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의료용 침대를 위한 평행 4절 링크의 개선
Enhancement of 4 Bar Parallelogram Linkage for a Medical Bed 원문보기

Journal of the convergence on culture technology : JCCT = 문화기술의 융합, v.6 no.1, 2020년, pp.515 - 520  

이영대 ((주)나인벨) ,  김창영 ((주)나인벨) ,  최문수 ((주)나인벨)

초록
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본 연구에서는 4절 평행 링크의 설계와 실제 구현에 대한 것으로 평행 4절 링크는 한축의 회전을 다른 축의 회전 운동으로 전달하기 위한 기본적인 기구학적 메카니즘으로 널리 이용되고 있다. 그런데 평행 4절 링크는 운동 도중에 전환점에서 위상 역전이 발생하는 문제가 발생하여 실제 구현에서는 이를 고려하여 설계하여야 한다. 링크 역전을 방지하기 위해서는 추가적인 위상 역전 억제용 링크를 옵셋을 두어 붙이는 2중 평행 사변형 형태의 링크를 제작하면 되는 것으로 일부 알려져 있으나 실제 제작하여 실험한 결과 전환점에서 운동이 부드럽지 않은 현상이 발생하였다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해 위상 역전 방지를 위한 옵셋을 주는 링크외에 보조적으로 평활한 운동을 위한 링크를 추가시켜 피동축이 구동축을 따라 회전할 때에 특정지점에서 위상 역전이 발생하지 않고 평활한 운동을 수행하는 것을 확인 할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The design and actual implementation of the four-bar parallel link was studied in the paper. The parallel four-section link is widely used as a basic kinematic mechanism for transmitting the rotation of one axis to the rotational motion of the other axis. However, the parallel 4 link has a problem t...

주제어

#4절 링크   #전환점   #위상 옵셋   #평활한 운동  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 2개의 평행 사변형 링크보다 3개나 4개의 평행 사변형 링크를 구성하는 식으로 조인트 링크 메카니즘을 구현하면 되는데 본 연구에서는 4개의 평행사변형 링크를 구성하고 이중 가운데 조인트 링크에 위상 옵셋을 두는 방법을 채택하였다.
  • 구동입력축과 링크 옵셋을 가운데 중심에 두고 전환점 해결을 위한 링크들을 좌우에 2개씩 각각 배치하여 출력축이 입력축과 동기화되도록 하였으며 전환점에서의 급격한 각 변위 변화를 억제하고 부드러운 운동을 이룰 수 있도록 설계하여 제작하였다.
  • 본 의료용 침대는 평행사변형 링크에 의해 승하강이 독립적으로 제어되는 다수의 승하강 링크 모듈이 인접하여 평행하게 배치되고 상기 각 승하강 링크 모듈의 결합축 하나에는 전기 모터가 링크 구동을 위해 결합되는 것을 특징으로 한다. 이러한 구조로 인해 욕창 방지 운동, 시트자동교환운동 및 환자횡이송을 용이하게 할 수 있도록 설계되어 있다.
  • 제작된 평행사변형 링크 메카니즘은 의료용 침대에 적용하기 위하여 설계되었다. 그림 9는 이런 메카니즘을 16개 장착한 건반 구조형 기구물로 욕창방지, 시트자동교환 및 환자이송을 위한 의료용 전동 침대이다.
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참고문헌 (13)

  1. Hartenberg, R., Denavit, J., Kinematic synthesis of Linkages, McGraw Hill Book Company, N.Y. 

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  3. A. M. Vaidya* and P. M. Padole, "A Performance Evaluation of Four Bar Mechanism Considering Flexibility of Links and Joints Stiffness", The Open Mechanical Engineering Journal, 4, 16-28, 2010 

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  13. S.D. Yu, and W.L. Cleghorn, "Dynamic instability analysis of high-speed flexible four-bar mechanisms," Mechanism and Machine Theory, vol. 37, pp. 1261-1285, 2002 

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