KR20130132528A - 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터 - Google Patents

제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터 Download PDF

Info

Publication number
KR20130132528A
KR20130132528A KR1020137017827A KR20137017827A KR20130132528A KR 20130132528 A KR20130132528 A KR 20130132528A KR 1020137017827 A KR1020137017827 A KR 1020137017827A KR 20137017827 A KR20137017827 A KR 20137017827A KR 20130132528 A KR20130132528 A KR 20130132528A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drive arm
compensator
attached
stage
smart material
Prior art date
Application number
KR1020137017827A
Other languages
English (en)
Inventor
제프리 비. 몰러
Original Assignee
바이킹 에이티 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바이킹 에이티 엘엘씨 filed Critical 바이킹 에이티 엘엘씨
Publication of KR20130132528A publication Critical patent/KR20130132528A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details
    • H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Landscapes

  • Actuator (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

스마트 재료 액추에이터 장치는 스마트 재료 디바이스, 보정기, 가동 지지부재, 2개의 기계식 웹, 2개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 갖는다. 전위가 인가되면 스마트 재료 디바이스가 팽창하게 되고, 이로써 구동암을 이동시킨다. 그 이동으로 인하여 탄성 스트립이 제2 스테이지 부착면을 스마트 재료 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 가압한다. 고속 작동이 필요한 경우에 선택사양의 완충기 조립체가 추가될 수 있고, 고속 구동식 에어 밸브와 같은 구동식 밸브가 필요한 경우에 선택사양의 밸브 조립체가 추가될 수 있다.

