키네마틱 쌍

Kinematic pair
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고전역학에서 운동학적 쌍은 상대적인 운동(운동학)에 제약을 가하는 두 물리적 물체 사이의 연결이다.독일의 기술자인 프란츠 르울로는 단순한 [2]기계로 구성된 요소의 움직임에 대한 진보를 제공하는 기계의 연구에[1] 대한 새로운 접근법으로 운동학적 쌍을 소개했습니다.

묘사

운동학([3]Kinematics)은 움직임의 원인을 고려하지 않고 점, 물체(물체) 및 물체계(물체군)의 운동을 설명하는 고전 역학의 한 분야이다.연구 분야로서의 운동학은 종종 "운동의 기하학"[4]이라고 불린다.자세한 내용은 운동학을 참조하십시오.

Hartenberg & Denavit은[5] 운동학적 쌍의 정의를 제시한다.

강체 간의 연결 문제에 있어서, 릴로는 두 가지 종류를 알아냈습니다. 그는 그것들을 (원소의) 더 높은 쌍과 낮은 쌍이라고 불렀습니다.쌍이 높을수록 두 요소는 볼 베어링이나 디스크 캠 및 팔로어와 같이 점 또는 선을 따라 접촉합니다. 일치점의 상대적인 움직임은 서로 다릅니다.하부 쌍은 핀 연결부, 크로스헤드, 볼 및 소켓 조인트 및 기타 일부에서와 같이 면적 접촉이 가시화될 수 있는 쌍이다. 요소 및 그 링크의 일치점의 상대적인 움직임은 유사하며, 한 링크에서 다른 링크로의 요소 교환은 부품의 상대적인 움직임을 변화시키지 않는다.d 더 높은 쌍의 경우.

운동학에서, 운동학적 쌍을 이루는 두 개의 연결된 물리적 물체는 '강체'라고 불린다.메커니즘, 조작기 또는 로봇에 대한 연구에서는 일반적으로 두 물체를 '링크'라고 합니다.

하부 쌍

하부쌍은 이동체 내의 표면과 고정체 내의 대응하는 면과의 접촉을 구속하는 이상적인 조인트이다.하부 쌍은 두 개의 프로펠러 축을 연결하는 데 사용되는 유니버설 조인트인 너트와 나사 등 두 개의 부재 사이에 표면 또는 면적 접촉이 발생하는 쌍입니다.

하부 관절의 경우:

  • 회전체 R조인트, 즉 힌지 조인트는 이동체 내의 라인이 고정체 내의 라인과 동일직선을 유지할 필요가 있으며, 이동체 내의 이 라인에 수직인 평면은 고정체 내의 유사 수직면과의 접촉을 유지한다.이로 인해 링크의 상대적인 이동에 5가지 제약이 가해지며, 따라서 1가지 자유도를 갖게 됩니다.
  • 프리즘형 P조인트(슬라이더)는 이동체 내의 라인이 고정체 내의 라인과 동일직선을 유지하고, 이동체 내의 라인과 평행한 평면은 고정체 내의 유사 평행면과 접촉을 유지해야 한다.이로 인해 링크의 상대적인 이동에 5가지 제약이 가해지며, 따라서 1가지 자유도를 갖게 됩니다.
  • 나사 조인트 또는 헬리컬 H 조인트는 2개의 링크로 절단된 나사산이 필요하므로 둘 사이에 회전 및 슬라이딩 동작이 있습니다.이 관절은 어느 정도 자유도가 있다.
  • 원통형 C 이음매는 이동체 내 라인과 고정체 내 라인이 동일선상에 있어야 한다.회전 이음매와 슬라이딩 이음의 조합입니다.이 이음매는 두 가지 자유도를 가지고 있다.
  • 유니버설 U 조인트는 축이 서로 경사진 강체 링크를 연결하는 교차하는 상호 직교 회전 조인트로 구성된다.
  • 구형 S 이음매 또는 볼 소켓 이음매는 이동체 내의 한 점이 고정체 내의 정지 상태를 유지해야 한다.이 접합에는 직교 축을 중심으로 한 회전에 해당하는 세 가지 자유도가 있습니다.
  • 평면 이음매는 이동체 내의 평면이 고정체 내의 평면에 접촉하는 것을 필요로 한다.이 관절은 3개의 자유도가 있다.이동 평면은 고정 평면을 따라 2차원으로 미끄러질 수 있으며 고정 평면에 수직인 축으로 회전할 수 있습니다.
  • 평행사변형 Pa 조인트는 평행사변형의 모서리에 있는 4개의 회전접합부에 의해 서로 연결된 4개의 링크로 구성되어 있다.

