KR102575879B1 - Electrostatic unit, multifunctional electrostatic adhesion device including the same and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 유전탄성튜브와, 상기 유전탄성튜브 내에 충전되는 유연전도체와, 상기 유연전도체와 연결되는 전원부를 포함한다. 특히, 본 발명의 일 예의 정전 유닛은 유연성 및 탄성을 가지기 때문에 다기능성 정전 접착 장치에 이용할 경우 접착력을 향상시킬 수 있으며, 자가 세척 기능을 구현할 수 있다.An electrostatic unit according to an embodiment of the present invention includes a dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a flexible conductor filled in the dielectric elastic tube, and a power supply unit connected to the flexible conductor. In particular, since the electrostatic unit of one example of the present invention has flexibility and elasticity, when used in a multifunctional electrostatic bonding device, adhesion may be improved and a self-cleaning function may be realized.

Description

정전 유닛, 이를 포함하는 다기능 정전 접착장치 및 정전 유닛의 제조방법{ELECTROSTATIC UNIT, MULTIFUNCTIONAL ELECTROSTATIC ADHESION DEVICE INCLUDING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}Electrostatic unit, multifunctional electrostatic adhesive device including the same, and manufacturing method of the electrostatic unit

본 발명은 정전유닛, 이를 포함하는 다기능 정전 접착장치 및 정전유닛의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electrostatic unit, a multifunctional electrostatic adhesive device including the same, and a method for manufacturing the electrostatic unit.

접착(adhesion)이란 서로 다른 물질이 계면 사이의 결합력으로 유지되는 상태를 의미한다. 접착에는 화학적 접착, 기계적 접착 및 정전기적 접착이 있다. 화학적 접착은 계면사이가 분자간 힘에 의해 서로 결합되는 것을 이용하는 것을 의미하며, 기계적 접착은 앵커 등과 같이 기계적 형상에 의해 서로 접착되는 것을 의미하며, 정전기적 접착은 음전하와 양전하가 서로 끌어당기는 성질을 이용하는 것을 의미한다. Adhesion refers to a state in which different materials are maintained by bonding force between interfaces. Adhesion includes chemical adhesion, mechanical adhesion, and electrostatic adhesion. Chemical adhesion refers to bonding between interfaces by intermolecular forces, mechanical adhesion refers to adhesion to each other by mechanical shapes such as anchors, and electrostatic adhesion uses the property of attracting negative and positive charges to each other. means that

화학적 접착의 경우에는 접착제 조성물의 종류에 따라 접착력이 정해지고, 한번 정해진 접착력의 능동적 변경은 사실상 불가능하다. 기계적 접착의 경우에도 접착의 유무에서만 변경이 가능하며, 특히 특정 구조를 가져야하므로 접착대상이 한정될 수 밖에 없다. 이에 비해 정전기적 접착은 접착력을 능동적으로 제어할 수 있다는 장점이 있다.In the case of chemical adhesion, the adhesive strength is determined according to the type of adhesive composition, and it is virtually impossible to actively change the adhesive strength once determined. Even in the case of mechanical adhesion, it is possible to change only the presence or absence of adhesion, and in particular, since it must have a specific structure, the adhesion target is inevitably limited. In comparison, electrostatic adhesion has the advantage of being able to actively control the adhesive force.

다만, 정전기적 접착은 접착력이 낮으며, 사용하는 과정에서 오염물질이 부착될 경우 접착력이 더 떨어지는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 방안이 필요한 실정이다. However, electrostatic adhesion has a low adhesive strength, and there is a problem in that the adhesive strength is further deteriorated when contaminants are attached during use. Therefore, there is a need for a new method that can simultaneously solve these problems.

본 발명의 일 목적은 접착력이 향상되고, 나아가 자가 세척이 가능한 다기능성 정전 접착 장치를 이용할 수 있는 정전유닛 및 이의 제조방법을 제공하는 것이며, 나아가 이러한 정전 유닛을 이용한 다기능성 정전 접착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. One object of the present invention is to provide an electrostatic unit capable of using a self-cleaning multifunctional electrostatic bonding device with improved adhesion and a method for manufacturing the same, and furthermore, to provide a multifunctional electrostatic bonding device using such an electrostatic unit. aims to

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.Meanwhile, other unspecified objects of the present invention will be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.

위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 유전탄성튜브와, 상기 유전탄성튜브 내에 충전되는 유연전도체와, 상기 유연전도체와 연결되는 전원부를 포함한다.To achieve the above object, an electrostatic unit according to an embodiment of the present invention includes a dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a flexible conductor charged in the dielectric elastic tube, and a power supply unit connected to the flexible conductor.

일 예에 있어서, 상기 유전탄성튜브는 아크릴 유전 탄성체 또는 실리콘 유전 탄성체인 것을 특징으로 할 수 있다.In one example, the dielectric elastomer tube may be an acrylic dielectric elastomer or a silicone dielectric elastomer.

일 예에 있어서, 상기 유연전도체는 하이드로젤(hydrogel), 오르가노젤(organogel), 이오노젤(ionogel) 및 이온탄성체(ionoelastomer)으로 이루어지는 이온성 전도체, 탄소나노튜브(carbon nano tube) 및 그래핀(graphene)으로어지는 탄소성 전도체와 상기 탄소성 전도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체, 수은(Hg), 갈륨(Ga), 세슘(Cs), 루비듐(Rb) 및 프랑슘(Fr)으로 이루어진 액체 금속과 상기 액체금속 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one example, the flexible conductor is an ionic conductor made of hydrogel, organogel, ionogel, and ionoelastomer, carbon nanotube, and graphene. A carbonaceous conductor made of (graphene) and an elastic composite containing at least one of the carbonaceous conductors, a liquid composed of mercury (Hg), gallium (Ga), cesium (Cs), rubidium (Rb) and francium (Fr) It may be characterized in that it is selected from the group consisting of a metal and an elastic composite containing at least one of the liquid metal.

