Paghahambing sa pagganap ng mga three-degree-of-freedom micro-posisyon na platform para sa perpektong pabilog,

Ang micro-nano-level na pagpoposisyon ng workbench ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa precision machining, pagsukat ng katumpakan, microelectronics engineering, bioengineering, nanoscience, at larangan ng teknolohiya. Sa pagtaas ng kahalagahan at malawak na mga aplikasyon, ang mga kinakailangan para sa workbench sa mga tuntunin ng kawastuhan, katatagan, higpit, at tugon ay naging mas hinihingi. Ang mga sumusunod na mekanismo, na gumagamit ng kakayahang umangkop na bisagra sa halip na tradisyonal na mga pares ng kinematic, ay lumitaw bilang isang bagong uri ng istraktura ng paghahatid para sa mga platform ng micro-posisyon. Ang mga mekanismong ito ay nagbibigay ng mga pakinabang tulad ng walang mekanikal na alitan o agwat, mataas na sensitivity ng paggalaw, at pagiging simple ng pagproseso. Ang pagpili ng nababaluktot na bisagra ay kritikal sa pagganap ng mga sumusunod na kahanay na mekanismo.

Abstract (Orihinal):

Ang abstract ng orihinal na artikulo ay tinatalakay ang paghahambing at pagsusuri ng static at dynamic na mga katangian ng isang three-degree-of-freedom platform gamit ang iba't ibang mga nababaluktot na form ng bisagra, kabilang ang perpektong bilog, ellipse, kanang-anggulo, at tatsulok na bisagra. Itinampok nito ang mga pagkakaiba -iba sa kakayahang umangkop, pagganap ng paggalaw, pagiging sensitibo sa pag -aalis, at natural na dalas sa mga platform. Ang pabilog na platform ng bisagra ay matatagpuan upang ipakita ang mas mahusay na pangkalahatang pagganap kumpara sa iba pang mga form ng bisagra.

Abstract (pinalawak):

Sa pinalawak na artikulong ito, nilalayon naming higit na talakayin ang impluwensya ng nababaluktot na form ng bisagra sa pagganap ng mga platform ng micro-posisyon. Magbibigay kami ng isang detalyadong pagsusuri ng mga static at dynamic na mga katangian ng sumusunod na mga mekanismo ng kahanay na gumagamit ng iba't ibang mga form na may kakayahang umangkop na bisagra. Ang pokus ay nasa perpektong bilog, ellipse, kanang-anggulo, at tatsulok na mga platform ng bisagra, paghahambing ng kanilang kakayahang umangkop, pagganap ng paggalaw, pagiging sensitibo sa pag-aalis, at natural na dalas.

Ang sumusunod na mekanismo, na may kakayahang umangkop na bisagra, ay nag -aalok ng isang promising alternatibo sa tradisyonal na mga pares ng kinematic. Tinatanggal nito ang mekanikal na alitan at gaps, habang nagbibigay ng isang mataas na antas ng sensitivity ng paggalaw at pagiging simple ng pagproseso. Ang kahanay na istraktura ng mga sumusunod na mekanismo ay nagpapabuti din sa kanilang mga operasyon ng katumpakan at mga kakayahan sa pagpoposisyon, na ginagawang angkop para sa iba't ibang mga aplikasyon na nangangailangan ng mataas na resolusyon ng paggalaw, mabilis na pagtugon, at mga compact na disenyo.

Upang pag-aralan ang impluwensya ng iba't ibang mga nababaluktot na form ng bisagra sa pagganap ng mga platform ng micro-posisyon, dinisenyo namin at inihambing ang apat na magkakaibang 3-RR na sumusunod na mga mekanismo ng kahanay. Ang mga mekanismong ito ay nilagyan ng kakayahang umangkop na mga bisagra ng iba't ibang mga hugis, kabilang ang perpektong bilog, ellipse, kanang-anggulo, at tatsulok.

Gamit ang hangganan na pagsusuri ng elemento ng software na ANSYS, sinuri namin ang static at dynamic na mga katangian ng mga platform. Ang pagsusuri ng kakayahang umangkop, batay sa paghahambing ng mga matrice sa pagsunod, ay nagsiwalat ng mga makabuluhang pagkakaiba sa mga platform ng bisagra. Ang kanang-anggulo ng hinge platform ay nagpakita ng pinakamataas na kakayahang umangkop, habang ang tatsulok na platform ng bisagra ay nagpakita ng pinakamababang kakayahang umangkop. Ang perpektong bilog at ellipse hinge platform ay nagpakita ng katulad na kakayahang umangkop.

