• 제목/요약/키워드: 4-bar linkage

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4절 링크 기구의 동적 변형 해석 (I) 유한 요소 해석 및 수치해 (Analysis of Dynamic Deformation of 4-Bar Linkage Mechanism (1) Finite Element Analysis and Numerical Solution)

  • 조선휘;박종근;이진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.737-752
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    • 1992
  • 본 연구에서는 링크를 여러개의 2절점 6자유도의 보 요소로 이상화하고 링크 의 운동을 평면 운동으로 한정하며 링크의 지지부의 강성은 무한대이고 회전 대우 부 분의 간극은 없는 것으로 가정하여 링크의 탄성 변형에 관한 운동 반정식을 유도하였 다. 즉, 변위법에 기초한 정적 변위 해석에 관한 유한 요소법에서 관성력, 중력 그 리고 외력을 외부 부하로 간주하여 동적인 운동 방정식을 유도하였다. 여기에, 회전 대우의 베어링을 선형 스프링으로 이상화하여 유연성 링크의 일부분으로 고려함으로써 베어링의 탄성 변형이 유연성 링크의 동적 변형에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 베어링의 탄성 변형이 고려된 유연성 링크에 관한 운동 방정식을 모우드 중첩법에 근 거를 둔 수치해법으로 그 해를 구하였다.

4절링크 기구기반의 회전형 초정밀위치결정기구의 개발 (Development of Rotational Nanoactuator Based on Four-Bar Linkage)

  • 정영훈
    • 한국생산제조학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.361-367
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    • 2014
  • Ultra-precision positioning plays a crucial role in emerging technologies such as electronics, bioengineering, optics, and various nanofabrication technologies. As a result, various nanopositioning methods have been presented. In particular, nanopositioning using a flexure mechanism and piezo-electric actuator is one of the most valuable methods because of its friction-free motion and subnanometer-scale motion resolution. In this study, a rotational nanoactuator based on a right-circular flexure mechanism and piezo-electric actuator was developed through a consideration of the kinematics and structural deformation. An experimental setup was constructed to verify the performance expectation. Consequently, it was demonstrated that the developed system had a maximum rotational angle of about 0.01 rad, as well as sufficient linearity with respect to the input voltage.

Study on a Suspension of a Planetary Exploration Rover to Improve Driving Performance During Overcoming Obstacles

  • Eom, We-Sub;Kim, Youn-Kyu;Lee, Joo-Hee;Choi, Gi-Hyuk;Sim, Eun-Sup
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제29권4호
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    • pp.381-387
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    • 2012
  • The planetary exploration rover executes various missions after moving to the target point in an unknown environment in the shortest distance. Such missions include the researches for geological and climatic conditions as well as the existence of water or living creatures. If there is any obstacle on the way, it is detected by such sensors as ultrasonic sensor, infrared light sensor, stereo vision, and laser ranger finder. After the obtained data is transferred to the main controller of the rover, decisions can be made to either overcome or avoid the obstacle on the way based on the operating algorithm of the rover. All the planetary exploration rovers which have been developed until now receive the information of the height or width of the obstacle from such sensors before analyzing it in order to find out whether it is possible to overcome the obstacle or not. If it is decided to be better to overcome the obstacle in terms of the operating safety and the electric consumption of the rover, it is generally made to overcome it. Therefore, for the purpose of carrying out the planetary exploration task, it is necessary to design the proper suspension system of the rover which enables it to safely overcome any obstacle on the way on the surface in any unknown environment. This study focuses on the design of the new double 4-bar linkage type of suspension system applied to the Korea Aerospace Research Institute rover (a tentatively name) that is currently in the process of development by our institute in order to develop the planetary exploration rover which absolutely requires the capacity of overcoming any obstacle. Throughout this study, the negative moment which harms the capacity of the rover for overcoming an obstacle was induced through the dynamical modeling process for the rocker-bogie applied to the Mars exploration rover of the US and the improved version of rocker-bogie as well as the suggested double 4-bar linkage type of suspension system. Also, based on the height of the obstacle, a simulation was carried out for the negative moment of the suspension system before the excellence of the suspension system suggested through the comparison of responding characteristics was proved.