일 예에 있어서, 상기 유전탄성튜브의 외측 표면에는 미세 주름 또는 미세 크랙이 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In one example, it may be characterized in that fine wrinkles or fine cracks are formed on the outer surface of the dielectric elastic tube.

일 예에 있어서, 상기 유전탄성튜브의 외측 표면에는 오염방지층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In one example, an antifouling layer may be further formed on an outer surface of the dielectric elastic tube.

위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착 장치는 일 방향으로 길게 형성되는 제1정전유닛과 제2정전유닛을 포함한다. 이때, 상기 제1정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 제1유전탄성튜브와, 상기 제1유전탄성튜브 내에 충전되는 제1유연전도체와, 제1유연전도체와 연결되는 제1전원부를 포함하고, 상기 제2정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 제2유전탄성튜브와, 상기 제2유전탄성튜브 내에 충전되는 제2유연전도체와, 제2유연전도체와 연결되는 제2전원부를 포함하고, 상기 제1유전탄성튜브와 상기 제2유전탄성튜브는 대향하도록 배치된다. In order to achieve the above object, a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention includes a first electrostatic unit and a second electrostatic unit that are elongated in one direction. The first electrostatic unit includes a first dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a first flexible conductor charged in the first dielectric elastic tube, and a first power supply unit connected to the first flexible conductor. The second electrostatic unit includes a second dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a second flexible conductor filled in the second dielectric elastic tube, and a second power supply unit connected to the second flexible conductor, The elastic tube and the second dielectric elastic tube are disposed to face each other.

다른 예에 있어서, 상기 제1전원부는 직류 전원이며, 상기 제1전원부에 의해 상기 제1유연전도체에 직류 전원이 인가될 경우 상기 제1정전유닛 및 상기 제2정전유닛은 정전기적 접착력을 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, the first power unit is DC power, and when DC power is applied to the first flexible conductor by the first power unit, the first electrostatic unit and the second electrostatic unit have electrostatic adhesion. can be characterized.

다른 예에 있어서, 상기 제1정전유닛 및 상기 제2정전유닛의 상기 제1유전탄성튜브 및 제2유전탄성튜브는 인장된 상태인 것을 특징으로 할 수 있다. In another example, the first and second dielectric elastic tubes of the first electrostatic unit and the second electrostatic unit may be in a tensioned state.

다른 예에 있어서, 상기 제1전원부는 교류 전원이며, 상기 제1전원부에 의해 상기 제1유연전도체에 교류 전원이 인가될 경우 상기 제1정전유닛 및 상기 제2정전유닛이 서로 가까워졌다 멀어졌다를 반복하면서 진동함으로써 자가 세척되는 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, the first power supply unit is AC power, and when AC power is applied to the first flexible conductor by the first power supply unit, the first electrostatic unit and the second electrostatic unit move closer to each other and then move away from each other. It may be characterized in that it is self-cleaning by vibrating while repeating.

다른 예에 있어서, 상기 제1전원부에는 전압계가 설치되며, 상기 제1유전탄성튜브로 물체가 인접할 경우 변화되는 전압을 상기 전압계가 감지함으로써 물체가 다가오고 멀어짐을 센싱할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In another example, a voltmeter is installed in the first power supply unit, and the voltmeter detects a voltage that changes when an object is adjacent to the first dielectric elastic tube, thereby sensing the approaching and moving away of the object. can

위와 같은 과제를 달성하기 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전유닛의 제조방법은 유전탄성튜브를 준비하는 단계; 및 상기 유전탄성튜브에 유연전도체를 충전하는 단계;를 포함한다. To achieve the above object, a method of manufacturing an electrostatic unit according to another embodiment of the present invention includes preparing a dielectric elastic tube; and filling the dielectric elastic tube with a flexible conductor.

또 다른 예에 있어서, 상기 유전탄성튜브를 준비하는 단계에서는,상기 유전탄성튜브를 인장하여 산소 플라즈마 처리 또는 오존 처리를 수행함으로써 상기 유전탄성튜브의 외측 표면에는 미세 주름 또는 미세 크랙이 형성하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다. In another example, the preparing of the dielectric elastic tube may include forming fine wrinkles or microcracks on an outer surface of the dielectric elastic tube by stretching the dielectric elastic tube and performing an oxygen plasma treatment or an ozone treatment. It can be characterized as being carried out.

또 다른 예에 있어서, 상기 유전탄성튜브를 준비하는 단계에서는, 상기 유전탄성튜브를 용매에 희석된 오염방지제에 담궈 상기 유전탄성튜브의 표면에 오염방지층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다. In another example, in the step of preparing the dielectric elastic tube, an antifouling layer may be formed on the surface of the dielectric elastic tube by immersing the dielectric elastic tube in an antifouling agent diluted in a solvent.

