アクチュエータ FEM 解析２

アクチュエータレバー部の設計及び FEM による変形解析を行なった。3D 図面は AutoCAD2000 で作成し、
Autodesk Inventor 9 で変換(solid => parts)、ANSYS Workbench9 で FEM 計算をした。

新しいてこ機構は、トラスグローブの下に取り付けることを前提に設計した。
製作費のかかるてこレバーを2本に減らし(形状はこれまでのものと同じ)、かつ全体を小型化した。
アクチュエータに与圧をかけるため、押しバネ(k=1N/mm)をつけた。

上面図、正面図、側面図

下部からの組み上げ図。最後に付く黒い筒が与圧用押しバネ。

FEM 計算条件。上方に伸びる3本の軸先端面で固定(グローブ下面と接触)、その中央の軸が駆動軸。アクチュエータの力は最下部より。
材質が薄い場合に有効な直接法という計算方法と、厚い場合に有効な反復法という計算方法があるらしいが、変形する部分は主に薄い部分なので、直接法で計算した。

アクチュエータの推力を 50N〜300N まで 50N step で増やしたときの様子。
上方向の変形量が 0〜1mm の間で色分け、駆動軸が徐々に上がる様子が分かる。
押しバネの影響は加えていないが、35N x 2 程度なので問題ないものと思う。