텐던 구동방식의 장착형 역/촉감 제시기구의 개발에 관한 연구 (Development of exoskeletal type tendon driven haptic device)

  • 이규훈;최혁렬
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1285-1288
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    • 1997
  • The basic technology of virtual reality can be described as the cognition of the condition change in virtual world by stimulating the visual, auditory, kinesthetic and tactile sensation. Among these, the kinesthetic and tactile sensation is one of the most important things to recognize the interaction. In this paper, it is addressed the haptic device which help the human feel the sense of the operator, and is designed in modular type to expand for five fingers later. the haptic device is driven by tendon and ultrasonic motors located in the wrist part. Each joint is actuated by coupled tendons and adopts more actrator by one than the number of the joints, called 'N+1 type'. The haptic device adopts metamorphic 4-bar linkage structure and the length of linkages, shape and the location of joint displacement sensor are optimized through the analysis.

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인장형 에너지흡수부재를 이용한 철도차량용 장애물제거기 연구 (Study on Obstacle Deflector of a Railway Vehicle Using Tension-type Energy Absorbers)

  • 김홍익;김진성;권태수;정현승
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.173-181
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    • 2017
  • 장애물제거기는 선로 내 장애물에 의한 충돌사고 발생 시 장애물을 선로 밖으로 밀어내거나 에너지흡수부재를 통해 충돌에너지를 흡수하여 열차 탈선을 방지하고 충돌사고에 의한 피해를 최소화하기 위한 장치이다. 본 연구에서는 인장형 에너지흡수부재와 4절 링크를 이용하여 장애물제거기의 작동 메커니즘을 구성하여 장애물제거기를 설계하였다. 또한 EN 15227에서 요구하는 정적강도 및 에너지흡수조건을 확인하기 위한 성능검증시험 방법을 고안한 뒤 유한요소해석 및 UTM (Universal Test Machine)을 이용한 성능검증시험을 수행하였다. 본 연구를 통해 EN 15227의 요구조건을 만족하는 장애물제거기를 개발하였으며, 제안된 장애물제거기의 설계 및 검증 절차에 따라 붕괴하중의 조절이 가능하며 이를 실험을 통해 검증할 수 있는 방법을 제안하였다.

슬라이드 링크 구조를 이용한 원터치 완강기 (One-touch Descending Lifeline with Sliding Linkage Structure)

  • 김원찬;나다율;문혜인;김상현
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권9호
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    • pp.42-47
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    • 2021
  • A one-touch descending lifeline that can easily be installed and rapidly evacuated in the event of a fire accident in high-rise buildings was proposed to overcome difficulties of conventional descending lifeline such as complex installation methods and procedures. However, this lifeline exhibits limitations such as restrictions in installation location and large apparatus size. Therefore, this paper proposes a sliding-type descending lifeline, which has a similar operation to that of current one-touch descending lifeline and solves the aforementioned limitations. A double square link mechanism including a sliding four-bar linkage is proposed and the descending lifeline support is redesigned to unfold in two different planes, allowing 3D movement. Additionally, the shape of the support frame is designed to obtain two attachment surfaces that can be attached to a wall, irrespective of the angle between the window and the inner wall. FEA analysis using ABAQUS is performed to ensure that the robustness of the presented support complies with the Fire Control Act Enforcement Decree. Finally, the feasibility of the proposed sliding one-touch descending lifeline is verified through fabrication.

6자유도 병렬형 매니퓰레이터의 작업공간결정을 위한 기하학적 접근 (Geometrical approach for the workspace of a 6-DOF parallel manipulator)

  • 김도익;정완균;염영일
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.217-220
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    • 1996
  • In this paper, a fully geometrical method for the determination of the workspace of a 6-DOF parallel manipulator is presented using the concept of 4-bar linkage. The reachable and dexterous can be determined from the proposed algorithm. In order to evaluate the workspace, each leg is considered as an open chain, and two kinematic constraints are developed. The proposed method is verified by simulation.

