KR102019215B1 - Stacking type magneto-rheological elastomer - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 병렬구조의 자기장 생성장치는, 최하단 층을 이루는 전자석; 상기 전자석의 위층을 이루는 제1 자기유변탄성체; 및 상기 제1 자기유변탄성체 위의 최상단 층을 이루는 것으로서, 상기 제1 자기유변탄성체보다 자기유변 물질의 함량이 높은 제2 자기유변탄성체; 를 포함한다.An apparatus for generating a magnetic field having a parallel structure according to an embodiment of the present invention includes an electromagnet forming a lowermost layer; A first magnetorheological elastomer forming an upper layer of the electromagnet; And a second magnetorheological elastomer having an uppermost layer on the first magnetorheological elastomer and having a higher content of magnetorheological material than the first magnetorheological elastomer. It includes.

Description

적층형 자기유변탄성체{STACKING TYPE MAGNETO-RHEOLOGICAL ELASTOMER}Multi-layered magnetorheological elastomer {STACKING TYPE MAGNETO-RHEOLOGICAL ELASTOMER}

본 발명은 자기장 인가 시 굳기가 변하는 적층형 자기유변탄성체에 관한 것이다.The present invention relates to a layered magnetorheological elastomer whose hardness changes upon application of a magnetic field.

일반적으로 자기유변(Magneto-Rheological, MR) 재료는 자기장의 영향에 의해 유동학적 성질이 변하는 재료이다. 자기유변 재료들은 자기유변 유체와 자기유변탄성체(Magnetorheological Elastomer)로 나눌 수 있다. 자기유변 유체는 자기장에 의해 극성을 가질 수 있는 입자들이 점성 유체에 섞여 있다. 자기유변 유체는 자기장이 걸리는 경우 입자들이 외부 자기장의 방향에 따라 체인 형태로 정렬되어 유동학적 성질이 변하게 된다. 자기유변탄성체는 고무의 형태를 하고 있으며 자기장의 세기에 따라 고무의 강성이 변화하는 특징을 가지고 있다. 자기유변탄성체에 자기장을 인가하면 자기유변탄성체의 굳기가 변한다.In general, magneto-Rheological (MR) materials are materials whose rheological properties change under the influence of magnetic fields. Magnetorheological materials can be divided into magnetorheological fluids and magnetorheological elastomers. Magnetorheological fluid is a mixture of particles that can be polarized by a magnetic field in a viscous fluid. The magnetorheological fluid changes its rheological properties as particles are aligned in chains according to the direction of the external magnetic field when the magnetic field is applied. Magnetorheological elastomers have the form of rubber, and the stiffness of the rubber varies with the strength of the magnetic field. Applying a magnetic field to the magnetorheological elastomer changes the rigidity of the magnetorheological elastomer.

그런데 기존 자기유변탄성체는 자기장이 쉽게 누수 되어 굳기를 바꾸려면 강한 자기장이 필요하다. 자기유변탄성체에 철가루 등과 같은 자기유변 물질의 함량을 높이면 잘 굳지만 초기 물성이 딱딱해지고 제작이 어려운 문제가 있다.However, the existing magnetorheological elastomers need a strong magnetic field to easily change magnetic field and change the rigidity. Increasing the content of magnetorheological materials such as iron powder in the magnetorheological body is well hardened, but there is a problem that the initial properties are hard and difficult to manufacture.

대한민국 등록특허공보 제10-1626375호(2016.05.26. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1626375 (registered May 26, 2016)

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 층을 이루는 자기유변탄성체의 자기유변 물질의 함량을 달리함으로써 자기 누수를 방지할 수 있도록 한 적층형 자기유변탄성체를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention is to provide a layered magnetorheological elastic body that can prevent magnetic leakage by varying the content of the magnetorheological material of the layered magnetorheological elastic body.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체는, 최하단 층을 이루는 전자석; 상기 전자석의 위층을 이루는 제1 자기유변탄성체; 및 상기 제1 자기유변탄성체 위의 최상단 층을 이루는 것으로서, 상기 제1 자기유변탄성체보다 자기유변 물질의 함량이 높은 제2 자기유변탄성체; 를 포함할 수 있다.Laminated magnetorheological elastic body according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an electromagnet forming the lowest layer; A first magnetorheological elastomer forming an upper layer of the electromagnet; And a second magnetorheological elastomer having an uppermost layer on the first magnetorheological elastomer and having a higher content of magnetorheological material than the first magnetorheological elastomer. It may include.

또한, 상기 제1, 2 자기유변탄성체 사이에 층을 이루는 삽입층; 을 더 포함할 수 있다.In addition, an insertion layer forming a layer between the first magnetorheological elastic body; It may further include.

