• 제목/요약/키워드: Electro-active Polymer(EAP)

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EAP 재료 및 응용

  • 김재환
    • 기계저널
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    • 제44권6호
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    • pp.48-52
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    • 2004
  • 과거 10여 년 간 Electro-Active Polymer(EAP) 분야는 큰 변형을 낼 수 있는 지능재료들이 출현함에 따라 인공근육을 만들 수 있는 가능성으로 인해 많은 관심이 모아지고 있다. EAP는 외부의 자극에 따라 큰 변위를 생성할 뿐만 아니라 근육과 같이 탄력성이 있는, 다른 재료기술들이 낼 수 없는 특성과 성능을 가지고 있다. EAP가 갖는 생체근육과 같은 작동을 할 수 있는 가능성은 곧 공상과학의 꿈을 이루고자하는 희망을 갖게 하며 인류의 문명발전에 크게 기여할 것이다. EAP는 차세대 마이크로 로봇, 오락산업 또는 초소형 비행체의 구동과 같은 인공근육 작동기의 응용분야를 창출하고 있다. EAP 작동기의 응용성은 폭넓으며 새로운 기술혁신의 기대를 불러 일으키고 있다. (중략)

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필름형 유연 시-촉각 융합 디스플레이 (Flexible Visuo-haptic Display)

  • 윤성률;박선택;박봉제;박승구;남세광;경기욱
    • 로봇학회논문지
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    • 제8권3호
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    • pp.156-163
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    • 2013
  • This paper describes a flexible visuo-haptic display module. We have developed a flexible electro-active polymer (EAP) actuator and a thin flexible visual display with $3{\times}3$ array configuration via polymer technology. The flexible actuator consists of nine EAP cells vertically moving in response to change in their thickness. The flexible display uses polymer based optical waveguide allowing light to scatter only at specific area. The display film is transparent and identically designed to the array pattern to fit for the arrangement of actuator cells. A pressure sensor is installed under the integrated module. The performance of the actuator is proved to be sufficient for satisfying perceivable range of human touch sense. The integrated system can provide interactive haptic feedback such as key pressing, contact vibration sensations, and etc. in accordance with user input.

전기가변 고분자 소재를 이용한 응용소자 (Electro-active Polymer and Dielectric Elastomer Technology for Haptic Interface, Muscular Enhancement, and Tunable Optical Components)

  • 윤재웅;박승구;문성철
    • 전자통신동향분석
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    • 제34권4호
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    • pp.108-116
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    • 2019
  • Electro-active polymers and dielectric elastomers have many intriguing properties that enable smart interfaces and electrically tunable optical systems, such as haptic feedback devices, artificial muscles, and expansion-tunable optical elements. These device classes are of great interest owing to their promising roles in next-generation technologies including virtual or augmented reality, human sensing and muscular enhancement, and artificial skins. In this report, we review basic principles, current state-of-the-art techniques, and future prospects of electro-active and dielectric elastomer technology. We describe chemical and physical properties of the most promising polymer substances, essential elementary architectures for artificial muscle-like functionalities, and their applications to haptic interfaces, muscular enhancement, and focus-tunable optical elements.

전기활성 Poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) 고분자 겔 구동기의 합성 및 특성분석 (Synthesis and Characterization of Electro-Active Poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) Polymer Gel Actuator)

  • 송영진;심우선;김홍경;김학길;최혁렬;김훈모;전재욱;이영관;남재도
    • 폴리머
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    • 제25권5호
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    • pp.736-743
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    • 2001
  • N,N-Methylenebisacrylamide (MBAA)로 가교 결합된 electro-active 고분자(EAP) (poly(2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), PAMPS) 겔을 수용액 상에서 potassium persulfate를 개시제로 하여 라디칼 중합시켜 제조하였다. PAMPS 겔의 구동성을 부여하기 위하여 계면활성제로 팽윤하며 치환하였다. 계면활성제가 치환된 PAMPS 겔은 용액내의 인가된 전압하에서, 그 전기장 변화에 의해 큰 변위를 나타내는 구동특성을 보였다. PAMPS 겔은 빠른 응답속도와 가역적인 bending을 나타내었다. 겔의 구동원리는 양극과 PAMPS 겔 음이온간의 정전기 인력, 겔의 swelling-deswelling 효과 그리고 계면활성제의 소수성 반응의 협동적 과정으로 나타난다. PAMPS 겔의 응답속도는 인가된 전압 및 가교도가 증가할수록 증가하였으며, 구동이 반복적으로 진행됨에 따라 응답속도는 증가하였다. 겔의 두께가 증가하면 응답속도는 감소하였다.

