KR100756224B1 - Rotary actuating device having means for compensating difference in frictional force - Google Patents

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KR100756224B1
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rotating plate
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김봉석
문찬우
정중기
이종배
최준혁
성하경
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전자부품연구원
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Abstract

A rotary actuating device having a unit for compensating a friction force is provided to control actuating force to rotate a rotary plate by increasing or decreasing an amount of the friction force of each micro moving unit for the rotary plate. A rotary actuating device having a unit for compensating a friction force includes a base(100), a rotary plate(110), a plurality of micro moving units(120), a variable supporting unit(130), and a supporting plate(131). The base(100) is a plate type, supports other components, and forms a lower part of the rotary actuating device. The rotary plate(110) is rotatably installed on an upper part of the base(100). The plurality of micro moving units(120) are installed on a lower plane of the rotary plate(110). The variable supporting unit(130) supports the plurality of micro moving units(120) and controls for each micro moving unit to have uniform friction force for the rotary plate(110). The supporting plate(131) has an upper plane where the plurality of micro moving units(120) are installed and includes through holes(131a) upward and downward on at least three points thereof.

Description

마찰력 보정수단을 구비한 미소변위 회전구동장치{ROTARY ACTUATING DEVICE HAVING MEANS FOR COMPENSATING DIFFERENCE IN FRICTIONAL FORCE}Micro-displacement rotary drive device with friction force correction means {ROTARY ACTUATING DEVICE HAVING MEANS FOR COMPENSATING DIFFERENCE IN FRICTIONAL FORCE}

도 1은 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치의 일실시예를 나타낸 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a microdisplacement rotary drive device according to the present invention,

도 2는 도 1의 결합사시도,2 is a perspective view of the combination of FIG.

도 3은 도 2의 A-A선에서 바라본 단면도,3 is a cross-sectional view taken from the line A-A of FIG.

도 4는 종래기술에 따른 미소변위 회전구동장치의 일례의 평면도,4 is a plan view of an example of a microdisplacement rotary drive device according to the prior art,

도 5은 종래기술에 따른 미소변위 회전구동장치의 일례의 작동상태를 나타낸 설명도이다.5 is an explanatory view showing an operating state of an example of the microdisplacement rotary drive device according to the prior art.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 베이스 101 : 수용구멍100: base 101: receiving hole

110 : 회전판 120 : 미소이동수단110: rotating plate 120: micro movement means

130 : 가변지지수단 131 : 지지 플레이트130: variable support means 131: support plate

131a : 관통구멍 132 : 조정볼트131a: Through Hole 132: Adjustment Bolt

160 : 압박부재160: pressure member

본 발명은 미소변위 회전구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전판의 하면에 배치되어 마찰력에 의해 회전판을 구동하는 복수의 미소이동수단을 구비하여 회전판을 연속적으로 회전시킬 수 있으며, 복수의 미소이동수단 각각과 회전판 사이의 마찰력이 균일하도록 보정할 수 있는 회전구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a microdisplacement rotary drive device, and more particularly, is provided with a plurality of micro-movement means disposed on the lower surface of the rotating plate to drive the rotating plate by the friction force, and can rotate the rotating plate continuously, the plurality of micro-movement A rotary drive device capable of correcting the friction force between each of the means and the rotating plate is uniform.

최근 정보기술(IT)이나 생명공학기술(BT) 또는 나노기술(NT) 등의 신산업은 미세화, 초정밀화하는 경향으로 흘러가고 있으며, 신산업 시장이 형성됨에 따라 이들 제품을 생산, 가공할 수 있는 초정밀 생산 시스템의 사용 여부가 경쟁력 확보의 핵심 요소가 되어 가고 있다. 특히 게놈 프로젝트와 더불어 관심을 모으고 있는 BT 분야에서는 DNA의 크기가 3nm ~ 4nm이고, 리보솜의 크기는 100nm 이하이며, 가장 큰 일반세포도 10㎛ 정도로 미세하여 이들을 다루고 조작하려면 초정밀 기기가 필요하다. 또한 NT산업에서도 나노 크기의 구조물을 다루고 측정하기 위한 초정밀 기구의 필요성이 증대되고 있다. Recently, new industries such as information technology (IT), biotechnology (BT), or nanotechnology (NT) are moving toward the trend of miniaturization and super precision, and as the new industrial market is formed, ultra precision that can produce and process these products The use of production systems is becoming a key factor in securing competitiveness. In particular, in the BT field, which is attracting interest along with the genome project, the size of DNA is 3 nm to 4 nm, the size of ribosomes is less than 100 nm, and even the largest general cells are as small as 10 μm, and ultra precision instruments are needed to handle and manipulate them. The NT industry is also increasing the need for ultra-precision instruments to handle and measure nanoscale structures.