또한, 상기 전자석의 측면, 상기 제1 자기유변탄성체의 측면, 상기 삽입층의 측면 및 제2 자기유변탄성체의 측면은 자기차폐물질에 의해 차폐될 수 있다.In addition, the side of the electromagnet, the side of the first magnetorheological elastic body, the side of the insertion layer and the side of the second magnetorheological elastic body may be shielded by a magnetic shielding material.

또한, 상기 삽입층은 제1 자성 소재 망일 수 있다.In addition, the insertion layer may be a first magnetic material network.

또한, 상기 삽입층은 자기유변탄성체; 및 자성 소재 망; 을 포함하며, 상기 자기유변탄성체와 자성 소재 망이 교대로 층을 이루는 구조일 수 있다.In addition, the insertion layer is a magnetorheological elastic body; And magnetic material nets; It includes, and may be a structure in which the magnetorheological elastic body and the magnetic material network alternately layers.

또한, 상기 삽입층은 제1 자성 소재 망; 상기 제1 자성 소재 망의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체; 상기 제3 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망; 상기 제2 자성 소재의 망의 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체; 및 상기 제4 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망; 을 포함할 수 있다.In addition, the insertion layer is a first magnetic material network; A third magnetorheological elastomer forming an upper layer of the first magnetic material network; A second magnetic material network forming an upper layer of the third magnetorheological elastomer; A fourth magnetorheological elastomer forming an upper layer of the network of the second magnetic material; And a third magnetic material network forming an upper layer of the fourth magnetorheological elastic body. It may include.

또한, 상기 제2 자기유변탄성체는 아래 층을 이루는 삽입층 측면 및 전자석의 측면을 감쌀 수 있다.In addition, the second magnetorheological elastic body may surround the side of the insertion layer and the electromagnet forming the lower layer.

또한, 상기 삽입층은 제1 자성 소재 망; 상기 제1 자성 소재 망의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체; 상기 제3 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망; 상기 제2 자성 소재 망 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체; 및 상기 제4 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망; 을 포함할 수 있다.In addition, the insertion layer is a first magnetic material network; A third magnetorheological elastomer forming an upper layer of the first magnetic material network; A second magnetic material network forming an upper layer of the third magnetorheological elastomer; A fourth magnetorheological elastomer forming an upper layer of the second magnetic material network; And a third magnetic material network forming an upper layer of the fourth magnetorheological elastic body. It may include.

또한, 상기 제3 자성 소재 망은 순차적으로 아래층을 이루는 상기 제4 자기유변탄성체의 측면, 상기 제2 자성 소재 망의 측면, 상기 제3 자기유변탄성체의 측면, 상기 제1 자성 소재 망의 측면 및 상기 제1 자기유변탄성체의 측면을 감쌀 수 있다.The third magnetic material network may further include a side surface of the fourth magnetorheological elastic body sequentially forming a lower layer, a side surface of the second magnetic material elastic body, a side surface of the third magnetorheological elastic body, a side surface of the first magnetic material network, and The side surface of the first magnetorheological elastic body may be wrapped.

또한, 상기 자기유변 물질은 카보닐 철 가루일 있다.In addition, the magnetorheological material may be carbonyl iron powder.

또한, 백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 틀에 부어 50도 진공 오븐에서 경화시켜 상기 제1 자기유변탄성체를 제작하고 상기 제1 자기유변탄성체가 제작된 틀에 백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 부어 50도 오븐에서 경화시켜 상기 제1 자기유변탄성체 위층을 이루는 상기 제2 자기유변탄성체를 제작할 수 있다.In addition, a mixture of platinum-catalyzed silicone rubber, silicone oil and carbonyl iron powder is poured into a mold and cured in a 50 degree vacuum oven to produce the first magnetorheological elastomer, and then to the mold on which the first magnetorheological elastomer is produced. A mixture of rubber, silicone oil and carbonyl iron powder may be poured and cured in an oven at 50 degrees to prepare the second magnetorheological elastomer forming the upper layer of the first magnetorheological elastomer.

또한, 상기 적층형 자기유변 탄성체를 그러퍼의 스킨 모듈로 사용할 수 있다.In addition, the laminated magnetorheological elastomer may be used as a skin module of the gripper.

본 발명의 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체에 의하면, 초기 물성이 부드러우면서 자기유변 물질의 함량이 높은 제2 자기유변탄성체 층이 자기 누수를 방지할 수 있다.According to the layered magnetorheological elastomer according to the embodiment of the present invention, the second magnetorheological elastomer layer having high initial rheological properties and high content of magnetorheological materials may prevent magnetic leakage.

