การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มการจัดตำแหน่งไมโครสามองศาเพื่อให้เป็นวงกลมที่สมบูรณ์แบบ

การวางตำแหน่งระดับไมโคร-นาโน Workbench มีบทบาทสำคัญในการตัดเฉือนที่แม่นยำการวัดความแม่นยำวิศวกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์การวิศวกรรมชีวภาพนาโนวิทยาศาสตร์และสาขาเทคโนโลยี ด้วยความสำคัญที่เพิ่มขึ้นและแอพพลิเคชั่นที่หลากหลายข้อกำหนดสำหรับ Workbench ในแง่ของความแม่นยำความมั่นคงความแข็งและการตอบสนองได้กลายเป็นความต้องการมากขึ้น กลไกที่สอดคล้องกันซึ่งใช้บานพับที่ยืดหยุ่นแทนคู่จลนศาสตร์แบบดั้งเดิมได้กลายเป็นโครงสร้างการส่งสัญญาณรูปแบบใหม่สำหรับแพลตฟอร์มการจัดตำแหน่งไมโคร กลไกเหล่านี้ให้ข้อได้เปรียบเช่นไม่มีแรงเสียดทานทางกลหรือช่องว่างความไวต่อการเคลื่อนไหวสูงและความเรียบง่ายของการประมวลผล ทางเลือกของบานพับที่ยืดหยุ่นนั้นมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของกลไกคู่ขนานที่สอดคล้องกัน

บทคัดย่อ (ต้นฉบับ):

บทคัดย่อของบทความต้นฉบับกล่าวถึงการเปรียบเทียบและการวิเคราะห์ลักษณะแบบคงที่และแบบไดนามิกของแพลตฟอร์มสามองศาของฟรีดอมโดยใช้รูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นที่แตกต่างกันรวมถึงวงกลมที่สมบูรณ์แบบวงรีมุมขวาและบานพับสามเหลี่ยม มันเน้นความแตกต่างของความยืดหยุ่นประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวความไวการกระจัดและความถี่ธรรมชาติระหว่างแพลตฟอร์ม แพลตฟอร์มบานพับแบบวงกลมพบว่ามีประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับรูปแบบบานพับอื่น ๆ

บทคัดย่อ (ขยาย):

ในบทความที่ขยายตัวนี้เรามุ่งมั่นที่จะหารือเกี่ยวกับอิทธิพลของรูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นต่อประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มการจัดตำแหน่งไมโคร เราจะให้การวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับลักษณะคงที่และแบบไดนามิกของกลไกคู่ขนานที่สอดคล้องกันโดยใช้รูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นที่แตกต่างกัน โฟกัสจะอยู่บนวงกลมที่สมบูรณ์แบบวงรีวงรีมุมขวาและแพลตฟอร์มบานพับสามเหลี่ยมเปรียบเทียบความยืดหยุ่นประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวความไวการกระจัดและความถี่ธรรมชาติ

กลไกที่สอดคล้องกับบานพับที่มีความยืดหยุ่นนำเสนอทางเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับคู่จลนศาสตร์แบบดั้งเดิม มันกำจัดแรงเสียดทานเชิงกลและช่องว่างในขณะที่ให้ความไวในการเคลื่อนไหวในระดับสูงและความเรียบง่ายของการประมวลผล โครงสร้างแบบขนานของกลไกที่สอดคล้องกันยังช่วยเพิ่มความแม่นยำในการทำงานและความสามารถในการวางตำแหน่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลายที่ต้องใช้ความละเอียดการเคลื่อนไหวสูงการตอบสนองที่รวดเร็วและการออกแบบขนาดกะทัดรัด

เพื่อวิเคราะห์อิทธิพลของรูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นที่แตกต่างกันต่อประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มการจัดตำแหน่งไมโครเราได้ออกแบบและเปรียบเทียบกลไกคู่ขนาน 3-RRR ที่แตกต่างกันสี่แบบ กลไกเหล่านี้มาพร้อมกับบานพับที่มีความยืดหยุ่นของรูปร่างต่าง ๆ รวมถึงวงกลมที่สมบูรณ์แบบวงรี, มุมขวาและรูปสามเหลี่ยม

การใช้ซอฟต์แวร์การวิเคราะห์องค์ประกอบ จำกัด ANSYS เราประเมินลักษณะคงที่และแบบไดนามิกของแพลตฟอร์ม การวิเคราะห์ความยืดหยุ่นบนพื้นฐานของการเปรียบเทียบเมทริกซ์การปฏิบัติตามกฎระเบียบเปิดเผยความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างแพลตฟอร์มบานพับ แพลตฟอร์มบานพับมุมขวาแสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นสูงสุดในขณะที่แพลตฟอร์มบานพับสามเหลี่ยมแสดงความยืดหยุ่นต่ำที่สุด แพลตฟอร์มบานพับวงกลมและวงรีที่สมบูรณ์แบบแสดงความยืดหยุ่นคล้ายกัน

