dc.rights.license | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 - Atribución-NoComercial | es_MX |
dc.contributor | Margarita Tecpoyotl Torres | es_MX |
dc.contributor.author | Pedro Vargas Chable | es_MX |
dc.contributor.other | asesorTesis - Asesor de tesis | es_MX |
dc.coverage.spatial | MEX - México | es_MX |
dc.date | 2019-04-15 | |
dc.date.accessioned | 2021-08-20T19:08:01Z | |
dc.date.available | 2021-08-20T19:08:01Z | |
dc.identifier.uri | http://riaa.uaem.mx/handle/20.500.12055/1784 | |
dc.description | Resumen
Los sistemas microelectromecánicos (MEMS), son sistemas en la
escala de los micrómetros que pueden integrar complejos elementos
mecánicos, eléctricos, ópticos, electrónicos y otros más de manera monolítica
en un solo substrato o “microchip”. Así, cada micromáquina puede contener
sensores, actuadores, circuitos de cómputo y procesamiento.
Nacidos de la industria de los circuitos integrados, los MEMS hallan
aplicaciones que van desde la instrumentación militar hasta la comercial,
constituyendo una industria de alto impacto económico, fortaleciendo
ampliamente a las economías de los países líderes en estas tecnologías.
Entre la variedad de actuadores MEM, se encuentran las micropinzas, las
cuales se utilizan en diversos campos, entre los que destaca: la manipulación
de partículas en la industria mecatrónica. Para llevar a cabo tales aplicaciones,
es necesario que satisfagan los requerimientos de funcionamiento de cada
caso, siendo particularmente importantes: su apertura, fuerza, frecuencia y la
temperatura de operación.
De acuerdo a los elementos que les dan origen, algunas micropinzas se basan
en actuadores chevrón, otras utilizan U-beams, capacitores de diferentes tipos,
o solamente arreglos de cantiléver. Cabe señalar que, las diversas
aproximaciones que se realizan, tienen la finalidad de mejorar los parámetros
de desempeño.
En este trabajo, proponemos un nuevo diseño de micropinza, la cual tiene
como elemento de diseño básico un actador chevrón, el cual a su vez se forma
de un arreglo de cantiléver. Para analizar el funcionamiento de los elementos
básicos, se hace uso del modelado teórico, así como de la simulación
mediante Ansys, logrando que el error entre los resultados obtenidos sea muy
reducido, en todos los casos, menor al 1%. Para el caso de sistemas
complejos, de acuerdo con la literatura especializada consultada, el análisis se
realizará mediante simulación.
Además de considerar al Silicio como material estructural, se realizan
simulaciones considerando la implementación de la pinza con Polisilicio y
Nitruro de Silicio, con la finalidad de analizar la factibilidad de su uso, con base
en el comportamiento de los parámetros de desempeño de las micropinzas
implementadas.
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Cabe señalar que, de un trabajo posterior, sobre la generalización de una de
las micropinzas consideradas, se realizó una solicitud de patente, la cual se
basa un el pandeo de los elementos cantiléver que, funcionan como base de
los brazos de apertura de la nueva micropinza. | es_MX |
dc.description | Abstract
Microelectromechanical systems (MEMS) are systems in the scale of
micrometers that can integrate complex mechanical, electrical, optical,
electronic and other elements in a single substrate. Thus, each micromachine
can contain sensors, actuators, computation and processing circuits.
MEMS were born form the integrated circuits industry, they find applications
ranging since military to commercial instrumentation, constituting an industry
with a high economic impact, greatly strengthening to the economies of the
leading countries in these technologies.
Among the variety of actuators MEM, we can find the microgrippers, which are
used in various fields, among them highlights: the handling of particles in the
mechatronic industry. To carry out such applications, it is necessary that they
satisfy the operating requirements of each case, being particularly important:
their opening, strength, frequency and the operating temperature.
According to the elements that give them origin, some micropinzas are based
on chevron actuators, others use U-beams, capacitors of different types, or
only cantiléver arrangements. It should be noted that the design approaches
are made with the purpose of improving the microgrippers´ performance
parameters.
In this work, a new microgripper design is proposed, which has as basic
element to a chevron actuator, which is formed by an arrangement of
cantiléver. To analyze the performance of the basic elements of the
microgripper, theoretical modeling is used, as well as the simulation, by Ansys.
The error between theoretical results and simulation is very low, in all cases,
less than 1%. Due to the complexity of the systems, microgriper analysis is
made with simulation, as other cases found in the specialized literature.
In addition to Silicon, simulations are carried out considering the
implementation of the microgripper with Polysilicon and Silicon Nitride, in order
to analyze the feasibility of their use as a structural materials, based on the
behavior of the microgripper´s performance parameters.
It should be noted that, after finished this work, based on the generalization of
one of the micropinzas considered, a patent application was made, which is
based on the buckling of the cantilever elements that work as a base for the
opening arms of the new microgripper. | es_MX |
dc.format | pdf - Adobe PDF | es_MX |
dc.language | spa - Español | es_MX |
dc.publisher | AUTOR | es_MX |
dc.rights | openAccess - Acceso Abierto | es_MX |
dc.subject | 7 - INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA | es_MX |
dc.subject.other | 33 - CIENCIAS TECNOLÓGICAS | es_MX |
dc.title | Diseño y caracterización de micropinzas | es_MX |
dc.type | doctoralThesis - Tesis de doctorado | es_MX |
uaem.unidad | Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAP) - Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CIICAP) | es_MX |
uaem.programa | Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas - Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas | es_MX |
dc.type.publication | acceptedVersion | es_MX |
dc.audience | researchers - Investigadores | es_MX |
dc.date.received | 2019-05-30 | |