또한, 적층형 자기유변 탄성체 측면에 자기차폐물질을 배치하고 자기유변 탄성체 층 사이에 자성 소재의 망을 배치하여 자기장을 유도할 수 있다.In addition, a magnetic shielding material may be disposed on the side of the laminated magnetorheological elastomer and a mesh of magnetic material may be disposed between the magnetorheological elastomer layers to induce a magnetic field.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예 내지 4 실시예 중 어느 하나를 그리퍼에 적용하여 물체를 운반하는 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of a laminated magnetorheological elastic body according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of a laminated magnetorheological elastic body according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing the configuration of a laminated magnetorheological body according to a third embodiment of the present invention.
4 is a view showing the configuration of a laminated magnetorheological elastic body according to a fourth embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of carrying an object by applying any one of the first to fourth embodiments of the present invention to a gripper.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 대해 설명한다.First, the first embodiment of the present invention will be described.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 실시예는 하부에서 상부 방향으로 순차적으로 층을 이루는 전자석(10), 제1 자기유변탄성체(20) 및 제2 자기유변탄성체(30)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention includes an electromagnet 10, a first magnetorheological body 20 and a second magnetorheological body 30, which are sequentially layered from the bottom to the top. .

구체적으로 전자석(10)은 최하단 층을 이룬다. 전자석(10)은 제1 자기유변탄성체(20)와 제2 자기유변탄성체(30)에 자기장을 인가하는 장치이다. Specifically, the electromagnet 10 forms the lowest layer. The electromagnet 10 is a device for applying a magnetic field to the first magnetorheological body 20 and the second magnetorheological body 30.

제1 자기유변탄성체(20)는 전자석(10)의 위층을 이룬다. 제1 자기유변탄성체(20)는 제2 자기유변탄성체(30)보다 자기유변 물질의 함량이 낮다.The first magnetorheological body 20 forms an upper layer of the electromagnet 10. The first magnetorheological elastic body 20 has a lower content of magnetorheological material than the second magnetorheological elastic body 30.

제2 자기유변탄성체(30)는 제1 자기유변탄성체(20) 위의 층을 이룬다. 제2 자기유변탄성체(30)는 제1 자기유변탄성체(20)보다 자기유변 물질의 함량이 더 높다. 자기유변 물질의 함량이 더 높은 제2 자기유변탄성체(30)가 가장 바깥에 위치하기 때문에 자기장 누수를 줄일 수 있다.The second magnetorheological elastic body 30 forms a layer on the first magnetorheological elastic body 20. The second magnetorheological elastic body 30 has a higher content of magnetorheological material than the first magnetorheological elastic body 20. Since the second magnetorheological elastomer 30 having a higher content of the magnetorheological material is located at the outermost side, magnetic field leakage may be reduced.

본 발명의 제1 실시예는 자기유변 물질의 함량이 서로 다른 제1, 2 자기유변탄성체(20, 30)가 적층되는 구조적인 특징으로 인해 초기 물성이 부드러우면서 철가루 비중이 높은 제2 자기유변탄성체(30) 층이 자기 누수를 방지할 수 있다.According to the first embodiment of the present invention, due to the structural feature in which the first and second magnetorheological elastomers 20 and 30 having different amounts of magnetorheological materials are laminated, the second magnetic material having a high initial gravity and a high specific gravity of iron powder The rheology elastomer 30 layer may prevent magnetic leakage.

제1, 2 자기유변탄성체(20, 30) 등과 같은 자기유변탄성체(Magneto-Rheological Elastomer, MRE)는 자기유변유체(Magneto-Rheological Fluid)와 유사하게 천연고무나 실리콘 고무와 같은 폴리머 재료 안에 자기력에 의해 극성을 이를 수 있는 입자들을 첨가한 고체이다. 자기유변탄성체는 자기장을 주어 입자들의 체인 형성 방향을 결정할 수 있는 특성을 지니고 있다. 현재 자기유변엘라스토머(Magneto-Rheological Elastomer)의 장점을 활용하는 다양한 연구가 이루어지고 있다.Magneto-Rheological Elastomers (MREs), such as the first and second magnetorheological elastomers (20, 30), are similar to magneto-Rheological Fluid (MRE). By adding particles which can be polarized by. Magnetorheological elastomers have a property of giving a magnetic field to determine the chain formation direction of the particles. At present, various studies are taking advantage of the advantages of magneto-Rheological Elastomers.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2 실시예는 삽입층을 이루는 자성 소재 망과 자기차폐물질을 제외하고 제1 실시예의 구성과 동일한다.As shown in FIG. 2, the second embodiment of the present invention is identical to the configuration of the first embodiment except for the magnetic material network and the magnetic shielding material forming the insertion layer.

본 발명의 제2 실시예는 하부에서 상부 방향으로 순차적으로 층을 이루는 전자석(10), 제1 자기유변탄성체(20), 삽입층 및 제2 자기유변탄성체(30)를 포함한다.The second embodiment of the present invention includes an electromagnet 10, a first magnetorheological elastic body 20, an insertion layer and a second magnetorheological elastic body 30, which are sequentially layered from the bottom to the top.