본 발명의 일 실시예에 따른 정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 유전탄성튜브와, 상기 유전탄성튜브 내에 충전되는 유연전도체와, 상기 유연전도체와 연결되는 전원부를 포함한다. 본 발명의 일 예의 정전 유닛은 유연성 및 탄성을 가지기 때문에 다기능성 정전 접착 장치에 이용할 경우 접착력을 향상시킬 수 있으며, 자가 세척 기능을 구현할 수 있다. An electrostatic unit according to an embodiment of the present invention includes a dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a flexible conductor filled in the dielectric elastic tube, and a power supply unit connected to the flexible conductor. Since the electrostatic unit according to an example of the present invention has flexibility and elasticity, when used in a multifunctional electrostatic bonding device, adhesion may be improved and a self-cleaning function may be implemented.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 유닛의 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 유닛의 사진으로서, 오염방지한 유전탄성튜브와 이온성 전극으로 구성된 정전 유닛이다.
도 3은 도 2의 정전유닛의 변형(strain)-압력(stress) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 유닛의 제조방법의 개략적 순서도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 (a) 대상물체의 종류에 따른 접착력, (b) 유연전도체가 충전된 유전탄성튜브의 인장에 따른 접착력 변화, (c) 유연전도체가 충전된 유전탄성튜브의 인장에 따라 실제로 더 무거운물체를 접착시킨 것을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 물체와의 거리변화를 감지하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치에 거리변화를 감지하는 센서로서의 전압계가 연결된 저항의 크기에 따른 민감도를 측정한 결과이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치에 거리변화를 감지하는 센서로서 기능을 측정한 것으로서, 물체(유리)의 실제 거리 변화에 따라 측정되는 전압의 변화를 함께 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행하는 기능에 인풋 주파수가 미치는 영향을 살펴보기 위한 그래프이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행함에 따라 접착력이 회복되는 것을 측정한 것이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치가 자가세척, 거리변화 감지, 접착 및 탈착 등의 다양한 동작을 수행하는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
1 is a schematic perspective view of an electrostatic unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph of an electrostatic unit according to an embodiment of the present invention, which is an electrostatic unit composed of a contamination-prevented dielectric elastic tube and an ionic electrode.
3 is a strain-stress graph of the electrostatic unit of FIG. 2;
4 is a schematic flowchart of a method of manufacturing an electrostatic unit according to another embodiment of the present invention.
5 is a reference diagram for explaining the configuration and operation of a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention.
6 is a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention (a) adhesion according to the type of object, (b) change in adhesion according to the tension of the dielectric elastic tube filled with flexible conductor, (c) This is a picture taken of actually bonding a heavier object according to the tension of the dielectric elastic tube filled with flexible conductor.
FIG. 7 is a reference diagram for explaining sensing a change in distance to an object using a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention.
8 is a result of measuring sensitivity according to the size of a resistance connected to a voltmeter as a sensor for detecting a change in distance in a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention measuring the function of a sensor for detecting a change in distance, and showing a change in voltage measured according to a change in the actual distance of an object (glass). will be.
10 is a reference diagram for explaining self-cleaning using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention.
11 is a graph for examining the effect of input frequency on the self-cleaning function using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention.
12 is a measurement of recovery of adhesive strength as self-cleaning is performed using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a reference diagram for explaining that a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention performs various operations such as self-cleaning, distance change detection, adhesion and detachment.
It is revealed that the accompanying drawings are illustrated as references for understanding the technical idea of the present invention, and thereby the scope of the present invention is not limited thereto.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the drawings, look at the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and the effects resulting from the configuration. In the description of the present invention, if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as an obvious matter to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 유닛의 개략적 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 유닛의 사진으로서, 오염방지한 유전탄성튜브와 이온성 전극으로 구성된 정전 유닛이고, 1 is a schematic perspective view of an electrostatic unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a photograph of the electrostatic unit according to an embodiment of the present invention, which is an electrostatic unit composed of a dielectric elastic tube and an ionic electrode to prevent contamination. ,

도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전유닛에 대하여 살펴보도록 한다.Referring to FIGS. 1 and 2 , an electrostatic unit according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 정전유닛은 유전탄성튜브(10)와 유연전도체(20)를 포함하여 구성된다. 유전전도체(20)는 전원부(미도시)와 연결된다. The electrostatic unit of the present invention includes a dielectric elastic tube (10) and a flexible conductor (20). The dielectric conductor 20 is connected to a power source (not shown).

유전탄성튜브(10)는 일방향으로 길게 형성된 관 형태의 튜브이거나, 평판 형태의 튜브일 수 있다. 유전탄성튜브(10)가 관 형태의 튜브인 경우, 관의 단면은 원형 또는 사각형일 수 있으나, 본 발명이 이에 재한되는 것은 아니다. 또한, 유전탄성튜브(10)가 평판 형태의 튜브인 경우에는 평판은 평면도상에서 원형 또는 다각형일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.The dielectric elastic tube 10 may be a tube-shaped tube elongated in one direction or a flat-plate tube. When the dielectric elastic tube 10 is a tubular tube, the cross section of the tube may be circular or rectangular, but the present invention is not limited thereto. In addition, when the dielectric elastic tube 10 is a flat tube, the flat sheet may have a circular or polygonal shape in plan view, but the present invention is not limited thereto.

유전탄성튜브(10)는 유연성과 탄성을 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명의 정전유닛은 유전탄성튜브(10)로 50% 이상 늘어날 수 있는 신축성을 가지는 것을 이용할 수 있다. 예컨대, 유전탄성튜브(10)로 아크릴 유전 탄성체 또는 실리콘 유전 탄성체를 이용할 수 있다.The dielectric elastic tube 10 is characterized by having flexibility and elasticity. In particular, the electrostatic unit of the present invention may use a dielectric elastic tube 10 having elasticity that can be stretched by 50% or more. For example, an acrylic dielectric elastomer or a silicon dielectric elastomer may be used as the dielectric elastomer tube 10 .

