Mudell Kinematiku u Riċerka dwar il-Prestazzjoni ta 'Żero ebusija REED FLESSIBBLI FLIBBLIBE

Il-mekkaniżmu flessibbli huwa kunċett innovattiv fil-qasam tal-mekkanika, peress li juża d-deformazzjoni elastika tal-materjali biex jittrasmetti l-moviment, il-forza, jew l-enerġija. Dan il-mekkaniżmu kiseb popolarità f'diversi industriji, inkluż il-pożizzjonament ta 'preċiżjoni, l-ipproċessar tal-MEMS, u l-ajruspazju, minħabba l-vantaġġi numerużi tiegħu bħal frizzjoni żero, tħaddim bla xkiel, manutenzjoni faċli, riżoluzzjoni għolja, u kapaċitajiet ta' proċessar integrat.

Madankollu, il-mekkaniżmi riġidi tradizzjonali għadhom jiddominaw is-suq minħabba ċerti limitazzjonijiet tal-mekkaniżmu flessibbli. Waħda minn dawn il-limitazzjonijiet hija l-ebusija pożittiva li sseħħ fid-direzzjoni funzjonali matul l-azzjoni tal-mekkaniżmu. Din l-ebusija pożittiva tirrikjedi forza ta 'sewqan akbar u rekwiżiti stretti fuq is-sewwieq, li fl-aħħar inaqqas l-effiċjenza tat-trasferiment tal-enerġija. Dawn in-nuqqasijiet ostakolaw l-applikazzjoni usa 'tal-mekkaniżmu flessibbli.

Biex jingħelbu l-effetti ħżiena ta 'ebusija pożittiva, ħafna studjużi introduċew il-kunċett ta' ebusija żero fil-mekkaniżmu flessibbli. Billi tuża b'mod għaqli ebusija negattiva biex tikkumpensa l-ebusija pożittiva, jista 'jinkiseb mekkaniżmu b'ebusija żero. Sistema bħal din, magħrufa wkoll bħala mekkaniżmu ta 'bilanċ statiku flessibbli, tista' tikseb stat ta 'ekwilibriju statiku fi kwalunkwe punt fil-firxa tal-moviment. Dan it-tip ta 'mekkaniżmu joffri bosta vantaġġi, inkluż prestazzjoni eċċellenti ta' trasmissjoni ta 'forza, il-kapaċità li topera ma' forzi ta 'sewqan iżgħar, u effiċjenza ta' trasmissjoni ta 'enerġija għolja. Konsegwentement, il-fokus tar-riċerka fil-qasam tal-mekkaniżmi ta 'bilanċ statiku flessibbli kien prinċipalment fuq mikro-klamp flessibbli.

Fost id-diversi komponenti ta 'mekkaniżmi flessibbli, ċappetti flessibbli rċevew attenzjoni sinifikanti minħabba l-karatteristiċi eċċezzjonali tagħhom. L-ivvjaġġar relattiv ta 'ċappetti flessibbli ta' ruttam ġeneralizzati huwa relattivament qasir, u jagħmilhom ta 'valur kbir għal firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet. Konsegwentement, iċ-ċappetta flessibbli ta 'ebusija żero bbażata fuq dan id-disinn saret l-għażla preferuta għall-kostruzzjoni ta' mekkaniżmi kumplessi ta 'bilanċ statiku flessibbli, u tagħmel ir-riċerka tagħha sinifikanti ħafna.

Sabiex jinkisbu karatteristiċi ta 'ebusija żero f'ċellijiet flessibbli, huwa meħtieġ li tiġi kkumpensata l-ebusija pożittiva torsjonali b'ebusija negattiva rotazzjonali. F'dan ir-rigward, ġie żviluppat mudell ta 'ebusija negattiva rotazzjonali. Il-mudell jinvolvi l-użu ta 'molla tal-weraq magħmul minn żewġ qasab li jikkoinċidu, wieħed iffissat u l-ieħor b'xejn. Meta d-deformazzjoni tat-tarf tal-ftuħ hija relattivament żgħira meta mqabbla mat-tul tal-qasab, ir-rebbiegħa turi linearità tajba u tista 'tiġi analizzata bħala molla ta' tul żero.

L-analiżi tal-mudell ta 'ebusija negattiva rotazzjonali tikkunsidra t-torques eżerċitati miż-żewġ molol fuq punt speċifiku fis-sistema. Ibbażat fuq il-liġi sine trijangulari, it-torques jistgħu jiġu espressi matematikament. Billi tgħaqqad dawn it-torques, it-torque totali eżerċitat fuq il-punt jista 'jiġi ddeterminat. Din l-analiżi tiżvela li meta l-angolu ta 'rotazzjoni huwa inqas minn 90 grad, il-molol jeżerċitaw torque fl-istess direzzjoni bħall-angolu ta' rotazzjoni, u b'hekk joħolqu ebusija negattiva rotazzjonali.

