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Bistabiler Klemm-Mechanismus

Müller, Steffen (2005):
Bistabiler Klemm-Mechanismus.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In dieser Arbeit wurde ein miniaturisierbarer bistabiler Klemmmechanismus entwickelt. Er soll zur Klemmung eines Läufers einer Inchwormplattform verwendet werden. Dafür soll eine Klemmbacke mit Mikroverzahnung bewegt werden.

Die Auslenkung des Mechanismus geschieht durch Ankopplung von elektrothermische Aktoren. Das bistabile Verhalten des Mechanismus wird durch elastische Verformung der Parallelführung erreicht. Die Federelemente stecken in den C-förmigen Balkenelementen der Aufhängung. Dadurch liegt ein vollständig flexibles System vor.

Der Mechanismus ist für einen Klemmhub von 300 µm ausgelegt worden. Für Demonstrationzwecke wurde das Gesamtsystem mit einem Flächenbedarf von 5*4 cm2 entwickelt. Die Abmessungen der C-Balken sind mit dem Radius R=6 mm und der Dicke t=2.5 mm bestimmt worden. Der Klemmmechanismus kann dadurch eine Klemmkraft von ca. F=1,8 N aufbringen.

Das Design der Mechanik wurde auf monolithische Fertigung abgestimmt. Durch die Wahl von elektrothermischen Aktoren und der Konstruktion ist das System miniaturisierbar.

Die Berechnung der nachgiebigen Elemente wurde mit Hilfe des Pseudo-Starrkörpermodells und des Satzes von Castigliano durchgeführt.

In dieser Arbeit wird die Theorie zu bistabilen Verhalten präsentiert und die Vorgehensweise bei der Modellierung bistabiler Mechanismen gezeigt. Verschiedene Systeme werden dargestellt und auf die Eignung als Klemmmechanismus geprüft.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2005
Creators: Müller, Steffen
Title: Bistabiler Klemm-Mechanismus
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In dieser Arbeit wurde ein miniaturisierbarer bistabiler Klemmmechanismus entwickelt. Er soll zur Klemmung eines Läufers einer Inchwormplattform verwendet werden. Dafür soll eine Klemmbacke mit Mikroverzahnung bewegt werden.

Die Auslenkung des Mechanismus geschieht durch Ankopplung von elektrothermische Aktoren. Das bistabile Verhalten des Mechanismus wird durch elastische Verformung der Parallelführung erreicht. Die Federelemente stecken in den C-förmigen Balkenelementen der Aufhängung. Dadurch liegt ein vollständig flexibles System vor.

Der Mechanismus ist für einen Klemmhub von 300 µm ausgelegt worden. Für Demonstrationzwecke wurde das Gesamtsystem mit einem Flächenbedarf von 5*4 cm2 entwickelt. Die Abmessungen der C-Balken sind mit dem Radius R=6 mm und der Dicke t=2.5 mm bestimmt worden. Der Klemmmechanismus kann dadurch eine Klemmkraft von ca. F=1,8 N aufbringen.

Das Design der Mechanik wurde auf monolithische Fertigung abgestimmt. Durch die Wahl von elektrothermischen Aktoren und der Konstruktion ist das System miniaturisierbar.

Die Berechnung der nachgiebigen Elemente wurde mit Hilfe des Pseudo-Starrkörpermodells und des Satzes von Castigliano durchgeführt.

In dieser Arbeit wird die Theorie zu bistabilen Verhalten präsentiert und die Vorgehensweise bei der Modellierung bistabiler Mechanismen gezeigt. Verschiedene Systeme werden dargestellt und auf die Eignung als Klemmmechanismus geprüft.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Aktor elektrothermisch, FEM-Simulation bistabiler Mechanismen, Klemmmechanismus bistabil, Pseudo-Starrkörpermodell, Selbstrückstellung, Viergelenkgetriebe
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:11
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1584

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 01-04-2005

Ende Datum: 04-08-2005

Querverweis: 17/24 EMKDIS53

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1584
Referees: Eicher, Dipl.-Ing. Dirk and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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