굴곡

Flexure
다른 용도는 Flexure(동음이의)를 참조하십시오.
벤딩과혼동해서는 안 된다.
무마찰 조정 특성에 대해 베어링 대신 사용되는 휨 피벗.
Tic Tac 상자의 뚜껑에 있는 살아있는 힌지(굴곡의 일종) 이 경첩은 하나의 순응적인 자유도를 가지고 있다.

굴곡은 특정 자유도에서 준수하도록 설계된 유연한 요소(또는 요소의 조합)이다.[1] 굴곡은 설계에서 조정 또는 준수를 제공하기 위해 설계 엔지니어(일반적으로 기계 엔지니어)가 사용하는 설계 기능이다.

굴곡형식

대부분의 복합 굴곡 설계는 3가지 기본 굴곡 유형으로 구성된다.[2]

내포된 연결이 있는 복합 굴곡 설계 예제.[3]
  • 핀 굴곡 - 소재의 얇은 막대 또는 실린더는 기하학적 구조가 노치 컷아웃과 일치할 때 3도 자유도를 구속한다.
  • 블레이드 플렉스 - 얇은 재료 시트, 자유도 3도 구속
  • 노치 굴곡-두툼한 소재의 양쪽에 얇은 컷아웃으로 자유도 5도 구속
핀 플렉스 블레이드 플렉스 노치 플렉스
Pin Flexure.jpg
Blade Flexure.jpg
Notch Flexure.jpg

단일 플렉스 기능은 이동 능력과 사용 가능한 자유도가 모두 제한되므로 복합 플렉스 시스템은 이러한 구성요소 기능의 조합을 사용하여 설계된다. 복합 굴곡을 사용하면 특정 자유도와 비교적 긴 이동 거리를 가진 복잡한 운동 프로파일이 가능하다.

설계 측면

정밀 공학 분야(특히 고정밀 운동 제어)에서 굴곡은 몇 가지 주요 장점을 가지고 있다. 마찰이나 마찰이 있는 경우 고정밀 정렬 작업이 불가능할 수 있다.[4] 또한 기존 베어링이나 선형 슬라이드는 백래시와 마찰로 인해 위치 이력(positioning hysteresis)을 보이는 경우가 많다.[5] 굴곡은 (볼 베어링과 마찬가지로) 많은 부품의 표면 상호작용보다는 유연한 요소의 굽힘 및/또는 비틀림에 의존하기 때문에 훨씬 낮은 분해능 한계(나노미터 눈금에서 측정된 경우)를 달성할 수 있다. 이것은 간섭계와 같은 광학 계측에 사용되는 중요한 설계 특징을 구부리게 한다.

동작 모드 때문에, 굴곡은 제한된 범위의 동작에 사용되며, 긴 이동 또는 연속 회전 조정을 대체할 수 없다.[6] 또한 휨 설계의 잠재적 고장 모드인 재료 항복이나 피로를 방지하기 위해 휨 설계에 각별한 주의를 기울여야 한다.

leaf spring suspension은 자동차 공학에서 굴곡 설계의 예다.

설계 예제

일체형 서스펜션 굴곡이 있는 화성 탐사 로봇의 구동 휠
일체형 서스펜션 굴곡이 있는 Mars Science Labority 로버 큐리오시티에서 구동 휠을 사용하십시오.
  • 리빙 힌지: 힌지 역할을 하는 굴곡. Tic Tac 상자 뚜껑과 같이 단일 재료에 피쳐로 포함시킬 수 있으므로 단순성을 선호한다.
  • 리프 스프링: 리프 스프링은 일반적으로 차량 서스펜션에 사용된다. 나뭇잎 스프링은 하나의 준수 자유도를 가진 굴곡 시스템의 예다.
  • 플렉스 피벗: 정밀 정렬 애플리케이션에 사용하기 위한 무마찰 피벗 구성 요소.[7]
  • NASA의 화성 탐사 로봇과 화성 과학 연구소 탐사 로봇 큐리오시티는 바퀴의 굴곡을 설계하여 바퀴의 진동 격리와 정지 역할을 한다.[8]


참고 항목

참조

  1. ^ Thomas, Marcel. "Flexures". MIT Web. Retrieved 13 Feb 2017.
  2. ^ "Flexural Encyclopedia". Bal-Tec. Retrieved 13 Feb 2017.
  3. ^ Panas, Robert (7 Jul 2014). "Eliminating Underconstraint in Double Parallelogram Flexure Mechanisms". Lawrence Livermore National Laboratory. OSTI 1228007. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)
  4. ^ Speich, John (5 Oct 1998). "Three-degree-of-freedom flexure-based manipulator for high-resolution spatial micromanipulation". SPIE Digital Library. Proc. SPIE Vol. 3519. Retrieved 14 February 2017.
  5. ^ Zago, Lorenzo (Mar 1997). "Application of Flexure Structures to Active and Adaptive Opto-Mechanical Mechanisms" (PDF). University of Arizona Opto-Mechanical Papers Reference. Proc. SPIE Vol. 2871. Retrieved 13 February 2017.
  6. ^ Salek, Mir (2008). "Flexure Mounts for High Resolution Optical Elements" (PPT). University of Arizona Opto-Mechanical Papers Reference. Retrieved 13 February 2017.
  7. ^ "Free Flex Pivot Product line". Riverhawk Flex Pivots. Retrieved 13 February 2017.
  8. ^ "Wheels in the Sky". NASA Jet Propulsion Laboratory. Retrieved 14 February 2017.