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착륙장치 기구학 해석을 위한 해영역 특성분석 연구

  • 안석민;최선우;박일경;권태희
    • 항공우주기술
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    • 제4권1호
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    • pp.25-30
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    • 2005
  • 4절 링크장치는 인입식 착륙장치를 가장 간단하게 기구학적으로 모사한 모델이다. 4절 링크의 설계 및 해석은 상용프로그램에서 제공하는 기구학 해석 및 시뮬레이션 기능을 이용하는 것이 일반인 방법이다. 그러나 해석적 방법은 많은 반복시도를 하여야 유용한 해를 구할 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 합성설계(Synthesis) 기법을 사용한다. 합성설계기법은 해석적 방법보다 반복시도를 많이 줄여 주지만 최적해를 보장할 수는 없다. 최적의 해를 얻기 위해 기존의 합성설계방법에 최적화 기법을 적용하여 해를 찾을 수 있다. 이 연구에서는 최적화 기법을 적용할 때 필요한 해영역의 특성을 분석하였다.

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의료용 침대를 위한 평행 4절 링크의 개선 (Enhancement of 4 Bar Parallelogram Linkage for a Medical Bed)

  • 이영대;김창영;최문수
    • 문화기술의 융합
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    • 제6권1호
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    • pp.515-520
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    • 2020
  • 본 연구에서는 4절 평행 링크의 설계와 실제 구현에 대한 것으로 평행 4절 링크는 한축의 회전을 다른 축의 회전 운동으로 전달하기 위한 기본적인 기구학적 메카니즘으로 널리 이용되고 있다. 그런데 평행 4절 링크는 운동 도중에 전환점에서 위상 역전이 발생하는 문제가 발생하여 실제 구현에서는 이를 고려하여 설계하여야 한다. 링크 역전을 방지하기 위해서는 추가적인 위상 역전 억제용 링크를 옵셋을 두어 붙이는 2중 평행 사변형 형태의 링크를 제작하면 되는 것으로 일부 알려져 있으나 실제 제작하여 실험한 결과 전환점에서 운동이 부드럽지 않은 현상이 발생하였다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 위상 역전 방지를 위한 옵셋을 주는 링크외에 보조적으로 평활한 운동을 위한 링크를 추가시켜 피동축이 구동축을 따라 회전할 때에 특정지점에서 위상 역전이 발생하지 않고 평활한 운동을 수행하는 것을 확인 할 수 있었다.

연간궤적(連稈軌跡)을 이용(利用)한 4링크기구(機構)의 합성(合成) (Synthesis of a Four-Bar Linkage to Generate a Prescribed Coupler Curve)

  • 김형준;김경욱
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제7권2호
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    • pp.8-17
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    • 1983
  • 특수(特殊)한 기능(機能)을 수행(遂行)하기 위한 4링크 기구(機構)의 설계(設計)에서는 링크의 연간궤적(連稈軌跡)이 중요(重要)한 설계조건(設計條件)이 된다. 이앙기(移秧機)의 이식기구(移植機構)나 바인던의 방출(放出)암은 모두 4링크 기구(機構)를 이용(利用)하여 작업수행(作業遂行)에 필요(必要)한 연간궤적(連稈軌跡)을 얻고 있는 것이다. 필요(必要)한 연간궤적(連稈軌跡)을 얻기위한 4링크 기구(機構)의 합성(合成)은 도해적(圖解的), 해석적(解析的) 방법(方法)을 통(通)하여 많은 연구(硏究)가 이루어져 왔으며 최근(最近)에는 콤퓨터를 이용(利用)한 기구합성(機構合成)에 대(對)한 연구(硏究)가 활발하게 이루어지고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 연간궤적상(連稈軌跡上)의 점(點)들을 이용(利用)하여 주어진 연간궤적(連稈軌跡)을 얻기 위한 4링크 기구(機構)의 합성(合成)에 대(對)한 새로운 방법(方法)을 개발(開發)하고 이 방법(方法)을 콤퓨터 프로그래밍하여 주어진 연간궤적(連稈軌跡)과 콤퓨터로 합성(合成)한 4링크 기구(機構)의 연간궤적(連稈軌跡)을 비교(比較)검토 하였다.

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