KR20150056336A - 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치 - Google Patents

전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150056336A
KR20150056336A KR1020130139228A KR20130139228A KR20150056336A KR 20150056336 A KR20150056336 A KR 20150056336A KR 1020130139228 A KR1020130139228 A KR 1020130139228A KR 20130139228 A KR20130139228 A KR 20130139228A KR 20150056336 A KR20150056336 A KR 20150056336A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
electroactive polymer
polymer
cell arrays
power supply
Prior art date
Application number
KR1020130139228A
Other languages
English (en)
Inventor
최현광
임기홍
Original Assignee
인제대학교 산학협력단
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 인제대학교 산학협력단 filed Critical 인제대학교 산학협력단
Priority to KR1020130139228A priority Critical patent/KR20150056336A/ko
Publication of KR20150056336A publication Critical patent/KR20150056336A/ko

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0057—Feeding
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B65/00—Locks or fastenings for special use
    • E05B65/006—Locks or fastenings for special use for covers or panels
    • E05B65/0067—Locks or fastenings for special use for covers or panels for portable computers, e.g. for locking the screen panel to the keyboard panel

Landscapes

  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노트북 커버부, 도어 등 개폐가 필요한 부분에 설치되고, 전기 활성 고분자 매트릭스를 포함하여, 상기 전기 활성 고분자의 활성화 상태에 따라 형상을 제어함으로써 필요에 따라 가변적으로 고정 장치의 체결과 해지의 조절이 가능한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 고정 장치에 관한 것이다.