Description

제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터{HIGH SPEED SMART MATERIAL ACTUATOR WITH SECOND STAGE}
본 출원은 2010년 12월 9일자 출원된 가출원 제61/421,504호의 우선권을 주장하며, 상기 가출원은 그 전체가 본원에 통합되어 있다.
본 발명은 고속도로 작동하도록 구성되어 있으며 그리고 구동암(actuating arms)의 내향 또는 외향 운동을 제2 스테이지 센터피스(centerpiece)의 선형 운동으로 변환하도록 구성된 제2 스테이지 조립체를 통합하고 있는 스마트 재료 디바이스에 관한 것이다.
어떠한 스마트 재료 디바이스는 당해 기술에 공지되어 있다. 그러나 그러한 액추에이터는 필요로 하는 공명 주파수 및 리바운드(rebound) 효과보다 작다는 이유 때문에 고속 작동에는 적용되지 못하고 있다. 또한, 종래 기술의 스마트 재료 액추에이터는 직동이거나(direct-acting)(스마트 재료 디바이스 자체가 구동될 구성요소를 구동시키는 것을 의미함), 또는 기계적으로 증폭된다(기계식 웹(web) 또는 기타 기계식 증폭수단이 스트로크 길이를 증가시키는데 사용되므로 스마트 재료 디바이스 자체의 확장보다 더 크게 확장된다는 것을 의미함). 그러나 기계식 증폭이 이용된 경우에는, 그 결과로 발생하는 운동은 스마트 재료 디바이스의 확장 운동과 동일한 방향이 아니었다.
본 발명은 이러한 문제를, 실시예에서 매우 고속도에서 작동할 수 있고, 구동방향이 스마트 재료의 확장과 실질적으로 평행한, 기계적 증폭식 스마트 재료 액추에이터 장치를 제공함으로써 해결한다. 그러한 액추에이터는 재료의 흐름이 통과할 때 결함 입자를 검출하도록 구성된 센서를 갖는 통로를 통해 재료의 흐름이 통과하는 분류기(이것으로 제한하지 않음)를 위시하여 다양한 응용분야에서 필요로 한다. 그때 에어밸브가 활성화되어 흐름이 통과할 때 그 흐름으로부터 결함 입자를 축출한다. 고속도로 에어밸브를 활성화하거나 비활성화함으로써 통로를 통해 더 큰 처리율이 가능하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 고속도 기계적 증폭식 스마트 재료 액추에이터는 고속 작동뿐만 아니라, 구동방향이 스마트 재료 자신과 실질적으로 평행한 편리한 구성을 허용하는 것과 같은 응용분야에 매우 적합하다.
본 출원은 여기서, 참고자료로 가출원 제61/551,530호, 제61/452,856호, 제61/504,174호 뿐만 아니라, PCT/US2010/041727, PCT/US10/041461, PCT/US2010/47931, PCT/US2011/25292, 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 발명은 스마트 재료 디바이스, 보정기, 가동 지지부재, 2개의 기계식 웹, 2개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 포함하는 액추에이터 장치를 개시한다. 기계식 웹은 보정기에 작동가능하게 부착된 제1 탄성부재와, 가동 지지부재에 부착된 제2 탄성부재를 포함한다. 가동 지지부재는 제1 장착면을 포함하고, 스마트 재료 디바이스는 상기 제1 장착면과 보정기 사이에 부착되고, 선택사양으로 스페이서(spacer)를 포함한다. 구동암은 하나의 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부와 제2 스테이지 조립체에 부착된 대향한 제2 구동암 단부를 포함한다. 제2 스테이지 조립체는 제2 구동암 단부에 부착된 제1 탄성 스트립 단부와, 제2 스테이지 부착면에 작동가능하게 연결된 제2 탄성 스트립 단부를 갖는 탄성 스트립을 포함한다. 전위가 인가되면 스마트 재료 디바이스가 팽창하게 되고, 이로써 가동 지지부재를 보정기로부터 멀리 가압하며 제1 및 제2 탄성부재를 휘어지게 만들고, 따라서 구동암을 이동시킨다. 상기 운동으로 인하여 탄성 스트립이 제2 스테이지 부착면을 스마트 재료 디바이스에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 가압한다. 선택사양의 완충 조립체가 고속 작동이 필요한 경우에 추가될 수 있고, 가동 밸브가 필요한 경우에 선택사양의 밸브 조립체가 부착될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들은 본 발명의 장치의 어떤 양호한 실시예를 예시하는 첨부 도면으로부터 명백히 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 장치의 액추에이터 조립체에 대한 양호한 실시예의 전방 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 사시도.
도 3은 에어밸브 조립체를 작동하도록 구성된 도 1에 도시된 실시예의 전방 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에서 사용되는 완충기 조립체의 상세한 단면도.
도 5는 완충기 조립체가 설치되지 않은 본 발명의 액추에이터 조립체의 진동(oscillation)을 도시하는 그래프.
도 6은 완충기 조립체가 설치된 본 발명의 액추에이터 조립체의 진동을 도시하는 그래프.
도 7은 완충기를 통합한 외부 케이스(단면이 도시됨)를 가지며 에어밸브 조립체를 작동하도록 구성된 본 발명의 액추에이터 조립체의 실시예에 대한 전방도면.
도 8은 도 7에 도시된 실시예에서 액추에이터 조립체와 에어밸브 조립체 사이의 부착을 도시하는 상세한 사시도.
도 9는 역전된 구동암, 역전된 원피스 제2 스테이지 조립체를 가지며, 완충기 조립체를 갖지 않는, 본 발명에 따른 액추에이터 조립체의 양호한 실시예에 대한 전방도면.
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(114)은 100, 400 및 500을 포함하는 실시예들에서 사용될 수 있는 공통 구성요소로서 예시되어 있다. 따라서, 동일한 부호가 각각을 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, 부착식 보정기(103)는 통합식 보정기(103')와 동일한 기능을 발휘한다. 유사하지만, 보정기 103 및 103'는 하나는 부착가능하고 다른 하나는 통합된 구성요소의 일부인 점에서 구별될 수 있다. 따라서, 요소의 동일한 부호는 다른 변화를 나타내기 위해 프라임 기호를 갖고 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 액추에이터 장치의 적어도 하나의 기계식 웹의 순응성(compliant) 부재를 휘어지게 하기에 충분한 양으로 확장시키기에 적절한 전위 및 전류를 인가하는 것을 의미한다.
