링크기구와 자유도

예전에 기구학에 대한 강의 자료를 만들었었는데 여기에도 간단히 첨부해 본다.

 

기구란 어떠한 부품의 운동을 이용하여 또 다른 부품에 필요로 하는 운동을 일으키게 하는 장치라고 할 수 있다.

 

예를 들면, 모터의 회전운동을 실린더의 직선운동으로 바꾸는 일 들이다.

 

 

1. 링크 기구란?

• 길이가 서로 다른 링크를 핀으로 결합하여, 운동을 전달하는 기계요소

 

2. 링크 기구의 종류

• 3절 링크 기구 (고정 링크 기구, Locked mechanism): 움직임이 없는 건축물의 트러스 구조 등에 이용, 자유도는 0 또는 음의 자유도를 가짐
  
• 4절 링크 기구 (구속 링크 기구, Constrained mechanism): 1개의 링크를 고정하는 것으로 일정한 동작을 취하게 하는 기구, 자유도는 1 자유도
• 5절 링크 기구 (비 구속 링크 기구, Unconstrained mechanism): 1개의 링크를 고정시켜도, 다른 링크는 자유롭게 움직일 수 있는 기구, 자유도는 2 자유도 이상

 

3. 링크 기구의 자유도 (Degrees of freedom, DoF)

• 일반적인 링크기구의 자유도 계산에는 그루블러 식 (Kutzbach-Gruebler's equation) 을 이용하여 구할 수 있다.

 

 

여기서 [M은 자유도], [N은 링크의 수], [J는 1자유도의 동작을 가지는 부분의 수]이다.

예를 들면 아래와 같이 3절, 4절, 5절 링크의 자유도를 구할 수 있다.

 

[기구학 - 4절 회전 링크 기구]에서 계속.

기구학 - 4절 회전 링크기구

 

 

 

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