นอกจากนี้เรายังตรวจสอบประสิทธิภาพจลนศาสตร์ของแพลตฟอร์มโดยการวิเคราะห์เมทริกซ์จาโคเบีย ในขณะที่ทั้งสี่แพลตฟอร์มประสบความสำเร็จในการเคลื่อนไหวที่ต้องการประสิทธิภาพของพวกเขาในทิศทางที่แตกต่างกันมีความหลากหลายมาก สิ่งนี้บ่งชี้ว่ารูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวของกลไกคู่ขนานที่สอดคล้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งแพลตฟอร์มบานพับมุมขวาแสดงมุมการหมุนที่เล็กลงเมื่อเทียบกับแพลตฟอร์มอื่น ๆ

นอกจากนี้เรายังทำการวิเคราะห์ความไวเพื่อศึกษาอิทธิพลของการกระจัดในการกำจัดเอาต์พุต การวิเคราะห์เปิดเผยความแตกต่างในความไวการกระจัดระหว่างแพลตฟอร์มบานพับในทุกทิศทาง แพลตฟอร์มบานพับแบบวงกลมมีความไวสูงกว่าในทุกทิศทางแสดงถึงประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีขึ้น

ในที่สุดเราเปรียบเทียบความถี่ธรรมชาติของทั้งสี่แพลตฟอร์ม แพลตฟอร์มบานพับมุมขวาพบว่ามีความถี่ธรรมชาติที่เล็กที่สุดในขณะที่แพลตฟอร์มบานพับสามเหลี่ยมมีขนาดใหญ่ที่สุด วงกลมที่สมบูรณ์แบบและแพลตฟอร์มบานพับวงรีแสดงความถี่ธรรมชาติที่คล้ายกัน

โดยสรุปการวิเคราะห์ของเราเน้นถึงอิทธิพลที่สำคัญของรูปแบบบานพับที่ยืดหยุ่นต่อประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มการจัดตำแหน่งไมโคร ทางเลือกของรูปแบบบานพับมีผลต่อความยืดหยุ่นประสิทธิภาพการเคลื่อนไหวความไวการกระจัดและความถี่ตามธรรมชาติของกลไกคู่ขนานที่สอดคล้องกัน จากการค้นพบของเราแพลตฟอร์มบานพับแบบวงกลมแสดงประสิทธิภาพโดยรวมที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบบานพับอื่น ๆ

การอ้างอิง:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao "ความสัมพันธ์ระหว่างอินพุตกำลัง, น้ำหนักบรรทุก, ความแข็งและการกระจัดของ 3-DOF manipulator ขนาดเล็กแนวตั้งฉาก" วารสารกลไกและทฤษฎีเครื่องจักร, 2010, 45 (4): 756-771

-Teo Tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-Lin "รูปแบบการประมาณทั่วไปสำหรับการวิเคราะห์การโก่งตัวออนไลน์ขนาดใหญ่ของข้อต่อโค้งงอที่ใช้ลำแสง" วิศวกรรมที่แม่นยำ, 2010, 34 (4): 607-618

- Tian Y. , Shirinzadeh B. , Zhang D. "การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของ micromanipulator พัดลม XYZ แบบขนานพร้อมบานพับโค้งงอ" วารสารอัจฉริยะ & ระบบหุ่นยนต์, 2009, 55 (4): 377-402

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, Young Hun Jeong "nanopositioner ที่มีความยืดหยุ่นพอลิเมอร์แบบโปร่งใสซึ่งทำงานโดยแอคชูเอเตอร์สแต็คแบบเพียโซอิเล็กทริก" วารสารนาโนเทคโนโลยี, 2011, 22 (25): 250-256

- Tian Y. , Shirinzadeh B. , Zhang D. "กลไกห้าบาร์แบบโค้งงอสำหรับ micro/nanomanipulation" เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ A, 2009, 153 (1): 96-104

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu Cun-Yin "การวิเคราะห์แบบไดนามิกแบบไดนามิกและอินพุตของเซรามิก piezoelectric ทำงานตามขั้นตอนการจัดตำแหน่งไมโครตำแหน่งที่แม่นยำ 3-DOF" วารสารวิศวกรรมการสั่นสะเทือน, 2007, 20 (1): 9-14

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin "ลักษณะการเคลื่อนไหวและการออกแบบการปรับให้เหมาะสมของแพลตฟอร์มการวางตำแหน่งความแม่นยำแบบสามองศาของฟรีดอม" วิศวกรรมความแม่นยำทางแสง, 2012, 20 (12): 2686-2695

- Lu Ting, Cheng Weiming, Sun Linzhi "การวิเคราะห์และการเปรียบเทียบมาตรฐานความแม่นยำในการวางตำแหน่งของ Workbench การวางตำแหน่งที่แม่นยำ" การออกแบบและการผลิตเชิงกล, 2007 (4): 141-143