유전탄성튜브(10)에는 유연전도체(20)가 충전된다. 유연전도체(20)란 유전탄성튜브(10)의 신축 또는 변형에 관계없이 전도성이 유지되는 성질을 가지고 있다. 또한, 유연전도체(20)는 유전탄성튜브(10)가 인장되면 같이 인장되고, 신축되면 같이 신축되고, 변형되면 같이 변형된다. 예컨대, 유연전도체(20)로는 하이드로젤(hydrogel), 오르가노젤(organogel), 이오노젤(ionogel) 및 이온탄성체(ionoelastomer)으로 이루어지는 이온성 전도체, 탄소나노튜브(carbon nano tube) 및 그래핀(graphene)으로어지는 탄소성 전도체와 상기 탄소성 전도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체, 수은(Hg), 갈륨(Ga), 세슘(Cs), 루비듐(Rb) 및 프랑슘(Fr)으로 이루어진 액체 금속과 상기 액체금속 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 이용할 수 있다. A flexible conductor 20 is filled in the dielectric elastic tube 10 . The flexible conductor 20 has a property of maintaining conductivity regardless of expansion or deformation of the dielectric elastic tube 10 . In addition, the flexible conductor 20 is stretched together when the dielectric elastic tube 10 is stretched, stretched together when stretched and contracted, and deformed together when deformed. For example, the flexible conductor 20 includes an ionic conductor made of hydrogel, organogel, ionogel and ionoelastomer, carbon nanotube and graphene ( A liquid metal made of mercury (Hg), gallium (Ga), cesium (Cs), rubidium (Rb), and francium (Fr) And it can be used that is selected from the group consisting of an elastic composite containing at least one of the liquid metal.

유전전도체(20)와 연결되는 전원부에는 직류전원, 교류전원 또는 접지전원이 연결될 수 있다. 이와 달리 전원부에 저항과 함께 전압계가 설치되는 것도 가능하다. DC power, AC power, or ground power may be connected to the power supply unit connected to the dielectric conductor 20 . Alternatively, it is also possible to install a voltmeter together with a resistor in the power supply unit.

본 발명의 정전유닛은 유연전도체(20)가 충전된 유전탄성튜브(10)로 구성되는데, 유연전도체(20)에 전원부에 직류 전원을 인가할 경우 유전탄성튜브를 사이를 두고 분극현상이 일어나는 것을 이용하여 접착 기능을 가질 수 있으며, 반대로 전압계를 이용하여 물체가 유연탄성튜브10)에 가까워지거나 멀어질 때 변하는 전위차를 감지하여 센서로서 기능할 수 있다. The electrostatic unit of the present invention is composed of a dielectric elastic tube 10 filled with a flexible conductor 20. When DC power is applied to the flexible conductor 20 to the power supply unit, polarization occurs across the dielectric elastic tube. On the contrary, it can function as a sensor by detecting the potential difference that changes when an object approaches or moves away from the flexible elastic tube 10) using a voltmeter.

도 3은 도 2의 정전유닛의 변형(strain)-압력(stress) 그래프이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 정전유닛은 유연전도체(20)가 충전된 유전탄성튜브(10)가 외력에 의해 변형이 되는 것을 확인할 수 있다. 3 is a strain-stress graph of the electrostatic unit of FIG. 2; Referring to FIG. 3 , it can be seen that in the electrostatic unit of the present invention, the dielectric elastic tube 10 filled with the flexible conductor 20 is deformed by an external force.

본 발명의 정전유닛은 유연전도체(20)가 충전된 유전탄성튜브(10)를 이용하기 때문에 유전탄성튜브(10)를 신장시킬 수 있으며, 이에 따라 후술하는 다기능성 정전 접착 장치의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 정전유닛은 유연전도체(20)가 충전된 유전탄성튜브(10)의 탄성을 이용함으로써, 후술하는 다기능성 정전 접착 장치에 자가 세척 기능을 구현할 수 있다. Since the electrostatic unit of the present invention uses the dielectric elastic tube 10 filled with the flexible conductor 20, the dielectric elastic tube 10 can be stretched, thereby improving the adhesive strength of a multifunctional electrostatic bonding device described later. can In addition, the electrostatic unit of the present invention uses the elasticity of the dielectric elastic tube 10 filled with the flexible conductor 20, so that a self-cleaning function can be realized in a multifunctional electrostatic adhesive device described later.

한편, 자가 세척 기능을 강화하기 위해, 본 발명의 정전 유닛의 유전탄성튜브(10)의 외측 표면에는 미세주름 또는 미세크랙이 형성될 수 있다. 유전탄성튜브(10)의 외측 표면에 형성된 미세주름 또는 미세크랙이 발수성을 향상시킴으로써, 이물질들이 보다 쉽게 떨어지도록 도와 준다. 나아가 본 발명의 정전 유닛의 유전탄성튜브(10)의 외측 표면에는 오염방지층(11)이 더 형성됨으로써, 자가 세척 기능을 더 향상시킬 수 있다. 오염방지층(11)으로는 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane을 이용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.Meanwhile, in order to enhance the self-cleaning function, micro wrinkles or micro cracks may be formed on the outer surface of the dielectric elastic tube 10 of the electrostatic unit of the present invention. Micro wrinkles or micro cracks formed on the outer surface of the dielectric elastic tube 10 improve water repellency, helping foreign substances to fall off more easily. Furthermore, since the antifouling layer 11 is further formed on the outer surface of the dielectric elastic tube 10 of the electrostatic unit of the present invention, the self-cleaning function can be further improved. As the antifouling layer 11, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane may be used, but the present invention is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 유닛의 제조방법의 개략적 순서도이다. 4 is a schematic flowchart of a method of manufacturing an electrostatic unit according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시예에 따른 정전 유닛의 제조방법은 유전탄성튜브를 준비하는 단계 및 상기 유전탄성튜브에 유연전도체를 충전하는 단계를 포함한다. 이‹š, 상기 유전탄성튜브를 준비하는 단계에서는 상기 유전탄성튜브를 인장하여 산소 플라즈마 처리 또는 오존 처리를 수행함으로써 상기 유전탄성튜브의 외측 표면에는 미세 주름 또는 미세 크랙이 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 또한, 상기 유전탄성튜브를 준비하는 단계에서는 상기 유전탄성튜브를 용매에 희석된 오염방지제에 담궈 상기 유전탄성튜브의 표면에 오염방지층을 형성하는 단계도 수행될 수 있다.A manufacturing method of an electrostatic unit according to another embodiment of the present invention includes preparing a dielectric elastic tube and filling the dielectric elastic tube with a flexible conductor. In the step of preparing the dielectric elastic tube, a step of forming fine wrinkles or microcracks on the outer surface of the dielectric elastic tube by stretching the dielectric elastic tube and performing oxygen plasma treatment or ozone treatment may be performed. there is. In addition, in the step of preparing the dielectric elastic tube, a step of forming an antifouling layer on the surface of the dielectric elastic tube by immersing the dielectric elastic tube in an antifouling agent diluted in a solvent may also be performed.

