Fabricação e pesquisa de dobradiça flexível em forma de Y_Industry News

Com o rápido avanço das máquinas modernas em direção à alta velocidade e alta precisão, há uma demanda crescente por dobradiças flexíveis e mecanismos compatíveis em vários campos, como robôs de micromanipulação, instrumentos ópticos de precisão, veículos aeroespaciais e equipamentos industriais. Essas dobradiças oferecem vantagens como ausência de folgas, resistência ao impacto e ausência de desgaste [1-5]. As dobradiças flexíveis podem ser classificadas como do tipo micromovimento ou tipo de curso grande com base no seu curso de movimento. Embora extensas pesquisas tenham sido conduzidas sobre dobradiças flexíveis por estudiosos de todo o mundo [6-7], ainda existem algumas limitações em termos de grandes deformações e grandes cursos. Portanto, os pesquisadores estão se concentrando no desenvolvimento de dobradiças flexíveis que ofereçam maior precisão, maior rigidez fora do eixo e estrutura mais simples para atender à crescente demanda por mecanismos paralelos.

Várias abordagens foram propostas para melhorar dobradiças flexíveis com grande deformação e grande curso. Li Zongxuan et al. introduziu um método de diagrama de projeto adimensional para projetar uma dobradiça flexível biaxial do tipo Cartwheel [8], enquanto Chen Guimin et al. propuseram uma dobradiça flexível elíptica de corte profundo com maior precisão e fórmulas de cálculo analítico derivadas para ângulo de rotação, precisão de rotação e tensão máxima [9]. Zong Guanghua et al. projetou uma dobradiça flexível oca hiperbólica com vantagens como grande ângulo de rotação e alta estabilidade, mas também apresentou desafios como estrutura complexa e desvio significativo do eixo [10]. Kikuchi N e Bi Shusheng propuseram uma dobradiça flexível rotativa de folha cruzada que oferece alta precisão e grande ângulo de rotação, mas apresenta uma estrutura complicada [11-12]. Goldfarb et al. desenvolveu uma dobradiça flexível de cano dividido que permite um ângulo de rotação de 150°, ampliando o escopo de aplicação das dobradiças flexíveis [13]. Smith propôs uma junta rotativa em forma de barril com uma viga de parede fina que exibe desvio axial mínimo, mas é mais complexa em estrutura e produção [14].

Embora as dobradiças flexíveis acima mencionadas tenham feito progressos consideráveis, elas ainda apresentam problemas como grande desvio do eixo, baixa rigidez fora do eixo e estrutura complexa. Para resolver essas limitações, este artigo propõe uma dobradiça flexível tipo Y, que é analisada e estudada utilizando os softwares ANSYS e ADAMS. A dobradiça flexível é fabricada usando uma máquina-ferramenta de controle numérico e montada. O desvio do eixo da dobradiça flexível em forma de Y é medido através de experimentos, e um experimento de trajetória circular é conduzido em uma plataforma paralela 3-RRR.

O projeto da dobradiça flexível tipo Y envolve um projeto esquemático e a determinação do centro de rotação. A dobradiça flexível em forma de Y é composta por duas hastes rígidas e duas molas de lâmina idênticas em forma de arco, onde o ângulo central das molas de lâmina é de 135°. Solidworks2014 é utilizado para modelagem e simulação 3D para determinar o centro de rotação. O método ideal de instalação e os requisitos de deslocamento também são determinados, e a simulação cinemática é realizada usando o Solidworks2014.

Para validar a precisão do movimento e as características do grande curso rotativo da dobradiça flexível tipo Y, a divisão da malha de elementos finitos e a simulação de movimento são conduzidas usando ferramentas de software ANSYS e ADAMS. Os dados resultantes são processados ​​​​e analisados ​​​​no MATLAB, o que confirma que a dobradiça flexível tipo Y atende aos requisitos da plataforma paralela.

A dobradiça flexível tipo Y é então produzida fisicamente através do processamento e montagem da mola de lâmina e da haste rígida usando diferentes materiais. Uma série de experimentos é conduzida, incluindo medição de desvio de eixo e experimentos de trajetória na bancada de testes paralela. Os resultados demonstram que a dobradiça flexível tipo Y aumenta efetivamente a precisão do movimento da plataforma paralela.

Em conclusão, este estudo propõe uma dobradiça flexível em forma de Y que aborda as limitações das dobradiças flexíveis existentes. Os resultados experimentais confirmam que a dobradiça flexível tipo Y oferece alta precisão, uma estrutura simples e um grande ângulo de rotação, tornando-a um substituto adequado para pares giratórios em plataformas planas paralelas e melhorando significativamente sua precisão de movimento. AOSITE Hardware, uma empresa padronizada, se destaca no mercado global de hardware e é reconhecida por diversas instituições internacionais por seu compromisso em fornecer excelente atendimento ao cliente.

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