Пневмобаллоны вместо пружин: Пневмобаллоны в пружины от производителя

Пневмобаллоны в пружины от производителя

Ivan123aswd 1231231asd Lopsdasdet

1 апреля 2019

В самом процессе установки резиновых элементов внутрь пружины нет ничего сложного, но есть нюансы. Вот о них и поговорим. Мой первый и главный вопрос который я задаю водителям «какие у вас размеры пружин». Потому что это важно! Пружин на рынке много и на машинах одной модели, могут стоят совершенно разные пружины. Конечно, есть статистика, и я с вероятностью 90% подберу баллон по марке и модели, но всегда рекомендую не полениться и заглянуть вниз. От правильно подобранной пневмоподушки зависит качество вашей езды. Итак, замеряем.

Внимание! Все замеры делаются на свободно стоящей на земле машине.

1.) Внутренний диаметр пружины. Пневмобаллоны бывают 85 мм и 110 мм в диаметре. При накачивании воздухом, он расширяется на 30%. Если пружина слишком узкая, то пневмобаллон не влезет.

2.) Высота пружины. Замеряем свободное пространство внутри пружины. Пневмобаллоны по высоте бывают трех размеров: 15 см, 20 см и 23 см. При накачивании, баллон увеличивается в высоту процентов на десять.

3.) Проставки. Если пружина слишком высокая, то для добора сантиметров устанавливают проставки высотой 1,5 см. Две проставки идут в комплекте с баллонами.

4.) Тип пружины. Мы выделяем четыре типа пружин: цилиндр, бутылка, бочка и конус. Зауженная по бокам пружина имеет меньшее свободное пространство внутри. Это влияет на выбор пневмоподушки.

5.) Частота витков и их толщина. Обычно, самый простой способ установки пневмобаллона в пружину, это стравить из него воздух, смазать силиконом и просунуть между витками пружины. Иногда это не получается сделать, витки слишком близко, толстостенный усиленный баллон не проходит даже с откачанным воздухом. Приходится снимать пружину для установки.

6.) Штатные отбойники. Функция резинового отбойника не дать виткам пружины сомкнуться на кочках и ямах, исключить пробой подвески. Пневмобаллоны берут на себя эту функцию и полностью исключают пробой. Нужда в штатных отбойниках отпадает и его можно демонтировать. Но если он не мешает, то оставляйте, пусть будет дополнительной опорой для пневмобаллона.

7.) Элементы крепежа. В некоторых моделях внутри пружины присутствуют элементы крепежа сверху и снизу. Ситуация решается с помощью резиновых проставок, в которых вырезаются необходимые пазы. Несмотря на то, что у пневмобаллона толстые стенки, 14 мм вверху и внизу, дополнительная защита от выступающих элементов крайне необходима. Иногда нужно ставить проставки с обеих сторон.

8.) Отверстие снизу. Если есть отверстие внизу, то вы можете установить баллон с нижним штуцером.

Пневмоподвеска своими руками — AvtoSovet

Отдавая дань моде, пневмоподвеска становится одной из атрибутик автомобиля.  Становится все более развито направление stance, при котором не владея пневмоподвеской, а допустим винтовой подвеской, использование автомобиля в повседневном режиме становится более затрудненное и дискомфортное.

Пневмоподвеску устанавливают не только ценители новых тюнинг направлений, так же она может быть очень полезной и в повседневной жизни обычного среднестатистического водителя.

Давай те же рассмотрим основные плюсы пневмоподвески:

1. Возможность регулировать дорожный просвет (вы можете улучшить проходимость вашего автомобиля не смотря на его более низкий класс)
2. Управляемость и крены(стоит отметить, что несмотря на плавность хода в отличии от пружин, вы можете в считанные секунды изменить поведение своего автомобиля, путем регулирования давления)
3. Просадка при загруженности(вы можете отрегулировать высоту автомобиля не смотря на его загруженность)

К плюсам можно отнеси еще множество факторов удовлетворяющих запросы автовладельца.

К основным минусам  можно отнести:

1. Затраты на первичную установку(так как ваш автомобиль, ранее не был укомплектован данной функцией, необходимо будет затратиться на приобретение всех агрегатов)
2. Срок службы пневмоподвески из-за внешних факторов(морозы, реагенты и т.д) значительно меньше чем у пружин.

Основные типы пневмоподвески:

1. Двухконтурная — возможность регулировать отдельно высоту передней и задней части автомобиля.
2. Четырехконтурная — управление каждой пневмоподушкой отдельно, при этом они связаны друг с другом посредством электронного контроллера для динамического и статического управления(является более дорогим вариантом).

Что касаемо пневмоподушек, их тоже существует несколько типов:

1. Более дорогим вариантом является подушки типа «бублик» так как наиболее устойчивы к нагрузкам, и обеспечивают лучшую управляемость(ход подвески более жесткий)
   
   
   
   Самые распространенные состоят из двух и трех звеньев. Три звена соответственно имеют более длинный ход, что позволит выше поднимать автомобиль.
2. Тип «рукава» — наиболее дешевый вариант, ход подвески более мягкий, менее устойчивы к нагрузкам и окружающей среде.
   

Комплектующие пневмоподвески

1. Пневмоподушки(бублики либо рукава)
2. Ресивер(оптимальным является 12 литров)
   
3. Компрессор(исходя из множества отзывов на сегодняшний день оптимальным считается модель Berkut r20)
   
4. Пульт  управления — устройство с помощью которого вы сможете поднимать и занижать клиренс автомобиля, проще говоря это головное устройство которое отвечает за функции распределения сигналов на клапана. На сегодняшний день имеется множество выборов готовых пультов как под двух так и под четырехконтурную подвеску, с различными функциями от самых простых до более сложных беспроводных
   
   
5. Блок клапанов — отвечает за подачу и сброс давления в системе. Можно изготовить своими руками либо купить уже готовый комплект.
   
6. Манометры — необходимы для регулирования давления в системе. Бывают однострелочные и двустрелочные, также бывают электронные.
   
7. Влагоотделитель — необходим для того, что бы несобералась дополнительная влага в системе.
   
8. Реле давления
   
9. Соединители и фитинги
   
10. Обратный клапан
11. Соединительные трубки +Армированный шланг(для компрессора)— бывают 6, 8 и 10 мм.
    Чем больше диаметр трубка, тем быстрее производится накачка подушек. Оптимальным является трубки 0,8мм.

Изготовление пневмостоек

Перед изготовлением пневмостоек, необходимо определится с выбором подушек, исходя из веса транспортного средства и диаметра пружин.

Так же нужно учитывать расположение пружины(отдельно от амортизатора, либо амортизатор в пружины).

Для легкового автомобиля самыми распространенными и универсальными считаются пневмоподушки Rubena 114х2, 114х3, 130х2 и 130х3.


Для более тяжелых транспортных средств подходят модель Dunlop 152х2, 152х3 и Rubena 170х2, 170х3.

Для изготовления пневмостоек нам понадобится выточенные флянцы и брекеты, под крепление пневмоподушки.

Флянец под сварку(для стойки,амортизатора).

В продаже на сайтах имеются уже готовые флянцы под диаметр пневмоподушки, а так же готовые полукомплекты. Флянцы под диаметр вашей подушки и стойки  можно заказать у токоря.

Брекет может быть глухого типа(фото №1)(если амортизатор находится отдельно от пневмоподушки), или с отверстием по центру(фото №2) для хвостовика амортизатора(если амортизатор находится в нутри подушки).

фото №1

фото №2

Со стойки срезается площадка под пружину и наваривается флянец под крепление подушки.

На подушку надевается брекет.

И затягивается к привареному флянцу на стойку, с помощью болтов. С верху на подушку так же надевается брекет и притягивается болтами к флянцу, с верху на шток надевается резиновый уплотнитель.

Готовая пневмостойка.

Если задние амортизаторы установлены в пружины,то процесс изготовления аналогичен.

Если задний амортизатор находится отдельно от пружины,то процесс изготовления становится проще. Наваривать уже ничего не придется.

Готовая задняя пневмоподушка(при условии если амортизатор находится отдельно).

После изготовления пневмостоек их необходимо проверить на утечку воздуха перед установкой. После проверки остается снять старую подвеску и установить новую,протянуть шланги, провода, и подключить  блоку управления.

Установление пневматической подвески в специализированных центрах обойдется не в малую сумму денег, готовые пневмокоплекты либо комплектующие, и установка собственноручно сэкономят вам как минимум половину бюджета.

Установка пневмобаллонов в пружины в Москве ЮВАО

Установка пневмобаллонов в пружины нужна для того, чтобы увеличить клиренс, избавиться от проседания автомобиля при полной загрузке. Так же сократить износ амортизаторов и других элементов подвески.

Это наиболее бюджетный вариант, полноценная альтернатива сложным автоматизированным системам с магистралями, компрессорами, электронными манометрами. Что касается стоимости, пневмобаллоны в Москве обойдутся как минимум в 8-10 раз дешевле вышеупомянутых систем.

Конструкция пневмобаллонов в пружины

Пневмоподушка Air Spring представляет собой баллон, на 100% состоящий из каучука, что повышает стойкость к абразивному воздействию камней, песка. Сбоку расположен вентиль для подкачки.

Пневмоподушку устанавливают спущенной, а затем давление внутри доводят до 0,8 атм или же выше. Всё зависит от модели авто, целей владельца, типа пневмобаллона.

Например, если стоит задача максимального увеличения грузоподъемности, рабочее давление возможно довести до 1,5 атм. Это верхний предел, при котором баллон не испытывает опасных нагрузок на внутренние стенки, а увеличение клиренса варьируется в пределах 7 см.    

Что дает установка пневмобаллонов  Air Spring в пружины?

1) Возможность увеличения и регулировки клиренса.

Актуально не только для владельцев внедорожников, которые собрались покорять бездорожье. Но и для тех, у кого обычные городские седаны и хэтчбеки, не адаптированные к российским условиям эксплуатации.