도 4를 참조하여, 본 발명의 정전 유닛의 제조방법의 실시예를 살펴보면 다음과 같다. Referring to FIG. 4 , an embodiment of a manufacturing method of an electrostatic unit according to the present invention is as follows.

먼저 유전탄성튜브를 준비한다. 유전탄성튜브로는 실리콘 유전 탄성체를 이용하였다. 준비한 유전탄성튜브를 인장시키고 산소플라즈마 처리를 수행하였다. 그 후에 인장을 풀어주면 유전탄성튜브의 표면에 미세한 주름 또는 미세한 크랙이 형성된다. 그 다음, 헥세인(hexane)에 1000:1로 오염방지제(heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane)를 희석시키고, 미세주름 및 미세크랙이 형성된 유전탄성튜브를 희석된 오염방지제에 담궈준다. 이 과정을 통해 유전탄성튜부의 표면에 오염방지층이 형성된다. 오염방지코팅을 수행한 후에는 유전탄성튜브 내에 유연전도체를 충전한다. 본 실시예에서는 이온성 전극 솔루션을 주입하고, 질소분위기에서 365nm 파장의 자외선을 조사하여 가교하였다. 이러한 방법으로 도 2와 같은 정전 유닛을 제조하였다. First, a dielectric elastomer tube is prepared. A silicone dielectric elastomer was used as the dielectric elastomer tube. The prepared dielectric elastic tube was stretched and oxygen plasma treatment was performed. After that, when the tension is released, fine wrinkles or fine cracks are formed on the surface of the dielectric elastic tube. Then, an antifouling agent (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl trichlorosilane) was diluted in hexane at a ratio of 1000:1, and the dielectric elastic tube with fine wrinkles and microcracks was formed in the diluted antifouling agent. soak it Through this process, an antifouling layer is formed on the surface of the dielectric elastic tube. After performing the antifouling coating, a flexible conductor is filled in the dielectric elastic tube. In this embodiment, an ionic electrode solution was injected and cross-linked by irradiation of ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm in a nitrogen atmosphere. In this way, an electrostatic unit as shown in FIG. 2 was manufactured.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 참고도이다.5 is a reference diagram for explaining the configuration and operation of a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 잡착장치는 제1정전유닛(101)과 제2정전유닛(102)으로 구성된다. 제1정전유닛(101)의 제1전원부는 직류전원이 연결되고, 제2정전유닛(102)의 제2전원부는 접지전원 또는 제1전원부의 직류전원과 반대의 직류전원이 연결될 수 있다. 제1정전유닛(101)과 제2정전유닛(102)은 일 방향으로 길게 형성되되, 서로 대향하도록 배치된다. 여기서 대향하도록 배치되는 것은 마치 커패시터의 2개의 전극과 같이 서로 직접적으로 전자 이동이 이루어지지 않도록 배치된다는 것을 의미한다. A multifunctional electrostatic catching device according to another embodiment of the present invention is composed of a first electrostatic unit 101 and a second electrostatic unit 102 . DC power may be connected to the first power supply unit of the first power failure unit 101, and DC power may be connected to the second power supply unit of the second power supply unit 102 with ground power or DC power opposite to that of the first power supply unit. The first electrostatic unit 101 and the second electrostatic unit 102 are formed long in one direction and are disposed to face each other. Here, being arranged to face means that they are arranged so that electrons do not directly move to each other like two electrodes of a capacitor.

도 5의 좌측 그림과 같이 전원이 인가되지 않은 상태에서는 제1정전유닛(101)과 제2정전유닛(102)의 제1유연전도체와 제2유연전도체에는 양이온과 음이온(또는 양전하와 음전하)가 전하의 균형을 이루며 배치된다. 직류 전원을 인가하면 도 5의 중앙 그림과 같이 제1전원부로 양이온(또는 양전하) 혹은 음이온(또는 음전하)가 끌려가면서 분극되고, 제1유전탄성튜브와 대향하고 있는 제2유전탄성튜브 내의 제2유연전도체도 제1유연전도체의 분극의 영향을 받아 분극된다. 이때, 물체(P)를 제1유전탄성튜브와 제2유전탄성튜브에 가까아 가져가게 되면 정전기적 인력이 발생하며 물체(P)가 접착된다. As shown in the left figure of FIG. 5, in a state where power is not applied, cations and anions (or positive and negative charges) are generated in the first and second flexible conductors of the first electrostatic unit 101 and the second electrostatic unit 102. They are placed in a balance of charges. When DC power is applied, positive ions (or positive charges) or negative ions (or negative charges) are attracted and polarized to the first power supply unit as shown in the central figure of FIG. The flexible conductor is also polarized under the influence of the polarization of the first flexible conductor. At this time, when the object P is brought close to the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube, an electrostatic attraction is generated and the object P is bonded.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 (a) 대상물체의 종류에 따른 접착력, (b) 유연전도체가 충전된 유전탄성튜브의 인장에 따른 접착력 변화, (c) 유연전도체가 충전된 유전탄성튜브의 인장에 따라 실제로 더 무거운물체를 접착시킨 것을 촬영한 사진이다.6 is a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention (a) adhesion according to the type of object, (b) change in adhesion according to the tension of the dielectric elastic tube filled with flexible conductor, (c) This is a picture taken of actually bonding a heavier object according to the tension of the dielectric elastic tube filled with flexible conductor.

