Developmental Process of a Chopstick-Like Hybrid-Structure Two-Fingered Micromanipulator Hand for 3-D Manipulation of Microscopic Objects

Ramadan, Ahmed; Takubo, Tomohito; Mae, Yasushi; Oohara, K.; Arai, Tatsuo

doi:10.1109/tie.2008.2008753

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“…Thus, we applied the parallel mechanism for this work. The parallel mechanism is a redesigned version of our previous structure [30]. The former version of the microhand was a 3-prismatic-revolute-spherical (PRS) parallel mechanism, while the current mechanism has a 3-prismatic-revolute-revolute (PRR) structure, which is smaller and more rigid.…”

Section: System Setup For Controllable Motionmentioning

confidence: 99%

Analysis of rotational flow generated by circular motion of an end effector for 3D micromanipulation

et al. 2017

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This paper presents a non-contact manipulation method using rotational flow generated by high speed motion of a glass needle. In order to generate an applicable motion that can precisely control the speed and position of a target object around an end effector, a manipulator actuated by three piezoelectric actuators is proposed. A compact parallel link produces precise three-dimensional motions. To reach the required end-effector frequency and amplitude, which is necessary for generating the rotational flow that can make rotational movement of microbeads having patterned data, the end effector motion is generated by controlling the three piezoelectric actuators at high speed. In this paper, we focus on rotational flow created by two-dimensional circular motion of the end effector mounted on the parallel link. By changing the amplitude and frequency of the circular motion, the generated swirl flow is analyzed in 3D space using 9.6-μm microbeads. We analyzed the velocity toward to the root of the end effector and angular velocity around the end effector by formulating models. From the analyzed data, we verified that the rotational flow has potential to manipulate micro-objects precisely in 3D space.

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Section: System Setup For Controllable Motionmentioning

confidence: 99%

Analysis of rotational flow generated by circular motion of an end effector for 3D micromanipulation

et al. 2017

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“…The stiffness matrix of a single leaf spring can be expressed as 3 3 The stiffness of Part I is the summation of the stiffness of each limb. Therefore, the influence of each limb's mechanical parameters on the stiffness of Part I is investigated first.…”

Section: Realization Of Input Decopuling Performancementioning

confidence: 99%

“…Manipulators with ultrahigh precision and resolution are urgently needed and play more and more important roles in modern technology, such as atomic force microscopy, ultra precision machining, biological cell manipulation, and chip assembly in the semiconductor industry [1][2][3]. However, conventional mechanisms make it difficult to meet these requirements due to their coarse accuracies caused by inevitable backlash, friction, and joint wear.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Systematic Design Method and Experimental Validation of a 2-DOF Compliant Parallel Mechanism with Excellent Input and Output Decoupling Performances

Jiang

Wang

et al. 2017

Applied Sciences

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Abstract:The output and input coupling characteristics of the compliant parallel mechanism (CPM) bring difficulty in the motion control and challenge its high performance and operational safety. This paper presents a systematic design method for a 2-degrees-of-freedom (DOFs) CPM with excellent decoupling performance. A symmetric kinematic structure can guarantee a CPM with a complete output decoupling characteristic; input coupling is reduced by resorting to a flexure-based decoupler. This work discusses the stiffness design requirement of the decoupler and proposes a compound flexure hinge as its basic structure. Analytical methods have been derived to assess the mechanical performances of the CPM in terms of input and output stiffness, motion stroke, input coupling degree, and natural frequency. The CPM's geometric parameters were optimized to minimize the input coupling while ensuring key performance indicators at the same time. The optimized CPM's performances were then evaluated by using a finite element analysis. Finally, a prototype was constructed and experimental validations were carried out to test the performance of the CPM and verify the effectiveness of the design method. The design procedure proposed in this paper is systematic and can be extended to design the CPMs with other types of motion.

