一軸荷重マシン開発のデザイン面のアプリケーション

このビデオの情報は、機械的ローディングプラットフォームの開発におけるより重要な側面のいくつかを説明することを目的としています。この情報は、独自のプラットフォームの開発に興味があるかもしれませんが、関連する基本的な原則のいくつかに精通していない研究者を対象としています。このビデオは、信頼性の高いテスト プラットフォームの開発に関わる 2 つの主要な機能、特に再現可能なアセンブリと分解、および正確な配置を示すことを目的としています。

プラットフォームの組み立てを実証するのがロビー・トーナー氏です。ロビー・トーナーは最近、バイオメカニクス・トラックのバイオメディカル工学科からアクロン大学で学士号を取得しました。目標は、テストデバイスを組み立てることです。

ここでは、2 つのアクチュエータ、ロード セル、およびそれらをサポートするフレームを持つ組み立てられたデバイスの例を示します。部品を集めてデバイスを構築します。2つのプログラム可能なアクチュエータを使用し、それぞれが30ミリメートルの移動、60ミリメートルで一緒に作業するとき。

デイジーチェーンアクチュエータは、同等の延長と引き込みのためにそれらを同期させます。次に、限られたスペースに適した 2 つのロードセルを準備します。アクチュエータをサポートするには、レールと一緒にそれぞれに1台のキャリッジを用意します。

アルミニウムストックからベースを作成します。適切なサイズにピースをカットし、仕様に応じてプレートを加工するためにミルを使用します。仕様に応じて2つのサイドプレートを機械加工します。

2つは互いにミラーリングする必要があり、それぞれがレールを収容するためのスロットと穴を開ける必要があります。サイドプレートの底面をドリルしてタップします。サイドプレートをベースにトラックに取り付けます。

レールのマウント ポイントが互いに近くにあることを確認します。サイドプレートを下からベースプレートに締め付けます。次に、レールをクリアランスホールを使用してレールを線路に固定し、各サイドプレートにドリル穴を開けます。

完了すると、レールは2つのサイドプレートを接続し、キャリッジはレールにスライドします。アクチュエータ用のマウントを操作する。L字型ストックを使用してリアマウントアタッチメントとバーを機械で留め、マウントの底部に取り付けます。

これにより、トラック内の位置合わせのキーが作成されます。バーをマウントの底にねじ込みます。この時点で、実験用に選択したアクチュエータを取得します。

アクチュエータの穴パターンを使用して、リアマウントをアクチュエータ本体に取り付けます。サイドプレートの一連の穴により、マウント位置を調整できます。マウントのベースをフレームにスロットし、背面アクチュエータを取り付けます。

2本のネジを使用して固定します。各サイドプレートにアクチュエータを取り付ける手順を複製します。アクチュエータの前面を支えるパーツを入手します。

1つの部品は、テーパードコネクタ用の穴を持つL字型のピースです。その側面には、プレートを収容するためのトラックがあります。このトラックのプレートには、フィクスチャを収容し、位置合わせを確保するためのトラックもあります。

アルミ円筒形部品を機械で加工し、ロードセルとアクチュエータを接続します。アルミの先細り円筒形部品を機械で留め、荷重セルを固定体とキャリッジに接続します。シリンダーをフロントアクチュエータマウントの穴に入れ、セットネジを使用してシリンダー端を固定します。

さて、フロントマウントの備品を操作します。垂直調整の場合は、フィクスチャホルダーの中央垂直スロットを機械で固定します。アクチュエータのフロントマウントを長方形のサイドプレートに取り付け、中央に垂直に位置合わせされた穴を取り付けます。

一方の側のフロントマウント用の完成したアセンブリを次に示します。デバイスの左と右の両方のアクチュエータをマウントする手順を複製します。これらは、25.4ミリメートル2-0縫合糸を結ぶ25.4ミリメートルの縫合糸を失敗するまでの負荷試験からの代表的なデータセットです。

灰色の破線曲線は、このプロトコルで説明されているデバイスからの結果を表し、1 秒あたり 0.61 ミリメートルの荷重を使用します。黒の曲線は、2 倍の荷重レート(1.22 ミリメートル/秒)を使用した固定エンド デバイスの結果を表します。すべてのテストにおいて、結び目で故障が起こり、測定値はデバイス間の統計的な違いを示さなかった。

ローディングマシンを設計する際には、常に配置を念頭に置いて設計することが重要です。アライメントに焦点を当てることで、結果が再現性と正確さ、および標本を適切にテストしていることを確認します。このビデオでは、ローディングマシンの設計において、より重要な側面のいくつかを示しました。

これらの基本原則のいくつかを理解すれば、独自のテストニーズに合わせてプラットフォーム開発に適用できます。