직선 메커니즘

로버츠 링크
같은 색상의 링크는 같은 길이입니다.

사루스 링크
같은 색상의 부품은 같은 치수입니다.

보첼리에 립킨 인버소르
같은 색상의 링크는 같은 길이입니다.

직선 메커니즘은 완벽하거나 대략적인 직선을 생성하는 메커니즘입니다.직선 운동을 만드는 것으로 알려진 최초의 메커니즘은 1784년 제임스 와트에 의해 기술된 근사치였다.

엔진, 차량 서스펜션, 보행 로봇, 로버 ^{[citation needed]}휠 등 다양한 용도로 사용됩니다.

역사

18세기 후반에는 대패기와 밀링 머신이 개발되기 전에는 평탄하고 곧은 표면을 기계로 만드는 것이 매우 어려웠다.그 시대에는 평탄한 표면을 가공할 수 있도록 하는 직선 운동을 실현하는 문제에 대해 많은 생각이 있었다.이 문제에 대한 해결책을 찾기 위해, 최초의 직선 메커니즘은 초기 증기 엔진의 피스톤을 안내하기 위해 James Watt에 의해 개발되었습니다.정확한 직선을 생성하지는 않지만 상당한 이동 거리에 걸쳐 적절한 근사치를 얻을 수 있습니다.

완벽한 직선 연결은 나중에 19세기에 발견되었지만, 그때까지 기계 가공을 위한 다른 기술들이 ^{[citation needed]}개발되어 왔기 때문에 필요한 만큼은 아니었다.

링크 리스트

대략적인 직선 링크

이러한 메커니즘은 필요한 부품이 거의 없기 때문에 종종 4개의 막대 링크를 사용합니다.이러한 4개의 바 링크에는 거의 완벽한 직선 운동의 영역이 하나 이상 있는 커플러 곡선이 있습니다.이 목록의 예외는 와트의 평행 운동으로, 와트의 링크와 또 다른 4바 링크인 팬터그래프를 결합하여 기존의 대략적인 직선 운동을 증폭시킵니다.

프리즘 조인트를 사용하지 않고 4바 링크를 사용하여 완벽한 직선 운동을 만들 수 없습니다.

와트 링크(1784)
와트의 평행 운동(1784)
Evans "Grasshopper" 링크(1801)
체비셰프 연결
체비셰프 람다 연결(1878) - 체비셰프 연결의 동일 연결
로버츠 링크
말머리 링크
호켄 링크(1926년) - 슬라이딩 조인트 필요

완벽한 직선 링크

결국 완벽한 직선 운동을 할 수 있을 것이다.

사루스 연결은 1853년에 만들어진 최초의 완벽한 선형 연결이었다.그러나, 이것은 평면 연결이라기 보다는 공간 연결이다.최초의 평면 연계는 1864년에야 이루어졌다.

현재, 완벽한 직선 운동을 생성하는 모든 평면 링크는 원을 중심으로 한 반전을 이용하여 무한 반경의 가상의 원, 즉 선을 생성한다.이것이 그들이 반전 세포 또는 반전 세포라고 불리는 이유입니다.
가장 심플한 솔루션은 6바를 사용하는 Hart의 W프레임과 6바를 사용하는 Frivelanar Inversor(실베스터-켐페 및 쿠마라-캄플링)입니다.

사루스 링크(1853)
Peaucellier-Lipkin inversor(1864)
하트의 첫 번째 반전 / 하트의 반평행 로그그램 / 하트의 W-프레임 (1874년)
하트의 세컨드 인버서 / 하트의 A프레임(1875)
Perrolatz 반전기
켐페 쌍연 반전기^[1](1875년)
브리카드 반전기^[2]
사평면 반전(1875년)

Scott Russell 연결(1803)은 직각을 통해 선형 운동을 변환하지만 그 자체는 직선 메커니즘이 아닙니다.대략적인 직선 링크인 그라스호퍼 빔/이반스 링크와 정확한 직선 링크인 브리카드 링크는 스캇 러셀 링크 및 아르키메데스의 트램멜과 유사성을 공유합니다.

타원 운동을 하는 복합 편심 메커니즘

이러한 메커니즘은 연결기 곡선 대신 롤링 곡선의 원리를 사용하며 타원 운동을 통해 제한적인 것이 아니라 연속적인 회전 운동을 왕복 운동으로 변환할 수 있습니다.직선 사인파 운동은 2차 관성력을 생성하지 않으므로 고속 기계에서 균형을 쉽게 잡을 수 있습니다.

카르단 직선 메커니즘Tusi 커플(1247)의 원리를 사용하여 스퍼 기어가 직경의 두 배인 내부 톱니바퀴 기어 내부에서 롤링합니다.작은 기어의 피치 서클의 어느 점에 의해 추적되는 저사이클로이드는 큰 기어의 직경입니다.이 메커니즘은 머레이의 저환식 엔진에 사용되어 왔다.

아르키메데스의 트램멜.원래 타원형이야메커니즘으로 원과 직선이 타원의 특수한 경우라는 점을 이용한다.이는 카르단의 직선 메커니즘(위)과 거의 동일한 운동학적 원리에 기초하고 있으며 톱니가 4개인 링 기어에 톱니가 2개인 스퍼 기어라고 볼 수 있다.Baker-Cross ^[3]엔진에 사용되었습니다.이는 파슨스의^[4] 증기 엔진에서 반전된 형태로 사용되었으며, 오늘날에도 Oldham 커플링에서 유사한 형태로 발견될 수 있습니다.

멀티 FAZE 메커니즘Multiple Fixed Axis Compound Nivers 메커니즘도 타원 운동을 사용하지만, 여기서는 반대되는 부품의 축이 측면으로 분리되고, 이들 사이의 구동력이 베어링 대신 스퍼 기어로 전달되어 마찰과 마모를 줄입니다.초안 기사가 있습니다.이 메커니즘은 스틸러-스미스 ^[5]엔진에서 사용되고 있습니다.