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“…O estudo das estruturas paralelas combinadas pode ser dividido em função da disposição das cadeias paralelas em três tipos de combinação: serial com as estruturas paralelas ligadas em sequencia (Ramadan et al, 2009;Tanev, 2006; Tanikawa et al, 1995;1996;Wu et al, 2008;Zheng et al, 2004;Yabugaki et al, 2013); ligação em paralelo das cadeias paralelas (Yoon e Ryu, 2005); e misto que é a combinação de estruturas paralelas superpostas em série e paralelo (Badescu e Mavroidis, 2004;Badescu et al, 2002).…”

Section: Introductionunclassified

“…Estas estruturas serão denominadas neste trabalho de estruturas paralelas combinadas. Estas estruturas podem superar o problema do espaço de trabalho limitado, e fornecerem vantagens tanto das estruturas serial quanto paralela (Zheng et al, 2004;Zhao et al, 2009).O estudo das estruturas paralelas combinadas pode ser dividido em função da disposição das cadeias paralelas em três tipos de combinação: serial com as estruturas paralelas ligadas em sequencia (Ramadan et al, 2009;Tanev, 2006; Tanikawa et al, 1995;1996;Wu et al, 2008;Zheng et al, 2004;Yabugaki et al, 2013); ligação em paralelo das cadeias paralelas (Yoon e Ryu, 2005); e misto que é a combinação de estruturas paralelas superpostas em série e paralelo (Badescu e Mavroidis, 2004;Badescu et al, 2002).As diversas estruturas híbridas propostas na literatura apresentam vantagem de expandir o espaço de trabalho da estrutura paralela podendo também aumentar a sua acuracidade e rigidez. Estas são utilizadas com a capacidade de se…”

unclassified

Estudo De Uma Nova Estrutura Robótica Paralela Combinada

Pêgo¹,

Carvalho²,

Gonçalves³

2015

Anais Do Congresso Nacional De Matemática Aplicada À Indústria

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INTRODUÇÃOAs estruturas robóticas são comumente divididas em estruturas serial, paralela e híbrida. A estrutura serial consiste de um elemento terminal ou manipulador, ligado a uma base por meio de uma cadeia cinemática única, fornecendo assim um percurso único para ir da base até o elemento terminal e retornar à base, num trajeto de ida e volta passando pelos mesmos elementos (Gonçalves, 2009).Uma estrutura paralela por sua vez pode ser descrita como um mecanismo formado por um elemento terminal ou plataforma móvel, ligado a uma base fixa por meio de duas ou mais cadeias cinemáticas independentes. As estruturas paralelas têm algumas vantagens sobre as estruturas seriais, como poder ter maior rigidez e quantidade de carga suportada por peso, porém sofrem com um espaço de trabalho limitado. Assim, em situações onde alta precisão, velocidade e rigidez são mais importantes que o espaço de trabalho, as estruturas paralelas são uma alternativa às estruturas seriais (Tanev, 2000a).O terceiro tipo de estruturas são as híbridas, combinações das estruturas seriais com as estruturas paralelas. Dentre as estruturas híbridas existe também a combinação de estruturas paralelas. Estas estruturas serão denominadas neste trabalho de estruturas paralelas combinadas. Estas estruturas podem superar o problema do espaço de trabalho limitado, e fornecerem vantagens tanto das estruturas serial quanto paralela (Zheng et al., 2004;Zhao et al., 2009).O estudo das estruturas paralelas combinadas pode ser dividido em função da disposição das cadeias paralelas em três tipos de combinação: serial com as estruturas paralelas ligadas em sequencia (Ramadan et al., 2009;Tanev, 2006; Tanikawa et al., 1995;1996;Wu et al., 2008;Zheng et al., 2004;Yabugaki et al., 2013); ligação em paralelo das cadeias paralelas (Yoon e Ryu, 2005); e misto que é a combinação de estruturas paralelas superpostas em série e paralelo (Badescu e Mavroidis, 2004;Badescu et al., 2002).As diversas estruturas híbridas propostas na literatura apresentam vantagem de expandir o espaço de trabalho da estrutura paralela podendo também aumentar a sua acuracidade e rigidez. Estas são utilizadas com a capacidade de se

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Developmental Process of a Chopstick-Like Hybrid-Structure Two-Fingered Micromanipulator Hand for 3-D Manipulation of Microscopic Objects

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Analysis of rotational flow generated by circular motion of an end effector for 3D micromanipulation

Analysis of rotational flow generated by circular motion of an end effector for 3D micromanipulation

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Estudo De Uma Nova Estrutura Robótica Paralela Combinada

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