따라서, NT, BT, IT 등과 관련된 초정밀 기기에 필요한 마이크로 부품의 조립을 위해서는 초소형 로봇이 필요하며, 이러한 초소형 로봇의 핵심 부품으로 미소변위 구동장치가 있다.Therefore, micro-robots are required for the assembly of micro components required for ultra-precision devices related to NT, BT, IT, and the like.

미소변위 구동장치는 작동부위의 변위를 매우 미소한 수준에서 제어할 수 있는 구동장치를 말하며, 예컨대 마이크로미터 단위의 크기를 갖는 미세한 물체를 집는 초소형 그리퍼의 위치를 정밀하게 제어하기 위한 구동장치 등의 용도로 사용된다.The microdisplacement drive device refers to a drive device that can control the displacement of an operating part at a very small level. For example, the drive device for precisely controlling the position of a micro gripper that picks up a minute object having a size of micrometers Used for the purpose.

더욱이 광 스위치(Optical Switch), 평판소자(Planar Device) 뿐만 아니라, 최근에 관심이 고조되어 가고 있는 바이오 물질, 기타 나노 스케일의 물질을 다루기 위해서 나노미터 단위로 극히 미세한 제어가 요구되는 미소변위 구동장치의 필요성이 증대되고 있다.Furthermore, microdisplacement drives require extremely fine control in nanometers to handle not only optical switches and planar devices, but also biomaterials and other nanoscale materials that are gaining attention recently. The need for this is increasing.

상기 미소변위 구동장치 중 종래의 기술에 따른 회전구동장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 장치의 하부를 이루는 베이스(1)와, 이 베이스(1)의 상부에 축(2)을 매개로 결합되어 회전가능하도록 설치된 회전판(3)과, 이 회전판(3)에 접촉설치됨과 아울러 외부 전압에 따라 그 선단부가 전후진 작동하는 압전세라믹(4) 및 이 압전세라믹(4)을 고정하여 지지하는 고정부재(5)로 이루어진 구조이다.As shown in FIG. 4, the rotational driving device according to the related art among the microdisplacement driving devices is coupled to a base 1 that forms the lower part of the device and an axis 2 to the upper part of the base 1. And a rotating plate 3 which is installed to be rotatable, the piezoelectric ceramic 4 and the piezoelectric ceramic 4, which are installed in contact with the rotating plate 3 and whose tip is moved forward and backward according to an external voltage, are fixed and supported. It is a structure consisting of the member 5.

그리고, 상기 미소변위 회전구동장치의 작동 상태는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압전세라믹(4)에 전압이 인가되면 압전세라믹(4)의 선단부가 신장되면서 직진운동을 하게 되고, 이에 따라 상기 압전세라믹(4)의 선단부와 접촉된 상기 회전판(3)이 천천히 회전운동을 한다.In addition, as shown in FIG. 5, when the voltage is applied to the piezoelectric ceramic 4, the front end portion of the piezoelectric ceramic 4 is extended while the microdisplacement rotary driving device is operated. The rotating plate 3 in contact with the tip of the piezoceramic 4 slowly rotates.

그런데, 최근까지 개발된 머니퓰레이터와 같은 미소변위 구동장치는 정밀도가 수 마이크로미터(㎛)에 그치고 있어 전술한 바이오 물질 조작 및 광부품 제조 공정 등에 효율적으로 이용하기 위해서는 나노미터 정도로 좀 더 정밀하게 개량된 구동장치가 필요한 실정이다.However, microdisplacement drive devices such as manipulators developed until recently have a precision of only a few micrometers (μm), and are more precisely improved to nanometers for efficient use in the biomaterial manipulation and optical component manufacturing processes described above. There is a need for a driving device.

또한, 종래의 상기 미소변위 회전구동장치(6)는 상기 압전세라믹(4)의 스트로크가 그대로 구동장치의 스트로크가 되기 때문에 구동장치의 작동범위가 매우 작 으며, 회전판이 일방향을 따라 연속적으로 회전할 수 없다는 단점이 있었다.In addition, since the stroke of the piezoelectric ceramic 4 becomes the stroke of the driving device as it is, the conventional small displacement rotary drive device 6 has a very small operating range, and the rotating plate can rotate continuously in one direction. There was a disadvantage of not being able to.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 장치의 정밀한 구동을 위해 압전세라믹을 구동원으로 사용함과 아울러 장치의 연속구동을 가능하게 하여 작동범위를 보다 크게 할 수 있도록 된 미소변위 회전구동장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the use of piezoceramic as a drive source for the precise drive of the device, as well as to enable the continuous drive of the device to increase the operating range It is an object to provide a micro displacement rotary drive device.

