KR100791592B1 - Linear manipulator with piezoelectric device - Google Patents

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KR100791592B1
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최기봉
김두형
정광조
경진호
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한국기계연구원
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Abstract

A linear manipulator with a piezoelectric device is provided to improve resolution of the linear manipulator by moving a mover in two step displacement. A linear manipulator with a piezoelectric device includes a first clamp instrument(10), a second clamp instrument(40), an operating instrument(20), a first standard part(31), a second standard part(32), and a bottom part(30). The first and the second clamps are placed at a predetermined distance from each other and support and transfer a mover(50) in a lower part of the mover. The operating instrument is placed between the first and the second clamps. The first standard part connects the first clamp instrument to the operating instrument. The second standard part connects the second clamp instrument to the operating instrument. The bottom part is connected with the first and second standard parts and one end of the operating instrument, and is fixed to the ground.

Description

압전소자를 이용한 선형 구동기{Linear Manipulator with Piezoelectric Device}Linear Manipulator with Piezoelectric Device

도 1a는 종래의 자벌레형 구동기의 개략도이다.1A is a schematic diagram of a conventional self-supporting driver.

도 1b는 도 1a에 나타낸 자벌레형 구동기의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 1B is a configuration diagram for explaining the operation of the self-worm driver shown in FIG. 1A.

도 2는 종래의 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an adjusting apparatus using a conventional piezoelectric element drive.

도 3은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 사시도이다.3 is a perspective view of a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention.

도 4a ~ 도 4c는 압전소자를 이용한 선형 구동기의 동작 원리를 설명하기 위한 구성도이다.4A to 4C are configuration diagrams for describing an operation principle of a linear driver using a piezoelectric element.

도 5a와 도 5b는 클램프 기구의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.5A and 5B are diagrams for explaining the operation of the clamp mechanism.

도 6a와 도 6b는 구동 기구의 동작을 설명하기 위한 구성도이다. 6A and 6B are configuration diagrams for explaining the operation of the drive mechanism.

도 7은 전원과 연결된, 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention connected to a power source.

도 8a는 이동자를 오른쪽으로 이동시키기 위하여 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기에 가해지는 전압 파형도이다.8A is a voltage waveform diagram applied to a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention for moving the mover to the right.

도 8b는 이동자를 왼쪽으로 이동시키기 위하여 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기에 가해지는 전압 파형도이다.8B is a voltage waveform diagram applied to a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention for moving the mover to the left.

도 9a ~ 도 9g는 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기가 하나의 행정을 수행하여 이동자를 이동시키는 과정을 설명하기 위한, 그 구성도이다.9A to 9G are diagrams for explaining a process of moving a mover by performing a single stroke by a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention.

본 발명은 압전소자를 이용한 선형 구동기에 관한 것으로서, 특히 하나의 행정(사이클)을 수행하여 두 걸음 변위(two step displacement)를 이동할 수 있는 압전소자를 이용한 선형 구동기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear driver using a piezoelectric element, and more particularly to a linear driver using a piezoelectric element capable of moving two step displacement by performing one stroke (cycle).

압전소자(piezoelectric device)는 입력된 전압에 비례하여 그 길이가 변하는 반도체 소자로서, 그 길이가 선형으로 미세하게 조절될 수 있기 때문에, 초정밀 기계의 구동기와 같은, 여러 분야의 응용기기에 이용되고 있다. 이러한 종래의 응용기기 중에서, 소정의 개수의 압전소자를 설치하고 그 길이를 조절하여 동작하는 종래의 선형 구동기를, 도면과 함께, 설명하면 다음과 같다.Piezoelectric devices (piezoelectric devices) are semiconductor devices whose length varies in proportion to the input voltage, and since their length can be finely adjusted linearly, they are used in various applications such as drivers of ultra-precision machinery. . Among such conventional application devices, a conventional linear driver, in which a predetermined number of piezoelectric elements are installed and operated by adjusting the length thereof, will be described with reference to the drawings.

도 1a는 종래의 자벌레형 구동기(inchworm type motor)의 개략도로서, 진행 방향에 대하여 수직방향으로 배열된 압전소자를 갖는 제1 및 제2 클램프(C1, C2)와, 제1 및 제2 클램프(C1, C2) 사이에 위치하고 진행 방향과 나란하게 배열된 압전소자를 갖는 모터 프레임(MF)로 구성된다. 이와 같이 구성된 자벌레형 구동기는 각 각의 압전소자가 구동되어 길이가 늘어나고 줄어듦에 따라 안내길(G)을 따라 이동한다. 이러한 동작을 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.1A is a schematic diagram of a conventional inchworm type motor, in which first and second clamps C1 and C2 having piezoelectric elements arranged in a direction perpendicular to a traveling direction, and first and second clamps ( It consists of a motor frame MF having a piezoelectric element positioned between C1 and C2 and arranged in parallel with the traveling direction. The self-assembly-type driver configured as described above moves along the guideway G as each piezoelectric element is driven to increase and decrease in length. This operation will be described in detail with reference to the drawings as follows.

도 1b는 도 1a에 나타낸 자벌레형 구동기의 동작을 설명하기 위한 구성도이 다.FIG. 1B is a configuration diagram for explaining the operation of the self-worm driver shown in FIG. 1A.

먼저, 안내길(G)에 놓인 자벌레 구동기가 평형 상태로부터 이동하기 위하려면, 제1 클램프(C1)가 압전소자의 길이가 늘어나고 그에 따라 안내길(G)의 벽에 고정된다 (단계 S1). 그 다음에 모터 프레임(MF)의 압전소자가 제1 클램프(C1)를 기준으로 늘어남으로써, 모터 프레임(MF)의 다른 끝에 위치한 제2 클램프(C2)가 안내길(G)를 따라 길이(L) 만큼 이동한다 (단계 S2). 이때 제2 클램프(C2)의 압전소가의 길이가 늘어나고 그에 따라 제2 클램프(C2)가 안내길의 벽에 고정된다 (단계 S3). 제2 클램프(C2)가 안내길의 벽에 고정된 상태에서 다시 제1 클램프(C1)의 압전소자가 수축하고 그에 따라 제1 클램프(C1)은 안내길(G)로부터 떨어진다 (단계 S4). 그 다음에 모터 프레임(MF)의 압전소자가 제2 클램프(C2)를 기준으로 수축함으로써, 모터 프레임(MF)의 끝에 위치한 제1 클램프(C1)가 안내길(G)를 따라 길이(L) 만큼 이동한다 (단계 S5). 그 다음에 제1 클램프(C1)의 압전소가의 길이가 늘어나고 그에 따라 제1 클램프(C1)가 안내길의 벽에 고정된다 (단계 S6). 그 다음에는 상기 단계 (S1)과 상기 그 이후의 단계를 반복한다. 즉, 종래의 자벌레 구동기는 단계(S1)에서 단계(S6)의 과정을 하나의 행정으로서 반복적으로 수행한다.First, in order to move the insect repellent driver placed on the guideway G from the equilibrium state, the first clamp C1 is extended to the length of the piezoelectric element and is thus fixed to the wall of the guideway G (step S1). Then, the piezoelectric element of the motor frame MF extends with respect to the first clamp C1, so that the second clamp C2 located at the other end of the motor frame MF is along the length G along the guide path G. ), (Step S2). At this time, the length of the piezoelectric value of the second clamp C2 is increased, and accordingly, the second clamp C2 is fixed to the wall of the guide path (step S3). In the state where the second clamp C2 is fixed to the wall of the guide road, the piezoelectric element of the first clamp C1 contracts again, so that the first clamp C1 is separated from the guide road G (step S4). Then, the piezoelectric element of the motor frame MF contracts with respect to the second clamp C2, so that the first clamp C1 located at the end of the motor frame MF along the guide path G has a length L. FIG. Move by (step S5). Then, the length of the piezoelectric value of the first clamp C1 is increased, and accordingly, the first clamp C1 is fixed to the wall of the guide path (step S6). After that, the step S1 and the subsequent steps are repeated. In other words, the conventional self-learning driver repeatedly performs the process of step S6 in step S1 as one stroke.