삽입층은 제1 자기유변탄성체(20)와 제2 자기유변탄성체(30) 사이에 위치하여 층을 이룬다. 삽입층은 제1 자성 소재 망(40a)이다. 제1 자성 소재 망(40a)은 순철과 같은 자성이 강한 물질이다. 자기장이 인가되면 제1 자성 소재 망(40a)은 자기장(100)을 끌어들여 제1, 2 자기유변탄성체(20, 30) 주변으로 자기장(100)을 유도시키는 역할을 한다.The insertion layer is positioned between the first magnetorheological elastic body 20 and the second magnetorheological elastic body 30 to form a layer. The insertion layer is the first magnetic material network 40a. The first magnetic material network 40a is a strong magnetic material such as pure iron. When a magnetic field is applied, the first magnetic material network 40a draws the magnetic field 100 to induce the magnetic field 100 around the first and second magnetorheological bodies 20 and 30.

본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에 비해 좀 더 자기장(100)을 제1, 2 자기유변탄성체(20, 30)에 집중시킬 수 있다.According to the second embodiment of the present invention, the magnetic field 100 may be more concentrated in the first and second magnetorheological bodies 20 and 30 than in the first embodiment.

전자석(10)의 측면, 제1 자기유변탄성체(20)의 측면, 삽입층의 측면 및 제2 자기유변탄성체(30)의 측면은 자기차폐물질(50)에 의해 차폐된다. 이와 같이 자기차폐물질(50)이 자기장(100)이 누수되지 않도록 차폐하기 때문에 제1, 2 자기유변탄성체(20, 30)에 자기장(100)을 더욱 집중시킬 수 있다.The side of the electromagnet 10, the side of the first magnetorheological elastic body 20, the side of the insertion layer, and the side of the second magnetorheological elastic body 30 are shielded by the magnetic shielding material 50. As such, since the magnetic shielding material 50 shields the magnetic field 100 from leaking, the magnetic field 100 may be further concentrated on the first and second magnetorheological elastic bodies 20 and 30.

다음은 본 발명의 제3 실시예에 대해 설명한다.Next, a third embodiment of the present invention will be described.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명 제3 실시예는, 삽입층을 제외하고 제2 실시예와 동일하다.As shown in FIG. 3, the third embodiment of the present invention is the same as the second embodiment except for the insertion layer.

본 발명의 제3 실시예는, 하부에서 상부 방향으로 순차적으로 층을 이루는 전자석(10), 제1 자기유변탄성체(20), 삽입층, 제2 자기유변탄성체(30) 및 자기차폐물질(50)을 포함한다.In the third embodiment of the present invention, the electromagnet 10, the first magnetorheological elastic body 20, the insertion layer, the second magnetorheological elastic body 30 and the magnetic shielding material 50 are sequentially layered from the bottom to the upper direction. ).

삽입층은 제3 자기유변탄성체(30a), 제4 자기유변탄성체(20a) 및 제1, 2, 3 자성 소재 망(40a, 40b, 40c)이 교대로 층을 이루는 구조이다. 자기장 인가 시 제3, 4 자기유변탄성체(30a, 20a) 내부 자기유변 물질의 물성변화를 통해 제3, 4 자기유변탄성체(30a, 20a)의 굳는 정도를 조절할 수 있다. 즉, 초기 자기장을 인가하지 않은 상태에서 제3, 4 자기유변탄성체(30a, 20a)는 부드러우나, 제3, 4 자기유변탄성체(30a, 20a)에 자기장을 가하면 제3, 4 자기유변탄성체(30a, 20a) 내부의 자기유변 물질의 입자가 일렬로 배열되면서 고체의 성질을 가지기 때문에 딱딱해 진다.The insertion layer has a structure in which the third magnetorheological elastic body 30a, the fourth magnetorheological elastic body 20a, and the first, second, and third magnetic material networks 40a, 40b, and 40c alternately layer. When the magnetic field is applied, the degree of firmness of the third and fourth magnetorheological bodies 30a and 20a may be controlled by changing the physical properties of the magnetorheological materials inside the third and fourth magnetorheological elastomers 30a and 20a. That is, the third and fourth magnetorheological elastomers 30a and 20a are soft while the initial magnetic field is not applied, but when the third and fourth magnetorheological elastomers 30a and 20a are applied to the magnetic fields, the third and fourth magnetorheological elastomers ( 30a, 20a) The particles of magnetorheological materials inside are arranged in a line and become hard because they have a solid property.

