Aosite, sindsdien 1993
Met de snelle vooruitgang van moderne machines in de richting van hoge snelheid en hoge precisie, is er een groeiende vraag naar flexibele scharnieren en conforme mechanismen op verschillende gebieden, zoals micromanipulatierobots, optische precisie-instrumenten, ruimtevaartvoertuigen en industriële apparatuur. Deze scharnieren bieden voordelen zoals geen kieren, slagvastheid en geen slijtage [1-5]. Flexibele scharnieren kunnen worden geclassificeerd als micro-bewegingstype of grote slagtype op basis van hun bewegingsslag. Hoewel er uitgebreid onderzoek is gedaan naar flexibele scharnieren door wetenschappers over de hele wereld [6-7], zijn er nog steeds enkele beperkingen in termen van grote vervorming en grote slag. Daarom concentreren onderzoekers zich op het ontwikkelen van flexibele scharnieren die een hogere precisie, grotere stijfheid buiten de as en een eenvoudiger structuur bieden om aan de toenemende vraag naar parallelle mechanismen te voldoen.
Er zijn verschillende benaderingen voorgesteld om flexibele scharnieren met grote vervorming en grote slag te verbeteren. Li Zongxuan et al. introduceerden een dimensieloze ontwerpdiagrammethode om een biaxiaal flexibel scharnier van het Cartwheel-type te ontwerpen [8], terwijl Chen Guimin et al. stelde een diep uitgesneden elliptisch flexibel scharnier voor met hogere precisie en afgeleide analytische berekeningsformules voor rotatiehoek, rotatienauwkeurigheid en maximale spanning [9]. Zong Guanghua et al. ontwierp een hyperbolisch hol flexibel scharnier met voordelen zoals een grote rotatiehoek en hoge stabiliteit, maar het bracht ook uitdagingen met zich mee, zoals een complexe structuur en aanzienlijke asdrift [10]. Kikuchi N en Bi Shusheng stelden een kruislings roterend flexibel scharnier voor dat een hoge precisie en een grote rotatiehoek biedt, maar een gecompliceerde structuur heeft [11-12]. Goldfarb et al. heeft een flexibel scharnier met gedeelde cilinder ontwikkeld dat een rotatiehoek van 150° mogelijk maakt, waardoor de toepassingsmogelijkheden van flexibele scharnieren worden uitgebreid [13]. Smith stelde een tonvormige roterende verbinding voor met een dunwandige balk die minimale axiale drift vertoont, maar complexer is qua structuur en productie [14].
Hoewel de bovengenoemde flexibele scharnieren aanzienlijke vooruitgang hebben geboekt, vertonen ze nog steeds problemen zoals grote asdrift, lage stijfheid buiten de as en een complexe structuur. Om deze beperkingen aan te pakken, wordt in dit artikel een flexibel scharnier van het Y-type voorgesteld, dat wordt geanalyseerd en bestudeerd met behulp van ANSYS- en ADAMS-software. Het flexibele scharnier wordt vervaardigd met behulp van een numerieke besturingsmachine en geassembleerd. De asdrift van het Y-vormige flexibele scharnier wordt gemeten door middel van experimenten, en een experiment met een cirkelvormig traject wordt uitgevoerd op een parallel platform met 3-RRR.
Het ontwerp van het flexibele scharnier van het Y-type omvat een schemaontwerp en de bepaling van het rotatiecentrum. Het Y-vormige flexibele scharnier bestaat uit twee stijve stangen en twee identieke boogvormige bladveren, waarbij de centrale hoek van de bladveren 135° bedraagt. Solidworks2014 wordt gebruikt voor 3D-modellering en simulatie om het rotatiecentrum te bepalen. Ook worden de optimale installatiemethode en verplaatsingseisen bepaald, en wordt er een kinematische simulatie uitgevoerd met behulp van Solidworks2014.
Om de bewegingsprecisie en de grote rotatieslagkarakteristieken van het Y-type flexibele scharnier te valideren, worden eindige elementenmaasverdeling en bewegingssimulatie uitgevoerd met behulp van ANSYS- en ADAMS-softwaretools. De resulterende gegevens worden verwerkt en geanalyseerd met behulp van MATLAB, wat bevestigt dat het flexibele scharnier van het Y-type voldoet aan de eisen van het parallelle platform.
Het flexibele scharnier van het Y-type wordt vervolgens fysiek geproduceerd door het verwerken en assembleren van de bladveer en de stijve staaf met behulp van verschillende materialen. Er wordt een reeks experimenten uitgevoerd, waaronder asdriftmetingen en trajectexperimenten op de parallelle testbank. De resultaten tonen aan dat het flexibele scharnier van het Y-type de bewegingsnauwkeurigheid van het parallelle platform effectief verbetert.
Concluderend stelt deze studie een Y-vormig flexibel scharnier voor dat de beperkingen van bestaande flexibele scharnieren aanpakt. De experimentele resultaten bevestigen dat het flexibele scharnier van het Y-type hoge precisie, een eenvoudige structuur en een grote rotatiehoek biedt, waardoor het een geschikte vervanging is voor draaiende paren in planaire parallelle platforms en hun bewegingsnauwkeurigheid aanzienlijk verbetert. AOSITE Hardware, een gestandaardiseerde onderneming, onderscheidt zich op de mondiale hardwaremarkt en wordt door veel internationale instellingen erkend vanwege haar inzet voor het leveren van uitstekende klantenservice.
Ben je klaar om in de wereld van {blog_title} te duiken? Laat u betoveren door fascinerende inzichten, nuttige tips en inspirerende verhalen die u doen verlangen naar meer. Of je nu een doorgewinterde professional bent of net aan je reis begint, deze blog zal je zeker informeren en inspireren. Dus leun achterover, pak een kopje koffie en laten we ontdekken wat {blog_title} allemaal te bieden heeft!