본 발명의 다른 목적은 복수의 미소이동수단들의 배치를 조정하여 회전판에 대해 가지는 마찰력이 서로 동일하도록 보정할 수 있는 회전구동장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a rotary drive device capable of correcting the frictional forces of the rotating plate to be the same by adjusting the arrangement of the plurality of micro-movement means.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.Other objects, specific advantages and novel features of the invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치는, 하부를 이루는 베이스와, 상기 베이스의 상부에 축과 베어링을 매개로 결합되어 회전가능하도록 설치된 회전판과, 상기 베이스의 상부면에 고정됨과 아울러 상기 회전판의 하면에 접촉설치되어 외부 전압에 따라 회전판의 회전축과 직각된 방향으로 전후진 작동함으로써 회전판을 회전시키는 복수의 미소이동수단과, 상기 회전판의 상부 중앙에 수직방향으로 설치되어 회전판이 상기 복수의 미소이동수단에 접촉되도록 가압하는 압박부재와, 상기 복수의 미소이동수단과 베이스 사이에 개재되고, 상기 복수의 미소이동수단이 배치된 평면을 승하강시키거나 상기 평면 상의 임의의 축선을 중심으로 회전시키도록 상기 복수의 미소이동수단을 지지하는 가변지지수단 을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the microdisplacement rotary drive device according to the present invention includes a base forming a lower portion, a rotating plate installed to be rotatable by coupling a shaft and a bearing to an upper portion of the base, and an upper surface of the base. A plurality of micro-moving means fixed to the bottom surface of the rotating plate and rotating forward and backward in a direction perpendicular to the rotation axis of the rotating plate according to an external voltage; A pressing member for urging to contact the plurality of micro movement means, and a plurality of micro movement means and a base interposed between the plurality of micro movement means and the base, and raising or lowering a plane on which the plurality of micro movement means is disposed; Variable support means for supporting the plurality of micro-moving means to rotate about the It is characterized by.

본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치에 있어서, 상기 가변지지수단은, 상기 복수의 미소이동수단의 하면을 지지하며 적어도 3개 이상의 관통구멍이 형성된 판상의 지지 플레이트와, 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 각각 나사결합되고, 끝단이 상기 베이스의 상면에 접하는 복수의 조정볼트를 포함하는 것이 바람직하다.In the microdisplacement rotary drive device according to the present invention, the variable support means includes a plate-shaped support plate that supports the lower surfaces of the plurality of micro-movement means and has at least three through holes formed therein, and a through hole of the support plate. It is preferable to include a plurality of adjusting bolts each screwed, the end of which is in contact with the upper surface of the base.

또한 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치에 있어서, 상기 가변지지수단은, 상기 복수의 미소이동수단의 하면을 지지하며 적어도 3개 이상의 관통구멍이 형성된 판상의 지지 플레이트와, 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 각각 삽입된 복수의 조정볼트를 포함하고, 상기 베이스는 상면에 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 대응하여 복수의 수용구멍이 형성되고, 상기 복수의 조정볼트의 각 끝단은 상기 복수의 수용구멍에 각각 나사결합되도록 할 수도 있다.Further, in the microdisplacement rotary drive device according to the present invention, the variable support means, the plate-shaped support plate for supporting the lower surface of the plurality of micro-movement means and formed with at least three through holes, and the through hole of the support plate And a plurality of adjustment bolts respectively inserted in the base, wherein the base has a plurality of receiving holes formed in an upper surface corresponding to the through holes of the support plate, and each end of the plurality of adjusting bolts is formed in the plurality of receiving holes, respectively. It can also be screwed in.

그리고 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치에 있어서, 상기 복수의 관통구멍은 상기 지지 플레이트에 원주상 등간격으로 배치된 것이 바람직하다.In the microdisplacement rotary drive device according to the present invention, it is preferable that the plurality of through holes are arranged at circumferential equal intervals on the support plate.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the microdisplacement rotary drive device according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 결합사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에서 바라본 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a microdisplacement rotary drive device according to the present invention, Figure 2 is a combined perspective view of Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view seen from the line A-A of FIG.

베이스(100)는 대체로 판상이고, 다른 구성들을 지지하여 회전구동장치의 하부를 구성한다.The base 100 is generally plate-shaped and supports other components to constitute the bottom of the rotary drive.

