고정밀 브러시리스 Dc(Bldc) 모터와 로드셀이 신발 테스트에 사용되는 이유는 무엇인가요? 객관적인 품질 달성

고정밀 브러시리스 DC(BLDC) 모터와 로드셀은 신발 칼라의 수동적 뻣뻣함을 정량화하는 업계 표준입니다. 이 전기 기계 쌍은 특정 목적을 수행합니다. BLDC 모터는 발목 움직임을 시뮬레이션하기 위해 일정한 속도의 당기는 힘을 가하고, 로드셀은 결과적인 반력을 측정합니다. 이 둘은 주관적인 재료 특성을 객관적인 데이터로 변환하여 품질 관리에 사용됩니다.

핵심 요점 신발 성능을 검증하려면 정적 측정 이상의 것이 필요합니다. 동적 시뮬레이션이 필요합니다. BLDC 모터의 일정한 움직임과 로드셀의 정밀한 힘 감지를 동기화함으로써 엔지니어는 에너지 손실과 뻣뻣함 계수를 객관적으로 정량화하는 토크-각도 곡선을 생성할 수 있습니다.

현실적인 발목 생체 역학 시뮬레이션

신발이 발과 어떻게 상호 작용하는지 이해하기 위해 제조업체는 기계적으로 인간의 움직임을 재현해야 합니다.

BLDC 모터의 역할

이 설정에서 브러시리스 DC(BLDC) 모터의 주요 기능은 모션 제어를 제공하는 것입니다. 표준 모터와 달리 BLDC 모터는 높은 정밀도와 효율성을 제공합니다.

특정 발목 역학을 모방하는 일정한 속도의 당기는 힘을 생성합니다. 특히 족저 굴곡 및 배측 굴곡(발의 위쪽 및 아래쪽 움직임)을 시뮬레이션하여 테스트 조건이 수천 번의 사이클 동안 일관되게 유지되도록 합니다.

반력 포착

모터가 움직임을 생성하는 동안 로드셀은 감지 요소 역할을 합니다. 신발 재료가 제공하는 저항을 감지하기 위해 테스트 장비에 통합됩니다.

모터가 신발 칼라를 당기면 로드셀은 동시에 반력을 기록합니다. 이 데이터는 움직이는 동안 신발이 발목에 가하는 "밀어냄"을 나타냅니다.

성능 지표 정량화

모터와 로드셀의 원시 데이터는 신발의 기계적 품질을 평가하기 위해 합성됩니다.

토크-각도 곡선 생성

모터의 위치와 로드셀의 힘 판독값의 동기화된 출력은 토크-각도 곡선을 생성합니다.

이 곡선은 단일 정적 지점뿐만 아니라 전체 움직임 범위에서 신발이 어떻게 작동하는지에 대한 시각적 및 수학적 표현을 제공합니다.

에너지 손실 및 뻣뻣함 측정

토크-각도 곡선에서 엔지니어는 뻣뻣함 계수와 에너지 손실이라는 두 가지 중요한 지표를 도출합니다.

뻣뻣함은 칼라가 얼마나 지지력이 있는지 나타내고, 에너지 손실은 재료가 변형될 때 기계적 효율성이 얼마나 희생되는지를 측정합니다. 이는 대규모 제조에서 품질 관리를 위한 객관적인 벤치마크를 제공합니다.

칼라 너머: 더 넓은 로드셀 응용

주요 참조는 칼라 뻣뻣함에 초점을 맞추지만, 로드셀은 다양한 신발 테스트 프로토콜에서 사용되는 다목적 센서입니다.

신경근 제어 평가

훈련용 신발에서는 고정밀 S형 빔 로드셀을 사용하여 재료 저항뿐만 아니라 인간의 성능을 측정합니다.

이 센서는 변형률 게이지 기술을 사용하여 힘 발생률(RFD) 및 최대 파워 출력을 감지합니다. 이를 통해 디자이너는 신발이 스프린트와 같은 폭발적인 움직임 중에 관절 보호 및 제어에 어떻게 영향을 미치는지 이해할 수 있습니다.

재료 내구성 검증

범용 시험기에서도 로드셀을 사용하여 바나나 섬유 또는 가죽과 같은 재료에 인장력을 가합니다.

이는 인장 강도 및 신장 한계를 정량화합니다. BLDC 시뮬레이션과는 다르지만, 최종 제품으로 조립되기 전에 원자재가 산업 내구성 표준을 충족하는지 확인합니다.

절충점 이해

BLDC 모터와 로드셀은 높은 정밀도를 제공하지만 모든 신발 테스트에 대한 만능 솔루션은 아닙니다.

특수성 대 다용성

이 전기 기계 설정은 수동적 뻣뻣함 및 동적 저항 측정에 최적화되어 있습니다. 고충격 안전 테스트용으로 설계되지 않았습니다.

낙하물로부터 보호가 필요한 안전화의 경우, 고하중 기계 테스트 장비를 사용하여 강철 토캡을 테스트해야 합니다. BLDC 모터는 이러한 극한 강도 테스트에 필요한 힘 생성이 부족합니다.

동기화의 복잡성

이 방법의 정확성은 속도(모터)와 힘(로드셀)의 정밀한 동기화에 전적으로 달려 있습니다.

모터 움직임과 로드셀 데이터 캡처 간의 지연은 부정확한 토크-각도 곡선으로 이어져 품질 관리에서 잘못된 합격/불합격률을 초래할 수 있습니다.

목표에 맞는 올바른 선택

검증하려는 특정 성능 속성에 따라 테스트 장비를 선택하십시오.

신발 기계의 품질 관리가 주요 초점이라면: BLDC 모터 및 로드셀 설정을 사용하여 발목 움직임을 시뮬레이션하고 칼라 뻣뻣함 및 에너지 손실을 정량화하십시오.
인간 성능 분석이 주요 초점이라면: S형 빔 로드셀을 사용하여 운동 중 착용자의 파워 출력 및 힘 발생률을 측정하십시오.
안전 인증이 주요 초점이라면: 고하중 충격 장비를 사용하여 강철 토캡과 같은 보호 부품의 극한 강도를 검증하십시오.

고정밀 모터와 센서의 통합은 신발 제조를 "느낌"에 기반한 예술에서 객관적이고 반복 가능한 데이터에 기반한 과학으로 변화시킵니다.

요약 표:

구성 요소	주요 기능	캡처된 핵심 지표
BLDC 모터	일정한 속도의 모션 제어 제공	족저 굴곡/배측 굴곡 시뮬레이션
로드셀	저항/반력 감지	토크, 반력 및 RFD
결합 시스템	동적 기계 시뮬레이션	토크-각도 곡선 및 뻣뻣함 계수
S형 로드셀	인간의 폭발적인 힘 측정	힘 발생률(RFD)

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참고문헌

Alireza Nasirzadeh, Giuk Lee. The Effects of a Custom−Designed High−Collar Shoe on Muscular Activity, Dynamic Stability, and Leg Stiffness: A Biomimetic Approach Study. DOI: 10.3390/biomimetics8030274

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