KR20130132527A - 제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터 - Google Patents

제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터 Download PDF

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KR20130132527A
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제프리 비. 몰러
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바이킹 에이티 엘엘씨
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Abstract

스마트 재료 디바이스, 보정기, 가동 지지부재, 적어도 3개의 기계식 웹, 적어도 3개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 갖는 액추에이터 장치가 개시되며, 여기서 기계식 웹은 보정기에 부착된 제1 탄성부재와 상기 가동 지지부재에 부착된 제2 탄성부재를 포함한다. 압전 또는 스마트 재료 디바이스는 제1 장착면과 보정기 사이에 고정된다. 구동암은 하나의 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부와 제2 스테이지 조립체에 부착된 제2 구동암 단부를 포함한다. 제2 스테이지 조립체는 구동암에 부착된 제1 단부와 제2 스테이지 부착면에 부착된 제2 단부를 갖는 탄성 스트립을 포함한다. 전위가 인가되면 스마트 재료 디바이스가 팽창하게 되고, 이로써 상기 가동 지지부재를 보정기로부터 멀리 가압하며 제1 및 제2 탄성부재를 휘어지게 한다. 이것이 다음에 구동암을 이동시킨다. 탄성 스트립이 상기 제2 스테이지 부착면을 스마트 재료 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 가압한다.

Description

제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터{MULTIPLE ARM SMART MATERIAL ACTUATOR WITH SECOND STAGE}
본 출원은 2010년 12월 9일자 출원된 가출원 제61/421,504호 및 2011년 2월 17일자 출원된 PCT 출원번호 PCT/US2011/25292호의 우선권을 주장하며, 각각의 출원은 그 전체가 본원에 통합되어 있다.
본 발명은 3차원으로 작동하도록 구성된 기계적 증폭식 다중암 스마트 재료 액추에이터로서, 구동암의 내향 또는 외향 운동을 제2 스테이지 센터피스의 선형 운동으로 변환하도록 구성된 제2 스테이지 조립체를 통합하고 있는 기계적 증폭식 다중암 스마트 재료 액추에이터에 관한 것이다.
기계적 증폭식 스마트 재료 액추에이터는 기술에 공지되어 있다. 그러나 그러한 액추에이터는 통상적으로 하나 또는 2개의 구동암을 이용하며, 따라서 본질적으로 2차원으로 작동한다. 그러한 액추에이터는 통상적으로 구동될 구조물에 구동암의 직접적인 부착을 필요로 한다. 그 결과, 스마트 재료 액추에이터와 구동될 구조물 사이의 부착 각도는 통상 스마트 재료 디바이스의 팽창 방향이 구동암(들)의 운동 방향에 대해 실질적으로 일정 각도를 유지하도록 되어 있다. 덧붙여, 2개 이하의 구동암을 가지면 스마트 재료 디바이스의 팽창력이 최대 2개의 기계식 웹을 통해 분배되어야 할 것을 요구한다.
본 발명은 이러한 제한사항들을, 스마트 재료 액추에이터에 적어도 3개의 구동암을 설치하고 이에 따라 3차원 작동을 가능하게 함으로써 해결한다.
또한, 본 발명은 구동암의 운동이 실질적으로 스마트 재료 디바이스의 중심축을 따르는 방향에서 실질적으로 선형 운동으로 변환될 수 있도록 구성된 제2 스테이지를 제공한다.
본 발명은 고속 작동이 가능한 스마트 재료 액추에이터를 추가로 제공한다. 종래의 기계적 증폭식 스마트 재료 액추에이터의 실시예는 기계식 웹에 과도한 응력을 부과하는 구동암의 모멘트 때문에 부분적으로 고속도로 작동할 때 고장 나기가 쉬웠다. 본 발명은 액추에이터 조립체가 높은 고속도로 작동할지라도 구동암의 과다확장을 방지하는 완충기를 제공함으로써 상기 제한사항을 해결한다.
본 발명에 따른 액추에이터의 융통성(flexibility)은 상호교환가능하며 대체가능한 부품들을 사용함으로써 더욱 강화된다. 본 발명에 따른 액추에이터의 실시예는 다른 구동암 길이들, 재료들 및 각도들을 단일 액추에이터 조립체와 함께 이용하도록 허용하는 장착가능한 구동암을 가능하게 한다. 그 결과, 액추에이터의 다른 많은 구성체를 공통의 부품 세트로 조립할 수 있다.
본 출원은 여기서, 참고자료로 가출원 제61/421,504호, 제61/551,530호, 제61/452,856호, 제61/504,174호뿐만 아니라, PCT/US2010/041727, PCT/US10/041461, PCT/US2010/47931, PCT/US2011/25299, 미국특허출원 제13/203,737호, 제13/203,729호, 제13/203,743호, 및 제13/203,345호, 미국특허 제6,717,332호; 제6,548,938호; 제6,737,788호; 제6,836,056호; 제6,879,087호; 제6,759,790호; 제7,132,781호; 제7,126,259호; 제6,924,586호; 제6,870,305호; 제6,975,061호; 제7,564,171호 및 제7,368,856호 전체를 통합하고 있다.
본 발명의 다른 특징들은 본 발명의 장치의 어떤 양호한 실시예를 예시하는 첨부 도면으로부터 명백히 나타날 것이다.
도 1은 3개의 구동암 및 제2 스테이지를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
도 2a는 부착식 장착면을 가지며, 도 1에 도시된 제2 스테이지 조립체 실시예의 전면도.
도 2b는 도 2a에 도시된 제2 스테이지 조립체의 실시예의 사시도.
도 3a는 3개의 구동암을 가지며 통합형 제2 스테이지 부착면을 갖는 액추에이터 실시예와 함께 사용하기에 적절한 제2 스테이지 조립체의 실시예의 전면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 제2 스테이지 조립체 실시예의 사시도.
도 4a는 3개의 구동암을 가지며 실질적으로 반구형 볼록 부재를 갖는 액추에이터 실시예와 함께 사용하기에 적절한 제2 스테이지 조립체의 실시예의 전면도.
도 4b는 도 4a에 도시된 제2 스테이지 조립체 실시예의 사시도.
도 5는 제2 스테이지 조립체가 제거된 상태에서, 예비하중 스크류를 가지며 그리고 도 1에 도시된 양호한 실시예에 사용하기에 적합한 액추에이터 조립체의 실시예의 분해 사시도.
도 6은 제2 스테이지 조립체가 제거된 상태에서, 예비하중이 예비하중 스크류가 없이 보정기에 의해 적용될 수 있으며 또한 도 1에 도시된 양호한 실시예에 사용하기에 적합한 액추에이터 조립체의 대안 실시예의 분해 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 5 및 도 6에 도시된 액추에이터 조립체 실시예와 함께 사용하기에 적합한 기계식 웹 조립체의 실시예의 사시도.
도 8은 8개의 구동암을 가지며 실질적으로 반구형 볼록 부재를 포함한 제2 스테이지 조립체를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체의 실시예의 전면도.
도 9는 대략 45도의 각도로 배향된 4개의 구동암을 가지며 그리고 일체형 제2 스테이지 부착면을 포함한 제2 스테이지 조립체를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
도 10은 대략 180도의 각도로 배향된 4개의 구동암을 가지며 그리고 제거가능하게 부착된 제2 스테이지 부착면을 포함한 제2 스테이지 조립체를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
도 11은 대략 0도의 각도로 배향된 4개의 구동암과, 제거가능하게 부착된 제2 스테이지 부착면을 포함한 제2 스테이지 조립체와, 보정기에 고정적으로 부착된 완충기를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 실시예에 도시된 하나의 완충기의 상세한 사시도.
도 13은 제2 스테이지 조립체가 제거된 상태에서, 대략 180도의 각도로 배향된 4개의 구동암을 가지며 그리고 주변 요크에 고정적으로 부착된 완충기를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
도 14는 3개의 구동암 및 내향한 제2 스테이지를 갖는 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 사시도.
아래에서 본 발명의 양호한 실시예를 설명하는 동안, 이러한 설명은 본 발명의 범위 내에서 다양한 다른 변경들이 모두 다른 것에도 용이하게 발생하기 때문에 본 발명의 원리를 단지 예시하는 것으로 고려되어야 하고, 제한되어서는 안 된다는 것을 이해하여야 한다.
주목해야 할 것은, 예시된 실시예들에서 다른 실시예들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 포함한다는 점이다. 이것은 교체 가능한 부품들을 사용할 수 있게 하며 또한 다양한 종류의 액추에이터 조립체를 조립할 수 있게 함으로써 제조비 및 수선비를 감소시키기 때문에 바람직하다. 동일한 구성요소가 다른 실시예에 사용하기에 적합한 경우, 동일한 참고부호가 사용된다. 예를 들어, 제한하지 않고, 구동암(138)은 100, 200, 400을 포함하는 실시예들에서 사용될 수 있는 공통 구성요소로서 예시되어 있다. 따라서, 동일한 부호가 각각의 조립체를 예시하는데 사용된 공통 부품을 가리키는데 사용된다. 다른 실시예의 구성요소가 유사한 구조를 갖는 경우, 그러나 반드시 공통 부품이 아닌 경우, 프라임(')이 사용된다. 예를 들어, 제한하지 않고, 구동암들(138, 138', 138", 138"')은 모두 유사한 구조 및 기능을 갖는 구동암들이다. 그러나, 구동암(138')은 구동암(138)에 비해 다른 각도로 연장되도록 변경되고, 구동암(138")은 완충기들의 사용을 가능하게 하도록 변경되고, 구동암(138"')은 내향한 제2 스테이지를 허용하도록 변경되어 있다. 따라서, 요소의 동일한 부호는 다른 변화를 나타내기 위해 프라임 기호를 갖고 사용된다. 끝으로, 주목해야 할 것은 문자가 축이 진행하는 2개 이상의 지점들에 의해 규정된 축들을 지칭하는데 여기서 사용되고, α 및 β와 같은 그리스 문자 명칭은 여기에 설명된 다양한 실시예에 사용하기에 적절한 양호한 각도들을 설명하기 위해, 그러한 축들 사이의 각도 또는 그러한 축들과 다른 요소들 사이의 각도를 지칭하는데 사용된다.
여기서 아래 용어들은 아래의 의미를 갖는다:
용어 "구성되다(adapted)"는 적절한 크기, 형상, 형태, 치수, 방향 및 배열을 갖고 구성되는 것을 의미한다.
용어 "스마트 재료 디바이스(smart material device)"는 전위(electrical potential)가 인가될 때 확장하거나 또는 기계적 힘이 가해질 때 전하를 발생하는 재료를 포함하는 디바이스를 의미한다. 스마트 재료 디바이스는 함께 소성된(fired) 세라믹 압전 재료(NEC를 위시하여 제조업체로부터 구입가능한 것들로서 소위 동시소성의 다층 세라믹 압전 스택)의 교대층들로 형성된 디바이스 또는 단결정 압전 재료로 절삭가공된 하나 이상의 재료층으로 형성된 디바이스를 포함하며 제한하지 않는다. 위에서, 용어 "압전 재료(piezoelectric material)"는 또한 그 전기적 또는 기계적 특성을 변화시키기 위해 공지된 압전 재료를 도핑함으로써 가끔식 만들어진 소위 "스마트 재료"를 포함한다.
