Flexure-Konstruktionen

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atzensepp
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Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 28 Jan 2021, 20:20

Fischertechnik ist von Natur aus flexibel.
Man kann aus der Not eine Tugend machen und Flexure-Konstruktionen ausprobieren.
Ich wollte verstehen, wie der Verschiebemechanismus in dem Versuchsaufbau für ein Michelson-Interferometer der Uni Freiburg funktioniert:

https://www.experimente.physik.uni-frei ... bild02.jpg

Ich habe es nicht genau verstanden. Meine Vermuting ist, dass die Konstruktion in etwa so ist
Flexure_1.jpg
Flexure_1.jpg (161.12 KiB) 1516 mal betrachtet
Begeistert bin ich auch von dem Beitrag von Dan Gelbart auf Youtube dazu:
https://www.youtube.com/watch?v=PaypcVFPs48

Evtl. wäre das mal einen FT-Pedia-Artikel wert.

edit: Tippfehler im Link korrigiert
Viele Grüße
Robin

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PHabermehl
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von PHabermehl » 28 Jan 2021, 21:25

atzensepp hat geschrieben:
28 Jan 2021, 20:20
Evtl. wäre das mal einen FT-Pedia-Artikel wert.
Da gebe ich Dir Recht. Die Einladung zum Einreichen ging ja schon an Dich, da kann ich mich nur noch mal wiederholen.

Gruß
Peter
https://www.MINTronics.de -- der ftDuino & TX-Pi Shop!

viele Grüße
Peter

juh
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von juh » 28 Jan 2021, 21:28

Spannendes Thema und sehr interessant, danke für den Link. Hier eigentlich OT, aber ist offenbar auch im 3D-Druck ein beliebtes Thema.

Ich kannte bisher nur compliant mechanisms, wie verhalten die sich zu Flexure-Konstruktionen? Für mich als Laie sieht das zumindest eng verwandt aus?

vg
Jan
Meine fischertechnik Designs für den 3D-Druck: https://www.thingiverse.com/juh/designs

atzensepp
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 07 Feb 2021, 19:28

Dieses Modell einer Flexture-Konstruktion hat hohe Beweglichkeit in Längsrichtung bei geringer Abweichung in den Quer-Richtungen
Linear_Flexture.jpg
Linear_Flexture.jpg (143.06 KiB) 1321 mal betrachtet

atzensepp
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 12 Feb 2021, 20:19


atzensepp
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 10 Apr 2021, 15:03

Bei den Kugelspielen für den Schreibtisch, bei denen man die Impulserhaltung ansehen kann sind die Kugeln jeweils an zwei Fäden aufgehängt. Damit lassen sich exakt geführte Bewegungen der Kugeln erzwingen. Dieses Prinzip in Verbindung mit Flexures führt zur folgender "prismatischen Schaukel".
Prism_Flexure2.JPG
Prism_Flexure2.JPG (122.73 KiB) 893 mal betrachtet
Mit dieser Dreiecks-Flexure-Kostruktion kann man sehr exakte verkippungsfreie Verschiebungen bis ca 1 cm realisieren.
Als Flexure-Elemente habe ich mal wieder die Trennblätter verwendet. Wichtig wie bei allen Flexure-Aufbauten ist eine stabile Lagerung und Fixierung auf der Grundplatte.

Über eine Fein-Asteuerung mit einem Getriebe oder einem Hebelmechanismus muss ich mir noch Gedanken machen.

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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 16 Apr 2021, 22:16

Habe jetzt eine Lösung für den Drive-Mechanismus mittels Hebel.
Prismatische Flex-Schaukel - Rückseitenansicht mit Mikrometerschraube
Prismatische Flex-Schaukel - Rückseitenansicht mit Mikrometerschraube
Prism_2.JPG (125.62 KiB) 789 mal betrachtet
Prismatische Flex-Schaukel - Vorderansicht
Prismatische Flex-Schaukel - Vorderansicht
Prism_1.JPG (103.39 KiB) 789 mal betrachtet
Die Mikrometerschraube kann man natürlich auch durch einen FT-Schneckenantrieb ersetzen.

Das weiter verbesserte Gebilde lässt mich hoffen, dass man die Linearverstellung mit Schritt- oder Encodermotor elektrifizieren kann.
Die Einstellung des Spiegels erfolgt durch
- links-rechts: Drehung der Grundplatte 8-) und
- rauf-runter: Verschiebung der schwarzen Statikstrebe in der Mitte

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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 19 Jun 2021, 19:10

Hier ein Folded-Beam Prism-Flexure aus Standrad-ft-Teilen mit einem Verstellbereich von 3cm
Hollywood-Swing-Flexure.
Hollywood-Swing-Flexure.
Prism_Flexure_V2b.jpg (72.67 KiB) 470 mal betrachtet
Folded-Beam hat 2 Vorteile:
1. Kein Höhenversatz bei Verschiebung
2. größerer Verstellbereich
Ein weiterer Vorteil ist, dass man eine Plattform hat, auf der man bequem Aufbauten montieren kann.
Ein Nachteil ist ein ein Torsionsfreiheitsgrad um den oberen Balken (Hollywood-Schaukel-Mode), der aber für meinen Anwendungszweck toleriert werden kann

Die Justierbarkeit ist wieder gegeben. Man justiert erst die äußeren Federn, indem man oben am Beam drückt und die Aufnahmen verschiebt.
Wenn das ok ist justiert man die inneren Federn indem man an der Achse drückt und die inneren Aufnahmen verschiebt.
Die S-förmigen Verbiegungen der Innen- und Außenfedern kompensieren den Höhenversatz
Die S-förmigen Verbiegungen der Innen- und Außenfedern kompensieren den Höhenversatz
Prism_Flexure_V2c.jpg (62.55 KiB) 467 mal betrachtet

atzensepp
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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 02 Jul 2021, 21:55

Und hier die "Linear Folded Flexure Beam Prism Suspension Stage"
Prism_Flexure_V4.jpg
Prism_Flexure_V4.jpg (56.71 KiB) 330 mal betrachtet
Die Verwindungs-Steifheit der Plattform und des oberen Stabs ist wichtig, daher die Sandwich-Bauweise.
Ein kleiner Nachteil ist eine kleine Einschwingzeit.

Es wäre interessante, das jetzt mal mit Metall-Schienen zu bauen.

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Re: Flexure-Konstruktionen

Beitrag von atzensepp » 04 Jul 2021, 20:11

Mit der FEM-Workbench von FreeCAD lassen sich Verbiegungen modellieren und visualisieren:
Flexure.png
Flexure.png (96.94 KiB) 244 mal betrachtet
Ich bin der Anleitung aushttps://www.youtube.com/watch?v=aHVD02RtwTg gefolgt.

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