회전판(110)은 베이스(100)의 상부에 회전가능하도록 설치되는데, 회전축은 베이스(100)의 상면에 대해 수직인 것이 바람직하다. 회전판(110)을 베이스(100)에 회전가능하도록 설치하기 위해 통상의 축 및 베어링을 사용할 수 있다.Rotating plate 110 is installed to be rotatable on top of the base 100, the rotation axis is preferably perpendicular to the upper surface of the base 100. Conventional shafts and bearings may be used to install the rotating plate 110 to the base 100 in a rotatable manner.

미소이동수단(120)은 복수 개가 구비되며, 회전판(110)의 하면에 그 상단이 접하도록 설치된다. 미소이동수단(120)은 회전판(110)의 축과 직각되는 방향, 즉 회전판(110)의 회전방향과 접선되는 방향으로 변형되는 것이어야 하므로, 전단형 압전소자(Shear Type Piezoelectric Element)인 것이 바람직하다. 전단형 압전소자란 외부로부터의 전압 인가여부에 따라 전단 방향으로 변형되는 압전소자이다. 또한 복수의 미소이동수단(120)은 회전판(110)을 함께 회전 구동하기 위한 것이므로, 회전판(110)의 회전축에 대하여 임의의 원주상에 등간격으로 배치된 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2는 3개의 미소이동수단(120)이 중심각 120도인 원주상의 3개의 지점에 각각 배치된 것을 나타내고 있다.The micro movement means 120 is provided with a plurality, it is installed so that the upper end is in contact with the lower surface of the rotating plate (110). The micro-movement means 120 should be deformed in a direction perpendicular to the axis of the rotating plate 110, that is, in a direction tangential to the rotating direction of the rotating plate 110, it is preferably a shear type piezoelectric element (Shear Type Piezoelectric Element). Do. The shear type piezoelectric element is a piezoelectric element that is deformed in the shear direction according to whether voltage is applied from the outside. In addition, since the plurality of micro-movement means 120 is for driving the rotation plate 110 together, it is preferable that the plurality of micro-movement means 120 is arranged at any interval on the circumference of the rotation axis of the rotation plate 110. 1 and 2 show that the three micro-movement means 120 are respectively disposed at three points on the circumference having a central angle of 120 degrees.

가변지지수단(130)은 복수의 미소이동수단(120)을 지지하되, 각 미소이동수단(120)이 회전판(110)에 대해 가지는 각각의 마찰력이 균일하도록 조절할 수 있게 한다. 즉, 가변지지수단(130)은 각 미소이동수단(120)의 하면을 지지하면서, 복수의 미소이동수단(120)이 배치된 평면을 승하강 시킬 수 있으며, 복수의 미소이동수단(120)이 배치된 평면을 회전시킬 수도 있다. 이 때 복수의 미소이동수단(120)이 배치된 평면이 회전하는 회전축은 그 평면 상에 있는 임의의 선이 된다. 따라서 가변지지수단(130)은, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 복수의 미소이동수단(120)의 하면에 접하여 지지하는 지지 플레이트(131)와, 복수의 조정볼트(132)를 포함한다.The variable support means 130 supports a plurality of micro movement means 120, so that each of the micro movement means 120 can be adjusted so that the respective frictional force with respect to the rotating plate 110 is uniform. That is, the variable support means 130 may raise and lower the plane on which the plurality of micro movement means 120 are disposed while supporting the bottom surface of each micro movement means 120. It is also possible to rotate the plane on which it is placed. At this time, the axis of rotation in which the plane on which the plurality of micro-movement means 120 is disposed rotates becomes an arbitrary line on the plane. Accordingly, the variable support means 130 includes a support plate 131 and a plurality of adjustment bolts 132, which are in contact with the bottom surface of the plurality of micro movement means 120, as shown in FIGS. 1 to 3. .

지지 플레이트(131)는 판상으로서, 상면에 복수의 미소이동수단(120)이 설치되며, 적어도 3개 이상의 지점에 상하방향으로 관통구멍(131a)이 형성되어 있다. 복수의 조정볼트(132)는 지지 플레이트(131)의 관통구멍(131a)에 각각 하나씩 삽입되어, 끝단이 베이스(100)의 상면에 접한다. 복수의 조정볼트(132) 각각을 풀거나 조이면, 지지 플레이트(131)가 승하강되거나 기울어진다. 바꿔 말해 복수의 미소이동수단(120)이 배치된 평면 자체가 승하강되거나, 그 평면에 속한 임의의 축선을 중심으로 회전하는 것이다. 이를 위해 각 조정볼트(132)는 지지 플레이트(131)의 관통구멍(131a)에 나사결합되고, 끝단은 베이스(100)의 상면에 자유롭게 접하도록 할 수 있다. 이 상태에서 조정볼트(132)를 풀거나 조이면, 지지 플레이트(131)는 베이스(100)에 대해 승하강 또는 기울어질 수 있다.The support plate 131 has a plate shape, and a plurality of micro-moving means 120 is provided on an upper surface thereof, and a through hole 131a is formed in at least three points in the vertical direction. The plurality of adjustment bolts 132 are inserted into the through holes 131a of the support plate 131, respectively, so that the ends contact the upper surface of the base 100. When each of the plurality of adjustment bolts 132 is loosened or tightened, the support plate 131 is raised or lowered. In other words, the plane itself on which the plurality of micro-movement means 120 are arranged is raised or lowered or rotated about any axis belonging to the plane. To this end, each adjustment bolt 132 is screwed into the through-hole 131a of the support plate 131, the end can be freely in contact with the upper surface of the base (100). When the adjusting bolt 132 is loosened or tightened in this state, the support plate 131 may be raised or lowered with respect to the base 100.

