Chế tạo và nghiên cứu bản lề mềm chữ Y_Tin công nghiệp

Với sự tiến bộ nhanh chóng của máy móc hiện đại hướng tới tốc độ cao và độ chính xác cao, nhu cầu về bản lề linh hoạt và cơ chế tuân thủ trong các lĩnh vực khác nhau như robot thao tác vi mô, dụng cụ quang học chính xác, phương tiện hàng không vũ trụ và thiết bị công nghiệp ngày càng tăng. Những bản lề này có những ưu điểm như không có khe hở, chống va đập và không bị mài mòn [1-5]. Bản lề linh hoạt có thể được phân loại thành loại chuyển động vi mô hoặc loại hành trình lớn dựa trên hành trình chuyển động của chúng. Mặc dù các nghiên cứu sâu rộng về bản lề linh hoạt đã được các học giả trên toàn cầu tiến hành [6-7], nhưng vẫn còn một số hạn chế về biến dạng lớn và hành trình lớn. Do đó, các nhà nghiên cứu đang tập trung phát triển bản lề linh hoạt mang lại độ chính xác cao hơn, độ cứng ngoài trục lớn hơn và cấu trúc đơn giản hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về cơ chế song song.

Nhiều phương pháp khác nhau đã được đề xuất để cải thiện bản lề linh hoạt có biến dạng lớn và hành trình lớn. Li Zongxuan và cộng sự. đã giới thiệu một phương pháp sơ đồ thiết kế không thứ nguyên để thiết kế bản lề linh hoạt hai trục kiểu Cartwheel [8], trong khi Chen Guimin et al. đề xuất một bản lề linh hoạt hình elip cắt sâu với độ chính xác cao hơn và các công thức tính toán phân tích rút ra cho góc quay, độ chính xác khi quay và ứng suất tối đa [9]. Tông Quang Hoa và cộng sự. đã thiết kế một bản lề linh hoạt rỗng hyperbol với các ưu điểm như góc quay lớn và độ ổn định cao, nhưng nó cũng đặt ra những thách thức như cấu trúc phức tạp và độ lệch trục đáng kể [10]. Kikuchi N và Bi Shusheng đề xuất một bản lề linh hoạt xoay lá chéo mang lại độ chính xác cao và góc quay lớn nhưng có cấu trúc phức tạp [11-12]. Goldfarb và cộng sự. đã phát triển bản lề linh hoạt hai nòng cho phép góc xoay 150°, mở rộng phạm vi ứng dụng của bản lề linh hoạt [13]. Smith đề xuất một khớp quay hình thùng với dầm có thành mỏng thể hiện độ lệch trục tối thiểu nhưng phức tạp hơn về cấu trúc và chế tạo [14].

Mặc dù bản lề linh hoạt nói trên đã đạt được tiến bộ đáng kể nhưng chúng vẫn bộc lộ các vấn đề như độ lệch trục lớn, độ cứng ngoài trục thấp và cấu trúc phức tạp. Để giải quyết những hạn chế này, bài báo đề xuất bản lề mềm loại Y được phân tích và nghiên cứu bằng phần mềm ANSYS và ADAMS. Bản lề linh hoạt được chế tạo bằng máy công cụ điều khiển số và lắp ráp. Độ lệch trục của bản lề linh hoạt hình chữ Y được đo thông qua các thí nghiệm và thí nghiệm quỹ đạo tròn được thực hiện trên nền tảng song song 3-RRR.

Thiết kế bản lề linh hoạt kiểu chữ Y bao gồm thiết kế sơ đồ và xác định tâm quay. Bản lề mềm hình chữ Y bao gồm hai thanh cứng và hai lò xo lá hình vòng cung giống hệt nhau, trong đó góc tâm của lò xo lá là 135°. Solidworks2014 được sử dụng cho mô hình hóa và mô phỏng 3D để xác định tâm quay. Phương pháp lắp đặt tối ưu và yêu cầu di chuyển cũng được xác định và mô phỏng động học được thực hiện bằng Solidworks2014.

Để xác thực độ chính xác chuyển động và các đặc tính hành trình quay lớn của bản lề linh hoạt loại Y, việc phân chia lưới phần tử hữu hạn và mô phỏng chuyển động được thực hiện bằng các công cụ phần mềm ANSYS và ADAMS. Dữ liệu thu được được xử lý và phân tích bằng MATLAB, xác nhận rằng bản lề linh hoạt loại Y đáp ứng các yêu cầu của nền tảng song song.

Sau đó, bản lề mềm loại Y được sản xuất vật lý bằng cách xử lý và lắp ráp lò xo lá và thanh cứng bằng các vật liệu khác nhau. Một loạt các thí nghiệm được tiến hành, bao gồm đo độ lệch trục và thí nghiệm quỹ đạo trên băng thử nghiệm song song. Kết quả chứng minh rằng bản lề linh hoạt kiểu chữ Y tăng cường hiệu quả độ chính xác chuyển động của bệ song song.

Tóm lại, nghiên cứu này đề xuất bản lề linh hoạt hình chữ Y nhằm giải quyết các hạn chế của bản lề linh hoạt hiện có. Kết quả thử nghiệm xác nhận rằng bản lề linh hoạt loại Y mang lại độ chính xác cao, cấu trúc đơn giản và góc quay lớn, khiến nó trở thành sự thay thế phù hợp cho các cặp quay trong nền song song phẳng và cải thiện đáng kể độ chính xác chuyển động của chúng. AOSITE Hardware, một doanh nghiệp được tiêu chuẩn hóa, nổi bật trên thị trường phần cứng toàn cầu và được nhiều tổ chức quốc tế công nhận vì cam kết cung cấp dịch vụ khách hàng xuất sắc.

Bạn đã sẵn sàng bước vào thế giới của {blog_title} chưa? Hãy sẵn sàng để bị thu hút bởi những thông tin chi tiết hấp dẫn, những lời khuyên hữu ích và những câu chuyện đầy cảm hứng sẽ khiến bạn muốn nhiều hơn nữa. Cho dù bạn là một chuyên gia dày dạn kinh nghiệm hay mới bắt đầu cuộc hành trình của mình, blog này chắc chắn sẽ cung cấp thông tin và truyền cảm hứng. Vì vậy, hãy ngồi xuống, uống một tách cà phê và cùng khám phá tất cả những gì {blog_title} mang lại!