이러한 자벌레 구동기는 하나의 행정(cycle)을 수행하면 모터 프레임(MF)의 압전소자가 늘어난 길이(L) 만큼만 이동한다. 즉, 종래의 자벌레 구동기가 하나의 행정을 수행하여 이동하는 거리 또는 변위는 한 걸음(1 step)이 된다. 이때 그 한 걸음은 자벌레 구동기의 분해능이 된다. 따라서, 자벌레 구동기가 하나의 행정을 n개의 걸음(step)으로 구동한다면, 그 분해능은 1/n 배가 된다.When the self-leavening driver performs one cycle, the piezoelectric element of the motor frame MF moves only as much as the length L. That is, the distance or displacement of the conventional insect repellent drive by performing one stroke is one step. One step is the resolution of the insect insect driver. Therefore, if the insect insect driver drives one stroke in n steps, its resolution is 1 / n times.

한편 종래의 압전소자를 이용한 선형구동기의 다른 예로는, 미국 특허번호 제5,424,597호에 기재된 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치를 들 수 있다. 이를 도 2와 함께 설명하면 다음과 같다. On the other hand, as another example of a linear driver using a piezoelectric element, an adjusting device using a piezoelectric element drive described in US Patent No. 5,424,597 may be mentioned. This will be described with reference to FIG. 2.

도 2에 나타낸 것과 같이, 종래의 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치는 두 개의 압전소자가 부착된 병진운동부(1, 2)와, 각 병진운동부(1, 2)를 지지하는 링크(3, 4)와, 이들을 지지하고 여러 요소들(상세한 설명은 생략)로 구성된다.As shown in FIG. 2, a conventional apparatus using a piezoelectric element drive includes a translation unit 1 and 2 having two piezoelectric elements attached thereto, and a link 3 and 4 supporting each of the translation unit 1 and 2. And it supports and consists of several elements (the detailed description is omitted).

그러나 이러한 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치는 각각의 병진 운동부(1, 2)가 교대로 선형운동을 수행함으로써, 그 각 병진운동부를 이루는 압전소가가 늘어난 길이 만큼만 피구동 요소(8)을 이동시킨다. 즉, 종래의 자벌레 구동기의 동작과 마찬가지로, 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치가 하나의 행정을 수행함으로써 피동 요소(8)가 이동하는 거리 또는 변위는 한 걸음(1 step)이 된다. 따라서, 그 한 걸음은 압전소자 드라이브를 이용한 조정장치의 분해능이 되고, 하나의 행정을 n개의 걸음(step)으로 구동한다면, 그 분해능은 1/n 배가 된다.However, the adjusting device using the piezoelectric element drive alternately moves the driven elements 8 by the length of the piezoelectric element constituting each of the translating parts, as the translational parts 1 and 2 alternately perform linear motions. . In other words, similar to the operation of the conventional insect drive, the adjustment device using the piezoelectric element drive performs one stroke so that the distance or displacement of the driven element 8 moves by one step. Therefore, one step becomes the resolution of the adjusting device using the piezoelectric element drive, and the resolution is 1 / n times when one stroke is driven by n steps.

따라서, 종래의 압전소자를 이용한 선형 구동되는 하나의 행정을 수행하여 한 걸음(step)만 이동할 수 있고 그에 따라 그 분해능도 작기 때문에, 피동 요소를 세밀하게 이동시키는데 한계가 있다.Therefore, since only one step can be moved by performing a linear drive using a conventional piezoelectric element and the resolution thereof is also small, there is a limit to moving the driven element finely.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하여, 하나의 행정(사이클)을 수행하여 두 걸음 변위(two step displacement)를 이동할 수 있는, 압전소자를 이용한 선형 구동기를 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and to provide a linear driver using a piezoelectric element capable of moving two step displacement by performing one stroke (cycle).

본 발명은 나의 행정(사이클)을 수행하여 두 걸음 변위(two step displacement)를 이동함으로써 분해능이 큰, 압전소자를 이용한 선형 구동기를 제공하는 데에 있다.The present invention is to provide a linear driver using a piezoelectric element having a high resolution by performing two strokes to move two step displacements.

이를 위하여 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기는 서로 소정의 거리에 만큼 떨어져서 위치하고, 이동자의 하부에서 이동자를 지지하고 이동시키는 제1 클램프 기기 및 제2 클램프 기기와, 상기 제1 및 제2 클램프 사이에 위치하는 구동 기기와, 상기 제1 클램프 기기와 상기 구동 기기를 연결하는 제1 기준부와, 상기 제2 클램프 기기와 상기 구동 기기를 연결하는 제2 기준부와, 상기 제1 및 제2 기준부와 상기 구동 기기의 한 끝이 연결되며 바닥에 고정되는 바닥부를 포함하여 실시함으로써 달성된다.To this end, the linear actuator using the piezoelectric element according to the present invention is located at a predetermined distance from each other, the first clamp device and the second clamp device for supporting and moving the mover from the bottom of the mover, the first and second clamp A drive device positioned between the first reference device, the first reference device connecting the first clamp device and the drive device, the second reference device connecting the second clamp device and the drive device, and the first and second devices. This is achieved by including a base portion connected to one end of the drive device and fixed to the bottom.