일예로서, 삽입층은 제1 자성 소재 망(40a), 제1 자성 소재 망(40a)의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체(30a), 제3 자기유변탄성체(30a)의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망(40b), 제2 자성 소재 망(40b)의 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체(20a) 및 제4 자기유변탄성체(20a)의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망(40c)을 포함한다(도 3 참조).
제3 자기유변탄성체(30a)는 제2 자기유변탄성체(30)와 동일한 자기유변탄성체이다. 제4 자기유변탄성체(20a)는 제1 자기유변탄성체(20)와 동일한 자기유변탄성체이다.For example, the insertion layer may include a first magnetorheological elastomer 30a and a second magnetoresistive elastomer 30a that form an upper layer of the first magnetic material network 40a and the first magnetic material network 40a. The magnetic material network 40b, the fourth magnetorheological elastomer 20a forming the upper layer of the second magnetic material network 40b, and the third magnetic material network 40c forming the upper layer of the fourth magnetorheological elastic body 20a. (See FIG. 3).
The third magnetorheological elastic body 30a is the same magnetorheological elastic body as the second magnetorheological elastic body 30. The fourth magnetorheological elastic body 20a is the same magnetorheological elastic body as the first magnetorheological elastic body 20.

제1 자성 소재 망(40a), 제2 자성 소재 망(40b), 제3 자성 소재 망(40c)은 동일한 자성 소재 망이다.The first magnetic material net 40a, the second magnetic material net 40b, and the third magnetic material net 40c are the same magnetic material net.

자기차폐물질(50)은 적층 구조를 이루는 전자석(10)의 측면, 제1 자기유변탄성체(20)의 측면, 삽입층의 측면, 제2 자기유변탄성체(30)의 측면을 감싼다. 자기차폐물질(50)에 의해 자기장의 누수를 방지할 수 있다.The magnetic shielding material 50 surrounds the side of the electromagnet 10 forming the laminated structure, the side of the first magnetorheological elastic body 20, the side of the insertion layer, and the side of the second magnetorheological elastic body 30. The magnetic shielding material 50 may prevent leakage of the magnetic field.

다음은 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명한다.Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

도 4와 같이 본 발명의 제4 실시예는 하부에서 상부로 순차적으로 적층되는 전자석(10), 제1 자기유변탄성체(20), 삽입층 및 제2 자기유변탄성체(30)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the fourth embodiment of the present invention includes an electromagnet 10, a first magnetorheological elastic body 20, an insertion layer, and a second magnetorheological elastic body 30 sequentially stacked from the bottom to the top.

제2 자기유변탄성체(30)는, 삽입층의 위층을 이루면서 아래의 삽입층의 측면 및 전자석(10)의 측면을 감싸는 구조로 형성된다. 이와 같이 자기유변 물질의 함량이 높은 제2 자기유변탄성체(30)로 아래의 삽입층의 측면 및 전자석(10)의 측면을 감싸 제2 자기유변탄성체(30)의 면적을 넓게 함으로써 제1 실시예에 대비 자기 누수를 더욱 줄일 수 있다.The second magnetorheological elastic body 30 forms a top layer of the insertion layer and is formed in a structure surrounding the side of the lower insertion layer and the side of the electromagnet 10. As described above, the second magnetorheological body 30 having a high content of magnetorheological material is surrounded by the side of the lower insertion layer and the side of the electromagnet 10 so as to widen the area of the second magnetorheological body 30. This can further reduce magnetic leakage.

삽입층은 제1 자성 소재 망(40a), 제1 자성 소재 망(40a)의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체(30a), 제3 자기유변탄성체(30a)의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망(40b), 제2 자성 소재 망(40b) 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체(20a) 및 제4 자기유변탄성체(20a)의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망(40c)을 포함한다(도 4 참조).
제3 자기유변탄성체(30a)는 제2 자기유변탄성체(30)와 동일한 자기유변탄성체이다. 제4 자기유변탄성체(20a)는 제1 자기유변탄성체(20)와 동일한 자기유변탄성체이다.The insertion layer includes a first magnetic material net 40a, a second magnetorheological elastomer 30a forming an upper layer of the first magnetic material net 40a, and a second magnetic material net forming an upper layer of the third magnetorheological elastomer 30a. 40b, the fourth magnetorheological elastic body 20a forming the upper layer of the second magnetic material network 40b, and the third magnetic material mesh 40c forming the upper layer of the fourth magnetorheological elastic body 20a (FIG. 4). Reference).
The third magnetorheological elastic body 30a is the same magnetorheological elastic body as the second magnetorheological elastic body 30. The fourth magnetorheological elastic body 20a is the same magnetorheological elastic body as the first magnetorheological elastic body 20.

제1 자성 소재 망(40a), 제2 자성 소재 망(40b), 제3 자성 소재 망(40c)은 동일한 자성 소재 망이다.The first magnetic material net 40a, the second magnetic material net 40b, and the third magnetic material net 40c are the same magnetic material net.

