Analisis kekakuan dan ujian eksperimen planar planar fleksibel panduan mekanisme_hinge pengetahuan_ta

Engsel fleksibel adalah mekanisme mekanikal yang menggunakan ubah bentuk elastik yang boleh diterbalikkan untuk menghantar gerakan dan tenaga. Ia mendapati aplikasi dalam pelbagai bidang seperti aeroangkasa, pembuatan, optik, dan bioengineering. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, terdapat peningkatan penggunaan engsel fleksibel dalam bidang teknologi kejuruteraan seperti kedudukan mikro, pengukuran, platform optik, mekanisme penyesuaian mikro, dan mekanisme penempatan ruang antena berskala besar.

Kelebihan utama engsel fleksibel adalah reka bentuk bersepadu yang membolehkan penghantaran gerakan dan tenaga tanpa sebarang tindak balas, geseran, jurang, bunyi, haus, dan kepekaan gerakan yang tinggi. Satu jenis engsel fleksibel tertentu ialah engsel fleksibel planar, yang biasanya dibuat menggunakan mata air biasa. Engsel fleksibel planar menawarkan pemasangan struktur mudah dan kos pemprosesan yang rendah, menjadikannya sangat sesuai untuk reka bentuk mekanikal ketepatan.

Terdapat empat bentuk struktur umum mekanisme panduan engsel fleksibel, iaitu Jenis I, Jenis II, Jenis III, dan Jenis IV. Mekanisme ini sering digunakan untuk panduan ketepatan tinggi dalam pelbagai aplikasi. Di antara mereka, Type I adalah mekanisme panduan engsel fleksibel pekeliling separuh lurus yang dikenali untuk struktur dan kestabilan padatnya. Walau bagaimanapun, ia boleh terdedah kepada keletihan. Jenis II adalah mekanisme panduan buluh selari dengan plat pengukuhan, yang menawarkan lebih banyak bahagian tetapi telah mengurangkan rintangan keletihan berbanding dengan jenis I. Jenis III adalah mekanisme panduan buluh selari yang lebih mudah tetapi tidak mempunyai kestabilan keseluruhan. Jenis IV, mekanisme panduan engsel fleksibel planar, mengatasi kelemahan jenis I dan lebih stabil daripada jenis III. Ia mempunyai potensi besar untuk pelbagai aplikasi.

Walaupun tiga jenis mekanisme panduan yang fleksibel telah dibincangkan secara meluas dalam kesusasteraan, mekanisme panduan engsel fleksibel planar (jenis IV) tidak biasa digunakan dalam amalan, dan terdapat kekurangan teori reka bentuk yang relevan dalam kesusasteraan semasa. Makalah ini bertujuan untuk menjembatani jurang itu dengan menyediakan derivasi teoretikal terhadap kekukuhan lenturan engsel fleksibel planar dan formula analisis kekukuhan mekanisme panduan. Ia juga termasuk ujian eksperimen untuk mengesahkan ketepatan formula analisis.

Kekakuan lenturan engsel fleksibel planar diperolehi berdasarkan persamaan momen lentur mekanik material. Struktur bahagian engsel planar dianalisis, memandangkan dimensi dan sifat plat keluli tahan karat yang digunakan. Formula analisis yang diperolehi menyediakan asas teori untuk memahami kekakuan engsel.

Untuk mengesahkan formula analisis, satu set mekanisme panduan paralelogram yang menggunakan engsel fleksibel planar direka dan diproses. Ujian eksperimen dijalankan menggunakan ketegangan musim bunga dan instrumen mampatan untuk mengukur hubungan daya-perpindahan mekanisme. Keputusan ujian dibandingkan dengan pengiraan formula analisis, dan perjanjian yang baik dijumpai, walaupun dengan kesilapan relatif kecil sebanyak 4.7%. Percanggahan ini dikaitkan dengan fakta bahawa formula analisis hanya menganggap ubah bentuk bahagian engsel dan bukan seluruh buluh.

Aplikasi praktikal mekanisme panduan engsel fleksibel planar ditunjukkan melalui reka bentuk alat anti-perlanggaran kepala satu dimensi untuk pusat pengukur gear CNC. Peranti ini menggabungkan probe TESA satu dimensi, mekanisme panduan fleksibel planar, dan sensor kedudukan untuk memastikan perlindungan keselamatan siasatan.

Kesimpulannya, kajian ini menyediakan derivasi teoritis dan pengesahan eksperimen kekakuan mekanisme panduan engsel fleksibel planar. Formula analisis menunjukkan ketepatan yang baik, walaupun dengan sedikit percanggahan disebabkan oleh penyederhanaan yang dibuat dalam formula. Penyelidikan masa depan harus mempertimbangkan ubah bentuk seluruh buluh dan faktor -faktor lain yang mempengaruhi untuk meningkatkan ketepatan pengiraan kekakuan engsel. Aplikasi praktikal mekanisme panduan engsel fleksibel planar menunjukkan potensi untuk pelbagai aplikasi kejuruteraan.