캐스터
Caster
캐스터(또는 캐스터)는 더 큰 물체("차량")의 하단에 부착하여 물체를 이동할 수 있도록 설계된 미익은 휠입니다.
바퀴는 쇼핑 카트, 사무실 의자, 장난감 왜건, 병원 침대, 자재 취급 장비 등 다양한 용도로 사용됩니다.고용량, 중량 캐스터는 플랫폼 트럭, 카트, 조립품 및 공장의 견인선과 같은 많은 산업 애플리케이션에 사용됩니다.
종류들
바퀴는 직선 경로를 따라 굴러가도록 고정되거나 바퀴가 이동 방향에 자동으로 정렬되도록 피벗 또는 핀틀에 장착할 수 있습니다.
견고한 캐스터
기본적인 강성 캐스터는 고정식 포크에 장착된 휠로 구성됩니다.차량을 기준으로 고정된 포크의 방향은 캐스터가 차량에 장착될 때 결정됩니다.이것의 한 예는 북미의 쇼핑 카트 뒷부분에 있는 바퀴입니다.견고한 캐스터는 차량이 직선을 따라 이동하도록 차량 움직임을 제한하는 경향이 있습니다.
회전 캐스터
단순한 강성 캐스터와 마찬가지로 스위블 캐스터에는 포크에 장착된 휠이 통합되어 있지만, 포크 위에 추가적인 스위블 조인트가 있어 포크가 약 360° 자유롭게 회전할 수 있으므로 휠이 어느 방향으로든 롤링할 수 있습니다.따라서 방향을 변경하지 않고도 차량을 어떤 방향으로든 쉽게 이동할 수 있습니다.작업자가 수동으로 방향을 설정할 수 있도록 회전 캐스터가 핸들에 부착되는 경우가 있습니다.개선된 스위블 캐스터는 1920년 Seibert Chesnutt, 미국 특허 1341630에 의해 발명되었으며, 스탬프로 쉽게 제조되었으며 더 긴 수명을 위해 볼 베어링을 통합했습니다.기본적인 회전 바퀴는 1840년대에 찰스 다윈의 유명한 "사무실 의자"에서 입증되었습니다.
또한 회전 캐스터는 일반적으로 수직축의 중심축과 캐스터 휠의 중심축 사이의 소량의 오프셋 거리를 포함해야 합니다.캐스터가 이동되고 휠이 올바른 방향을 향하고 있지 않은 경우 오프셋을 통해 휠 어셈블리가 수직축의 축을 중심으로 회전하여 이동 방향 뒤로 이동합니다.오프셋이 없는 경우 올바른 방향을 향하지 않으면 휠이 회전하지 않으므로 움직임을 방해하거나 지면을 가로질러 질질 끌 수 있습니다.
직선을 따라 움직이면 회전 캐스터가 이동 방향에 자동으로 정렬되고 평행하게 회전하는 경향이 있습니다.이는 통로를 따라 이동할 때 전면 캐스터가 후면 캐스터와 평행하게 정렬되면 쇼핑 카트에서 볼 수 있습니다.그 결과 차량이 자연스럽게 직선 방향으로 이동하는 경향이 있습니다.바퀴가 직선 운동을 유지하는 경향이 있기 때문에 정확한 조향은 필요하지 않습니다.이는 차량 회전 시에도 해당됩니다.캐스터는 회전 반경에 수직으로 회전하며 부드럽게 회전합니다.이는 장바구니에서 앞바퀴가 다른 속도로 회전할 때 볼 수 있으며, 회전 반경은 회전하는 정도에 따라 달라집니다.
휠 액슬과 스위블 조인트 사이의 각도 및 거리는 다양한 유형의 캐스터 [1]성능에 맞게 조정할 수 있습니다.