제3 자성 소재 망(40c)은 순차적으로 아래층을 이루는 제4 자기유변탄성체(20a)의 측면, 제2 자성 소재 망(40b)의 측면, 제3 자기유변탄성체(30a)의 측면, 제1 자성 소재 망(40a)의 측면 및 제1 자기유변탄성체(20)의 측면을 감싸는 구조로 형성된다(도 4 참조).The third magnetic material network 40c includes a side surface of the fourth magnetorheological elastic body 20a sequentially forming a lower layer, a side surface of the second magnetic material network 40b, a side surface of the third magnetorheological elastic body 30a, and a first magnetic material. It is formed in a structure surrounding the side of the material network 40a and the side of the first magnetorheological elastic body 20 (see Fig. 4).

다음은 제1, 2 자기유변탄성체(20, 30)의 제작과정을 설명한다.Next, the manufacturing process of the first and second magnetorheological elastomers 20 and 30 will be described.

백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 틀에 부어 50도 진공 오븐에서 경화시켜 제1 자기유변탄성체(20) 층을 제작한다. 제1 자기유변탄성체(20)의 제작이 완료된 상태에서 제1 자기유변탄성체(20) 위에 혼합물을 부어 제2 자기유변탄성체(30) 층을 형성한다.A mixture of platinum catalyst silicone rubber, silicone oil and carbonyl iron powder is poured into a mold and cured in a 50 degree vacuum oven to produce a first magnetorheological elastomer 20 layer. In the state in which the first magnetorheological elastic body 20 is manufactured, the mixture is poured on the first magnetorheological elastic body 20 to form a second magnetorheological elastic body 30 layer.

구체적으로 제1 자기유변탄성체(20)가 제작되어 있는 틀에 백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 부어 50도 오븐에서 경화시켜 제1 자기유변탄성체(20) 위층을 이루는 제2 자기유변탄성체(30)를 제작한다.Specifically, a mixture of platinum catalyst silicone rubber, silicone oil, and carbonyl iron powder is poured into a mold in which the first magnetorheological elastic body 20 is made, and then cured in an oven at 50 degrees to form an upper layer of the first magnetorheological elastic body 20. 2 magnetorheological elastic body 30 is produced.

제작과정에서 카보닐 철 가루의 비중이 낮은 제1 자기유변탄성체(20) 층과 카보닐 철 가루의 비중이 높은 제2 자기유변탄성체(30) 층의 경계가 붙어서 적층형 자기유변형 탄성체가 제작된다.In the manufacturing process, a layered magnetorheological elastomer is produced by attaching a boundary between the first magnetorheological elastomer 20 layer having a low specific gravity of carbonyl iron powder and the second magnetorheological elastomer 30 having a high specific gravity of carbonyl iron powder. .

예컨대, 카보닐 철 가루의 비중이 낮은 제1 자기유변탄성체(20) 층과 카보닐 철 가루의 비중이 높은 제2 자기유변탄성체(30) 층을 따로 제작한 뒤 단순히 쌓고 그리퍼(300)에 적용할 경우 그리퍼(300)의 파지 과정에서 층 사이에 빈 공간이 형성되어 그리퍼(300)에 파지된 사물이 밀리거나 파손될 우려가 있다.For example, the first magnetorheological elastomer 20 layer having a low specific gravity of carbonyl iron powder and the second magnetorheological elastomer 30 having a high specific gravity of carbonyl iron powder are separately manufactured and then simply stacked and applied to the gripper 300. In this case, an empty space is formed between the layers during the gripper 300, so that objects held in the gripper 300 may be pushed or damaged.

그러나 본 발명의 실시예에 따른 적층형 자기유변형 탄성체는 제조 과정에서 철가루 비중이 다른 층끼리 완전히 붙기 때문에 층 사이에 빈 공간이 형성되어 그리퍼(300)에 파지된 사물이 밀리거나 파손될 우려가 전혀 없다.However, in the laminated magnetoresistive elastic body according to the embodiment of the present invention, since the layers having different iron powder specific gravity completely adhere to each other in the manufacturing process, an empty space is formed between the layers, so that the object held by the gripper 300 may be pushed or damaged. none.

제1, 2 자기유변탄성체(20, 30)의 자기유변 물질은 카보닐 철 가루일 수 있다.The magnetorheological material of the first and second magnetorheological elastomers 20 and 30 may be carbonyl iron powder.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 적층형 자기유변탄성체를 그리퍼 적용하여 물체를 운반하는 과정에 대해 설명한다.Next, a process of transporting an object by applying a gripper to a laminated magnetorheological body according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5와 같이 본 발명의 제1 실시예 내지 제4 실시예의 적층형 자기유변 탄성체를 그러퍼(300)에 적용하여 물체(200)를 운반할 수 있다.As shown in FIG. 5, the stacked magnetorheological elastic bodies of the first to fourth embodiments of the present invention may be applied to the gripper 300 to transport the object 200.

