평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘의 강성 분석 및 실험 테스트 _hinge knowledge_ta
유연한 힌지는 재료의 가역적 탄성 변형을 사용하여 운동과 에너지를 전달하는 기계적 메커니즘입니다. 항공 우주, 제조, 광학 및 생물 공학과 같은 다양한 분야에서 응용 프로그램을 찾습니다. 최근에는 마이크로 포지셔닝, 측정, 광학 플랫폼, 마이크로 조정 메커니즘 및 대규모 안테나 공간 배포 메커니즘과 같은 엔지니어링 기술 분야에서 유연한 힌지의 사용이 증가하고 있습니다.
유연한 힌지의 주요 장점은 반발, 마찰, 갭, 노이즈, 마모 및 높은 모션 감도로 모션 및 에너지 전송을 허용하는 통합 설계입니다. 유연한 힌지의 특정 유형 중 하나는 평면 유연성 힌지이며, 일반적으로 일반 잎 스프링을 사용하여 만들어집니다. 평면 유연성 힌지는 간단한 구조 어셈블리와 낮은 처리 비용을 제공하므로 정밀 기계 설계에 특히 적합합니다.
유연한 힌지 가이드 메커니즘의 4 가지 공통 구조 형태, 즉 타입 I, 유형 II, 유형 III 및 유형 IV가 있습니다. 이러한 메커니즘은 종종 다양한 응용 분야에서 고정밀 지침에 사용됩니다. 그 중에서도 Type I은 소형 구조와 안정성으로 알려진 반 강력한 원형 유연성 힌지 가이드 메커니즘입니다. 그러나 피로가 발생하기 쉽습니다. 타입 II는 강화 플레이트가있는 평행 리드 가이드 메커니즘으로, 더 많은 부품을 제공하지만 I 형에 비해 피로 저항을 줄였습니다. 타입 III은 더 간단한 병렬 리드 가이드 메커니즘이지만 전반적인 안정성이 부족합니다. 유형 IV, 평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘은 I 형의 약점을 극복하고 III 형보다 안정적입니다. 다양한 응용 프로그램에 큰 잠재력이 있습니다.
유연한 가이드 메커니즘의 처음 세 가지 유형은 문헌에서 광범위하게 논의되었지만, 평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘 (IV 형)은 실제로 일반적으로 사용되지 않으며 현재 문헌에는 관련 설계 이론이 부족합니다. 이 논문은 평면 유연성 힌지의 굽힘 강성의 이론적 유도와 안내 메커니즘의 강성 분석 공식을 제공함으로써 그 격차를 해소하는 것을 목표로한다. 또한 분석 공식의 정확도를 검증하기위한 실험 테스트도 포함됩니다.
평면 유연성 힌지의 굽힘 강성은 재료 역학의 굽힘 모멘트 방정식에 기초하여 도출된다. 평면 힌지 부분의 구조는 사용 된 스테인레스 스틸 플레이트의 치수와 특성을 고려하여 분석됩니다. 파생 된 분석 공식은 힌지의 강성을 이해하기위한 이론적 기초를 제공합니다.
분석 공식을 확인하기 위해 평면 유연성 힌지를 사용하는 평행 사변형 안내 메커니즘 세트가 설계되고 처리됩니다. 실험 테스트는 스프링 장력 및 압축 기기를 사용하여 수행하여 메커니즘의 힘-변위 관계를 측정합니다. 테스트 결과는 분석 공식의 계산과 비교되며 4.7%의 작은 상대 오차가 있지만 좋은 일치가 발견됩니다. 불일치는 분석 공식이 전체 갈대가 아니라 힌지 부분의 변형 만 고려한다는 사실에 기인합니다.
평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘의 실제 적용은 CNC 기어 측정 센터를위한 1 차원 측정 헤드 방지 장치의 설계를 통해 입증됩니다. 이 장치는 1 차원 TESA 프로브, 평면 유연성 가이드 메커니즘 및 프로브의 안전성 보호를 보장하기위한 위치 센서를 결합합니다.
결론적으로,이 연구는 평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘의 강성에 대한 이론적 유도 및 실험적 검증을 제공한다. 분석 공식은 공식에서 이루어진 단순화로 인해 약간의 불일치가 있지만 정확도가 양호합니다. 미래의 연구는 힌지의 강성의 계산 정확도를 향상시키기 위해 전체 리드의 변형 및 기타 영향 요인을 고려해야합니다. 평면 유연성 힌지 가이드 메커니즘의 실제 적용은 다양한 엔지니어링 응용 분야에 대한 잠재력을 보여줍니다.
숨겨진 힌지는 매끄럽게 달성하려는 사람들에게 훌륭한 선택입니다.
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