Entwicklung eines Konzeptes für einen Mikromanipulator mit Nanometergenauigkeit
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Diplomarbeit aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2,1, Duale Hochschule Baden-Württemberg Heidenheim, früher: Berufsakademie Heidenheim (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:Vor allem im Bereich der hochauflösenden Mikroskope wurden in den letzten Jahren die Vergrößerungs- und Auflösungsanforderungen immer weiter gesteigert und verbessert. Dadurch ist es notwendig geworden immer präzisere Manipulatoren zu entwickeln, die diesen gesteigerten Anforderungen genügen.Zusammenfassung:Bei der Diplomarbeit Entwicklung eines ...
Diplomarbeit aus dem Jahr 1995 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 2,1, Duale Hochschule Baden-Württemberg Heidenheim, früher: Berufsakademie Heidenheim (Unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Vor allem im Bereich der hochauflösenden Mikroskope wurden in den letzten Jahren die Vergrößerungs- und Auflösungsanforderungen immer weiter gesteigert und verbessert. Dadurch ist es notwendig geworden immer präzisere Manipulatoren zu entwickeln, die diesen gesteigerten Anforderungen genügen.
Zusammenfassung:
Bei der Diplomarbeit Entwicklung eines Konzeptes für einen Mikromanipulator mit Nanometergenauigkeit soll ein Konzept erstellt werden, das verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung eines hochgenauen x-/y- Tisches mit Nanometergenauigkeit liefert. In dieser ausgeführten Diplomarbeit wird der Konstruktionsprozess von der Aufgabenstellung über die Grundprinziplen bis zum ausführbaren Konzept dargelegt. Hierzu werden verschiedene Möglichkeiten für die Erstellung eines solchen Konzeptes aufgezeigt und untersucht. Die Ergebnisse werden später bei der Konstruktion eines hochgenauen x-/y- Tisches für ein hochauflösendes Mikroskop (Rasterelektronenmikroskop, Raster Tunnel Mikroskop oder ähnliches) verwendet.
Es werden dabei die Konstruktions- und Entwicklungsvorgänge in folgende Abschnitte unterteilt:
1. Analysieren der Aufgabe und festlegen der Anforderungen in einer Anforderungsliste.
2. Aufstellung von Grundprinzipien für eine Tischausführung Genauere Untersuchung von verwendbaren Tischausführungen.
4. Aufstellung von Grundprinzipien für die lineare Bewegung.
5. Genauere Untersuchung von nutzbaren Linearbewegungsprinzipien.
6. Kombination der Lösungsprinzipien zu verschiedenen Konzepten.
7. Auslegung der geeignetsten Konzepte.
8. Konstruktionszeichnungen für die geeignetsten Konzepte.
9. Zusammenfassung.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
I.Einleitung1
1.1Erklärung des Begriffs Mikromanipulator mit Nanometergenauigkeit II
1.2Einsatz eines Mikromanipulators mit Nanometergenauigkeit II
II.Verwendete Formelzeichen und BegriffeIII
1.Analysieren der Aufgabe und festlegen der Anforderungen in einer Anforderungsliste1
1.1Aufgabenstellung1
1.2Anforderungsliste2
2.Aufstellung von Grundprinzipien für eine Tischausführung3
2.1Bewertung der Tischausfühtungen7
2.2Bewertungstabelle für die verschiedenen Tischausführungen8
2.3Ausführung der x-/y-Verstellung in einer oder in zwei Ebenen10
2.3.1x-/y-Tisch mit zwei Verstellebenen10
2.3.2x-/y-Tisch mit einer Verstellebene10
2.3.3Übergang von zwei Verstellebenen mit je einer Verstellrichtung auf eine Verstellebene mit zwei Verstellrichtungen11
3.Genauere Untersuchung von verwendbaren Tischausführungen12
3.1Berechnung der linearen Federgelenkführung12
3.1.1Berechnung eines Federelements13
3.1.2Berechnung des Durchbiegungsverhalten in z-Richtung14
3.1.2.1Bestimmung der Massenschwerpunkte der einzelnen Bestandteile und des gesamten Massenschwerpunktes15
3.1.3Dynamisches Verhalten - Eigenfrequenz18
3.1.3.1Eigenfrequenz in x-Richtung18
3.1.3.2Eigenfrequenz in y-Richtung19
3.1.4Spannungsnachweis für die Federelemente20
3.1.4.1Freigeschnittenes Federelement mit zugehörigen Schnittgrößendiagrammen20
3.1.4.2Scherspannung21
3.1.4.3Biegespannung22
3.1.4.4Vergleichsspannung22
3.1.5Wärmeausdehnung22
3.2Berechnung der Parallelführung23
3.2.1Berechnung der Federn24
3.2.2Berechnung des Durchbiegungsverhalten in z-Richtung25
3.2.2.1Bestimmung der Massenschwerpunkte der einzelnen Bestandteile und des gesamten Massenschwerpunktes26
3.2.3Dynamisches Verhalten - Eigenfrequenz29
3.2.3.1Eigenfrequenz in x-Richtung30
...
Vor allem im Bereich der hochauflösenden Mikroskope wurden in den letzten Jahren die Vergrößerungs- und Auflösungsanforderungen immer weiter gesteigert und verbessert. Dadurch ist es notwendig geworden immer präzisere Manipulatoren zu entwickeln, die diesen gesteigerten Anforderungen genügen.
Zusammenfassung:
Bei der Diplomarbeit Entwicklung eines Konzeptes für einen Mikromanipulator mit Nanometergenauigkeit soll ein Konzept erstellt werden, das verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung eines hochgenauen x-/y- Tisches mit Nanometergenauigkeit liefert. In dieser ausgeführten Diplomarbeit wird der Konstruktionsprozess von der Aufgabenstellung über die Grundprinziplen bis zum ausführbaren Konzept dargelegt. Hierzu werden verschiedene Möglichkeiten für die Erstellung eines solchen Konzeptes aufgezeigt und untersucht. Die Ergebnisse werden später bei der Konstruktion eines hochgenauen x-/y- Tisches für ein hochauflösendes Mikroskop (Rasterelektronenmikroskop, Raster Tunnel Mikroskop oder ähnliches) verwendet.
Es werden dabei die Konstruktions- und Entwicklungsvorgänge in folgende Abschnitte unterteilt:
1. Analysieren der Aufgabe und festlegen der Anforderungen in einer Anforderungsliste.
2. Aufstellung von Grundprinzipien für eine Tischausführung Genauere Untersuchung von verwendbaren Tischausführungen.
4. Aufstellung von Grundprinzipien für die lineare Bewegung.
5. Genauere Untersuchung von nutzbaren Linearbewegungsprinzipien.
6. Kombination der Lösungsprinzipien zu verschiedenen Konzepten.
7. Auslegung der geeignetsten Konzepte.
8. Konstruktionszeichnungen für die geeignetsten Konzepte.
9. Zusammenfassung.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
I.Einleitung1
1.1Erklärung des Begriffs Mikromanipulator mit Nanometergenauigkeit II
1.2Einsatz eines Mikromanipulators mit Nanometergenauigkeit II
II.Verwendete Formelzeichen und BegriffeIII
1.Analysieren der Aufgabe und festlegen der Anforderungen in einer Anforderungsliste1
1.1Aufgabenstellung1
1.2Anforderungsliste2
2.Aufstellung von Grundprinzipien für eine Tischausführung3
2.1Bewertung der Tischausfühtungen7
2.2Bewertungstabelle für die verschiedenen Tischausführungen8
2.3Ausführung der x-/y-Verstellung in einer oder in zwei Ebenen10
2.3.1x-/y-Tisch mit zwei Verstellebenen10
2.3.2x-/y-Tisch mit einer Verstellebene10
2.3.3Übergang von zwei Verstellebenen mit je einer Verstellrichtung auf eine Verstellebene mit zwei Verstellrichtungen11
3.Genauere Untersuchung von verwendbaren Tischausführungen12
3.1Berechnung der linearen Federgelenkführung12
3.1.1Berechnung eines Federelements13
3.1.2Berechnung des Durchbiegungsverhalten in z-Richtung14
3.1.2.1Bestimmung der Massenschwerpunkte der einzelnen Bestandteile und des gesamten Massenschwerpunktes15
3.1.3Dynamisches Verhalten - Eigenfrequenz18
3.1.3.1Eigenfrequenz in x-Richtung18
3.1.3.2Eigenfrequenz in y-Richtung19
3.1.4Spannungsnachweis für die Federelemente20
3.1.4.1Freigeschnittenes Federelement mit zugehörigen Schnittgrößendiagrammen20
3.1.4.2Scherspannung21
3.1.4.3Biegespannung22
3.1.4.4Vergleichsspannung22
3.1.5Wärmeausdehnung22
3.2Berechnung der Parallelführung23
3.2.1Berechnung der Federn24
3.2.2Berechnung des Durchbiegungsverhalten in z-Richtung25
3.2.2.1Bestimmung der Massenschwerpunkte der einzelnen Bestandteile und des gesamten Massenschwerpunktes26
3.2.3Dynamisches Verhalten - Eigenfrequenz29
3.2.3.1Eigenfrequenz in x-Richtung30
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