بررسی اثر کوپلینگ متقابل در پایه های موقعیت دهی نانو دارای مفصل خمشی با عملگر پیزوالکتریک

پایه های موقعیت دهی نانو با سینماتیک موازی و دارای محرک پیزوالکتریک، به طور گسترده در ابزار های دقیق اندازه گیری، همچون میکروسکوپ پراب پویشی مورد استفاده قرار می گیرند. یکی از عمده ترین نقص های این وسایل، حرکت کوپل شده بین محور های مختلف آنهاست، به این معنا که حرکت محور در یک جهت، در تداخل با حرکت محورهای دیگر قرار می گیرد و منجر به آشفتگی های نامطلوب می شود. در این پژوهش بررسی دینامیکی این سیستم به صورت تحلیلی، تجربی و آنالیز المان محدود به منظور بررسی علل عمده اثرات متقابل کوپلینگ مکانیکی، انجام شده است. تحلیل ها برای یک مدل سه بعدی انجام شده که شامل یک قسمت الاستیک متحرک در مرکز می باشد و توسط چهار مفصل به یک چارچوب ثابت متصل است. عملگرهای پیزوالکتریک مدل شده، به صورت استوانه ای بین قسمت متحرک مرکزی و چارچوب ثابت جاسازی شده اند. شبیه سازی توسط نرم افزار آباکوس، برای دو ضریب اصطکاک مختلف و همچنین حالتهایی که تغییر در ماده چارچوب، ماده عملگر و هندسه پایه ایجاد شود، انجام گرفته است. در این شبیه سازی مشاهده شد که اصلی ترین دلیل در نسبت کوپلینگ چرخش پیزوالکتریک ها به علت اصطکاک بین پیزوالکتریک ها و تغییر در هندسه چارچوب است.