평상시
제품이 가동하는 힘의 경우, 창문을 누르는 수직항력과 마찰계수로 구할 수 있다.
제품에서 고무 롤러와 유리창 사이의 마찰력을 가하기 위해서 유리창과 제품 사이의 수직
항력이 필요하다. 따라서 스프링을 이용하여 수직항력을 가할 것이다.
창문을 누르는 수직항력은 스프링을 통해 다음과 같은 식으로 얻을 것이다.
① 스프링 상수
계산을 하기 전, 스프링이 누르는 거리와 유리-고무와의 마찰계수, 창틀의 마찰계수, 창틀
의 질량을 다음과 같이 설정한다.
이에 관한 계산식은 다음과 같다.
따라서 스프링 상수는 4.4145N/mm보다 커야 하는 것을 확인할 수 있다.
② 모터 동력 계산
앞에서 힘을 구하는 공식을 토대로 축 동력계산을 다음과 같이 유도할 수 있다.
모터의 지름과 제품의 이동 거리, 이동시간을 다음과 같이 설정한다.
이를 통해 제품의 속도 v를 구하고 속도에 따른 회전수 N는 다음과 같이 구할 수 있다.
모터에 가해지는 무게 W와 반지름 r을 통해 모터의 토크 를 구할 수 있다.
구한 토크와 각속도 를 통해 모터의 필요동력을 계산하면 다음과 같다.
처음 식에서 구한 동력과 비교한 식은 다음과 같다.
동력으로 구한 스프링상수는 14.2395N/mm이다.
이는 ①에서 구한 범위 K>4.4145N/mm를 만족하기 때문에 스프링상수는 14.2395로 결정할 수 있다.