초기 자기장 오프 상태의 적층형 자기유변탄성체(1)는 자기장이 인가되지 않은 낮은 강성의 부드러운 상태이다(도 5 (a) 참조).The stacked magnetorheological elastic body 1 in the initial magnetic field off state is a low rigidity soft state in which no magnetic field is applied (see FIG. 5 (a)).

그리퍼(300)를 오므려 자기장 오프 상태의 적층형 자기유변탄성체(1)로 물체(200)를 쥐면 적층형 자기유변탄성체(1)의 접촉부위가 물체(200)의 외형에 부합하는 형상으로 변한다(도 5 (b) 참조).When the gripper 300 is gripped and the object 200 is gripped by the stacked magnetorheological elastic body 1 in a magnetic field-off state, the contact portion of the stacked magnetorheological elastic body 1 changes to a shape corresponding to the external shape of the object 200 (FIG. 5 (b)).

물체(200)를 잡은 상태에서 자기장을 온 시키면 적층형 자기유변탄성체(1)에 자기장이 인가되어 적층형 자기유변탄성체(1)가 딱딱해지면서 물체(200)를 고정한다(도 5 (c) 참조).When the magnetic field is turned on while the object 200 is held, the magnetic field is applied to the laminated magnetorheological elastic body 1 to fix the object 200 while the stacked magnetorheological elastic body 1 becomes hard (see FIG. 5 (c)). .

자기장이 인가된 적층형 자기유변탄성체(1)로 인해 물체(200)를 고정한 상태로 물체(200)를 안전하게 이동할 수 있다(도 5 (d) 참조).Due to the stacked magnetorheological elastic body 1 to which the magnetic field is applied, the object 200 can be safely moved while the object 200 is fixed (see FIG. 5 (d)).

적층형 자기유변탄성체(1)에 물체(200)를 고정한 상태로 물체(200)를 원하는 장소로 운반한 다음 그리퍼(300)를 벌려 물체(200)를 원하는 장소에 내려 놓는다(도 5 (e) 참조).The object 200 is fixed to the stacked magnetorheological elastic body 1 and the object 200 is transported to a desired place, and then the gripper 300 is opened to lower the object 200 to a desired place (see FIG. 5E). ).

물체의 운반이 완료되면 자기장을 오프 한다. 적층형 자기유변탄성체(1)의 물체(200) 접촉부위는 초기형상으로 복원된다(도 5 (f) 참조).Turn off the magnetic field when the transport of objects is complete. The contact portion of the object 200 of the laminated magnetorheological elastic body 1 is restored to an initial shape (see FIG. 5 (f)).

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1 : 적층형 자기유변탄성체
10 : 전자석
20 : 제1 자기유변탄성체
20a : 제4 자기유변탄성체
30 : 제2 자기유변탄성체
30a : 제3 자기유변탄성체
40a : 제1 자성 소재 망
40b : 제2 자성 소재 망
40c : 제3 자성 소재 망
50 : 자기차폐물질
100 : 자기장
200 : 물체
300 : 그리퍼1: laminated magnetorheological elastomer
10: electromagnet
20: first magnetorheological elastic body
20a: fourth magnetorheological elastic body
30: second magnetorheological elastic body
30a: third magnetorheological elastomer
40a: first magnetic material net
40b: second magnetic material net
40c: third magnetic material net
50: magnetic shielding material
100: magnetic field
200: object
300: Gripper

Claims (12)