용어 "밸브 스템(valve stem)"은 포핏 밸브 또는 어떤 스풀, 격판 또는 밸브를 작동시킬 수 있는 유사하거나 관련된 구조물에 부착된 축방향 로드(rod)를 포함하는(제한하지 않음) 밸브 기구를 작동할 수 있는 어떤 구조물을 의미한다. 본 발명의 내용에서, 작동 밸브는 액추에이터가 밸브 스템에 힘을 가할 때 개방 및/또는 폐쇄된다.
본원에서 다른 용어의 정의 및 의미는 아래의 설명, 도면, 및 용어가 사용되는 내용으로부터 명백하게 나타날 것이다.
초당 작동수가 500 내지 5000 범위에 있는 속도를 포함하는 고속도에서 작동할 수 있는 액추에이터, 스마트 재료 등을 디자인하는 업무는 많은 도전에 직면한다. 그러한 도전 중 하나는 액추에이터가 통합된 참조물에서 더 잘 설명되어 있듯이 높은 작동 속도에서 공명할 수 있다는 것이다. 두 번째 도전은 고속 작동이 액추에이터의 가동 구성요소를 과다확장하거나 과다 반동을 일으키거나 또는 조속하게 피로를 일으킬 수 있다는 것이다.
본 발명의 실시예는 지속적인 고속 작동을 가능하게 하는 스마트 재료 액추에이터를 제공함으로써 상술한 도전을 해결하며, 양호한 실시예는 고속 에어밸브의 작동에 적합하다. 액추에이터와 에어밸브의 조합은 흐름에서 결함 아이템을 방출하는데 공기압이 사용되며 초당 0 내지 1200 버스트(burst)의 범위에 있는 작동 속도를 필요로 하는 분류기에서 작동하도록 구성되어 있다. 그러나, 기술에 숙련된 자(이하 '통상의 기술자' 라고 함)는 고속도에서 작동하도록 구성된 액추에이터에 대해 무수한 응용예가 있으며 본 발명은 본원에서 설명된 특정 실시예 또는 응용예로 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
스마트 재료 액추에이터를 디자인하는 업무는 또한 성취되는 운동 정도 및 방향에 대하여 도전에 직면한다. 기동력을 제공하는 스마트 재료의 동작이 증폭되지 않으면, 제한된 스트로크만이 달성될 수 있다. 더 긴 스트로크를 필요로 하는 응용예에서, 기계적 증폭이 사용될 수 있다(또한 통합된 참조물에 설명되어 있음). 그러나 그러한 디자인은 스마트 재료 디바이스의 운동에 대해 수직이거나 또는 그 운동에 대하여 영이 아닌 각도로 운동을 발생하는 경향이 있다. 가끔 스마트 재료 디바이스 자체의 확장과 동일한 방향으로 증폭된 운동을 갖는 것이 더 편리하다.
도면을 참고하면, 도 1은 본 발명의 액추에이터 장치의 실시예의 단면도이며, 도 2는 고체 형태로 도 1에 도시된 실시예의 사시도를 도시하지만, 스마트 재료 디바이스(102)가 설치되어 있지 않다. 도시된 실시예에서 액추에이터 조립체(100)는 구동암(114)에 부착된 제2 스테이지 조립체(180)를 포함한다. 스마트 재료 디바이스(102)는 제1 장착면(108)과 선택사양의 스페이서(106) 사이에서 보정기(103) 내에 배치된다. 스마트 재료 디바이스(102)는 제1 장착면(108)을 통과하여 편리하게 연장할 수 있는 전극(104)을 포함한다. 보정기(103)는 실질적으로 적절한 전위의 인가시에 스마트 재료 디바이스(102)가 확장하여 가동 지지부재(109)상의 제1 장착면(108)을 가압하여 보정기(103)로부터 멀어지게 만들도록 고정 지지부재로서 작용한다. 가동 지지부재(109)가 이동함에 따라, 기계식 웹(113)의 제1 탄성부재(110) 및 제2 탄성부재(111)가 휘어지고 따라서 구동암(114)을 이동시킨다. 예시된 실시예에서, 제2 구동암 단부(116)는 스마트 재료 디바이스(102)를 향하여 이동한다. 기계식 웹(113)은 통합된 참조물에서 추가로 설명된 바와 같이, 스테인레스강 또는 충분한 강도 및 탄성을 갖는 다른 재료로 적절하게 제작될 수 있다. 보정기(103)는 어떤 적절한 강성 재료(카본 파이버, 강철, 알루미늄 또는 스테인레스강과 같은 것이며 제한하지 않는다)로 제작될 수 있고, 그리고 예시된 바와 같은 기계적 연결부에 의하여, 또는 이들이 단일 부품(도 7 참조)으로 형성되도록 보정기(103')를 기계식 웹(113)과 일체로 형성함으로써 제1 탄성부재(110)에 작동가능하게 부착될 수 있다. 고속 작동이 필요한 경우, 구동암(114)은 그러나 카본 파이버와 같은 경량 재료로 형성되는 것이 양호하며, 편리하게는 기계 스크류가 될 수 있는 기계식 체결구(112)에 의하여 기계식 웹(113)에 부착될 수 있다. 경량 구동암(114)은 통합된 참조물에 추가로 설명된 바와 같이, 액추에이터 장치(100)의 공명 주파수를 증가시키기 때문에 고속 작동이 필요한 경우에 양호하다. 전술한 분류기 응용분야와 같이 작동 주파수가 반드시 일정하지는 않는 응용분야에서는, 공명 주파수를 최대 예상 작동 주파수보다 크게 하는 것이 필요할 수 있다. 다른 방법으로 공명 효과는 제1 탄성부재(110) 및 제2 탄성부재(111)의 과다한 휘어짐 및/또는 기타 손상 효과를 초래할 수 있고, 따라서 조립체의 작업 수명을 제한한다. 카본 파이버가 강하고 경량이어서 조립체의 공명 주파수를 증가시키는 효과를 도와주기 때문에 구동암(114)에 사용하기에 편리한 재료인 반면, 또한 알루미늄, 강철, 스테인레스강, 섬유유리 및 플라스틱(이것으로 제한하지 않음)을 포함하여 다른 재료도 사용될 수 있다. 또한 구동암(114)의 중량은 통합된 참고자료에 설명된 바와 같이 중공 또는 U형 디자인을 사용하여 더 감소될 수 있다.
구동암(114)은 제2 스테이지 조립체(180)에 연결된다. 제2 스테이지 조립체(180)는 제2 구동암 단부(116)의 운동을 스마트 재료 디바이스(102)의 확장 방향에 실질적으로 평행한 실질적으로 선형 운동으로 변환한다. 제2 스테이지 조립체(180)는 편리하게 강철, 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 또는 알루미늄의 스트립이 될 수 있는 탄성 스트립(182)을 포함한다. 제1 탄성 스트립 단부(181)는 제2 구동암 단부(116)에 부착된다. 이것은 도면에 도시된 바와 같이 제1 탄성 스트립 단부(181)를 통과하는 핀(183)을 사용하는 것을 포함하여 어떠한 종류의 기계적 또는 부착성 연결에 의해 달성될 수 있다.