여기서, 상기 이동자를 지지하는 상기 제1 클램프 기기 또는 제2 클램프 기기 중에 어느 하나의 클램크 기기가 상기 이동자와 떨어지고 상기 다른 하나의 클램프 기기가 상기 이동자를 지지하는 동안에, 상기 구동기기는 상기 다른 하나의 클램프 기기와 함께 상기 이동자를 한 걸음 이동시키는 절반의 행정을 수행한다. 또한, 상기 이동자가 한 걸음 이동한 후에, 상기 어느 하나의 클램프 기기가 상기 이동자를 지지하고 상기 다른 하나의 클램프 기기가 상기 이동자와 떨어지면, 상기 구동기기가 원래의 위치로 복귀하여 상기 하나의 클램프 기기와 함께 상기 이동자를 한 걸음 이동시키는 절반의 행정을 수행한다.Here, while the clamp device of any one of the first clamp device or the second clamp device supporting the mover is separated from the mover and the other clamp device supports the mover, the driving device is the other one. Perform a half stroke to move the mover one step with the clamping device of. Further, after the mover moves one step, if the one clamp device supports the mover and the other clamp device is separated from the mover, the drive device returns to its original position and the one clamp device And half the stroke to move the mover one step further.

발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 구성과 동작을, 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 사시도로서, 서로 소정의 거리에 만큼 떨어져서 위치하고, 이동자(50)의 하부에서 이동자(50)를 지지하고 이동시키는 제1 클램프 기기(10) 및 제2 클램프 기기(40)와, 제1 및 제2 클램프(10, 40) 사이에 위치하는 구동 기기(20)와, 제1 클램프 기기(10)와 구동 기기(20)를 연결하는 제1 기준부(31)와, 제2 클램프 기기(40)와 구동 기기(20)를 연결하는 제2 기준부(32)와, 제1 및 제2 기준부(31, 32)와 구동 기기(20)의 한 끝이 연결되며 바닥에 고정되는 바닥부(30)로 이루어진다.3 is a perspective view of a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention, which is located at a predetermined distance from each other, and includes a first clamp device 10 for supporting and moving the mover 50 under the mover 50; First reference for connecting the second clamp device 40, the drive device 20 positioned between the first and second clamps 10, 40, and the first clamp device 10 and the drive device 20. Of the second reference unit 32 connecting the unit 31, the second clamp device 40, and the driving device 20, and the first and second reference units 31 and 32 and the driving device 20. One end is connected to the bottom portion 30 is fixed to the bottom.

여기서, 제1 클램프 기기(10)는 그 길이방향이 수평방향이 되게 설치된 제1 압전소자(11)와, 제1 압전소자(11)의 양쪽 끝을 연결하는 제1 및 제2 몸체부와, 제1 및 제2 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 이동자(11)를 지지하는 제1 지지부(12)와, 제1 압전소자(11)를 중심으로 제1 지지부(12)의 반대쪽에 위치하고 제1 및 제2 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 제1 기준부(31)에 연결된 제1 힌지부로 이루어진다.Here, the first clamp device 10 includes a first piezoelectric element 11 installed so that its longitudinal direction is horizontal, first and second body portions connecting both ends of the first piezoelectric element 11; On the opposite side of the first support portion 12, which is connected to one end of the first and second body portions in the same direction, and supports the mover 11, and the first piezoelectric element 11 around. It is positioned and connects the other end of the first and second body portion and consists of a first hinge portion connected to the first reference portion 31.

제1 클램프 기기(10)와 같은 구조로서, 제2 클램프 기기(40)는 그 길이방향이 수평방향이 되게 설치된 제2 압전소자(41)와, 제2 압전소자(41)의 양쪽 끝을 연결하는 제3 및 제4 몸체부와, 제3 및 제4 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 이동자(11)를 지지하는 제2 지지부(42)와, 제2 압전소자(41)를 중심으로 제1 지지부(42)의 반대쪽에 위치하고 제3 및 제4 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 제2 기준부(32)에 연결된 제2 힌지부로 이루어진다.In the same structure as the first clamp device 10, the second clamp device 40 connects both ends of the second piezoelectric element 41 and the second piezoelectric element 41 so that the longitudinal direction thereof is horizontal. The second and second body parts 42 and the second piezoelectric element 41 which connect the third and fourth body parts, one end in the same direction as the third and fourth body parts, and support the mover 11. The second support portion 42 is located on the opposite side of the first support portion 42 and connects the other ends of the third and fourth body portions and is connected to the second reference portion 32.

구동 기기(20)는, 제1 압전소자(11)와 제2 압전소자(41)의 길이방향과 수직방향이 되는 방향으로 그 길이방향을 갖는 제3 압전소자(21)와, 제3 압전소자(21)의 양쪽 끝을 연결하는 제5 및 제6 몸체부와, 제5 및 제6 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 제1 기준부(31)에 연결되는 제3 힌지부와, 제3 압전소자(21)를 중심으로 제3 힌지부의 반대쪽에 위치하고 제5 및 제6 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 제2 기준부(32)에 연결된 제4 힌지부로 이루어진다.The drive device 20 includes a third piezoelectric element 21 and a third piezoelectric element having a longitudinal direction in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 41. Fifth and sixth body portions connecting both ends of the 21, third hinge portions connecting one end positioned in the same direction of the fifth and sixth body portions and connected to the first reference portion 31; The fourth piezoelectric element 21 is positioned on the opposite side of the third hinge portion and connects the other ends of the fifth and sixth body portions, and consists of a fourth hinge portion connected to the second reference portion 32.

여기서, 제1 및 제2 지지부(12, 42)는 이동자(50)를 지지하기 위하여 소정의 모양, 바람직하게는 반원통형의 돌기가 형성되어 이동자와 선접촉을 한다.Here, the first and second support portions 12 and 42 are formed in a predetermined shape, preferably a semi-cylindrical protrusion to support the mover 50 to make line contact with the mover.

이와 같이 구성된 선형 구동기의 원리를, 도 4a ~ 도 4c와 함께 설명하면 다음과 같다.The principle of the linear driver configured as described above will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.

먼저, 도 4a에 나타낸 것과 같이, 선형 구동기가 평형 상태에서는, 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40)의 제1 및 제2 압전소자(11, 41)가 평형상태의 길이를 유지하고 제1 및 제2 지지부(12, 42)가 이동자(50)를 지지하고, 구동 기기(20)의 제3 압전소자(21)도 평형상태의 길이를 유지하고 그에 따라 구동 기기(20)가 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40) 사이에서 일정한 위치에 있게 된다.First, as shown in FIG. 4A, when the linear driver is in an equilibrium state, the first and second piezoelectric elements 11 and 41 of the first and second clamp devices 10 and 40 maintain the equilibrium length, and The first and second supports 12, 42 support the mover 50, and the third piezoelectric element 21 of the drive device 20 also maintains an equilibrium length, so that the drive device 20 has a first length. And the second clamp device 10, 40.