Это Хонда Аккорд, Тойота Камри, Мерседес Е-класс W212, БМВ 3 F30, Рено Клио, Фольксваген Поло и т. д. Их дорожный просвет колеблется от 11 до 18 см. А ведь даже среднестатистический бордюр достигает в высоту 16 см, плюс ситуация усугубляется из-за выбоин, «лежачих полицейских», обилия осадков в зимнее время года.

2) Устранение дискомфорта из-за чересчур жесткой подвески.

Благодаря монтажу пневмоподушек в пружины подвеска и кузов становятся менее восприимчивыми к ямам, перепадам, кочкам, волнам. Это актуально для таких автомобилей, как СсангЙонг Кайрон, КИА Соренто, Хонда Сивик, и многих моделей ВАЗ. 

Особенно это актуально для автомобилей, на которых в задней подвески устанавливается балка. Поэтому при проехде по неровностям задняя часть авто вздрагивает и подпрыгивает. К таким относятся Форд Фокус, Сузуки Свифт и другие. Также козлят полноприводные автомобили с задним мостом, например Сузуки Гранд Витара, Сузуки Джимни.  

3) Избавление от пробоев задней подвески.

Зачастую заднюю подвеску пробивает из-за её конструкционных особенностей на таких автомобилях, как КИА Соренно, Митсубиси ASX, Пежо 208, 308 и других моделях с короткой базой. Но причина пробоя может крыться в износе направляющих конструкций, амортизаторов, пружин, кронштейнов крепления. Поэтому перед установкой пневмоподушек в пружины желательно сделать комплексную диагностику подвески.

4) Увеличение грузоподъемности.

При установке пневмобаллонов в пружины появляются дополнительные упругие элементы, которые увеличивают грузоподъемность до 500 кг. Параллельно с этим улучшаются устойчивость на дороге и управляемость, появляется возможность менять дорожный просвет во время разгрузки, загрузки.

Также удается без проблем буксировать тяжелый груз, прицеп, автокемпинг. Снимается серьезная нагрузка с подвески, рессоры преждевременно не проседают И это важно для владельцев грузовых авто и микроавтобусов.     

5) Минимизация кренов, раскачиваний кузова.

Кренит в основном машины с высоким центром тяжести: Тойота Прадо, Лада Нива, УАЗ Патриот. На трассе это доставляет неудобства, потому что водитель вынужден сильно сбрасывать скорость перед прохождением поворота. Пневмобаллоны в задние пружины помогают решить проблему.

Ключевые особенности пневмоподушек Air Spring

• Стойкость к температурным перепадам от -50 до +50 °C.
• Усиленная конструкция (стенки в толщину достигают 1 см, а торцы – 1,5 см, во избежание поперечного разрыва предусмотрены ребра жесткости).
• Ресурс – от 50 тыс. км.
• В комплект, помимо пневмобаллонов, входят отбойники.
• Подходит для автомобилей, в которых пружина и амортизатор раздельные.
• Пневмобаллоны позволяют амортизаторам работать с сохранением штатного диапазона хода штока, а поэтому положительно влияют на их ресурс.   

По вопросам выбора, установки и стоимости обращайтесь по телефону +7 (499) 390-71-68 или приезжайте по адресу г. Москва, ул. Иловайская, д. 3а, стр. 1

0 0 голос

Рейтинг статьи

Пневматические сильфоны: подъем, использование рычага, блокировка и многое другое

Пневматические пневмобаллоны чаще всего используются для подъема и опускания. Они особенно подходят для применений, требующих короткого хода (до 410 мм) и высокой нагрузочной способности (до 237 600 Н при 7 бар). При разгерметизации пневмобаллоны могут размещаться в небольших пространствах, что делает их идеальными для перемещения или зажима очень тяжелых грузов или грузов неправильной формы.

Они обычно указываются вместо пневматических или гидроцилиндров из-за их большего рабочего диаметра.Пневматические сильфоны используются как одиночный привод, при этом обратный ход частично обеспечивается действием естественной пружины сильфона или самой нагрузкой, или для изоляции от вибраций (как изолятор). По сравнению с другими обычными пневматическими цилиндрами, пневмобаллон

обеспечивает тягу без трения , поскольку в нем отсутствуют возвратно-поступательные металлические части.

Пневматические сильфоны

, такие как Parker серий 9109 и SP, обычно изготавливаются из армированного тканью синтетического каучука, который может работать с одним, двумя или тремя витками в зависимости от модели и хода.

Простота конструкции пневмобаллонов означает, что они обеспечивают чрезвычайно долгий и практически не требующий обслуживания срок службы даже в тяжелых условиях эксплуатации. Они также просты в установке и не требуют точного выравнивания, поскольку обычно имеют только одно отверстие для впуска воздуха.

Приложения

Благодаря упрощенной конструкции пневмобаллоны очень гибкие и могут использоваться различными способами.

• Привод и транспортировка — Пневматические сильфоны с быстрым ходом и точным откликом могут использоваться для перемещения, колебания или загрузки

• Натяжение — Пневматические сильфоны работают с угловым перемещением и поперечной гибкостью, поэтому их можно использовать для простого управления усилием натяжения в таких устройствах, как роликовые натяжители, натяжители ремня или прижимные ролики

• Подъем и усиление — Пневматические сильфоны с большим усилием и диапазоном углов наклона идеально подходят для подъема или рычагов, таких как пантографы на рельсах

• Зажим и блокировка — Высокая чувствительность пневмобаллонов делает их идеальными для использования при запирании.Благодаря простой конструкции и конструкции из безопасного материала, пневмобаллоны обеспечивают длительный срок службы в суровых условиях окружающей среды, гарантируя отсутствие утечки вредных для окружающей среды сред в случае повреждения сильфонного привода

• Виброизоляция — При постоянной рабочей высоте и низкой частоте можно использовать пневмобаллон для независимой от нагрузки виброизоляции, поскольку рабочая высота может регулироваться давлением воздуха

Узнать больше

Вы можете загрузить наш каталог или использовать наш конфигуратор на нашей странице продукта пневмобаллонов.

Посмотрите наше видео о том, как оптимизировать результаты использования ваших пневматических сильфонов Parker.

Статья предоставлена ​​Франком Руссильоном, менеджером по продукции EMEA — автоматические приводы, европейское подразделение пневматики, Parker Hannifin Corporation.

Связанное содержание

Знайте свою пневматику: безопасность и понимание цилиндров блокировки штока

Знайте свою пневматику: какой поворотный привод мне выбрать?

Пневматические технологии повышают прибыльность железнодорожных перевозок

Проверьте свои знания о пневматике

Сильфон, рабочий, сильфон с расширением типа, сжатый, с противодействующей пружиной

Как и диафрагма , сильфон также используется для измерения давления и может быть выполнен из каскадных капсул.Основной способ изготовления сильфонов — это скрепление множества отдельных диафрагм. Сильфонный элемент, в основном, представляет собой цельный расширяемый, складной и аксиально гибкий элемент. Имеет множество извилин или складок. Он может быть изготовлен из цельного куска тонкого металла. В промышленных целях обычно используются сильфонные элементы:

• Токарная обработка из цельного металла
• Пайкой или сваркой штампованных кольцевых колец
• Прокатка трубы
• Путем гидравлической формовки вытянутой трубы

Рабочие

Действие изгиба и растяжения приводит в действие упругие элементы.Для правильной работы натяжение должно быть наименьшим. Идеи конструкции диафрагмы применимы и к кишечнику. Производитель описывает сильфон двумя символами — максимальный ход и максимально допустимое давление. Полученное усилие можно увеличить за счет увеличения диаметра. Длина хода может быть увеличена за счет увеличения складок или извилин.

Для выбора конкретного материала для упругого элемента, такого как сильфон, необходимо проверить следующие параметры:

• Диапазон давления
• Гистерезис
• Усталость при динамической работе
• Коррозия
• Простота изготовления
• Чувствительность к колебаниям давления

Наиболее важными из них являются гистерезис и чувствительность к колебаниям давления.Гистерезис можно минимизировать, соблюдая надлежащую технологию изготовления. Например, диафрагма, изготовленная из цельного материала, имеет меньший гистерезис по сравнению с диафрагмой, изготовленной штамповкой. Тот же метод можно применить и для сильфонов. В последнем случае динамический характер переменной может быстро вызвать резонанс в зависимости от собственной частоты системы. Собственная частота рассчитывается исходя из размеров системы и датчика.

Для прочных сильфонов в качестве основного элемента выбрана углеродистая сталь.Но материал легко подвергается коррозии и его трудно обрабатывать. Для улучшения гистерезисных свойств вы можете использовать бас трубы, фосфорную бронзу или кремниевую бронзу. Лучшие динамические характеристики могут быть достигнуты при использовании бериллиевой меди. Нержавеющая сталь устойчива к коррозии, но не обладает хорошими эластичными свойствами. Для облегчения изготовления требуются мягкие материалы.

Все сильфонные элементы используются с отдельными калибровочными пружинами. Пружины можно выравнивать двумя способами — при сжатии или расширении при использовании.Оба этих типа, с внутренними пружинами сжатия или внешними пружинами растяжения, коммерчески известны как приемные элементы и повсеместно используются в пневматических контурах управления. На рисунках ниже показаны сжатый и развернутый тип. Сильфон с пружинным противовесом также показан ниже. Открытая сторона сильфонного элемента обычно жестко прикреплена к корпусу прибора, и из-за жесткого крепления эффективная или активная длина сильфонного элемента меньше его фактической длины. Это устройство используется в случаях, когда диапазон управляющего давления находится между 0.От 2 до 1 кг / см ² .

Манометр сильфонный

Из-за динамичной работы устройства важным фактором является срок службы сильфона. Номограммы доступны у производителей, из которых можно напрямую считать срок службы в кругах, зная процент максимального давления и процент максимального хода.

