हॉबरमैन तंत्र

हॉबरमैन मैकेनिज्म, या हॉबरमैन लिंकेज, एक परिनियोजित तंत्र है जो रेखीय गति को घुमावदार गति में परिवर्तित करती है। होबरमैन तंत्र एक केंद्रीय बिंदु पर एक उल्टे जोड़ से जुड़े हुए दो कोणों वाली लकीरों से बना होता है, जिससे यह कैंची तंत्र की प्रकार चलता है। इनमें से कई लिंकेज को अधिक घुमावदार जोड़ों द्वारा कोणीय सलाखों के सिरों पर एक साथ जोड़ा जा सकता है, सर्कल के आकार के तंत्र बनाने के लिए रेडियल रूप से विस्तार किया जा सकता है। तंत्र एक GAE (सामान्यीकृत कोणीय तत्व) है जहां युग्मक वक्र एक रेडियल सीधी रेखा है। यह होबरमैन मेकेनिज्म को एकल डिग्री की स्वतंत्रता के साथ कार्य करने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि यह एक अत्यधिक संयुक्त मेकेनिज्म है, क्योंकि मोबिलिटी सूत्र के अनुसार इसकी स्वतंत्रता डिग्री सूत्र से कम होनी चाहिए, क्योंकि मेकेनिज्म की स्वतंत्रता सूत्र से अधिक स्वतंत्रता डिग्री होती है।

हॉबरमैन मैकेनिज्म के पीछे कीनेमेटिक थ्योरी का उपयोग परिनियोजन योग्य मैकेनिज्म की गतिशीलता और तह की समझ को आगे बढ़ाने में मदद के लिए किया गया है।

इतिहास
होबरमैन तंत्र कुछ बड़ा बनाने के विचार से उत्पन्न होता है। कूपर यूनियन से ललित कला स्नातक चक हॉबरमैन  ने महसूस किया कि इंजीनियरिंग के ज्ञान में उनकी कमी उन्हें उन चीजों को बनाने से रोक रही थी जो वह अपने दिमाग में कल्पना कर सकते थे। उन्होंने मैकेनिकल इंजीनियरिंग में स्नातकोत्तर करने के लिए कोलंबिया विश्वविद्यालय में दाखिला लिया। इसके बाद उन्होंने ORIGAMI के साथ काम करना प्रारंभ किया, जिस प्रकार से यह मुड़ा और आकार बदला, उसका अध्ययन किया। उन्होंने जल्द ही महसूस किया कि उनके हित उनके द्वारा बनाई जा रही वस्तुओं के विस्तार और सिकुड़न में निहित थे। होबरमैन ने विभिन्न विस्तार तंत्रों के साथ प्रयोग करना प्रारंभ कर दिया और अपने स्वयं के तंत्रों का निर्माण करना प्रारंभ कर दिया। बाद में उन्होंने एक ऐसी प्रणाली का पेटेंट कराया जो एक संयुक्त द्वारा बीच में जुड़ी दो समान मुड़ी हुई छड़ों का उपयोग करती है, जिसे उन्होंने हॉबरमैन तंत्र कहा। हॉबरमैन मैकेनिज्म के निर्माण ने तब से अधिक यांत्रिक खोजों और तंत्र की गतिशीलता और गतिशीलता से संबंधित अनुसंधान में मदद की है।

यह कैसे काम करता है
हॉबरमैन तंत्र दो समान कोणीय छड़ों से बना होता है जो एक केंद्रीय उल्टे जोड़ द्वारा उनके मोड़ पर एक साथ जुड़ जाते हैं। जोड़े के सिरों को दो और उल्टे जोड़ों के साथ जोड़कर इन तंत्रों को जोड़ा जा सकता है। तंत्र के डिजाइन के कारण, चूंकि, उल्टे जोड़ कार्य करते हैं जैसे कि वे प्रिज्मीय संयुक्त-उलटे संयुक्त जोड़ हैं क्योंकि वे एक सीधी धुरी के साथ चलते हैं क्योंकि सिस्टम आकार बदलता है। किसी भी जोड़ को धक्का देने या खींचने से, संपूर्ण प्रणाली चलती है और आकार बदलती है, मात्रा प्राप्त करती है या अपने आप में मुड़ जाती है। लिंकेज की इन प्रणालियों को एक पूर्ण चक्र में विस्तारित किया जा सकता है जहां यह एक प्रणाली के रूप में चलता है, पूरे तंत्र में एक संयुक्त अक्ष से रेडियल गति में रैखिक गति को बदल देता है।

गतिज सिद्धांत
हॉबरमैन मैकेनिज्म स्वतंत्रता (यांत्रिकी) संरचना की एक डिग्री है जिसका अर्थ है कि सिस्टम को एक एक्ट्यूएटर के साथ संचालित किया जा सकता है। तंत्र दो समान कोण वाली छड़ों से बना होता है, जो एक केंद्रीय उलटी धुरी से जुड़ती हैं और चार अंत वाले पिवोट्स एक ही रेखा के साथ चलने के लिए विवश होते हैं। क्योंकि चार अंत पिवोट्स को इस प्रकार से रोक दिया जाता है, तंत्र को एक केंद्रीय बिंदु पर सम्मलित PRRP (प्रिज्मीय-उलटा-उलटा-प्रिज्मीय) तंत्र की जोड़ी के रूप में माना जा सकता है। दो पीआरआरपी लिंकेज तंत्र की उत्पत्ति से उनके युग्मक बिंदुओं तक समान सीधी रेखाओं की एक जोड़ी का पता लगाते हैं, इसलिए उनके पास एक ही युग्मक वक्र होता है। हॉबरमैन तंत्र में PRRP लिंकेज के युग्मक वक्र के लिए समीकरण चित्र 1 में युग्मक बिंदु B (x, y) का अनुसरण करता है:

$$y = x \tan(\alpha/2 )$$

$$\tan(\alpha/2)=r_2/r_1$$

मापदंडों {r1,r2,α} के लिए, कपलर कर्व की इस समीकरण में एक सीधी रेखा के लिए समीकरण (y = mx) का पालन किया जाता है। होबरमैन मेकेनिज्म का निर्माण करने वाले दो तिरंगे रॉड एक समान होते हैं, उनमें एक ही r1 और r2 मान होते हैं और इसलिए एक ही कपलर कर्व होती है।

एक संयुक्त संयोजन बिंदु पर एक समान कपलर वक्र साझा करने वाले PRRP संयोजन जोड़ में एक एकल डिग्री की स्वतंत्रता होती है, इसी कारण होबरमैन मेकेनिज्म की भी एक एकल डिग्री की स्वतंत्रता होती है। होबरमैन मेकेनिज्म उत्पन्न करने वाली गति वृत्ताकार गति होती है, चूंकि यह लगता है कि यह रैखिक गति है, क्योंकि गति कपलर वक्र का पालन करती है, जो एक वृत्ताकार सीधी रेखा होती है।

स्वतंत्रता की एक डिग्री के लिए एकल डिग्री द्वारा गतिशीलता का सूत्र M = 3(n - 1) - 2j है, जहां M स्वतंत्रता की डिग्री है, n गतिशील तत्वों की संख्या है, और j संयोजनों की संख्या है। यह सूत्र कहता है कि 12 बार और 18 संयोजनों वाले होबरमैन मेकेनिज्म की स्वतंत्रता की डिग्री -3 होगी। इससे पता चलता है कि होबरमैन मेकेनिज्म अत्यधिक संयुक्त मेकेनिज्म है क्योंकि सभी होबरमैन मेकेनिज्म एकल डिग्री की स्वतंत्रता रखते हैं।

अनुप्रयोग
होबरमैन मेकेनिज्म को दैनिक जीवन के कई विभिन्न हिस्सों में उपयोग किया गया है।

कला
हॉबरमैन मैकेनिज्म कला के कामों में चित्रित किया गया है, जो अधिकतर हॉबरमैन मैकेनिज्म के कलाकार और आविष्कारक चक होबरमैन द्वारा बनाया गया है। चक होबरमैन द्वारा डिज़ाइन की गई संरचनाएं जिनमें हॉबरमैन तंत्र सम्मलित था, को एमओएमए से द ऐलेन डेनहिसर प्रोजेक्ट्स सीरीज़ में चित्रित किया गया था। सेंचुरी ऑफ द चाइल्ड एक्जीबिट के एक भाग के रूप में न्यूयॉर्क शहर के आधुनिक कला का संग्रहालय में एक हॉबरमैन क्षेत्र भी प्रदर्शित किया गया था। हॉबरमैन तंत्र की विशेषता वाले अधिक बड़े हॉबरमैन क्षेत्र दुनिया भर में बिखरे हुए हैं; वे अमेरिका के आसपास के विज्ञान केंद्रों से लेकर फ्रांस में वाइनरी तक कहीं भी मिल सकते हैं।

खिलौने
हॉबरमैन मैकेनिज्म का सबसे आम रूप चक होबरमैन द्वारा बनाए गए खिलौने में है जिसे मेगा स्फीयर या हॉबरमैन स्फीयर कहा जाता है। मेगा स्फीर एक प्लास्टिक, गोलाकार खिलौना है जो धकेलने और खींचने पर विस्तार और संकोच करता है। खिलौना छः पूर्ण होबरमैन मेकेनिज्म के रिंगों से बना होता है जो एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, इसलिए जब इसका एक हिस्सा संकोचित या विस्तारित होता है, तो पूरे संरचना का पूर्णता अनुसरण करता है। ये बहुरंगी होती हैं और आकार में मीटर से लेकर कुछ इंच तक विभाजित होती हैं।

वास्तुकला
हॉबरमैन मैकेनिज्म का उपयोग बड़े माप के वास्तुकला परियोजनाओं में भी किया गया है। इनमें से एक संरचना हॉबरमैन आर्क है जिसमें यूटा में 2002 के शीतकालीन ओलंपिक खेलों को प्रदर्शित किया गया था। आर्क का निर्माण चक होबरमैन द्वारा किया गया था; यह खुलने और बंद होने के लिए कई इंटरलॉक किए गए होबरमैन मेकेनिज्म का उपयोग करके बनाई गई थी, जो पुरस्कार समारोह मंच पर एक मैकेनिकल परदा की प्रकार कार्य करती थी।

इंजीनियरिंग
पिन जोड़ों को तापमान प्रतिक्रियाशील आकार स्मृति पॉलिमर्स के साथ बदलकर, हॉबरमैन तंत्र का उपयोग पीवी कोशिकाओं जैसे इंजीनियरिंग सिस्टम को स्वायत्त रूप से तैनात करने के लिए किया जा सकता है जब परिवेश का तापमान एक सीमा से ऊपर बढ़ जाता है।