용어 "기계식 웹(mechanical web)"은 적어도 2개의 탄성부재를 포함하며 운동을 구동암으로 변환하도록 구성된 구조물을 의미한다. 운동은 탄성부재를 휘어지게 만드는 힘을 가함으로써 변환된다. 그러나 탄성부재의 탄성은 탄성부재가 그 힘이 제거되면 실질적으로 본래의 형태로 복귀한다는 것을 가리킨다. 탄성부재를 형성하는데 사용될 수 있는 재료는 다양한 종류가 있으며, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 카본 파이버, 플라스틱 및 섬유유리를 포함하며 제한하지 않는다.
용어 "활성화(activation)"는 "액추에이터(actuator)" 또는 "스마트 재료 디바이스"와 함께 사용될 때 그 스마트 재료 디바이스를 적어도 하나의 기계식 웹의 순응성(compliant) 부재를 휘어지게 하기에 충분한 양으로 확장시키기에 적절한 전위 및 전류를 인가하는 것을 의미한다.
본원에서 다른 용어의 정의 및 의미는 아래의 설명, 도면, 및 용어가 사용되는 내용으로부터 명백하게 나타날 것이다.
이제 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 제2 스테이지(100)를 갖는 액추에이터 장치의 양호한 실시예가 도시되어 있다. 제2 스테이지(100)를 갖는 액추에이터 장치는 액추에이터 조립체(101) 및 제2 스테이지 조립체(150)를 포함한다. 축 b는 액추에이터 조립체(101)의 중심과 제2 스테이지 부착면(158)의 중심을 지나간다. 스마트 재료 디바이스(102)(도 5에 도시되고 이하에서 더 상세히 설명됨)가 활성화될 때, 구동암(138)은 축 b를 향해 이동하는 제2 구동암 단부(142)를 향해 이동한다. 다음에 제2 스테이지 조립체(150)의 탄성 스트립(152)이 제2 스테이지 부착면(158)을 축 b와 평행한 방향으로 가압한다. 축 a(이는 구동암(138)의 중심을 지나간다)와 탄성 스트립(152) 사이의 각도 α가 90도보다 큰 경우, 제2 스테이지 부착면(158)은 외향으로 가압된다. 각도 α가 90도보다 작은 경우에, 그 운동은 반대 방향이 될 것이다. 스마트 재료 디바이스(102)가 더 이상 활성화되지 않을 때, 제2 스테이지 부착면(158)은 다음에 활성화될 때까지 실질적으로 그 본래 위치로 복귀한다. 그 결과 제2 스테이지(100)를 갖는 스마트 재료 액추에이터 장치는 스마트 재료 디바이스(102)의 팽창과 평행한 방향으로 운동을 발생하지만 스마트 재료 디바이스(102)의 실제 증폭량보다 큰 제2 스테이지 부착면(158)의 운동 범위를 발생하기 위해 기계적 증폭을 이용한다(다시 후술됨). 이것은 액추에이터에게 종래 압전 또는 스마트 재료 액추에이터의 파워, 속도 및 신뢰성 특성을 제공하지만, 상기 운동이 스마트 재료 디바이스의 팽창 방향과 평행하게 실행될 수 있게 하는 더 큰 이동도 및 기하학 형태를 제공한다.
제2 스테이지 조립체(150)가 도 2a 및 도 2b에 추가로 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 구동암(138)에 해당하는 3개의 탄성 스트립(152)은 제2 구동암 단부(142)에 부착될 수 있는 제1 탄성 스트립 단부(151)를 갖는다. 3개 이상의 구동암을 갖는 실시예에서는, 부가의 탄성 스트립(152)이 구동암 마다 하나의 탄성 스트립을 갖도록 추가될 수 있다. 부착은 볼트 또는 스크류와 같은 기계적 체결구(도시되지 않음), 접착제(도시되지 않음), 용접(도시되지 않음)을 포함하는 기술에 공지된 다양한 수단에 의하여, 또는 탄성 스트립(152)을 구동암(138)에 일체로 형성함으로써 달성될 수 있다. 제2 스테이지 암 핀(154)은 편리하게는 구동암(138) 및 제1 탄성 스트립 단부(151)를 통해 연장되어 연결을 안전하게 할 수 있다. 제2 스테이지 장착수단(158)은 연결을 더욱 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 이 경우에 제2 스테이지 장착수단(158)은 제2 스테이지 암 핀이 제1 탄성 스트립 단부(151)와 제2 구동암 단부(142)의 적어도 일부분을 통과할 수 있도록 구성된 제2 구동암 단부(142)의 앵글형 슬롯(angled slot)을 포함한다. 제2 스테이지 암 핀(154)을 구동암(138) 내에 압력끼워맞춤하면 이 연결을 안전하게 할 수 있다. 그러나, 용접, 접착제, 또는 나사식 체결구(도시되지 않음)도 역시 유사한 결과를 달성하는데 사용될 수 있다. 압력끼워맞춤이 사용되는 경우, 제2 스테이지 암 핀(154)은 편리하게는 강철, 스테인레스강 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다. 구동암(138)은 이들과 동일한 재료로 형성되거나 또는 저질량의 암이 요구되는 경우(통합된 참고자료에 추가로 설명된 바와 같이) 카본 파이버 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.
탄성 스트립(152)은 스프링강, 스테인레스강, 알루미늄, 섬유유리, 플라스틱 또는 카본 파이버와 같은 탄성재로 형성되며, 구동암(138)을 제2 스테이지 부착면(158)에 작동적으로 연결한다. 제2 스테이지 부착면(158)은 밸브 또는 격판과 같은 구동될 디바이스(도시되지 않음)가 부착될 수 있는 구조물을 제공한다. 어떤 양호한 실시예에서, 제2 스테이지 부착면(158)은 또한 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 섬유유리, 플라스틱 또는 카본 파이버와 같은 재료로 형성될 수 있다. 고속 활성화 및 비활성화가 요구되는 응용예에서는, 카본 파이버와 같은 경량 재료가 제2 스테이지 부착면(158)의 질량을 감소시키는데 도움을 준다. 질량에 대한 관심이 적은 응용예서는, 다른 잠재적으로 저렴한 재료가 사용될 수 있다. 다양한 응용에 양호하게 작용하는 것으로 알려진 하나의 조합은 강철로 형성되는 구동암(138), 스프링강으로 형성되는 탄성 스트립(152), 및 카본 파이버, 알루미늄 또는 강철로 형성되는 제2 스테이지 부착면(158)을 포함한다.
도시된 바와 같이, 제2 스테이지 부착면(158)은 탄성 스트립(152)에 제거가능하게 부착된다. 도시된 바와 같이, 압력끼워맞춤 블록 핀(156)(이는 편리하게는 강철 또는 알루미늄 핀이 될 수 있다)은 제2 스테이지 부착면(158) 및 탄성 스트립(152)을 형성하는 블록을 통과함으로써 안전한 연결을 형성한다. 반드시 필요한 것은 아니지만, 제2 스테이지 부착면(158) 내에 앵글형 슬롯을 포함하는 것은 안전한 연결을 가능하게 하고 그리고 탄성 스트립(152)과 구동암(138) 사이에 필요한 각도 관계를 유지하는데 도움을 준다. 기술에 숙련된 자(이하 '통상의 기술자'라 함)에게는 잘 이해할 수 있듯이, 접착제, 용접 및 다른 형식의 기계적 체결구(도시되지 않음)를 제한없이 포함하여 제2 스테이지 부착면(158)을 부착하는 다른 수단들도 사용될 수 있다.
장착수단(159)은 제2 스테이지 부착면(158)을 작동될 물체(예로서 제한없이 밸브 스템)에 작동가능하게 연결하기 위한 수단을 제공한다. 도시된 바와 같이, 장착수단(159)은 기계적 연결을 용이하게 수행하도록 구성된 홀을 포함한다. 그러나 제2 스테이지 부착면을 핀 또는 다른 돌출부(도시되지 않음)를 형성하는 것, 또는 접착제(도시되지 않음)를 수용하도록 구성된 표면을 제공하는 것을 제한없이 포함하여 다른 많은 수단들이 사용될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 또한 액추에이터 조립체(101)와 함께 사용할 수 있는 대안 실시예의 제2 스테이지 조립체(170)를 도시한다. 이 실시예에서, 탄성 스트립(172)은 제2 스테이지 부착면(158)과 일체로 형성된다. 이것은 탄성 스트립(172) 및 제2 스테이지 부착면(158)을 스프링강과 같은 재료의 단일편으로 스탬핑 또는 성형하고 탄성 스트립(172)을 필요한 각도 α(도 1 참조)로 예비굴곡함으로써 편리하게 달성될 수 있다. 그러한 실시예에서 편리하게는 장착 홀이 될 수 있는 제2 스테이지 부착 수단(179)이 그때 추가될 수 있다. 대안으로서, 제2 스테이지 부착 수단(159)과의 연결에 있어서 상술한 것과 같은 다른 부착 수단도 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 동일한 제2 스테이지 암 핀(154)은 이전에 설명한 바와 같이, 제2 구동암 단부(142)에 탄성 스트립(172)을 부착하는데 사용될 수 있다. 이것은 제2 스테이지 암 핀(154)이 제거될 수 있고 그때 새로운 제2 스테이지 조립체(150 또는 170)가 추가될 수 있기 때문에 제거가능한 부착상태를 만든다. 이것은 탄성 스트립(152, 172)을 위해 사용된 재료가 파괴되거나 또는 시간에 걸쳐 그들의 탄성을 상실하기 시작할 때 액추에이터 조립체(101)의 교체를 필요로 하지 않고 제2 스테이지 조립체(150, 170)의 교체를 가능하게 하기 때문에 편리하다.