Biex jiġi stabbilit mudell ta 'ċappetta flessibbli ta' ebusija żero preċiża, huwa kruċjali li tanalizza l-proprjetajiet mekkaniċi taċ-ċappetta flessibbli ta 'breali ġeneralizzata. Din l-analiżi tikkunsidra diversi fatturi bħall-influwenza tal-forza radjali u tagħbija torsjonali pura fuq l-ebusija torsjonali taċ-ċappetta. Billi tifhem dawn il-fatturi, l-ebusija torsjonali mingħajr dimensjonijiet taċ-ċappetti tista 'tiġi kkalkulata. Il-mudell kunċettwali taċ-ċappetta flessibbli ta 'ebusija żero jista' mbagħad jinkiseb billi tissostitwixxi l-par li jdur u l-molol tal-bilanċ fil-mudell ta 'ebusija negattiva rotazzjonali. Dan il-mudell kunċettwali huwa simmetriku, li jippermetti l-analiżi tar-rotazzjoni kontra l-arloġġ tal-pjattaforma li tiċċaqlaq.

Biex tivverifika l-eżattezza tal-mudell teoretiku, analiżi tal-element finit bl-użu tas-softwer ANSYS titwettaq. L-analiżi tinvolvi s-simulazzjoni u l-analiżi tal-karatteristiċi tal-angolu tar-rotazzjoni tal-mument taċ-ċappetta flessibbli ta 'ebusija żero. Ir-riżultati huma mbagħad imqabbla mal-kalkoli teoretiċi. Is-simulazzjoni titwettaq fuq ċappetti b'parametri differenti, u l-ebusija tar-rebbiegħa tal-bilanċ tiġi aġġustata gradwalment sakemm l-ebusija taċ-ċappetta titnaqqas għal żero. Billi jitqabblu r-riżultati ta 'simulazzjoni u l-kalkoli teoretiċi, huwa kkonfermat li l-mudell teoretiku jirrappreżenta b'mod preċiż l-imġieba taċ-ċappetta flessibbli ta' ebusija żero.

Barra minn hekk, hija esplorata l-fattibilità ta 'l-użu ta' molol tal-weraq bħala molol tal-bilanċ fiċ-ċappetti flessibbli ta 'ebusija żero. Mudell ta 'element finit huwa stabbilit għal dan il-għan, u r-riżultati ta' simulazzjoni huma mqabbla ma 'dawk miksuba bl-użu tal-element COMINE14. Ir-riżultati għal darb'oħra jivvalidaw l-eżattezza u l-affidabbiltà tal-mudell teoretiku.

Bħala konklużjoni, l-użu ta 'ebusija negattiva rotazzjonali biex tikkumpensa l-ebusija pożittiva fiċ-ċappetti flessibbli tippermetti l-ħolqien ta' sistemi ta 'ċappetta flessibbli ta' ebusija żero. Dawn is-sistemi joffru bosta vantaġġi, inkluż torque tas-sewqan imnaqqas, prestazzjoni mtejba ta 'trażmissjoni tal-forza, u żieda fl-effiċjenza tal-użu tal-enerġija. Żewġ metodi ta 'bilanċ differenti, jiġifieri molol ta' bilanċ doppju u molol ta 'bilanċ wieħed, huma analizzati, u l-kundizzjonijiet ta' ekwilibriju statiku tagħhom huma ddeterminati. Ir-riżultati teoretiċi mbagħad jiġu vverifikati permezz ta 'analiżi tal-elementi finiti. L-istudju jikkonferma li l-metodu tar-rebbiegħa tal-bilanċ doppju huwa adattat għal xenarji fejn il-forza radjali ma taffettwax l-ebusija taċ-ċappetta, filwaqt li l-mudell tar-rebbiegħa tal-bilanċ uniku għandu firxa usa 'ta' applikazzjonijiet. Madankollu, il-kumpattezza tal-ispazju assjali tal-aħħar tal-aħħar hija kemmxejn kompromessa, li teħtieġ konsiderazzjoni komprensiva waqt id-disinn strutturali. B'mod ġenerali, ir-riċerka dwar iċ-ċappetti flessibbli ta 'ebusija żero u l-applikazzjonijiet tagħhom għandha importanza sinifikanti fl-avvanz tal-qasam tal-mekkaniżmi flessibbli.