mecanismo Hoberman
Un mecanismo de Hoberman , o enlace de Hoberman , es un mecanismo desplegable que convierte el movimiento lineal en movimiento radial.
El mecanismo de Hoberman está hecho de dos barras acanaladas anguladas conectadas en un punto central por una articulación giratoria , lo que hace que se mueva como un mecanismo de tijera . [1] Múltiples de estos enlaces se pueden unir en los extremos de las barras anguladas mediante más juntas giratorias, que se expanden radialmente para formar mecanismos en forma de círculo. El mecanismo es un GAE (elemento angulado generalizado) donde la curva del acoplador es una línea recta radial. [2] Esto permite que el mecanismo de Hoberman actúe con un solo grado de libertad, lo que significa que es un mecanismo sobre-restringido porque la fórmula de movilidad predice que tendría un grado de libertad menor que el que tiene, ya que el mecanismo tiene más grados de libertadde lo que predice la fórmula de la movilidad. [3]
La teoría cinemática detrás del mecanismo de Hoberman se ha utilizado para ayudar a comprender mejor la movilidad y la capacidad de plegado de los mecanismos desplegables.
El mecanismo de Hoberman se origina en la idea de hacer que algo más grande se vuelva más pequeño. Chuck Hoberman , un graduado de bellas artes de Cooper Union , se dio cuenta de que su falta de conocimientos de ingeniería le impedía crear las cosas que podía imaginar. Se matriculó en la Universidad de Columbia para obtener una maestría en ingeniería mecánica . [4] Después de esto, comenzó a trabajar con origami ., estudiando la forma en que se plegó y cambió de forma. Pronto se dio cuenta de que sus intereses radicaban en la expansión y contracción de los objetos que estaba haciendo. Hoberman comenzó a experimentar con diferentes mecanismos de expansión y comenzó a crear sus propios mecanismos. Más tarde patentó un sistema que utiliza dos varillas dobladas idénticas conectadas en el medio por una articulación; lo llamó el mecanismo de Hoberman. [5] Desde entonces, la creación del mecanismo de Hoberman ha ayudado con más descubrimientos mecánicos e investigaciones sobre la capacidad de plegado y la movilidad de los mecanismos.
El mecanismo de Hoberman está hecho de dos varillas anguladas idénticas unidas en sus curvas por una articulación giratoria central . Estos mecanismos se pueden vincular conectando los extremos de los pares entre sí con dos articulaciones giratorias más. Sin embargo, debido al diseño del mecanismo, las articulaciones giratorias actúan como si fueran prismáticas : articulaciones giratorias porque se mueven a lo largo de un eje recto a medida que el sistema cambia de forma. Al empujar o tirar de cualquiera de las articulaciones, todo el sistema se mueve y cambia de forma, ganando volumen o plegándose sobre sí mismo. Estos sistemas de enlaces se pueden expandir a un círculo completo donde se mueve como un solo sistema, convirtiendo el movimiento lineal de un solo eje de una articulación en un movimiento radial en todo el mecanismo.
El mecanismo de Hoberman es una estructura de un solo grado de libertad , lo que significa que el sistema se puede accionar con un solo actuador . El mecanismo está formado por dos varillas anguladas idénticas unidas entre sí por un pivote giratorio central y cuatro pivotes extremos obligados a moverse a lo largo de una sola línea. Debido a que los cuatro pivotes de los extremos están restringidos de esta manera, el mecanismo puede tratarse como un par de mecanismos PRRP (prismático-revoluto-revoluto-prismático) unidos en un punto central. [6] Los dos enlaces PRRP trazan un par de líneas rectas idénticas desde el origen del mecanismo hasta sus puntos de acoplamiento, por lo que tienen la misma curva de acoplamiento. La ecuación para la curva acopladora de los vínculos PRRP en un mecanismo Hoberman sigue el punto acoplador B(x,y)en la figura 1: [3] [7]