При выборе эластичного материала для датчиков коррозионная среда требует особых мер предосторожности.Помимо этого, существуют и другие факторы, показывающие, что среда не должна напрямую контактировать с измерительным элементом. Они показаны ниже:

• Прямое воздействие статической головки на измерительный элемент может вызвать ошибку в ответе.
• Прямое прикосновение к среде может вызвать коррозию, жидкости с высокой вязкостью могут вызвать ошибку реакции, а увлеченные материалы в среде могут засорить элемент.
• В некоторых критических процессах пищевой и фармацевтической промышленности требуется очистка измерительной системы.
• Удаление измерительного элемента для обслуживания должно быть удобным.

Все эти факторы предполагают, что между технологической жидкостью и измерительным элементом следует установить уплотнение. Лучшим примером является разделительная диафрагма. Он состоит из гибкой диафрагмы, изготовленной из коррозионно-стойкого материала и герметизированной внутри камеры, которая может соединять процесс с одной стороны и измерительный элемент с другой.

Эффективная площадь упругого элемента, такого как диафрагма или сильфон, обычно меньше геометрической площади.Для определения полезной площади производится известное изменение нагрузки за пределами центра элемента и отмечается соответствующий прогиб. Затем определяется перепад давления для того же отклонения.

Frontiers | Сильфонные приводы с печатью PolyJet: конструкция, оптимизация конструкции и экспериментальные исследования

Введение

Дизайн будущих робототехнических систем будет определяться спросом на широкий ассортимент продукции и короткие сроки выполнения заказа, но в то же время может выиграть от постоянного прогресса в производственных технологиях.В этом контексте множество возможностей возникает из комбинации AM и пневматического срабатывания.

Возможный подход к повышению гибкости будущих производственных процессов — это сценарии взаимодействия человека и робота, характеризующиеся непосредственной близостью людей и роботов. Устранение каркасов безопасности сопровождается обязательным требованием физической неприкосновенности сотрудников. За счет сведения к минимуму инерции звеньев манипулятора и добавления податливых элементов в кинематическую цепь можно снизить риски, присущие роботизированным системам (Zinn et al., 2004; DIN ISO / TS 15066: 2017-04, 2017; Dämmer et al., 2018). Технологии AM позволяют изготавливать детали очень сложной формы (Clausen et al., 2016), полученные путем оптимизации топологии, что приводит к очень легким деталям. В системах электромеханических приводов внутренняя податливость достигается за счет значительного увеличения механической сложности (Lens et al., 2010). Это, в частности, относится к регулируемым по своей сути системам (Grebenstein et al., 2011; Dämmer et al., 2018). Из-за сжимаемости воздуха пневматические приводы по своей сути податливы и могут быть легко скомпонованы в антагонистические пары с регулируемой податливостью (Vanderborght et al., 2013; Байден, Ивлев, 2014; Вел и Се, 2016). В последнее время стремление к пневматическим приводам двойного действия привело к созданию новых конструкций, которые могут привести к очень компактным продуктам будущего (Ferraresi et al., 2014). Более того, функциональная интеграция, обеспечиваемая AM (Paz et al., 2016), и механическая простота пневматических приводов (Hildebrandt, 2009) могут привести к уменьшению количества деталей, что минимизирует затраты на сборку и логистику. Кроме того, в технологиях производства без использования инструментов, таких как AM, количество меньше влияет на стоимость производства и, следовательно, повышает гибкость процессов и небольшие размеры партий.Однако для исследования ожидаемых выгод пригодность будущих компонентов робота для AM является обязательной.

С точки зрения аддитивной технологичности сильфонные приводы очень перспективны по двум причинам. Первое: хорошее качество поверхности и точность размеров, которые вряд ли могут быть достигнуты с помощью технологий AM (MacCurdy et al., 2016), не требуются для принципа работы сильфона. Во-вторых: сложная складчатая конструкция использует геометрическую свободу, присущую AM, и характеристики приводов могут быть легко изменены путем изменения формы и материала.Прекрасным примером функциональной интеграции аддитивного производства является Bionic Handling Assistant (Grzesiak et al., 2011), в котором конструкции сильфонов аддитивного производства воспринимают внешние нагрузки и перемещают робота.

Для AM сильфонов использовались различные технологии, такие как селективное лазерное спекание (SLS) (Grzesiak et al., 2011), печать PolyJet ™ (PJP) (MacCurdy et al., 2016; Drotman et al., 2017) ) и цифровой проекционной стереолитографии (DMP-SL) (Peele et al., 2015). AM форм для силиконового формования приводов изгиба продемонстрирован в многочисленных публикациях (например, Mosadegh et al., 2014). Также были опубликованы подробные обзоры приводов сильфонов в контексте шарнирных роботизированных систем (Gaiser et al., 2012), 3D-печати (Zolfagharian et al., 2016) и мягкой робототехники (Polygerinos et al., 2017).

В рамках основанного ЕС исследовательского проекта «Цифровые материалы для 3D-печати» (DIMAP) были разработаны новые функциональные материалы для печати PolyJet ™ (http: // www.dimap-project.eu). В качестве демонстрации приложений были разработаны компоненты робота с высокой степенью интеграции для печати PolyJet, включая приводы сильфонов. Однако, несмотря на несколько примеров приводов сильфонов AM в контексте робототехники, отсутствует информация о достижимых характеристиках и стратегиях проектирования на основе моделирования. В дополнение к этому, в последнее время неоднократные нагрузки были связаны со значительным уменьшением устойчивых деформаций эластомеров PolyJet (Moore et al., 2015).

В документе конференции (Dämmer et al., 2018) представлены пневматические многослойные сильфонные приводы PolyJet. Их структурное поведение исследуется и сравнивается со структурным моделированием. Чтобы улучшить характеристики приводов, конструкция сильфона интерпретируется как задача оптимизации формы с минимизацией деформации в качестве основной цели. Наконец, проводятся испытания на выносливость, чтобы исследовать влияние оптимизации формы и двух различных материалов на количество циклов нагрузки до отказа. Поскольку силовые реакции на наложенные смещения существенно зависят от времени, эта расширенная версия дополнена испытаниями на релаксацию эластомерных сильфонов.Актуальность представленных результатов для разработки легкого захвата из нескольких материалов продемонстрирована в другой статье с расширенной версией (Dämmer et al., 2019). Представленные результаты вносят вклад в общие знания об использовании эластомеров PolyJet для пневматических приводов и роботов.

Дизайн

Требования к рабочим характеристикам (например, сила, отклонение) и доступное пространство для сильфонного привода могут значительно различаться в зависимости от предполагаемого применения и конкретной конструкции окружающих компонентов.Приводы сильфонов, описанные ниже, предназначены не для использования в реальных условиях, а для понимания фундаментальных принципов, которые могут быть перенесены в произвольные приложения. Поэтому были разработаны линейные сильфонные приводы PolyJet для печати (рис. 1), которые содержат мягкую эластомерную конструкцию сильфона и твердые, термореактивные фланцы. Во фланцах были сделаны отверстия, чтобы можно было удалить воскоподобный материал, поддерживающий выступы во время процесса печати (рис. 1A).

Рисунок 1 . Приводы с линейным сильфоном (A) , полученные путем одновременной печати на твердых и мягких материалах. Использовались мягкие материалы TangoBlackPlus ™ (B) и Agilus30 ™ (C) . Общая длина приводов составляет 78 мм, а внешний диаметр сильфонной конструкции составляет 64,2 мм.

Конструкция сильфона и фланцы изготовлены в виде единой детали из разных материалов и дополнены заглушками и пневматическими соединителями.В этой статье сравнивается стандартный мягкий материал TangoBlackPlus ™ (TB +) (Рисунок 1B) и новый мягкий материал Agilus30 ™ (A30) (Рисунок 1C). Для фланцев использовался стандартный твердый материал VeroWhitePlus ™ (VW +). Приводы, содержащие TB + (рис. 1B), были напечатаны компанией cirp GmbH (Römerstraße 8, 71296 Heimsheim, Германия), приводы, содержащие A30 (рис. 1C), — компанией Stratasys ^® Ltd. (Haim Holtsman St. 1, 7612401 Rehovot, Израиль).

Анализ методом конечных элементов

Предварительные сведения

Как правило, линейные приводы используются для преобразования различных источников энергии (например,g., электрическая, пневматическая) в механическую энергию, т. е. создают силу и поступательное движение. Полезная сила (называемая «действующей силой») F _eff и линейное отклонение x пневматического сильфонного привода зависят от геометрии сильфона и материала, а также от пневматических и механических компонентов всей системы привода. . Предполагая квазистатические условия и направление без трения, F _eff может быть выражено как функция (1) силы давления F _p и структурной силы F _s .Таким образом, F _s вызвано деформацией сильфона.

Feff = Fp — Fs (1)

F _p можно легко определить ( F _p = (Δ p ) · A _eff ), умножив относительное давление Δ p (Δ p = p _i — p _a ) и полезную площадь A _eff фланца привода. Однако структурная сила F _s является функцией x и Δ p (и ẋ, t , если учитывать вязкоупругость) и вряд ли может быть вычислена аналитически.Поэтому в следующих разделах описывается геометрическое представление и модель материала для конструкций эластомерных сильфонов для реализации в анализе конечных элементов (FEA).

Представление геометрии

Модуль упругости материала фланца находится в диапазоне> 1000 МПа (Sheikhnejad et al., 2016) по сравнению с 0,5 МПа для модуля упругости конструкции сильфона (Reiter and Major, 2011). Таким образом, деформация фланца не учитывается в следующем FEA i.е., фланец представлен исключительно граничными условиями в соответствующих узлах сетки сильфонных конструкций. Для конструкции сильфона выбрана осесимметричная U-образная конструкция, состоящая из параллельных линий и полукругов. Таким образом, вся конструкция сильфона с непостоянной толщиной стенки может быть однозначно определена с помощью плоского эскиза, состоящего из 7 проектных параметров (Рисунок 2, слева). Значения параметров (в мм) для начальной и оптимизированной версии приведены на Рисунке 2 (справа) и будут упоминаться в последующих параграфах.

