아오사이트, 이후 1993
개요: 이 기사에서는 Deform-X 유연한 힌지의 설계 및 분석을 제시합니다. 힌지의 등가 강성은 미적분학을 사용하여 결정되며 굽힘-비틀림 결합 등가 강성에 대한 이론적 계산식이 도출됩니다. 이론적 분석과 ABAQUS 시뮬레이션을 통해 공식의 정확성을 검증합니다. X-type 플렉서블 힌지와 Deform-X 플렉서블 힌지의 성능 비교 분석을 실시하였다. 동일한 토크에서 Deform-X 힌지의 굽힘 변형 각도가 X-type 힌지보다 3배 더 큰 것으로 나타났습니다. 고장 분석을 통해 Deform-X 힌지의 사용 가능 범위가 더 넓어진 것으로 나타났습니다. Deform-X 힌지를 기반으로 한 평면 접이식 4바 메커니즘의 물리적 모델이 설계 및 테스트되어 예상되는 변형 기능을 보여줍니다. 마지막으로 X형 힌지를 기반으로 한 4바 메커니즘의 변형을 동일한 모멘트에서 Deform-X 힌지의 변형과 비교하여 후자의 변형이 더 크다는 것을 보여줍니다.
유연한 메커니즘은 유연한 구성 요소의 탄성 변형을 활용하여 힘이나 동작을 구현하는 메커니즘입니다. 유연한 메커니즘의 설계는 제한된 변형 범위로 인해 견고한 메커니즘에 비해 더 어려운 경우가 많습니다. 평면 폴딩 메커니즘(Laminaemergentmechanisms, LEMs)은 2차원 박판 평면 가공을 통해 3차원 움직임을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 이는 직교 메커니즘, 변성 메커니즘 및 유연한 메커니즘의 특성을 결합합니다. LEM 활용의 핵심 요소는 치수, 경계 조건 및 재료 특성을 포함하는 유연한 힌지의 설계입니다. 이전 연구에서는 이론적 공식을 제안하고 LEM에 대한 다양한 유형의 유연한 힌지를 설계했습니다. 그러나 본 논문에서는 Deform-X 플렉서블 힌지의 설계에 중점을 두고 굽힘-비틀림 결합 부분을 분석하고 등가 강성에 대한 이론적 계산 공식을 도출하고 굽힘 성능 및 파손 분석을 수행합니다. Deform-X 힌지를 기반으로 한 평면 접이식 4바 메커니즘의 물리적 모델도 설계 및 테스트되었습니다.
1. Deform-X의 유연한 힌지 디자인:
Deform-X 플렉서블 힌지는 이전 문헌에서 제안된 혼합 인장 저항(MTR) 플렉서블 힌지의 개념을 바탕으로 설계되었습니다.
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