산업용 캐스터
산업용 캐스터는 무거운 짐을 실을 수 있도록 설계된 무거운 캐스터로, 경우에 따라서는 최대 3만 파운드까지 나릅니다.산업용 캐스터는 회전식 또는 강성 캐스터 설계를 가질 수 있습니다.산업용 캐스터에는 일반적으로 4개의 볼트 구멍이 있는 평평한 상판이 있어 상판과 하중 사이의 견고한 연결을 보장합니다.돌리 카트, 조립 턴테이블, 헤비듀티 보관 랙, 홀딩 빈, 견인 라인, 유지보수 장비 및 자재 취급 메커니즘 등 다양한 용도로 사용됩니다.
초기 제조에서 산업용 캐스터 본체는 일반적으로 상판에 용접된 세 개의 분리된 스탬프 금속 부품으로 제작되었습니다.오늘날 많은 산업용 캐스터 본체는 하나의 금속 블랭크에서 레이저로 차체를 절단한 후 프레스 브레이크를 사용하여 필요한 90도 각도로 다리를 성형함으로써 기계적으로 더 강한 장치를 생산합니다.
다양한 요인이 산업용 캐스터 성능에 영향을 미칩니다.예를 들어, 휠 직경과 폭이 클수록 하중의 무게가 휠 표면적이 넓어짐으로써 더 높은 중량 용량을 제공합니다.또한 경질 휠 재료(예: 주철, 고프로파일 폴리우레탄)는 바닥의 먼지와 이물질에 덜 민감하고 추적하지 않는 경향이 있습니다.
브레이크 및 잠금 캐스터
일반적인 저렴한 캐스터에는 바퀴의 회전을 방지하는 브레이크 기능이 포함될 수 있습니다.이는 일반적으로 브레이크 캠을 휠에 대고 누르는 레버를 사용하여 이루어집니다.그러나 회전 캐스터는 수직축과 잠긴 휠 중앙 사이의 오프셋 거리를 중심으로 회전하는 작은 원 안에서 여전히 약간 움직일 수 있습니다.
보다 복잡한 유형의 스위블 캐스터(일명 토탈 록 캐스터)는 수직축에 추가적인 회전 잠금 장치가 있어 샤프트 스위블이나 휠 회전이 모두 발생하지 않으므로 매우 견고한 지지대를 제공합니다.이 두 개의 잠금 장치를 함께 사용할 수도 있고 따로 사용할 수도 있습니다.수직 축이 잠겨 있지만 휠이 여전히 회전할 수 있는 경우, 캐스터는 방향성 캐스터가 되지만 수평 축을 따라 한 방향으로 롤링하도록 잠길 수 있습니다.
경우에 따라서는 모든 캐스터를 동시에 제동 또는 잠글 수 있어 각각의 캐스터에 개별적으로 맞물릴 필요가 없습니다.이는 휠 약간 위의 각 회전 캐스터를 감싸는 강체 링에 의해 체결되는 중앙 잠금 메커니즘을 사용하여 수행될 수 있으며, 이 링은 휠을 하강시키고 아래로 눌러 휠 및 회전 회전을 모두 방지합니다.또 다른 방법은 중앙 잠금 캐스터입니다. 중앙 잠금 캐스터는 각 수직 캐스터 샤프트 중앙에 회전 캠이 있어 각 캐스터 하단의 제동 메커니즘으로 연결됩니다.
킹핀리스 캐스터
킹핀리스 캐스터는 내부 레이스웨이, 차량에 부착된 외부 레이스웨이 및 레이스웨이 사이에 볼 베어링이 있습니다.이 메커니즘에는 킹핀이 없기 때문에 킹핀리스라는 이름이 붙습니다.킹 핀이 없으면 스위블 캐스터[citation needed] 고장의 원인이 대부분 제거되고 사용[clarify] 후 흔들림이 감소하거나 제거됩니다.밀폐된 정밀 볼 또는 테이퍼[citation needed] 베어링을 갖춘 유닛에 필적하는 용량과 내구성을 제공하며, 충격이[why?] 큰 상황에서 기존의 회전 캐스터를 대체할 수 있습니다.