제2 탄성 스트립 단부(185)는 제2 스테이지 장착면(184)에 작동가능하게 연결된다. 또한 이것은 도면에 도시된 바와 같이 제2 탄성 스트립 단부(185)를 통과하는 핀(187)을 사용하는 것을 포함하여 어떠한 종류의 기계적 또는 부착성 연결에 의해 달성될 수 있다. 제2 스테이지 장착면(184)은 편리하게는 카본 파이버, 강철, 스프링강, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 또는 알루미늄으로 형성된 블록이 될 수 있고, 구동될 장치에 연결하기 위한 수단(186)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 수단(186)은 아래에 더 설명된 바와 같이 밸브 스템(도시되지 않음)을 수용하기에 적절한 구멍이다. 기계식 체결구, 클램프 또는 접착제의 적절한 조합을 포함하여 다른 수단도 사용될 수 있으며 이는 통상의 기술자에게는 용이하게 이해될 것이다. 이러한 방법으로, 구동암(114)이 내향으로 이동할 때, 탄성 스트립(182)이 제2 스테이지 장착면(184)을 스마트 재료 디바이스(102)에 실질적으로 평행한 방향으로 가압한다. 구동암(114)이 외향으로 복귀할 때 탄성 스트립(182)이 제2 스테이지 부착면(184)을 그 본래 위치로 뒤로 가압한다. 고속 작동이 필요한 경우, 제2 스테이지 장착면(184)도 또한 장치의 공명 주파수를 증가시키는데 도움을 주는 카본 파이버와 같은 경량 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
액추에이터 조립체(100)는 도 4에 더욱 상세히 도시되어 있는 완충기 조립체(150)를 추가로 포함한다. 완충기 조립체(150)는 구동암(114)의 과다확장을 방지하는 작용과, 어떤 상황에서 액추에이터 조립체에 손상을 줄 수 있는 링잉(ringing)을 완충하거나 또는 최대 작동 주파수를 제한하는 작용을 하기 때문에 고속 작동을 위해 바람직하다. 도 4를 참고하면, 완충기 조립체(150)는 외부 유연성(pliable) 정지부(154)와, 구동암(114)과, 상기 구동암(114)과 보정기(103) 사이에 배치되어 있는 내부 유연성 정지부(156)를 통과하여 보정기(103) 내로 삽입되는 세트 스크류(152)를 포함한다. 구동암(114)을 통과하는 통로는 완충기 조립체(150)에 대하여 구동암(114)의 자유로운 운동을 가능하게 하도록 구성되는 반면, 세트 스크류(152)의 헤드와 외부 유연성 정지부(154)는 구동암(114)의 과당확장에 저항하도록 구성되어 있다. 이러한 방법으로 완충기 조립체(150)는 보정기(103)에 부착될 수 있고(양호하게는 나사 또는 용접 연결부를 통해) 그리고 구동암(114)에 이동가능하게 부착될 수 있다. 스토퍼 너트(158)는 내부 유연성 정지부(156)를 배치하여 고정시키는 역할과 세트 스크류(152)를 보정기(103)에 고정하는 역할을 한다. 스토퍼 너트(158)를 서로에 대해 그리고 보정기(103)에 대해 조임으로써 세트 스크류(152)의 불필요한 헐거워짐 및 조임과 내부 유연성 정지부(156)의 불필요한 운동이 최소로 줄어들 수 있다.
작동 중에, 구동암(114)은 내부 유연성 정지부(156)와 외부 유연성 정지부(154) 사이에서 이동한다. 계획된 운동 제한에서, 내부 유연성 정지부(156) 및 외부 유연성 정지부(154)는 구동암(114)에 의해 충격을 받고 양호하게는 충격을 흡수하도록 휘어질 것이다. 따라서, 내부 유연성 정지부(156) 및 외부 유연성 정지부(154)는 편리하게는 부나 고무(Buna rubber)와 같이 순응성이면서 탄성의 재료 또는 기술에 공지된 유사한 다른 재료로 형성될 수 있다. 그 결과, 구동암(114)이 어느 방향에서도 과다확장되는 것이 방지되고, 그러한 운동 범위의 단부에서 구동암(114)의 충격에 의해 발생된 진동이 완충된다.
전술한 바와 같이, 고속 작동을 위해서, 액추에이터 조립체(100)가 높은 공명 주파수를 갖는 것이 바람직하다. 또한 링잉을 감소시키는 것이 바람직하다. 구동암(114)이 스마트 재료 디바이스(102)의 급속한 확장에 의해 신속하게 이동하며 급격히 정지될 때의 모멘트의 변화는 매우 급격하게 될 수 있다. 조립체의 고유 스프링 기질(tendency)은 복귀 방향으로 스프링 힘을 초래할 수 있고 따라서 완충 발진을 전후로 촉진할 뿐만 아니라 잠재적 오버슈팅(overshooting)을 촉진한다. 이것은 부분적으로 스마트 재료 디바이스(102)가 그 확장 또는 수축 한계에 도달할 때 구동암(114)의 모멘트가 즉시 정지하지 않도록 되어 있기 때문이다. 링잉은 공명 부근에서 악화되며, 이 공명은 물리적 디바이스의 고유 진동 주파수에서 발생한다. 공명과 유사하게 링잉은 불필요하고 잠재적으로 손상을 주는 진동을 발생할 수 있다. 따라서, 경량의 전체 구조물이 공명 주파수를 증가시키며, 완충기 조립체(150)의 사용이 링잉을 감쇠하는 작용을 한다.
도 5 및 도 6은 완충기 조립체(150)가 링잉 거동시에 갖는 완충 효과를 도시한다. 도 5는 완충기 조립체(150)가 없는 액추에이터 조립체(100)의 고유의 링잉 거동을 도시하며, 한편 도 6은 완충기 조립체(150)를 갖는 액추에이터 조립체의 거동을 예시한다. 진동이 도 5에서 제1 개시점(304)에서 개시된 후에 자연적으로 완충하는 진동이 정상적으로 예상되는 대로 발생한다는 점에 주목하기 바란다. 그러나, 진동이 도 6에서 제2 개시점(324)에서 개시될 때에 완충기 조립체(150)가 사용되면 진동이 상당하게 감소되고 따라서 링잉이 상당하게 감소된다.
완충기 조립체(150)에 의해 달성되는 완충효과는 추가의 효과를 갖는다. 구동암(114)이 내부 유연성 정지부(156)와 외부 유연성 정지부(154)에 접촉하고 있는 기간 중에, 전체 시스템은 더 강성을 가지며 더 높은 공명주파수를 갖는다.
통상의 기술자에게는 완충기 조립체(150)가 본 발명의 실시예에서 사용하기에 적절한 단 하나의 진동 완충 수단임을 명백히 알 것이다. 내부 유연성 정지부(156) 및 외부 유연성 정지부(154)를 대신하여 플랫(flat) 엘라스토머 또는 스프링을 포함하여 다른 수단도 제한없이 사용될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 주변 케이싱에서 정지수단의 배치뿐만 아니라 더 복잡한 성형 형상도 사용될 수 있다.
도 7을 참고하면, 액추에이터 조립체(400)는 외부 케이싱(402) 내에 장착되는 것을 제외하면 액추에이터 조립체(100)와 본질적으로 동일하다. 외부 케이싱(402)은 알루미늄, 강철, 플라스틱 또는 섬유유리를 제한없이 포함하는 어떠한 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 내부 완충 포스트(256) 및 외부 완충 포스트(254)는 구동암(114)이 예정된 장소를 지나서 이동하는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 내부 완충 포스트(256) 및 외부 완충 포스트(254)는 편리하게는 외부 케이싱(402)의 일부분으로서 형성될 수 있고 또는 외부 케이싱에 부착될 수 있다. 내부 완충 포스트(256) 및 외부 완충 포스트(254)를 부나 고무, 엘라스토머 또는 이와 유사한 유연성 재료로 둘러싸면 이들이 완충기 조립체(150)의 내부 유연성 정지부(156) 및 외부 유연성 정지부(154)의 작동과 실질적으로 유사한 방법으로 작동할 수 있다. 외부 케이싱(402)은 작동하는데 필요로 하는 환경에 따라 조개처럼 접히는 클램셀(clamshell) 형태로 또는 개방된 채로 형성될 수 있다.
