Loading...

Design and Analysis of a Cell Injection Manipulator Made of a Piezo-Driven Double-Deck Stewart Platform

Zahiri, Behnam | 2012

668 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 43829 (08)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Mechanical Engineering
  6. Advisor(s): Ahmadiyan, Mohammad Taghi
  7. Abstract:
  8. With respect to the introduction of bio-material into cells (transfection) , microinjection is a highly efficient technique amongst existing methodologies. In cell injection, a manipulator injects the needle into a cellwhich is hold by a pipet mechanism. The moving range for the needle in this operation is of centimeter order and the resolution for the needle tip should be less than the cell’s diameter. In this thesis a Stewart system is used as for the manipulator. Stewart systems are used in flight simulators systems for decades, as mechanisms which are capable of providing multi-axis movements. In high accuracy positioning and multi-axis applications Stewart systems are highly reliable. One characteristic of Stewart systems is that their workspace volume and moving ranges are directly related to the stroke which the actuators used in its legs can provide. Also most micro actuators with high stroke have the limit of low resolution which can affect the total resolution of the platform. To design a 6DOF Stewart platform which can provide both moving ranges and resolution required in cell injection procedure, a dual stage Stewart platform is considered in this thesis. One stage moves the needle from its initial position and places the needle tip just close to the cell held by the pipet and is also designed as to provide the major workspace. The second stage which is placed blow the first stage is designed to provide high resolution and to complete the injection process. To obtain high accuracy Stewart platform in this stage uses piezo stacks as actuators and also flexure joints in its legs. Designed dual stage system has the moving ranges as (7.6 mm, 8.2mm, 7.6mm), and can provide the resolution up to1μm
  9. Keywords:
  10. Piezoelectric ; Stewart Platform ; Cell Injeetion ; Double-Stage Stewart Platform

 Digital Object List

 Bookmark

  • فصل اول
  • مقدمه
    • 1-1- معرفی و تعریف مساله
    • 1-2- مکانیزم‏های موازی
    • 1-3- مواد پیزوالکتریک
      • 1-3-1- اثر مستقیم و معکوس پیزو الکتریک
    • 1-4- برخی موارد استفاده از مکانیزم استوارت
      • 1-4-1- ماشین‏های ابزار
      • 1-4-2- شبیه‏سازهای پرواز
      • 1-4-3- آنتن‏های بشقابی
      • 1-4-4- ربات‏های جراحی دقیق
      • 1-4-5- ربات‏های هپتیک
    • 1-5- محاسن و معایب مکانیزم‏های موازی
    • 1-6- فرایند تزریق سلولی
    • 1-7- مروری بر کارهای انجام شده
      • 1-7-1- پلتفرمهای موقعیتدهی میکرو
      • 1-7-2- اتصالات مفصلی انعطاف پذیر
      • 1-7-3- کالیبراسیون و جبران سازی خطای مکانیزم
      • 1-7-4- سینماتیک مکانیزم استوارت
      • 1-7-5- سختی16F مکانیزم
  • فصل دوم
  • مفاهیم مرتبط با مکانیزمهای استوارت
    • 2-1- سینماتیک معکوس
    • 2-2-ماتریس ژاکوبین و نقاط تکین
    • 2-3-تحلیل تکنیکی18F
    • 2-4-سختی19F مکانیزم
    • 2-5-مدلسازی سختی[49]
  • فصل سوم
  • طراحی پلتفرم اول
    • 3-1- آرایش مکانیزم
    • 3-2- انتخاب عملگر
    • 3-3- زاویه نصب پایهها
    • 3-4- مشخصههای عملکردی سیستم استوارت اول
    • 3-5- روش اندازهگیری وضعیت پلتفرم استوارت
  • فصل چهارم
  • تحلیل خطای سیستم استوارت اول
    • 4-1- مدلسازی خطا
    • 4-2- الگوریتم بهینه سازی Particle Swarm
    • 4-3- نتایج
  • فصل پنجم
  • طراحی پلتفرم دوم
    • 5-1- آرایش مکانیزم
    • 5-2- انتخاب عملگر
    • 5-3- سرامیک های پیزوالکتریک
  • فصل ششم
  • مدلسازی اثرات هیسترزیس
    • 6-1- مدل کلاسیک Preisach
    • 6-2- هندسه مدل Preisach
    • 6-3- روشهای عددی مدل Preisach
    • 6-4- دیتابیس مدل Preisach
    • 6-5- ویژگی حذف36F در مدل Preisach
  • فصل هفتم
  • طراحی مفاصل سیستم استوارت دوم
    • 7-1- طراحی و تحلیل مکانیزم
    • 7-2- مبانی عملگرهای پیزو
      • 7-2-1- ماکزیمم بار فشاری و میزان پیشبار
      • 7-2-2- سختی42F
    • 7-3- طراحی مکانیزم پیشبار
      • 7-3-1- طرح مفصل
  • فصل هشتم
  • نتیجهگیری
  • فهرست منابع
...see more