캐스터 플래터
바퀴의 주요 단점 중 하나는 펄럭이는 것입니다.캐스터 플래터의 일반적인 예는 슈퍼마켓 쇼핑 카트에서 한 캐스터가 빠르게 좌우로 흔들리는 것입니다.흔들림이라고도 하는 이 진동은 특정 속도에서 자연적으로 발생하며 다른 바퀴 달린 차량에서 발생하는 속도 워블과 유사합니다.캐스터 플래터가 발생하는 속도는 캐스터가 부담하는 무게와 휠 액슬과 스티어링 축 사이의 거리를 기반으로 합니다.이 거리를 후행 거리라고 하며, 이 거리를 늘리면 적당한 속도에서 플래터를 제거할 수 있습니다.일반적으로 플래터는 고속에서 발생합니다.
흔들림을 위험하게 만드는 것은 차량이 원치 않는 방향으로 갑자기 움직이게 할 수 있다는 것이다.플래터는 캐스터가 지면과 완전히 접촉하지 않아 방향을 제어할 수 없을 때 발생합니다.캐스터가 지면과 완전히 접촉하게 되면 어느 방향으로든 캐스터가 지면에 닿을 수 있습니다.이로 인해 차량이 캐스터가 가리키는 방향으로 갑자기 이동할 수 있습니다.느린 속도에서는 캐스터의 회전 능력이 방향을 수정하고 원하는 방향으로 계속 주행할 수 있습니다.그러나 고속에서는 휠이 충분히 빠르게 회전하지 못하고 차량이 어느 방향으로든 기울어질 수 있기 때문에 위험할 수 있습니다.
전동 및 경주용 휠체어 디자이너들은 이 의자가 탑승자들에게 안전해야 하기 때문에 흔들림에 대해 매우 우려하고 있다.후행 거리를 늘리면 휠체어 경주의 경우 고속에서는 안정성이 향상되지만 일상적인 사용에서는 저속에서는 흔들림이 발생할 수 있습니다.안타깝게도 캐스터의 흔적이 많을수록 회전할 공간이 더 많이 필요합니다.따라서 이러한 추가 회전 공간을 수용하기 위해 프레임의 길이를 늘리거나 발판을 확장해야 할 수 있습니다.이것은 의자를 더 거추장스럽게 만드는 경향이 있다.
캐스터 플래터는 댐퍼를 추가하거나 스위블 [3]조인트의 마찰을 증가시켜 제어할 수 있습니다.회전 조인트에 와셔를 추가하면 됩니다.의자 앞부분의 무게가 늘어나면 마찰도 커진다.바퀴가 흔들리기 시작할 때마다 의자를 느리게 하고 무게를 앞바퀴로 옮깁니다.이러한 방식으로 휠체어 바퀴를 개조하기 위한 몇 가지 미끄럼 방지 키트가 온라인에 있습니다.캐스터 플래터를 줄이는 다른 방법으로는 회전 리드를 증가시키거나, 더 무거운 그리스를 사용하거나, 휠의 질량을 줄이거나,[4] 재료를 바꿔 접지와의 마찰을 증가시키는 방법이 있습니다.
또한 캐스터 컵을 사용하여 캐스터를 완전히 정지합니다.
인체공학적 설계
인체공학적 캐스터는 작동 환경과 수행해야 할 작업을 고려하여 설계되어 작업자에게 미치는 유해한 영향을 최소화합니다.바퀴에 저항하는 것과 관련된 장기적인 반복 동작은 스트레인 부상의 원인이 될 수 있습니다.부적절한 사양은 캐스터의 수명 단축에도 기여할 수 있습니다.
