Paghahambing sa pagganap ng mga three-degree-of-freedom micro-posisyon na platform para sa perpektong pabilog, 1

Abstract:

Ang pag-aaral na ito ay nakatuon sa pagsusuri ng impluwensya ng iba't ibang mga nababaluktot na form ng bisagra sa pagganap ng isang platform ng micro-posisyon. Ang static at dynamic na mga katangian ng mga platform na may perpektong bilog, ellipse, tamang anggulo, at tatsulok na nababaluktot na bisagra ay inihahambing gamit ang mga hangganan na software na ANSYS. Ang mga sumusunod na konklusyon ay iguguhit mula sa pagsusuri: ang iba't ibang mga platform ay nagpapakita ng iba't ibang mga antas ng kakayahang umangkop, na may kanang-anggulo ng hinge platform na ang pinaka-kakayahang umangkop at ang tatsulok na platform ng bisagra na hindi bababa sa kakayahang umangkop. Ang perpektong bilog at ellipse flexible hinges ay may katulad na kakayahang umangkop. Ang form ng bisagra ay makabuluhang nakakaapekto sa pagganap ng paggalaw ng platform, na may kanang-anggulo na nababaluktot na platform ng bisagra na mayroong isang mas maliit na anggulo ng pag-ikot kumpara sa iba pang mga platform. Mayroong mga pagkakaiba -iba sa sensitivity ng pag -aalis sa iba't ibang mga platform ng bisagra, na may pabilog na platform ng bisagra na nagpapakita ng mas mataas na sensitivity sa lahat ng mga direksyon. Ang nababaluktot na form ng bisagra ay nakakaimpluwensya rin sa natural na dalas ng platform, na may kanang-anggulo na ang anggulo ng hinge platform na mayroong pinakamaliit na natural na dalas at ang tatsulok na platform ng bisagra na mayroong pinakamalaking. Ang perpektong bilog at ellipse nababaluktot na bisagra ay nagpapakita ng katulad na kakayahang umangkop sa mga tuntunin ng natural na dalas. Isinasaalang -alang ang pagganap ng iba't ibang mga kakayahang umangkop na mga platform ng bisagra, ang pabilog na platform ng bisagra ay nagpapakita ng mas mahusay na pangkalahatang pagganap.

Ang mga micro-nano-level na pagpoposisyon ng mga workbenches ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa iba't ibang larangan tulad ng precision machining, pagsukat ng katumpakan, microelectronics engineering, bioengineering, nanoscience, at teknolohiya. Ang mga platform na ito ay nangangailangan ng kawastuhan ng pagpoposisyon sa antas ng micro-nano, mahusay na katatagan, higpit, at mabilis na pagtugon. Ang mga sumusunod na mekanismo, na gumagamit ng nababaluktot na bisagra sa halip na tradisyonal na mga pares ng kinematic, ay lumitaw bilang isang bagong uri ng istraktura ng paghahatid. Ginagamit nila ang nababanat na pagpapapangit ng nababaluktot na mga bisagra upang magpadala ng paggalaw at lakas, na nag -aalok ng mga pakinabang tulad ng walang mekanikal na alitan, walang puwang, mataas na sensitivity ng paggalaw, at simpleng pagproseso. Ang mga sumusunod na mekanismo ay partikular na angkop para sa mga mekanismo ng paghahatid sa larangan ng pagpoposisyon ng katumpakan. Ang sumusunod na mekanismo ay gumagana nang malapit sa kahanay na mekanismo, na nagpapalakas at umaakma sa mga pakinabang at kawalan ng sumusunod na mekanismo. Ang kumbinasyon ng dalawa ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan para sa pagpapatakbo ng katumpakan at pagpoposisyon, kabilang ang mataas na resolusyon ng paggalaw, mabilis na tugon, at maliit na sukat. Ang kahanay na istraktura ay mas siksik at tumatagal ng mas kaunting puwang kumpara sa istraktura ng serye. Sa konklusyon, ang mga sumusunod na kahanay na mekanismo ay nag-aalok ng mga pakinabang tulad ng mataas na katumpakan, mataas na katigasan, compact na istraktura, mahusay na simetrya, mataas na bilis, malaking pag-load ng timbang sa sarili, at mahusay na dynamic na pagganap. Dahil ang platform ng micro-posisyon ay nakasalalay sa pagpapapangit ng nababaluktot na mga bisagra, ang pagpili ng form ng bisagra ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagganap nito. Ang pag-aaral na ito ay naglalayong magdisenyo ng apat na magkakaibang 3-RRR na sumusunod sa mga mekanismo ng kahanay na may kakayahang umangkop na bisagra at ihambing ang kanilang static at dynamic na mga katangian gamit ang hangganan na pagsusuri ng elemento ng software. Ang mga resulta ng pagsusuri na ito ay nagbibigay ng mga pananaw sa pagpili ng nababaluktot na form ng bisagra para sa mga sumusunod na kahanay na mekanismo.