도 6(a)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예의 정전 접착 장치는 금속, 세라믹, 폴리머 뿐만아니라 나뭇잎과 같은 자연물을 접착할 수 있다는 장점이 있다. As shown in FIG. 6(a), the electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention has the advantage of being capable of bonding not only metals, ceramics and polymers, but also natural objects such as leaves.

도 6(b)와 (c)를 참조하면, 제1유전탄성튜브 및 제2유전탄성튜브는 인장시키면 접착력이 향상되는 효과가 있다. 제1유전탄성튜브 및 제2유전탄성튜브를 인장시키지 않은 경우 금속판은 최대 6.8g을 수직으로 접착시킬 수 있었는데, 제1유전탄성튜브 및 제2유전탄성튜브를 외력에 의해 50 % 인장시킨 경우에는 최대 13.6g의 금속판을 수직으로 접착시킬 수 있었다. 이는 2배에 가깝게 접착할 수 있는 무게가 증가한 것이다. 이처럼 유연전도체가 충전된 유전탄성튜브의 인장시 접착력이 증가하는 것은 인장으로 인해 유전탄성튜브의 두께가 얇아지며 인접하는 유연전도체 간의 간격이 가까워지기 때문이다. 이로 인해 각 유연전도체에 유도된 양전하(또는 양이온)와 음전하(또는 음이온) 사이의 거리가 가까워지며 더 강한 전기장을 형성하고 더 무거운 물체를 접착시킬 수 있게 된다. Referring to FIGS. 6(b) and (c), when the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube are stretched, adhesion is improved. When the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube were not tensioned, the metal plate could be vertically bonded with a maximum of 6.8g. Metal plates weighing up to 13.6 g could be bonded vertically. This is an increase in the weight that can be bonded nearly twice. The reason why the adhesive strength of the dielectric elastic tube filled with the flexible conductor increases during tension is that the thickness of the dielectric elastic tube becomes thinner due to the tension and the interval between adjacent flexible conductors becomes closer. As a result, the distance between the positive charge (or cation) and the negative charge (or anion) induced in each flexible conductor becomes closer, forming a stronger electric field and making it possible to bond heavier objects.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 물체와의 거리변화를 감지하는 것을 설명하기 위한 참고도이다. FIG. 7 is a reference diagram for explaining sensing a change in distance to an object using a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 제1정전유닛(101)에는 전압계가 설치될 수 있다. 제1정전유닛(101)의 제1유전탄성튜브로 물체(P)가 가까워지면 물체와 정전유닛 중 전자친화도가 높은 쪽으로 전자가 끌리게되는 대전현상이 발생하게 된다. 대전되어 있는 물체가 소자에 다가오게 되면 전압이 유도되므로, 제1정전유닛(101)의 제1전원부에 저항을 설치하고, 저항에 전압계를 설치하여 전압변화를 측정함으로써 물체가 제1정전유닛(101)에 가까워지거나 멀어지는 것을 감지할 수 있다. Referring to FIG. 7 , a voltmeter may be installed in the first electrostatic unit 101 of the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention. When the object P approaches the first dielectric elastic tube of the first electrostatic unit 101, a charging phenomenon occurs in which electrons are attracted to a side having a higher electron affinity between the object and the electrostatic unit. Since a voltage is induced when a charged object approaches the element, a resistor is installed in the first power supply part of the first electrostatic unit 101, and a voltmeter is installed in the resistance to measure the voltage change, so that the object moves to the first electrostatic unit (101). 101) can be detected as approaching or moving away.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치에 거리변화를 감지하는 센서로서의 민감도를 측정한 결과이다. 도 8을 참조하면 저항의 수준이 kΩ ~ MΩ에서는 센서의 민감도가 비접촉방식으로 물체의 위치를 감지하기는 부족하나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치는 저항을 1 GΩ 이상의 것을 이용하여 센서의 민감도를 극대화하는 효과가 있다. 8 is a result of measuring the sensitivity of a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention as a sensor for detecting a change in distance. Referring to FIG. 8, the sensitivity of the sensor is insufficient to detect the position of an object in a non-contact method when the resistance level is kΩ to MΩ, but the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention has a resistance of 1 GΩ or more. This has the effect of maximizing the sensitivity of the sensor.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치에 거리변화를 감지하는 센서로서 기능을 측정한 것으로서, 물체(유리)의 실제 거리 변화에 따라 측정되는 전압의 변화를 함께 도시한 것이다. 도9 를 참조하면, 물체(P)의 거리 변화에 즉각적으로 전압계가 전압변화를 감지하는 바, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치의 센서로서의 기능이 뛰어남을 알 수 있다. FIG. 9 is a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention measuring the function of a sensor for detecting a change in distance, and showing a change in voltage measured according to a change in the actual distance of an object (glass). will be. Referring to FIG. 9 , since the voltmeter senses a voltage change immediately upon a change in the distance of the object P, it can be seen that the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention has an excellent function as a sensor.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행하는 것을 설명하기 위한 참고도이다. 10 is a reference diagram for explaining self-cleaning using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치가 자가세척 기능을 가지기 위해, 제1전원부 또는 제2전원부에 교류전원이 연결된다. 하나의 전원부에 교류전원이 연결되면, 다른 전원부는 접지 전원에 연결될 수 있다. Referring to FIG. 10 , in order for the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention to have a self-cleaning function, AC power is connected to the first power supply unit or the second power supply unit. When AC power is connected to one power supply unit, the other power supply unit may be connected to ground power.

