융합 하이브리드 선형 액추에이터: 개념 및 외란 저항 평가

2023년 6월 30일

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전기통신대학교

로봇 공학의 근본적인 과제를 해결하기 위해 일본 전자 통신 대학의 나카타 요시히로 부교수와 국제 통신 연구소(Advanced Telecommunications Research Institute International) 뇌 정보 통신 연구실 그룹의 수석 연구원 노다 도모유키(Tomoyuki Noda)는 로봇 공학의 근본적인 과제를 해결하기 위해 선구적인 기술을 개발했습니다. 하이브리드 작동 시스템의 통합. 우수한 성능을 내기 위해 서로 다른 원리로 작동하는 두 개의 액츄에이터를 쌍으로 결합하는 하이브리드 액추에이션은 역사적으로 구조의 복잡성으로 인해 로봇에 통합하기가 어려웠습니다.

이 문제를 해결하기 위해 그들은 여러 액추에이터의 에너지를 힘으로 변환하는 구조를 결합하고 이러한 힘이 마치 단일 액추에이터에서 발생하는 것처럼 내부적으로 합성하는 설계인 "퓨전 하이브리드 선형 액추에이터"(FHLA)를 개념화했습니다. 특히 공압 실린더와 직접 구동 선형 모터를 결합한 액추에이터는 이 설계 개념을 기반으로 개발되어 전체 설치 공간을 줄이면서 두 시스템의 장점을 효과적으로 혼합합니다.

실험 결과에 따르면 이 액추에이터는 공기나 전기만을 전원으로 사용하는 시스템에 비해 광범위한 힘에 걸쳐 동작 교란에 대해 일정한 접촉력을 유지하는 능력을 크게 향상시키는 것으로 나타났습니다. 이는 접촉점에서 탁월한 힘 제어 성능을 제공하며 기존 액추에이터에 비해 크게 향상된 기능을 제공합니다.

이번 연구에서 팀은 FHLA의 새로운 개념을 제시했을 뿐만 아니라 FHLA의 설계 전략 요구 사항 및 구조 최적화 프로세스에 대해서도 논의하여 해당 분야에서 상당한 진전을 이루었습니다. 이 획기적인 연구는 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics에 발표되었으며, 미래의 더욱 다재다능하고 효율적인 로봇공학을 향한 중요한 진전을 제시합니다.

추가 정보: Yoshihiro Nakata 외, 퓨전 하이브리드 선형 액추에이터: 개념 및 외란 저항 평가, 메카트로닉스에 대한 IEEE/ASME 거래(2023). DOI: 10.1109/TMECH.2023.3237725