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[DGIST] 소형화에 유리하고 높은 감속비를 가지는 모듈형 액츄에이터

최고관리자　 0 Comments　 1 Views　 20-11-10 15:46　 기계

탄성 구동 장치 외 1건

보유기관 및 연구자 : 대구경북과학기술원 - 오세훈

상담신청 기술문의

TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
TRL08
시작품 인증/
표준화
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
  - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가
- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
TRL05
시제품 제작/
성능평가
- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가
- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL03
연구실 규모의
성능 검증
- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립
- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL01
기초 이론/
실험
- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

기술개발 배경: ▶ 최근 로봇 기술이 발달함에 따라 로봇의 핵심 부품인 액츄에이터의 소형화 기술 개발 필요성과 드라이버내의 기어 어셈블리 구조를 변형하는 기술 개발 필요성 증대되고 있음

기술개요 및 대표도면: ▶ 본 기술은 반도체 제조장치, 의료기기, 각종 로봇을 구동하는 액츄에이터 소형화 기술에서 드라이브 소형화를 위한 탄성 구동 장치의 구조 및 제어에 관한 기술임

▶ 대표도면
- 회전형 탄성구동장치 구성도

회전형 탄성구동장치 구성도

시장동향: ▶ 시장조사기관 보고서에 따르면 2020년까지 세계 산업로봇 시장 규모는 연평균 5.2% 성장해 400.8억 달러에 이를 것으로 예상됨. 이에 관련 산업 분야의 수요가 증가될 것으로 예상됨
▶ 로봇 액츄에이터 분야는 연평균 6%성장세에 이를 것으로 전망이 됨

(좌)로봇 세계시장 규모, (우)로봇 액츄에이터 세계시장 규모

기술구현: ▶ 기어부와 탄성부재가 기어부를 탄성적으로 지지하는 구조

▶ 구동기의 회전력에 따른 기어부의 거동에 의해 탄성부재가 변형될 때 변형값에 근거하여 구동기의 회전력 및 회전 속도 제어하는 제어구조

▶ 구동모터의 외측에 스프링을 배치하고 기어를 배치하거나 탄성 부재를 감속 부재에 연결하여 탄성 구동장치를 모듈화
- 소형화에 유리하고 높은 감속비와 낮은 백래쉬를 구현할 수 있음

탄성 구동장치 구성도

특장점

기존기술 한계: ▶ 기존의 탄성 구동장치는 액츄에이터에서 발생되는 동력을 기어와 같은 수단을 통해 감속 또는 증속하여 전달하는 구조를 가짐에 따라 다수의 기어 설치공간에 따른 공간이 필요하여 소형화에 한계가 존재함

개발기술 특성: ▶ 모듈화를 통해 반도체 조장장치, 의료기기 및 산업용 로봇에서 중추적인 역할을 수행하는 액츄에이터의 소형화 가능
▶ 정밀 제어 분야의 제어장치에 적용 가능
▶ 구동기의 정확한 제어 가능
▶ 탄성부재를 기어부 또는 값혹 기어부에 연결하여 구동기에 의한 회전력 전달 시 탄성부재의 변형값에 근거하여 구동기의 정확한 제어 가능