추가로 도 7에는 보정기(103')가 도시되어 있다. 보정기(103')는 보정기(103)와 동일한 기능을 발휘하지만, 제1 탄성부재(110)에 기계적으로 부착되는 대신에, 단일 구성요소의 부품으로서 기계식 웹(113)과 일체로 형성된다.
도 3은 에어밸브 조립체(200)를 작동시키도록 구성된 본 발명의 액추에이터 조립체의 실시예를 도시한다. 본 발명에 따른 액추에이터 장치는 여러 가지 다른 용도에 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 즉 에어밸브 조립체(200)의 도시는 단지 하나의 적절한 응용예를 도시한 것에 불과하다. 본 발명의 범위 내에서 많은 다른 응용예 및 부착 구조물들이 통상의 기술자에게는 명백히 이해될 것이다.
에어밸브 조립체(200)는 밸브 케이싱(206)을 포함하고, 상기 밸브 케이싱 내에 밸브 스템(204)에 작동가능하게 부착된 밸브(212)가 장착되어 있다. 압축공기, 또는 어떤 다른 적절하게 압축된 가스, 증기 또는 유체가 밸브 입구(208)로 들어간다. 밸브(212)가 밸브 스템(204)에 의해 상승될 때, 압축공기 또는 다른 공기, 증기 또는 액체가 밸브 출구(210)에서 배출된다. 도시된 바와 같이, 밸브 스템(204)은 제2 스테이지 부착면(184)에 작동가능하게 연결되어 있다. 그러한 연결은 압력끼워맞춤, 나사 체결구, 용접, 접착제, 또는 통상의 기술자에게 공지된 어떤 다양한 연결수단을 사용하여 이루어질 수 있다. 도 8에 또한 도시되어 있는 장착 브라켓(202)은 밸브 케이싱(206)을 양호하게 나사 기계식 체결구(191)를 이용하여 보정기(103, 103')에 부착한다. 장착 브라켓(202)을 U 형상으로 형성하면 탄성 스트립(182) 및 제2 스테이지 부착면(184)이 자유로이 이동할 수 있는 반면, 에어밸브 조립체(200)는 보정기(103, 103')에 고정된 채로 부착되어 있다. 이러한 방법으로, 액추에이터 장치(100)의 활성화는 밸브(212)를 적절한 시간에 개폐시킨다. 압축공기가 사용되는 경우에는 이에 따라서 짧은 공기 파열(air burst)이 발생될 수 있다. 액추에이터 조립체(100)가 작동될 수 있는 속도가 커질수록, 공기 파열의 주기가 더 짧아질 수 있다.
상기 설명 및 통합된 참고자료에 비추어서, 통상의 기술자는 본 발명의 실시예가 다른 길이들을 갖는 구동암(114)을 포함할 수 있고 또는 구동암이 보정기(103, 103')에서 멀리 연장되거나 또는 스마트 재료 디바이스(102)에 실질적으로 평행하지 않게 구성되며 대신에 스마트 재료 디바이스(102)의 중심축과 구동암(114) 사이의 각도가 구동암(114)이 보정기(103, 103')를 향하여 연장하는 실시예에서는 0도 내지 90도의 범위에 있고(다양한 응용예에서는 0도와 30 내지 60도 사이의 각도가 적절하다), 구동암(114)이 보정기(103, 103')에서 멀리 연장하는 실시예에서는 90도 내지 180도의 범위에 있다(다양한 응용예에서는 180도와 120도 내지 150도 사이가 적절하다)는 것을 이해할 것이다.
추가로 제2 스테이지 조립체(180, 180')(도 9에 도시됨)는 다른 길이들을 갖도록 구성되며 또한 구동암(114)에 대하여 다른 각도들을 갖도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다. 이것은 일정 각도로 장착되도록 구성된 구동암(114)의 사용을 가능하게 할 뿐만 아니라 스트로크 길이 및 힘의 조정을 가능하게 한다. 필요한 구성의 기하형태에 기초하여, 제2 구동암 단부(116)로부터 더욱 멀리 연장되도록 기울어진 제2 스테이지 조립체를 갖는 액추에이터 장치는 더 큰 힘을 발생하지만 더 짧은 스트로크 길이를 갖는 것으로 예상될 수 있다. 유사하게, 제2 구동암 단부(116)로부터 멀리 연장하지 않도록 기울어진 제2 스테이지 조립체를 갖는 액추에이터 장치는 더 큰 스트로크 길이를 가지면서도 다소 감소된 힘을 발생시키는 것으로 예상될 수 있다.
또한, 적절한 길이의 구동암(114)에 의하여, 제2 스테이지 조립체(180, 180')는 제2 구동암 단부(114)로부터 외향으로 또는 제2 구동암 단부(114)로부터 내향으로 연장하도록 장착될 수 있음을 이해할 것이다. 제2 스테이지 조립체(180, 180')를 역전시킴에 의하여, 액추에이터 장치의 활성화 및 비활성화시에 운동 방향이 역전될 수 있다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 액추에이터 장치의 실시예가 도시되어 있으며, 여기서 액추에이터 장치(500)(스마트 재료 디바이스(102)가 장착되지 않은 상태로 도시됨)는 구동암(114)이 180도의 각도로 보정기(103')로부터 멀리 연장되도록 구성되어 있다. 그러한 구성에서, 실질적으로 액추에이터 장치(500)의 활성화 시에, 제2 구동암 단부(116)는 떨어지도록 강요된다. 제2 스테이지 조립체(180')는 제2 구동암 단부(114)로부터 내향으로 연장되도록 장착되어 있다. 따라서, 제2 구동암 단부(116)가 떨어져 이동될 때, 제2 스테이지 부착면(184')이 외향으로 이동되고, 제2 구동암 단부(116)가 함께 이동될 때, 제2 스테이지 부착면(184')이 내향으로 이동된다.
제2 스테이지 조립체(180')는 도시된 바와 같이, 탄성 스트립(182') 및 제2 스테이지 부착면(184')이 기계적으로 부착되는 것과는 반대로 일체로 형성되어 있다는 점에서 제2 스테이지 조립체(180)와는 다르다. 그러한 실시예는 재료(스프링강과 같은)의 단일체로 제2 스테이지 조립체(180')를 형성함으로써 그리고 필요한 각도가 생성되도록 굴곡부를 형성함으로써 제조될 수 있다. 그러한 실시예는 기계적으로 부착된 제2 스테이지 부착면(184)을 갖는 실시예보다 더 가볍고 더 용이하게 제조될 수 있다.
상기 설명에 비추어, 본 발명의 실시예는 스마트 재료 디바이스(102), 보정기(103, 103'), 가동 지지부재(109), 2개의 기계식 웹(113), 2개의 구동암(114), 및 제2 스테이지 조립체(180, 180')를 포함하는 액추에이터 장치(100)를 포함하는 것을 알 수 있으며, 여기서 (a) 상기 기계식 웹(113)은 상기 보정기(103, 103')에 작동가능하게 부착된 제1 탄성부재(110)와, 상기 가동 지지부재(109)에 부착된 제2 탄성부재(111)를 포함하고; (b) 상기 가동 지지부재(109)는 제1 장착면(108)을 포함하고; (c) 상기 스마트 재료 디바이스(102)는 상기 제1 장착면(108)과 상기 보정기(103, 103') 사이에 부착되고; (d) 상기 구동암(114)은 하나의 상기 기계식 웹(113)에 부착되거나 일체로 형성된 제1 구동암 단부(115)와 상기 제2 스테이지 조립체(180, 180')에 부착된 대향한 제2 구동암 단부(116)를 포함하고: (e) 상기 제2 스테이지 조립체(180, 180')는 상기 제2 구동암 단부(116)에 부착된 제1 탄성 스트립 단부(181, 181')와, 제2 스테이지 부착면(184, 184')에 작동가능하게 연결된 제2 탄성 스트립 단부(185, 185')를 갖는 탄성 스트립(182, 182')을 포함하고, 여기서 전위가 인가되면 상기 스마트 재료 디바이스(102)가 팽창하게 되고, 이로써 상기 가동 지지부재(109)를 상기 보정기(103, 103')로부터 멀리 가압하며 상기 제1 및 제2 탄성부재(110, 111)를 휘어지게 하고, 따라서 상기 구동암(114)을 이동시키며, 상기 탄성 스트립(182, 182')이 상기 제2 스테이지 부착면(184, 184')을 상기 스마트 재료 디바이스(102)에 대해 실질적으로 평행한 방향으로 가압한다.
