기구학 텀프로젝트(working model을 이용한 기구설계)

소개글

Jansen Mechanism, Klann Linkage를 참조하여 움직이는 보행 기구를 설계하려다가,
좀더 창조적인 슬라이더 크랭크기구를 이용한 보행 기구를 설계하였습니다.

목차

문제정의

목적

Working Model구현

기구학적 해석

고찰

참고문헌

본문내용

□ 문제정의
1. Jansen Mechanism, Klann Linkage 등을 참조하여, 계단을 오르거나 특별한 장애물을 통과할 수 있는 기구를 제안하라.
2. 주변에서 활용되고 있는 기구들을 하나 선택하여 이를 Working model로 모델링하고, 그 결과를 다음의 내용에 따라 정리하여 제출하라.

□ 목적
제안 / 조사한 기구를 Working Model로 구현한 후, 기구학적 선도를 그리고, 주요 치수나 기본 작동 원리 등을 알아보고, 제안/조사 된 기구에 대해 기구학적으로 의미 있는 해석을 Working model상에서 수행하여 그 결과를 작성?정리한다.

□ Working Model구현
슬라이더 크랭크를 이용한 기구이고, Connecting rod가 다리역할을 하여 움직이는 4족보행 기구이다.

○ 기구 모습

□ 기구학적 해석
○ 자유도해석
- Conneting rod 4개, Slider 4개, Quternary 1개, Fixed몸통 1개
- Revolute 조인트 9개, Prismatic 조인트 4개

→ 기구

○ Measure값 해석

워킹모델에서 기구가 평판을 움직일 때, 원판 회전각(Rotation), 몸통 위치(Position)와 속도(Velocity), 모터 토크(Torque), 기구의 Shaking Force를 expert하여 엑셀로 가져와 해석하였다. 이를 토대로 기구의 x방향 속도와 기구 중심점의 궤적, Shaking Force를 그래프로 나타내었다. 다음에서 이 그래프를 통하여 기구를 분석해보았다.

모터가 회전함에 따라서 기구가 운동을 하는데, 해석해본 결과 기구가 (+)방향으로만 움직이지 않고, (-)방향으로 움직이는 구간도 일부 있다.

기구의 중심점을 통하여 궤적을 나타내어 보니 일단 초기 0부근에는 기구가 땅바닥에 닿기까지 낙하하는 구간이고, 이 후 기구가 다리를 이용하여 움직일 때, 상하로 움직임이 조금 불규칙하게 나타났다.

Shaking Force는 기구가 움직임에 따라서 진동에 관련된 문제가 야기되고, 기구가 Frame에 가하는 힘의 총합이라고 할 수 있다.
바닥을 Sqare조인트를 이용하여 Measure하였고, Shaking Force는 기구가 바닥에 다리를 딛을 때 발생한다.

참고 자료

기구학 실습자료, 기구학(KINEMAYICS AND DYNAMICS OF MACHINERY) 등