도 4a 및 도 4b는 또한 액추에이터 조립체(101)와 함께 사용할 수 있는 다른 대안 실시예의 제2 스테이지 조립체(180)를 도시한다. 탄성 볼록 부재(182)가 탄성 스트립(152, 172) 대신에 사용된다. 그러한 실시예에서 다시 편리하게는 장착 홀이 될 수 있는 제2 스테이지 부착 수단(189)은 탄성 볼록 부재(182)의 기하학적 중심에 인접하게 형성될 수 있다. 대안으로서, 제2 스테이지 부착 수단(159, 179)과의 연결에 있어서 상술한 것과 같은 다른 부착 수단도 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 동일한 제2 스테이지 암 핀(154)은 다시 이전에 설명한 바와 같이, 제2 구동암 단부(142)에 탄성 볼록 부재(182)를 제거가능하게 부착하는데 사용될 수 있고, 다시 제2 스테이지 암 핀(154)이 제거될 수 있고 그때 새로운 제2 스테이지 조립체(180)가 추가될 수 있기 때문에 제거가능한 부착상태를 만든다. 탄성 볼록 부재는 실질적으로 동시에 제2 구동암 단부(142)의 내향 운동이 제2 스테이지 부착 수단(189)을 외향 이동되도록 하는 어떠한 적절한 볼록 형상이 될 수 있다. 도시된 바와 같이, 실질적으로 반구형 형상이 하나의 편리한 실시예이다. 웹-형상 및 반-피라미드형(semi-pyramid) 형상도 역시 다른 3차원 볼록 형상의 종류 중 어느 것과 마찬가지로 작용할 것이다. 탄성 볼록 부재(182)는 또한 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄의 그룹에서 선택된 재료를 제한없이 포함하여 다양한 재료로 형성될 수 있다. 강철, 알루미늄 및 스테인레스강과 같은 더욱 견고한 재료는 그러한 재료를 휘어지게 하는데 필요한 힘으로 인하여 매우 얇은 재료로서 스탬핑되지 않는 한 바람직하지 않으며, 그러나 그러한 재료는 탄성 볼록 부재(182)를 위한 장수 조건(longevity requirement)이 그러한 재료의 사용을 선호하는 응용예에서는 충분히 강력한 액추에이터 조립체(101)와 함께 사용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 3개의 구동암(138)을 각각 갖는 액추에이터 조립체(101, 101')의 양호한 실시예를 도시한다. 도 5에서 시작하면, 액추에이터 조립체(101)는 스마트 재료 디바이스(102), 보정기(compensator)(116), 기계식 웹(118), 및 3개의 구동암(138)을 포함한다. 아래에 설명된 바와 같이, 3개 이상의 구동암(138)을 갖는 실시예도 역시 가능하다.
도 7a 및 도 7b에 추가로 도시되어 있으며 이하에 더 충분하게 설명되어 있는 기계식 웹(118)은 제1 장착면(121)을 포함하고 보정기(116)에 부착되도록 구성되어 있다. 액추에이터 조립체(101)가 조립될 때, 스마트 재료 디바이스(102)는 제1 장착면(121)과 보정기(116) 사이에 고정된다. 요구하지 않지만, 압축 스페이서(108)가 보정기(116)의 외측 단부와 스마트 재료 디바이스(102) 사이에 선택사양으로 사용될 수 있다.
스마트 재료 디바이스(102)는 압전 스택 또는 다른 스마트 재료의 스택이 될 수 있고, 또는 단일 압전 크리스탈이 될 수 있다. 스마트 재료 디바이스(102)의 중요한 특징은, 적절한 전위의 인가시에 형상을 변화시킨다는 것이며 특히 팽창하여 길이가 증가된다는 점이다. 사용되는 사이즈 및 특별한 스마트 재료가 응용예에 따라 변화될 수 있지만, NEC-Tokin(부품 번호 AE0707D43H33 및 AE0505D44를 제한없이 포함함), EPCOS(부품 번호 LN04/8534, LN04/8671, LN04/8672를 제한없이 포함함), Ceramtec 및 Kyocera를 포함하는 제조업자로부터 구한 스마트 재료 디바이스는 본 발명의 액추에이터 조립체의 실시예에 적절하다.
도시된 바와 같이, 스마트 재료 디바이스(102)는 기계식 웹(118)의 제1 장착면(121)과 보정기(116) 사이에 배치된다. 기계식 웹(118)은 스테인레스강, 강철, 알루미늄, 세라믹 또는 카본 파이버를 제한없이 포함하는 다양한 재료로 형성될 수 있다. 전도성 재료가 사용되는 경우, 스마트 재료 디바이스(102)와 기계식 웹(118)의 가동 제1 장착면(121) 사이에 전극(104) 및 제1 절연체(105)를 포함하는 것이 바람직하다. 전극(104)은 편리하게 전극 패스 스루(pass through)(123)에서 기계식 웹(118)을 통해 지나가며, 따라서 액추에이터 조립체(101)가 조립될 때 전기 연결을 위해 접근할 수 있게 한다. 제2 절연체(106)는 관 또는 케이싱의 형태로 되고, 양호하게 적어도 패스 스루(123)에서 전기 절연을 추가로 제공한다. 스마트 재료 디바이스(102)가 전위의 인가에 따라 팽창 및 수축하기 때문에, 제1 절연체(105)는 강성 재료, 편리하게는 세라믹 재료로 형성될 수 있는 것이 바람직하며, 그러한 재료의 종류는 통상의 기술자에게는 알려져 있다. 이러한 방법으로, 스마트 재료 디바이스(102)의 팽창 및 수축이 제1 절연체(105)의 압축 및 팽창으로 인한 손실을 적게 하면서 기계식 웹(118)에 더욱 충분히 부여될 것이다. 제1 장착면(121)이 스마트 재료 디바이스(102)의 팽창 및 수축시에 이동할 수 있기 때문에, 또한 전극(104)과 가동 전극 패스 스루(123) 사이에 정밀한 허용오차가 사용되는 경우, 제2 절연체(106)가 Teflon 과 같은 저마찰 재료를 포함하며, 저마찰 재료는 제1 장착면(121)이 이동할 때 마찰 및 열을 감소시키면서 여전히, 기계식 웹(118)이 접지에 연결되어 있는 경우에 대부분 보정기(116)를 통과하지만 또한 구동암(138)을 통해서도 가능한 단락을 회피하기 위해 전기 절연성을 제공한다.
이러한 방법으로, 전극(104)은 양의 전기적 접속을 스마트 재료 디바이스(102)에 제공할 수 있고, 대응하는 음의 접속은 액추에이터 조립체(101)의 본체를 통해 제공될 수 있다. 통상의 기술자는, 상기 설명이 양극 및 음극의 단지 하나의 가능한 배열을 기재하며, 스마트 재료 디바이스(102)상의 단자들의 위치에 따라, 그리고 보정기(116) 또는 기계식 웹(118)을 통과하는 스마트 재료 디바이스(102)상의 측면 단자들(도시되지 않음) 사이의 배선 접속에 따라 다른 많은 배열이 가능하다는 것을 이해할 것이다.
위에서 주지한 바와 같이, 스마트 재료 디바이스(102)는 제1 장착면(121)과 보정기(116) 사이에서, 가능하면 보정기(116)와 스마트 재료 디바이스(102) 사이에 압축 스페이서(108)를 개재시킨 상태에서 고정된다. 스마트 재료 디바이스(102)는 스마트 재료 디바이스(102)상에 상당히 큰 각도 힘(angular force)을 발생시키지 않고 스마트 재료 디바이스(102)가 압축되도록 허용하는 그러한 장치와 같이, 실질적으로 평행하게 대향한 표면들 사이에 고정되는 것이 바람직하다. 비틀림 힘 또는 각도 힘이 스마트 재료 디바이스(102) 내에서 균열을 유도할 수 있기 때문에, 스마트 재료 디바이스(102)의 각운동을 방지하면 스마트 재료 디바이스(102)의 작동 수명을 증가시키는데 도움을 준다. 추가로, 예비압축(pre-compressing) 또는 "예비하중(preloading)"이 부여된 스마트 재료 디바이스(102)는 스마트 재료 디바이스(102)의 효율, 그리고 다음에는 액추에이터 장치(101)의 효율을 증가시키는데 도움을 줄 수 있다는 것을 알게 되었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 그러한 예비하중을 제공하는 한가지 수단은 압축 스페이서(108)와 결합하는 예비하중 스크류(114)를 이용하는 것이다. 예비하중 스크류(114)를 조이면 예비하중이 증가하고, 반면에 예비하중 스크류(114)를 헐겁게 풀면 예비하중이 감소한다. 세라믹 또는 강철과 같은 실질적으로 강성 재료로 적절하게 형성되는 압축 스페이서(108)는 예비하중 스크류(114)로부터 나오는 힘을 분배하는데 도움을 주고 또한 비틀림 힘이 스마트 재료 디바이스(102)에 적용되는 것을 방지하는데 도움을 준다.
스마트 재료 디바이스(102)에 예비하중을 가하는 대안 수단은 도 6에 도시되어 있으며, 여기서 액추에이터 조립체(101')는 보정기(116')를 이용하지만, 예비하중 스크류를 이용하지는 않는다. 대신에, 보정기(116')는 기계식 웹 조립 나사(124)와 결합하도록 구성된 보정기 나사(117)를 갖는다. 기계식 웹(118)상에서 보정기(116')를 조이면 따라서 스마트 재료 디바이스(102)의 필요한 압축을 제공한다. 통상의 기술자는, 보정기(116')를 기계식 웹(118)에 부착하는 다른 수단(이들 중 몇 가지는 통합된 참고자료에 설명되어 있다)도 사용될 수 있으며 몇 가지 그러한 장치는 또한 예비하중 스크류를 사용하지 않고 스마트 재료 디바이스(102)의 예비하중을 허용한다는 것을 이해할 것이다.
보정기 나사(117) 및 기계식 웹 조립 나사(124)가 이용되는 경우, 보정기(116)(또는 116')는 선회 또는 스크류잉(screwing) 운동에 의해 부착된다. 스마트 재료 디바이스(102)가 적절하게 정렬되어서 비틀리지 않는 것이 바람직하기 때문에, 그러한 실시예에서는 보정기(116, 116')가 스마트 재료 디바이스(102)를 비틀지 않고 선회하여 압축하도록 구성된 적어도 하나, 선택사양으로 2개의 압축 스페이서(108', 109)를 포함하는 것이 바람직하다. 압축 스페이서(108', 109)를 저마찰계수의 재료로 형성함으로써 이는 스마트 재료 다이바스(102)가 동시에 비틀리지 않고서 다른 부품에 대해 선회될 수 있다. 추가로, 그러한 실시예에서 기계식 웹(118)의 제1 장착면(121)은 스마트 재료 디바이스(102)가 조립시에 비틀리는 것을 방지하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 한가지 그러한 비틀림 방지 수단은 삽입물질(potting material)(110) 내에 통합된 고정핀(111)을 수용하도록 구성된 제2 장착면(121)에 고정핀 수용기(122)의 형태로 된 인덴테이션(indentations)을 포함한다. 삽입물질(110)이 양호하게 스마트 재료 디바이스(102)를 단단하게 봉입하기 때문에, 삽입물질(110)의 회전의 방지는 또한 스마트 재료 디바이스(102)의 회전을 방지하는 작용을 할 수 있다. 스마트 재료 디바이스(102)의 회전을 방지하기 위한 다른 수단은 또한 접착제(도시되지 않음), 스마트 재료 디바이스(102)의 정사각형 또는 직사각형 실시예를 수용하도록 구성된 제1 장착면(121)상에 인덴테이션(도시되지 않음)을 형성하기, 삽입물질(110)의 인덴테이션에 수용되도록 구성된 제1 장착면(121)의 돌출부(도시되지 않음)를 형성하기, 및 스마트 재료 디바이스(102)상에 하나 이상의 표면들과 결합하여 회전에 저항하도록 구성된 제1 장착면(121)상의 표면들(도시되지 않음)을 형성하기를 제한없이 포함하여 사용될 수 있다. 다른 적절한 회전 방지 수단은 본 설명에 비추어 기술에 숙련된 자에게는 명백할 것이다.
