기구학 기본개념

Chap 2. Kinematics Fundamentals

Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) is the technology of the future, allowing

microscopic devices to replicate the functionality of current large-scale systems, or

even perform tasks previously unimaginable.

MEMS are either used as sensors or actuators, possibly operating in a wide range of

physical domains spanning electrostatics, mechanics, piezo-electrics, thermodynamics,

electromagnetics, fluidics, and optics. In all of these cases, they must be

accompanied by electronic circuitry for control and/or monitoring.

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

(1) 평면 기구의 자유도

• 2개의 링크 (평면)

DOF=6X

DOF=4

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

(1) 평면 기구의 자유도

• Kutzbach 공식 (평면 기구의 자유도 결정 공식)

DOF = 3 (L - 1) - 2J1 - J2

링크 개수

자유도가 1인 조인트 개수

자유도가 2인 조인트 개수

(고정 링크 포함)

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

1 (고정링크)

23

4

1

2

3

회전 (Revolute)

1 (고정링크)

23 4

1

2

3

4

DOF = 3(L-1)-2J1-J2

DOF = 3(4-1)-2(3)-(0)=3 DOF = 3(4-1)-2(4)-(0)=1

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

L=4

J1=4

J2=0

L=3

J1=2

J2=1

DOF = 3(4-1)-2(4)-(0)=1 DOF = 3(3-1)-2(2)-(1)=1

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용 DOF = 3(L-1)-2J1-J2

Figure 2-6

1 (고정링크)

2

34

5

67

8

1

1

1

1

2

3

4

5

다중 조인트• 3개 이상의 링크가 결합되어 있는 조인트• 조인트 개수 = 결합되어 있는 링크 개수 - 1

6

789

10

DOF = 3(8-1)-2(10)-(0)=1

회전 (Revolute)

미끄럼 (Prismatic)

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용 DOF = 3(L-1)-2J1-J2

Figure 2-6

1 (고정링크)

2 3

4

5

6

1

2

34

5

6

7

1

L=6

J1=7

J2=1

DOF = 3(6-1)-2(7)-(1)=0

회전 (Revolute)

구름 (Rolling)

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용

DOF = 3(6-1)-2(7)=1 DOF = 3(5-1)-2(9)=0

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용

DOF = 3(4-1)-2(4)=1 DOF = 3(6-1)-2(7)=1

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용

L=5

J1=5

J2=1

L=6

J1=5

J2=4

DOF = 3(6-1)-2(5)-(4)=1 DOF = 3(5-1)-2(5)-(1)=1

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

Kutzbach 공식 적용

L=9

J1=10

J2=2

L=6

J1=6

J2=2

DOF = 3(6-1)-2(6)-(2)=1DOF = 3(9-1)-2(10)-(2)=2

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

(Excerpted from the textbook)

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

(2) 공간 기구의 자유도

• Kutzbach 공식 (공간 기구의 자유도 결정 공식)

DOF = 6 ( L - 1)-5J1-4J2 -3J3 -2J4 -J5

링크개수 JI : 자유도가 I인 조인트 개수.

기구학 기본개념

2.5 자유도 결정 (Determining DOF)

- 4절 기구 (Four-bar linkage)

1 (고정 링크)

2

3

4

1 (고정 링크)

회전 (Revolute)

볼 (Spherical)

12

1

2

L = 4

J1= 2

J2= 0

J3= 2

J4= 0

J5= 0

DOF = 6(4 - 1)-5(2)-3(2) = 2Motors (?)

Idle DOF (잉여 자유도)

Motor 개수 = 1