Рисунок 2 . Слева: параметризация U-образной конструкции сильфона с непостоянной толщиной стенки. Смещения считываются в контрольных точках (cp) для оценки расстояний до соседних полуволн. Справа: значения параметров в мм для начальной (V1) и оптимизированной версии (V2). Таким образом, d и l остаются постоянными для сравнительного анализа V1 и V2.

Модель материала

Структурная сила F _s , создаваемая деформированной структурой сильфона, возникает из стремления молекулярных цепей вернуться к своей исходной конфигурации.На макроскопическом уровне энтропийная эластичность эластомеров обычно описывается функцией энергии деформации U (Ogden, 1997). В полиномиальной форме (Уравнение 2) (Dassault Systemes Simulia Corp., 2014) U выражается как функция первого и второго инвариантов ( I ₁ , I ₂ ) левого Тензор деформации Коши-Грина и — в случае сжимаемости — упругой объемной деформации J _el as

U = ∑i + j = 1NCij (I1−3) i (I2−3) j + ∑i = 1N1Di (Jel − 1) 2i.(2)

Таким образом, материальные константы C _ij и D _i связаны с девиаторным и объемным поведением материала соответственно. Для моделирования КЭ, описанного ниже, общая полиномиальная форма (уравнение 2) приводится к первому порядку ( N = 1) форме Муни-Ривлина для сжимаемых материалов (Dassault Systemes Simulia Corp., 2014) в форме

U = C10 (I1-3) + C01 (I2-3) + 1D1 (Jel-1) 2. (3)

Материальные константы, которые используются в следующем ( C ₁₀ = 0.11 МПа, C ₀₁ = 4,52 МПа, D ₁ = 2,28 МПа) были определены путем подбора модели (уравнение 3) к данным испытаний на одноосное растяжение и сжатие TB + с использованием фитинга Abaqus (Dassault Systèmes) процедура.

Экспериментальная проверка

Для проверки FEA геометрии сильфона был установлен испытательный стенд привода, который позволяет измерять эффективную силу F _eff для заданных давлений Δ p и прогибов x .На рис. 3 показан сильфонный привод, установленный на испытательном стенде привода в трех состояниях смещения. Приложенный перепад давления Δ p контролируется регулирующим клапаном Festo VPPM (0–2 бар), F _eff измеряется датчиком силы Burster 8523-50 (+/- 0-50 Н) и смещение x регулируется линейной осью Festo EGSA-50-100.

Рисунок 3 . Измерение эффективной силы F _eff линейного сильфонного привода.Были протестированы три состояния смещения: растяжение (слева), начальное (в центре) и сжатое (справа) состояние. Чрезмерное растяжение приводит к большим деформациям и разрушению конструкции, сжатие ограничивается из-за самоконтакта соседних полуволн.

В этой процедуре смещения варьировались от -20 до 30 мм, а относительное давление Δ p изменялось от 0 до 140 мбар с шагом 20 мбар. На рисунке 4 сравниваются экспериментальные («Exp.») И смоделированные («FEA») характеристики сила-давление-прогиб.Эффективная сила увеличивалась в течение почти 30 с после достижения конечных перемещений. Таким образом, измерения были выполнены через 30 с (релаксация подробно рассматривается в разделе «Исследование релаксации в сильфонных приводах PolyJet»). Как и ожидалось, эффективная сила F _eff , прилагаемая приводом, увеличивается с увеличением относительного давления Δ p , но уменьшается (в целом) с увеличением отклонения x . Для отрицательных прогибов ( x <0) эффективная сила F _eff остается почти постоянной.

Рисунок 4 . Сравнение экспериментальных (сплошные линии) и смоделированных (пунктирные линии) результатов для эффективной силы, зависящей от давления и смещения F _eff . Моделирование в целом хорошо согласуется с экспериментальными результатами. Обратите внимание, что линии между точками измерения интерполируются.

Примечательно, что ни одна из линий не покрывает весь диапазон отклонения от –20 до 30 мм. Растяжение ограничено при более низком давлении из-за сдвига равновесия статических сил (уравнение 1).Сжатие ограничено при более высоких давлениях, поскольку волны геометрии сильфона имеют тенденцию касаться соседних волн («самоконтакт»). Принимая во внимание, что результаты FEA обычно хорошо согласуются с экспериментальными результатами, Рисунок 4 показывает, что отклонения увеличиваются в результате высокого давления или удлинения. Скорее всего, это связано с диапазоном соответствия основной модели. Для лучшего соответствия моделирования и эксперимента рекомендуется проводить испытания материалов, охватывающие многоосные состояния напряжения и зависимости от времени.

Оптимизация геометрии сильфона

Проблема оптимизации сильфона

В следующем абзаце решается примерная проблема, но показанные методы легко модифицируются для других задач. В описанных выше экспериментах повторяющиеся нагрузки приводят к трещинам в конструкции сильфона, которые можно объяснить усталостью. В многократно деформированных эластомерах (Gent et al., 1964; Lake and Lindley, 1964) дефекты материала, также типичные для AM-материалов (Moore et al., 2015), вызывают локальные пики деформации, которые приводят к образованию и распространению микроскопических трещин и в конечном итоге приведет к усталостному отказу.Чтобы найти улучшенную конструкцию сильфона (V2), которая достигает такой же эффективной силы F _eff и прогиба x , что и исходная геометрия (V1), но выдерживает увеличенное количество циклов нагрузки, была разработана программа численной оптимизации. Таким образом, максимальная (логарифмическая) главная деформация ε _{ln, max} рассматривалась как показатель усталостной долговечности (Zhou, 2016) в целевой функции деформации

. Qε (x) = (εln, max (x) -εmax) 2. (4)

Конструкции x , которые приводят к смоделированным деформациям ε _{ln, max} , превышающим эталонную деформацию ε _max , штрафуются большими значениями целевой функции.Для достижения требуемого отклонения при избежании самоконтактности штрафные функции Q _ld ( x ) и Q _sc ( x ) были заявлены аналогично Q _ε ( x ) и добавлен к многокритериальной целевой функции

Q (x) = wε · Qε (x) + wld · Qld (x) + wsc · Qsc (x) (5)

с w _ε , w _ld и w _sc , являющимися связанными весовыми коэффициентами для компенсации единиц.Требуемая эффективная сила F _eff реализуется как жесткое ограничение, которое требует, чтобы Δ p было переменным. Длина конструкции сильфона и эффективная площадь фланцев оставались постоянными, чтобы можно было сравнить эффект от оптимизации. Таким образом, конструкция сильфона полностью описывается вектором проектирования

. x = [riratitadΔp] T (6)

Кроме того, (четный) целочисленный параметр n _hw определен для количественной оценки количества полуволн, которые описывают структуру сильфона.Границы и вторичные ограничения определены (их исчерпывающее описание выходит за рамки данной статьи) в векторе ограничений g ( n _hw , x ), чтобы исключить недопустимые геометрии. Следовательно, согласно (Mahl, 2015), задача оптимизации целочисленных сильфонов со смешанными ограничениями равна

minnhw {minx {Q (nhw, x) | g (nhw, x) ≤ 0}}. (7)

Результаты оптимизации и проверка

Была реализована программа оптимизации для решения указанной выше задачи оптимизации на основе структурного моделирования и параметризации, описанных выше.Matlab (MathWorks) и Abaqus (Dassault Systèmes) были подключены, и взаимодействие программного обеспечения было реализовано с помощью скриптов Python (рисунок 5). Процедура начинается с исходными параметрами x _start и n _{hw, start} и заканчивается с оптимальными параметрами x _opt и n _{hw, opt} . Функция оптимизации Matlab на основе градиента fmincon (настройки по умолчанию) была выбрана для удобной реализации границ и вторичных ограничений.Процедура оптимизации была запущена с учетом максимальной эталонной деформации ε _max = 0,2 и требования силы 12 Н при линейном отклонении 30 мм.

Рисунок 5 . Программа оптимизации для оптимизации линейных сильфонных приводов. Программа находит оптимальные геометрические параметры и относительное давление для создания необходимой эффективной силы при требуемом смещении при минимизации максимальной основной деформации в конструкции сильфона.

На рис. 6 показана смоделированная макс.распределение основных деформаций исходной (V1) и оптимизированной геометрии сильфона (V2). Соответствующие параметры формы приведены на рисунке 2 (справа). Исходная геометрия (V1) описывается четырьмя полуволнами с постоянной толщиной стенки. Для достижения эффективной силы 12 Н при прогибе 30 мм требуется 140 мбар, что вызывает (моделируемую) максимальную основную деформацию 65%. Оптимизированная геометрия (V2) состоит из шести вместо четырех полуволн и непостоянной толщины стенки. При линейном отклонении 30 мм и приложенном давлении 100 мбар эффективная сила превышает 12 Н, а моделируемое макс.основной штамм 24%.

Рисунок 6 . Имитация макс. распределение главных деформаций исходной геометрии V1 (слева) и оптимизированной геометрии V2 (справа).

На рисунке 7 сравниваются характеристики давления-силы-отклонения исходной (V1) и оптимизированной (V2) геометрии. Для оптимизированной геометрии (пунктирные линии) эффективная сила значительно меньше зависит от прогиба, то есть более низких давлений достаточно для создания сравнительно высоких сил при больших перемещениях.Рассматривая рисунок 6 в сочетании с уравнением (1), можно сделать вывод, что потеря эффективной силы для увеличения прогибов вызвана увеличением деформации в материале.

Рисунок 7 . Сравнение экспериментальных характеристик давление-сила-прогиб исходной (V1, сплошные линии) и оптимизированной (V2, пунктирные линии) геометрии. Оптимизированная геометрия (V2) требует меньшего давления для создания необходимых усилий при больших прогибах, что является результатом макс.минимизация основной деформации. Линии между точками измерения интерполируются.

