Un mecanismo paralelo compliant desacoplado de 6 grados de libertad con características dinámicas optimizadas utilizando una estructura celular
Autores: Pham, Minh Tuan; Yeo, Song Huat; Teo, Tat Joo; Wang, Pan; Nai, Mui Ling Sharon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un mecanismo paralelo compliant desacoplado de 6 grados de libertad con características dinámicas optimizadas utilizando una estructura celular
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mecanismo
Movimientos desacoplados
Propiedades dinámicas
Rigidez
Espacio de trabajo
Estructura celular
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo presenta un novedoso mecanismo paralelo compliant de seis grados de libertad (DOF) con movimientos de salida desacoplados, un amplio espacio de trabajo de >=6 mm para traducciones y >=12 grados para rotaciones, rigidez optimizada y propiedades dinámicas. El rango de trabajo y la capacidad de desacoplamiento de movimiento del CPM de seis DOF se verifican experimentalmente, y se demuestra que las propiedades mecánicas son predecibles. El CPM propuesto se sintetiza aplicando el método de optimización estructural basado en vigas junto con los criterios para lograr la capacidad de desacoplamiento de movimiento. Para mejorar el comportamiento dinámico del CPM, se utiliza una estructura celular para diseñar su efector final. Los resultados obtenidos muestran que el rendimiento dinámico del CPM con efector final celular se mejora significativamente con un aumento del 33% de la primera frecuencia de resonancia en comparación con el diseño inicial. Las prestaciones del prototipo impreso en tres dimensiones (3D) se evalúan experimentalmente en términos de características mecánicas y movimientos desacoplados. Los resultados obtenidos muestran que la rigidez real y las propiedades dinámicas coinciden con las predicciones, con la mayor desviación de aproximadamente el 10.5%. La capacidad de desacoplamiento de movimiento del CPM también se demuestra, ya que casi toda la energía de entrada (>99.5%) genera los movimientos de salida deseados, mientras que la energía que causa movimientos parasitarios es solo menor.
Descripción
Este artículo presenta un novedoso mecanismo paralelo compliant de seis grados de libertad (DOF) con movimientos de salida desacoplados, un amplio espacio de trabajo de >=6 mm para traducciones y >=12 grados para rotaciones, rigidez optimizada y propiedades dinámicas. El rango de trabajo y la capacidad de desacoplamiento de movimiento del CPM de seis DOF se verifican experimentalmente, y se demuestra que las propiedades mecánicas son predecibles. El CPM propuesto se sintetiza aplicando el método de optimización estructural basado en vigas junto con los criterios para lograr la capacidad de desacoplamiento de movimiento. Para mejorar el comportamiento dinámico del CPM, se utiliza una estructura celular para diseñar su efector final. Los resultados obtenidos muestran que el rendimiento dinámico del CPM con efector final celular se mejora significativamente con un aumento del 33% de la primera frecuencia de resonancia en comparación con el diseño inicial. Las prestaciones del prototipo impreso en tres dimensiones (3D) se evalúan experimentalmente en términos de características mecánicas y movimientos desacoplados. Los resultados obtenidos muestran que la rigidez real y las propiedades dinámicas coinciden con las predicciones, con la mayor desviación de aproximadamente el 10.5%. La capacidad de desacoplamiento de movimiento del CPM también se demuestra, ya que casi toda la energía de entrada (>99.5%) genera los movimientos de salida deseados, mientras que la energía que causa movimientos parasitarios es solo menor.