상위 쌍

일반적으로 상위 쌍은 고정체 내의 곡선 또는 표면과의 접촉을 유지하기 위해 이동체 내의 곡선 또는 표면이 필요한 구속조건이다.예를 들어, 캠과 그 추종자 사이의 접촉은 캠 조인트라고 불리는 더 높은 쌍입니다.마찬가지로, 두 기어의 맞물림 톱니를 형성하는 인볼루트 곡선 사이의 접촉은 표면에서 굴러다니는 바퀴와 마찬가지로 캠 조인트입니다.점 또는 선 접점이 있습니다.

래핑 페어/상위 페어

래핑/높이 쌍은 벨트, 체인 및 기타 장치로 구성된 구속조건입니다.벨트 구동 풀리가 이 쌍의 예입니다.이 타입에서는 (점 또는 선 접촉이 있는) 상위 쌍과 매우 유사하지만 여러 점 접촉이 있는 경우...

조인트 표기법

맥락

메커니즘, 조작기 또는 로봇은 일반적으로 조인트로 연결된 링크로 구성됩니다.SCARA 로봇과 같이 시리얼 머니퓰레이터는 링크와 조인트의 단일 체인을 통해 이동 플랫폼을 베이스에 연결합니다.로봇 공학에서 움직이는 플랫폼을 '엔드 이펙터'라고 합니다.여러 개의 시리얼 체인이 이동 플랫폼을 Gough-Stewart 메커니즘과 같은 병렬 조작기 베이스에 연결합니다.병렬 조작기의 개별 직렬 체인을 림스 또는 다리라고 합니다.토폴로지란 조작기 또는 로봇을 형성하는 링크와 조인트의 배치를 말합니다.조인트 표기법은 메커니즘, 조작기 또는 로봇의 조인트 토폴로지를 정의하는 편리한 방법입니다.

약어

이음매는 프리즘 P, 회전체 R, 유니버설 U, 원통형 C, 구형 S, 평행사변형 Pa로 줄인다.작동 또는 활성 조인트는 밑줄(예: P, R, U, C, S, Pa)로 식별된다.

표기법

접합 표기법은 [6]메커니즘을 형성하는 접합의 유형과 순서를 지정합니다.베이스의 첫 번째 줄임말에서 이동 플랫폼의 마지막 줄임말까지의 줄임말 순서를 식별합니다.예를 들어 시리얼 SCARA 로봇의 조인트 표기법은 RRP로, 두 개의 활성 회전 조인트 RR에 이어 활성 프리즘 P 조인트로 구성되어 있음을 나타냅니다.반복된 조인트는 숫자로 요약될 수 있습니다. 따라서 SCARA 로봇의 조인트 표기법도 예를 들어 2RP로 작성할 수 있습니다.평행 Gough-Stewart 메커니즘의 조인트 표기법은 6-UPS 또는 6(UPS)으로, 각각 유니버설 U, 액티브 프리즘 P 및 구면 S 조인트로 구성되어 있음을 나타낸다.괄호()는 개별 직렬 사지의 관절을 둘러싼 것입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Reuelaux, F., 1876 The Kinematics of Machine(번역 및 A. B. W. Kennedy에 의해 주석 첨부), 뉴욕 도버에 의해 전재(1963년)
  2. ^ A. P. Usher, 1929년, 하버드 대학 출판부, 기계 발명의 역사(도버 출판사 1968에 의해 재인쇄됨).
  3. ^ Thomas Wallace Wright (1896). Elements of Mechanics Including Kinematics, Kinetics and Statics. E and FN Spon. Chapter 1.
  4. ^ Russell C. Hibbeler (2009). "Kinematics and kinetics of a particle". Engineering Mechanics: Dynamics (12th ed.). Prentice Hall. p. 298. ISBN 978-0-13-607791-6.
  5. ^ R. S. 하텐버그와 J. 데나빗(1964) 연결의 키네마틱 합성, 페이지 17-18, 뉴욕: 맥그로 힐.
  6. ^ Craig, John (2005). Introduction to Robotics. p. 71. ISBN 0-13-123629-6.