이러한 방법으로, 스마트 재료 디바이스(102), 보정기(116), 보정기 나사(117), 기계식 웹 조립 나사(124), 압축 스페이서(108)(또는 액추에이터 조립체(101')의 경우에는 압축 스페이서들(108', 109)), 및 제1 장착면(121)은 액추에이터 조립체(101, 101')가 조립될 때 스마트 재료 디바이스(102)가 제1 장착면(121)과 보정기(116, 116') 사이에서 압축되도록 구성될 수 있다.
어떤 환경에서, 스마트 재료 디바이스(102)가 환경 오염으로부터 보호되는 것이 바람직하다. 이것은 양호하게 실질적으로 캐니스터의 형태가 바람직한 보정기(116, 116') 내에 수용된 삽입물질(110)을 포함함으로써 달성될 수 있다. 통상의 기술자에 알려진 여러 실시예의 삽입 물질(110)은 보정기(116, 116')와 스마트 재료 디바이스(102) 사이의 공간을 실질적으로 양호하게 채우게 된다. O 링(112, 113)은 보정기(116, 116') 내에 삽입물질(110)을 배치하는데 도움을 주는 작용을 할 수 있다. 어떤 실시예에서, O링(113)은 또한 보정기(116')와 기계식 웹(118) 사이에 밀폐 시일(tight seal)을 형성하는데 도움을 줄 수 있다. 이러한 방법으로, 보정기(116, 116'), 기계식 웹(118) 및 삽입물질(110)은 조립시에 스마트 재료 디바이스(102)가 실질적으로 밀봉되어서 외부 습기, 수분 및 오염물로부터 실질적으로 보호되도록 구성될 수 있다. 이하에 더 설명되어 있듯이, 기계식 웹(118)은 제1 탄성부재(126)와 제2 탄성부재(128) 사이에 갭을 포함한다는 점에 주의해야 한다. 보호를 향상시키기 위해, 삽입물질(110)이 그러한 갭을 덮도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 기계식 웹(118)은 기계식 웹 조립 나사((124)를 통해 보정기(116, 116')에 부착된 제1 탄성부재(126)와, 제1 장착면(121)을 통합하고 있는 가동 지지부재(120)에 부착된 제2 탄성부재(128)를 포함한다. 기계식 웹(118)은 가동 지지부재(120)의 운동시에 휘어지도록 구성되어 있고 그리고 스프링강, 강철, 티타늄, 스테인레스강, 알루미늄 또는 카본 파이버를 제한없이 포함하여 다양한 탄성재료로 형성되는 것이 편리하다. 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 두께 및 길이는 액추에이터 조립체(101)를 채용하는 응용예에 따라 변할 것이다. 예를 들어, 더 큰 스트로크 길이(더 긴 길이를 이동하기 위해 구동암(138)을 필요로 한다는 것을 의미함)가 필요한 경우, 더 얇고 더 긴 탄성부재(126, 128)가 구동암(138)의 더 큰 전체 운동을 초래하기 때문에 더 얇고 더 긴 탄성부재(126, 128)가 바람직하다. 더 작은 스트로크 길이가 필요하지만 더 큰 힘이 요구되는 경우, 더 짧은 탄성부재(126, 128)가 사용될 수 있다.
에너지가 스마트 재료 디바이스(102)로 전달되거나 그 반대로 스마트 재료 디바이스(102)로부터 에너지가 나오는 것은 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 휘어짐을 통해 이루어진다. 특히, 전위의 인가는 양호하게도 실질적으로 각운동이 없이 스마트 재료 디바이스(102)를 팽창시킬 것이다. 따라서 스마트 재료 디바이스의 팽창은 가동 지지부재(120)를 제1 장착면 보정기(116, 116')로부터 멀리 가압하며, 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)를 휘어지게 한다. 휘어짐은, 스마트 재료 디바이스(102)가 팽창할 때 제1 탄성부재(126)가 보정기(116, 116')에 부착되어 있고 그리고 제1 탄성부재(126)와 제2 탄성부재(128) 사이의 갭이 가동 지지부재(120)를 이동시키기 때문에 발생한다. 그 결과로 인한 탄성부재(126, 128)의 휘어짐은 구동암(138)을 이동시키며, 특히 제2 구동암 단부(142)를 스마트 재료 디바이스(102)의 팽창보다 더 긴 거리에 걸쳐 이동시킨다. 이러한 방법으로, 기계식 웹(118) 및 구동암(138)은 기계식 증폭기로서 작용하여 스마트 재료 디바이스(102)의 비교적 보통 정도의 팽창을 제2 구동암 단부(142)의 더 큰 범위의 운동으로 변환시킨다.
대부분의 응용예에서, 구동암(138)이 각각 실질적으로 동일한 길이를 가지며 그리고 가동 지지부재(120) 둘레에서 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 대응 세트의 간격이 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 구동암(138)은 실질적으로 원통형 형태에서 스마트 재료 디바이스(102)에 대하여 반경방향으로 균일한 간격으로 이격되고, 기계식 웹(118)이 탄성부재(126, 128)가 실질적으로 휘어질 때 제2 구동암 단부(142)가 스마트 재료 디바이스(102)를 향하여 이동하도록 구성되어 있다. 용어 "원통형 형태"는 본원에서 구동암(138)이 스마트 재료 디바이스(102)와 평행한 원통형 형태와, 구동암(138)이 아래에 더 설명되어 있는 바와 같이 스마트 재료 디바이스(102)에 대하여 일정 각도를 형성하는 원추형 형태 모두를 포함하는 것으로 의도되어 있음을 이해할 것이다. 구동암(138)이 일관된 길이로 가동 지지부재(120) 둘레에서 실질적으로 균일한 간격으로 떨어져 있도록 구성함으로써, 각각의 구동암(138)과 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 대응 세트가 전형적으로 균등하게 이동함으로써 스마트 재료 디바이스(102)의 비틀림 또는 편향의 가능성을 감소시키며, 이것이 하나의 구동암(138)이 다른 구동암(138)의 경우보다 실질적으로 다른 레벨의 응력을 받게 되는 것처럼 될 수 있기 때문에, 스마트 재료 디바이스(102)의 작동 수명은 향상될 수 있다.
구동암(138)은 양호하게 제1 구동암 단부(140)에서 기계식 웹(118)에 부착된다. 통상의 기술자는 이 설명에 비추어, 압력 끼워맞춤, 용접, 접착제 또는 에폭시의 사용, 또는 기계식 웹(118)에 일체로 구동암(138)을 형성하는 것을 제한없이 포함하여 어떠한 종류의 부착수단도 용이하게 인식할 것이다. 기계식 웹(118)에 구동암(138)을 제거가능하게 부착하기 위한 하나의 편리한 수단은 도면에 도시되어 있으며 구동암(138)을 통과하여 나사식 리셉터클(132) 내로 삽입되는 기계식 체결구(136)의 사용을 포함한다. 제거가능하게 부착되는 구동암(138)의 장점은 구동암(138)을 기계식 웹(118)과는 다른 길이와 다른 재료로 사용할 수 있게 하며, 따라서 주어진 액추에이터 조립체(101, 101')를 다른 용도로 구성하기가 더 용이하게 만든다. 구동암(138)에 대해 다양한 재료가 사용될 수 있지만, 카본 파이버, 스테인레스강, 강철, 알루미늄, 세라믹 및 강성 플라스틱이 응용예에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 카본 파이버는 고강도 경량의 구동암(138)을 필요로 하는 경우에 특히 적절하다는 것을 알게 되었다. 구동암(138)의 무게를 줄이면 액추에이터 조립체(101, 101')의 공명 주파수를 증가시키는 경향이 있기 때문에 고속 액추에이터를 필요로 할 때 경량의 구동암(138)이 특히 바람직하다.
도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예는 제거가능하게 부착된 3개의 구동암(138)을 갖는다. 그러나 본 발명은 3개의 암 실시예로 제한하지 않는다. 본 발명의 액추에이터의 대안 실시예는 3개 이상의 구동암(138)과 다른 형태의 구동암들을 포함할 수 있다. 도 8은 그러한 하나의 실시예를 도시하며, 여기서 제2 스테이지(200)를 갖는 액추에이터 장치는 8개의 구동암(138)을 갖는 액추에이터 조립체(201)와 탄성 볼록 부재(182')를 갖는 제2 스테이지 조립체(180)를 포함한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 제2 스테이지 조립체(180)는 구동암 핀(154)을 통해 구동암(138)에 제거가능하게 부착될 수 있다. 도시된 바와 같이, 액추에이터 조립체(201)는 제1 탄성부재(126') 및 제2 탄성부재(128')의 8세트를 갖는 기계식 웹(118')을 가지며, 각각의 탄성부재는 구동암(138)에 연결되고, 이는 암 체결구(136)(이 경우에 양호하게 강철의 나사식 체결구)에 의해 적절하게 달성될 수 있다. 제2 스테이지(200)를 갖는 액추에이터 장치가 활성화되면, 구동암(138)이 내향으로 이동하며, 따라서 탄성 볼록 부재(182')의 중심점을 외향으로 이동시킨다. 탄성 볼록 부재(182') 둘레에 다수의 구동암(138)이 분포되면 탄성 볼록 부재(182')의 주변에 더 균일하게 힘을 분배하는데 도움을 주고, 이것이 탄성 볼록 부재(182')의 형상 변형에 저항하는데 도움을 주기 때문에 탄성 볼록 부재(182')의 중심에 더 큰 힘이 요구될 때 바람직할 수 있다.
도 9는 대략 45도의 각도 β로 연장하는 4개의 구동암(138)을 가지는, 제2 스테이지(300)를 갖는 액추에이터 장치의 실시예를 도시한다. 제2 스테이지 조립체(170')는 편리하게는 카본 파이버 또는 스프링강이 될 수 있는 재료의 단일편으로 형성되고, 따라서 제2 스테이지 부착면(178')이 제2 스테이지 조립체(170')에 일체로 형성되어 제2 구동암 단부(142')에 작동가능하게 연결된다.