도 10의 좌측 그림과 같이 교류전원이 인가되기 전에는 제1유전탄성튜브와 제2 유전탄성튜브가 중립상태에 위치한다. 그런데 교류 전원이 인가되면 전압의 변화에 따라 도 10의 중앙 그림과 같이 제1유전탄성튜브와 제2 유전탄성튜브가 가까워졌다가, 전압이 0에 가까워지면 도 10의 우측 그림과 같이 제1유전탄성튜브와 제2 유전탄성튜브가 탄성 복원력에 의해 멀어진다. 이러한 과정을 반복하면서 제1유전탄성튜브와 제2 유전탄성튜브가 진동한다. 즉, 본 발명의 다기능성 정전 접착장치의 정전 유닛이 유연성과 탄성을 가지고 있어서, 교류 전원에 의해 스스로 진동하게 되는 것이다. As shown in the left figure of FIG. 10, before AC power is applied, the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube are located in a neutral state. However, when AC power is applied, the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube become closer as shown in the central figure of FIG. The elastic tube and the second dielectric elastic tube are separated by an elastic restoring force. While repeating this process, the first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube vibrate. That is, the electrostatic unit of the multifunctional electrostatic adhesive device of the present invention has flexibility and elasticity, and vibrates by itself by AC power.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행하는 기능에 인풋 주파수가 미치는 영향을 살펴보기 위한 그래프이다. 도 11을 참조하면, 교류전원의 인가되는 주파수가 정전유닛의 다기능성 정전 접착장치의 공진주파수와 일치할 경우에 공진이 발생하여 진동이 극대화되는 것을 알 수 있다. 11 is a graph for examining the effect of input frequency on the self-cleaning function using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11 , it can be seen that when the frequency of AC power applied coincides with the resonant frequency of the multifunctional electrostatic bonding device of the electrostatic unit, resonance occurs and vibration is maximized.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치를 이용하여 자가 세척을 수행함에 따라 접착력이 회복되는 것을 측정한 것이다. 도 12을 참조하면 초기에는 유전탄성튜브의 표면에 이물질이 많이 부착되어 있으며, 이에 따라 접착력이 매우 낮은 것을 확인할 수 있다. 다기능성 정전 접착장치의 자가 세척 기능을 작동시켜면 시간에 따라서 접착력이 상승되는 것을 확인할 수 있다. 자가세척 기능을 작동시키고 60초가 지난 경우후에는 이물질이 거의 제거되는 것을 확인할 수 있고, 접착력도 거의 복원되는 것을 알 수 있다. 12 is a measurement of recovery of adhesive strength as self-cleaning is performed using a multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, it can be seen that many foreign substances are initially attached to the surface of the dielectric elastic tube, and accordingly, the adhesive force is very low. When the self-cleaning function of the multifunctional electrostatic bonding device is operated, it can be seen that the adhesive strength increases over time. After 60 seconds of operating the self-cleaning function, it can be confirmed that foreign substances are almost removed, and the adhesive strength is also almost restored.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치가 자가세척, 거리변화 감지, 접착 및 탈착 등의 다양한 동작을 수행하는 것을 설명하기 위한 참고도이다. 도 13에서 이용한 다기능성 정전 접착장치는 제1정전유닛과 제2정전유닛을 거미줄처럼 배치하고, 전원부에 직류전원, 교류전원 및 전압계가 선택적으로 연결되도록 설계된 것이다. 이때, 제1전원부에는 직류전원이, 제2전원부에는 교류전원이 연결되는 것도 가능하다.FIG. 13 is a reference diagram for explaining that a multifunctional electrostatic bonding device according to another embodiment of the present invention performs various operations such as self-cleaning, distance change detection, adhesion and detachment. The multifunctional electrostatic bonding device used in FIG. 13 is designed such that the first electrostatic unit and the second electrostatic unit are disposed like a spider's web, and a DC power supply, an AC power supply, and a voltmeter are selectively connected to the power supply unit. At this time, it is also possible that DC power is connected to the first power supply and AC power is connected to the second power supply.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치는 일정기간마다 정기적으로 또는 사용자의 조작에 따라 세척이 수행될 수 있다. 또한, 평소에는 센싱모드로 동작하여 물체의 근접을 감지한다. 센싱모드에서 물체가 다기능성 정전 접착장치에 가까워짐에 따라 유도되는 전압이 기설정해둔 문턱 전압을 넘으면 접착모드로 전환된다. 접착모드에서는 전원부로 직류 전원이 연결되며 물체가 접착된다. 탈착모드에서는 직류 전원을 끊거나, 전원부에 직류전원 대신 교류 전원을 인가하여 물체를 탈착시킬 수 있다. 이처럼 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다기능성 정전 접착장치는 접착, 센싱 및 자가세척의 기능을 동시에 수행할 수 있다는 장점이 있다. In the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention, washing may be performed regularly or according to a user's operation at regular intervals. In addition, it normally operates in a sensing mode to detect the proximity of an object. In the sensing mode, when the voltage induced as the object approaches the multifunctional electrostatic bonding device exceeds a preset threshold voltage, the bonding mode is switched. In the bonding mode, DC power is connected to the power supply and the object is bonded. In the attachment/detachment mode, the object may be detached by disconnecting DC power or applying AC power instead of DC power to the power supply unit. As such, the multifunctional electrostatic adhesive device according to another embodiment of the present invention has the advantage of simultaneously performing the functions of adhesion, sensing, and self-cleaning.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the scope of protection of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention belongs.

