Analiza togosti in eksperimentalni test mehanizma za fleksibilen tečajni priročnik_hinge znanje_ta

Prilagodljiv tečaj je mehanski mehanizem, ki uporablja reverzibilno elastično deformacijo materialov za prenos gibanja in energije. Aplikacije najdejo na različnih področjih, kot so vesoljski prostor, proizvodnja, optika in bioinženiring. V zadnjih letih se je vse večja uporaba prožnih tečajev na področjih inženirske tehnologije, kot so mikro namestitev, merjenje, optične platforme, mehanizmi za mikro prilagajanje in obsežni mehanizmi za uvajanje prostora antene.

Ključna prednost fleksibilnega tečaja je njegova integrirana zasnova, ki omogoča prenos gibanja in energije brez kakršnega koli povratnega utripa, trenja, vrzeli, hrupa, obrabe in z visoko občutljivostjo gibanja. Ena posebna vrsta fleksibilnega tečaja je ravninski fleksibilen tečaj, ki je običajno narejen z navadnimi listnimi vzmeti. Planarni prilagodljivi tečaj ponuja preprost sklop strukture in nizke stroške obdelave, zaradi česar je še posebej primeren za natančno mehansko zasnovo.

Obstajajo štiri skupne strukturne oblike fleksibilnih mehanizmov Guide, in sicer tipa I, tipa II, tipa III in tipa IV. Ti mehanizmi se v različnih aplikacijah pogosto uporabljajo za vodenje visoko natančnosti. Med njimi je tip I polčasni krožni mehanizem prilagodljivega tečaja, znan po kompaktni strukturi in stabilnosti. Vendar je lahko nagnjen k utrujenosti. Tip II je vzporedni reed Guide Mechanism z ojačitveno ploščo, ki ponuja več delov, vendar ima zmanjšano odpornost na utrujenost v primerjavi s tipom I. Tip III je enostavnejši vzporedni mehanizem za trstišče, vendar nima splošne stabilnosti. Tip IV, ravninski fleksibilni mehanizem Guide Guide, premaga slabosti tipa I in je stabilnejši od tipa III. Ima velik potencial za različne aplikacije.

Medtem ko so v literaturi veliko tri vrste prilagodljivih mehanizmov vodnikov, mehanizem za fleksibilni fleksibilni tečaji (tipa IV) se v praksi ne uporablja, v trenutni literaturi pa primanjkuje ustrezne teorije oblikovanja. Namen tega prispevka je premostiti to vrzel z zagotavljanjem teoretične izpeljave togosti upogibnega fleksibilnega tečaja in formule analize togosti vodilnega mehanizma. Vključuje tudi eksperimentalno testiranje za potrditev natančnosti analitične formule.

Upogibna togost ravninskega fleksibilnega tečaja izhaja na podlagi enačbe upogibanja mehanike materiala. Struktura ravninskega tečaja je analizirana glede na dimenzije in lastnosti uporabljene plošče iz nerjavečega jekla. Izpeljana analitična formula zagotavlja teoretično podlago za razumevanje togosti tečaja.

Za preverjanje analitične formule je zasnovan in obdelan nabor mehanizmov paralelograma, ki uporablja ravninske fleksibilne tečaje. Eksperimentalno testiranje se izvede z vzmetnim napetosti in stiskalnim instrumentom za merjenje razmerja med prehodom sile mehanizma. Rezultate testov primerjamo z izračuni analitične formule, ugotovljeno pa je dober dogovor, čeprav z majhno relativno napako 4,7%. Neskladje je pripisano dejstvu, da analitična formula upošteva le deformacijo tečaje in ne celotnega trstika.

Praktična uporaba ravninskega fleksibilnega mehanizma Guide Guide je prikazana z zasnovo enodimenzionalne merilne naprave za protizakonito za merilni center CNC. Ta naprava združuje enodimenzionalno sondo TESA, ravninski fleksibilni vodni mehanizem in senzor položaja, da se zagotovi varnostna zaščita sonde.

Za zaključek ta študija zagotavlja teoretično izpeljavo in eksperimentalno validacijo togosti ravninskega fleksibilnega mehanizma. Analitična formula kaže dobro natančnost, čeprav z majhnimi odstopanjami zaradi poenostavitve, narejenih v formuli. Prihodnje raziskave bi morale razmisliti o deformaciji celotnih trstičnih in drugih vplivnih dejavnikov za izboljšanje natančnosti izračuna togosti tečaja. Praktična uporaba planarnega mehanizma za fleksibilen tečajni tečaji prikazuje njegov potencial za različne inženirske aplikacije.