한편, 지지 플레이트(131)가 베이스(100)로부터 이탈할 수도 있으므로, 도 3에 도시한 바와 같이 베이스(100)에 수용구멍(101)을 형성하고, 각 조정볼트(132)의 끝단(132a)이 수용구멍(101)에 삽입되어 지지되되, 조정볼트(132)의 끝단은 구형으로, 수용구멍(101)은 반구형으로 형성한다. 조정볼트(132)의 구형 끝단(132a)을 수용구멍(101)에 삽입하여 볼 조인트와 같이 작동하도록 하면, 지지 플레이트(131)가 베이스(100)로부터 이탈하지 않으면서 지지 플레이트(131)를 베이스(100)에 대해 승하강시키거나 회전시킬 수 있다.On the other hand, since the support plate 131 may be separated from the base 100, as shown in FIG. 3, the receiving hole 101 is formed in the base 100, and the end 132a of each adjustment bolt 132 is provided. The receiving hole 101 is inserted into and supported, but the end of the adjusting bolt 132 is formed into a spherical shape, and the receiving hole 101 is formed into a hemispherical shape. When the spherical end 132a of the adjustment bolt 132 is inserted into the receiving hole 101 to operate like a ball joint, the support plate 131 is not separated from the base 100 without the base plate 131 being moved away from the base 100. It can be raised or lowered relative to 100.

지지 플레이트(131)가 베이스(100)로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해서는 이밖에 다른 구조를 가질 수도 있다. 예컨대, 조정볼트(132)를 지지 플레이 트(131)의 관통구멍(131a)에 나사결합시키고, 조정볼트(132)의 끝단(132a)에 고정링을 끼워 조정볼트와 함께 움직이도록 하며, 베이스(100)의 수용구멍(101)에는 걸림턱을 구비하여, 고정링이 걸림턱에 걸려서 수용구멍 밖으로 이탈하지 못하도록 할 수 있다. 반대로, 각 조정볼트(132)에는 제1 부시와 고정링을 결합하되, 제1 부시는 조정볼트(132)에 대해 자유롭게 움직일 수 있도록 하고, 고정링은 조정볼트(132)에 끼워져 함께 움직이도록 한다. 또한 관통구멍(131a)의 직경이 고정링의 직경 이상이 되도록 하며, 관통구멍(131a)의 상단으로부터 조정볼트(132)를 삽입한 다음 제1 부시를 관통구멍(131a)에 고정시키고, 제2 부시를 관통구멍(131a)의 하단으로부터 삽입하여 관통구멍(131a)에 고정시킨다. 그러면 조정볼트(132)는 관통구멍(131a) 내에서 자유롭게 회전할 수 있을 뿐, 나사결합되어 있지 않으므로 승하강하지는 않는다. 각 조정볼트(132)가 지지 플레이트(131) 하면으로 돌출된 끝단은 베이스(100)의 상면에 형성된 수용구멍(101)에 나사결합되도록 함으로써, 지지 플레이트(131)가 베이스(100)에 대해 승하강 또는 회전할 수 있으면서도 베이스(100)로부터 이탈하지 않도록 하는 것이 가능하다.In order to prevent the support plate 131 from being separated from the base 100, it may have other structures. For example, the adjusting bolt 132 is screwed into the through hole 131a of the support plate 131, and a fixing ring is fitted to the end 132a of the adjusting bolt 132 to move together with the adjusting bolt, and the base ( The receiving hole 101 of the 100 is provided with a locking jaw, so that the fixing ring may be caught by the locking jaw so as not to escape out of the receiving hole. On the contrary, each adjusting bolt 132 is coupled to the first bush and the fixing ring, the first bush to be free to move relative to the adjusting bolt 132, the fixing ring is fitted to the adjusting bolt 132 to move together. . In addition, the diameter of the through hole 131a is equal to or larger than the diameter of the fixing ring, and the adjusting bolt 132 is inserted from the upper end of the through hole 131a, and then the first bush is fixed to the through hole 131a. The bush is inserted from the lower end of the through hole 131a and fixed to the through hole 131a. Then, the adjusting bolt 132 can only freely rotate in the through hole 131a, and is not screwed up and thus does not move up and down. The end of each adjustment bolt 132 protruding to the lower surface of the support plate 131 is screwed into the receiving hole 101 formed in the upper surface of the base 100, thereby supporting the support plate 131 relative to the base 100 While being able to descend or rotate, it is possible not to leave the base 100.

