بیومکانیک و موقعیت


Widget not in any sidebars
شکل2-3: مکانیزم استفن سون نوع اول
شکل2-4: مکانیزم استفن سون نوع دوم
شکل2-5: مکانیزم استفن سون نوع سوم
2-2 برخی کاربردهای مکانیزمهای شش میلهای
تنوع زیادی در کاربرد مکانیزمهای شش میلهای وجود دارد که ما به چند کاربرد آن در اینجا اشاره میکنیم.
در تولید نوارهای مغناطیسی، بعضی مواقع لازم است راهنمای نوار در کاست همبست شده در داخل ابزاری مغناطیسی، نوار خالی را روی کاست می پیچد، شیار زده بشود. اهرمبندی مکانیکی برای هدایت نوار مورد نظر میباشد. در شکل 2-6 موقعیت کاست، راهنمای نوار و ابزاری که نوار باید توسط آن در محفظه مورد نظر شیار زده بشود تا اهرمبندی راهنما شروع به کار نماید. نشان داده میشود که خط چین موقعیت نهایی راهنمای نوار شیار زده شده است. نوار از دو طرف کاست باز میشود و در اثر کشیدن به شکل حلقه در میآید. شماره 1 تا 5 موقعیتهای متوالی عبور نوار را نشان میدهد. دایره های ضربدر زده شده در موقعیتهای 2،3و 5 (شکل2-7) راهنماهایی هستند که حلقه نوار را نگه میدارند. این راهنماها در ابتدا پایین تر از نوار هستند و هر کدام هنگامی که حلقه نوار در محل عبور از موقعیتشان باشد، بالا آمده و نوار را نگه میدارد.
حلقه نوار باید آزادانه دور راهنماها در موقعیت های 2، 3 و 5 و در جهت مقتضی با حرکت قرار گرفته شود.
شکل2-6: تولید نوارهای مغناطیسی
الزام های زیر برای اهرم بندی در نظر گرفته شده است:
360 درجه دوران چرخش لنگ ورودی
دوران ورودی باید با موقعیتهای نقاط مسیر همساز باشد(حلقه نوار در شیار راهنما باشد) تا اجازه دهد راهنماهای 2 ،3 و 5 در زمان صحیح بالا آمده و در مسیر قرار بگیرد.
وضعیت زاویهای میله رابط که نقاط مختلف مسیر را شامل می باشد باید برای هر موقعیت تعیین شده مشخص باشد.
زنجیره استفن سون نوع سوم برای این مثال انتخاب شده است]22[.
شکل2-7: مکانیزم استفن سون نوع سوم برای هدایت نوار مغناطیسی
مکانیزمها در طراحی تجهیزات بیومکانیکی بسیار مفید هستند. برای مثال، در طراحی پروتز خارجی برای زانوی مصنوعی] 23و24[. هدف اینست که حرکت مرکز نسبی چرخش بین استخوانهای ران (Femur) و ساق پا (tibia & fubula) تقلید شود و تعادل را به هنگام قدم زدن تأمین کند. شکلهای 2-8 و2-9 یک مکانیزم استفنسون شش میله ای نوع اول را که به منظور تولید این حرکت طراحی شده نشان میدهد. موقعیت خمش صفر درجه (کاملا کشیده) در شکل 2-8-الف همراه با مسیر مرکز آنی چرخش میله 1 و ساق پای مصنوعی نسبت به استخوان ران (میله 6) نشان داده شدهاست. موقعیت 90 درجه خمش (زانو خم شده) در شکل 2-9 و نمای سینماتیکی (نقشه ساده) این مکانیزم در شکل 2-8-الف مشخص شده است.
یک مکانیزم تغزیه کننده (شکل2-10) را بدون توجه به مقیاس در نظر بگیرید. برای انتقال قطعات سیلندری بطور تکتک از قیف تغذیه به مجرای سرازیری برای انجام عملیات ماشین کاری بعدی، مورد نیاز است. یک مکانیزم شش میلهای نوع دوم از زنجیره وات مورد نیاز است. میله تنظیم کننده زمان (6) چرخش سکوی بشقابی را تأمین میکند (چرخش این میله یک تابع هدف تعریف شده از چرخش میله ورودی است) به طوری که یک سیلندر از قیف به مجرای سرازیری منتقل می گردد. در حالی که مسیر مشخص شده میله رابط خروجی (نقطه p) موجب میشود که سیلندر را بر روی سکو قرار داده سپس به داخل مجرا منتقل کند]25[.
(الف)
(ب)
شکل2-9: مکانیزم شش میله ای پروتز زانو خمش کامل
شکل2-8: مکانیزم شش میله ای پروتز زانو کشیده صفر درجه
شکل2-10: مکانیزم تغزیه، وات نوع دوم
مثال دیگری از الزام هدف دوگانه در اهرم بندیها، ایجاد مسیر و ایجاد تابع به طور همزمان میباشد. شکل 2-10 تابع تعریف شده، هر دو با مقیاس خطی نشان داده شده است در حالی که مسیر مورد نظر تقریبا یک خط راست است. شکل 2-11 اولین موقعیت تعریف شده مکانیزم استفنسون نوع سوم را نشان میدهد. چهار موقعیت بعدی در شکل 2-12 مشخص شده اند]26[.
شکل2-11: مکانیزم شش میله ای استفن سون نوع سوم برای تولید مسیر
چهار مثال فوق شامل اهرم بندیهایی با اتصال پین شده (یا لولایی) هستند. اگر یک یا چند میله در مکانیزمهای شش میله ای شکلهای 2-1 تا 2-5 به لغزنده تبدیل شود، مکانیزمهای شش میلهای متفاوتی بدست خواهند آمد.