Použitie mikrouchopovačov MEMS - História úprav

Juraj na 17:52, 4. september 2010

2010-09-04T17:52:48Z

Juraj na 17:47, 4. september 2010

2010-09-04T17:47:47Z

Juraj na 12:07, 31. august 2010

2010-08-31T12:07:04Z

Privara na 10:42, 31. august 2010

2010-08-31T10:42:47Z

Privara na 10:23, 31. august 2010

2010-08-31T10:23:02Z

Juraj na 16:49, 16. február 2010

2010-02-16T16:49:56Z

Zobraziť rozdiely

Privara: /* Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov */

2010-02-16T14:06:54Z

Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov

Privara: /* Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov */

2010-02-16T14:06:05Z

Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov

Privara: /* Materiál pre mikrouchopovače */

2010-02-16T14:05:33Z

Materiál pre mikrouchopovače

Privara: /* Materiál pre mikrouchopovače */

2010-02-16T14:02:45Z

Materiál pre mikrouchopovače

@@ Riadok 5: / Riadok 5: @@
 /2010
 |Bakalárska práca|Mechatronika}}
-{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
+{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Návrh mikrouchopovača|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|||}}
 {{Abstrakt|Práca sa zaoberá mikro-pružnými mechanizmami so zameraním na uchopovanie mikro objektov. Prvá časť sa zameriava na teóriu mikrouchopovačov, problémy s nimi a popisom flexibilných mechanizmov, z ktorých sú štruktúry mikrouchopovačov odvodené. Ďalšia časť je zameraná na riešenie problémov a popisuje typy flexibilných kĺbov, ktoré poskytujú pohyb a správanie mikrouchopovačov. V tomto projekte hovoríme aj o materiáloch vhodných na použitie v tejto oblasti.|This work deals with micro flexible mechanisms with a focus on griping of micro objects.  The first part focuses on microgrippers theory, issues related to it and description of flexible mechanisms, from which are the structures of microgrippers derived.  Next part is oriented on solving the issues and describes the types of flexible joints, which provide the movement and the behavior of microgrippers.  In this project we also talk about the materials suitable for use in this area.}}
 __TOC__

@@ Riadok 4: / Riadok 4: @@
 {{Hlavička_FM|{{PAGENAME}}|Juraj Prívara|Ing. Ján Zápotočný|
 /2010
-|Semetrálna práca|Mechatronika}}
+|Bakalárska práca|Mechatronika}}
 {{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
 {{Abstrakt|Práca sa zaoberá mikro-pružnými mechanizmami so zameraním na uchopovanie mikro objektov. Prvá časť sa zameriava na teóriu mikrouchopovačov, problémy s nimi a popisom flexibilných mechanizmov, z ktorých sú štruktúry mikrouchopovačov odvodené. Ďalšia časť je zameraná na riešenie problémov a popisuje typy flexibilných kĺbov, ktoré poskytujú pohyb a správanie mikrouchopovačov. V tomto projekte hovoríme aj o materiáloch vhodných na použitie v tejto oblasti.|This work deals with micro flexible mechanisms with a focus on griping of micro objects.  The first part focuses on microgrippers theory, issues related to it and description of flexible mechanisms, from which are the structures of microgrippers derived.  Next part is oriented on solving the issues and describes the types of flexible joints, which provide the movement and the behavior of microgrippers.  In this project we also talk about the materials suitable for use in this area.}}
@@ Riadok 15: / Riadok 15: @@
 Elektronicky riadené skalpely alebo biochemické laboratória vytvárané na čipe umožnili dosiahnuť veľkého pokroku v medicíne. Bez mikrosystémovej techniky by nebol možný rozvoj funkcii kardiostimulátorov, ktoré v dnešnej dobe predstavujú inteligentné systémy obsahujúce senzory, aktuátory, riadiacu elektroniku a inteligentný rozhodovací software. Veľké množstvo mikrosystémov je i v moderných automobiloch (airbagy, ABS, riadiace a monitorovacie systémy, navigačné systémy atď.). Bez mikrosystémových technológií by sa nerozvíjal kozmický výskum, letectvo, bezpečnostné systémy alebo ochrana životného prostredia. V mikrosystémoch sú často začlenené i celé nesúrodé súčasti. Vychádza sa z predpokladu, že v mikrosvete sa jednotlivé súčasti systému výrazne vzájomne ovplyvňujú, na rozdiel od makrosveta, kde vlastnosti jednotlivých súčastí sa dá považovať za oddelené, a pritom dohromady vytvárajú funkčný makrosystém.
 Pri manipulácii s veľmi malými súčiastkami sa vyvíjajú aj k nim patričné druhy manipulátorov, čiže inak povedané uchopovačov či mikrouchopovačov. Pri súčiastkach väčších ako sú milimetre sa využívajú uchopovače zostrojené z mechanických, guľových a krížových kĺbov. Pri mikrosúčiastkach, teda pri súčiastkach menších ako je milimeter sa musí zvoliť mikrouchopovač, ktorý však funguje na iných princípoch ako to je v makrosvete.