도 4a의 평형상태에서 선형 구동기의 제2 클램프 기기(10) 및 구동기기(40)의 모양이 변하면 (실질적으로는 제2 및 제3 압전소자(41, 21)가 늘어나고, 그에 따라 제2 지지부가 이동자로부터 떨어지고 제1 및 제2 기준부 구동기기 쪽으로 다가감; 이에 대해서는 다음에서 상세하게 설명함), 이동자(50)는 바닥부(30)를 기준으로 오른쪽으로 한 걸음(ST 1)만큼 이동한다. 즉, 도 4b와 같이, 제2 클램프의 높 이가 낮아짐(실질적으로 제2 압전소자가 늘어남)으로써 제2 지지부(42)가 이동자(50)로부터 떨어진다. 그 다음에 구동 기기(20)가 제1 및 제2 기준부를 잡아당김(실질적으로 제3 압전소자(21)가 늘어남)으로써, 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40)는 바닥부(30)를 기준으로 수축한다 (바닥부(30) 쪽으로 다가간다). 이때, 제1 클램프 기기(10)가 이동자(50)를 지지하고 있기 때문에, 이동자(30)는 바닥부(30)를 기준으로 제1 기준부(31)가 이동한 거리만큼 제1 클램프 기기(10)와 함께 오른쪽으로 이동한다. 여기서, 이동자(30)가 이동한 거리를 한 걸음(ST1)으로 정의하면, 구동기기(20)가 수축하는 동작을 수행함으로써 이동자(50)는 한 걸음 (ST1) 이동한다.When the shape of the second clamp device 10 and the drive device 40 of the linear driver changes in the equilibrium state of FIG. 4A (actually, the second and third piezoelectric elements 41 and 21 are stretched, and accordingly, the second support). The additional move away from the mover and towards the first and second reference drive; as described in detail below), the mover 50 moves to the right by one step ST 1 relative to the bottom 30. do. That is, as shown in FIG. 4B, the height of the second clamp is lowered (substantially the second piezoelectric element is stretched) so that the second support part 42 is separated from the mover 50. The drive device 20 then pulls the first and second reference portions (substantially the third piezoelectric element 21 stretches), so that the first and second clamp devices 10, 40 are bottomed 30. ) Contraction (approaching toward the bottom 30). In this case, since the first clamp device 10 supports the mover 50, the mover 30 may move the first clamp device (ie, the distance of the first reference part 31 relative to the bottom part 30). 10) to the right. Here, if the distance moved by the mover 30 is defined as one step ST1, the mover 50 moves by one step ST1 by performing an operation in which the driving device 20 contracts.

도 4b와 같이, 이동자(30)가 한 걸음 이동한 상태에서, 선형 구동기의 제2 및 제3 압전소자(41, 21)가 원래의 길이로 복귀하고 제1 클램프 기기(10)의 제1 지지부(12)가 이동자로부터 떨어지면 (실질적으로 제1 압전소자(11)가 늘어남), 이동자(50)는 바닥부(30)을 기준으로 오른쪽으로 한 걸음(ST 1)만큼 이동한다. 즉, 도 4c와 같이, 제2 클램프 기기(40)가 원래의 길이로 복귀하여 (실질적으로 제2 압전소자(41)의 길이가 줄어듦) 제2 지지부(42)가 이동자(50)를 지지하고 제1 클램프 기기(10)의 제1 지지부가 이동자로부터 떨어진다 (실질적으로 제1 압전소가 (11)의 길이가 늘어남). 그 다음에 구동 기기(20)의 제3 압전소자(21)가 원래의 길이로 복귀함으로써, 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40)가 고정된 제1 및 제2 기준부가 바닥부(30)로부터 멀어진다. 이때, 제2 클램프 기기(40)가 이동자(50)를 지지하고 있기 때문에, 이동자(50)는 바닥부(30)를 기준으로 제2 클램프 기기(40)과 연결된 제2 기준부가 이동한 거리만큼 제2 클램프 기기(40)와 함께 오른쪽으로 이동한다 (실질적으로 제3 압전소자(21)는 줄어듦). 여기서, 이동자(30)가 이동한 거리를 한 걸음(ST1)으로 정의하면, 구동 기기(20)가 복귀하는 동작을 수행함으로써 이동자(50)는 한 걸음(ST1) 이동한다.As shown in FIG. 4B, in the state where the mover 30 has moved one step, the second and third piezoelectric elements 41 and 21 of the linear driver return to their original lengths and the first support of the first clamp device 10. When the 12 moves away from the mover (substantially the first piezoelectric element 11 is stretched), the mover 50 moves by one step ST 1 to the right with respect to the bottom 30. That is, as shown in FIG. 4C, the second clamp device 40 returns to its original length (substantially the length of the second piezoelectric element 41 is reduced), and the second support portion 42 supports the mover 50. The first support of the first clamp device 10 is separated from the mover (substantially the length of the first piezoelectric element 11 is increased). Then, the third piezoelectric element 21 of the drive device 20 returns to its original length, whereby the first and second reference portions to which the first and second clamp devices 10 and 40 are fixed are bottom portion 30. Away from At this time, since the second clamp device 40 supports the mover 50, the mover 50 is moved by the distance that the second reference part connected to the second clamp device 40 moves based on the bottom part 30. Move to the right with the second clamp device 40 (substantially the third piezoelectric element 21 is reduced). Here, if the distance moved by the mover 30 is defined as one step ST1, the mover 50 moves by one step ST1 by performing the operation of the driving device 20 to return.

따라서, 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기는 하나의 행정을 수행함으로써 이동자를 두 걸음 이동시킨다.Therefore, the linear driver using the piezoelectric element according to the present invention moves the mover two steps by performing one stroke.

한편, 이동자(50)의 상하에서 위치한 로울러(51)는 제1 및 제2 클램프 기기의 제1 및 제2 지지부가 지지하고 떨어지는 동작을 수행할 때 이동자의 수직 위치를 일정하게 유지시켜 준다.On the other hand, the rollers 51 positioned above and below the mover 50 maintain the vertical position of the mover when the first and second support portions of the first and second clamp devices support and drop.

지금까지는, 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 동작을 개략적으로 설명하였지만, 실질적으로 제1 및 제2 클램프 기기와 구동 기기들 사이에 위치한 힌지의 동작과 함께, 선형 구동기의 동작을 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.Up to now, although the operation of the linear driver using the piezoelectric element according to the present invention has been schematically described, the operation of the linear driver with the operation of the hinge positioned substantially between the first and second clamp device and the drive device is shown in FIG. The explanation is as follows.

먼저, 제1 클램프 기기(10)와 제2 클램프 기기(40)는 그 구조와 동작이 같기 때문에, 제1 클램프(10)를 예로 들어 그 동작을 설명한다.First, since the structure and operation | movement of the 1st clamp device 10 and the 2nd clamp device 40 are the same, the operation | movement is demonstrated taking the 1st clamp 10 as an example.

도 5a와 도 5b는 클램프 기구의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.5A and 5B are diagrams for explaining the operation of the clamp mechanism.

