Cơ cấu biến hình "Y" một bậc tự do dạng sáu thanh

Tóm tắt

Đây là một cơ cấu rắn sáu thanh với một bậc tự do (DOF). Cơ học truyền thống cho rằng cơ cấu này sẽ có cùng một chuyển động bất kể hình dạng của các liên kết rắn. Điều này tạo ra chuyển động thú vị khi các liên kết đều di chuyển tương ứng với nhau.

Bởi vì các liên kết của cơ cấu này được định hình sao cho, trong một số vị trí của cơ cấu, các liên kết phù hợp với hình dạng logo "Y" của BYU, đây là một cơ cấu có thể phát triển.

Cơ cấu có thể phát triển là gì?

Cơ cấu có thể phát triển là một cơ cấu mà, tại một thời điểm nào đó trong chuyển động của nó, phù hợp với một bề mặt có thể phát triển. Nói cách khác, đây là một thiết bị có thể di chuyển và được định hình để phù hợp với một bề mặt cong (hoặc sự kết hợp của các bề mặt cong) ở một vị trí nhất định. Trong trường hợp này, bề mặt có thể phát triển mà cơ cấu phù hợp là một hình trụ tổng quát có hình ảnh phẳng là logo "Y" của BYU.

Truy cập https://www.compliantmechanisms.byu.edu/about-developable-mechanisms để tìm hiểu thêm về các cơ cấu có thể phát triển.

Hướng dẫn in

Chúng tôi khuyên bạn nên in một liên kết thử nghiệm để đảm bảo rằng kích thước là chính xác trước khi bạn in các liên kết còn lại.

Cái này có thể được in 3D bằng bất kỳ loại sợi rắn nào. Chúng tôi in bằng PLA và thấy rằng điều đó hoạt động tốt. Vật liệu hỗ trợ không cần thiết, nhưng có thể giúp đảm bảo rằng các lỗ countersink có độ sâu đúng. Cái này không nên được thay đổi kích thước, vì điều đó sẽ làm sai kích thước lỗ.

Lắp ráp

Lắp ráp các mảnh bằng cách sử dụng các mảnh kết nối LEGO (các mảnh hình trụ tròn màu đen hoặc xám).

Sử dụng hình ảnh hoặc trực giác của bạn để xác định thứ tự của các liên kết. Liên kết Y1 kết nối với các liên kết Y2, Y4 và Y6. Liên kết Y2 kết nối với các liên kết Y1 và Y3. Liên kết Y3 kết nối với các liên kết Y2, Y4 và Y5. Liên kết Y5 kết nối với các liên kết Y3 và Y6. Liên kết Y6 kết nối với các liên kết Y5 và Y1.

Tìm hiểu thêm

Thiết kế này được phát triển bởi Nhóm Nghiên cứu Cơ chế Tuân thủ (CMR) từ Đại học Brigham Young (BYU). Theo dõi chúng tôi tại @byucmr trên Instagram, @CompliantMechanismsResearchGroup trên Facebook, hoặc truy cập trang web BYU Compliant Mechanisms Research (CMR) để tìm hiểu thêm về các cơ chế tuân thủ.

Xem https://rdcu.be/dnHx0 để xem một bài viết trong Nature Communications về cách mà chúng tôi chia sẻ các tài nguyên chế tạo này và lý do tại sao.

Thông tin Kỹ thuật

Để biết thông tin kỹ thuật chi tiết, xem các ấn phẩm sau:

Nelson, T., Zimmerman, T., Magleby, S., Lang, R., và Howell, L., “Developable Mechanisms on Developable Surfaces,” Science Robotics, Tập 4, Số 2, DOI: 10.1126/scirobotics.aau5171, 2019.

Greenwood, J.R., Magleby, S.P., và Howell, L.L., “Developable Mechanisms on Regular Cylindrical Surfaces,” Mechanism and Machine Theory, Tập 142, https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103584, 2019.

Hyatt, L.P., Magleby, S.P., Howell, L.L., “Developable Mechanisms on Right Conical Surfaces,” Mechanism and Machine Theory, Tập 149, bài số 103813, https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.103813, 2020.

Sheffield, J.L., Sargent, B., và Howell, L.L., “Cơ cấu phát triển chuyển động tuyến tính nhúng trên bề mặt phát triển hình trụ,” Tạp chí Cơ cấu & Robot, Tập 16, 015001-1 đến 015001-11, https://doi.org/10.1115/1.4062133, 2024.

Hyatt, L, Greenwood, J., Butler, J., Magleby, S.P., Howell, L.L., “Phương pháp lập bản đồ cơ cấu lên bề mặt phát triển,” Tạp chí Quốc tế về Cơ cấu và Hệ thống Robot, số đặc biệt liên quan đến Hội nghị USCToMM 2020 về Hệ thống Cơ khí và Robot, https://doi.org/10.1504/IJMRS.2021.115154, Tập 5, Số 1-2, tr. 39-60, 2021.

Seymour, K., Bilancia, P., Magleby, S., Howell, L., “Bản lề và các khớp xoắn nổi lên từ lá cong trong các cơ cấu phát triển hình trụ,” Tạp chí Cơ cấu và Robot, https://doi.org/10.1115/1.4049439, Tập 13, 031002-1 đến 031002-8, 2021.

Butler, J., Greenwood, J., Howell, L.L., Magleby, S.P., “Giới hạn của chuyển động ngoại di động và nội di động của các cơ cấu phát triển hình trụ,” Tạp chí Cơ cấu và Robot, https://doi.org/10.1115/1.4048833, Tập 13, 011024-1 đến 011024-8, 2021.

Truy cập trang web Nghiên cứu Cơ chế Tuân thủ BYU (CMR) để tìm hiểu thêm về các cơ chế tuân thủ, hoặc xem các cuốn sách này: Cơ chế Tuân thủ, Cẩm nang về Cơ chế Tuân thủ.

Sở hữu trí tuệ

Các tệp in 3D có thể tải xuống được cung cấp ở đây có thể được sử dụng, sửa đổi và thưởng thức cho mục đích phi thương mại. Để cấp phép công nghệ cơ chế có thể phát triển cho các ứng dụng thương mại, vui lòng liên hệ:

Văn phòng Chuyển giao Công nghệ BYU

3760 Thư viện Harold B. Lee

Đại học Brigham Young

Provo, UT 84602

Điện thoại: (801) 422-6266

https://techtransfer.byu.edu/contact