@@ Riadok 5: / Riadok 5: @@
 /2010
 |Semetrálna práca|Mechatronika}}
-{{Praca_uvod|1|Úvod|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Návrh mikrouchopovača|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Záver||}}
+{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
 {{Abstrakt|Práca sa zaoberá mikro-pružnými mechanizmami so zameraním na uchopovanie mikro objektov. Prvá časť sa zameriava na teóriu mikrouchopovačov, problémy s nimi a popisom flexibilných mechanizmov, z ktorých sú štruktúry mikrouchopovačov odvodené. Ďalšia časť je zameraná na riešenie problémov a popisuje typy flexibilných kĺbov, ktoré poskytujú pohyb a správanie mikrouchopovačov. V tomto projekte hovoríme aj o materiáloch vhodných na použitie v tejto oblasti.|This work deals with micro flexible mechanisms with a focus on griping of micro objects.  The first part focuses on microgrippers theory, issues related to it and description of flexible mechanisms, from which are the structures of microgrippers derived.  Next part is oriented on solving the issues and describes the types of flexible joints, which provide the movement and the behavior of microgrippers.  In this project we also talk about the materials suitable for use in this area.}}
 __TOC__
 '''Úvod'''
 O mikrosystémoch a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) sa začalo hovoriť v 90. rokoch 20. storočia ako o nastupujúcej kľúčovej technike 21. storočí. Veľké úsilie bolo venované technickému vývoju a novým prístupom spojeným so systémovým inžinierstvom pre vývoj nových aplikácii. Mnohé z nich, ktoré boli skôr rozpracované iba v teoretické rovine, boli teraz uvedené do praxe a na ich základe začali vznikať nové, kvalitatívnejšie odlišné systémy. Jednou z hlavných predností mikrosystémovej techniky je možnosť mikrominiaturizácie, využitie materiálov používaných na výrobu integrovaných elektronických obvodov (napr. kremík), ktorý však práve v týchto aplikáciách vykazuje vlastnosti bežných materiálov: napr. kremík v mikroštruktúrach má vlastnosti ocele.
 Elektronicky riadené skalpely alebo biochemické laboratória vytvárané na čipe umožnili dosiahnuť veľkého pokroku v medicíne. Bez mikrosystémovej techniky by nebol možný rozvoj funkcii kardiostimulátorov, ktoré v dnešnej dobe predstavujú inteligentné systémy obsahujúce senzory, aktuátory, riadiacu elektroniku a inteligentný rozhodovací software. Veľké množstvo mikrosystémov je i v moderných automobiloch (airbagy, ABS, riadiace a monitorovacie systémy, navigačné systémy atď.). Bez mikrosystémových technológií by sa nerozvíjal kozmický výskum, letectvo, bezpečnostné systémy alebo ochrana životného prostredia. V mikrosystémoch sú často začlenené i celé nesúrodé súčasti. Vychádza sa z predpokladu, že v mikrosvete sa jednotlivé súčasti systému výrazne vzájomne ovplyvňujú, na rozdiel od makrosveta, kde vlastnosti jednotlivých súčastí sa dá považovať za oddelené, a pritom dohromady vytvárajú funkčný makrosystém.
 Pri manipulácii s veľmi malými súčiastkami sa vyvíjajú aj k nim patričné druhy manipulátorov, čiže inak povedané uchopovačov či mikrouchopovačov. Pri súčiastkach väčších ako sú milimetre sa využívajú uchopovače zostrojené z mechanických, guľových a krížových kĺbov. Pri mikrosúčiastkach, teda pri súčiastkach menších ako je milimeter sa musí zvoliť mikrouchopovač, ktorý však funguje na iných princípoch ako to je v makrosvete.