한편 각 조정볼트(132)는 지지 플레이트(131) 상에서, 임의의 원주 상에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 이는 지지 플레이트(131)의 회전 또는 승하강 작동에서 기하학적인 대칭성을 확보하기 위한 것으로서, 지지 플레이트(131)의 작동을 정량화하여 수행하거나 그 결과를 예측할 수 있게 해준다. 예컨대, 원주 상 등간격으로 복수의 조정볼트(132)가 배치되어 있는 경우 각 조정볼트(132)를 같은 수만큼 회전시키면 지지 플레이트(131)는 회전하지 않은 채로 승강 또는 하강하 며, 복수의 조정볼트(132) 중 하나만 회전시켰을 때 그 회전수에 따라 지지 플레이트(131)가 회전하는 방향 및 각도를 기하학적으로 계산할 수 있으므로, 지지 플레이트(131)를 자동으로 작동시키기 위해 모터 등의 구동장치를 추가로 설치할 경우, 그 구동장치의 제어를 용이하게 한다.On the other hand, each of the adjustment bolt 132 is preferably arranged on the support plate 131, at any interval on any circumference. This is to ensure the geometric symmetry in the rotation or lifting operation of the support plate 131, it is possible to perform the operation of the support plate 131 to quantify or predict the result. For example, when a plurality of adjustment bolts 132 are arranged at equal intervals on the circumference, when the adjustment bolts 132 are rotated by the same number, the support plate 131 is lifted or lowered without being rotated, and a plurality of adjustment bolts are rotated. When only one of the bolts 132 is rotated, the direction and angle at which the support plate 131 rotates can be geometrically calculated according to the number of rotations thereof. Therefore, a driving device such as a motor is added to automatically operate the support plate 131. When installed, the control of the drive device is facilitated.

압박부재(160)는 회전판(110)을 미소이동수단(120) 측으로 탄성적으로 압박하여 양자간 마찰력을 강화하기 위한 것이다. 압박부재(160)로는 통상적인 코일스프링을 사용할 수 있다. 회전판(110)과 미소이동수단(120) 사이의 마찰력이 강화되면 회전판(110)을 회전시키는 구동력이 강화되지만, 본 발명에 따른 회전구동장치의 사용상태에서 회전판(110)위에 회전시킬 대상물을 올려놓으면 회전판(110)이 대상물의 자중에 의해 미소이동수단(120)측으로 압박되므로, 압박부재(160)가 반드시 필요한 것은 아니다.The pressing member 160 is to elastically press the rotating plate 110 toward the micro-movement means 120 to strengthen the friction force between the two. As the pressing member 160, a conventional coil spring may be used. When the friction force between the rotating plate 110 and the micro-moving means 120 is strengthened, the driving force for rotating the rotating plate 110 is strengthened, but the object to be rotated on the rotating plate 110 in the state of use of the rotary drive device according to the present invention When placed, since the rotating plate 110 is pressed toward the micro movement means 120 by the weight of the object, the pressing member 160 is not necessarily required.

이하에서는 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치의 작동에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail the operation of the microdisplacement rotary drive device according to the present invention.

복수의 미소이동수단(120)에 외부로부터 각각 전압을 인가하면 전단형 압전소자로 된 각 미소이동수단(120)은 전단변형이 일어난다. 즉, 각 미소이동수단(120)이 회전판(110)과 접촉하고 있는 상부면이 회전판(110)의 회전방향에 대한 접선방향으로 이동한다. 따라서 각 미소이동수단(120)과 회전판(110) 하면 사이의 마찰력에 의해 회전판(110)은 미소이동수단(120)의 변형방향으로 회전한다.When a voltage is applied to the plurality of micro movement means 120 from the outside, each micro movement means 120 made of a shear type piezoelectric element undergoes shear deformation. That is, the upper surface of each of the minute moving means 120 in contact with the rotating plate 110 is moved in a tangential direction with respect to the rotation direction of the rotating plate 110. Therefore, the rotating plate 110 rotates in the deformation direction of the micro moving means 120 by the friction force between the micro moving means 120 and the lower surface of the rotating plate 110.

