Flexibel mechanisme

Flexibele mechanismen of compliant mechanismen ^[1] (uit het Engels "compliant mechanism") of scharnieren met elastische verbindingen, soms ook wel flexibele geleidingen of elastische scharniergeleidingen genoemd, zijn constructie-elementen van uiteenlopende complexiteit die voornamelijk een kinematische functie vervullen door gebruik te maken van het fysieke principe van materiaaleleasticiteit.

Classificatie

De classificatie van de elementen kan worden ingedeeld naar toenemende complexiteit:

Elementaire flexibele scharnieren: deze categorie bestaat uit de eenvoudigste flexibele elementen, zoals torsiestaven, balken en membranen.
Flexibele geleidingen: deze categorie bevat combinaties van elementaire scharnieren en stijve segmenten die met elkaar verbonden zijn. Voorbeelden zijn kruisveren en cirkelvormige halsen.
Structuren met flexibele geleidingen of flexibele structuren: deze categorie omvat structuren die bestaan uit een combinatie van flexibele geleidingen en stijve segmenten.

Voor- en nadelen

De belangrijkste voordelen zijn:

Deze scharnieren zijn eenvoudig te monteren.
Ze vertonen geen slijtage of deeltjesvorming, doordat er geen sprake is van droge wrijving.
Het zijn spelingvrije mechanismen.
De levensduur is afhankelijk van vermoeidheidsverschijnselen, die voorspelbaar zijn.
Het is mogelijk om meerdere onderdelen die door scharnieren zijn verbonden uit één stuk basismateriaal te ontwerpen; dit wordt vaak monolithisch ontwerp genoemd.
Het is eenvoudig om bewegings- of krachtversterkers te integreren.
De bewegingen zijn vloeiend en continu, zelfs tot op nanometerschaal.

De belangrijkste beperkingen of nadelen zijn:

De verkregen bewegingen zijn zelden kinematisch zuiver.
De toegestane verplaatsingen zijn beperkt.
De stijfheden in de bewegingsrichtingen vereisen dat er continu krachten worden uitgeoefend om een excentrische positie te handhaven.

Zie ook

Mechanisme

Bronnen, noten en/of referenties

Henein Simon, 2004. Ontwerp van flexibele geleidingen . Franstalige polytechnische en universitaire persen, p.248
Merken Patrick, 2006. De micromechanische geleidingsfunctie

↑ (fr) Stela IONIŢĂ (2009). Analyse de la structure et de la topologie des mécanismes compliants planaires. Bulletin de Mathématiques et de Physique pures et appliquées de l’Ecole Polytechnique Roi Carol II 71 (2).

[1] (fr) Stela IONIŢĂ (2009). Analyse de la structure et de la topologie des mécanismes compliants planaires. Bulletin de Mathématiques et de Physique pures et appliquées de l’Ecole Polytechnique Roi Carol II 71 (2).

[1]