Analiza krutosti i eksperimentalni test planarne fleksibilnog vodiča šarke Mehanizam_hinge_ta

Fleksibilan šarki je mehanički mehanizam koji koristi reverzibilnu elastičnu deformaciju materijala za prenošenje kretanja i energije. Pronalazi aplikacije u raznim poljima kao što su zrakoplovstvo, proizvodnja, optika i bioinžinjering. Posljednjih godina došlo je do povećanja korištenja fleksibilnih šarki u poljima za inženjerski tehnologija poput mikro pozicioniranja, mjerenja, optičkih platformi, mehanizama mikro podešavanja i mehanizme razmeštanja velikih antenskih prostora.

Ključna prednost fleksibilnog šarke je njegov integrirani dizajn koji omogućava prijenos pokreta i energije bez zaostatka, trenja, jaza, buke, habanja i sa visokim osjetljivošću na pokretu. Jedna specifična vrsta fleksibilnog šarke je planarna fleksibilna šarka koja se obično vrši pomoću običnih opruga lista. Planar fleksibilan šarl nudi jednostavnu sklopu strukture i niske troškove obrade, čineći ga posebno pogodnim za precizni mehanički dizajn.

Postoje četiri zajednička strukturna oblika fleksibilnih mehanizama vodiča šarke, naime tip I, tip II, tipa III i tipa IV. Ovi se mehanizmi često koriste za visoko precizne smjernice u različitim aplikacijama. Među njima, tip I je polu-ravni kružni fleksibilni mehanizam vodiča poznat po kompaktnoj strukturi i stabilnosti. Međutim, može biti sklon umora. Tip II je paralelni mehanizam vodiča sa ojačanom pločom, koji nudi više dijelova, ali je smanjio otpor umora u odnosu na tip I. Tip III je jednostavniji mehanizam paralelnog trske, ali nedostaje ukupna stabilnost. Tip IV, planarni mehanizam za fleksibilan šarke, prevladava slabosti tipa I i stabilnije su od tipa III. Ima veliki potencijal za različite aplikacije.

Iako su prve tri vrste fleksibilnih metalnih mehanizama u literaturi, planar fleksibilan matični mehanizam (tip IV) uobičajeno se ne koristi u praksi, a nedostaje relevantna teorija dizajna u trenutnoj literaturi. Ovaj rad ima za cilj premostiti taj jaz pružajući teorijsku izvedbu krutosti savijanja planarne fleksibilne šarke i formule za analizu krutosti vodećeg mehanizma. Takođe uključuje eksperimentalno testiranje za potvrđivanje tačnosti analitičke formule.

Čvrstoća savijanja planarne fleksibilne šarke izvedena je na osnovu izdvajanja savijanja jednadžbi mehanike materijala. Analizira se struktura ravnog zglobnog dijela, uzimajući u obzir dimenzije i svojstva ploče od nehrđajućeg čelika. Izvedena analitička formula pruža teorijsku osnovu za razumijevanje krutosti šarke.

Da biste provjerili analitičku formulu, dizajnirani su i obrađeni skup analitičke formule koji se koriste i mehanizmi za paralelogram koji zapošljavaju planarne fleksibilne šarke. Eksperimentalno ispitivanje se vrši korištenjem opružnog napetosti i kompresijskog instrumenta za mjerenje odnosa mehanizma za pomicanje sile. Rezultati ispitivanja se uspoređuju sa proračunima analitičke formule, a pronađen je dobar dogovor, iako s malom relativnom greškom od 4,7%. Odstupanje se pripisuje činjenici da analitička formula samo razmatra deformaciju šarke, a ne cijelog trske.

Praktična primjena planarnog fleksibilnog vodiča šarke pokazuje se dizajnom jednodimenzionalnog mjernog uređaja za borbu protiv sudara za CNC mjerni centar za mjerenje. Ovaj uređaj kombinira jednodimenzionalnu Teša sondu, planar fleksibilni vodni mehanizam i senzor položaja kako bi se osigurala sigurnosna zaštita sonde.

Zaključno, ova studija pruža teorijsku izvedbu i eksperimentalnu validaciju krutosti planarne fleksibilnog mehanizma šarki. Analitička formula pokazuje dobru tačnost, iako s blagim odstupanjima zbog pojednostavljenih u formuli. Buduća istraživanja trebala bi razmotriti deformaciju cjelokupnog trske i drugih utjecaja na faktore za poboljšanje proračuna točnosti šarke. Praktična primjena planarnog fleksibilnog vodiča šarke pokazuje svoj potencijal za različite inženjerske aplikacije.