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일반기술 기계 > 설계방법 관련기술

줄방식 병렬 머니퓰레이터

두이스부르크 대학교(Universität Duisburg-Essen)의 Manfred Hiller교수는 줄방식 병렬 머니퓰레이터(Tendon-based parallel manipulator)라는 새로운 접근방식을 개발했다. 새로 개발된 이 줄방식 병렬기구는 기계적 설계는 기존의 머니퓰레이터에 비하여 매우 단순하지만, 과구동 시스템(redundant system)으로 연관된 문제에 있어서 기계적 한계와 장애물을 피하는 등의 하부 작업을 수행하는데도 매우 탁월한 성능을 나타낸다. 기존의 제어가능한 작업공간(controllable workspace)은 복잡한 형상을 가지며, 닫힌 형태(closed form)로는 표현될 수 없었는데, 이러한 제약 조건을 극복한 시스템이다. n자유도의 말단장치를 위해서는 최소한 n+1의 줄이 필요하기 때문에 이 시스템은 기구학적으로 과구동 시스템(redundant system)이 되며, 이는 특이점을 줄이는 데 사용할 수 있다.줄방식 병렬 머니퓰레이터로 응용된 로봇(Tendon-driven parallel robot)의 경우 액츄에이터는 고정되고, 하중은 여러 설치된 액츄에이터 간에 분할되기 때문에 에너지 면에서 매우 효율적이다. 그러므로 무거운 부하를 다루는 로봇에 매우 적당하고 또한 높은 가속도를 달성할 수 있게 한다는 특징이 있다. 경량의 구조를 요구하는 기계설계, 로봇 혹은 빠른 동역학과 같은 측면에서 병렬 기구학 구조를 가진 줄방식 구조는 매우 유망한 설계이며, 역학 및 로보틱스, 메카트로닉스, 인공 보철장치 분야에서 다양한 연구 주제로서의 큰 잠재력을 가지고 있다. 또한 이를 응용한 기계 시스템은 구조가 한층 단순화되어, 경제적으로 쉽게 제작될 수 있다는 이점이 있다.

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한국과학기술연구원

등록일

2005-07-25

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일반기술 기계 > 설계방법 관련기술

다분야통합 최적설계를 위한 그래픽 표현 기반의 모델링 방법

* 원리 및 구성본 기술은 최적화기술, 정보기술, 통합설계기술 및 캐드/해석프로그램(CAD/CAE) 도구를 이용하여 다분야 통합 최적설계 프레임웍을 구축하는 한편, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: Graphical User Interface)를 기반으로 최적설계문제를 모델링하되, 그래픽 다이어그램 컴포넌트를 이용하여 각 컴포넌트와 연결하여 설계문제를 명확하게 설정하는 다분야 통합 최적설계를 위한 그래픽 표현 기반의 모델링 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 기술은 최적설계를 수행하는 방법에 있어서, (a) 그래픽 사용자 인터페이스(GUI: Graphical User Interface)를 기반으로 설계문제를 설정하고자 하는 설계자로부터 상기 설계문제에 해당하는 그래픽 다이어그램 컴포넌트를 선택하는 단계; (b) 상기 (a) 단계를 통해 선택된 그래픽 다이어그램 컴포넌트를 이용하여 설계문제를 설정하고자 하는 컴포넌트와 연결하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계를 통해 해당 컴포넌트와 연결되면 적어도 하나의 해석프로그램을 이용하여 최적화를 수행한 후 최적점인지 여부를 판단하여 최적점인 경우 설계문제설정을 완료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.본 발명은 그래픽 기반으로 설계문제를 모델링하는 방법을 통해 설계문제를 그래픽 다이어그램 컴포넌트를 이용하여 명확하게 설정할 수 있으며, 또한 복잡한 설계문제 설정은 물론 유지보수가도 매우 편리한 효과가 있다. 종래의 모델링 방식에 비해서 그래픽 다이어그램 컴포넌트 기반으로 모델링을 하면, 보다 더 명확하게 설정할 수 있으며, 또한 복잡한 설계문제 설정은 물론 추후에 빈번히 발생하는 유지보수 문제를 해결하는 데도매우 편리한 효과가 있다.* 주요 적용 분야 - MDA / MDO 기술 분야

