Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača

Obsah práce

1.	Čo je to MEMS alebo MST?
2.	Základné problémy pri návrhu mikrouchopovača
3.	Pružné Mechanizmy
4.	Pružné kĺby
5.	Materiál pre mikrouchopovače
6.	Návrh mikrouchopovača
7.	Riešenie pružných mechanizmov pomocou metódy konečných prvkov

Ako už bolo povedané exitujú rozdiely medzi makro a mikro svetom. Pri uchopovaní väčších súčiastok sa sily ako sú napríklad elektrostatická zanedbávajú, ale pri mikrosúčiastkach takéto sily vytvárajú veľký problém. V tabuľke (tab. 1.1) sú uvedené dané sily a rozmery a závislosť medzi nimi.

Tab. 1.1

	rozmer [mm]
typ sily [N]	1	10
Van der Waalsova	0,119	1,19.10-9
Elektrostatická	0,014	1,36.10-6
Gravitačná	3.10-5	30
Inertná	3,06.10-9	0,306
Magnetická	1.10-6	0,1
Kapilárna	0,458	0,229
Uchopovacia	1	300

Ďalším problémom pri návrhu je zvolenie správnych kĺbov. Keďže pri uchopovaní mikrosúčiastok mechanické kĺby treba vylúčiť z dôvodu ich nepresnosti, obtiažnej a nákladnej výrobe a vzniknutom trení pri ich pohybe. Pre potrebnú presnosť preto teda zvolíme kĺby z pružných materiálov tzv. flexibilné alebo pružné kĺby.

Paralelné a uhlové uchopenie telesa

Hlavný rozdiel medzi uchopením paralelným (obr.2.1) a uhlovým (obr.2.2) je ten že pri paralelnom nám pri uchopení telesa pôsobia sily len v smere osi x a pri uchytení uhlovom nám sily pôsobia pod uhlom, čiže sú zložené z x-ovej a y-ovej zložky. Samozrejme že existujú aj v týchto prípadoch parazitné sily. Pôsobenie síl však závisí aj od danej súčiastky. Napríklad ak manipulujeme so súmernou súčiastkou kruhového tvaru a jej paralelným uchopením tak nám pôsobia sily kolmo na súčiastku. Preto je paralelné uchopenie vhodne na kruhové súčiastky, pretože v nich nepôsobia sily v smere y, tým pádom je aj jednoduchší ich výpočet a lepšie držanie súčiastky v manipulátore. Pri uhlovom uchytení treba vyjadriť x-ové aj y-ové zložky sily. Nieje vhodné na uchytenie súmerných súčiastok, keďže môže dôjsť k ich vyšmyknutiu [5].

Obr. 1.1 Paralelné uchopenie

Obr. 1.2 Uhlové uchopenie