신발 마찰 시뮬레이션에 고하중 산업용 등급 전기 선형 액추에이터가 필요한 이유는 무엇인가요? 주요 안정성 요인

고하중 산업용 등급 전기 선형 액추에이터는 신발 테스트에 필수적입니다. 이는 인간의 발걸음 시 수직 압력을 재현하는 데 필요한 정밀하고 높은 힘의 제어를 제공하기 때문입니다. 이 액추에이터는 일반적으로 500N의 특정 하중이 미끄러지는 동작 내내 일정하고 안정적으로 유지되도록 하여 미끄러짐 사건의 생체 역학을 정확하게 모방합니다.

정확한 마찰 데이터를 얻으려면 테스트 시스템은 단순히 정적 무게를 가하는 것 이상을 해야 합니다. 동적 안정성을 유지해야 합니다. 산업용 액추에이터는 중요한 미끄러짐 단계 동안 지속적인 수직 압력을 보장함으로써 정적 실험실 테스트와 실제 보행 사이의 격차를 해소합니다.

생체 역학적 힘 재현

이러한 구성 요소의 필요성을 이해하려면 먼저 인간의 보행에 관련된 힘을 살펴보아야 합니다.

실제 하중 시뮬레이션

액추에이터의 주요 기능은 인간의 신체가 지면에 가하는 실제 하중을 시뮬레이션하는 것입니다.

표준 테스트 시나리오에서는 500N의 수직 압력을 생성해야 합니다. 산업용 등급 액추에이터는 이 높은 정격 하중 용량을 일관되게 제공하도록 제작되어 테스트 대상 신발이 현실적인 물리적 스트레스를 받도록 보장합니다.

미끄러짐의 물리학

미끄러짐은 정적 상태에서 발생하지 않습니다. 수평 힘이 수직 하중 하의 마찰을 초과할 때 발생합니다.

이를 정확하게 모델링하려면 수직 힘이 변하지 않아야 합니다. 액추에이터는 잠재적인 미끄러짐 순간에 500N의 힘을 정확하게 유지하는 데 필요한 전력 밀도를 제공합니다.

안정성을 통한 데이터 무결성 보장

마찰 데이터의 품질은 힘을 가하는 기계 시스템의 안정성과 직접적으로 관련됩니다.

지속적인 압력 출력

산업용 등급 액추에이터의 특징은 지속적이고 안정적인 압력을 유지하는 능력입니다.

테스트 중 하향 힘이 변동하면 결과적인 마찰 계수 계산이 불규칙하고 신뢰할 수 없게 됩니다. 이러한 액추에이터는 표면 상호 작용의 사소한 변화에 관계없이 출력이 일정하게 유지되도록 합니다.

정밀 스트로크 제어

효과적인 테스트에는 정의된 이동 범위가 필요합니다.

200mm 스트로크와 같은 사양을 갖춘 이러한 액추에이터는 완전한 미끄러짐 테스트 주기를 허용합니다. 이 정밀한 스트로크 제어는 테스트 슬라이드의 전체 길이에 걸쳐 신발 재료가 바닥 표면과 올바르게 접촉하도록 보장합니다.

열악한 구동 장치의 위험

이 응용 분야에서 저등급 구성 요소를 대체할 경우 관련된 절충점을 이해하는 것이 중요합니다.

불일치한 하중 적용

비산업용 액추에이터는 움직이는 동안 일정한 힘을 유지하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다.

액추에이터가 슬라이드 중에 "맥동"하거나 페이드되면 데이터에 노이즈가 발생합니다. 이는 인간의 생체 역학적 특성을 고정밀로 시뮬레이션하는 것을 방해하여 테스트 결과가 실제 안전성을 예측하는 데 덜 효과적이게 만듭니다.

스트레스 하에서의 내구성

인간의 보행을 시뮬레이션하려면 반복적인 고하중 사이클이 필요합니다.

소비자 등급 구성 요소는 일반적으로 반복적인 500N 하중을 저하 없이 처리할 수 있는 열적 및 기계적 내성이 부족합니다. 산업용 등급 장치는 이 특정 유형의 듀티 사이클을 위해 설계되어 장기적인 반복성을 보장합니다.

테스트 장비에 대한 올바른 선택

올바른 구동 기술을 선택하는 것은 기계적 능력과 데이터 요구 사항을 일치시키는 것입니다.

생체 역학적 충실도가 주요 초점인 경우: 인간의 체중 이동을 모방하기 위해 동적으로 엄격한 500N 하중을 유지할 수 있는 액추에이터를 선택하십시오.
데이터 일관성이 주요 초점인 경우: 슬라이드의 모든 밀리미터에 걸쳐 압력 프로파일이 동일하도록 정밀한 스트로크 제어(예: 200mm)를 갖춘 장치를 우선적으로 고려하십시오.

산업용 등급 구동 장치를 사용하면 단순한 마찰 테스트를 과학적으로 유효한 인간 움직임 시뮬레이션으로 변환할 수 있습니다.

요약 표:

특징	산업용 등급 액추에이터 요구 사항	생체 역학 시뮬레이션 이점
수직 하중	안정적인 500N 출력	걸음걸이 중 실제 인체 무게 모방
동적 안정성	슬라이드 중 지속적인 압력	신뢰할 수 있는 마찰 계수 계산 보장
스트로크 정밀도	정의된 200mm 범위	완전하고 표준화된 미끄러짐 테스트 주기 허용
내구성	높은 듀티 사이클 복원력	수천 번의 테스트에 걸쳐 데이터 반복성 유지

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참고문헌

Shubham Gupta, Arnab Chanda. Development of a Portable Device for Surface Traction Characterization at the Shoe–Floor Interface. DOI: 10.3390/surfaces5040036

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