Kiertoliitokset

Kiertoliitokset on mekanismin niveltyyppi, joka sallii ainoastaan pyöreyden kahden kappaleen välillä. Suomessa termiä käytetään usein synonyyminä pyörivälle nivelille. Kiertoliitokset ovat yleisiä sekä tekniikassa että biologiassa, ja ne muodostavat yhden vapausasteen (DOF) niin sanotuissa rotatorisissa mekanismeissa.

Ominaisuudet ja perusrajoitukset: Kiertoliitoksessa kahden kappaleen suhde määritellään yhdellä kulman muutoksella, joka tapahtuu yhteen kiinteän akselin ympäri. Translataatio (liike toisen kappaleen suhteen) on käytännössä estetty, ja akseli voi olla kiinnitetty joko vakaasti kiinteään runkoon tai yhteen liitoskappaleeseen. Liikkeen suunta ja akseli voidaan määrittää jokaiselle kiertoliitokselle erikseen, mikä vaikuttaa mekanismin kinematiikkaan.

Kinematiikka ja mallinnus: Ideaalissa kiertoliitoksessa orientaation muutokset kuvataan Pyörimisotsa-akselin ympäri, suurin osa malleista käyttää kulma θ. Relatiivinen orientaatio voidaan esittää esimerkiksi rotaatioliikkeen R(θ) avulla, jossa R on pyöritysmatriisi akselin a ympäri. Robotiikassa Denavit–Hartenberg-parametreissa θ on riittävä joint-koordinaatti.

Käytännön sovellukset: Ovien saranat, kaihdinten saranat sekä monien robottien ja mekanismien käsivarret perustuvat kiertoliitoksiin. Ne tarjoavat yksinkertaisen ja tehokkaan tilan rajoitetulle pyörimisliikkeelle, mutta voivat kärsiä kitkan, backlashingin ja toleranssien aiheuttamasta epätarkkuudesta.

Lisätietoja: Kiertoliitokset ovat yksi perusniveliätyypeistä, joihin viitataan usein myös termillä revoluutio­nivel tai pyörivä nivel.