Sinisiyasat din namin ang pagganap ng kinematic ng mga platform sa pamamagitan ng pagsusuri sa mga matrice ng Jacobian. Habang ang lahat ng apat na platform ay nakamit ang nais na paggalaw, ang kanilang pagganap sa iba't ibang direksyon ay iba -iba. Ipinapahiwatig nito na ang nababaluktot na form ng bisagra ay may isang makabuluhang epekto sa pagganap ng paggalaw ng mga sumusunod na kahanay na mekanismo. Kapansin-pansin, ang kanang-anggulo ng hinge platform ay nagpakita ng isang mas maliit na anggulo ng pag-ikot kumpara sa iba pang mga platform.

Bukod dito, nagsagawa kami ng pagsusuri ng sensitivity upang pag -aralan ang impluwensya ng pag -aalis ng input sa pag -aalis ng output. Ang pagsusuri ay nagsiwalat ng mga pagkakaiba -iba sa pagiging sensitibo sa pag -aalis sa mga platform ng bisagra sa lahat ng direksyon. Ang pabilog na platform ng bisagra ay nagpakita ng mas mataas na sensitivity sa lahat ng mga direksyon, na nagpapahiwatig ng mas mahusay na pangkalahatang pagganap.

Sa wakas, inihambing namin ang mga likas na dalas ng apat na platform. Ang kanang-anggulo ng platform ng bisagra ay natagpuan na magkaroon ng pinakamaliit na natural na dalas, habang ang tatsulok na platform ng bisagra ay may pinakamalaking. Ang perpektong bilog at ellipse hinge platform ay nagpakita ng mga katulad na natural na frequency.

Sa buod, ang aming pagsusuri ay nagtatampok ng makabuluhang impluwensya ng nababaluktot na form ng bisagra sa pagganap ng mga platform ng micro-posisyon. Ang pagpili ng form ng bisagra ay nakakaapekto sa kakayahang umangkop, pagganap ng paggalaw, pagiging sensitibo sa pag -aalis, at natural na dalas ng sumusunod na mga mekanismo ng kahanay. Batay sa aming mga natuklasan, ang pabilog na platform ng bisagra ay nagpakita ng higit na mahusay na pagganap kumpara sa iba pang mga form ng bisagra.

Mga Sanggunian:

- Yue Yi, Gao Feng, Zhao Xian-Chao. "Pakikipag-ugnayan sa Input-Force, Payload, Stiffness, at Pag-aalis ng isang 3-DOF Perpendicular Parallel Micro-Manipulator." Journal of Mekanismo at Teorya ng Machine, 2010, 45 (4): 756-771.

-Teo tat Joo, Chen I-Ming, Yang Gui-lin. "Isang pangkaraniwang modelo ng approximation para sa pagsusuri ng mga malalaking online na pagpapalihis ng mga beam na batay sa flexure joints." Precision Engineering, 2010, 34 (4): 607-618.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Disenyo at pag -optimize ng Fan XYZ Parallel Micromanipulator na may Flexure Hinges." Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2009, 55 (4): 377-402.

- Ki Woon Chae, Wook-Bae Kim, Young Hun Jeong. "Isang transparent polymeric flexure-hinge nanopositioner, na kumilos ng isang piezoelectric stack actuator." Journal of Nanotechnology, 2011, 22 (25): 250-256.

- Tian Y., Shirinzadeh B., Zhang D. "Isang mekanismo na batay sa flexure na limang-bar para sa micro/nanomanipulation." Mga sensor at actuators a, 2009, 153 (1): 96-104.

-Zhang Xian-Min, Wang Hua, Hu Cun-Yin. "Elastic Dynamic at Input Tuning Analysis ng isang Piezoelectric Ceramics Actuated 3-DOF Compliant Precision Micro-Positioning Stage." Journal of Vibration Engineering, 2007, 20 (1): 9-14.

- Hu Junfeng, Zhang Xianmin. "Mga katangian ng paggalaw at disenyo ng pag-optimize ng three-degree-of-freedom precision na posisyon sa pagpoposisyon." Optical Precision Engineering, 2012, 20 (12): 2686-2695.

- lu ting, cheng weiming, sun linzhi. "Pagtatasa at Paghahambing ng Posisyon ng Mga Pamantayan sa Pag -posisyon ng Katumpakan na Posisyon ng Workbench." Mekanikal na Disenyo at Paggawa, 2007 (4): 141-143.