도 5a에 나타낸 것과 같이, 제1 클램프 기기(10)가 평형 상태에 있으면, 제1 압전소자(11)는 소정의 길이(L1)를 유지하고, 제1 지지부(12)와 제1 힌지가 제1 압전소자(11)를 기준으로 제1 압전소자(11)로부터 바깥쪽으로 멀어진 상태를 유지한다. 이때, 도 5b와 같이, 제1 클램프 기기(10)가 동작하여 그 길이가 늘어나면, 제 1 클램프 기기(10)는, 제1 기준부(31)를 기준으로, 점선으로 나타낸 "수평 평형상태"로부터 실선으로 나타낸 "수평 늘어난 상태"로 그 위치가 변한다. 즉, 제1 압전소가(11)가 길이(L2)로 늘어나면, 제1 압전소자(11)의 양 끝을 고정한 몸체부의 위치가 제1 기준부(31)로부터 멀어지고 그에 따라 제1 지지부(12)와 제1 힌지는 제1 압전소자(11)쪽으로 다가간다. 이때, 제1 힌지가 제1 기준부(31)에 고정되어 있기 때문에, 제1 압전소자(11)는 수평방향으로 늘어남과 동시에 제1 힌지로 다가가는 수직이동을 하고, 몸체부는 수평이동과 함께 제1 힌지로 다가가는 수직이동을 한다. 또한, 제1 지지부(12)는 몸체부가 동작함에 따라 제1 힌지로 다가가는 수직이동을 한다.As shown in FIG. 5A, when the first clamp device 10 is in an equilibrium state, the first piezoelectric element 11 maintains the predetermined length L1, and the first support 12 and the first hinge Maintaining a state away from the first piezoelectric element 11 on the basis of the first piezoelectric element (11). At this time, as shown in FIG. 5B, when the first clamp device 10 is operated and its length is increased, the first clamp device 10 is referred to as a “horizontal equilibrium state” indicated by a dotted line on the basis of the first reference unit 31. Its position changes from " horizontally stretched state " That is, when the first piezoelectric value is extended to the length (L2), the position of the body portion fixing the both ends of the first piezoelectric element 11 is far from the first reference portion 31 and accordingly the first support portion 12 and the first hinge approach toward the first piezoelectric element 11. At this time, since the first hinge is fixed to the first reference portion 31, the first piezoelectric element 11 extends in the horizontal direction and moves vertically to approach the first hinge, and the body portion moves with the horizontal movement. A vertical movement approaching the first hinge is performed. In addition, the first support 12 moves vertically approaching the first hinge as the body portion operates.

지금까지 설명한 것과 같이, 제1 클램프 기기(10)는 "수평 평형상태"와 "수평 늘어난 상태"를 반복하여 동작한다.As described so far, the first clamp device 10 repeatedly operates the "horizontal equilibrium state" and the "horizontal stretch state".

한편, 힌지와 함께 구동 기기(20)의 동작을 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the operation of the driving device 20 together with the hinge will be described below.

도 6a와 도 6b는 구동 기구의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.6A and 6B are configuration diagrams for explaining the operation of the drive mechanism.

도 6a에 나타낸 것과 같이, 구동 기기(20)가 평형 상태에 있으면, 제3 압전소자(21)는 소정의 높이(H1)를 유지하고, 제1 기준부(31)와 연결된 제3 힌지와 제2 기준부(32)와 연결된 제4 힌지가 제3 압전소자(21)를 기준으로 제3 압전소자(21)로부터 바깥쪽으로 멀어진 상태를 유지한다. 이때, 도 6b와 같이, 구동 기기(20)가 동작하여 그 길이가 늘어나면, 구동 기기(20)는, 바닥부(30)를 기준으로, 점선으로 나타낸 "수직 평형 상태"로부터 실선으로 나타낸 "수직 늘어난 상태"로 그 위치가 변한다. 즉, 제3 압전소자(21)가 길이(H2)로 늘어나면, 제3 압전소자(21)의 양 끝 을 고정한 몸체부가 제3 압전소자(21)을 기준으로 양쪽으로 늘어난다. 이때, 제3 압전소자(21)의 한 쪽 끝에 위치한 몸체부가 바닥부(30)에 고정되기 때문에, 제3 압전소자의 다른 쪽 끝에 위치한 몸체부가 바닥부(30)을 기준으로 수직방향으로 2배로 상대적으로 멀어진다. 몸체부가 수직 이동함에 따라 제1 기준부(31)와 연결된 제3 힌지와 제2 기준부(32)와 연결된 제4 힌지는 제3 압전소자(21)쪽으로 다가가는 수평이동과 동시에 수직이동을 한다. 이때, 바닥부(30)와 두 군데가 고정되어 있는 제1 및 제2 기준부(31, 32)는 제3 압전소자(21)쪽으로 수평이동만 수행한다. 따라서, 제1 및 제2 기준부(31, 32)는 제1 및 제2 클램프 기구(10, 40)를 수평으로 이동시키는 운동만 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6A, when the driving device 20 is in an equilibrium state, the third piezoelectric element 21 maintains the predetermined height H1, and the third hinge and the third hinge connected to the first reference part 31 are formed. The fourth hinge connected to the second reference part 32 maintains a state away from the third piezoelectric element 21 based on the third piezoelectric element 21. At this time, as shown in FIG. 6B, when the driving device 20 is operated and its length is increased, the driving device 20 is represented by a solid line from the "vertical equilibrium state" indicated by the dotted line on the basis of the bottom part 30. Its position is changed to "vertically stretched state". That is, when the third piezoelectric element 21 is extended to the length (H2), the body portion fixing both ends of the third piezoelectric element 21 is extended to both sides with respect to the third piezoelectric element 21. At this time, since the body portion located at one end of the third piezoelectric element 21 is fixed to the bottom portion 30, the body portion located at the other end of the third piezoelectric element 21 is doubled in the vertical direction with respect to the bottom portion 30. Relatively far away. As the body moves vertically, the third hinge connected to the first reference part 31 and the fourth hinge connected to the second reference part 32 move vertically simultaneously with the horizontal movement toward the third piezoelectric element 21. . At this time, the bottom part 30 and the first and second reference parts 31 and 32, which are fixed at two places, perform only horizontal movement toward the third piezoelectric element 21. Accordingly, the first and second reference units 31 and 32 may perform only the movement of horizontally moving the first and second clamp mechanisms 10 and 40.

지금까지 설명한 것과 같이, 구동 기기(20)는 "수직 평형상태"와 "수직 늘어난 상태"를 반복하여 동작한다.As described so far, the drive device 20 repeatedly operates the "vertical equilibrium state" and the "vertical stretch state".

따라서, 제1 클램프 기기(10)와 구동 기기(20)는 제1 기준부(31)를 통하여 서로 연결되고, 제2 클램프 기기(40)와 구동 기기(20)는 제2 기준부(32)를 통하여 서로 연결되기 때문에, 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40)와 구동 기기(20)가 시간차를 두고 제어됨으로써 이동자(30)의 이동을 제어할 수 있다.Accordingly, the first clamp device 10 and the drive device 20 are connected to each other through the first reference unit 31, and the second clamp device 40 and the drive device 20 are connected to the second reference unit 32. Since the first and second clamp devices 10 and 40 and the driving device 20 are controlled with a time difference, since the first and second clamp devices 10 and 40 are connected to each other, the movement of the mover 30 may be controlled.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기가 제어되어 이동자를 이동시키는 과정을 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.The process of moving the mover by controlling the linear driver using the piezoelectric element according to the present invention configured as described above will be described below.

