CẤU TRÚC XOẮN CHO CƠ CẤU CHUYỂN ĐỘNG MICRO DỰA TRÊN CƠ CẤU TUÂN THỦ

Tóm tắt

Các cơ cấu chấp hành dịch chuyển micro được tạo ra bằng cách sử dụng tính chất uốn cong của các thành phần để đạt được chuyển động mong muốn. Lợi ích của cơ cấu linh hoạt bao gồm chuyển động chính xác và độ chính xác cao, cấu trúc nhẹ, không ma sát và nhỏ gọn. Nghiên cứu này sử dụng đường cong nội suy spline để cấu hình hình học khớp nối linh hoạt của cấu trúc xoắn, chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính. Mô hình được đề xuất đã được đánh giá và mô phỏng bằng cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Hơn nữa, phương pháp tiếp cận tối ưu hóa thuật toán lai Taguchi-Grey đã được kết hợp để thu được đầu ra dịch chuyển lớn và phản lực lớn. Ma trận trực giao của Taguchi được sử dụng để thiết kế ma trận thí nghiệm. Phân tích quan hệ xám được phát triển để xác định giá trị phù hợp cho đầu ra dịch chuyển và phản lực. Phương pháp entropy được sử dụng để tính trọng số tương đối của mỗi mục tiêu phản ứng và cải thiện độ chính xác đánh giá. Hơn nữa, phương pháp phân tích hồi quy được sử dụng để thiết lập quan hệ ràng buộc phi tuyến tính của mỗi biến đầu vào với bậc quan hệ xám. Kết quả cho thấy bậc quan hệ xám cao hơn với các mức kết hợp mới. Mô phỏng xác thực và thí nghiệm đã được thực hiện để đánh giá tác động của phương pháp.

Title

A TWIST STRUCTURE FOR MICRO-ACTUATOR BASED ON FLEXURE MECHANISMS

Abstract

Compliant micro-positioning actuators are created by utilizing the bending properties of compliant members to achieve desired motions. The advantages of flexure mechanisms include precise motion and high accuracy, lightweight structure, frictionless operation, and compact size. This research utilizes spline interpolation curves to configure the compliant joint geometry of a helical structure, converting rotational motion into linear motion. The proposed design is evaluated and simulated using the finite element method. Moreover, a Taguchi-Grey relational analysis-based optimization approach is incorporated to obtain large displacement output and high reaction force. The Taguchi orthogonal array is used to design the experimental matrix. Grey relational analysis is carried out to determine the suitable values for displacement output and reaction force. The entropy method is employed to calculate the relative weight of each response objective and improve the accuracy of evaluation. Furthermore, regression analysis is utilized to establish the nonlinear relationship of each input variable with the grey relational grade. The results reveal a higher grey relational grade with the new levels of combination. Validation simulations and experiments are conducted to evaluate the effectiveness of the proposed method.