기계공학 응용실험 9장

소개글

A+ 받은 기계공학 응용실험 레포트 입니다. 안심하시고 쓰세요.
서보모터 제어 실험

목차

⑴ 실험목적 및 이론
① Faraday법칙
② 서모모터의 특징 비교
③ 서보모터 제어 원리 및 구동방식
④ 반도체식 압력센서의 원리
⑤ Haptic 기술
⑵ 실험과정 및 결과
① 다관절 구동체 실습
(3) 실험 결과 및 고찰
1. DC모터와 스테핑 모터의 구조에 대해 조사하시오.
1) DC 모터의 구조
2) 스테핑 모터의 구조
4) 서보 모터의 종류 및 장단점에 대해 조사하시오.
2. 로봇의 입력장치와 액츄에이터의 종류를 조사하고 응용분야를 조사하시오.
3. 햅틱 인터페이스를 분류하고 응용사례를 조사하라

※ 참고자료

본문내용

⑴ 실험목적 및 이론
① Faraday법칙
서보 모터의 원리는 기본적으로 Faraday의 법칙을 이용하여 구동된다. 자기장과 감긴 도선내에 유도되는 유도기전력(EMF) 사이에 관계를 이용하여 구동한다.
유도기전력(E)는 Vector함수로서 아래와 같은 관계식을 가지게 된다.

이 도선의 저항을 r이라고 한다면, 이 도선에 유지되는 전류(I)는

이 된다. 이 관계를 전기모터에 응용한 것이 플레밍의 왼손법칙과 오른손법칙으로 전개된 것이다. 즉 길이 L의 도선에 전류 I를 흘렸을 때, 자기장으로부터 받는 이 도선의 자기력 F는
, ( : 도선이 자기장과 이루는 각도)
F는 항상 B와 I의 직각방향으로 발생한다. 이와 같이 Faraday`s 법칙과 플레밍의 법칙은 때로는 같은 원리로 간주되기도 하며, 경우에 따라서는 혼용하여 사용하기도 한다.
이번엔 DC 서브 모터와 AC서브 모터를 비교해보자 한다.
중략..

④ 반도체식 압력센서의 원리
압력센서는 검출 방식에 따라 크게 기계식, 전기식, 반도체 식으로 분류할 수 있다. 반도체식 압력센서는 다른 압력센서와 달리 사용법이나 편리성이 우수하여 각종 산업현장뿐 아니라 일상생활에서도 기계식이나 전기식보다 소형, 저가, 고신뢰성, 고감도를 가진 반도체식 압력센서의 사용이 두드러지고 있다.
최근에는 직접 회로 기술과 마이크로머시닝기술의 발전으로부터 소형화되고 복합화된 다기능의 스마트 센서에 대한 관심이 커지고 있다.

반도체 압력센서는 최근에 실용화된 압력센서로서 히스테리시스(hysteresis)현상이 없고 직선성이 우수하며, 소형, 경량으로 진동에도 매우 강한 것이 특징이다. 또한 기계식보다 고감도, 고신뢰성이며 양산성이 좋다. 이것은 외부압력 응력으로 변환하는 다이어프램과 다이어프램에서 발생하는 동력을 전기신호로 변환하는 두 부분으로 구성되어 있다. 다이어프램은 단결정 실리콘을 화학적으로 에칭(etching)하여 형성하며, 다이어프램에서 발생하는 응력을 전기적 신호로 변환하는 방법으로 진동자의 고유진동수 변화와 표면 탄성파를 이용하는 것도 있으나 주로 확산 저항형과 정전 용량형의 두 종류가 가장 많이 사용되고 있다.

참고 자료

1) Norman S. Nise, Control System Engineering, 5th ed., willey, 2007
2) K. Ogata, Modern Control Engineering, 3rd. ed. Prentice-Hall, 1997
3) 제 12판 (주) Autonics 종합카탈로그 참고
4) Wikipedia 백과사전 - 용어정리 참조
5) 안중환 이민철, 최재원, 황상문, 컴퓨터를 이용한 기계공학 기초실험, 청문각, 1997