Table of ContentsCh 1. Introduction・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1Ch 2. Design Selection・・・・・・・・・・・・・・・・・・1Ch 3. What is Design?・・・・・・・・・・・・・・・・・・1Ch 4. Design Axioms・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・2~3Ch 5. Design Analysis・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3~181. jawbone・・・・・・・・・・・・・・・・・・3~12(1) Need・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3~4(2) Design Functional Requirements(FRs)・・・・・・・・・・・4(3) Design Matrix・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4~5(4) The highest-level Functional Requirements・・・・・・・・5(5) Design Conceptualize・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5~7(6) Design substantialize・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8~122. Smart Shoes・・・・・・・・・・・・・・・・・・12~18(1) Need・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12~13(2) Design Functional Requirements(FRs)・・・・・・・・・・・13(3) Design Matrix・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・13~14(4) The highest-level Functional Requirements・・・・・・・・14(5) Design Conceptualize・・・・・・・・・・・・・・・・・・14~15(6) Design substantialize・・・・・・・・・・・・・・・・・・・16~18Ch 6. Conclusion・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・181. What we have observed・・・・・・・・・・・・・・182. What we have learned・・・・・・・・・・・・・・18~19Referance・・・・・・・・・・・・・・・19Ch 1. Ingn Parameters(DPs) :DP1 : SpeakerDP2 : Dual microphone< Design Matrix >�� The difference is that in an uncoupled design, the DPs are totally independent, while with a decoupled design, at least one DP affects two or more FRs.(4) The highest-level Functional Requirements? FR1 the highest-level Functional RequirementFR11 : Enhance audio �� At a rate of 500 times per second, Headset use information from the headset's microphones and voice activity sensor to generate a multi-dimensional model of the sounds in your environment.FR12 : Subtract noise �� Continuously samples the sounds in your environment, and then subtracts those sounds from your speech signal.? FR2 the highest-level Functional RequirementFR21 : Jawbone is the only mobile phone headset that has a voice activity sensor. Because the voice activity sensor rests on your cheek, it knows precisely when you are speaking. Jawbone's knowledge of your speech is what differentiates its performance from other products on the market, and : anearpiece/microphone with a behind-the-ear loop and a control unit that clips onto your belt or lapel.�� The headset∈ Front ViewContoured WingThe compact contoured wing that houses Jawbone's system of sensors is made of lightweight, brushed stainless steel on the front and soft, coated plastic on the side that's close to your faceEar LoopThe combination of soft rubber around a high-grade polypropylene core provides a comfortable and secure fit, allowing you to wear Jawbone for hours. Because people have different preferences, Jawbone's ergonomic ear loop is right- or left- side adjustable in just two easy turnsMicrophoneDual microphones capture and send rich information about your voice and the noise around you to Jawbone's software, allowing it to generate a multi-dimensional model of the sounds in your environment∈ Back ViewVoice Activity SensorBy resting on your upper cheek, the voice activity sensor knows precisely when you are speaking, allowing Jawbone to subtract background nloud and disruptive such as flight announcements, other passengers and courtesy transit vehicles.Using your mobile phone while walking from place to place is what helps you make the most of your time. Unfortunately, whether you're in a big city or a small town, you likely have to deal with a wide range of disruptive noises such vehicles, construction sites, sirens, music, and the sounds of other people.�� Compare using a current mobile handset to the experience of using Jawbone, the first adaptive headset for mobile phones, improves your calls in the places you need it most2. Smart Shoes(1) NeedListen. Your knees are talking to you. When you run, your knees bear the brunt of the shock of your feet striking the ground. And they let you know about it. Cushioning, or damping, this shock has long been the holy grail of running shoe manufacturers. Shoe engineers are forever looking at ways to cushion shock by smoothly and evenly decelerating the runner's foot at heel impact. If the cushionies when the shoe goes into the sleep mode to conserve power. The red line is critical data the system processed for this particular experiment. The important information is the rise and fall of the peaks, which helps the MCU determine when to change the cushioning.(6) Design substantialize1) model descriptionConsisting of an 8-bit microcontroller (MCU) operating at 20MHz, motor-controlled lead screw, Hall-effect sensor, and specially-designed plastic cushioning element, the system maintains the desired cushioning level by measuring the compression of the cushioning in the midsole and automatically adjusting it on the fly. The motor drives a series of gears with a 50:1 ratio, turning the lead screw. It expands or contracts a cable, altering the available space for the movement of the cushioning element, which features two concentric walls on each side to withstand shear force and provide stability.Control CenterClear housing in the arch of the Adidas 1 running shoe holds a microprocessoml
Table of ContentsCh 1. Introduction…………………………………………………………1Ch 2. Model description…………………………………………………1-31. Picture…………………………………………………………12. Kinematic diagram…………………………………………………………23. Vecter…………………………………………………………24. Dimension…………………………………………………………25. Driver…………………………………………………………26. D.O.F 및 Joint…………………………………………………………37. Point of interest…………………………………………………………3Ch 3. Pro-E modeling…………………………………………………3-51. Pro-E Model……………………………………………………………32. Pro-E Link……………………………………………………………43. Link Dimension……………………………………………………………34. Material in Model……………………………………………………………45. Driver……………………………………………………………56. Joint 및 Redundant constraint………………………………………………5Ch 4. Simulation Results…………………………………………………6-9(1) Matlab…………………………………………………………61. Read_data1…………………………………………………………62. Grashof_Condition…………………………………………………………63. Read_data2…………………………………………………………64. Path P…………………………………………………………75. Animation Results…………………………………………………………76. P점의 위치 vs Time…………………………………………………………87. P의 속도 vs Time…………………………………………………………88. P점의 Condition을 만족하지 않는다.2. Kinematic diagram< Dimension, Vecter >그림과 다른 치수의 값이 있어서 그림 보다 치수를 이용하여 Kinematic diagram을 그렸다.3. VecterAD →, AB →, BC →, CD →, BE =4. Dimension각 링크의 길이는 다음과 같다.Link a = 2.15Link b = 1Link c = 1Link d = 1.3Link e = 15. Driver< Driver >Input Driver는 AB링크이고 Output Driver은 CD링크이다.Grashof Condition을 만족하지 않기 때문에 AB링크를 회전할 수가 없었다. 따 라서 링크를 사인파 형식으로 회전하지 않고 반복하여 움직이도록 설계하였다.6. D.O.F4개의 링크와 각각을 연결하는 joint 4개로 구성되어 있으므로 1자유도 system 이다.Link : 4개, Pin joint : 4개? DOF = 3 * (4-1) - 2 * 4 = 9 -8 = 17. Point of interest< Point of interest >☞ 궁극적으로 P점의 position 변화에 대해알아본다. P점의 움직임은 직선을 이루면서 움직인다.Ch 3. Pro-E modeling1. Pro-E Model< Pro-E Model >2. Pro-E Link① BASE② CRANK③ COUPLER④ ROCKER☞ 위와 같이 Pro-E FOUR-BAR의 각 Link를 위와 같이 구성하였다.3. DimensionPro-E로 나타낸 각 링크의 길이는 다음과 같다.? Link a = 215 ㎜? Link b = 100 ㎜? Link c = 100 ㎜? Link d = 130 ㎜? Link e = 100 ㎜4. Material in ModelPro-E를 통해서 설계한 링크들의 재료는 STEEL을 사용하였다.5. Driver< Driver , Joint>☞ Four-Bar를 구동하기 위해 드라이버를 선택한다. 