Claims (13)

일 방향으로 길게 형성되는 제1정전유닛과 제2정전유닛을 포함하며, 접착모드와 자가세척 모드를 가지는 다기능성 정전 접착 장치에 있어서,
상기 제1정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 제1유전탄성튜브와, 상기 제1 유전탄성튜브 내에 충전되는 제1유연전도체와, 제1유연전도체와 연결되는 제1전원부를 포함하고,
상기 제2정전유닛은 유연성 및 탄성을 가지는 제2유전탄성튜브와, 상기 제2 유전탄성튜브 내에 충전되는 제2유연전도체와, 제2유연전도체와 연결되는 제2전원부를 포함하고,
상기 제1유전탄성튜브와 상기 제2유전탄성튜브는 대향하도록 배치되며,
접착모드에서는 상기 제1전원부 또는 상기 제2전원부에 직류전원이 인가됨으로써 상기 제1정전유닛 또는 상기 제2정전유닛은 정전기적 접착력을 가지고,
자가세척 모드에서는 상기 제1전원부에 교류전원이 인가됨으로써 상기 제1정전유닛 및 상기 제2정전유닛이 서로 가까워졌다 멀어졌다를 반복하면서 진동함으로써 자가 세척되는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
A multifunctional electrostatic bonding device including a first electrostatic unit and a second electrostatic unit extending in one direction and having an adhesion mode and a self-cleaning mode, comprising:
The first electrostatic unit includes a first dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a first flexible conductor filled in the first dielectric elastic tube, and a first power supply unit connected to the first flexible conductor,
The second electrostatic unit includes a second dielectric elastic tube having flexibility and elasticity, a second flexible conductor filled in the second dielectric elastic tube, and a second power supply unit connected to the second flexible conductor,
The first dielectric elastic tube and the second dielectric elastic tube are disposed to face each other,
In the adhesion mode, direct current power is applied to the first power supply unit or the second power supply unit, so that the first electrostatic unit or the second electrostatic unit has electrostatic adhesion;
In the self-cleaning mode, when AC power is applied to the first power supply unit, the first electrostatic unit and the second electrostatic adhesive device are self-cleaned by vibrating while repeatedly coming closer to each other and moving away from each other.
제1항에 있어서,
상기 제1유전탄성튜브 또는 상기 제2유전탄성튜브의 외측 표면에는 미세 주름 또는 미세 크랙이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
The multifunctional electrostatic bonding device according to claim 1 , wherein fine wrinkles or fine cracks are formed on an outer surface of the first dielectric elastic tube or the second dielectric elastic tube.
제1항에 있어서,
상기 제1유전탄성튜브 또는 상기 제2유전탄성튜브의 외측 표면에는 오염방지층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
The multi-functional electrostatic adhesive device of claim 1 , wherein a contamination prevention layer is further formed on an outer surface of the first dielectric elastic tube or the second dielectric elastic tube.
제1항에 있어서,
상기 제1유전탄성튜브 또는 상기 제2유전탄성튜브는 아크릴 유전 탄성체 또는 실리콘 유전 탄성체인 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
The multifunctional electrostatic bonding device according to claim 1 , wherein the first dielectric elastic tube or the second dielectric elastic tube is an acrylic dielectric elastomer or a silicon dielectric elastomer.
제1항에 있어서,
상기 제1유연전도체 또는 상기 제2유연전도체는 하이드로젤(hydrogel), 오르가노젤(organogel), 이오노젤 (ionogel) 및 이온탄성체(ionoelastomer)으로 이루어지는 이온성 전도체, 탄소나노 튜브(carbon nano tube) 및 그래핀(graphene)으로 이루어진 탄소성 전도체와 상기 탄 소성 전도체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체, 수은(Hg), 갈륨(Ga), 세슘(Cs), 루비듐(Rb) 및 프랑슘(Fr)으로 이루어진 액체 금속과 상기 액체 금속 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄성복합체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
The first flexible conductor or the second flexible conductor is an ionic conductor composed of hydrogel, organogel, ionogel and ionoelastomer, carbon nano tube And a carbonaceous conductor made of graphene and an elastic composite including at least one of the carbonaceous conductor, mercury (Hg), gallium (Ga), cesium (Cs), rubidium (Rb) and francium (Fr). A multifunctional electrostatic adhesive device, characterized in that selected from the group consisting of a liquid metal consisting of and an elastic composite containing at least one of the liquid metal.
제1항에 있어서,
접착모드에서 상기 제1정전유닛 및 상기 제2정전유닛의 상기 제1유전탄성튜브 및 제2유전탄성튜브가 인장되어 접착력이 강화되는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
The multi-functional electrostatic bonding device according to claim 1 , wherein in the bonding mode, the first and second dielectric elastic tubes of the first electrostatic unit and the second electrostatic unit are stretched to enhance adhesion.
제1항에 있어서,
자가세척 모드에서 상기 제1전원부에 교류전원이 인가되는 경우 상기 교류전원의 주파수는 상기 다기능성 정전 접착장치의 공진주파수인 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 1,
When AC power is applied to the first power unit in the self-cleaning mode, the frequency of the AC power is a resonant frequency of the multifunctional electrostatic bonding device.
제3항에 있어서,
상기 다기능성 정전 접착 장치는 물체가 가까워지는지 여부를 물체가 다가오고 멀어짐을 센싱하는 센싱모드를 가지며,
상기 제1전원부 또는 상기 제2전원부에는 전압계가 설치되어, 상기 제1유전탄성튜브 또는 상기 제2유전탄성튜브로 물체가 인접할 경우 변화하는 전압을 상기 전압계가 감지함으로써 물체가 다가오고 멀어짐을 센싱할 수 있는 것을 특징으로 하는 다기능성 정전 접착 장치.
According to claim 3,
The multifunctional electrostatic bonding device has a sensing mode for sensing whether an object is approaching or moving away,
A voltmeter is installed in the first power supply unit or the second power supply unit, and the voltmeter detects a voltage that changes when an object is adjacent to the first dielectric elastic tube or the second dielectric elastic tube, thereby sensing that the object is approaching or moving away. A multifunctional electrostatic bonding device characterized in that it can.
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