@@ Riadok 5: / Riadok 5: @@
 /2010
 |Semetrálna práca|Mechatronika}}
-{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
+{{Praca_uvod|1|Úvod|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Návrh mikrouchopovača|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Záver||}}
 {{Abstrakt|Práca sa zaoberá mikro-pružnými mechanizmami so zameraním na uchopovanie mikro objektov. Prvá časť sa zameriava na teóriu mikrouchopovačov, problémy s nimi a popisom flexibilných mechanizmov, z ktorých sú štruktúry mikrouchopovačov odvodené. Ďalšia časť je zameraná na riešenie problémov a popisuje typy flexibilných kĺbov, ktoré poskytujú pohyb a správanie mikrouchopovačov. V tomto projekte hovoríme aj o materiáloch vhodných na použitie v tejto oblasti.|This work deals with micro flexible mechanisms with a focus on griping of micro objects.  The first part focuses on microgrippers theory, issues related to it and description of flexible mechanisms, from which are the structures of microgrippers derived.  Next part is oriented on solving the issues and describes the types of flexible joints, which provide the movement and the behavior of microgrippers.  In this project we also talk about the materials suitable for use in this area.}}
 __TOC__

@@ Riadok 5: / Riadok 5: @@
 /2010
 |Semetrálna práca|Mechatronika}}
-{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
+{{Praca_uvod|1|Použitie mikrouchopovačov MEMS|Čo je to MEMS alebo MST?|Pružné Mechanizmy|Pružné kĺby|Materiál pre mikrouchopovače|Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov|Návrh mikrouchopovača||||}}
 {{Abstrakt|Práca sa zaoberá mikro-pružnými mechanizmami so zameraním na uchopovanie mikro objektov. Prvá časť sa zameriava na teóriu mikrouchopovačov, problémy s nimi a popisom flexibilných mechanizmov, z ktorých sú štruktúry mikrouchopovačov odvodené. Ďalšia časť je zameraná na riešenie problémov a popisuje typy flexibilných kĺbov, ktoré poskytujú pohyb a správanie mikrouchopovačov. V tomto projekte hovoríme aj o materiáloch vhodných na použitie v tejto oblasti.|This work deals with micro flexible mechanisms with a focus on griping of micro objects.  The first part focuses on microgrippers theory, issues related to it and description of flexible mechanisms, from which are the structures of microgrippers derived.  Next part is oriented on solving the issues and describes the types of flexible joints, which provide the movement and the behavior of microgrippers.  In this project we also talk about the materials suitable for use in this area.}}
 __TOC__
@@ Riadok 12: / Riadok 12: @@
 O mikrosystémoch a MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) sa začalo hovoriť v 90. rokoch 20. storočia ako o nastupujúcej kľúčovej technike 21. storočí. Veľké úsilie bolo venované technickému vývoju a novým prístupom spojeným so systémovým inžinierstvom pre vývoj nových aplikácii. Mnohé z nich, ktoré boli skôr rozpracované iba v teoretické rovine, boli teraz uvedené do praxe a na ich základe začali vznikať nové, kvalitatívnejšie odlišné systémy. Jednou z hlavných predností mikrosystémovej techniky je možnosť mikrominiaturizácie, využitie materiálov používaných na výrobu integrovaných elektronických obvodov (napr. kremík), ktorý však práve v týchto aplikáciách vykazuje vlastnosti bežných materiálov: napr. kremík v mikroštruktúrach má vlastnosti ocele.
 Elektronicky riadené skalpely alebo biochemické laboratória vytvárané na čipe umožnili dosiahnuť veľkého pokroku v medicíne. Bez mikrosystémovej techniky by nebol možný rozvoj funkcii kardiostimulátorov, ktoré v dnešnej dobe predstavujú inteligentné systémy obsahujúce senzory, aktuátory, riadiacu elektroniku a inteligentný rozhodovací software. Veľké množstvo mikrosystémov je i v moderných automobiloch (airbagy, ABS, riadiace a monitorovacie systémy, navigačné systémy atď.). Bez mikrosystémových technológií by sa nerozvíjal kozmický výskum, letectvo, bezpečnostné systémy alebo ochrana životného prostredia. V mikrosystémoch sú často začlenené i celé nesúrodé súčasti. Vychádza sa z predpokladu, že v mikrosvete sa jednotlivé súčasti systému výrazne vzájomne ovplyvňujú, na rozdiel od makrosveta, kde vlastnosti jednotlivých súčastí sa dá považovať za oddelené, a pritom dohromady vytvárajú funkčný makrosystém.
 Pri manipulácii s veľmi malými súčiastkami sa vyvíjajú aj k nim patričné druhy manipulátorov, čiže inak povedané uchopovačov či mikrouchopovačov. Pri súčiastkach väčších ako sú milimetre sa využívajú uchopovače zostrojené z mechanických, guľových a krížových kĺbov. Pri mikrosúčiastkach, teda pri súčiastkach menších ako je milimeter sa musí zvoliť mikrouchopovač, ktorý však funguje na iných princípoch ako to je v makrosvete.