제1 구동암 단부(140')는 기계식 웹(118')에 부착되는 경우에 구부러진다. 각각의 구동암(138')에 대해서, 축 a는 제1 구동암 단부(140') 및 제2 구동암 단부(142')를 통과하고, 실질적으로 도시된 바와 같이 구동암(138')의 중심을 지나 연장한다. 각각의 제1 구동암 단부(140')는 중심축 b와 각각의 암 축 a 사이의 각도 β가 대략 45도가 되도록 구부러진다. 제2 스테이지 조립체(170')가 보정기(116)에 근접하는 경우, 각도 β는 편리하게 0도(이 경우에 구동암(138')이 실질적으로 중심축 b와 평행하다) 내지 90도(이 경우에 구동암(138')은 중심축 b에 대해 거의 수직이다)의 범위에 있을 수 있다. 이러한 방법으로, 각도 β와 대응하는 각도 α(이는 암 축 a와 탄성 스트립(172') 사이에서 연장한다)를 변화시킴으로써, 제2 스테이지(300)를 갖는 액추에이터 장치에 의해 적용된 스트로크 길이 및 힘을 변화시킬 수 있다. 각도 β가 0이거나 또는 최소 45도와 최대 90도 사이에 있으면 보통의 응용예에 대해 편리한 것임을 알게 되었지만, 0도와 90도 사이의 어떠한 각도라도 사용할 수 있다. 각각 그러한 실시예에서, 제2 스테이지 부착면(178')은 실질적으로 액추에이터 조립체(101)의 활성화시에 외향으로 이동하고, 실질적으로 비활성화시에 내향으로 이동한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 또한 반대방향으로 작동되도록 구성될 수 있다. 도 10은 대략 180도의 각도 β로 연장하는 4개의 구동암(138)을 가지는, 제2 스테이지(400)를 구비한 액추에이터 장치의 실시예를 도시한다. 제2 스테이지 조립체(150')는 탄성 스트립(152')(이는 편리하게는 스프링강, 카본 파이버 및 상술한 바와 같은 다른 재료로 형성될 수 있다)과, 제거가능하게 부착되는 제2 스테이지 부착면(158')(이는 또한 강철, 알루미늄, 카본 파이버, 및 상술한 다른 재료와 같은 재료로 될 수 있다)으로 형성되어 있다.
전술한 바와 같이, 각각의 구동암(138)에 대해서, 축 a는 제1 구동암 단부(140) 및 제2 구동암 단부(142)를 통과하고, 실질적으로 도시된 바와 같이 구동암(138)의 중심을 지나 연장한다. 이 실시예에 도시된 바와 같이, 제1 구동암 단부(140)는 중심축 b와 각각의 암 축 a 사이의 각도 β가 대략 180도가 되도록 실질적으로 정사각형이다. 그러한 실시예에서, 제2 스테이지 조립체(150')는 보정기(116)와 반대방향으로 연장한다. 실질적으로 액추에이터 조립체(101)의 활성화시에, 기계식 웹(118")의 제1 탄성부재(126") 및 제2 탄성부재(128") 각각은 휘어지며, 따라서 균일하게 이격된 4개의 구동암(138) 각각의 제2 구동암 단부(142)를 서로에 대해 그리고 중심축 b로부터 멀리 이동시킬 것이다. 다음에 이러한 운동은 제2 스테이지 부착면(158')을 보정기(116)를 향하여 다시 이동시킨다. 실질적으로 액추에이터 조립체(101)의 비활성화시에, 제1 순응성부재(126") 및 제2 순응성부재(128")는 그들 본래의 위치로 돌아가며 따라서 제2 스테이지 부착면(158')을 그 본래의 위치로 복귀시킬 것이다.
도시되지 않았지만, 90도보다 약간 크고 180도보다 약간 작은 각도 β가 다르게 구부러진 제1 구동암 단부(140')를 갖는 구동암(138')(도 9에 도시됨)의 다른 실시예를 이용함으로써 달성될 수 있다는 것은 아주 명백하다. 그러한 실시예에서, 최소 91도와 최대 135도 사이의 각도 β가, 180도의 각도 β에서와 같이 보통의 응용예에 적절하다는 것을 알게 되었다.
상호교환가능한 부품으로 형성된 본 발명의 실시예의 융통성은 지금까지 설명한 실시예에서 명백하다. 제2 스테이지(100, 200, 300, 400)를 갖는 액추에이터 장치들 각각은 액추에이터 조립체(101) 또는 액추에이터 조립체(101')를 사용할 수 있다. 기계식 웹 조립체(118)(3개의 구동암을 수용하도록 구성됨)와, 기계식 웹 조립체(118')(8개의 구동암을 수용하도록 구성됨)와, 기계식 웹 조립체(118")(4개의 구동암을 수용하도록 구성됨)를 변화시킴으로써 동일한 액추에이터 조립체(101 또는 101')가 다른 개수의 구동암을 갖는 액추에이터 장치와 함께 재사용될 수 있다. 유사하게, 구동암(138)은 다른 개수의 암을 갖는 실시예와, 단순하게 각도 β를 적절한 방위로 부착함으로써 0도 또는 180도의 각도 β를 갖는 실시예에서 재사용될 수도 있다. 다른 각도 β가 요구되는 경우, 구부러진 제1 구동암 단부(140')를 갖는 구동암(138')으로 대체될 수 있다. 다음에 제2 스테이지 조립체(150, 170, 180)의 다른 실시예가 부착될 수 있다. 이러한 방법으로, 광범위한 수의 액추에이터 장치가 공통의 부품 세트로부터 제작될 수 있다.
제2 스테이지 조립체(170')가 보정기(116)에 근접하는 경우, 각도 β는 편리하게 0도(이 경우에 구동암(138')이 실질적으로 중심축 b와 평행하다) 내지 90도(이 경우에 구동암(138')은 중심축 b에 대해 거의 수직이다)의 범위에 있을 수 있다. 이러한 방법으로, 각도 β와 대응하는 각도 α(이는 암축 a와 탄성 스트립(172') 사이에서 연장한다)를 변화시킴으로써, 제2 스테이지(300)를 갖는 액추에이터 장치에 의해 적용된 스트로크 길이 및 힘을 변화시킬 수 있다. 각도 β가 0이거나 또는 최소 45도와 최대 90도 사이에 있으면 보통의 응용예에 대해 편리한 것임을 알게 되었지만, 0도와 최대 90도보다 약간 작은 각도 사이의 어떠한 각도라도 사용할 수 있다. 각각 그러한 실시예에서, 제2 스테이지 부착면(178')은 실질적으로 액추에이터 조립체(101)의 활성화시에 외향으로 이동하고, 실질적으로 비활성화시에 내향으로 이동한다.
통합된 참고자료에 더 설명된 바와 같이, 액추에이터가 고속도로 작동될 때, 모멘트 및 공명 효과는 과다한 암 운동을 초래할 수 있으므로 결국 액추에이터 장치에 손상을 준다. 도 11은 실질적으로 과다한 암 운동의 위험 및 그에 따른 부수적 결과가 없이 고속도로 작동되도록 구성되어 있는, 제2 스테이지(500)를 갖는 액추에이터 장치의 실시예를 도시한다. 액추에이터 장치(101")는 보정기(116")를 제외하면 전술한 액추에이터 장치(101)와 실질적으로 유사하다. 보정기(116")는 구동암(138") 마다 하나의 완충기(190)를 수용하도록 구성되어 있다. 구동암(138")은 유사하게 완충기(190)가 보정기(116")에 연결되기 전에 구동암(138")을 통과하도록 구성되어 있다.
완충기(190)의 구조는 도 12에 추가로 상세히 도시되어 있다. 편리하게 강철 또는 스테인레스강 기계 스크류가 될 수 있는 완충기 체결구(192)는 구동암(138")을 통과하여 보정기(116")의 나사구멍(도시되지 않음) 내에 수용된다. 고무와 같은 유연성 재료로 형성되고, 편리하게는 적절한 사이즈의 O링 또는 와셔가 될 수 있는 제1 유연성 정지부(194)는 구동암(138")과 완충기 체결구(192)의 헤드 사이에서 완충기 체결구(192)상에 배치된다. 역시 고무와 같은 유연성 재료로 형성되고, 적절한 사이즈의 O링 또는 와셔가 될 수 있는 제2 유연성 정지부는 구동암의 다른 측면에서 완충기 체결구(192)상에 배치된다. 작동 중에는 완충기(190)를 고정시키기 위해 3개의 너트(198)가 사용된다. 최하부 너트(198)는 보정기(116")에 조여질 수 있고 작동 중에 완충기 체결구(192)의 헐거움에 저항하는 작용을 한다. 2개의 상부 너트(198)는 서로에 대해 조여지고 예정된 장소에서 제2 유연성 정지부(196)를 지지하는 작용을 한다. 그 장소는 구동암(138")이 최대로 계획된 작동 한계까지 이동할 수 있도록 선택될 수 있고, 상기 작동 한계의 지점에서 구동암이 제2 유연성 정지부(196)에 접촉할 것이며, 제2 유연성 정지부(너트(198)에 의해 지지됨)는 액추에이터 장치(101")가 고속도로 작동될 때 위험하거나 불필요한 과다연장에 저항할 것이다. 유사하게, 제1 유연성 정지부(194)는 반대방향에서 과다연장에 대해 저항한다. 2개의 상부 너트(198)를 서로에 대해 단단히 조임으로써, 제2 유연성 정지부(196)가 제위치에 고정될 수 있고, 고속 작동 중에 유연성 정지부(196)의 운동 또는 "크리핑(creeping)"이 방지된다. 제1 유연성 정지부(194) 및 제2 유연성 정지부(196)에 대해 고무와 같은 유연성 재료를 이용하는 것은 그러한 재료가 구동암(138")의 충격을 완충하고 링잉(ringing)에 저항하기 때문에 바람직하다. 이러한 방법으로, 제2 스테이지(500)를 갖는 액추에이터 장치는 예를 들어 기계식 웹(118")이 그 항복점을 초과함으로써 파괴될 수 있는 구동암(138")의 과다연장을 초래할 우려가 없이 고속도로 작동될 수 있다. 나사식 완충기 체결구(192)에 2개의 너트(198)를 사용하면 제2 유연성 정지부(196)의 위치가 조정될 수 있어서 다른 스트로크 길이를 갖는 액추에이터 조립체에 동일한 완충기(190)를 사용할 수 있기 때문에 바람직하다. 그러나 상기 설명에 비추어 통상의 기술자에게는, 완충기 체결구(192)에 대해 나사식 로드(도시되지 않음) 또는 비나사식(non-threaded) 포스트를 이용하는 것, 완충기 체결구(192)를 보정기(116")에 용접하는 것, 및 제2 유연성 정지부(196)를 배치하기 위한 다른 기계적 수단을 이용하는 것을 제한없이 포함하여, 완충기(190)에 대해 다른 편리한 디자인을 이용할 수 있음을 이해할 것이다. 또한 유연성 패드(도시되지 않음)가 제2 유연성 정지부(196)를 대신하여 각각의 구동암(138") 바로 아래에 부착될 수 있으며 한편 또한 적절하게 배치된 유연성 패드(도시되지 않음)를 가지면서 구동암(138")의 외측 둘레에 배치된 링(도시되지 않음)이 제1 유연성 정지부(194)를 대신할 수 있도록 보정기(116")의 치수를 정할 수 있다.