도 7은 전원과 연결된, 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기의 구성도이다.7 is a configuration diagram of a linear driver using a piezoelectric element according to the present invention connected to a power source.

제1 및 제2 클램프 기기 (10, 40) 및 구동 기기(20)는 전압에 의하여 제어되 는 반도체 소자로서, 제1, 제2, 및 제3 압전소자(11, 41, 21)를 포함하기 때문에,제1 압전소자(11)는 전압(VL)이 연결되고, 제2 압전소자(41)는 전압(VR)이 연결되며, 제3 압전소자(21)는 전압(VM)이 연결된다.The first and second clamp devices 10, 40 and the drive device 20 are semiconductor devices controlled by voltage, and include first, second, and third piezoelectric elements 11, 41, and 21. Therefore, the first piezoelectric element 11 is connected to the voltage VL, the second piezoelectric element 41 is connected to the voltage VR, and the third piezoelectric element 21 is connected to the voltage VM.

이렇게 연결된 상태에서, 각각의 압전소자에 시차를 두면서 전압을 가해줌으로써 이동자를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 선형 구동기가 자신을 기준으로 이동자를 오른쪽으로 이동시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.In this connection state, the mover can be moved by applying a voltage while staggering each piezoelectric element. For example, a process of moving the mover to the right based on the linear driver will be described as follows.

도 8a에 나타낸 것과 같이, 제1, 제2, 및 제3 압전소자(11, 41, 21)에 펄수 파형의 전압을 가해주면, 선형 구동기는 도 9a ~ 도 9g에 나타낸 것과 같이 동작하여 이동자를 이동시킨다.As shown in FIG. 8A, when a pulse wave voltage is applied to the first, second, and third piezoelectric elements 11, 41, and 21, the linear driver operates as shown in FIGS. 9A to 9G to move the mover. Move it.

시점(t0)에는, 제1, 제2, 및 제3 압전소자(11, 41, 21)에 전압(VL, VR, VM)이 입력되지 않기 때문에, 선형구동기는 도 9a에 나타낸 것과 같이 평형상태에 있게 된다.At the time t0, since the voltages VL, VR, VM are not input to the first, second, and third piezoelectric elements 11, 41, 21, the linear driver is in an equilibrium state as shown in Fig. 9A. Will be in.

시점(t1)에, 제1 및 제3 압전소자(11, 21)에 전압(VL, VM)이 입력되지 않고, 제2 전압소자(41)에 전압(VR)이 입력되면, 선형 구동기는 도 9b에 나타낸 것과 같이 제2 클램프 기기(40)의 길이가 늘어나서 제2 지지부가 이동자로부터 떨어진다.At the time point t1, when the voltages VL and VM are not input to the first and third piezoelectric elements 11 and 21, and the voltage VR is input to the second voltage element 41, the linear driver is turned on. As shown in 9b, the length of the second clamp device 40 is extended so that the second support is separated from the mover.

제2 클램프 기기(40)의 제2 지지부가 이동자로부터 떨어져 있는 상태를 유지할 때, 시점(t2)에, 제1 압전소자(11)에 전압(VL)이 입력되지 않고, 제3 압전소자(21)에 전압(VM)이 입력되면, 구동 기기(20)는 도 6b와 같이 그 길이가 늘어난다. 즉, 도 9c에 나타낸 것과 같이, 구동 기기(20)가 늘어나서 이동자(50)를 지지한다. 동시에 구동 기기(20)가 수직 평형 상태에서 이동자(50)를 지지할 때까지 늘 어나는 과정동안, 도 4b와 같이, 제1 기준부(31)와 제2 기준부(32)가 구동 기기(20) 쪽으로 이동한다. 따라서, 도 9c에 나타낸 것과 같이, 제1 기준부(31)에 고정되어 이동자(50)를 지지하는 제1 클램프 기기(10)는 이동자(50)와 함께 Δx 만큼의 거리(한 걸음(1 step))를 오른쪽으로 이동한다.When the second support portion of the second clamp device 40 is kept away from the mover, at the time t2, the voltage VL is not input to the first piezoelectric element 11 and the third piezoelectric element 21 is not present. ), When the voltage VM is inputted, the driving device 20 increases in length as shown in FIG. 6B. That is, as shown in FIG. 9C, the drive device 20 is extended to support the mover 50. At the same time, during the process of extending until the drive device 20 supports the mover 50 in the vertical equilibrium state, as shown in FIG. 4B, the first reference part 31 and the second reference part 32 are driven by the drive device ( Go to 20). Therefore, as shown in FIG. 9C, the first clamp device 10 fixed to the first reference portion 31 to support the mover 50 is equal to the distance (Δstep 1 step) together with the mover 50. Move)) to the right.

이동자(50)가 Δx 만큼 오른쪽으로 이동한 상태를 유지할 때, 시점(t3)에, 제2 압전소자(41)에 가해진 전압(VR)을 접지시켜 제2 클램프 기기(40)의 길이가 줄어들어 수평 평형 상태로 복귀한다. 즉, 도 9d에 나타낸 것과 같이, 제2 클램프 기기(40)은 그 길이가 줄어듦으로써 제2 지지부(42)가 이동자를 지지한다. 따라서, 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40)가 수평 평형상태를 유지하고, 구동 기기(40)는 수직 늘어난 상태를 유지한다.When the mover 50 keeps moving to the right by Δx, at time t3, the voltage VR applied to the second piezoelectric element 41 is grounded to reduce the length of the second clamp device 40 so that the horizontal Return to equilibrium. That is, as shown in FIG. 9D, the length of the second clamp device 40 is reduced so that the second support 42 supports the mover. Thus, the first and second clamp devices 10, 40 maintain a horizontal equilibrium state, and the drive device 40 maintains a vertically stretched state.

시점(t4)에서, 제1 압전소자(11)에 전압(VL)을 가하면, 제1 클램프 기기(10)은 길이가 늘어나고, 그에 따라 제1 지지부(12)가 이동자(50)로부터 떨어진다. 즉,도 9e에 나타낸 것고 같이, 제1 클램프 기기(10)는 이동자(50)로부터 떨어지고 수평 늘어난 상태를 유지한다.At the time point t4, when the voltage VL is applied to the first piezoelectric element 11, the length of the first clamp device 10 is increased, so that the first support 12 is separated from the mover 50. That is, as shown in FIG. 9E, the first clamp device 10 is kept away from the mover 50 and stretched horizontally.