@@ Riadok 190: / Riadok 190: @@
 Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
 Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.
 =Návrh mikrouchopovača=

← Staršia verzia		Verzia zo dňa a času 14:06, 16. február 2010
Riadok 188:		Riadok 188:

	=Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov=		=Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov=
		+	Keďže pružné mechanizmy sú zhotovené z materiálov ktoré podstupujú veľké pružné deformácie pri malej zmene objemu, je veľmi ťažké ich výpočet. Nedajú sa vypočítať ako staticky lineárne úlohy, z dôvodu že ich deformácia je plne elastická. Aby sme získali obraz o závislosti napätia a pomernej deformácii je potrebné vykonať ťahovú skúšku a jej výsledky použijeme ako vstupné parametre pre metódu konečných prvkov. Táto metóda je použiteľná za pomoci počítača. Je to spôsob výpočtu pomocou matematického modelu, ktorý sa vytvorí na základe vymodelovaného tvaru súčiastky a zadaní okrajových podmienok.
		+	Pri konštruovaní súčiastok namáhaných či už tepelne alebo mechanicky je veľmi vhodnou a v poslednej dobe aj čoraz častejšie využívanou podpornou metódou tzv. FEM (Finite Element Method) modelovanie. Použitím metódy konečných prvkov a pomocou programov (napr. ANSYS, ABAQUS) je možné simulovať zaťaženie súčiastky a vypočítať tak pôsobenie zaťaženia v objeme. Jedná sa najmä o distribúciu napätí a nájdenie najkritickejších miest s vysokou lokálnou hodnotou napätia.

	=Návrh mikrouchopovača=		=Návrh mikrouchopovača=

@@ Riadok 142: / Riadok 142: @@
 ==Medza klzu a Youngov modul pružnosti==
 Youngov modul E je pre väčšinu kovov takmer rovnaký bez ohľadu na pridaní legujúcich prvkoch alebo tepelného spracovania. Medzu klzu σK  a pevnosť v ťahu môžeme zvýšiť pomocou tepelného spracovania alebo tvarovania za studena. Nevýhodou toho je že sa tým tiež tieto materiály stávajú krehkejšími a zvyšuje sa riziko výskytu chýb, prasklín, nečistôt a tiež sú citlivejšie na zvýšené napätie. Materiály s vysokou pomernou hodnotou pevnosti a modulu pružnosti dovoľujú väčšie priehyby pred tým ako sa v nich vyskytne chyba. Tento pomer je jedným z najdôležitejších parametrov  pri výbere materiálu pre pružné mechanizmy.
 =Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov=
 =Návrh mikrouchopovača=