도 11을 참고하면, 완충기(190)가 이용될 때, 제2 유연성 정지부(196)의 위치설정시에 조정기능의 범위를 여전히 유지하면서 너트(198)와 제2 유연성 정지부(196) 사이에 간격을 허용하기 위해 구동암(138")과 보정기(116") 사이에 간격을 증가시키는 것이 바람직할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 구동암(138")(도시되지 않음)을 상승시키도록 구성된 기계식 웹을 이용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 실용될 수 있지만, 그러한 디자인은 다른 간격을 수용하기 위해 그러한 기계식 웹의 다양한 형태를 제조하는 것을 요구한다. 더 큰 융통성과 더 작은 총제작비는 구동암 연장 블록(141)을 이용함으로써 달성될 수 있다. 구동암 연장 블록(141)은 강철, 스테인레스강, 알루미늄 또는 어떤 다른 적절한 강성 재료로 형성되어 스페이서로서 작용할 수 있다. 그때 더 긴 암 체결구(136')가 구동암 연장 블록(141)에 뚫린 구멍(도시되지 않음)을 통해 구동암(138")을 기계식 웹(118")에 고정시키는데 사용될 수 있다. 그들의 간편함 때문에, 따라서 동일한 기계식 웹(118") 및 구동암(138")으로 조립되도록 각각 구성된, 구동암 연장 블록(141)들의 다양한 사이즈를 제공하는 것이 편리할 수 있다.
도 13은 구동암(138")이 보정기(116)로부터 멀리 연장되어 있는 실시예에서 사용되도록 구성된 완충기(190')의 대안 실시예를 도시한다. 그러한 실시예에서, 편리하게는 요크 또는 원통형 외부 케이싱이 될 수 있는 외부 프레임(199)이 구동암(138")의 예정된 스트로크 길이를 위한 충분한 공간에 더하여 완충기(190')의 구성요소를 위한 추가의 공간을 남기면서 구동암(138")을 둘러싸고 있다. 그러한 실시예에서, 완충기(190')는 전술한 바와 같은 완충기(190)와 실질적으로 유사한 방법으로 작동한다. 편리하게는 강철 또는 스테인레스강 기계 스크류가 될 수 있는 완충기 체결구(192')는 외부 프레임(199)과 구동암(138")의 구멍들(도시되지 않음)을 관통한다. 제1 너트(198)가 외부 프레임(199)에 대해 단단히 조여짐으로써 완충기 체결구(192')를 고정시킨다. 다음에 2개의 보조 너트(198)가 제1 유연성 정지부(194)를 위치결정하는 작용을 한다. 한번 더, 너트(198)들을 다 함께 조임으로써 작동 중에 크리핑을 방지하게 된다. 유사하게, 함께 조여진 최하부의 두 너트(198)는 제2 유연성 정지부(196)를 안전하게 위치결정하는 작용을 한다. 이러한 방법으로, 액추에이터 조립체(600)는 과다연장으로 인한 손상의 위험을 크게 감소시키면서 고속도로 또는 공명 부근에서 작동될 수 있다. 제2 스테이지 조립체가 도 13에 도시되지 않았지만, 제2 스테이지 조립체(150)를 제한없이 포함하여 전술한 제2 스테이지 조립체들 중 어느 것이라도 사용될 수 있다.
다시 도 1, 도 9 및 도 10을 참고하면, 제2 스테이지 장착면(158, 158', 178')의 위치, 및 구동암(138, 138')과 탄성 스트립(152, 152', 172') 사이의 각도는 중심 축 b와 구동암(138, 138') 사이의 각도 β와 탄성 스트립(152, 152', 172')의 길이로 표시될 것임을 주목해야 할 것이다. 각도 α는 90도보다 약간 크고 180도보다 약간 작은 범위로 연장하는 것이 편리할 수 있지만, 120도 내지 160도의 각도가 많은 응용예에서 사용될 수 있다. 각도 α가 작을수록 제2 스테이지 장착면(158, 158', 178')의 이동도가 더 커진다는 것에 주목해야 한다. 동시에, 각도 α가 클수록 이동도는 작을지라도 가해진 힘이 더 커진다. 따라서, 제2 스테이지 장착면(158, 158', 178')에 가해진 최대 작동 거리 및 힘은 구동암(138, 138')의 스트로크 길이와 각도 α 및 β에 의존한다는 것을 이해해야 한다. 구동암(138, 138')의 스트로크 길이를 조정하는 방법은 통합된 참고자료에 설명되어 있다. 각도 α 및 β의 조정은 탄성 스트립(152, 152', 172')의 길이들을 조정함으로써 그리고 구동암(138")의 각도들을 조정함으로써 달성될 수 있다. 사이즈가 변하는 구동암 장착 블록(141)(도 11에 도시)은 제2 스테이지 장착면(158, 158', 178')의 최종 위치를 재배치함이 없이 탄성 스트립(152, 152', 172')의 길이들을 조정하기 위한 추가의 수단을 제공한다.
상기 설명으로부터 이해할 수 있듯이, 본 발명에 따라 제2 스테이지 조립체(100, 200, 300, 400, 500, 700)를 갖는 스마트 재료 구동식 액추에이터 장치는 중심축 b를 따라 힘을 가할 수 있는 효율적이고 융통성 있는 액추에이터를 제공한다. 스마트 재료 디바이스의 사용과 완충기의 가능한 사용은 비록 공명 주파수에서도 고속도로 신뢰성 있게 작동될 수 있는 신뢰할 수 있고 효율적인 액추에이터 장치를 제공한다. 다른 실시예에서 공통 부품들 및 조립체들의 재사용은 비교적 작은 수의 공통 구성요소로부터 다양한 형태의 조립체를 가능하게 하고, 따라서 과다한 제작비를 들이지 않고 융통성을 최대로 할 수 있다. 요약하면 상기 설명에 비추어, 본 발명의 개요는 스마트 재료 디바이스(102), 보정기(116), 가동 지지부재(120), 적어도 3개의 기계식 웹(여기서 기계식 웹(118)은 제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 세트를 포함한다), 적어도 3개의 구동암(138, 138', 138", 138"'), 및 제2 스테이지 조립체(150, 170, 180)를 포함하는 액추에이터 장치라고 말할 수 있다. 기계식 웹(118, 118', 118")은 보정기(116, 116')에 부착된 제1 탄성부재(126, 126', 126")와, 가동 지지부재(120)에 부착된 제2 탄성부재(128, 128', 128")를 포함한다. 가동 지지부재(120)는 상기 가동 지지부재(120) 둘레에 (양호하게 균등하게) 이격된 (제1 탄성부재(126) 및 제2 탄성부재(128)의 세트를 포함하는) 기계식 웹(118)을 갖는 제1 장착면(121)(양호하게는 실질적으로 중심에 있는)을 포함한다. 스마트 재료 디바이스(120)는 제1 장착면(121)과 보정기(116) 사이에 고정된다. 구동암(138, 138', 138", 138"')은 하나의 상기 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부(140, 140', 140")와, 제2 스테이지 조립체(150,170, 180)에 부착된 대향한 제2 구동암 단부(142, 142', 142", 142"')를 포함한다. 제2 스테이지 조립체(150)의 양호한 실시예는 상기 제2 구동암 단부(142, 142', 142", 142"')에 부착된 제1 탄성 스트립 단부(151)와, 제2 스테이지 장착면(159)에 부착된 제2 탄성 스트립 단부(152)를 갖는 탄성 스트립(152)을 포함한다. 그 압전 성질로 인하여, 전위가 인가되면 스마트 재료 디바이스(102)가 팽창하며 따라서 가동 지지부재(120)를 보정기(116)로부터 멀리 가압하고 그리고 제1 및 제2 탄성부재(126, 128)를 휘어지게 하고, 따라서 구동암(138, 138', 138", 138"')을 이동시키고, 탄성 스트립(152)이 스마트 재료 디바이스(102)에 실질적으로 평행한 방향으로 제2 스테이지 장착면(158)을 가압하게 된다.
설명한 바와 같이, 제2 스테이지 조립체의 다른 실시예도 가능하다. 탄성 스트립(172)이 제2 스테이지 부착면(178)과 일체로 되어 있는 실시예는 실용적이며 제조비용이 저렴하다. 제2 스테이지 부착면(158)이 탄성 스트립(152)에 제거가능하게 부착되어 있는 실시예는 다른 부착면(158)이 다른 응용예로 구성될 수 있기 때문에 부가의 융통성을 제공한다. 탄성 스트립(152, 172)은 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료를 포함하여 다양한 재료로 형성될 수 있다. 유사하게, 제2 스테이지 부착면(158)은 카본 파이버, 스프링강, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 형성될 수 있다.
양호한 실시예에서, 구동암(138, 138', 138", 138"')은 각각 실질적으로 동일한 길이를 가질 것이다. 탄성부재(126, 128)의 세트들의 간격은 2개의 인접한 탄성부재(126, 128)의 거리가 실질적으로 동일하게 되도록 실질적으로 균일할 것이다. 유사하게, 구동암(138, 138', 138", 138"')은 스마트 재료 디바이스(102)에 대하여 반경방향으로 이격될 것이며, 기계식 웹(118)은 실질적으로 탄성부재(126, 128)가 휘어질 때 제2 구동암 단부(142, 142', 142")가 보정기(116, 116')의 중심에서 스마트 재료 디바이스(102)를 향하여 이동하도록 구성될 것이다.
구동암(138, 138', 138", 138"')의 각도 β는 다른 응용예에 대해 더욱 큰 적응성(adaptability)을 허용할 수 있다. 제1 장착면(121)의 중심을 통과하는 스마트 재료 디바이스(102)의 중심을 지나는 중심축 b와, 각 구동암(138, 138', 138", 138"')에 대해 구동암의 제1 구동암 단부(140, 140', 140") 및 제2 구동암의 제2 구동암 단부(142, 142', 142", 142"')를 지나가는 구동암 축 a를 고려해 본다. 구동암(138, 138', 138", 138"')이 보정기(116, 116')로부터 멀리 연장하는 어떤 양호한 실시예에서, 중심축 b와 각 구동암 축 사이의 각도 β는 180도가 되거나(이는 중심축 b와 각 구동암 축 a이 실질적으로 평행하다는 것을 의미함), 또는 최소 91도와 최대 135도가 될 것이다. 최소 130도와 180도 미만의 각도 β도 가능하다.
구동암(138, 138', 138", 138"')이 보정기(116, 116')를 향하여 연장하는 다른 양호한 실시예에서, 0도(다시 중심축 b와 각 구동암 축 a이 실질적으로 평행하다는 것을 의미함)의 각도 β와, 최소 45도와 최대 90도의 각도 β가 적절하다. 50도 미만의 각도 β도 역시 많은 실시예에서 편리하다.
구동암(138, 138', 138", 138"')이 기계식 웹(118, 118', 118")에 일체로 되어 있는 실시예가 가능하며 액추에이터 구성체의 제한된 수로 대량 생산을 요구하는 경우에 양호하게 될 수 있지만, 구동암(138, 138', 138", 138"')이 기계식 웹(118, 118', 118")에 제거가능하게 부착되는 실시예는 적어도 하나의 구동암(138, 138', 138", 138"')과는 다른 재료로 형성된 적어도 하나의 기계식 웹(제1 및 제2 탄성부재(126, 128)를 포함한다)을 가지도록 허용하는 것을 포함하여, 어떤 장점들을 가질 수 있다. 이것은 통합된 참고자료에 설명된 바와 같이, 공명 주파수를 튜닝하는데 도움을 줄 수 있는, 다른 질량 및 길이를 갖는 구동암(138, 138', 138", 138"')을 사용할 수 있게 허용한다.