그러한 액추에이터 장치의 실시예는 또한 상기 탄성 스트립(182, 182')이 강철, 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는 경우에 편리하다.
그러한 액추에이터 장치의 실시예는 또한 제2 스테이지 부착면(184)이 카본 파이버, 강철, 스프링강, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는 경우에 편리하다.
그러한 액추에이터 장치의 다른 실시예는 상기 보정기(103, 103')에 부착되며 적어도 하나의 상기 구동암(114)에 이동가능하게 부착된 적어도 하나의 완충기(150)를 포함할 수 있고, 상기 완충기(150)는 상기 구동암(114)과 상기 보정기(103, 103') 사이에 유연성 정지부(156)를 포함한다.
여전히 그러한 액추에이터 장치의 실시예는 외부 프레임(402)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 외측 프레임(402)은 각각의 상기 구동암(114)을 위해 내부 완충 정지부(256) 및 외부 완충 정지부(254)를 포함하고, 상기 외부 완충 정지부(254)는 상기 구동암(114)이 외향 방향으로 과다연장하는 것을 방지하도록 구성되고, 상기 내부 완충 정지부(256)는 상기 구동암(114)이 내향 방향으로 과다연장하는 것을 방지하도록 구성되어 있다.
그러한 액추에이터 장치의 실시예는 또한 상기 제1 탄성 스트립(182')이 상기 제2 스테이지 부착면(184')과 일체로 형성되거나 또는 상기 제2 탄성 스트립 단부(185)가 상기 제2 스테이지 부착면(184)에 부착되는 경우에 편리하다.
그러한 액추에이터 장치의 실시예는 또한 상기 보정기(103, 103')에 부착된 밸브 조립체(200)를 추가로 포함하는 구동식 밸브를 형성하는데 사용될 수 있고, 상기 밸브 조립체(200)는 입구(208), 출구(210), 및 상기 입구와 상기 출구 사이의 밸브(212)와, 그리고 상기 밸브(212)와 상기 제2 스테이지 부착면(184, 184')에 작동가능하게 연결된 밸브 스템(204)을 포함하고, 상기 제2 스테이지 부착면(184, 184')이 이동함으로써 상기 밸브 스템(204)이 상기 밸브(212)를 작동하게 한다. 특히, 그러한 실시예는 상기 밸브 조립체(200)가 에어밸브인 경우에 편리하다.
그러한 액추에이터 장치는 상기 보정기(103, 103')에 부착되며 각각의 상기 구동암(114)에 이동가능하게 부착된 2개의 완충기(150)를 추가로 포함할 수 있고, 상기 완충기는 2개의 유연성 정지부(154, 156)를 포함하고, 하나의 상기 유연성 정지부(156)는 상기 구동암(114)과 상기 보정기(103, 103') 사이에 배치되어 있다.
그러한 장치의 실시예는 또한 상기 탄성 스트립(182, 182')이 상기 제2 구동암 단부(116)로부터 멀리 연장되므로 상기 스마트 재료 디바이스(102)를 향하는 상기 제2 구동암 단부(116)의 운동이 상기 제2 스테이지 부착면(184, 184')을 가압하여 상기 보정기(103, 103')로부터 멀리 떨어지게 하는 경우에 편리할 수 있다. 대안 실시예는, 상기 탄성 스트립(182, 182')이 상기 보정기(103, 103')에 접근하게 연장되므로 상기 스마트 재료 디바이스(102)를 향하는 상기 제2 구동암 단부(116)의 운동이 상기 제2 스테이지 부착면(184, 184')을 가압하여 상기 보정기(103, 103')에 접근하게 하는 경우에 편리할 수 있다.
일부 응용예에 대해서, 그러한 장치의 실시예는 구동암(114)이 상기 보정기(103, 103')에 접근하게 연장되는 경우에 편리할 수 있다. 다른 응용예에 대해서, 실시예는 구동암(114)이 상기 보정기(103, 103')에서 멀리 떨어지게 연장되는 경우에 편리할 수 있다.
그러한 장치의 실시예는 또한, (a) 상기 스마트 재료 디바이스(102)의 중심을 지나는 중심축이 상기 제1 장착면(108)의 중심을 통해 연장하고; (b) 구동암 축이 각각의 상기 구동암의 제1 구동암 단부(115)와 상기 구동암(114)의 제2 구동암 단부(116)를 통해 연장하고; (c) 상기 중심축과 상기 구동암 축은 상기 스마트 재료 디바이스(102)가 활성화되지 않을 때 실질적으로 평행한 경우에 편리하다.
다른 실시예는, (a) 상기 스마트 재료 디바이스(102)의 중심을 지나는 중심축이 상기 제1 장착면(108)의 중심을 통해 연장하고; (b) 구동암 축이 각각의 상기 구동암(114)의 제1 구동암 단부(115)와 제2 구동암 단부(116)를 통해 연장하고; (c) 상기 중심축과 상기 구동암 축 사이의 각도는 0과 89도 사이 또는 30도와 60도 사이에 있는 경우에 편리하다.
추가로, 열 보정 및 교체가능한 부품들을 필요로 하지 않는 어떤 실시예에서는 상기 보정기(103')가 상기 기계식 웹(113)과 일체로 형성되는 경우에 편리하다. 열 보정 및 교체가능한 부품을 필요로 하는 어떤 실시예에서는 상기 보정기(103')가 상기 기계식 웹(113)에 기계식으로 부착되는 경우에 편리하다.
상기 설명은 본 발명의 액추에이터 조립체 및 에어밸브 조립체의 양호한 실시예를 기술하는 반면, 본 발명은 다른 많은 실시예가 통상의 기술자에게 용이하게 이해될 것이기 때문에 그러한 실시예로 제한되어서는 안 된다. 또한 통상의 기술자는, 상기에 설명되고 도면에 도시된 실시예가, 본 발명의 하나의 응용예를 입증하는 반면에, 본 발명은 본 발명의 고속 액추에이터가 여러 분야에서 많은 응용예를 가지기 때문에 설명된 특정 응용예로 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
102 스마트 재료 디바이스 103 보정기
108 제1 장착면 109 가동 지지부재
110 제1 탄성부재 111 제2 탄성부재
113 기계식 웹 114 구동암
115 제1 구동암 단부 116 제2 구동암 단부
180 제2 스테이지 조립체 182 탄성 스트립

