機電設(shè)計中的數(shù)學(xué)之美—羊角螺旋讓你平穩(wěn)過彎——貝加萊SuperTrak和ACOPOStrak柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)

導(dǎo)語:本次IAS貝加萊將展出SuperTrak和ACOPOStrak柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)。本文主要介紹貝加萊柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)的過彎設(shè)計

【中國傳動網(wǎng) 企業(yè)動態(tài)】 本次IAS貝加萊將展出SuperTrak和ACOPOStrak柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)。本文主要介紹貝加萊柔性電驅(qū)輸送系統(tǒng)的過彎設(shè)計。貝加萊SuperTrak的軌道設(shè)計存在著秘密:直線段與兩側(cè)的彎道過彎設(shè)計曲線采用了“羊角螺線”也稱“歐拉螺旋線”。

羊角螺線是一段數(shù)學(xué)函數(shù)曲線,多用作緩和曲線,緩和直路線與圓曲路線之間曲線變化的作用。其特點是:從坐標(biāo)原點開始,起始曲率為0,函數(shù)曲線的曲率呈線性增長。也即羊角螺線可以完美鏈接直線與任何圓弧曲線,它可以保證連接點與圓弧曲線的曲率完全一致。

就像下面這兩個公式:

它是形式為X=C(t)、Y=S(t)的曲線,其中C(t)和S(t)為Fresnel積分,就是上面兩個公式。其實,這是一個曲線。

上面參數(shù)方程的t,也是螺線于該點的曲率:k(t)=2t

圖1-函數(shù)的幾何表達(dá)

這個就像一個綿羊角,因此叫羊角螺線(Clothoid)也叫歐拉螺線(EurlerSpiral)。

SuperTrak的過彎設(shè)計曲線采用了“羊角螺線”也稱“歐拉螺旋線”。這使得它從直線段到彎道時無需減速即可過彎,保持整個輸送過程的高效。圖2是SuperTrak的軌道常用設(shè)計布局。

圖2-SuperTrak采用歐拉螺線設(shè)計彎道

SuperTrak區(qū)別于傳統(tǒng)直線電機的重要一點就是軌道不局限于直線。利用彎道(E-Turn)的曲線連接,SuperTrak可以讓滑塊的運動軌跡構(gòu)成一個循環(huán),從而給予機械工程師、工藝工程師更多的柔性。而SuperTrak在彎道處獨特的羊角螺紋曲線設(shè)計,最大程度地降低了滑塊在直線、彎道銜接處過渡時的沖擊和震動。

從上述可以看出,機電設(shè)計里也蘊含著數(shù)學(xué)之美。數(shù)學(xué),不僅是曲線,而且對于系統(tǒng)而言,意味著效率、降低磨損;也意味著設(shè)備的高效可靠運行。

歡迎您到現(xiàn)場一睹SuperTrak和ACOPOStrak的完美發(fā)揮。

 

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