반복적인 고속 작동이 보정기(116')에 부착되며 적어도 하나의 구동암(138")에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기(190)를 추가하는 가능성이 있는 경우, 상기 완충기(190)는 적어도 하나의 상기 구동암(138")과 상기 보정기(116') 사이에 유연성 정지부(196)를 포함한다. 대안으로서, 외부 프레임(199)에 고정 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암(138")에 이동가능하게 부착된 완충기(190')도 역시 작동할 것이다. 어느 경우에도, 구동암(138")과 외부 프레임(199) 사이에 또는 보정기(116, 116')에 인접하게 유연성 정지부(196)를 포함하는 완충기(190, 190')는 고속 작동 중에 기계식 웹(118, 118', 118")의 과다연장을 방지하는 작용을 할 수 있다.
대안으로서, 제2 구동암 단부(142, 142', 142")에 부착된 탄성 볼록 부재(182)를 포함하는 제2 스테이지 조립체(180)도 역시 사용될 수 있다. 그러한 실시예에서, 전위가 인가되면 스마트 재료 디바이스(102)가 팽창하고, 이에 따라 가동 지지부재(120)를 상기 보정기(116, 116')로부터 멀리 가압하며, 제1 및 제2 탄성부재(126, 128)의 세트가 휘어지고, 이에 따라 구동암(138, 138', 138", 138"')을 이동시키며, 탄성 볼록 부재(182)의 중심점을 실질적으로 스마트 재료 디바이스(102)에 평행한 방향으로 이동시킨다. 전술한 제2 스테이지 조립체의 다른 실시예에서와 같이, 탄성 볼록 부재(182)는 제2 구동암 단부에 제거가능하게 부착될 수 있고, 이에 따라 교체 및 상호교환성을 가능하게 한다. 탄성 볼록 부재(182)는 편리하게 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어지는 그룹에서 선택된 재료로 형성될 수 있고, 편리하게는 실질적으로 반구형으로 형성될 수 있다. 그러한 실시예에서, 보정기(116')에 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암 (138")에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기(190)가 또한 사용될 수 있으며, 여기서 완충기는 구동암(138")과 보정기 사이에 유연성 정지부(196)를 포함하며 기계식 웹(118")의 과다연장에 저항하는 탄성 패드로서 작용한다.
도 14를 참고하면, 본 발명의 액추에이터 장치의 추가 실시예가 도시되어 있다. 내향한 제2 스테이지(700)를 갖는 액추에이터 조립체는 도 1에 도시된 제2 스테이지(100)를 갖는 액추에이터 장치와 실질적으로 유사하다. 주요한 차이는, 일체형 장착면(178)을 갖는 제2 스테이지 조립체(170)가 부착식 장착면(158)를 갖는 제2 스테이지 조립체(150) 대신에 사용되고 그리고 제2 스테이지 조립체(170)가 내향 방향으로 장착되어 있다는 점이다. 어떤 실시예에서, 제2 스테이지 조립체(170)를 내향 방향으로 장착하는 것은 제2 스테이지 조립체(170)를 위한 충분한 공간을 가질 수 있도록 구동암(138")이 더 길어야 할 것을 요구한다. 추가로, 제2 구동암 단부(142"')는 내향 각도에서 탄성 스트립(172)을 수용하도록 구성되고, 그 결과 90도보다 작은 각도 α를 초래한다. 이러한 실시예의 관련된 특징은, 실질적으로 활성화시에 제2 스테이지 부착면(178)이 보정기(116)를 향하여 이동한다는 것이다. 그 결과, 내향한 제2 스테이지(700)를 갖는 액추에이터 조립체는 제2 스테이지(100)를 갖는 액추에이터 장치 조립체와 반대방향으로 작동한다. 따라서 적절한 구동암(138, 138', 138", 138"')을 가짐에 따라 어떻게 제2 스테이지 조립체(150, 170, 180)가 보정기(116, 116')를 향하여 작동되도록 또는 보정기(116, 116')로부터 멀리 작동되도록 본 발명의 액추에이터 장치가 구성될 수 있는지 알 수 있으며, 따라서 또 다른 응용예에서 사용할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 변화 및 실시예는 청구한 바와 같은 본 발명의 범위 내에서 본 명세서에 비추어 통상의 기술자에게 명백하게 나타날 것이다. 상기 설명은 본 발명이 여기에 설명된 양호한 실시예들로 제한하는 것으로 포함할 의도는 전혀 가지고 있지 않다.
102 스마트 재료 디바이스 116 보정기
118 기계식 웹 120 가동 지지부재
126 제1 탄성부재 128 제2 탄성부재
138 구동암 140 제1 구동암 단부
142 제2 구동암 단부 150 제2 스테이지 조립체
152 탄성 스트립

Claims (19)

  1. 스마트 재료 디바이스, 보정기(compensator), 가동 지지부재, 적어도 3개의 기계식 웹(web), 적어도 3개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 포함하는 액추에이터 장치로서,
    (a) 상기 기계식 웹은 상기 보정기에 부착된 제1 탄성부재, 및 상기 가동 지지부재에 부착된 제2 탄성부재를 포함하고,
    (b) 상기 가동 지지부재는 제1 장착면을 포함하고,
    (c) 상기 기계식 웹은 상기 가동 지지부재 둘레에 이격되어 있고;
    (d) 상기 스마트 재료 디바이스는 상기 제1 장착면과 상기 보정기 사이에 고정되고,
    (e) 상기 구동암은 하나의 상기 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부, 및 상기 제2 스테이지 조립체에 부착된 대향한 제2 구동암 단부를 포함하고;
    (f) 상기 제2 스테이지 조립체는 상기 제2 구동암 단부에 부착된 제1 탄성 스트립 단부, 및 제2 스테이지 부착면에 부착된 제2 탄성 스트립 단부를 갖는 탄성 스트립을 포함하고,
    전위(electrical potential)가 인가되면 상기 스마트 재료 디바이스가 팽창하게 되고, 이로써 상기 가동 지지부재를 상기 보정기로부터 멀리 가압하며 상기 제1 및 제2 탄성부재를 휘어지게 하고, 따라서 상기 구동암을 이동시키며, 상기 탄성 스트립이 상기 제2 스테이지 부착면을 상기 스마트 재료 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 가압하는, 액추에이터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 스트립은 상기 제2 스테이지 부착면과 일체로 형성되는, 액추에이터 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 스테이지 부착면은 상기 탄성 스트립에 제거가능하게 부착되는, 액추에이터 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 스트립은 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 스테이지 부착면은 카본 파이버, 스프링강, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 구동암은 각각 실질적으로 동일한 길이를 가지며, 상기 탄성부재의 상기 간격은 각각 2개의 인접한 탄성부재 사이의 거리가 실질적으로 동일하도록 실질적으로 균일하고;
    (b) 상기 구동암은 상기 스마트 재료 디바이스에 대해 반경방향으로 이격되어 있고;
    (c) 상기 기계식 웹은 실질적으로 상기 탄성부재의 굴곡시에 상기 제2 구동암 단부가 상기 스마트 재료 디바이스를 향하에 이동하도록 구성되는, 액추에이터 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 스마트 재료 디바이스의 중심을 지나는 중심축은 상기 제1 장착면의 중심을 통해 연장하고;
    (b) 각각의 구동암에 대해서, 구동암 축은 상기 구동암의 제1 구동암 단부와 상기 제2 구동암의 제2 구동암 단부를 통해 연장하고;
    (c) 상기 중심축과 상기 각 구동암 축 사이의 각도는 최소 91도와 최대 135도 사이에 있는, 액추에이터 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 스마트 재료 디바이스의 중심을 지나는 중심축은 상기 제1 장착면의 중심을 통해 연장하고;
    (b) 각각의 구동암에 대해서, 구동암 축은 상기 구동암의 제1 구동암 단부와 상기 제2 구동암의 제2 구동암 단부를 통해 연장하고;
    (c) 상기 중심축과 상기 각 구동암 축 사이의 각도는 최소 45도와 최대 90도 사이에 있는, 액추에이터 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 스마트 재료 디바이스의 중심을 지나는 중심축은 상기 제1 장착면의 중심을 통해 연장하고;
    (b) 각각의 구동암에 대해서, 구동암 축은 상기 구동암의 제1 구동암 단부와 상기 제2 구동암의 제2 구동암 단부를 통해 연장하고;
    (c) 상기 중심축과 상기 각 구동암 축 사이의 각도는 50도보다 크지 않은, 액추에이터 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    (a) 상기 스마트 재료 디바이스의 중심을 지나는 중심축은 상기 제1 장착면의 중심을 통해 연장하고;
    (b) 각각의 구동암에 대해서, 구동암 축은 상기 구동암의 제1 구동암 단부와 상기 제2 구동암의 제2 구동암 단부를 통해 연장하고;
    (c) 상기 중심축과 상기 각 구동암 축 사이의 각도는 최소 130도이고 180도보다 크지 않는, 액추에이터 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동암은 상기 기계식 웹에 제거가능하게 부착되고, 적어도 하나의 상기 기계식 웹은 적어도 하나의 상기 구동암과는 다른 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정기에 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기를 추가로 포함하고, 상기 완충기는 상기 구동암과 상기 보정기 사이에 유연성 정지부를 포함하는, 액추에이터 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    외부 프레임에 고정적으로 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기를 추가로 포함하고, 상기 완충기는 상기 구동암과 상기 보정기 사이에 유연성 정지부를 포함하는, 액추에이터 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    외부 프레임에 이동가능하게 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암에 고정적으로 부착된 적어도 하나의 완충기를 추가로 포함하고, 상기 완충기는 상기 보정기에 인접한 유연성 정지부를 포함하는, 액추에이터 장치.