제1 클램프 기기(10)의 제1 지지부가 이동자(50)로부터 떨어진 상태를 유지할 때, 시점(t5)에 제3 압전소자(21)에 가해진 전압(VM)을 접지시키면, 구동 기기(20)는 도 6b의 수직 늘어난 상태에서 도 6a의 수직 평형 상태로 변한다. 구동 기기(20)가 수직 늘어난 상태에서 수직 평형 상태로 변하는 동안에, 구동 기기(20)는 도 4c와 같이 자신으로부터 제1 기준부(31)와 제2 기준부(32)를 밀어낸다. 따라서, 도 9e에 나타낸 것과 같이, 제2 기준부(32)에 고정되어 이동자(50)를 지지하는 제2 클램프 기기(40)는 이동자(50)과 함께 Δx 만큼의 거리(한 걸음(1 step))를 오른쪽으로 이동한다.When the first support part of the first clamp device 10 is kept away from the mover 50, when the voltage VM applied to the third piezoelectric element 21 is grounded at a time point t5, the driving device 20 is grounded. Is changed from the vertically stretched state of FIG. 6B to the vertical equilibrium state of FIG. 6A. While the drive device 20 changes from the vertically stretched state to the vertical equilibrium state, the drive device 20 pushes the first reference part 31 and the second reference part 32 out of itself as shown in FIG. 4C. Therefore, as shown in FIG. 9E, the second clamp device 40 fixed to the second reference portion 32 to support the mover 50 has a distance of Δx together with the mover 50 (one step (1 step). Move)) to the right.

그 다음에는, 시점(t6)에서 제1 압전소자(11)에 가해진 전압(VL)을 접지시킴으로써, 선형 구동기는 도 9f에 나타낸 것과 같이 이동자(50)를 2Δx 만큼의 거리(두 걸음(2 steps))를 이동시키고 시점(t0)의 상태로 되돌아 간다.Then, by grounding the voltage VL applied to the first piezoelectric element 11 at time t6, the linear driver moves the mover 50 by 2Δx as shown in FIG. 9F (two steps (2 steps). )) And return to the state of time t0.

따라서, 본 발명에 따른 선형 구동기는 시점(t0)에서 시점(t6) 동안 제1 및 제2 클램프 기기(10, 40) 및 구동 기기(20)가 동작하여 이루는 하나의 행정(cycle)을 수행함으로써 이동자를 두 걸음 이동시킬 수 있다.Accordingly, the linear driver according to the present invention performs one cycle by operating the first and second clamp devices 10 and 40 and the driving device 20 during the time t6 at the time t0. You can move the mover two steps.

한편, 지금까지는 이동자(50)를 선형 구동기를 기준으로 도면의 오른쪽으로 이동하는 예를 설명하였지만, 제1 및 제2 압전소자 및 구동기기에 가해지는 전압(VL, VR, VM)의 입력 순서를 도 8b와 같이 입력한다면, 선형 구동기는 자신을 기준으로 도면의 왼쪽으로 이동자를 이동시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 8b와 함께 선형 구동기의 동작을 설명과 같기 때문에 생략한다.In the meantime, the above example of moving the mover 50 to the right side of the drawing based on the linear driver has been described. However, the order of input of the voltages VL, VR, VM applied to the first and second piezoelectric elements and the driving device is described. If it is input as shown in FIG. 8B, the linear driver may move the mover to the left side of the drawing based on itself. Detailed description thereof will be omitted since the operation of the linear driver is the same as that of FIG. 8B.

지금까지 설명한 본 발명에 따른 압전소자를 이용한 선형 구동기는 하나의 행정을 수행하여 이동자를 두 걸음 이동시킬 수 있고, 그에 따라 종래의 선형 구동비의 분해능에 비하여 두 배로 향상되었다.The linear driver using the piezoelectric element according to the present invention described so far can move the mover two steps by performing one stroke, thereby doubling the resolution of the conventional linear drive ratio.

따라서, 본 발명에 따른 선형 구동기는 소형 초정밀 로봇 매니플레이터의 관절 구동기, 소형 초정밀 기계의 구동기, AFM용 테이블 구동기, 소형 3차원 측정기용 구동기, 등에 이용될 수 있다.Therefore, the linear driver according to the present invention can be used for a joint driver of a small ultra-precision robot manifold, a driver of a small ultra-precision machine, a table driver for an AFM, a driver for a small three-dimensional measuring instrument, and the like.

Claims (5)