Оптимизированная геометрия (V2) удовлетворяет требованиям силы смещения 12 Н при 30 мм. Более того, значительное снижение моделируемой максимальной основной деформации (24% вместо 64%) в сочетании с литературными данными по усталости (Moore et al., 2015) дает основания предполагать увеличенный усталостный ресурс новой геометрии сильфона (V2). по сравнению с исходной геометрией (V1).

Гонка на выносливость

Для проверки гипотезы о повышении усталостной долговечности оптимизированной геометрии и для сравнения TB + с новым материалом было выполнено

прогонов на выносливость.Agilus30 ™ (A30) — это недавно выпущенный эластомер PolyJet с аналогичным диапазоном твердости (Shore A 30–35 по сравнению с 26–28 для TB +), а также повышенным удлинением при разрыве и сопротивлением раздиру (Stratasys, Ltd.). Благодаря превосходным свойствам, указанным в техническом паспорте (Stratasys, Ltd.), ожидалось увеличение усталостной долговечности по сравнению с TB +. Следует отметить, что для сильфонов TB + и A30 использовались одинаковые геометрические формы и параметры материалов, поскольку в настоящее время не было доступно достаточных данных о материалах A30.Поэтому результаты A30 следует интерпретировать с осторожностью и представлять для целей сравнения.

На рисунке 8 показан привод сильфона, установленный на стенде для испытаний на износостойкость. Во время испытания левая сторона сильфонного привода может свободно перемещаться в горизонтальном направлении и управляется четырьмя направляющими болтами, смазанными ПТФЭ. В длительных пробегах давление 140 мбар для V1 и 100 мбар для V2 применялось в течение 30 с. Полученный прогиб был механически ограничен до 30 мм.

Рисунок 8 .Долговечные пробеги с сильфонными приводами. Начальное состояние (слева) и состояние расширения (справа). Выдвижение механически ограничено до 30 мм. Эксперимент прекращался при достижении порогового значения объемного расхода.

Затем давление сбрасывалось еще на 30 с, прежде чем процедура была повторена. Объемный расход измерялся в течение 30-секундного периода, чтобы обнаружить возможное повреждение сильфона, и эксперимент был остановлен в случае превышения порогового значения 2 нл / мин.

На рис. 9 показаны циклы нагрузки до отказа, достигнутые сильфонными приводами.Циклы до отказа варьируются от менее 20 (TB +, V1) до более 30 000 (A30, V2). В среднем сильфон A30 с исходной геометрией (V1) выдерживал 143 цикла нагрузки, а сильфон с оптимизированной геометрией (V2) — 24 104 цикла нагрузки. Даже без статистической значимости результаты убедительно показывают, что оптимизированная геометрия (V2) выдерживает значительно большее количество циклов нагрузки до разрушения по сравнению с исходной геометрией (V1). Более того, можно предположить, что сильфоны, изготовленные из A30, выдерживают значительно больше циклов нагрузки до отказа по сравнению с сильфонами, изготовленными из TB +.

Рисунок 9 . Циклы нагрузки до отказа различных приводов сильфонов. Наилучшие результаты дает комбинация Agilus30 ™ (A30) и варианта геометрии 2 (V2). Каждые данные соответствуют одному бегу на выносливость.

Примечательно, что разная геометрия приводит к разным, но согласованным режимам и местам отказа. Таким образом, можно выделить две категории отказов, как показано на рисунке 10. Все образцы исходной геометрии (V1) разрушились на внутренней волне из-за трещин в осевом направлении (рисунок 10, слева).В соответствующем FEA макс. Основные деформации ориентированы тангенциально на внутреннем диаметре, т. е. перпендикулярно трещинам. Образцы оптимизированной геометрии (V2) постоянно разрушались в тангенциальном направлении (т. Е. Перпендикулярно осевым деформациям) рядом с фланцами, как показано на рисунке 10 (справа). Местоположение и направление отказа соответствуют смоделированному макс. распределение основных деформаций, полученное из FEA.

Рисунок 10 . Трещины в конструкции сильфона ориентированы в осевом направлении на внутреннем диаметре исходной геометрии «V1» (слева) и в тангенциальном направлении рядом с фланцем оптимизированной геометрии «V2» (справа), что соответствует расположению и перпендикулярно по направлениям макс.основной штамм в соответствующем FEA.

Есть несколько возможностей для дальнейшего увеличения усталостной долговечности сильфонных приводов, описанных выше. Конкретное геометрическое представление, показанное на рисунке 2, представляет собой компромисс между размерами (и размером) пространства решений и стоимостью (время на разработку самой процедуры и время вычислений). Дальнейшая оптимизация может быть реализована путем выбора более сложной параметризации. Обратите внимание, что осесимметричный дизайн был выбран здесь, чтобы минимизировать размеры задачи оптимизации.Если это упрощение опущено, эффективная площадь фланца может быть увеличена без увеличения основных размеров привода.

Исследование релаксации в сильфонных приводах PolyJet

Мотивация для исследования релаксации в сильфонных приводах PolyJet

Точность пневматической робототехнической системы во многих случаях зависит от точности моделирования ее исполнительных механизмов. Это связано с тем, что в современных контроллерах на основе моделей физическая модель системы используется для вычисления желаемых давлений.В сильфонных приводах создание давления или принудительное движение привода подразумевает деформацию конструкции сильфона, то есть разные профили давления или движения приводят к разным деформациям / скоростям деформации в материале сильфона. В зависимости от конкретного применения или задачи легкого робота время цикла может варьироваться от долей секунды до нескольких секунд или минут. В ходе экспериментов, описанных в предыдущих параграфах, мы убедились, что сильфоны с печатью PolyJet в значительной степени реагируют во времени в зависимости от приложенного давления и вынужденных деформаций.В параграфе «Экспериментальная проверка» этот факт учитывался ожиданием, пока силовые реакции структур не стабилизировались (т.е. 30 с на рисунках 4, 7), прежде чем были проведены измерения. Однако эта процедура непрактична для реального применения робота, и необходимо оценить ее значение для моделирования конструкций. Таким образом, механическое поведение, зависящее от времени, типично для эластомерных структур (Saccomandi and Ogden, 2004; Bergström, 2015) и возникает в основном из-за перестройки молекулярных цепей (энтропийная эластичность), вызванной деформацией.Несколько публикаций подтверждают наш качественный опыт относительно временной зависимости материалов PolyJet в целом (Blanco et al., 2014; Zhang and Albert, 2016) и, что наиболее важно, эластомеров PolyJet TangoBlack ™ (предшественник TB +) (Kundera and Bochnia, 2014) и A30 (Акбари и др., 2018). Однако, насколько нам известно, более подробных исследований поведения конструкции сильфона A30 во времени не опубликовано. Поэтому в следующих параграфах исследуется релаксационное поведение конструкций сильфонов A30.Результаты предназначены для первоначальной оценки значимости зависимости от времени для (мягких) роботизированных приложений и будут использоваться для проверки моделей вязкоупругих материалов в будущем.

Модернизация сильфонных приводов для испытаний на релаксацию

Для повышения рентабельности были спроектированы новые тестовые геометрические формы (рисунок 11), которые значительно меньше (общая длина 22 мм вместо 78 мм), чем те, которые описаны в разделе «Дизайн». Что касается будущих исследований, была выбрана простая геометрия сильфона с двумя половинными волнами, который также можно формовать с использованием сердечника из двух частей (например,г., для силиконового литья).

Рисунок 11 . Изображение в разобранном виде (слева) и в разрезе (справа) печатной конструкции сильфона PolyJet для испытаний на релаксацию. Сильфон (желтый) и фланцы квадратной формы (белый) напечатаны как одна деталь из нескольких материалов.

Конструкция мягкого сильфона (желтый) отпечатана вместе с двумя жесткими фланцами квадратной формы (белые). Круглые торцевые крышки (белые) печатаются отдельно и устанавливаются после удаления материала поддержки из камеры сильфона.Сильфонные приводы были напечатаны компанией cirp GmbH (Römerstraße 8, 71296 Heimsheim, Германия). Все детали, исследованные в параграфе «Исследование релаксации в приводах с сильфонами PolyJet», были напечатаны с матовой поверхностью и ориентированы так, чтобы главная ось была параллельна платформе печати.

Экспериментальная установка и процедура испытаний на релаксацию

Были применены два варианта нагружения, чтобы исследовать поведение релаксации сильфонных приводов (рис. 11).

Нагрузка «Прогиб»: начиная с начальной длины привода (22 мм), верхний фланец растягивался со скоростью 8 мм / с, пока не было достигнуто линейное отклонение 4 мм.Отклонение сохранялось в течение 90 с, и отслеживалась сила (втягивания) отклоненного исполнительного механизма. В случае нагружения «Прогиб» перепад давления не применялся.

Нагрузка случай «Наддув»: от давления окружающей среды в приводе сильфона, шаг давления +0,4 бара был применен путем быстрого открытия запорного клапана. Прогиб был полностью подавлен, и повышенное относительное давление поддерживалось не менее 90 с. Действующее усилие привода под давлением контролировалось.Для того, чтобы применить описанные нагрузки и контролировать приложенные и результирующие параметры, была создана испытательная установка (рис. 12, слева). Пневматические шланги были прикреплены к исполнительным механизмам (Рисунок 12, справа) для подключения источника давления и датчика.

Рисунок 12 . Испытания на релаксацию с приводами сильфона A30. Слева: пневмопривод, установленный на испытательном стенде, воздушные шланги для подачи давления / датчика и тензодатчика. Справа: сильфонные приводы, протестированные для данной публикации.

Испытательный стенд (Bose Corp., ElectroForce Systems Group, MN, US) включает в себя линейный привод для монотонных испытаний, датчик веса WMC-25 (Interface Inc., AZ, США), а также блок контроллера и рабочую станцию. Программное обеспечение WinTest ^® DMA (Bose Corp.) использовалось для выполнения и анализа экспериментов. Для предварительной настройки и подачи предварительно выбранного давления использовались прецизионный регулятор давления Festo LRP-1 / 4-4 (Festo AG & Co. KG, GER) и ручной отсечной клапан Festo. Давление измеряли с помощью датчика давления Keller 21 PY (Keller AG, CH).

