CƠ CẤU VI TAY GẮP KHUẾCH ĐẠI CHUYỂN VỊ KIỂU TỰ KHÓA  DẪN ĐỘNG BẰNG CÁC VI CHẤP HÀNH ĐIỆN NHIỆT KIỂU DẦM CHỮ V

Nguyễn Đức Anh; Chu Tuấn Minh; Nguyễn Tiến Dũng; Phạm Hồng Phúc

doi:10.34238/tnu-jst.12121

CƠ CẤU VI TAY GẮP KHUẾCH ĐẠI CHUYỂN VỊ KIỂU TỰ KHÓA DẪN ĐỘNG BẰNG CÁC VI CHẤP HÀNH ĐIỆN NHIỆT KIỂU DẦM CHỮ V

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 23/02/25 Ngày hoàn thiện: 15/04/25 Ngày đăng: 17/04/25

Các tác giả

1. Nguyễn Đức Anh, Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Chu Tuấn Minh, Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Nguyễn Tiến Dũng, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên
4. Phạm Hồng Phúc , Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Bài báo trình bày thiết kế và tính toán một loại vi tay gắp sử dụng vi chấp hành điện nhiệt dạng dầm chữ V, có hệ số khuếch đại chuyển vị lớn (k_d ≈ 4,4) và tích hợp cơ cấu tự khóa, giúp duy trì trạng thái kẹp mà không cần cấp nguồn liên tục, giảm tiêu thụ năng lượng đáng kể. Hệ thống bao gồm một vi chấp hành chữ V trung tâm điều khiển tay đòn và má kẹp, cùng với hệ thống tự khóa sử dụng cơ cấu răng cóc được dẫn động bởi hai vi chấp hành chữ V nhỏ hơn. Khi áp dụng điện áp dẫn U = 29,9 V, chuyển vị tổng cộng của hai má kẹp đạt , cho phép kẹp vật có đường kính nhỏ nhất 43 µm. Thiết kế này không chỉ đảm bảo khả năng thao tác chính xác với nhiều kích thước vật khác nhau mà còn có tiềm năng phát triển thành hệ thống tích hợp thông minh, chẳng hạn như cảm biến đo lực kẹp và điều chỉnh tự động điện áp dẫn động, mở rộng ứng dụng trong vi lắp ráp, vi robot và thử tải vi mô yêu cầu độ chính xác cao.

Từ khóa

Vi tay gắp; Vi chấp hành giãn nở nhiệt; Cơ cấu tự khóa; Khuếch đại chuyển vị; Công nghệ vi cơ điện tử

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] S. Iqbal and A. Malik, “A review on MEMS based micro displacement amplification mechanisms,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 300, 2019, Art. no. 111666, doi: 10.1016/j.sna.2019.111666.

[2] J. Cecil, D. Vasquez, and D. Powell, “A review of gripping and manipulation techniques for micro-assembly applications,” International Journal of Production Research, vol. 43, no. 4, pp. 819-828, 2005, doi: doi: 10.1080/00207540512331311813.

[3] P. H. Pham, L. B. Dang, and H. N. Vu, “Micro robot system with moving micro-car driven by electrostatic comb-drive actuators,” Microsystem Technologies, vol. 16, pp. 505–510, 2010, doi: 10.1007/s00542-010-1017-9.

[4] H. Llewellyn-Evans, C. A. Griffiths, and A. Fahmy, “Microgripper design and evaluation for automated µ-wire assembly: A survey,” Microsystem Technologies, vol. 26, pp. 1745-1768, 2020, doi: 10.1007/s00542-019-04741-4.

[5] Y. Jia, M. Jia, and Q. Xu, “A Dual-Axis Electrostatically Driven MEMS Microgripper,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol.11, pp. 1-9, 2014, doi: 10.5772/59677.

[6] A. R. Kalaiarasi and S. H. Thilagar, “Design and modeling of electrostatically actuated microgripper,” in Proceedings of 2012 IEEE/ASME 8th IEEE/ASME International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications, 2012, pp. 7-11, doi: 10.1109/MESA.2012.6275528.

[7] C. Hao, X. Kong, S. X. Dong, C. M. Xu, and Y. Haiyang, “The Radial Point Interpolation Method (RPIM) for analyzing a V-shaped Electrothermal Actuator,” Journal of Micromechanics and Microengineering, vol. 35, no. 2, pp.1-9, 2025, doi: 10.1088/1361-6439/ada9fb.

[8] H. P. Pham, V. D. Bui, and M. C. Pham, “Study and Design of Micro Gripper Driven by Electrothermal V-Shaped Actuator,” JST: Smart Systems and Devices, vol. 1, no. 1, pp. 108-115, 2021, doi: 10.51316/jst.150.ssad.2021.31.1.14

[9] T. D. Nguyen, H. P. Pham, and Q. D. Nguyen, “Design and fabrication of a 2.5 mm-diameter micro rotational motor based on MEMS technology,” Journal of Science & Technology Technical Universities, vol. 108, pp. 26-32, 2015.

[10] P. Bauwens, S. Cornelis, and J. Doutreloigne, “A leakage compensated charge control driving circuit with sensor feedback for a comb drive actuator,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 329, 2021, Art. no. 112799, doi: 10.1016/j.sna.2021.112799.

[11] T. D. Nguyen, H. P. Pham, Q. D. Nguyen, and D. P. Nguyen, “Iterative Learning Control for V-Shaped Electrothermal Microactuator,” Electronics, vol. 8, no. 12, 2019, Art. no. 1410, doi: 10.3390/electronics8121410.

[12] P. H. Pham, D. T. Nguyen, and K. T. Hoang, “Single mask and low voltage electrothermal micromotor,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 374, 2024, Art. no. 115481, doi: 10.1016/j.sna.2024.115481.

[13] K. T. Hoang, D. T. Nguyen, P. H. Pham, “Impact of design parameters on working stability of the electrothermal V-shaped actuator,” Microsystem Technologies, vol. 26, pp. 1479-1487, 2020, doi: 10.1007/s00542-019-04682-y

[14] T. D. Nguyen, T. K. Hoang, and H. P. Pham, “Heat Transfer Model and Critical Driving Frequency of Electrothermal V-Shaped Actuators,” in Proceedings of the International Conference on Engineering Research and Applications (ICERA-2019), Springer, Cham, 2019, pp. 394-405, doi: 10.1007/978-3-030-37497-6_46.

[15] K. T. Hoang and P. H. Pham, “Safe working condition and optimal dimension of the electrothermal V-shaped actuator,” Microsystem Technologies, vol. 28, pp. 1673–1685, 2022, doi: 10.1007/s00542-022-05309-5.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12121

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