이 Four-Bar에서는Grash_2)형태로 궤적이 변화한다.6. P점의 위치 vs Time☞ 시간의 변화에 따른 P점의 X,Y좌표를 대비시킨 그래프이다.7. P점의 속도 vs Time☞ 시간의 변화에 따른 P점의 속도를 나타낸 그래프이다.8. P점의 가속도 vs Time☞ 시간의 변화에 따른 P점의 가속도를 구한 그래프이다9. Again☞ 다시 다른 Four-bar Mechanism을 분석할지를 물어보는 메뉴이다.(2) Pro-M를 통한 구동 모터 결정1. Path P☞ Matlab과 비교하여 P점의 궤적을 보면 직선으로 서로 비슷한 결과를 보이는 것을 볼 수 있다.2. P Position☞ 시간의 변화에 따른 P점의 X, Y, Z 위치를 나타낸 그래프이다.3. Force☞ 시간의 변화에 따른 P점의 위치를 나타낸 그래프이다.4. 모터 결정☞ Driver 걸리는 힘을 보여 주고 있다. 그래프는 회전축에서 각 방향에 대한 회전 토크를 나타내고 있다.Driver가 아래로 움직일때는 최대 79Nm정도의 Torque가 걸리고 위로 커플러를 들어 올릴때는 최대 100Nm정도의 Torque가 걸린다.Pro-M를 통해서 구한 부하 토크를 이라하고 모터의 토크를 이라고 하면 모터의 토크는 = 이지만 모터의 가속 감속 토크를 고려 해주어야 하므로 모터의 구동 토크는 이므로 모터의 토크는 부하의 토크 보다 커야 한다. 따라서 모터는 120Nm 의 출력 토크를 가지는 것으로 선정 한다.Ch 6. Conclusion1. What we have observed우선 matlab을 통해서 4-bar Mechanism의 Velocity Analysis와 Acceleration Analysis는 Grashof Condition을 만족하지 않는 Four-Bar 각각의 링크의 길이와 초기,,의 값이 주어지면 Position Analysis를 통해 시간에 따라의 값이 변화함에 따른와를 구한다.그 다음 Position Analysis를 토대로 Velocity Analysis를 수행하여 시간의 변화에 따른와링크들의 위치를 알아내많은 어려움을 겪었지만 실수들을 보완해 나아가는 동 안 프로그램의 Algorithm을 작성하는 능력이 많이 향상되었다.이번 프로젝트를 통해서 Pro-Mechanica를 처음 접해 보았다. 2학년 때 배운 Pro-E를 통해서 Link를 디자인하고 Assembly하여 Four_Bar 구성하여 보았다. 구성한 Four-Bar를 이용하여 원하는 곳에 LOAD를 주고 드라이버를 달아 주어서 실제로 움직이는 모습을 통해서 실시간으로 관심을 갖고 있는 Point의 움직임을 확인 할 수 있었다. 또한 모터 조인트에 걸리는 힘을 볼수 있어서 원하는 모터를 선정할수 있는 법을 배울수 잇었다. 그리고 Pro-Mechanica에 관한 지식을 배울 수 있는 좋은 기회였다.Referance- Mechanism Design , Fourth Edition- 기구학, 제 4판, 사이텍 미디어, 김성수 외 5명 공역- 공학적 문제해결을 위한 MATLAB, 영일 출판사, 최성률지음Appendix ( MATLAB Coding Source )clc;clear all;close all;disp('****EVANS-DE JONGE FOUR-BAR APPROXIMATE STRAIGHT-LINE MECHANISM****')Read_data;Grashof_Condition;Read_data1;position_analysis1;velocity_analysis;acceleration_analysis;figure_position;figure_velocity;figure_acceleration;again;end< main.m >%링크길이와 Theta2의 값을 입력으로 받는다.a=input('link 1의 길이 = ');b=input('link 2의 길이 = ');c=input('link 3의 길이 = ');d=input('link 4의 길이 = ');e=input('link 5의 길이 = ');< Read_data.m >% Grashof Condition을 만족하는지를 확인link=[a,b,c,d];shortesa1)-b*sin(theta2)-c*sin(theta3)-d*sin(theta4))];delta = inv(A)*P;large_delta=sort(abs(delta));epsil=0.000001;while(large_delta > epsil)A=[-c*sin(theta3), -d*sin(theta4); c*cos(theta3), d*cos(theta4)];P = [(a*cos(theta1)-b*cos(theta2)-c*cos(theta3)-d*cos(theta4));(a*sin(theta1)-b*sin(theta2)-c*sin(theta3)-d*sin(theta4))];delta = inv(A)*P;theta3 = theta3 + delta(1);theta4 = theta4 + delta(2);large_delta = sort(abs(delta));end< position_Analysis.m >Temp=1;%초기 theta1 & theta2, link6의 길이 설정theta_1=323.72*pi/180;%초기값 theta2가 주어지면 자동으로 초기값 theta3 & theta4 구하기s=sqrt(a^2+b^2-2*a*b*cos((theta_2+36.28)*pi/180));beta=asin((b/s)*sin((theta_2+36.28)*pi/180));gamma=asin((a/s)*sin((theta_2+36.28)*pi/180));psi=acos((s^2+c^2-d^2)/(2*s*c))-beta;theta3=(theta_2+180+gamma+beta+psi)*pi/180;phi=asin((s/d)*sin(beta+psi));theta4=(phi+theta3-180)*pi/180;%Position Analysisfor t = [0:dd:1];theta2=(pi/180)*20*sin(2*pi*t+theta_2);%theta2=(pi/180)*(20*sin(2*pi*t)+theta_2);theta5=theta3-pi;omega2=2*pi*20*(pi/180)*cos);
![[정밀공학 원] 정밀공학프로젝트](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2004/12/16/data3439942-0001.jpg)
![[기구학] 4-bar link 디자인](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2004/11/26/data3419443-0001.jpg)