외부로부터 인가한 전압을 제거하거나, 반대방향 전압을 인가하면, 각 미소 이동수단(120)은 원상태로 복원된다.When the voltage applied from the outside is removed or the voltage in the opposite direction is applied, each micro movement means 120 is restored to its original state.

최초 전압을 인가할 때, 인가되는 전압을 서서히 증가시키면 각 미소이동수단(120)은 상대적으로 천천히 변형되면서 회전판(110)을 회전시키지만, 전압을 제거할 때 급속히 전압을 감소시키면 각 미소이동수단(120)이 상대적으로 빠르게 변형되면서 회전판(110)을 역회전시키지 않으면서 원상태로 복원되게 할 수 있다.When the initial voltage is gradually increased, each of the micro moving means 120 rotates the rotating plate 110 while being deformed relatively slowly. However, when the voltage is rapidly removed, each micro moving means ( As the 120 is deformed relatively quickly, the rotating plate 110 may be restored to its original state without reverse rotation.

이 과정에서 어느 한 미소이동수단(120)이 회전판(110)에 대해 가지는 마찰력이 상대적으로 크다면, 의도와는 달리 회전판(110)이 역회전하는 경우가 생길 수 있다. 이때 가변지지수단(130)을 회전시켜 각 미소이동수단(120)이 회전판(110)과 접촉하는 압력을 조정한다. 즉, 가변지지수단(130)이 지지 플레이트(131)와 복수의 조정볼트(132)를 포함한 경우, 복수의 조정볼트(132) 각각을 필요한 만큼 풀거나 조임으로써 각 미소이동수단(120)이 회전판(110)에 대해 가지는 마찰력을 보정할 수 있다.In this process, if any one of the micro-movement means 120 has a relatively large friction force against the rotating plate 110, the rotating plate 110 may be reversed, unlike the intention. At this time, by rotating the variable support means 130 to adjust the pressure of each of the micro-movement means 120 in contact with the rotating plate (110). That is, when the variable support means 130 includes the support plate 131 and the plurality of adjustment bolts 132, each micro movement means 120 is rotated by loosening or tightening each of the plurality of adjustment bolts 132 as necessary. The frictional force with respect to 110 can be corrected.

또한 필요하다면 각 미소이동수단(120)이 회전판(110)에 대해 가지는 마찰력을 일률적으로 강화 또는 약화시키기 위해 가변지지수단(130)을 승강시키거나 하강시킬 수도 있다. 역시 가변지지수단(130)이 지지 플레이트(131)와 복수의 조정볼트(132)를 포함한 경우, 각 조정볼트(132)를 동일한 수만큼 회전시킴으로써 지지 플레이트(131)를 승강 또는 하강시킬 수 있다.In addition, if necessary, the variable support means 130 may be raised or lowered to uniformly reinforce or weaken the frictional force of the micro movement means 120 with respect to the rotating plate 110. In addition, when the variable support means 130 includes the support plate 131 and the plurality of adjustment bolts 132, the support plate 131 can be raised or lowered by rotating each adjustment bolt 132 by the same number.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.An embodiment of the present invention described above and illustrated in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The protection scope of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 미소변위 회전구동장치에 의하면, 복수의 미소이동수단을 구비하고 있는 경우 각 미소이동수단이 회전판에 대해 가지는 마찰력의 크기를 일률적으로 강화 또는 약화시킬 수 있으므로 회전판을 회전시키는 구동력을 조절할 수 있다.As described above, according to the microdisplacement rotary drive device according to the present invention, when the micro displacement means is provided with a plurality of micro movement means, each of the micro movement means can uniformly reinforce or weaken the magnitude of the friction force with respect to the rotation plate. The driving force to rotate can be adjusted.

또한 각 미소이동수단이 회전판에 대해 가지는 마찰력의 크기를 상호 균일하게 조정할 수 있으므로, 양자간 마찰력을 보정하여 균일하게 해지도록 할 수 있고, 마찰력의 불균일로부터 발생하는 구동력 손실 등의 문제를 해결할 수 있다.In addition, since the micro-movement means can adjust the amount of friction force with respect to the rotating plate to be uniform with each other, the friction force between them can be corrected to be uniform, and problems such as driving force loss resulting from non-uniform friction force can be solved. .

