pembejeo, upakiaji, ugumu, na kuhamishwa kwa 3-DOF Perpendicular sambamba-manipulator." Jarida la Mechanism na Nadharia ya Mashine, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-lin. "Mfano wa ukadiriaji wa kawaida wa kuchambua upungufu mkubwa wa mkondoni wa viungo vya kubadilika vya boriti." Uhandisi wa Precision, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Ubunifu na optimization ya shabiki XYZ sambamba micromanipulator na bawaba za kubadilika." Jarida la Akili & Mifumo ya Robotic, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, Young Hun Jeong. "Mchanganyiko wa uwazi wa polymeric-inge, iliyowekwa na activator ya stack ya piezoelectric." Jarida la Nanotechnology, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Utaratibu wa bar tano-msingi wa bar kwa micro/nanomanipulation." Sensorer na Actuators A, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu cun-yin. "Elastic nguvu na uchambuzi wa tuning uchambuzi wa kauri za piezoelectric zilifanya hatua ya kufuata-3-DOF ya hatua ndogo." Jarida la Uhandisi wa Vibration, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Tabia za mwendo na muundo wa utaftaji wa jukwaa la usahihi wa kiwango cha tatu-cha-uhuru." Uhandisi wa usahihi wa macho, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- Lu ting, Cheng Weiming, jua Linzhi. "Uchambuzi na Ulinganisho wa Viwango vya usahihi wa Nafasi za Uwekaji Nafasi za Uwekaji Nafasi." Ubunifu wa mitambo na utengenezaji, 2007 (4): 141-143.