Diseño y Prototipado Rápido de Rotores Deformables para Navegación Anfibia en Agua y Aire
Autores: Du, Chengrong; Zhao, Dongbiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y Prototipado Rápido de Rotores Deformables para Navegación Anfibia en Agua y Aire
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Diseño
Mecanismo
Hélice
Deformación
Pala
Estructura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este documento tiene como objetivo informar sobre el diseño de un mecanismo para accionar una hélice que se deforma entre una forma aérea y una acuática. Este mecanismo puede realizar la deformación del ángulo de las palas, el radio, la distribución del ángulo de torsión de las palas y el grosor de la sección de las palas. Inspirado en la estructura de origami Kresling y utilizando sus características de movimiento de rotación y plegado, se diseña una estructura de cubo de hélice con ángulo de pala variable. Se diseña una unidad de deformación de pala (unidad S) con características cinemáticas de extensión-torsión a través del análisis de movimiento de un mecanismo de cuatro barras esférico. Se diseña una estructura de soporte de costilla fijada a los enlaces de la unidad S para lograr el cambio en el grosor de la sección de la pala. Basado en el análisis de movimiento, se ha utilizado el método de transformación de coordenadas para establecer la relación entre la forma de la hélice y el mecanismo de deformación. Se analizan la deformación de la extensión de la pala, la distribución de torsión de la pala y el grosor de la sección de la pala. La capacidad de deformación de la estructura propuesta puede ser verificada mediante simulación cinemática y prototipado rápido basado en impresión 3D. Se demuestra que el mecanismo propuesto es aplicable al diseño de hélices deformables. Las pruebas del prototipo rápido validan el movimiento estable del mecanismo. Sin embargo, debido al peso propio relativamente grande de la estructura, la pala presenta una ligera deformación. En el trabajo posterior, se debe enfatizar el problema de la resistencia estructural.
Descripción
Este documento tiene como objetivo informar sobre el diseño de un mecanismo para accionar una hélice que se deforma entre una forma aérea y una acuática. Este mecanismo puede realizar la deformación del ángulo de las palas, el radio, la distribución del ángulo de torsión de las palas y el grosor de la sección de las palas. Inspirado en la estructura de origami Kresling y utilizando sus características de movimiento de rotación y plegado, se diseña una estructura de cubo de hélice con ángulo de pala variable. Se diseña una unidad de deformación de pala (unidad S) con características cinemáticas de extensión-torsión a través del análisis de movimiento de un mecanismo de cuatro barras esférico. Se diseña una estructura de soporte de costilla fijada a los enlaces de la unidad S para lograr el cambio en el grosor de la sección de la pala. Basado en el análisis de movimiento, se ha utilizado el método de transformación de coordenadas para establecer la relación entre la forma de la hélice y el mecanismo de deformación. Se analizan la deformación de la extensión de la pala, la distribución de torsión de la pala y el grosor de la sección de la pala. La capacidad de deformación de la estructura propuesta puede ser verificada mediante simulación cinemática y prototipado rápido basado en impresión 3D. Se demuestra que el mecanismo propuesto es aplicable al diseño de hélices deformables. Las pruebas del prototipo rápido validan el movimiento estable del mecanismo. Sin embargo, debido al peso propio relativamente grande de la estructura, la pala presenta una ligera deformación. En el trabajo posterior, se debe enfatizar el problema de la resistencia estructural.