Claims (4)

삭제delete 장치의 하부를 이루는 베이스와,A base forming the bottom of the device, 상기 베이스의 상부에 축과 베어링을 매개로 결합되어 회전가능하도록 설치된 회전판과,A rotating plate installed to be rotatable by coupling a shaft and a bearing to an upper portion of the base; 상기 베이스의 상부면에 고정됨과 아울러 상기 회전판의 하면에 접촉설치되어 외부 전압에 따라 회전판의 회전축과 직각된 방향으로 전후진 작동함으로써 회전판을 회전시키는 복수의 미소이동수단과,A plurality of micro-moving means fixed to the upper surface of the base and installed in contact with the lower surface of the rotating plate to rotate the rotating plate by moving forward and backward in a direction perpendicular to the rotating axis of the rotating plate according to an external voltage; 상기 회전판의 상부 중앙에 수직방향으로 설치되어 회전판이 상기 복수의 미소이동수단에 접촉되도록 가압하는 압박부재와,A pressing member installed in a vertical direction at an upper center of the rotating plate to press the rotating plate to contact the plurality of micro moving means; 상기 복수의 미소이동수단과 베이스 사이에 개재되고, 상기 복수의 미소이동수단이 배치된 평면을 승하강시키거나 상기 평면 상의 임의의 축선을 중심으로 회전시키도록 상기 복수의 미소이동수단을 지지하는 가변지지수단을 포함하며,A variable interposed between the plurality of micro-movement means and the base, the variable supporting the plurality of micro-movement means to raise or lower the plane on which the plurality of micro-movement means are disposed or to rotate about an axis on the plane. Including support means, 상기 가변지지수단은,The variable support means, 상기 복수의 미소이동수단의 하면을 지지하며 적어도 3개 이상의 관통구멍이 형성된 판상의 지지 플레이트와,A plate-shaped support plate which supports the lower surfaces of the plurality of micro movement means and has at least three through holes formed therein; 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 각각 나사결합되고, 끝단이 상기 베이스의 상면에 접하는 복수의 조정볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소변위 회전구동장치.And a plurality of adjustment bolts screwed into the through-holes of the support plate, the ends of which are in contact with the upper surface of the base. 장치의 하부를 이루는 베이스와,A base forming the bottom of the device, 상기 베이스의 상부에 축과 베어링을 매개로 결합되어 회전가능하도록 설치된 회전판과,A rotating plate installed to be rotatable by coupling a shaft and a bearing to an upper portion of the base; 상기 베이스의 상부면에 고정됨과 아울러 상기 회전판의 하면에 접촉설치되어 외부 전압에 따라 회전판의 회전축과 직각된 방향으로 전후진 작동함으로써 회전판을 회전시키는 복수의 미소이동수단과,A plurality of micro-moving means fixed to the upper surface of the base and installed in contact with the lower surface of the rotating plate to rotate the rotating plate by moving forward and backward in a direction perpendicular to the rotating axis of the rotating plate according to an external voltage; 상기 회전판의 상부 중앙에 수직방향으로 설치되어 회전판이 상기 복수의 미소이동수단에 접촉되도록 가압하는 압박부재와,A pressing member installed in a vertical direction at an upper center of the rotating plate to press the rotating plate to contact the plurality of micro moving means; 상기 복수의 미소이동수단과 베이스 사이에 개재되고, 상기 복수의 미소이동수단이 배치된 평면을 승하강시키거나 상기 평면 상의 임의의 축선을 중심으로 회전시키도록 상기 복수의 미소이동수단을 지지하는 가변지지수단을 포함하며,A variable interposed between the plurality of micro-movement means and the base, the variable supporting the plurality of micro-movement means to raise or lower the plane on which the plurality of micro-movement means are disposed or to rotate about an axis on the plane. Including support means, 상기 가변지지수단은,The variable support means, 상기 복수의 미소이동수단의 하면을 지지하며 적어도 3개 이상의 관통구멍이 형성된 판상의 지지 플레이트와,A plate-shaped support plate which supports the lower surfaces of the plurality of micro movement means and has at least three through holes formed therein; 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 각각 삽입된 복수의 조정볼트를 포함하고,It includes a plurality of adjustment bolts respectively inserted in the through hole of the support plate, 상기 베이스는 상면에 상기 지지 플레이트의 관통구멍에 대응하여 복수의 수용구멍이 형성되고, 상기 복수의 조정볼트의 각 끝단은 상기 복수의 수용구멍에 각각 나사결합되는 것을 특징으로 하는 미소변위 회전구동장치.The base has a plurality of receiving holes are formed in the upper surface corresponding to the through hole of the support plate, each end of the plurality of adjusting bolts are screwed to the plurality of receiving holes, respectively, micro-displacement rotary drive device . 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 복수의 관통구멍은 상기 지지 플레이트에 원주상 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 미소변위 회전구동장치.And the plurality of through holes are arranged at the support plates at circumferential equal intervals.
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