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전도성 고분자를 결합한 EAPap작동기에 관한 연구 (Conductive Polymer Coated Electro-active Paper(EAPap))

  • 윤성률;;배성훈;김재환
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권9호
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    • pp.1077-1083
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    • 2005
  • Electro-Active Paper (EAPap) is one of attractive electro-active polymer (EAP) materials for artificial muscles due to its many advantages such as light weight, biologically degradable, low cost, large displacement output, low actuation voltage and low power consumption. However, drawbacks of EAPap actuators include low force output and humidity dependence. To enhance the performance of EAPap, conductive polymer (PPy) and SWNT/conductive polymer (PANI) are coated on EAPap PPy as conductive polymer is coated on cellulose EAPap by means of electrochemical deposition. Two different dopants are used in PPy through conducting polymer processing. SWNTS are mixed with PANI in emeraldine base along with different dopants. The compound materials are coated on cellulose EAPap using spin coating system. The performance of PPy/EAPap and SWNT/PANI/EAPap are evaluated in terms of bending displacement, blocked force, and the effects of dopants, humidity, coaling time, voltage and frequency are investigated. Comparing with EAPap actuators, SWNT/PANI/EAPap actuators show $200\%$ improvement of bending displacement and $300\%$ increment of blocked force.

로봇 손용 인체모방형 구동기 및 센서 (Biomimetic Actuator and Sensor for Robot Hand)

  • 김백철;정진아;조한정;신승훈;이형석;문형필;최혁렬;구자춘
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권12호
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    • pp.1497-1502
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    • 2012
  • 복잡한 구조와 다채로운 기능을 수행하는 사람 손의 기능을 모사하는 로봇 손을 제작함에 있어서 유연성 있는 구동기와 센서의 개발이 필수적으로 요구되고 있다. 본 논문에서는 전기활성 고분자를 기반으로 하여 로봇 손에 사용될 수 있는 구동기와 슬립센서의 설계, 제작 및 성능검증에 대한 내용을 소개한다. 전기활성 고분자는 필름형태로 제작되며 양단에 전압을 가하여 수축과 팽창에 따른 움직임이 발생하게 한다. 이와 반대로 전기활성 고분자에 외부의 압력으로 인해 두께나 면적의 변화가 발생하게 되면 정전용량의 변화가 발생하게 된다. 이러한 에너지의 변화소자를 이용하여 구동기와 센서로 이용하였다. 본 논문에서는 전기활성 고분자를 이용한 구동기와 센서를 제시하고 성능평가를 통해 새로운 로봇 손용 에너지 변환 소자로서의 가능성을 연구하였다.

전도성 폴리머와 셀룰로오스 종이를 결합한 EAPap 작동기 (Conductive Polymer Coated Electro-active Paper (EAPap) as Hybrid Actuator)

  • 윤성률;김재환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.275-278
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    • 2004
  • Electro-Active Paper (EAPap) is attractive for EAP actuator due to its merit in terms of light weight, dry condition, large displacement output, low actuation voltage and low power consumption. The EAPap is based on cellulose paper, and is shown to involve primarily transport of ions in response to an external electric field. This actuating mechanism is similar to conductive polymer based actuators. For performance improvement of EAPap, hybrid actuators are tried. The actuators based on cellulose paper attached conducting polypyrrole, polyaniline and single wall carbon nanotube/polyaniline(emeraldine base) have been achieved by Electro chemical deposition and mechanical deposition of the polymers onto cellulose paper.

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세그먼트화 폴리우레탄을 이용한 고분자 마이크로 액츄에이터의 개발 및 마이크로 플루이딕스에의 적용 (Development of Polymer Micro-actuator using Segmented Polyurethanes and its Application for the Micro-fluidics)

  • 정영대;박한수;조남주;정해도
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.285-290
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    • 2004
  • Electro-active polymer, one of smart materials, is a new alternative technology, which can get an ultra precision movements and bio-compatibilty. This paper presents the relationship between elastic modulus and maximum deflection as a key property of maxwell stress effects and also presents the relationship between dielectric constant and maximum deflection as a key property of electro-striction effects in disc-type actuators using segmented PU. To induce equation about distributed load of a disc, we use boundary condition of fully clamped circular plate and to obtain design parameters of a micro-fluidics system, CFD simulation is performed.

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생체적합형 고분자를 이용한 박막형 이동기의 제작 및 특성평가 (Fabrication and Performance Evaluation of Diaphragm-type Actuators using Biocompatible polymer)

  • 정영대;정해도
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.1254-1258
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    • 2007
  • Electro-active polymer (EAP), one of the smart materials, is a new alternative offering ultra-precise movements and bio-compatibility. We present the results of the design, fabrication, and performance evaluation of a fabricated diaphragm-type polymer actuator using segmented polyurethane(SPU). This paper illustrates the relationship between the elastic modulus and maximum deflection as a key property of the Maxwell stress effect and also presents the relationship between the dielectric constant and maximum deflection as a key property of the electrostriction effect, especially in polymer actuators using SPU. A diaphragm-type actuator was used to induce an equation of the vertically distributed load by using a fully clamped circular plate as the boundary condition. To verify the equation, the results were compared to the data measured from load cell. In the near future, a low-cost check valves and bio-robot can be applied by its actuators.

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