앞에서 형상기억합금 와이어에 구간별 입력 신호를 주어 각 구간에서 발생된 최대 변위를 측정하였다.Fig.5-8은 각 구간에서 발생된 최대 변위를 그래프로 나타낸 것이다.이 때 발생한 변위는 1구간부터 10구간까지 선형적으로 증가함을 알 수 있다.따라서 구간분할 바이너리 제어를 이용한 형상기억합금 와이어는 원하는 변위만큼의 제어가 가능한 디지 털 형상기억합금 스텝모터의 역할이 가능함을 알 수 있다.
Fig. 5-8 Change of Displacement for the number of Segmented Diameter 375㎛ SMA wire
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제 제 4 절 절 절 절 히스테리시스 히스테리시스 히스테리시스 히스테리시스 특성 특성 특성 특성
기존의 제어 방식인 형상기억합금 와이어 전체에 열 또는 전기를 입력하여 제어하는 방식 과 구간분할 바이너리 제어방식의 히스테리시스 특성을 파악하기 위하여 형상기억합금 와이어의 동일한 길이에 대하여 시간에 따른 변위변화의 실험을 하였다.실험은 10개 구 간의 길이에 해당하는 30cm 형상기억합금 와이어의 양 끝에 전류를 인가하는 방법으로 하였다.전류량은 형상기억합금 와이어의 변태가 일어나는 요구 전류인 2.785A를 인가하 였으며 최대 변위를 일으킨 시점에서 전류를 차단하여 형상기억합금 와이어가 원래 길이 로 회복 될 때까지 레이저 변위센서를 이용하여 측정하였다.Fig.5-9(a)는 구간분할 바 이너리 제어기법에서 10개 구간에 대한 형상기억합금 와이어의 변위 변화를 나타낸 그래 프이고 Fig.5-9(b)는 기존의 제어방식인 양 끝단에 전류를 인가한 방식의 변위의 변화 를 나타낸 그래프이다.구간분할 바이너리 제어방식의 변위 변화는 열전소자가 가열되기 시작하면서 서서히 증가하다가 15초까지 급격한 상승곡선을 그린다.이후 열전소자의 전 원을 차단하면 남아 있는 열에 의해 변위곡선은 완만해 지다가 열전소자가 냉각 되면서 다시 급격히 감소하는 형태를 나타낸다.그러나 Fig.5-9(b)에서 보는 것과 같이 형상기 억합금 와이어 전체에 전류를 인가한 방법의 변위 변화 그래프를 보면 전류를 인가한 시 점부터 변위곡선은 급격히 상승하다가 전류를 차단함과 동시에 급격히 감소함을 알 수 있 다.따라서 구간분할 바이너리 제어기법은 기존의 방식에 비해 히스테리시스를 현저히 감 소시킬 수 있는 제어 기법임을 알 수 있다.
(a) Segmented Binary Control
(b) Normal Control
Fig. 5-9 Hysteresis Characteristics of Segmented Binary Control and Normal Control
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제 제 5 절 절 절 절 구간분할 구간분할 구간분할 구간분할 바이너리 바이너리 바이너리 바이너리 제어 제어 제어 구동 제어 구동 구동 구동 로봇핸드 로봇핸드 로봇핸드 로봇핸드 1. 로봇핸드 로봇핸드 로봇핸드 로봇핸드 제작 제작 제작 제작
구간 분할 바이너리 제어에 의한 로봇핸드의 구동 특성을 알아보기 위해 실제 손 모양과 똑같은 모형 로봇핸드를 제작하였다.Fig.5-10은 제작된 로봇핸드의 모습이며 그림에서 보는 것과 같이 손가락 각 관절은 회전 조인트에 의해 연결되어 있다.또한 사람의 손과 유사한 운동 범위를 갖고 있으며 각 관절은 형상기억합금 와이어의 복원력을 주기위해 바 이어스 스프링(BiasSpring)으로 연결되어 있다.
Fig. 5-10 Photo of Robotic Hand