طراحی یک میکرو/نانو گریپر جدید به منظور جابجایی اجسام در مقیاس میکرون/نانو

ابتدا میکروگریپر بوسیله ترکیب مدل نیمه صلب(prbm) و تئوری الاستیک کلاسیک مدلسازی شده و سپس اصلاح مدل به کمک روش اجزاء محدود(fem)، انجام شده و نتایج آن از قبیل مقاسیه میزان تنش ماکزیمم و جابجایی نوک کارگیر به ازای مقادیر مختلف پارامترهای هندسی لولای منعطف از قبیل شعاع، ضخامت جان، موقعیت و شعاع انحناء آن نشان داده شده است. سینماتیک میکروگریپر بر مبنای نسبت جابجایی ورودی به خروجی آنالیز شده و مدل سینماتیکی آن نیز بر مبنای موقعیت مکانی لولا بدست آمده است. استفاده از مدل تیر یکسرگیردار موجب افزایش تراجکتوری مکانیزم شده و از طرفی ما را با محدودیت عدم تولید حرکت موازی بازوها روبرو می کند. در مدل ارائه شده، سعی شده است تا حد امکان حرکت بازوها بصورت موازی باشد. تحریک بازوی ورودی میکروگریپر توسط عملگر پیزو الکتریک و یا مکانیکی صورت می گیرد. با الگوگیری از مکانیزم دانیل آرایش هندسی اولیه تعیین شده است. با استفاده از الگوریتمهای بهینه سازی ضخامت لولاها بگونه ای بهینه سازی شده است تا تابع اثر پارازیتی کمینه گردد. نتایج تحلیل مدل نیمه صلب با نتایج اجزا محدود مقایسه گردیده است. باتوجه به آنکه جنس آن معمولا از آلیاژهای با محدوده الاستیک بالا می باشد، برای ساخت آن از روشهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی(edm)، میکرو فرز، وایرکات و... استفاده شده است. مدل ساخته شده مورد تست قرار گرفته و نتایج توسط دوربین رزولوشن بالا ضبط شده و با استفاده از نرم افزار پردازش تصویر موقعیتهای نوک گریپر تحلیل شده است. نتایج تئوری مدل نیمه صلب و نتایج اجزا محدود توسط تست آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفته است. از اینگونه میکروگریپرها می توان در زمینه های مختلف مانند میکروماشینینگ( نگهداشتن ابزار و قطعه کار در مقیاس میکرون)، سنسورهای میکرو اپتیک و اسمبل اجزاء سیستم های بیومکانیکی استفاده کرد.