최하단 층을 이루는 전자석;
상기 전자석의 위층을 이루는 제1 자기유변탄성체; 및
상기 제1 자기유변탄성체 위의 최상단 층을 이루는 것으로서, 상기 제1 자기유변탄성체보다 자기유변 물질의 함량이 높은 제2 자기유변탄성체;
를 포함하는 적층형 자기유변탄성체.An electromagnet having the lowest layer;
A first magnetorheological elastomer forming an upper layer of the electromagnet; And
A second magnetorheological elastic body forming a top layer on the first magnetorheological elastic body and having a higher content of magnetorheological material than the first magnetorheological elastic body;
Laminated magnetorheological elastic body comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 제1, 2 자기유변탄성체 사이에 층을 이루는 삽입층;
을 더 포함하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 1,
An insertion layer forming a layer between the first and second magnetorheological elastic bodies;
Laminated magnetorheological elastic body further comprising a. 청구항 2에 있어서,
상기 전자석의 측면, 상기 제1 자기유변탄성체의 측면, 상기 삽입층의 측면 및 제2 자기유변탄성체의 측면은 자기차폐물질에 의해 차폐되는 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 2,
The side magnet of the electromagnet, the side of the first magnetorheological elastic body, the side of the insertion layer and the side of the second magnetorheological elastic body is characterized in that the laminated magnetorheological body is shielded by a magnetic shielding material. 청구항 3에 있어서,
상기 삽입층은,
제1 자성 소재 망인 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 3,
The insertion layer,
Laminated magnetorheological elastic body, characterized in that the first magnetic material network. 청구항 2에 있어서,
상기 삽입층은,
자기유변탄성체; 및
자성 소재 망;
을 포함하며,
상기 자기유변탄성체와 자성 소재 망이 교대로 층을 이루는 구조인 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 2,
The insertion layer,
Magnetorheological elastomers; And
Magnetic material net;
Including;
Laminated magnetorheological elastomer characterized in that the magnetorheological elastic body and the magnetic material network alternately layered structure. 청구항 3에 있어서,
상기 삽입층은,
제1 자성 소재 망;
상기 제1 자성 소재 망의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체;
상기 제3 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망;
상기 제2 자성 소재의 망의 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체; 및
상기 제4 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망;
을 포함하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 3,
The insertion layer,
A first magnetic material net;
A third magnetorheological elastomer forming an upper layer of the first magnetic material network;
A second magnetic material network forming an upper layer of the third magnetorheological elastomer;
A fourth magnetorheological elastomer forming an upper layer of the network of the second magnetic material; And
A third magnetic material network forming an upper layer of the fourth magnetorheological elastic body;
Laminated magnetorheological elastic body comprising a. 청구항 2에 있어서,
상기 제2 자기유변탄성체는,
아래 층을 이루는 삽입층 측면 및 전자석의 측면을 감싸는 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 2,
The second magnetorheological elastic body,
Laminated magnetorheological elastic body, characterized in that surrounding the side of the insertion layer and the electromagnet forming the lower layer. 청구항 7에 있어서,
상기 삽입층은,
제1 자성 소재 망;
상기 제1 자성 소재 망의 위층을 이루는 제3 자기유변탄성체;
상기 제3 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제2 자성 소재 망;
상기 제2 자성 소재 망 위층을 이루는 제4 자기유변탄성체; 및
상기 제4 자기유변탄성체의 위층을 이루는 제3 자성 소재 망;
을 포함하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 7,
The insertion layer,
A first magnetic material net;
A third magnetorheological elastomer forming an upper layer of the first magnetic material network;
A second magnetic material network forming an upper layer of the third magnetorheological elastomer;
A fourth magnetorheological elastomer forming an upper layer of the second magnetic material network; And
A third magnetic material network forming an upper layer of the fourth magnetorheological elastic body;
Laminated magnetorheological elastic body comprising a. 청구항 8에 있어서,
상기 제3 자성 소재 망은,
순차적으로 아래층을 이루는 상기 제4 자기유변탄성체의 측면, 상기 제2 자성 소재 망의 측면, 상기 제3 자기유변탄성체의 측면, 상기 제1 자성 소재 망의 측면 및 상기 제1 자기유변탄성체의 측면을 감싸는 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 8,
The third magnetic material net,
The side of the fourth magnetorheological elastic body sequentially forming a lower layer, the side of the second magnetic material network, the side of the third magnetorheological elastic body, the side of the first magnetic material network and the side of the first magnetorheological elastic body Laminated magnetorheological elastomer characterized in that the wrapping. 청구항 1에 있어서,
상기 자기유변 물질은,
카보닐 철 가루인 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 1,
The magnetorheological material,
Laminated magnetorheological elastomer characterized in that the carbonyl iron powder. 청구항 1에 있어서,
백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 틀에 부어 50도 진공 오븐에서 경화시켜 상기 제1 자기유변탄성체를 제작하고,
상기 제1 자기유변탄성체가 제작된 틀에 백금 촉매 실리콘 고무, 실리콘 오일, 카보닐 철 가루의 혼합물을 부어 50도 오븐에서 경화시켜 상기 제1 자기유변탄성체 위층을 이루는 상기 제2 자기유변탄성체를 제작하는 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to claim 1,
A mixture of platinum catalyst silicone rubber, silicone oil and carbonyl iron powder is poured into a mold and cured in a 50 degree vacuum oven to produce the first magnetorheological elastomer.
A mixture of platinum catalyst silicone rubber, silicone oil and carbonyl iron powder was poured into a mold in which the first magnetorheological elastomer was manufactured, and then cured in an oven at 50 degrees to manufacture the second magnetorheological elastomer forming the upper layer of the first magnetorheological elastomer. Laminated magnetorheological elastic body, characterized in that. 청구항 1 내지 청구항 11중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 적층형 자기유변 탄성체를 그러퍼의 스킨 모듈로 사용하는 것을 특징으로 하는 적층형 자기유변탄성체.The method according to any one of claims 1 to 11,
The laminated magnetorheological elastic body, wherein the laminated magnetorheological elastic body is used as a skin module of a gripper.
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