많은 매개변수가 캐스터의 성능에 영향을 미칩니다.타이어 경도, 트레드 폭 및 형상, 트레일링 오프셋 길이('캐스터') 및 휠 직경과 같은 매개 변수는 모두 플랫폼 이동을 시작하는 데 필요한 힘에 영향을 미칩니다.휠이 딱딱할수록 변형 저항을 줄여 캐스터를 더 쉽게 굴릴 수 있습니다.타이어 공기압이 낮을수록 변형 저항성이 높아지므로 부착된 플랫폼을 이동하는 데 더 많은 힘이 필요합니다.회전력은 캐스터의 양과 휠 [5]직경의 영향을 받습니다.
기존의 캐스터 설계에는 토우 가드, 트랙 와이퍼, 보강된 다리, 스티어링 튜브, 회전 잠금 장치 및 브레이크가 모두 작업장에서 [6]작업자의 부상을 줄이기 위해 구현되었습니다.
휠 직경, 휠 폭 및 탠덤 휠
캐스터 휠의 직경은 캐스터가 미립자, 거칠거나 불규칙한 표면 위를 얼마나 쉽게 이동하느냐에 영향을 미칩니다.대경 바퀴는 바닥과 엘리베이터 칸 사이의 틈새를 메울 수 있습니다.그러나 캐스터 휠의 직경이 클수록 캐스터 서포트 암이 높아야 합니다.낮은 매달림 물체의 밑부분을 휠 위로 높이 들어 올리거나 바퀴를 낮은 매달림 지지물체에 걸쳐 있는 측면으로 내밀어야 합니다.회전 캐스터 휠은 수직 샤프트를 중심으로 회전하면서 공간을 쓸어냅니다.휠이 클수록 이 공간이 더 많이 필요합니다.
하중 용량은 접지 면적이 더 넓은 휠을 사용하여 증가할 수 있습니다.그러나 광폭 스위블 캐스터를 내부로 회전시키면 휠과 접지 접촉 패치의 중앙부가 측면으로 더 멀리 떨어진 영역보다 느리게 회전합니다.휠 접점 패치의 베이스에 걸친 회전 속도의 차이는 넓은 휠이 스위블 주위의 회전에 저항하게 하며, 이 저항은 중량 하중이 증가함에 따라 증가합니다.
회전 저항을 제한하면서 부하 용량을 늘리는 다른 방법은 동일한 휠 축에 여러 개의 좁은 휠을 나란히 사용하는 것입니다.각 휠은 단일 와이드 휠에 비해 접지면이 상대적으로 좁기 때문에 스위블에서 제자리 회전하는 저항이 적습니다.
휠에는 크게 네 가지 분류가 있습니다.
- 표준 휠의 바깥쪽에는 중앙 회전 허브(또는 베어링)와 호환 재료가 있습니다.
- 캐스터는 포크에 장착된 휠로, 옵션인 오프셋 스티어링 조인트가 추가로 장착되어 있습니다.
- 전방향 휠(Mecanum 휠, Omni 휠 또는 스웨덴 휠)은 큰 중앙 허브로 구성되며 축이 중앙 휠에 수직이 되도록 주변에 많은 작은 휠이 추가로 장착됩니다.중앙 휠은 기존 휠처럼 축을 중심으로 회전할 수 있지만, 더 작은 휠은 또한 중앙 축에 수직으로 이동할 수 있습니다.
- 구형 휠은 전방향이며 일반적으로 구속기구 내부에 장착되는 구형 볼이다.예를 들어 볼 이송 유닛이 있습니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Siegwart, R. 및 Nournakhsh, I. "자율 모바일 로봇 소개", MIT Press, 캠브리지, MA, 2004. 321 p. ISBN0-262-19502-X
- ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2017-12-15. Retrieved 2019-10-06.
{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크) - ^ 12 국제재생센터 앞바퀴 만들기
- ^ 캐스터 플래터 캐스터 개념의 원인 및 해결 방법
- ^ 인체공학적 디자인 개선 캐스터 개념의 해법에 초점을 맞춘다.
- ^ 캐스터 휠 유로쇼어