  15. 스마트 재료 디바이스, 보정기, 가동 지지부재, 적어도 3개의 기계식 웹, 적어도 3개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 포함하는 액추에이터 장치로서,
    (a) 상기 기계식 웹은 상기 보정기에 부착된 제1 탄성부재, 및 상기 가동 지지부재에 부착된 제2 탄성부재를 포함하고,
    (b) 상기 가동 지지부재는 상기 가동 지지부재 내에서 실질적으로 중심에 위치한 제1 장착면을 포함하고,
    (c) 상기 기계식 웹은 상기 가동 지지부재 둘레에 이격되어 있고;
    (e) 상기 스마트 재료 디바이스는 상기 제1 장착면과 상기 보정기 사이에 고정되고;
    (f) 상기 구동암은 하나의 상기 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부, 및 상기 제2 스테이지 조립체에 부착된 대향한 제2 구동암 단부를 포함하고;
    (g) 상기 제2 스테이지 조립체는 상기 제2 구동암 단부에 부착된 탄성 볼록 부재를 포함하고,
    전위가 인가되면 상기 스마트 재료 디바이스가 팽창하게 되고, 이로써 상기 가동 지지부재를 상기 보정기로부터 멀리 가압하며 상기 제1 및 제2 탄성부재를 휘어지게 하고, 따라서 상기 구동암을 이동시키며, 상기 탄성 볼록 부재의 중심점을 상기 스마트 재료 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 이동하도록 하는, 액추에이터 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄성 볼록 부재는 상기 제2 구동암 단부에 제거가능하게 부착되는, 액추에이터 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄성 볼록 부재는 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄성 볼록 부재는 형상이 실질적으로 반구형인, 액추에이터 장치.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 보정기에 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기를 추가로 포함하고, 상기 완충기는 상기 구동암과 상기 보정기 사이에 유연성 정지부를 포함하는, 액추에이터 장치.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8879775B2 (en) 2010-02-17 2014-11-04 Viking At, Llc Smart material actuator capable of operating in three dimensions
KR20130132527A (ko) 2010-12-09 2013-12-04 바이킹 에이티 엘엘씨 제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터
US8937424B2 (en) * 2012-06-15 2015-01-20 The Boeing Company Strain amplification structure and synthetic jet actuator
WO2014074828A1 (en) * 2012-11-08 2014-05-15 Viking At, Llc Compressor having a graphite piston in a glass cylinder
US9590164B2 (en) * 2013-05-03 2017-03-07 Parker-Hannifin Corporation Encapsulated piezoelectric valve
US10276776B2 (en) 2013-12-24 2019-04-30 Viking At, Llc Mechanically amplified smart material actuator utilizing layered web assembly
WO2015113346A1 (zh) * 2014-01-28 2015-08-06 浙江大学 柔性智能动力结构
US10156295B2 (en) * 2014-02-24 2018-12-18 Fujikin Incorporated Piezoelectric linear actuator, piezoelectrically driven valve, and flow rate control device
DE102014009025B4 (de) * 2014-06-24 2016-02-18 Airbus Ds Gmbh Biegerahmen zur Velängerung des Stellwegs eines Aktors für ein mechanisch betätigtes Bauteil
JP6358892B2 (ja) * 2014-07-28 2018-07-18 有限会社メカノトランスフォーマ 圧電アクチュエータ
CN104467521B (zh) * 2014-12-11 2017-05-24 南京航空航天大学 一种双振子驻波超声电机及其激励方法
KR102009242B1 (ko) * 2015-08-21 2019-08-09 가부시키가이샤 후지킨 압전식 리니어 액츄에이터, 압전 구동 밸브 및 유량 제어 장치
CN110870194B (zh) * 2017-07-07 2023-09-22 有限会社机械变压器 位移放大机构、研磨装置、促动器、分配器及气阀
US10980170B2 (en) 2017-12-01 2021-04-20 Deere & Company Piezo actuated nozzle control valve
JP7045738B1 (ja) * 2021-03-23 2022-04-01 株式会社リンテック 常時閉型流量制御バルブ

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1922196A (en) 1932-03-17 1933-08-15 Nordberg Manufacturing Co Pump
US4442372A (en) 1982-11-22 1984-04-10 Walton Energy Systems Co. Piezo electric apparatus for generating electricity
JPS6081568A (ja) * 1983-10-11 1985-05-09 Nec Corp 機械的増幅機構
JPH0410704Y2 (ko) * 1987-04-20 1992-03-17
US5096388A (en) 1990-03-22 1992-03-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Microfabricated pump
JP2926947B2 (ja) * 1990-09-20 1999-07-28 富士通株式会社 圧電アクチュエータとそれを用いた光スイッチ装置
WO1996014687A1 (fr) 1994-11-07 1996-05-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Actionneur piezoelectrique et detecteur pyroelectrique a infrarouge comprenant un tel actionneur
JPH09205781A (ja) 1995-02-01 1997-08-05 Seiko Epson Corp 圧電体発電装置及びこれを備えた携帯型電力供給装置、携帯型電子機器
US6359370B1 (en) * 1995-02-28 2002-03-19 New Jersey Institute Of Technology Piezoelectric multiple degree of freedom actuator
JP3525313B2 (ja) * 1995-06-30 2004-05-10 太平洋セメント株式会社 レバー変位拡大機構付位置決め装置
US6213739B1 (en) 1997-01-17 2001-04-10 Niagara Pump Corporation Linear peristaltic pump
DE19928179B4 (de) * 1999-06-19 2008-07-31 Robert Bosch Gmbh Piezoaktor
JP2001022865A (ja) 1999-07-06 2001-01-26 Canon Inc 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及び記憶媒体
US6836056B2 (en) 2000-02-04 2004-12-28 Viking Technologies, L.C. Linear motor having piezo actuators
US6548938B2 (en) 2000-04-18 2003-04-15 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator
US6717332B2 (en) 2000-04-18 2004-04-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a support structure and actuator
RU2264678C2 (ru) 2000-04-27 2005-11-20 Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления
JP2004532743A (ja) 2000-10-25 2004-10-28 ワシントン ステート ユニバーシティ リサーチ ファウンデーション 圧電マイクロトランスデューサ、その使用法および製造法
US6435840B1 (en) 2000-12-21 2002-08-20 Eastman Kodak Company Electrostrictive micro-pump
US6879087B2 (en) 2002-02-06 2005-04-12 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
US6759790B1 (en) 2001-01-29 2004-07-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
JP2005522162A (ja) 2002-03-18 2005-07-21 エスアールアイ インターナショナル 流体を移動させる電気活性ポリマーデバイス
US7040349B2 (en) 2002-03-27 2006-05-09 Viking Technologies, L.C. Piezo-electric actuated multi-valve manifold
JP4758098B2 (ja) 2002-06-21 2011-08-24 バイキング テクノロジィーズ エル．シー． 単体圧電モータ
AU2003256393A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-23 Viking Technologies, L.C. Temperature compensating insert for a mechanically leveraged smart material actuator
DE20210502U1 (de) 2002-07-06 2003-11-20 B. Braun Melsungen Ag, 34212 Melsungen Peristaltische Schlauchpumpe
JP2004048955A (ja) * 2002-07-15 2004-02-12 Denshi Seiki:Kk 直動型変位拡大機構及びその作製方法
DE10238600A1 (de) 2002-08-22 2004-03-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Peristaltische Mikropumpe
US6979933B2 (en) 2002-09-05 2005-12-27 Viking Technologies, L.C. Apparatus and method for charging and discharging a capacitor
US7190102B2 (en) 2002-09-05 2007-03-13 Viking Technologies, L.C. Apparatus and method for charging and discharging a capacitor to a predetermined setpoint
US7163385B2 (en) 2002-11-21 2007-01-16 California Institute Of Technology Hydroimpedance pump
JP4113425B2 (ja) * 2002-12-16 2008-07-09 株式会社フジキン 圧電素子駆動式金属ダイヤフラム型制御弁
US7368856B2 (en) 2003-04-04 2008-05-06 Parker-Hannifin Corporation Apparatus and process for optimizing work from a smart material actuator product
US7036769B2 (en) * 2003-05-14 2006-05-02 The Regents Of The University Of California Microstructures using carbon fiber composite honeycomb beams
WO2004114520A2 (en) 2003-06-25 2004-12-29 Technion Research & Development Foundation Ltd. Motion imparting device
EP1644639B1 (en) 2003-06-30 2009-02-11 Nxp B.V. Device for generating sound by means of a medium stream generated
BRPI0416808A (pt) 2003-11-20 2007-01-09 Viking Technologies Lc termo-compensação integral para atuador eletro-mecánico
JP2005185085A (ja) 2003-11-27 2005-07-07 Olympus Corp 超音波アクチュエータ駆動装置及び超音波アクチュエータ駆動方法
US7524298B2 (en) 2004-05-25 2009-04-28 California Institute Of Technology Device and method for treating hydrocephalus
JP4552606B2 (ja) 2004-11-10 2010-09-29 パナソニック株式会社 圧電アクチュエータおよびこれを用いた光線掃引装置
US7258533B2 (en) 2004-12-30 2007-08-21 Adaptivenergy, Llc Method and apparatus for scavenging energy during pump operation
US7353747B2 (en) 2005-07-28 2008-04-08 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Electroactive polymer-based pump
US7462976B2 (en) * 2006-01-03 2008-12-09 Parker-Hannifin Corporation Smart material actuator
DE102006010828B3 (de) * 2006-03-07 2007-05-03 Tyco Electronics Amp Gmbh Elektrisches Schaltelement, insbesondere Relais, mit Schwenkhebel-Schaltmechanik
DE502006005777D1 (de) 2006-03-14 2010-02-11 Roche Diagnostics Gmbh Peristaltische Mikropumpe mit Volumenstromsensor
US7667375B2 (en) 2006-04-06 2010-02-23 Lockheed Martin Corporation Broad band energy harvesting system and related methods
US7687977B2 (en) 2006-04-10 2010-03-30 Honeywell International Inc. Micromachined, piezoelectric vibration-induced energy harvesting device and its fabrication
JP5190606B2 (ja) * 2006-07-20 2013-04-24 埼玉県 センサー機能付アクチュエータ装置および粘弾性測定装置
US7414351B2 (en) 2006-10-02 2008-08-19 Robert Bosch Gmbh Energy harvesting device manufactured by print forming processes
JP2008099399A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Mechano Transformer Corp 圧電アクチュエータおよび与圧方法
US7436104B2 (en) 2006-10-20 2008-10-14 The Boeing Company Non-linear piezoelectric mechanical-to-electrical generator system and method
US7492076B2 (en) * 2006-12-29 2009-02-17 Artificial Muscle, Inc. Electroactive polymer transducers biased for increased output
JP5184839B2 (ja) * 2007-08-01 2013-04-17 株式会社東芝 圧電モータおよびカメラ装置
US7560856B2 (en) 2007-12-03 2009-07-14 Schlumberger Technology Corporation Harvesting energy from flowing fluid
US8217523B2 (en) 2007-12-07 2012-07-10 Veryst Engineering Llc Apparatus for in vivo energy harvesting
JP5340633B2 (ja) * 2008-05-02 2013-11-13 有限会社メカノトランスフォーマ 変位拡大機構型磁歪アクチュエータ
US8382460B2 (en) 2008-10-31 2013-02-26 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Peristaltic pump with constrictions at fixed locations
EP2452376A4 (en) 2009-07-10 2014-04-23 Viking At Llc ACTUATOR WITH INTELLIGENT MATERIAL AND MOUNTABLE ARM AND ENERGY EFFORT DEVICE THEREWITH
JP2012533274A (ja) 2009-07-10 2012-12-20 ヴァイキング エーティー，エルエルシー 小型スマート材料アクチュエータ及びエネルギー獲得装置
WO2011029081A2 (en) 2009-09-04 2011-03-10 Viking At, Llc Smart material actuator adapted for resonant operation
US8879775B2 (en) 2010-02-17 2014-11-04 Viking At, Llc Smart material actuator capable of operating in three dimensions
KR20130132527A (ko) 2010-12-09 2013-12-04 바이킹 에이티 엘엘씨 제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터

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