서로 소정의 거리에 만큼 떨어져서 위치하고, 이동자(50)의 하부에서 이동자(50)를 지지하고 이동시키는 제1 클램프 기기(10) 및 제2 클램프 기기(40)와,A first clamp device 10 and a second clamp device 40 positioned apart from each other by a predetermined distance and supporting and moving the mover 50 under the mover 50; 상기 제1 및 제2 클램프(10, 40) 사이에 위치하는 구동 기기(20)와,A driving device 20 positioned between the first and second clamps 10 and 40, 상기 제1 클램프 기기(10)와 상기 구동 기기(20)를 연결하는 제1 기준부(31)와,A first reference unit 31 connecting the first clamp device 10 and the driving device 20; 상기 제2 클램프 기기(40)와 상기 구동 기기(20)를 연결하는 제2 기준부(32)와,A second reference part 32 connecting the second clamp device 40 and the driving device 20; 상기 제1 및 제2 기준부(31, 32)와 상기 구동 기기(20)의 한 끝이 연결되며 바닥에 고정되는 바닥부(30)를 포함하고,And a bottom portion 30 connected to one end of the first and second reference portions 31 and 32 and the driving device 20 and fixed to a bottom thereof. 여기서, 상기 이동자를 지지하는 상기 제1 클램프 기기 또는 제2 클램프 기기 중에 어느 하나의 클램크 기기가 상기 이동자와 떨어지고 상기 다른 하나의 클램프 기기가 상기 이동자를 지지하는 동안에, 상기 구동기기는 상기 다른 하나의 클램프 기기와 함께 상기 이동자를 한 걸음 이동시키는 절반의 행정을 수행하고,Here, while the clamp device of any one of the first clamp device or the second clamp device supporting the mover is separated from the mover and the other clamp device supports the mover, the driving device is the other one. Performs a half stroke to move the mover one step with the clamp device of 상기 이동자가 한 걸음 이동한 후에, 상기 어느 하나의 클램프 기기가 상기 이동자를 지지하고 상기 다른 하나의 클램프 기기가 상기 이동자와 떨어지면, 상기 구동기기가 원래의 위치로 복귀하여 상기 하나의 클램프 기기와 함께 상기 이동자를 한 걸음 이동시키는 절반의 행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 선형 구동기.After the mover has moved one step, if the one clamp device supports the mover and the other clamp device is away from the mover, the drive device returns to its original position and with the one clamp device. And a half stroke which moves the mover one step. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 클램프 기기(10)는The first clamp device 10 is 제1 압전소자(11)와,The first piezoelectric element 11, 상기 제1 압전소자와 상기 제1 기준부(31)에 연결되는 제1 힌지부를 포함하고,A first hinge part connected to the first piezoelectric element and the first reference part 31; 상기 제2 클램프 기기(40)는The second clamp device 40 제2 압전소자(41)와,The second piezoelectric element 41, 상기 제2 압전소자(41)와 상기 제2 기준부(32)에 연결된 제2 힌지부를 포함하며,A second hinge part connected to the second piezoelectric element 41 and the second reference part 32; 상기 구동 기기(20)는, The drive device 20, 상기 제1 압전소자(11)와 상기 제2 압전소자(41)의 길이방향과 수직방향이 되는 방향으로 그 길이방향을 갖는 제3 압전소자(21)와,A third piezoelectric element 21 having a longitudinal direction in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 41; 상기 제3 압전소자(21)와 상기 제1 기준부(31)에 연결되는 제3 힌지부와,A third hinge part connected to the third piezoelectric element 21 and the first reference part 31; 상기 제3 압전소자(21)와 상기 제2 기준부(32)에 연결된 제4 힌지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 선형 구동기.And a fourth hinge portion connected to the third piezoelectric element (21) and the second reference portion (32). 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제1 클램프 기기(10)는The first clamp device 10 is 제1 압전소자(11)와,The first piezoelectric element 11, 상기 제1 압전소자(11)의 양쪽 끝을 연결하는 제1 및 제2 몸체부와,First and second body portions connecting both ends of the first piezoelectric element 11; 상기 제1 및 제2 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 상기 이동자(11)를 지지하는 제1 지지부(12)와,A first support part 12 connecting one end located in the same direction of the first and second body parts and supporting the mover 11; 상기 제1 압전소자(11)를 중심으로 상기 제1 지지부(12)의 반대쪽에 위치하고 상기 제1 및 제2 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 상기 제1 기준부(31)에 연결되는 제1 힌지부를 포함하고,A first portion positioned opposite to the first support part 12 around the first piezoelectric element 11 and connecting the other ends of the first and second body parts and connected to the first reference part 31; Including a hinge part, 상기 제2 클램프 기기(40)는The second clamp device 40 제2 압전소자(41)와,The second piezoelectric element 41, 상기 제2 압전소자(41)의 양쪽 끝을 연결하는 제3 및 제4 몸체부와,Third and fourth body parts connecting both ends of the second piezoelectric element 41; 상기 제3 및 제4 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 상기 이동자(11)를 지지하는 제2 지지부(42)와,A second support part 42 connecting one end of the third and fourth body parts in the same direction and supporting the mover 11; 상기 제2 압전소자(41)를 중심으로 상기 제1 지지부(42)의 반대쪽에 위치하고 상기 제3 및 제4 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 상기 제2 기준부(32)에 연결된 제2 힌지부를 포함하며,A second hinge positioned opposite the first support part 42 around the second piezoelectric element 41 and connecting the other ends of the third and fourth body parts and connected to the second reference part 32; Includes wealth, 상기 구동 기기(20)는, The drive device 20, 상기 제1 압전소자(11)와 상기 제2 압전소자(41)의 길이방향과 수직방향이 되는 방향으로 그 길이방향을 갖는 제3 압전소자(21)와,A third piezoelectric element 21 having a longitudinal direction in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first piezoelectric element 11 and the second piezoelectric element 41; 상기 제3 압전소자(21)의 양쪽 끝을 연결하는 제5 및 제6 몸체부와,Fifth and sixth body parts connecting both ends of the third piezoelectric element 21; 상기 제5 및 제6 몸체부의 같은 방향에 위치한 한쪽 끝을 연결하고 상기 제1 기준부(31)에 연결되는 제3 힌지부와,A third hinge part connected to one end of the fifth and sixth body parts in the same direction and connected to the first reference part 31; 상기 제3 압전소자(21)를 중심으로 제3 힌지부의 반대쪽에 위치하고 상기 제5 및 제6 몸체부의 다른 한 쪽 끝을 연결하며 상기 제2 기준부(32)에 연결된 제4 힌지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 선형 구동기.And a fourth hinge part positioned opposite to the third hinge part around the third piezoelectric element 21 and connecting the other ends of the fifth and sixth body parts and connected to the second reference part 32. Linear driver using a piezoelectric element characterized in that. 제1 항 내지 제3 항 중에 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 클램프 기기는 제1 압전소자의 길이가 늘어나면 상기 지지부와 떨어지고,The first clamp device is separated from the support when the length of the first piezoelectric element is increased, 상기 제2 클램프 기기는 제2 압전소자의 길이가 늘어나면 상기 지지부와 떨어지며,The second clamp device is separated from the support when the length of the second piezoelectric element is increased, 상기 구동기기는 제3 압전소자의 길이가 늘어나면 상기 제1 및 제2 클램프 기기와 연결된 제1 및 제2 기준부를 제3 압전소자의 길이방향에 대하여 수직방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 선형 구동기.The driving device moves the first and second reference parts connected to the first and second clamp devices in a vertical direction with respect to the length direction of the third piezoelectric element when the length of the third piezoelectric element is increased. Linear driver using. 제1 항 내지 제3 항 중에 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 구동기기는The drive device 상기 제1, 제2, 및 제3 압전소자에 입력전압이 0입력되는 단계(t0),Inputting zero input voltage to the first, second and third piezoelectric elements (t0), 상기 제2 및 제3 압전소자에 입력전압이 0인 동안에 상기 제1 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 단계(t1),(T1) inputting a predetermined voltage to the first piezoelectric element while the input voltage is zero to the second and third piezoelectric elements, 상기 제2 압전소자에 입력전압이 0이고 상기 제1 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 동안에, 상기 제3 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 단계(t3),While the input voltage is zero to the second piezoelectric element and a predetermined voltage is input to the first piezoelectric element, a predetermined voltage is input to the third piezoelectric element (t3), 상기 제3 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 동안에 상기 제1 및 제 2압전소자의 입력전압이 접지되는 단계(t4),(T4) grounding input voltages of the first and second piezoelectric elements while a predetermined voltage is input to the third piezoelectric element; 상기 제3 압전소자에 소정의 전압이 입력되고 상기 제1 압전소자에 입력전압이 0인 동안에 사기 제2 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 단계(t5),A predetermined voltage is input to the third piezoelectric element and a predetermined voltage is input to the second piezoelectric element while the input voltage is 0 to the first piezoelectric element (t5), 상기 제1 압전소자에 입력전압이 0이고 상기 제2 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 동안에 상기 제3 압전소자에 소정의 전압이 입력되는 단계(t6)를 수행하는 것을 특징으로 하는 압전소자를 이용한 선형 구동기.A step (t6) of inputting a predetermined voltage to the third piezoelectric element while the input voltage is 0 to the first piezoelectric element and a predetermined voltage to the second piezoelectric element is performed. Linear driver used.
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