Всего было протестировано четыре одинаковых образца. Таким образом, каждый образец был испытан два раза подряд в одном варианте нагрузки. Последовательность испытаний варьировалась в соответствии с таблицей 1, чтобы учесть возможные необратимые эффекты, такие как пластическая деформация или трещины.

Таблица 1 . Последовательность релаксационных тестов.

Результаты и интерпретация

На рис. 13 показаны данные отклонения и силовые реакции четырех приводов в случае нагрузки «Отклонение».Как можно видеть, быстро применяемое смещение (4 мм за 0,5 с) приводит к выраженным пиковым усилиям для всех приводов. Во время постоянного смещения величина сил привода уменьшается и асимптотически приближается к плато. Отвод испытательного стенда до первоначальной длины вызывает противодействующую силу. В то время как силовые реакции исполнительных механизмов 1, 2 и 4 аналогичны, силовая реакция исполнительного механизма 3 значительно отличается по амплитуде.

Рисунок 13 .Силовые реакции привода из-за приложенного отклонения. Примененный профиль прогиба нанесен (синий) только для первого тестового прогона, но практически такой же для других тестовых прогонов.

На Рисунке 14 показаны силовые реакции четырех исполнительных механизмов в случае нагружения «нагнетание давления». Быстро приложенный скачок давления (+0,4 бар; график для испытания только с первым приводом) приводит к номинальному увеличению усилия привода. В интервалах постоянного давления силовые отклики асимптотически приближаются к плато.Силовая реакция исполнительного механизма 3 значительно больше (по величине), чем другие реакции. Причина этого отклонения неизвестна. Однако в сочетании с результатами на фиг.13 можно сделать вывод, что привод 3 оказывает меньшее сопротивление приложенным нагрузкам (т.е. имеет «более мягкую» конструкцию), что приводит к более низкой измеренной силе при отклонении, но большей измеренной величине силы при герметизация. Дальнейшие исследования с привлечением большего количества образцов должны прояснить это.

Рисунок 14 .Силовые реакции привода из-за приложенного давления. Для наглядности профиль приложенного давления нанесен (синим цветом) для пробного запуска только с первым приводом.

Тем не менее, из рисунков 13, 14 можно сделать два интересных наблюдения. Во-первых, все силовые реакции существенно зависят от времени, например, пиковые силы на рисунке 13 достигают более 20 Н, но быстро уменьшаются ниже 10 Н. Во-вторых: преднамеренное предварительное растяжение во время нагрузок, применяемых в наших испытаниях, похоже, мало влияет на жесткость конструкций в последующих испытаниях.Это можно сделать из того факта, что последовательные испытания приводят к аналогичным силовым реакциям (рисунки 13, 14) и что нельзя провести четкое различие между предварительно растянутыми и не предварительно растянутыми исполнительными механизмами на рисунке 13. Наблюдаемая временная зависимость является типичной. для эластомеров и в соответствии с нашими качественными ожиданиями. Однако описанные результаты могут использоваться для построения математических моделей поведения исполнительных механизмов в зависимости от времени и служить отправной точкой для стандартизированных циклических и зависимых от скорости испытаний для калибровки моделей вязкоупругих материалов.

Для FEA и оптимизации приводов сильфона в параграфах Анализ конечных элементов — Оптимизация геометрии сильфона, определяющее поведение моделировалось как не зависящее от времени, что представляет собой значительное упрощение с учетом результатов, представленных в этом параграфе. В этом контексте также важно отметить, что все представленные данные, касающиеся деформации, являются симулятивными, и у нас нет свидетельств фактического уровня деформации в конструкции. Однако результаты испытаний на выносливость в параграфе «Пробег на выносливость» доказывают, что оптимизация формы приводит к значительному увеличению усталостной долговечности.Более того, сравнение моделируемых максимумов деформации (рис. 6) и экспериментальных режимов и мест разрушения (рис. 10) указывает на хорошее значение FEA с учетом качественного распределения деформации в конструкции.

Заключение

Сильфонные приводы, изготовленные с помощью аддитивных технологий, представляют собой интересный вариант для приведения в действие будущих робототехнических систем, поскольку их конструктивное поведение сильно регулируется формой и материалом. Эта статья содержит информацию о конструкции, оптимизации формы и экспериментальных исследованиях пневматических сильфонов PolyJet.Во-первых, приводы с сильфонами из различных материалов были разработаны с использованием материала VeroWhitePlus ™ для жестких фланцев и TangoBlackPlus ™ (TB +) / Agilus30 ™ (A30) для конструкции с мягким сильфоном. Затем поведение конструкции сильфона было проанализировано методом конечных элементов. Была разработана стратегия численной оптимизации и изучено влияние оптимизации геометрии и выбора материала на устойчивое количество циклов нагрузки. Результаты убедительно показывают, что предложенная стратегия проектирования, основанная на процедуре многокритериальной оптимизации, приводит к значительному увеличению усталостной долговечности.Кроме того, сильфон A30 выдерживал значительно большее количество повторных нагрузок, чем сильфон TB +. Режимы и места отказа в значительной степени соответствуют анализу методом конечных элементов. В этой расширенной версии более тщательно исследовался материал с лучшими характеристиками (A30). Поэтому испытание на релаксацию проводилось с использованием переработанных тестовых структур. Полученные данные подтверждают значимость временной зависимости поведения материала A30. Результаты способствуют пониманию механического поведения эластомеров PolyJet при статических, динамических и повторяющихся нагрузках, например, в печатных роботах.

Авторские взносы

GD координировал деятельность Festo в отношении механики в проекте DIMAP. Это включало изучение литературы, координацию тестов, интерпретацию результатов, а также планирование и написание доклада для конференции и расширенной версии. SG реализовала процедуру оптимизации формы и тесты компонентов для доклада для конференции. AH поддержала проект DIMAP в Festo и координировала действия по контролю обратной связи для бумаги. ZM инициировал проект DIMAP в IPPE и координировал все испытания материалов и компонентов в IPPE.

Заявление о конфликте интересов

В период выполнения описанных работ GD, SG и AH работали в Festo AG. & Co. KG., Эсслинген, Германия, и ZM работала в Университете Иоганна Кеплера, Линц, Австрия. Stratasys, PolyJet, TangoBlackPlus, TangoBlack, VeroWhitePlus и Agilus30 являются товарными знаками компании Stratasys Ltd. (Реховот, Израиль) в некоторых странах.

Благодарности

Авторы благодарят за возможность участвовать в проекте DIMAP, финансируемом в рамках программы Horizon 2020 (GA 685937).Кроме того, мы благодарим ответственных лиц Международной конференции IEEE 2018 по мягкой робототехнике (RoboSoft) за разрешение на повторное использование содержания доклада конференции (Dämmer et al., 2018). Мы благодарим Майкла Лакнера и Герхарда Вурцингера из Института инженерии полимерных продуктов (IPPE) за проведение экспериментов, описанных в параграфе «Исследование релаксации в сильфонных приводах PolyJet» в JKU, Линц.

Список литературы

Акбари, С., Сахаи, А. Х., Ковсари, К., Ян Б., Серджуэй А., Юаньфанг З. и др. (2018). Улучшенная многоматериальная 4D-печать с активными петлями. Smart Mater. Struct. 27: 065027. DOI: 10.1088 / 1361-665X / aabe63

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Байден Д., Ивлев О. (2014). «Независимая регулировка крутящего момента и жесткости пневматического мягкого привода прямого вращения для адаптируемого взаимодействия человека и робота», в Proc. 23-я Международная конференция по робототехнике в регионе Альпе-Адрия-Дунай (RAAD) (Смоленице).

Google Scholar

Бергстрём, Дж. С. (2015). Механика твердых полимеров: теория и компьютерное моделирование . Издательство Уильям Эндрю.

Бланко Д., Фернандес П. и Норьега А. (2014). Неизотропная экспериментальная характеристика модуля релаксации для деталей, изготовленных PolyJet. J. Mater. Res. 29, 1876–1882. DOI: 10.1557 / jmr.2014.200

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Clausen, A., Aage, N., и Зигмунд, О. (2016). Использование наполнителя из аддитивного производства в оптимизации топологии для повышения устойчивости к изгибу. Инжиниринг. 2, 250–257. DOI: 10.1016 / J.ENG.2016.02.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Даммер, Г., Габленц, С., Хильдебрандт, А., и Майор, З. (2018). «Оптимизация конструкции и формы сильфонных приводов PolyJet», Труды Международной конференции IEEE 2018 по мягкой робототехнике (RoboSoft) (Ливорно).

Google Scholar

Даммер, Г., Габленц, С., Хильдебрандт, А., и Майор, З. (2019). Конструкция облегченного захвата из нескольких материалов с интегрированными сильфонными приводами. Достижения в области науки, технологий и инженерных систем Журнал 4, 23–33. DOI: 10.25046 / aj040204

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dassault Systemes Simulia Corp. (2014). Руководство по теории Abaqus . Версия 6.14.

DIN ISO / TS 15066: 2017-04 (2017). Роботы и робототехнические устройства — коллаборативные роботы. Женева: Международная организация по стандартизации.

Дротман Д., Джадхав С., Карими М., Толли М. Т. и др. (2017). «Напечатанные на 3D-принтере мягкие приводы для робота на ногах, способного перемещаться по неструктурированной местности», в Proc. Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации, 2017 г. (ICRA) (Сингапур), 5532–5538.

