这一统计数据来自于1991年发布的Geoffrey Boothroyd的书籍,组装自动化和产品设计。这些数字今天仍然有效,并为没有大会(DNA)设计的方法具有努力降低装配和劳动成本的研究人员通过向单个部件制造进行,提供可靠的合规结构,具有更高的疲劳寿命。
十年前,密歇根大学(University of Michigan)机械工程学院(College of Mechanical Engineering)教授斯里达尔·科塔(Sridhar Kota)开始研究如何在不需要任何关节或装配的情况下实现机械运动。他对微机电系统(MEMS)产生了兴趣,MEMS是一种包含极小的机械元件、传感器和执行器的设备,与电子处理电路集成在一起。开发非常适合MEMS应用的兼容机制是Kota即将要做的事情。
“我想利用符合符合性的结构,就像一种机制一样,就像纸板容器中的半加仑牛奶一样,”哥达说。“喷口是一件不齿轮,没有关节。带有洗发水瓶的盖子也是如此。”
尽管柔顺系统很难设计,而且仅限于旋转和位移较小的应用场合,但其优点大于缺点,消除了装配要求和关节摩擦,同时为可伸缩和材料友好的形状变化结构创造运动。这些轻量化、低成本的系统还提供了卓越的精度和可重复性。
kota说,符合符合的系统可以携带到家电行业,因为,随时随地都有机电组件,可以应用于无组装的设计概念,以大大减少部件的数量。
事实上,科托在大学教授一堂课,称为全球市场的设计产品,来自世界各地的学生共同努力创造零件较少的产品。项目包括搅拌机,咖啡机,加湿器和果汁提取器。
由学生Konstantinos Boukouris设计,Bradford Lamiman,Edward Moradian和Adam Ouimet,被重新设计成更具成本效益,同时保持高质量。使用捕捉配合和柔顺机制,减少了部件的数量。柔性机构是咖啡接地支架中的单部分止回阀,最初是三个部分。
Kota比较了顺从机制和自然的设计,说在自然中,设计是强大和顺从的,而不是僵硬的。他说,大自然的运动和力的传递依赖于顺应性。“看蜂鸟扇动翅膀的速度,”Kota说。“蚱蜢在跳跃前将能量储存在关节中。海星利用弹性运动。这些都是自然如何利用弹性变形的例子。”
KOTA在挡风玻璃刮水器上有悬挂,可以在一步中注塑。刮水器的功能与其多部分对应物的功能相同,初始成本研究表明,一体式刮水器将花费一半的时间和传统的刮水器产生一半。
“在传统的设计中,一切都必须强壮而僵硬,”哥达说。“如果您利用弹性物业,您可以获得更精确的运动。没有磨损,没有摩擦,没有关节。”