• 제목/요약/키워드: 가변강성 액추에이터

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가변 모멘트 암 기반의 소형 가변 강성 액추에이터 모듈 (Small-Sized Variable Stiffness Actuator Module Based on Adjustable Moment Arm)

  • 유홍선;송재복
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권10호
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    • pp.1195-1200
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    • 2013
  • 최근에 들어 로봇과 환경 사이의 상호작용이 다양하게 발생하는 작업에서 가변 강성 액추에이터의 연구가 활발하다. 기존의 다양한 가변 강성 액추에이터가 개발되었지만 크기와 중량 때문에 응용분야를 찾기가 어렵다. 따라서 다양한 분야에 쉽게 이용되기 위해 소형의 가변 강성 액추에이터(miniVSA)를 개발하였다. miniVSA는 모멘트 암 기반의 강성제어 장치와 두 개의 모터로 구성된 구동 장치로 구성된다. 강성제어 장치는 두 캠의 상대 운동을 제어하여 위치와 강성을 동시에 제어할 수 있다. 이를 실험을 통하여 강성 변화를 검증하였다.

가변강성 액추에이터의 원리에 대한 비교 실험 연구 (Experimental Study on Different Principles of Variable Stiffness Actuators)

  • 백규열;김현규;서태원
    • 한국정밀공학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1049-1054
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    • 2015
  • Nowadays, there are many researches involving structural actuators, which have adjustable stiffness; they are also called variable stiffness actuators (VSA). The VSAs can adjust the characteristics of actuators for various functions and human-machine safety. This paper describes the design and analysis of two types of VSAs. To adjust stiffness, the actuators are controlled by a principle of lever ratio mechanism, by changing a pivot position or a spring position in the structure with springs. To make the principle workable, the designs are simplified by using a ball screw system with a motor. Each structure shows different static properties with variable rates of stiffness. We have also shown the experimental verification of the dynamic performance of the two types of VSAs. This research can be applied to various industrial fields, where humans work in conjunction with robots.

하지강성 가변 인공건 액추에이터(LeSATA®)의 개발 Part I - Metatarsophalangeal Joint Tilt Angle의 보행분석 - (Development of Leg Stiffness Controllable Artificial Tendon Actuator (LeSATA®) Part I - Gait Analysis of the Metatarsophalangeal Joint Tilt Angles Soonhyuck -)

  • 한기봉;어은경;오승현;이순혁;김철웅
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제1권2호
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    • pp.153-165
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    • 2013
  • 기존의 보행분석 연구들은 하지를 하나의 스프링으로 간주하였다. 만약 슬관절 신전을 보조할 수 있는 슬관절 액추에이팅 메커니즘을 개발할 수 있다면 보행에 필요한 탄성-변형률에너지를 혁신적으로 저장-방출할 수 있고, 그 결과 보행 중 하지강성은 더욱 증가할 것이다. 게다가 족관절 액추에이팅 메커니즘까지 추가되어 있다면 슬관절 액추에이터에 의한 과도한 인공하지강성을 능동적이고 적절한 수준으로 보상해주는 기전으로 작동할 것이다. 만약 가속도에 의한 보행속도 증가를 방지하기 위해 인위적 감속통제를 작동시킨다면 불필요한 운동에너지의 방출이 발생되고 하지강성 액추에이터의 실효성은 의심을 받게 된다. 따라서 본 저자는 보행속도를 2개의 세그먼트에 의한 상대 각속도 조절기법을 이용하여 하지강성을 증가시킨다는 기본개념으로 슬-족관절 액추에이터 시스템을 개발하였다. 또한 족관절에 슬관절 액추에이팅에 대한 보상기전이 존재하는 경우, 족관절의 보상기전이 중족지절관절 경사각 및 보행속도 변화에 미치는 상호영향을 연구하였다.

광디스크 드라이브의 고속 액세스를 위한 광픽업 액추에이터 메커니즘 설계 (Mechanism Design of Optical Pickup Actuator for Fast Access of Optical Disk Drive)

  • 박준혁;이상헌;백윤수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권12호
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    • pp.109-119
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    • 2002
  • In this paper, mechanism design of optical pickup actuator for fast access is proposed. This actuator is composed of moving magnet type actuator and moving coil type actuator for tracking and fine motion, respectively. Moving magnet type tracking actuator is configurated by two permanent magnets and four air-core solenoids. Additional damper by induced current in tracking actuator can reduce the transient vibration between the coarse seeking servo and fine seeking servo. Variable stiffness can be acquired by applying current to air-core solenoid simply. This actuator can achieve fast access by these additional damper and stiffness. Performance of this actuator is predicted through the FEM, simulation and simple experiment. Settling time for transient vibration is reduced to 14.7% according to simulation result.

계단식 정전빗살구조물을 이용한 수평구동형 미소공진기의 주파수 조정 (Tuning of a Laterally Driven Microresonator using Electrostatic Comb Step Array)

  • 이기방;서영호;조영호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권8호
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    • pp.1259-1265
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    • 2003
  • We present a new post-fabrication frequency tuning method for laterally driven electrostatic microresonators using a DC-biased electrostatic comb array of linearly varied finger-length. The electrostatic tuning force and the equivalent stiffness, adjusted by the DC-biased tuning-comb array, have been formulated as functions of geometry and DC tuning voltage. A set of frequency-turnable microresonators has been designed and fabricated by 4-mask surface-micromachining process. The resonant frequency of the microfabricated microresonator has been measured for a varying tuning voltage at the reduced pressure of 1 torr. The maximum 3.3% reduction of the resonant frequency is achieved at the tuning voltage increase of 20V.

능동형 현가장치를 위한 가변 강성 직렬 탄성 액추에이터 설계 (Variable Stiffness Series Elastic Actuator Design for Active Suspension)

  • 방진욱;최민식;이동형;박정호;박은재;이근일;이장명
    • 로봇학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.131-138
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    • 2019
  • In this study, we developed an FSEA(Force-sensing Series Elastic Actuator) composed of a spring and an actuator has been developed to compensate for external disturbance forced. The FSEA has a simple structure in which the spring and the actuator are connected in series, and the external force can be easily measured through the displacement of the spring. And the characteristic of the spring absorbs the shock to the small disturbance and increases the sense of stability. It is designed and constructed to control the stiffness of such springs more flexibly according to the situation. The conventional FSEA uses a fixed stiffness spring and the actuator is not compensated properly when it receives large or small external force. Through this experiment, it is confirmed that FSEA compensates the external force through the proposed algorithm that the variable stiffness compensates well for large and small external forces.