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한양대학교

등록일

2006-05-24

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일반기술 기계 > 설계방법 관련기술

직접 전극접촉에 의하여 전하의 충전을 통한 전도성 액적의 이동 방법

본 기술은 마이크로 채널내에서 액적을 이동시키는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 채널내에서 액적을 전하로 충진시켜 쿨롱힘을 이용하여 이동시키는 방법에 관한 것이다. 본 기술에 따른 이동방법은 마이크로 채널내에서 액적의 물성을 변화시키지 않으면서 액적만을 빠른 속도로 이동시킬 수 있다. 이는 기존의 전기삼투법에 비해서는 벌크용액의 이동현상 없이 액적만을 이동시킬 수 있으며 쿨롱힘을 이용하기 때문에 유전영동법에 비해서는 더 빠른 속도로 이동시킬 수 있는 장점이 있다. 미세채널 내에서 전압의 간편한 조정을 통해 액적의 이동 효율을 높일 수 있고 벌크용액의 이동현상이 없어 용액량을 절감할 수 있어 마이크로 칩 상용화에 기여할 수 있다.

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포항공과대학교

등록일

2008-10-31

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일반기술 기계 > 설계방법 관련기술

압전소자 구동형 초정밀 나노급 XY스테이지

초정밀 구동을 위한 압전소자, 압전소자의 운동을 각 축 방향으로 안내하기 위한 안내기구, 초정밀 위치센서 및 제어회로로 구성되어 수십~수백 마이크로의 미소영역에서 나노 단위의 분해능으로 위치결정을 하며, 고속 스캔이 가능한 스테이지 설계기술

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경기기술이전센터

등록일

2009-02-06

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일반기술 기계 > 설계방법 관련기술

스페리컬 로울러 베어링의 구름 접촉면을 개선한 최적 설계방법

□ 기술개요해당 기술은 스페리컬 로울러 베어링의 구름 접촉면을 개선한 최적 설계 방법에 관한 것이다. 해당 기술은표준형 스페리컬 로울러 베어링에서 외륜(100)의 내측에서 아웃 레이스를 형성하는 곡면(CV)은 수평축방향 중심(H0)으로부터 외륜(10)의 폭(B)이 형성되는 범위 내에 한정되는 반경(R)에 의하여 형성되고 내륜(200)의 내측에서 인너 레이스를 형성하는 곡면(CV1,CV2)은 축방향 하중(F1)이 되는 연장선(E1)과 반경방향 하중(F2)의 합성하중(F3)이 수직축 방향의 중심으로부터 5~15°의 범위 내에서 설계되어 배럴형 로울러의 궤도륜의 곡률비를 최적화함으로써 균등한 응력분포와 큰 부하능력을 갖게 되어 운동이 원활하고, 적절한 냉각이 기능하게 되어 고속 하중용에 최적화된 스페리컬 로울러 베어링을 제공한다. □ 기술의 특징축방향의 하중과 반경방향의 하중에 따르는 접촉각에 의하여 스페리컬 로울러 베어링을 설계함에 있어서, 표준형 스페리컬 로울러 베어링에서 외륜(100)의 내측에서 아웃 레이스를 형성하는 곡면(CV)은 수평축방향 중심(H0)으로부터 외륜(10)의 폭(B)이 형성되는 범위 내에 한정되는 반경(R)에 의하여 형성되고; 내륜(200)의 외측에서 인너 레이스를 형성하는 곡면(CV1,CV2)은 축방향 하중(F1)과 베어링의 폭(B)을 형성하는 양쪽 측면의 바깥쪽으로부터 반경방향 하중(F2)의 교점(P)으로부터 이루어지는 합성하중(F3)이 수평축 방향 중심(H0)을 향하게 되고, 상기 교점(P)을 중심으로 하여 내륜(20)의 외측면에 형성되는 반경(R1,R2)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스페리컬 로울러 베어링의 구름 접촉면을 개선한 최적 설계 방법.

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부산기술이전센터

등록일

2009-06-03

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