Claims (16)

  1. 스마트 재료 디바이스, 보정기, 가동 지지부재, 2개의 기계식 웹, 2개의 구동암, 및 제2 스테이지 조립체를 포함하는 액추에이터 장치로서,
    (a) 상기 기계식 웹은 상기 보정기에 작동가능하게 부착된 제1 탄성부재, 및 상기 가동 지지부재에 부착된 제2 탄성부재를 포함하고,
    (b) 상기 가동 지지부재는 제1 장착면을 포함하고,
    (c) 상기 스마트 재료 디바이스는 상기 제1 장착면과 상기 보정기 사이에 부착되고,
    (d) 상기 구동암은 하나의 상기 기계식 웹에 부착된 제1 구동암 단부, 및 상기 제2 스테이지 조립체에 부착된 대향한 제2 구동암 단부를 포함하고,
    (e) 상기 제2 스테이지 조립체는 상기 제2 구동암 단부에 부착된 제1 탄성 스트립 단부, 및 제2 스테이지 부착면에 작동가능하게 연결된 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 강철, 스프링강, 카본 파이버, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 스테이지 부착면은 카본 파이버, 강철, 스프링강, 섬유유리, 플라스틱, 스테인레스강 및 알루미늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 형성되는, 액추에이터 장치.
  4. 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.
  5. 청구항 1에 있어서,
    외부 프레임을 추가로 포함하고, 상기 외측 프레임은 각각의 상기 구동암을 위해 내부 완충 정지부 및 외부 완충 정지부를 포함하고, 상기 외부 완충 정지부는 상기 구동암이 외향 방향으로 과다연장하는 것을 방지하도록 구성되고, 상기 내부 완충 정지부는 상기 구동암이 내향 방향으로 과다연장하는 것을 방지하도록 구성되는, 액추에이터 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 스트립은 상기 제2 스테이지 부착면과 일체로 형성되는, 액추에이터 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 탄성 스트립 단부는 상기 제2 스테이지 부착면에 부착되는, 액추에이터 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정기에 부착된 밸브 조립체를 추가로 포함하고, 상기 밸브 조립체는 입구, 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이의 밸브와, 그리고 상기 밸브와 상기 제2 스테이지 부착면에 작동가능하게 연결된 밸브 스템을 포함하고, 상기 제2 스테이지 부착면이 이동함으로써 상기 밸브 스템이 상기 밸브를 작동하게 하는, 액추에이터 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 밸브 조립체는 에어밸브인, 액추에이터 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 보정기에 부착되며 각각의 상기 구동암에 이동가능하게 부착된 2개의 완충기를 추가로 포함하고, 상기 완충기는 2개의 유연성 정지부를 포함하고, 하나의 상기 유연성 정지부는 상기 구동암과 상기 보정기 사이에 배치되어 있는, 액추에이터 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 스트립은 상기 제2 구동암 단부로부터 멀리 연장되므로 상기 스마트 재료 디바이스를 향하는 상기 제2 구동암 단부의 운동이 상기 제2 스테이지 부착면을 가압하여 상기 보정기로부터 멀리 떨어지게 하는, 액추에이터 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성 스트립은 상기 보정기에 접근하게 연장되므로 상기 스마트 재료 디바이스를 향하는 상기 제2 구동암 단부의 운동이 상기 제2 스테이지 부착면을 가압하여 상기 보정기에 접근하게 하는, 액추에이터 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동암은 상기 보정기에 접근하게 연장되는, 액추에이터 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동암은 상기 보정기에서 멀리 떨어지게 연장되는, 액추에이터 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정기는 상기 기계식 웹과 일체로 형성되는, 액추에이터 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정기는 상기 기계식 웹에 기계적으로 부착되는, 액추에이터 장치.
KR1020137017827A 2010-12-09 2011-12-09 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터 KR20130132528A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US42150410P 2010-12-09 2010-12-09
US61/421,504 2010-12-09
PCT/US2011/064229 WO2012118548A2 (en) 2010-12-09 2011-12-09 High speed smart material actuator with second stage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130132528A true KR20130132528A (ko) 2013-12-04