Google Scholar

Феррарези К., Франко В. и Квалья Г. (2014). Новый двунаправленный привод с деформируемой жидкостью. Дж.Мех. Англ. Sci. 228, 2799–2809. DOI: 10.1177 / 0954406214522022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gaiser, I., Andres, A., Bretthauer, G., Breitwieser, H., Ivlev, O., Wiegand, R., et al. (2012). Соответствующая робототехника и автоматизация с гибкими гидравлическими приводами и надувными конструкциями . Лондон: INTECH Open Access Publisher. DOI: 10.5772 / 51866

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гент, А. Н., Линдли, П. Б., и Томас, А.Г. (1964). Снижает рост и утомляемость резин. I. Взаимосвязь между ростом пореза и утомлением. J. Appl. Polym. Sci. 8, 455–466. DOI: 10.1002 / приложение.1964.070080129

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гребенштейн, М., Альбу-Шеффер, А., Бальс, Т., Шалон, М., Эйбергер, О., Фридл, В. и др. (2011). «Система рук DLR» в Proc. 2011 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) (Шанхай), 3175–3182.

Google Scholar

Гжесяк, А., Беккер, Р., Верл, А. (2011). Бионический помощник в управлении: история успеха аддитивного производства. Ассем. Автомат. 31, 329–333. DOI: 10.1108 / 01445151111172907

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хильдебрандт, А. (2009). Regelung und Auslegung servopneumatischer Aktuatorsysteme . Диссертация, Штутгартский университет.

PubMed Аннотация

Кундера, К., Бохня, Дж. (2014). Исследование релаксации напряжений в моделях фотополимерных уплотнительных колец. Rapid Prototyp. J. 20, 533–540. DOI: 10.1108 / RPJ-04-2013-0043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лейк, Дж. Дж., И Линдли, П. Б. (1964). Снижает рост и утомляемость резин. II. Эксперименты на некристаллизующейся резине. J. Appl. Polym. Sci. 8, 707–721. DOI: 10.1002 / приложение.1964.070080212

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Линз, Т., Кунц, Дж., Фон Стрик, О., Троммер, К., и Каргут, А. (2010). «Biorob-arm: быстро развертываемый и искробезопасный, легкий робот-манипулятор для приложений сервисной робототехники», в Proc.41-й Международный симпозиум по робототехнике (ISR) и 6-я Немецкая конференция по робототехнике (ROBOTIK) (Берлин), 905–910.

Google Scholar

МакКарди Р., Кацшманн Р., Юбин К. и Рус Д. (2016). «Гидравлика для печати: метод изготовления роботов путем совместной 3D-печати твердых тел и жидкостей», в Proc. Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA), 2016 г., .

Google Scholar

Маль Т. (2015). Strukturmechanische Optimierung, Modellierung und Regelung pneumatisch aktuierter kontinuierlicher Roboter .Диссертация, Штутгартский университет.

Мур, Дж., П., и Уильямс, К. Б. (2015). Усталостные свойства деталей, напечатанных методом струйной печати PolyJet. Rapid Prototyp. J. 21, 675–685. DOI: 10.1108 / RPJ-03-2014-0031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мосадег, Б., Полигеринос, П., Кеплингер, К., Веннштедт, С., Шеперд, Р., и, Ф., и др. (2014). Пневматические сети для мягкой робототехники, которые быстро срабатывают. Adv. Функц. Mater. 24, 2163–2170.DOI: 10.1002 / adfm.201303288

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Огден Р. В. (1997). Нелинейные упругие деформации . Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications, Inc.

Google Scholar

Пас Р., Монсон М. Д., Бенитес А., Н. и Гонсалес Б. (2016). Новый метод оптимизации облегчения, применяемый в деталях, изготовленных с помощью селективного лазерного спекания и технологий Polyjet. Внутр. J. Comput. Интегр. Manufac. 29, 462–472. DOI: 10.1080 / 0951192X.2015.1066033

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пил, Б. Н., Валлин, Т., Дж., Чжао, Х., и Шеперд, Р. Ф. (2015). 3D-печать антагонистических систем искусственной мышцы с использованием проекционной стереолитографии. Bioinspiration Biomim. 10: 055003. DOI: 10.1088 / 1748-3190 / 10/5/055003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Полигеринос, П., Коррелл, Н., Морин, С., А., Мосадег, Б., Онал, К. Д. и др. (2017). Мягкая робототехника: обзор мягких устройств с гидравлическим приводом; производство, зондирование, управление и приложения во взаимодействии человека и робота. Adv. Англ. Mater. 19: 1700016. DOI: 10.1002 / adem.201700016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рейтер, М., Майор, З. (2011). Комбинированный экспериментальный и симуляционный подход к моделированию механического поведения гетерогенных материалов с использованием быстрых прототипов микроячеек. Virtual Phys. Прототип. 6, 111–120. DOI: 10.1080 / 17452759.2011.586949

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саккоманди Г. и Огден Р. В.(2004). Механика и термомеханика резиноподобных твердых тел . Вена: Springer-Verlag Wien GmbH.

Google Scholar

Шейхнеджад, О., Хиптмайр, Ф., и Майор, З. (2016). «Конечно-элементное моделирование и механическое моделирование композита, армированного наночастицами», в Proc. 6-я Международная конференция по аддитивным технологиям (Нюрнберг).

Google Scholar

Vanderborght, B., Albu-Schäffer, A., Antonio, A., Burdet, E., Caldwell, D., и, G., et al. (2013). Приводы с регулируемым импедансом: обзор. Робот. Автономный. Syst. 61, 1601–1614. DOI: 10.1016 / j.robot.2013.06.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вил, А. Дж., И Се, С. К. (2016). На пути к совместимым и пригодным для носки роботизированным ортезам: обзор текущих и новых актуаторных технологий. Med. Англ. Phys. 38, 317–325. DOI: 10.1016 / j.medengphy.2016.01.01001.010

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, П., и Альберт А.С. (2016). Трансверсально-изотропная гиперупруго-вязкопластическая модель для стеклообразных полимеров применительно к фотополимерам аддитивного производства. Внутр. J. Plast. 80, 56–74. DOI: 10.1016 / j.ijplas.2015.12.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу Ю. (2016). Усталостные свойства магнитореологических эластомеров и конструкция межфазных слоев для увеличения усталостной долговечности . Кандидат наук. докторская диссертация, Дублинский технологический институт.

Зинн, М., Рот, Б., Хатиб, О., и Солсбери, Дж. К. (2004). Новый подход к созданию роботов, удобных для человека. Внутр. J. Робот. Res. 23, 379–398. DOI: 10.1177 / 02783642193

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Золфагарян А., Кузани А., З., Ху, С., Й., Могхадам, А. А. и др. (2016). Эволюция мягких приводов, напечатанных на 3D-принтере. Датчики Актуаторы. 250, 258–272. DOI: 10.1016 / j.sna.2016.09.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Определение использования компенсаторов (сильфонов) в трубопроводных системах

Что такое компенсаторы?

Компенсирующие муфты используются в системах трубопроводов для компенсации теплового расширения или конечного перемещения, когда использование расширительных петель нежелательно или непрактично.Деформационные швы доступны в различных формах и из различных материалов.
Bellow вы найдете краткое описание соединений из металла, резины и Teflon®.

www.maxflexindustrial.com
www.xinlipipe.com

Металлические компенсаторы

Металлические компенсаторы

устанавливаются в трубопроводах и системах воздуховодов для предотвращения повреждений, вызванных термическим ростом, вибрацией, давлением и другими механическими силами.
Существует широкий выбор конструкций металлических сильфонов из различных материалов.Варианты варьируются от самых простых гофрированных сильфонов, используемых на нефтеперерабатывающих заводах.
Материалы включают все типы нержавеющих сталей и высококачественных никелевых сплавов.

Любая труба, соединяющая две точки, подвергается многочисленным воздействиям, которые приводят к возникновению напряжений в трубе. Некоторые из причин этих стрессов:

• внутреннее или внешнее давление при рабочей температуре
• вес самой трубы и поддерживаемых на ней частей
• перемещение, вызываемое внешними ограничителями на участках трубы
• тепловое расширение

Резиновые компенсаторы

Резиновые компенсаторы

— это гибкие соединители, изготовленные из натуральных или синтетических эластомеров и тканей с металлическим армированием, предназначенные для снятия напряжений в системах трубопроводов из-за тепловых изменений.
Когда гибкость для этого движения не может быть предусмотрена в самой системе трубопроводов, компенсатор является идеальным решением. Резиновые компенсаторы компенсируют поперечные, крутильные и угловые смещения, предотвращая повреждения и чрезмерные простои оборудования.

Специальная конструкция резиновых соединений может решить такие проблемы, как:

• Вибрация, шум, удары, коррозия, истирание
• Напряжения, нагрузки, движение оборудования
• Вибрация, пульсация давления и движение в системе трубопроводов

Деформационные швы Teflon®

Расширительные муфты Teflon® устойчивы к коррозии, не подвержены старению, обладают исключительным сроком службы при изгибе и непревзойденной надежностью.
Компенсатор Teflon® получил широкое распространение в химической обрабатывающей промышленности, в трубопроводах, где используются кислоты и высококоррозионные химические вещества, а также в коммерческих системах отопления и кондиционирования воздуха в качестве соединителей насосов и стратегической точки всей системы.

Их можно использовать для компенсации:
• смещения, несоосности, осевого перемещения
• углового отклонения и / или вибрации в трубопроводных системах

www.hosexpress.com

The Expansion Joint Manufacturers Association, Inc.

Ассоциация производителей компенсаторов, Inc. — это организация известных производителей компенсаторов с металлическими сильфонами.

EJMA была основана в 1955 году для установления и поддержания стандартов качества проектирования и производства. Эти стандарты объединяют знания и опыт Технического комитета ассоциации и доступны для помощи пользователям, проектировщикам и другим лицам в выборе и применении компенсаторов для безопасной и надежной установки трубопроводов и резервуаров.

членов EJMA — это опытные и знающие производители, продемонстрировавшие многолетнюю надежность работы в промышленности. Как производители с хорошей репутацией, члены EJMA — лучший источник информации о продукции, дизайне и услугах.
EJMA проводит обширные технические исследования и испытания по многим важным аспектам проектирования и производства компенсаторов.

Резиновые компенсаторы на практике

Пневматические искусственные мышцы (PAM) Архив

Popular Science, июль 1985 г.