Description

전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치{VARIABLE FASTENER USING ELECTROACTIVE POLYMER}
본 발명은 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노트북 커버부, 도어 등 개폐가 필요한 부분에 설치되고, 전기 활성 고분자 매트릭스를 포함하여, 상기 전기 활성 고분자의 활성화 상태에 따라 형상을 제어함으로써 필요에 따라 가변적으로 고정 장치의 체결과 해지의 조절이 가능한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치 에 관한 것이다.
노트북 커버부, 도어 등 개폐 및 잠금가 필요한 부분에 종래 래치 기어, 스프링 등을 이용한 기계식 고정식 잠금 장치가 사용되고 있다.
모바일(mobile), 고객 어플리케이션(consumer applications) 및 소형 로봇 등의 소형 휴대 장치에 적용되는 구동기(actuator)는 사용된 재료의 특성에 따라 분류할 수 있으며, 대표적인 소형 구동기(actuator)의 재료는 SMA(Shape Memory Alloy, 형상기억합금), EAC(Electro-Active Ceramics, 전기 활성 세라믹), 및 EAP(Electro-Active Polymer, 전기 활성 폴리머)가 있다.
전기 활성 고분자는 햅틱폰, 햅틱마우스, 카메라 모듈, 평판 스피커, 촉각센서 등으로 응용 가능하며 금속이나 세라믹 등의 재료와는 달리 인체 근육과 비슷한 탄성과 강도를 가지고 있어 인공 근육이나 생체 모방 작동기로써의 응용 가능성 또한 지니고 있다. 전기 활성 고분자(EAP)는 빠른 응답속도, 큰 작동변위, 구동 시 낮은 전력 소모량 등의 장점 뿐만 아니라 고분자 소재가 가지는 우수한 가공성으로 인한 경량화, 박막화, 소형화 등의 장점이 있어 많은 관심을 받고 있다. 전기 활성 고분자(EAP)는 수십 년 동안 전기적 자극에 의해 변형을 일으키는 정도의 재료로 알려져 왔으며, 초기의 고분자 재료들은 상대적으로 작은 변위를 발생하였으나, 1990년대에 이르러 새로운 EAP 재료가 개발되었으며 큰 전기에 대해 상대적으로 큰 변위와 힘을 발생하는 특성을 보여주었다.
전기 활성 고분자는 작동방식에 따라 외부전압 인가시, 이온의 이동과 확산에 의해 고분자가 수축-팽창 변형을 일으키는 이온성 전기 활성 고분자(ionic EAP)와 전자 분극(polarization) 현상에 의하여 변형이 일어나는 전자성 전기 활성 고분자(electronic EAP)로 구분된다. 상기 이온성 전기 활성 고분자로는 전기유변유체(electrorheological fluids, ERP), 탄소나노튜브(carbon nanotubes, CNT), 전도성 고분자(conducting polymers, CP), 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC), 고분자겔(ionic polymer gels, IPG) 등이 있으며 큰 작동력, 빠른 응답속도, 낮은 인가전압 등의 다양한 장점을 가지고 있다.
도 1은 이온성 고분자-금속 복합체(ionic polymer-metal composites, IPMC)의 동작 원리를 도시한 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 스트립 타입의 IPMC의 전체적인 외형은 중앙에 이온전달특성이 우수한 고분자 전해질 막이 위치하고 막의 상하 양면에 전자전달 특성이 우수한 금속전극이 입혀진 구조로 이루어져 있으며, 상기 금속 전극에 전계를 가하면 이온성 고분자 막 내부의 양이온 이동에 따라 양이온이 이동하는 쪽의 부피가 팽창하여 양이온 이동 방향의 반대쪽으로 구부러지게 되고, 이러한 막의 특성에 기인하여 전기장 내에서 막의 변형이 일어나게 된다.
한국 등록 제 10-1262323 호
본 발명은 전기 활성 고분자를 이용한 새로운 개념의 가변 잠금 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여
체결부을 포함하는 제 1 부재;
제1 전극;
상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;을 포함하는 제 2 부재;
상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 활성화되어 제 2 부재의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재의 체결부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치를 제공한다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서,
상기 제 2 부재는 상기 제 1 부재의 체결부에 대응하는 제 2 체결부를 포함하고,
상기 제 1 부재는
제1 전극;
상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;
상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제 1 부재의 전기 활성 고분자 및 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 각각 활성화되어 상기 제 1 부재의 체결부 및 제 2 부재의 제 2 체결부의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재과 제 2 부재가 체결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서, 상기 전기 활성 고분자는 이온성 고분자, 전도성 고분자, 전기유변유체(electrorheological fluids, ERP), 탄소 나노튜브, 고분자겔(ionic polymer gels, IPG), 유전성 고분자, 전기변형(electrostrictive) 고분자, 나노 클레이, 실리카 화합물, IPMC(Ionic polymer-metal composite) 및 이들의 조합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서, 상기 IPMC는 Nafion, Flemion, Aciplex 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서, 상기 제1 전극 및 제 2 전극은 그래핀 전극층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서, 상기 그래핀 전극층은 단일층 또는 다층인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명을 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 2 에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치의 개방 상태와 잠금 상태를 모식적으로 나타내었다.
도 2 의 (I) 에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 가변 잠금 장치 구조는
체결부(210)를 포함하는 제 1 부재(200);
제1 전극;
상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;을 포함하는 제 2 부재;
상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부(500);
상기 전원 공급부를 제어하는 제어부(300); 및
전원부(500), 제어부(300) 및 상기 제어부의 신호에 따라 상기 박막에 포함되는 전기 활성 고분자(4)의 구동을 유도하는 구동부(400);를 포함하고,
도 2의 (II)에서 보는 바와 같이 상기 제어부(300)의 신호에 의해 상기 제 2 부재(100)의 상기 체결부(210)에 대응하는 부위의 전기 활성 고분자가 활성화되어 제 2 부재의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재의 체결부(210)에 결합되는 것을 특징으로 한다.
도 3에 본 발명의 다른 실시예에 의한 가변 잠금 장치의 개방 상태와 잠금 상태를 모식적으로 나타내었다.
본 발명의 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치는 상기 도 3에서 보는 바와 같이 제 2 부재가 상기 제 1 부재의 체결부에 대응하는 제 2 체결부를 포함하고,
상기 제 1 부재는
제1 전극;
상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;
상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부; 및
상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제 1 부재의 전기 활성 고분자 및 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 각각 활성화되어 상기 제 1 부재의 체결부 및 제 2 부재의 제 2 체결부의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재과 제 2 부재가 체결되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치에 있어서, 상기 전기 활성 고분자를 포함하는 박막이 제 1 부재 및 제 2 부재에 모두 포함되고, 상기 제 1 부재 및 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 상호 결합될 수 있는 형태로 활성화되어 체결상태를 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치는 필요에 따라 전기 활성 고분자의 활성화 형태 및 활성화 정도를 조절하여 노트북 커버, 휴대폰 커버 및 도어 등의 잠금 장치에 활용될 수 있다.
도 1 은 이온성 고분자-금속 복합재료의 동작 원리를 도시한 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치를 모식적으로 나타내었다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치를 모식적으로 나타내었다.

