Fabricación e investigación de bisagras flexibles en forma de Y_Noticias de la industria

Con el rápido avance de la maquinaria moderna hacia la alta velocidad y la alta precisión, existe una demanda creciente de bisagras flexibles y mecanismos compatibles en diversos campos, como robots de micromanipulación, instrumentos ópticos de precisión, vehículos aeroespaciales y equipos industriales. Estas bisagras ofrecen ventajas como ausencia de espacios, resistencia al impacto y ausencia de desgaste [1-5]. Las bisagras flexibles se pueden clasificar como de tipo micromovimiento o de carrera grande según su carrera de movimiento. Si bien académicos de todo el mundo han realizado extensas investigaciones sobre bisagras flexibles [6-7], todavía existen algunas limitaciones en términos de gran deformación y gran recorrido. Por lo tanto, los investigadores se están centrando en desarrollar bisagras flexibles que ofrezcan mayor precisión, mayor rigidez fuera del eje y una estructura más simple para satisfacer la creciente demanda de mecanismos paralelos.

Se han propuesto varios enfoques para mejorar las bisagras flexibles con gran deformación y gran carrera. Li Zongxuan et al. introdujeron un método de diagrama de diseño adimensional para diseñar una bisagra flexible biaxial tipo rueda de carro [8], mientras que Chen Guimin et al. propuso una bisagra flexible elíptica de corte profundo con mayor precisión y fórmulas de cálculo analítico derivadas para el ángulo de rotación, la precisión de la rotación y la tensión máxima [9]. Zong Guanghua et al. diseñaron una bisagra flexible hueca hiperbólica con ventajas como un gran ángulo de rotación y alta estabilidad, pero también presentaba desafíos como una estructura compleja y una desviación significativa del eje [10]. Kikuchi N y Bi Shusheng propusieron una bisagra flexible giratoria de hojas transversales que ofrece alta precisión y un gran ángulo de rotación pero presenta una estructura complicada [11-12]. Goldfarb et al. desarrolló una bisagra flexible de cilindro dividido que permite un ángulo de rotación de 150°, ampliando el alcance de aplicación de las bisagras flexibles [13]. Smith propuso una junta rotativa en forma de barril con una viga de paredes delgadas que exhibe una deriva axial mínima pero es más compleja en estructura y producción [14].

Aunque las bisagras flexibles antes mencionadas han logrado avances considerables, todavía presentan problemas como una gran deriva del eje, baja rigidez fuera del eje y una estructura compleja. Para abordar estas limitaciones, este artículo propone una bisagra flexible tipo Y, que se analiza y estudia utilizando el software ANSYS y ADAMS. La bisagra flexible se fabrica utilizando una máquina herramienta de control numérico y se ensambla. La deriva del eje de la bisagra flexible en forma de Y se mide mediante experimentos y se realiza un experimento de trayectoria circular en una plataforma paralela 3-RRR.

El diseño de la bisagra flexible tipo Y implica un diseño esquemático y la determinación del centro de rotación. La bisagra flexible en forma de Y comprende dos varillas rígidas y dos ballestas idénticas en forma de arco, donde el ángulo central de las ballestas es de 135°. Solidworks2014 se utiliza para modelado y simulación 3D para determinar el centro de rotación. También se determinan el método de instalación óptimo y los requisitos de recorrido, y la simulación cinemática se realiza utilizando Solidworks2014.

Para validar la precisión del movimiento y las características de gran carrera giratoria de la bisagra flexible tipo Y, se realizan división de malla de elementos finitos y simulación de movimiento utilizando herramientas de software ANSYS y ADAMS. Los datos resultantes se procesan y analizan utilizando MATLAB, lo que confirma que la bisagra flexible tipo Y cumple con los requisitos de la plataforma paralela.

Luego, la bisagra flexible tipo Y se produce físicamente procesando y ensamblando el resorte de lámina y la varilla rígida utilizando diferentes materiales. Se lleva a cabo una serie de experimentos, incluida la medición de la deriva del eje y experimentos de trayectoria en el banco de pruebas paralelo. Los resultados demuestran que la bisagra flexible tipo Y mejora efectivamente la precisión del movimiento de la plataforma paralela.

En conclusión, este estudio propone una bisagra flexible en forma de Y que aborda las limitaciones de las bisagras flexibles existentes. Los resultados experimentales confirman que la bisagra flexible tipo Y ofrece alta precisión, una estructura simple y un gran ángulo de rotación, lo que la convierte en un reemplazo adecuado para pares giratorios en plataformas planas paralelas y mejora significativamente la precisión de su movimiento. AOSITE Hardware, una empresa estandarizada, se destaca en el mercado global de hardware y es reconocida por muchas instituciones internacionales por su compromiso de brindar un excelente servicio al cliente.

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