Family

ID=46207770

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137017827A KR20130132528A (ko) 2010-12-09 2011-12-09 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터
KR1020137017826A KR20130132527A (ko) 2010-12-09 2011-12-09 제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137017826A KR20130132527A (ko) 2010-12-09 2011-12-09 제2 스테이지를 갖는 다중암 스마트 재료 액추에이터

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20130234561A1 (ko)
EP (2) EP2649658A4 (ko)
JP (2) JP2014504135A (ko)
KR (2) KR20130132528A (ko)
WO (2) WO2012118548A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200024842A (ko) * 2017-07-07 2020-03-09 유겐가이샤 메카노 트랜스포머 변위 확대 기구, 연마 장치, 액츄에이터, 디스펜서 및 에어밸브

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8850892B2 (en) 2010-02-17 2014-10-07 Viking At, Llc Smart material actuator with enclosed compensator
KR20130132528A (ko) 2010-12-09 2013-12-04 바이킹 에이티 엘엘씨 제2 스테이지를 갖는 고속 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
WO2015100280A1 (en) 2013-12-24 2015-07-02 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
WO2015125438A1 (ja) * 2014-02-24 2015-08-27 株式会社フジキン 圧電式リニアアクチュエータ、圧電駆動バルブ、及び、流量制御装置
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
US10573801B2 (en) * 2015-08-21 2020-02-25 Fujikin Incorporated Piezoelectric linear actuator, piezoelectrically driven valve, and flow rate control device
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
JP3235099B2 (ja) 1994-11-07 2001-12-04 松下電器産業株式会社 圧電アクチュエータおよびそれを用いた焦電型赤外線センサ
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
CA2278239C (en) 1997-01-17 2003-12-23 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
US6717332B2 (en) 2000-04-18 2004-04-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a support structure and actuator
US6548938B2 (en) 2000-04-18 2003-04-15 Viking Technologies, L.C. Apparatus having a pair of opposing surfaces driven by a piezoelectric actuator
RU2264678C2 (ru) 2000-04-27 2005-11-20 Эндресс + Хаузер Гмбх + Ко. Кг Пьезокерамическая многослойная деталь для измерительных приборов и способ ее изготовления
US7235914B2 (en) 2000-10-25 2007-06-26 Washington State University Research Foundation Piezoelectric micro-transducers, methods of use and manufacturing methods for same
US6435840B1 (en) 2000-12-21 2002-08-20 Eastman Kodak Company Electrostrictive micro-pump
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
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
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
CA2488481C (en) 2002-06-21 2011-09-06 Viking Technologies, L.C. Uni-body piezoelectric motor
DE10392895T5 (de) * 2002-07-03 2005-08-25 Viking Technologies, L.C., Sarasota Temperaturkompensierendes Einsatzteil für einen mechanisch kraftverstärkten Smart-Material-Aktuator
DE20210502U1 (de) 2002-07-06 2003-11-20 Braun Melsungen Ag 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
CN1781196A (zh) * 2003-04-04 2006-05-31 瓦伊金技术有限公司 一种智能材料致动器功的最佳化装置和方法
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
US7889877B2 (en) 2003-06-30 2011-02-15 Nxp B.V. Device for generating a medium stream
KR100849155B1 (ko) * 2003-11-20 2008-07-30 바이킹 테크놀러지스, 엘.씨. 전기-기계식 액추에이터를 위한 통합적 열 보상 장치 및방법
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
ATE453419T1 (de) 2006-03-14 2010-01-15 Hoffmann La Roche 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
WO2009091807A1 (en) 2008-01-14 2009-07-23 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
WO2011006164A2 (en) 2009-07-10 2011-01-13 Viking At, Llc Mountable arm smart material actuator and energy harvesting apparatus
US8669691B2 (en) 2009-07-10 2014-03-11 Viking At, Llc Small scale smart material actuator and energy harvesting apparatus
US8621756B2 (en) 2009-09-04 2014-01-07 Viking At, Llc Smart material actuator adapted for resonant operation
US8850892B2 (en) * 2010-02-17 2014-10-07 Viking At, Llc Smart material actuator with enclosed compensator
KR20130132528A (ko) * 2010-12-09 2013-12-04 바이킹 에이티 엘엘씨 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200024842A (ko) * 2017-07-07 2020-03-09 유겐가이샤 메카노 트랜스포머 변위 확대 기구, 연마 장치, 액츄에이터, 디스펜서 및 에어밸브

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130132527A (ko) 2013-12-04
US20130234562A1 (en) 2013-09-12
WO2012079012A3 (en) 2012-11-29
JP2014508489A (ja) 2014-04-03
WO2012079012A2 (en) 2012-06-14
WO2012118548A3 (en) 2013-02-28
EP2649718A2 (en) 2013-10-16
JP2014504135A (ja) 2014-02-13
EP2649718A4 (en) 2014-07-23
US20130234561A1 (en) 2013-09-12
EP2649658A2 (en) 2013-10-16
EP2649658A4 (en) 2014-07-23
WO2012118548A2 (en) 2012-09-07
US8729774B2 (en) 2014-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130132528A (ko) 제2 스테이지를 갖는 고속 스마트 재료 액추에이터
JP5831734B2 (ja) 慣性質量ダンパー
JP4726893B2 (ja) 機械振動減衰用のせん断力消散インターフェイス器具
JP5725920B2 (ja) 保持装置
GB2438242A (en) Snap-acting or bistable piezoelectric actuator and generator
WO2008044448A1 (fr) Dispositif de suspension
JP6626671B2 (ja) 建物の制振構造
US6490881B1 (en) Generating displacement and theroacoustic refrigerator
EP1681182A3 (de) Federträger
JP5090293B2 (ja) 衝撃緩衝構造
JP5886721B2 (ja) 構造物用制振ダンパー
JP2017053364A (ja) ストッパ及び制振装置
JP6810328B2 (ja) 圧電アクチュエータおよび圧電式バルブ
JP6463247B2 (ja) ベローズ式ダンパ、振動絶縁装置及びベローズ式ダンパの設計方法
JP7195405B2 (ja) スナバ組立体付きアクチュエータ
JP5356563B2 (ja) 粘弾性流体が封入された緩衝器
US11078983B2 (en) Compliant elastomeric shock absorbing apparatus
JPH10169705A (ja) 制振器
JP2009174198A (ja) 制振装置、制振構造、及び制振パネル
US11624420B1 (en) Isolation system and method
KR20210040384A (ko) 압전 구동부, 특히 차량 요소용 자동 액추에이터 요소로서 압전 구동부
WO2008111335A1 (ja) 真空ポンプ防振構造とその構造を備えた真空ポンプ
US20100224016A1 (en) Device for a Vibration Generator
JP2006336871A (ja) 制振器
JP5689624B2 (ja) 鉄道車両に搭載されるアクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application