Analiżi tal-ebusija u test sperimentali tal-mekkaniżmu tal-gwida taċ-ċappetta flessibbli planari_hinge għarfien_ta

Ċappetta flessibbli hija mekkaniżmu mekkaniku li juża deformazzjoni elastika riversibbli ta 'materjali biex jittrasmetti l-moviment u l-enerġija. Huwa jsib applikazzjonijiet f'diversi oqsma bħal aerospazjali, manifattura, ottika, u bio-inġinerija. F’dawn l-aħħar snin, kien hemm użu dejjem akbar ta ’ċappetti flessibbli fl-oqsma tat-teknoloġija tal-inġinerija bħal mikro-pożizzjonament, kejl, pjattaformi ottiċi, mekkaniżmi ta’ aġġustament ta ’mikro-aġġustament, u mekkaniżmi ta’ skjerament tal-ispazju ta ’antenna fuq skala kbira.

Il-vantaġġ ewlieni ta 'ċappetta flessibbli huwa d-disinn integrat tiegħu li jippermetti trażmissjoni ta' moviment u enerġija mingħajr ebda azzjoni, frizzjoni, vojt, ħoss, xedd, u b'sensittività għolja ta 'moviment. Tip speċifiku ta 'ċappetta flessibbli huwa ċ-ċappetta flessibbli planari, li tipikament hija magħmula bl-użu ta' molol ordinarji tal-weraq. Iċ-ċappetta flessibbli planari toffri assemblaġġ ta 'struttura sempliċi u spiża ta' proċessar baxx, li jagħmilha speċjalment adattata għal disinn mekkaniku ta 'preċiżjoni.

Hemm erba 'forom strutturali komuni ta' mekkaniżmi ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli, jiġifieri tip I, tip II, tip III, u tip IV. Dawn il-mekkaniżmi spiss jintużaw għal gwida ta 'preċiżjoni għolja f'diversi applikazzjonijiet. Fost dawn, it-Tip I huwa mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli semi-dritta magħrufa għall-istruttura u l-istabbiltà kompatta tiegħu. Madankollu, jista 'jkun suxxettibbli għal għeja. It-Tip II huwa mekkaniżmu ta 'gwida tal-qasab parallel bi pjanċa ta' rinforz, li toffri aktar partijiet iżda għandha reżistenza għall-għeja mnaqqsa meta mqabbla mat-tip I. It-Tip III huwa mekkaniżmu ta 'gwida tal-qasab paralleli aktar sempliċi iżda nieqes mill-istabbiltà ġenerali. Tip IV, il-mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli planari, jegħleb in-nuqqasijiet tat-tip I u huwa aktar stabbli mit-tip III. Għandu potenzjal kbir għal diversi applikazzjonijiet.

Filwaqt li l-ewwel tliet tipi ta 'mekkaniżmi ta' gwida flessibbli ġew diskussi b'mod estensiv fil-letteratura, il-mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli planari (tip IV) ma jintużax b'mod komuni fil-prattika, u hemm nuqqas ta' teorija tad-disinn rilevanti fil-letteratura attwali. Dan id-dokument għandu l-għan li jitnaqqas dak id-distakk billi jipprovdi derivazzjoni teoretika tal-ebusija tal-liwi taċ-ċappetta flessibbli planari u l-formula tal-analiżi tal-ebusija tal-mekkaniżmu ta 'gwida. Jinkludi wkoll ittestjar sperimentali biex tivvalida l-eżattezza tal-formula analitika.

L-ebusija tal-liwi taċ-ċappetta flessibbli planari hija derivata abbażi tal-ekwazzjoni tal-mument tal-liwi tal-mekkanika materjali. L-istruttura tal-parti taċ-ċappetta planari hija analizzata, meta wieħed iqis id-dimensjonijiet u l-proprjetajiet tal-pjanċa tal-istainless steel użata. Il-formula analitika derivata tipprovdi bażi teoretika biex tifhem l-ebusija taċ-ċappetta.

Biex tivverifika l-formula analitika, sett ta 'mekkaniżmi ta' gwida parallelogramma li juża ċappetti flessibbli planari huwa ddisinjat u pproċessat. L-ittestjar sperimentali jitwettaq bl-użu ta 'tensjoni tar-rebbiegħa u strument ta' kompressjoni biex titkejjel ir-relazzjoni ta 'spostament tal-forza tal-mekkaniżmu. Ir-riżultati tat-test huma mqabbla mal-kalkoli tal-formula analitika, u jinstab ftehim tajjeb, għalkemm bi żball relattiv żgħir ta '4.7%. Id-diskrepanza hija attribwita għall-fatt li l-formula analitika tikkunsidra biss id-deformazzjoni tal-parti taċ-ċappetta u mhux il-qasab kollu.

L-applikazzjoni prattika tal-mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli planari hija murija permezz tad-disinn ta' apparat ta 'kejl ta' kejl b'dimensjoni waħda għal ċentru ta 'kejl tal-irkaptu CNC. Dan l-apparat jikkombina sonda TESA b'dimensjoni waħda, mekkaniżmu ta 'gwida flessibbli planari, u sensur tal-pożizzjoni biex jiżgura l-protezzjoni tas-sigurtà tas-sonda.

Bħala konklużjoni, dan l-istudju jipprovdi derivazzjoni teoretika u validazzjoni sperimentali tal-ebusija tal-mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli planari. Il-formula analitika turi eżattezza tajba, għalkemm b'diskrepanzi żgħar minħabba s-simplifikazzjonijiet magħmula fil-formula. Riċerka futura għandha tikkunsidra d-deformazzjoni tal-qasab kollu u fatturi oħra li jinfluwenzaw biex ittejjeb l-eżattezza tal-kalkolu tal-ebusija taċ-ċappetta. L-applikazzjoni prattika tal-mekkaniżmu ta 'gwida taċ-ċappetta flessibbli planari turi l-potenzjal tagħha għal diversi applikazzjonijiet ta' inġinerija.