Vyvinutelný mechanismus - Developable mechanism

Vyvinutelné mechanismy jsou speciální třídou mechanismy na které lze umístit rozvinutelné povrchy.[1][2]

Příklady

Dveře velitelského modulu Apollo
Dveře na velitelském modulu Apollo jsou příkladem jednoduchého rozvinutelného mechanismu, protože se přizpůsobují kuželovitému zevnějšku modulu, pohybují se a jeho linie závěsu je vyrovnána s vládnoucími liniemi kuželovitého povrchu.

Mezi známé příklady rozvinutelných mechanismů patří dveře velitelského modulu Apollo a nákladní dveře raketoplánu. Oba tyto příklady jsou mechanismy s jedním závěsem. Všimněte si, jak jsou v každém případě osy spojů v linii s vládnoucími liniemi povrchu. Obrázky jsou zobrazeny vpravo.

Origami používá rozvinutelné povrchy, protože lze předpokládat, že se papír neroztahuje.[3] Akční origami využívá pohyb origami.[4][5]

Ortoplanární mechanismy jsou podmnožinou rozvinutelných mechanismů, kde rozvinutelný povrch je rovina a vazby vycházejí z roviny.[6] Naléhavé mechanismy laminy jsou ortoplanární mechanismy (a tudíž také vyvíjitelné mechanismy), kde jsou klouby kompatibilními mechanismy.[7] Stejné klouby použité k vytvoření lamina emergentních mechanismů lze použít k přiblížení rozvinutelných povrchů[8][9]

Nákladní dveře raketoplánu
Dveře nákladu na raketoplánu jsou jednoduché vyvíjitelné mechanismy, protože se během zvedání přizpůsobují vnějšku raketoplánu, mohou se pohybovat a linie jejich pantů jsou vyrovnány s vládnoucími liniemi raketoplánu.

Výhody

Vyvinutelné povrchy se snadno vyrábějí[10] a nacházejí se v mnoha aplikacích. Do těchto povrchů lze zabudovat vyvíjející se mechanismus.[2]

Je možné nasadit vyvíjející se mechanismy.[8]

Vyvinutý mechanismus se kompaktně uloží během jedné polohy pohybu mechanismu.[1]

Matematické modelování

Pohyb rozvinutelných mechanismů lze modelovat pomocí tradičních kinematika vzorce. V tuhém těle vazby, tvar tuhých vazeb nemění pohyb.[11]

Reference

  1. ^ A b "Vývojové mechanismy | O vývojových mechanismech". vyhovující mechanismy. Citováno 2019-02-13.
  2. ^ A b Nelson, Todd G .; Zimmerman, Trent K .; Magleby, Spencer P .; Lang, Robert J .; Howell, Larry L. (2019). „Rozvinutelné mechanismy na rozvinutelných površích“. Vědecká robotika. 4 (27): eaau5171. doi:10.1126 / scirobotics.aau5171.
  3. ^ Callens, Sebastien J.P .; Zadpoor, Amir A. (2018). „Od plochých desek po zakřivené geometrie: přístupy Origami a kirigami“. Materiály dnes. 21 (3): 241–264. doi:10.1016 / j.mattod.2017.10.004.
  4. ^ Bowen, Landen (02.07.2013). „Studie akčního origami jako systému sférických mechanismů“. Všechny disertační práce.
  5. ^ Callens, Sebastien J.P .; Zadpoor, Amir A. (2018). „Od plochých desek po zakřivené geometrie: přístupy Origami a kirigami“. Materiály dnes. 21 (3): 241–264. doi:10.1016 / j.mattod.2017.10.004.
  6. ^ „Orto-planární mechanismy /“. ResearchGate. Citováno 2019-02-13.
  7. ^ Jacobsen, Joseph (2008-02-22). „Základní komponenty pro vznikající mechanismy laminy“. Všechny disertační práce.
  8. ^ A b Nelson, Todd (01.06.2018). „Art to Engineering: Curved Folding and Developable Surfaces in Mechanism and Deployable Structure Design“. Všechny disertační práce.
  9. ^ Nelson, Todd G .; Lang, Robert J .; Pehrson, Nathan A .; Magleby, Spencer P .; Howell, Larry L. (2016). „Usnadnění nasazitelných mechanismů a struktur prostřednictvím vyvíjejících se laminačních sad Lamina“. Časopis mechanismů a robotiky. 8 (3): 031006. doi:10.1115/1.4031901.
  10. ^ "Design pro výrobu s využitím vývojových povrchů B-Spline | Vyžádat PDF". ResearchGate. Citováno 2019-02-13.
  11. ^ L., Norton, Robert (2007). Návrh strojního zařízení. McGraw-Hill College. ISBN  9780073290980. OCLC  150367304.

externí odkazy