Гуманоид? Android? Робот?
Терминология не может быть четко определена, но в любом случае Джон Баррон, британский инженер, назвал свой прототип антропоморфного робота Макандроида Android. Бэррон появляется со своим творением на фото выше.
Хотя он полагает, что сначала рынком для машиноподобных машин будет индустрия развлечений, он разработал МакАндроида как испытательный стенд для новых технологий, которые могут появиться в роботах для домашнего использования или легкой промышленности. Одно из возможных применений — использование пневматических клапанов МакАндроида, которые регулируют поток и объем воздуха, поступающего в мышцы катящейся диафрагмы в каждом из суставов робота.Простой клапан обеспечивает точный контроль над конечностями андроида, хотя в системе управления отсутствует функция обратной связи, присущая промышленным роботам. Молодая компания Бэррона, McAndroids Ltd., также разрабатывает программное обеспечение, которое будет программировать компьютерное управление изящным, без рывков, разработка, которая могла бы улучшить обращение с хрупкими компонентами на сборочной линии.

---

[Фотография Джона Бэррона с МакАндроидом]

Popular Mechanics Август 1985

День андроида
Движения конечностей роботов часто жесткие и прерывистые.Андроид МакАндроид (справа), слияние искусства и инженерии, может возвестить новую эру в движении роботов. «Мак» был разработан как дека для передовых манипуляционных технологий. Он наделен пневматическими клапанами, которые регулируют поток воздуха в «мускулы» диафрагмы каждого сустава Мака.
Клапан простой, но дает чувствительный контроль над конечностями андроида. Движения конечностей являются ключевыми для более сложных промышленных и домашних роботов.

---

---

[частичный отрывок из Robotica — Volume 8 — Issue 02 — 1990]

Разработчики заявляют, что с помощью этой воздушно-мышечной системы с компьютерным управлением McAndroids Ltd.(Великобритания) изготовила робота-андроида с использованием пневморессор, разработанных Firestone Ltd. Три пневморессоры использовались для приведения в действие каждой руки и обеспечения пяти степеней свободы.

Также Robotica 1987

п.150

РЕЗИНОВЫЕ МЫШЦЫ ДЛЯ РОБОТОВ
Британская компания McAndroids Ltd. из Лондона считается одной из первых в Европе, кто исследовал возможности превращения механического человека из научной фантастики в реальность.
Первый андроид компании встречал посетителей выставки «Роботы» в Музее Виктории и Альберта в 1984 году реалистичными движениями тела, управляемыми компьютером.Для привода каждой руки используются три пневматические рессоры, что дает пять степеней свободы. Компания заявляет, что пневматические рессоры представляют собой высокотехнологичные резиновые сильфоны производства Firestone, работающие от сжатого воздуха, которым управляет специально разработанная система клапанов с компьютерным управлением. КОНЕЦ

п.150

Их использование в качестве мускулов для роботов — это новая разработка, которая началась в 1983 году, вскоре после представления Firestone 1M1A, их новейшей и самой маленькой пневматической рессоры. Приводы приводятся в действие сжатым воздухом через трубки из силиконовой резины, идущие от компрессора вверх по внутренней части одной ноги.Точный контроль давления достигается с помощью клапанов с компьютерным управлением, разработанных и запатентованных McAndroids. Клапаны работают на механической сервосистеме с обратной связью, которая позволяет рычагу плавно перемещаться в требуемое положение и имеет средство компенсации нагрузки. Компьютерные программы для андроидов хранятся на дискетах. Новые последовательности движений могут быть запрограммированы либо с компьютерного терминала, либо андроидом может управлять человек-оператор с помощью джойстика; компьютер запоминает движения и время в различных положениях и повторяет их по порядку, продолжая запускать андроид без присмотра.

Пневматические рессоры представляли собой высокотехнологичные резиновые сильфоны производства Firestone Ltd.

.

---

Пчела Модесто — 10 марта 1988 г.

У этих музыкантов оловянные уши.
Ассошиэйтед Пресс
ЛОНДОН. Флейтист с резиновыми губами, металлическими кончиками пальцев и ничем другим по телосложению — последний выпускник лаборатории МакАндроидов на юге Лондона.
Будучи совершенно новым роботом, у него еще нет названия, но его первые публичные выступления будут даны в сентябре, когда он будет выставлен в новом Национальном музее естествознания Тайваня.
Флейтист родился в той же захламленной мастерской, что и Тин Твин, приглашенный клавишник, взволновавший подростков-фанатов британской поп-группы Thompson Twins во время ее мирового турне 1986 года.
Как и Tin Twin, флейтист — роботизированный «музыкант», разработанный McAndroids Ltd., командой спецэффектов и трехмерной анимации, состоящей из двух скульпторов, инженера-механика и компьютерного художника.
произведений искусства и технологий МакАндроидов демонстрируются с 1984 года в музеях, передвижных выставках и в телешоу по всей Западной Европе.
Флейтист отправляется в Тайчжун на Тайване вместе с коллекцией музыкальных инструментов, на которых посетители смогут играть, не касаясь их. Установленные внутри стеклянных корпусов флейта, орган, трубчатые колокольчики, 16-струнная китайская цитра и ударная установка активируются нажатием кнопок.
«Это очень практический экспонат, откройте для себя его». — сказал скульптор Ричард Глассбороу. «С одной стороны, это развлечение, с другой — это серьезно стимулирует».
Кнопки обеспечивают спонтанное, но точное управление робототехникой, которая работает с инструментами.Они могут извлекать отдельные ноты или создавать пульсирующие эффекты, такие как вибрато, тремоло или эхо.
Музыкальные фразы, такие как басовая партия, могут быть мгновенно записаны, а воспроизведение сопровождается импровизацией. Инструменты также могут играть простую заранее запрограммированную мелодию.
«Это был выбор, чтобы сделать это простым, — сказал Глассбороу. «Если сделать его очень богатым, они (публика) просто будут стоять и смотреть на него. Мы хотели сделать его очень дружелюбным».
Самая впечатляющая робототехника флейты, в которой используются голова и пневматически управляемые пальцы робота-гуманоида или андроида.Клапан регулирует подачу воздуха через изящно расположенный резиновый мундштук в губную пластину.
На создание инструментов ушло три месяца, и они были проданы дизайнерам звуконепроницаемой «секции какофонии» музея почти за 87 000 долларов.
По словам Глассбороу, они демонстрируют музыкальную изобретательность человека и позволяют людям без каких-либо музыкальных навыков играть музыку.
Tin Twin — более узнаваемый андроид с длинными руками, которые порхают по клавиатуре, имитируя такие громкие хиты Близнецов Томпсона, как «Доктор Доктор» и «Сестра милосердия».»
Издалека мигающие огни в его глазах и во рту создают впечатление, что он поет хором.
МакАндроидс состоит из 39-летнего Глассбороу; Алан Дан, 37-летний скульптор , инженер Джон Бэррон, 34 года, и Тревор Пайпер, 32-летний художник. Компания нашла нишу на быстрорастущем европейском рынке спецэффектов.
В 1986 году три ее робота «Французские головы», состоящие из Кусочки стали и стекловолокна необычной формы на высоких шестах, обратившие настоящие головы на выставке скульптур роботов в Центре Жоржа Помпиду в Париже.
Смутно напоминающие космических существ, они поворачиваются, чтобы посмотреть на прохожих, останавливаются и смотрят в ответ или болтают между собой веселыми джинглами. Музей в Глазго, Шотландия, ведет переговоры о правах на выставку.

---

УСТРОЙСТВО ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ПОДВЕСКИ R. W. BROWN et al.
Полный текст патента см. Здесь.
Номер патента: 2133279
Дата подачи: 3 января 1936 г.
Дата выдачи: 18 октября 1938 г.

---

Требуется дополнительная информация о McAndroid, Tin Twin и роботе, играющем на флейте.Пожалуйста, свяжитесь с cyberneticzoo.com или оставьте комментарий.

smc типа pin микропневматический цилиндр одностороннего действия одностержневые воздушные цилиндры с пружинным возвратом производители и поставщики в китае

Пневматический микропневматический цилиндр с штифтом типа smc одностороннего действия с одинарным штоком пневматические цилиндры с пружинным возвратом

1.SMC CJ1 Цилиндр со штифтом
2. Эквивалентный цилиндру со штифтом серии SMC CJ1
3. Размер отверстия (мм): 4 мм

Цилиндр пальца серии SMC CJ1

1.Заказ

2. Спецификация

1. Цилиндр со штифтом типа SMMC серии CJ1.
2. Аналогичен цилиндру со штифтом серии SMC CJ1, имеет такой же внешний вид.
3.Размер отверстия (мм): 2,5, 4.
4. одностороннего действия, одностержневой, с пружинным возвратом
5. С соединением с зубчатой ​​посадкой.

Размер отверстия (мм)	2,5, 4
Жидкость	Воздух
Действие	Одностороннее действие, одинарный стержень, возврат с пружиной
Минимальное рабочее давление	03 МПа
Максимальное рабочее давление	0,7 МПа
Испытательное давление	1,05 МПа
Температура окружающей среды и жидкости	-20 до 80 ° C (без замерзания)			Отсутствует
Смазка	Без смазки
Диаметр штока поршня.	2 мм
Резьба поршневого штока	M2x0,4

3.Размеры

Миниатюрный шток пневматический цилиндр одностороннего действия для машины для наполнения флаконов

4.Упаковка и транспортировка

• Внутренняя упаковка: мешок OPP, затем картонная коробка для каждого продукта

• Наружная упаковка: Экспортная стандартная коробка, Пена снаружи защищает товар от повреждений

• Обычно мы отправляем ваш заказ по морю или по воздуху …

• Мы делаем все возможное, чтобы отправить ваш заказ в течение 1 недели после получения оплаты

• Мы сообщим вам номер отслеживания, как только ваш заказ будет отправлен

• Мы принимаем банковский перевод, аккредитив, Western Union, Moneygram, Paypal

5.О нас

1: Различные стили для каждого продукта и полностью серийные пневматические продукты на ваш выбор.