마이크로 회전액추에이터의 연구 동향 분석 및 새로운 개념 설계 (A Review and Novel Concept Design of Micro-rotary Actuators)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 22권 / 8호 / 673 ~ 680페이지
· 저자명 : 한봉수

초록

본 논문은 마이크로 회전액추에이터의 여러 문헌을 검토하여 현재 기술 현황과 제약 사항 등을 분석하고, 이를 바탕으로 관련 분야의 기술적 진척을 이루기 위한 새로운 형태의 마이크로 회전액추에이터의 개념 설계를 제시하였다. 연구 동향 분석과 논의는 첫째, 구동 형식, 둘째, 안정적인 회전 전달 방법, 셋째, 회전 정밀도 향상을 위한 제어 방법의 세 분야에 대해 수행되었다. 그 결과 회전액추에이터를 위해 가장 효율적이고 진보된 구동방식은 Top-drive 정전 구동 방식이고 회전전달 방식은 전도체 액체 베어링 형식인 것으로 나타났다. 이 형식에서, 회전 안정성 및 전달력은 마찰력, 회전자의 수평 유지, 고정자로부터 회전자로의 효과적인 전류연결 등에 영향을 받는다. 이와 같은 문제는 제어적 방법으로 기계적 설계의 부족한 부분을 보상하여 더욱 정밀하고 안정적인 시스템을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 이와 같은 분석을 기반으로 소형, 정밀, 저전력, 안정성, 증대된 운동자유도 등의 성능을 개선할 수 있는, 새로운 형식의 액추에이터를 기계적 관점에서 설계하고 센싱과 제어적 접근을 통해 그 정밀도와 안정성을 확보하는 방법을 개념적으로 제시하였다.

영어초록

In this article, we review the recent developments and limitations of micro-rotary actuators from studies on existing articles to state-of-the-art technologies, and suggest a novel conceptual design of micro-rotary actuators. In order to achieve this, we consider three representative areas of rotary actuators: (1) drive type (2) stable torque transmission method (3) accurate control method for rotation. Based on the studies in these areas, we conclude that the most efficient and advanced method of actuation for the rotary actuators is the electrostatic force actuation, with top-drive and the conductive liquid bearing. However, in this type of actuation, rotational stability and torque transmission are affected by friction forces, rotor wobble, and current connectivity from a stator to a rotor. All these problems can be resolved with the application of an advanced control for the actuator. Therefore, based on this review, we conceptually suggest a novel structure for micro-rotary actuators, that can be controlled in a more accurate and stable manner, fabricated in smaller sizes, and can have an increased number of kinetic degrees of freedom.

참고자료

· 없음