طراحي و ساخت گريپر مينياتوري دو انگشتي انعطاف پذير بر پايه نانوكامپوزيت مغناطيسي ريولوژيكال متخلخل و بررسي عملكرد آن

Design and fabrication of two fingers flexible miniature gripper based on porous magnetorheological nanocomposites and its operational study

در اين مقاله، يك گريپر مينياتوري دو انگشتي انعطاف پذير بر پايه نانوكامپوزيت مغناطيسي ريولوژيكال متخلخل با قابليت تنظيم پيش بازشوندگي نوك فك طراحي و ساخته شده و چگونگي عملكرد آن مورد بررسي قرار مي گيرد. ابتدا نانوكامپوزيت مغناطيسي ريولوژيكال متخلخل با حساسيت بالا در مقابل تحريك مغناطيسي ساخته شد و سپس اين ماده در طراحي و ساخت گريپر به كار گرفته شد. گريپر ساخته شده با اعمال جريان الكتريكي، اشيا و اجسام كوچك و ظريف را برداشته و در هنگام رسيدن به موقعيت هدف، با كاهش جريان الكتريكي، آن را رها مي كند. براي بررسي مغناطيسي، گريپر توسط نرم افزار ويزي مگ شبيه سازي گرديد. در آزمايش ها اشيا و اجسامي از جنس سرب، فوم، مقوا و قطعات ويفر سيليكون استفاده شده است. نتايج آزمايش ها نشان مي دهد كه گريپر قادر است براي اجسامي كه سطح نامنظم و ناصاف دارند، به طور موثري عمل برداشتن، نگه داشتن و رها كردن را انجام دهد. براي اجسام با ابعاد متفاوت، مي توان با تنظيم فضاي بين نوك فك ها عمل برداشت و رهاسازي را بطور مطلوب انجام داد. ننايج بررسي ها روي نمونه هاي اوليه ساخته شده نشان مي دهند كه مزيت اين گريپرها، ساخت راحت تر، هزينه ي كمتر، وزن كمتر، حجم كوچكتر، مونتاژ ساده تر بوده و نياز به استفاده از قيد و بند هاي مرسوم مكانيكي ندارد. استفاده از اين گريپر در سيستم هاي ميكرو الكترومكانيكي به ويژه براي جابجاي كردن قطعات حساس به خراش، اثر انگشت و فشار پيشنهاد مي شود.

This paper deals with the design and fabrication of an adjustable, two finger flexible miniature gripper based on porous magnetorheological nanocomposites having the adjustability of pre-opening of the jaw’s tips and its operational study according to performance. The fabricated gripper holds the small size and lightweight objects, maintains them and releases them as required upon reducing the electrical current. The magnetic analysis has been done and magnetic simulation was conducted using Vizimag software. Lead, condensed paper, foam and silicon wafer sheets were used as under experiment materials and it was observed that the device is working properly to grip the things which have rough surfaces. For greater objects, it can be adjusted through its tips as well. In this scheme, the magnetic actuation has been used because the magnetorheological nanocomposite is the most sensitive material against the magnetic field. This type of gripper includes the simple montage, lower fabrication prices and its own lower volume as well as weight, and there is no need to apply the classic mechanical linkage inside. These types of grippers are recommended for applications in the fields of the micro electromechanical systems, especially in the holding and transporting of sensitive work pieces against scratches, fingerprints and pressure.