Claims (6)

  1. 체결부을 포함하는 제 1 부재;
    제1 전극;
    상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
    상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
    상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;을 포함하는 제 2 부재;
    상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부; 및
    상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 활성화되어 제 2 부재의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재의 체결부에 결합되는 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 부재는 상기 제 1 부재의 체결부에 대응하는 제 2 체결부를 포함하고,
    상기 제 1 부재는
    제1 전극;
    상기 제1 전극의 상부에 형성되며 격벽으로 구분된 다수의 셀 어레이;
    상기 다수의 셀 어레이의 각 셀 내에 포함된 전기 활성 고분자; 및
    상기 다수의 셀 어레이 상부에 형성되는 제2 전극;을 포함하는 박막;
    상기 박막의 제 1 전극 및 제 2 전극에 전원을 공급하여 상기 전기 활성 고분자를 구동시키는 전원 공급부; 및
    상기 전원 공급부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제 1 부재의 전기 활성 고분자 및 제 2 부재의 전기 활성 고분자가 각각 활성화되어 상기 제 1 부재의 체결부 및 제 2 부재의 제 2 체결부의 형상이 변화하면서 상기 제 1 부재과 제 2 부재가 체결되는 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 활성 고분자는 이온성 고분자, 전도성 고분자, 전기유변유체(electrorheological fluids, ERP), 탄소 나노튜브, 고분자겔(ionic polymer gels, IPG), 유전성 고분자, 전기변형(electrostrictive) 고분자, 나노 클레이, 실리카 화합물, IPMC(Ionic polymer-metal composite) 및 이들의 조합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 IPMC는 Nafion, Flemion, Aciplex 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제 2 전극은 그래핀 전극층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 그래핀 전극층은 단일층 또는 다층인 것을 특징으로 하는 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치.
KR1020130139228A 2013-11-15 2013-11-15 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치 KR20150056336A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130139228A KR20150056336A (ko) 2013-11-15 2013-11-15 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130139228A KR20150056336A (ko) 2013-11-15 2013-11-15 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150056336A true KR20150056336A (ko) 2015-05-26

Family

ID=53391672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130139228A KR20150056336A (ko) 2013-11-15 2013-11-15 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150056336A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9662197B2 (en) Artificial muscle
Wang et al. Ionic gels and their applications in stretchable electronics
Chen et al. Electronic muscles and skins: a review of soft sensors and actuators
US10229564B2 (en) Apparatus and methods for providing tactile stimulus incorporating tri-layer actuators
KR102578823B1 (ko) 마찰전기 발전기
Li et al. Materials and designs for power supply systems in skin-interfaced electronics
CN104868777B (zh) 一种摩擦纳米发电机、发电机组和发电方法
Wax et al. Electroactive polymer actuators and devices
JP6236552B2 (ja) 摩擦接触帯電効果に基づくバックゲート電界効果トランジスタ
US8487505B2 (en) Polymer actuator
US7791251B2 (en) Biomimetic electro-active paper actuators
Khan et al. Retracted: A concise review on the elastomeric behavior of electroactive polymer materials
Wen et al. Flexible batteries ahead
ITVA20080062A1 (it) Sistema sensore/attuatore interamente in materiale organico
Yang et al. Flexible and transparent high-dielectric-constant polymer films based on molecular ferroelectric-modified poly (vinyl alcohol)
US9706087B2 (en) Polymer element, electronic device, camera module, and imaging apparatus
JP7391205B2 (ja) 電子装置
KR20150056336A (ko) 전기 활성 고분자를 이용한 가변 잠금 장치
KR20160005221A (ko) 폴리이미드 유기 유전층을 포함한 정전기력 기반 작동기
KR20150056733A (ko) 전기 활성 고분자를 이용한 탄성체
KR20150054399A (ko) 전기 변색 유연 구동기
KR20150056340A (ko) 전기 활성 고분자를 이용한 가변 날개 시스템
KR20150034537A (ko) 전기 활성 고분자 매트릭스 및 이를 포함하는 전기 활성 고분자 매트릭스 시스템
KR20150056334A (ko) 전기 활성 고분자를 이용한 가변 능동형 힌지 구조
KR101527170B1 (ko) 태양전지 기반의 자가발전형 유연 투명 구동기

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination