KR20180025070A - Soft Actuator - Google Patents

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KR20180025070A
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Abstract

An object of the present invention is to provide a soft actuator capable of reducing operation reaction time of the soft actuator by switching an operation by natural cooling to forced cooling. The soft actuator according to an embodiments of the present invention comprises: a first twisted fiber and a second twisted fiber; and a thermoelectric element disposed between the first fiber and the second fiber. In addition, the first fiber may perform a forward reaction operation by the thermoelectric element, and the second fiber may perform a reverse reaction operation by the thermoelectric element.

Description

소프트 액추에이터{Soft Actuator}Soft Actuator

본 발명은 소프트 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a soft actuator.

소프트 액추에이터는 기존 강체(rigid body)를 통해 입력된 힘이나 변위를 전달하는 기구(mechanism)와 달리 탄성이 있는 변형체를 통해 전달하는 신축성(flexible) 있는 기구이다.A soft actuator is a flexible mechanism that transmits through a resilient modifier unlike a mechanism that transmits force or displacement through an existing rigid body.

소프트 액추에이터에는 위치 에너지가 바닥인 지점(potential well)이 두 군데 위치하도록 배치하여 불안정 지점에서 안정 지점으로 이동하려는 점프 현상(jump phenomenon)을 이용하는 쌍안정 액추에이터, 전기활성고분자를 이용하는 전도성 고분자 액추에이터, 대상 기술과 같이 섬유의 꼬임(twist) 등을 이용한 섬유강화 액추에이터(fiber reinforced actuator) 등이 있다.The soft actuator includes a bistable actuator that uses a jump phenomenon to move from an unstable point to a stable point by arranging the potential wells at two positions, a conductive polymer actuator using an electroactive polymer, Fiber reinforced actuators using twist of fibers as in the case of the prior art.

섬유강화 액추에이터(fiber reinforced actuator)의 경우 섬유의 움직이는 방향에 따라 구분된다.In the case of fiber reinforced actuators, the direction of movement of the fibers is differentiated.

일반적으로 섬유강화 액추에이터(fiber reinforced actuator)를 비롯한 외부 자극에 의해 거동하는 소프트 액추에이터는 외부의 자극원으로 일단에 가해지는 전기, 온도 및 빛을 이용한다.Generally, soft actuators acting by external stimuli, including fiber reinforced actuators, utilize electricity, temperature, and light applied at one end as an external stimulus source.

한국 특허공개공보 제10-2015-0038475호Korean Patent Publication No. 10-2015-0038475

본 발명의 목적은 자연 냉각에 의한 동작을 강제 냉각으로 전환함으로써 소프트 액추에이터의 동작 반응 시간을 감소시킬 수 있는 소프트 액추에이터를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a soft actuator capable of reducing the operation reaction time of a soft actuator by switching an operation by natural cooling to forced cooling.

또한, 기존의 소프트 액추에이터의 문제점을 해결하여 팽창 및 수축이 능동적으로 제어 가능하도록 하고, 외부 자극에 대하여 선형적으로 동작하도록 한다.In addition, the present invention solves the problems of existing soft actuators to enable active control of expansion and contraction, and to operate linearly with external stimuli.

본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터는, 꼬여진 제1 섬유 및 제2 섬유; 및 상기 제1 섬유 및 제2 섬유 사이에 배치된 열전소자; 를 포함한다.A soft actuator according to an embodiment of the present invention comprises a first fiber and a second fiber twisted; And a thermoelectric element disposed between the first fiber and the second fiber; .

또한, 상기 제1 섬유는 상기 열전소자에 의해 정반응 동작을 하고, 상기 제2 섬유는 상기 열전소자에 의해 역반응 동작을 할 수 있다.In addition, the first fiber may perform a normal reaction operation by the thermoelectric element, and the second fiber may perform a reverse reaction operation by the thermoelectric element.

또한, 상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 코일링 될 수 있다. Further, the first fiber, the second fiber and the thermoelectric element may be coiled.

또한, 상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 수평하게 배치될 수 있다. The first fiber, the second fiber, and the thermoelectric element may be arranged horizontally.

또한, 상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 수직하게 배치될 수 있다.In addition, the first fiber, the second fiber, and the thermoelectric element may be arranged vertically.

또한, 상기 열전소자는 상기 섬유의 측면을 가열 또는 냉각할 수 있다. Further, the thermoelectric element can heat or cool the side surface of the fiber.

또한, 상기 열전소자는 상기 섬유 표면의 온도를 가열 또는 냉각시켜 운동을 제어할 수 있다.In addition, the thermoelectric element can control the movement by heating or cooling the temperature of the fiber surface.

또한, 상기 열전소자는 유연성을 가질 수 있다. Further, the thermoelectric element can have flexibility.

본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터는 자연 냉각에 의한 동작을 강제 냉각으로 전환함으로써 소프트 액추에이터의 동작 반응 시간을 감소시킬 수 있다. The soft actuator according to the embodiment of the present invention can reduce the operation reaction time of the soft actuator by switching the operation by natural cooling to forced cooling.

또한, 열전소자의 양면에 섬유를 배치함으로써 열전소자의 가열 및 냉각 효율을 높일 수 있으며, 열전소자의 폐열을 줄일 수 있다.In addition, by arranging the fibers on both sides of the thermoelectric element, the heating and cooling efficiency of the thermoelectric element can be enhanced, and the waste heat of the thermoelectric element can be reduced.

또한, 기존의 소프트 액추에이터의 문제점을 해결하여 팽창 및 수축이 능동적으로 제어 가능하도록 하고, 외부 자극에 대하여 선형적으로 동작하도록 할 수 있다. In addition, it is possible to solve the problems of existing soft actuators, to actively control expansion and contraction, and to operate linearly with external stimuli.

또한, 꼬인 섬유 및 열전소자를 이용하여 섬유에 대한 정확하고 미세한 조절을 할 수 있으므로 소프트 액추에이터 적용분야 확대 및 정확도가 개선 될 수 있다.In addition, the twisted fibers and thermoelectric elements can be used to precisely and finely control the fibers, which can improve the application and accuracy of soft actuator applications.

또한, 꼬인 섬유 및 열전소자를 이용하여 구조가 단순하기 때문에 미세 액추에이터가 활용되는 의료용 로봇, 미세 인공근육에 적용가능하고, 경도가 우수하고 거동력이 크기 때문에 군사용 로봇, 신체기능 보완로봇 등의 분야에도 적용이 가능하다.In addition, since the structure is simple using twisted fibers and thermoelectric elements, it can be applied to medical robots and micro artificial muscles utilizing microactuators, and has excellent hardness and large dynamic force. Therefore, it can be applied to military robots, .

또한, 빛이나 화학물질을 이용하는 것이 아니라 섬유에 밀접한 열전소자를 이용하여 거동하므로 외부의 다른 요인을 배제 할 수 있고, 열전소자에 의한 정확한 제어가 가능하다. In addition, it does not use light or chemicals, but acts by using a thermoelectric element closely to the fiber, so other external factors can be excluded and precise control by the thermoelectric element is possible.

도 1은 꼬임을 갖는 섬유를 도시한 것이다.

도 2는 꼬임 및 말림을 갖는 섬유를 도시한 것이다.
도 3은 헤테로 섬유의 거동을 도시한 것이다.
도 4는 호모 섬유의 거동을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터를 도시한 것이다.
도 10는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터를 도시한 것이다. Figure 1 shows fibers with kinks.

Figure 2 shows fibers with kinks and curls.
Figure 3 shows the behavior of the heterofilament.
Fig. 4 shows the behavior of the homo-fibers.
Figure 5 illustrates a soft actuator in accordance with an embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a perspective view of Fig. 5. Fig.
Figure 7 illustrates a soft actuator according to another embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a soft actuator according to another embodiment of the present invention.
Figure 9 illustrates a soft actuator according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 shows a soft actuator according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.　 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.　 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings may be exaggerated for clarity of description, and the elements denoted by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings. In addition, "including" an element throughout the specification does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary.

소프트 액추에이터(100) (Soft Actuator)The soft actuator 100 (Soft Actuator)

도 5는 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(100)를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 사시도를 도시한 것이다. Fig. 5 shows a soft actuator 100 according to an embodiment of the present invention, and Fig. 6 shows a perspective view of Fig.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(100)는, 꼬여진 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120); 및 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120) 사이에 배치된 열전소자(130); 를 포함한다.5 and 6, a soft actuator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first fiber 110 and a second fiber 120 that are twisted; And a thermoelectric element (130) disposed between the first fiber (110) and the second fiber (120); .

종래에는 열을 가하여 섬유를 운동(길이 감소/증가)시키고, 자연 냉각으로 원래의 위치(길이 증가/감소)로 복귀 되도록 구성되었다. 이에 따라 열을 가하여 거동할 때와 냉각되어 원위치로 복귀할 때의 거동시간에 비대칭 발생할 수 있다. Conventionally, heat is applied to move the fibers (length reduction / increase) and return to the original position (length increase / decrease) by natural cooling. As a result, asymmetry can occur in the behavior when heat is applied and when it is cooled and returned to the home position.

본 발명의 실시 예는 소프트 액추에이터(100)에 거동용 열전소자(130)를 배치하고, 열전소자(130)의 전류 방향 변경으로 가열면과 냉각면 전환 기능을 이용하여, 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)를 가열 및 냉각함으로써 소프트 액추에이터(100)의 동작 시간을 감소시킬 수 있다. The embodiment of the present invention is characterized in that a moving thermoelectric element 130 is disposed on a soft actuator 100 and a first fiber 110 is heated by using a heating surface and a cooling surface switching function by changing the current direction of the thermoelectric element 130, And the second fiber 120, the operation time of the soft actuator 100 can be reduced.

본 발명의 실시 예에 따른 소프트 액추에이터(100)는 꼬거나(twist), 꼬고 말린(twist and coil) 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)를 포함함으로써 온도 변화에 즉각적이고 민감하며 가역적으로 반응할 수 있다.The soft actuator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first fiber 110 and a second fiber 120 that are twisted, twisted and coiled to provide instantaneous, ≪ / RTI >

상기 열전소자(130)는 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)와 물리적으로 접촉함으로써 가열 및 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 열전소자는 상기 제1 섬유 및 제2 섬유와 물리적으로 이격되어 배치됨으로써 상기 제1 섬유 및 제2 섬유가 팽창 또는 이완됨에 따라 열전소자에 물리력이 전해지는 것을 방지할 수 있다. The thermoelectric element 130 can physically contact the first fiber 110 and the second fiber 120 to increase the heating and cooling efficiency. In addition, the thermoelectric elements are physically spaced apart from the first fibers and the second fibers so that the first fibers and the second fibers are prevented from being transmitted to the thermoelectric elements as they are expanded or relaxed.

상기 소프트 액추에이터(100)에 배치된 열전소자(130)에 의해 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)가 온도가 증가하면, 상기 소프트 액추에이터(100)는 섬유의 꼬인(coil) 구조 또는 말린(twist) 구조가 풀리면서 회전력을 갖게 된다. 상기 소프트 액추에이터(100)에 배치된 열전소자(130)에 의해 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 온도가 상기 상승된 온도로부터 낮아지게 되면 상기 소프트 액추에이터(100)의 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 풀렸던 꼬인(coil) 구조 또는 말린(twist) 구조가 다시 재형성 되면서 상기 방향과 반대 방향의 회전력을 갖게 된다. 이 방식으로, 상기 소프트 액추에이터(100)는 능동적으로 가열 및 냉각될 수 있다. 이는 상기 소프트 액추에이터(100)에 의해 수동적으로 상기 열에너지를 소멸시키는 대신에, 기계적 에너지로 전환되어 상기 회전형 소프트 액추에이터(100)가 냉각되기 때문이다.When the temperature of the first fiber 110 and the second fiber 120 is increased by the thermoelectric element 130 disposed in the soft actuator 100, the soft actuator 100 may have a coiled structure The twist structure is loosened and has a rotational force. When the temperature of the first fiber 110 and the second fiber 120 is lowered from the elevated temperature by the thermoelectric element 130 disposed in the soft actuator 100, The first fiber 110 and the second fiber 120 have a rotational force in a direction opposite to the above direction as the coiled coil structure or the twisted structure is re-formed again. In this way, the soft actuator 100 can be actively heated and cooled. This is because the rotary type soft actuator 100 is cooled by switching to mechanical energy instead of passively dissipating the heat energy by the soft actuator 100. [

이하 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(100)에 포함된 꼬임을 갖는 섬유에 대하여 설명한다. 1 to 4, a description will be given of a fiber having a twist included in the soft actuator 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1은 꼬임을 갖는 섬유를 도시한 것이다. 도 1에서 섬유는 일정한 방향으로 꼬여짐으로써 휘어진 결을 보이고 있다. Figure 1 shows fibers with kinks. In Fig. 1, the fibers are warped in a certain direction and thus are warped.

본 발명의 실시 예에서 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 나일론, 형상 기억 폴리우레탄, 폴리에틸렌 및 고무 등의 고분자재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으며 본 발명은 특별히 한정하지 않는다. 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 고분자 재료를 사용함으로써, 고온에서도 소프트 액추에이터(100)가 풀리고(untwist), 다시 꼬이는(retwist) 가역적인 구조를 장기간 유지 할 수 있고, 내구성 및 수명도 길어 다양한 분야에 적용 가능하다. 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 고온 또는 저온 에 의해 형태가 변형되어도, 다시 초기 꼬인 형태로 돌아가는 가역적인 회전운동을 제공한다.In the embodiment of the present invention, the first fiber 110 and the second fiber 120 may be any one selected from the group consisting of polymer materials such as nylon, shape memory polyurethane, polyethylene and rubber, I never do that. The first fiber 110 and the second fiber 120 are made of a polymer material so that the soft actuator 100 can maintain its reversible structure untwisted and retwisted even at a high temperature for a long period of time, And its life is long, so that it can be applied to various fields. The first fiber 110 and the second fiber 120 provide a reversible rotational motion that returns to the initial twisted shape even if the shape is deformed by a high temperature or a low temperature.

상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)에 꼬임(twist)를 부여하는 방법은 일단을 고정하고 타단을 회전하거나, 양단을 회전하는 방법에 의해 의할 수 있다. 또한, 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 복수의 가닥이 상호간에 꼬인 형태일 수 있다. 이 때, 서로 반대 방향으로 회전시키는 방식으로 제조된 꼬인(twist) 구조의 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)를 키랄성의 Z형 또는 키랄성의 S형 구조로 꼬인 형태를 갖는 것을 특징으로 한 것일 수 있다.A method of imparting twist to the first fiber 110 and the second fiber 120 can be performed by fixing one end and rotating the other end or rotating both ends. In addition, the first fibers 110 and the second fibers 120 may have a plurality of strands twisted together. At this time, the twisted first fibers 110 and the second fibers 120, which are manufactured by rotating them in opposite directions, are twisted in a chiral Z-shaped or chiral S-shaped structure .

도 2는 꼬임 및 말림을 갖는 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 섬유는 꼬임 (twist) 및 말림 (coiling)을 가질 수 있다. 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 꼬임(twist) 및 말림(coiling)을 가짐으로써 가열 및 냉각에 의한 구동력이 강해지고 보다 정확하고 민감하게 반응할 수 있다. 섬유에 말림(coiling)을 부여하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 섬유의 일단을 공정하고 섬유의 타단을 회전함으로써 말림(coiling)을 부여할 수 있으며, 섬유로 파이프를 감음으로써 말림(coiling)을 부여할 수 있다.Figure 2 illustrates first and second fibers (110) and (120) having kinks and curls. Referring to FIG. 2, the fibers may have twist and coiling. The first fiber 110 and the second fiber 120 have twist and coiling, so that the driving force by heating and cooling can be strengthened and more precise and sensitive. The method of imparting coiling to the fibers is not particularly limited. For example, coiling can be provided by processing one end of the fiber and rotating the other end of the fiber, and coiling can be imparted by winding the pipe with the fiber.

도 3은 헤테로 섬유의 거동을 도시한 것이고, 도 4는 호모 섬유의 거동을 도시한 것이다. Fig. 3 shows the behavior of the heterofilament, and Fig. 4 shows the behavior of the homofibres.

상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)는 우 또는 좌로 꼬일 수 있고(twist), 이를 다시 우연사 또는 좌연사로 감을 수 있다(coiling). 좌로 꼰 섬유를 다시 좌연사로 감은 경우나, 우로 꼰 섬유를 다시 우연사로 감은 경우를 정반응동작 섬유(homochiral string)라하고, 좌로 꼰 섬유를 우연사로 감은 경우나, 우로 꼰 섬유를 좌연사로 감은 경우를 역반응동작 섬유 (heterochiral string)라한다.The first fiber 110 and the second fiber 120 can be twisted to the left or the right and then coiling with a coincidence or a left-handed winding. The case where the left braided fibers are wound around the left side again or the case where the right braided fibers are wrapped again to the right side is referred to as a homochiral string and the case where the left braided fibers are wrapped with coincidence yarn or the right braided fibers are wound with the left winding It is called a heterochiral string.

상기 정반응동작 섬유는 섬유가 열전 소자(130)에 의해 가열됨에 따라 길이가 늘어나는 동작을 하고, 열전 소자(130)에 의해 냉각됨에 따라 길이가 줄어드는 동작을 할 수 있다. 상기 역반응동작 섬유는 상기 정반응동작 섬유와 반대로 거동할 수 있는 데, 열전소자(130)에 의해 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)가 가열되는 경우 길이가 줄어드는 동작을 하고, 열전소자(130)에 의해 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)가 냉각되는 경우 길이가 늘어나는 동작을 할 수 있다. The fibers of the fully-reactive working fibers may act to increase the length of the fibers as they are heated by the thermoelectric elements 130 and may decrease in length as they are cooled by the thermoelectric elements 130. The opposite reaction working fibers can behave in reverse to the normal working fibers. When the first fibers 110 and the second fibers 120 are heated by the thermoelectric elements 130, When the first fiber 110 and the second fiber 120 are cooled by the first fiber 130, the length can be increased.

이와 같이 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 꼬임 및 말림의 방향을 조절함으로써 열전소자(130)에 의한 동작 방향을 조절할 수 있다. By adjusting the direction of twist and curling of the first fiber 110 and the second fiber 120, the operation direction of the thermoelectric element 130 can be adjusted.

상기 열전소자(130)는 꼬임을 갖는 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 측면을 가열 또는 냉각 할 수 있다. 상기 열전소자(130)는 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 에너지 변환소자의 하나이다. 상기 열전소자(130)는 전류방향 전환으로 섬유(string) 표면을 가열하거나 냉각시켜 소프트 액추에이터(100)를 능동적으로 거동할 수 있도록 한다.The thermoelectric elements 130 may be disposed between the first fibers 110 and the second fibers 120 having a twist and the side surfaces of the first fibers 110 and the second fibers 120 may be heated or Can be cooled. The thermoelectric element 130 is one of energy conversion elements for converting electrical energy into thermal energy. The thermoelectric element 130 can heat or cool the surface of the string by current direction switching to actively act the soft actuator 100.

열전소자에는 온도 차이에 의해 기전력이 발생하는 효과인 제벡 효과를 이용한 열전발전소자(Thermoelectric Power Generating Device), 반대로 전류를 인가하면 열이 흡수(또는 발생)되는 효과인 펠티에 효과를 이용한 냉동소자(Cooling Device) 등이 있으며 특별히 한정되지 않는다.Thermoelectric Power Generating Device is a thermoelectric power generating device that uses a Seebeck effect that generates an electromotive force due to a temperature difference, and a cooling device that uses a Peltier effect that absorbs (or generates) heat when a current is applied. Device), and there is no particular limitation.

상기 열전소자(130)는 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹 기판 위에 N형 및 P형 반도체로 이루어지는 열전물질을 형성하고, N형 열전물질 및 P형 열전물질이 전극으로 직렬로 연결되는 벌크(Bulk) 구조로 제작되는 것일 수 있다.The thermoelectric element 130 is formed by forming a thermoelectric material made of N-type and P-type semiconductors on a ceramic substrate such as alumina (Al 2 O 3 ), forming a bulk (Bulk) structure.

또한, 상기 열전소자(130)는 제1전극, 상기 제1전극 상에 형성된 N형 열전물질 및 P형 열전물질, 제1전극과 함께 N형 열전물질 및 P형 열전물질이 직렬로 연결되도록 형성되는 제2전극으로 이루어 질 수 있다. In addition, the thermoelectric element 130 is formed so that the N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material are connected in series with the first electrode, the N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material formed on the first electrode, And a second electrode formed on the substrate.

또는, 제1기판, 상기 제1기판 상에 배치된 제1전극, 상기 제1전극 상에 배치된 N형 열전물질 및 P형 열전물질, 상기 N형 열전물질 및 P형 열전물질 상에 배치된 제2전극 및 상기 제2전극 상에 배치된 제2기판을 포함하는 형태일 수 있다. 이 경우, 완성된 열전소자를 섬유의 표면에 배치함으로써 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(100)를 제조할 수 있다. Alternatively, the first electrode, the first electrode, and the second electrode may be arranged on the first substrate, the first electrode, the n-type thermoelectric material and the p-type thermoelectric material disposed on the first electrode, the n-type thermoelectric material and the p- A second electrode, and a second substrate disposed on the second electrode. In this case, the soft actuator 100 according to the embodiment of the present invention can be manufactured by disposing the completed thermoelectric element on the surface of the fiber.

상기 열전소자(130)는 꼬임이 있는 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120) 사이에 소정 패턴의 제1전극을 형성하고, 그 상부에 N형 열전물질 및 P형 열전물질을 순차적으로 형성한 다음, 그 위에 제2전극을 형성하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2전극은 제2전극이 소정 패턴으로 형성된 상부기판을 접착하는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 N형 열전물질 및 P형 열전물질은 제1전극 및 제2전극에 의해 직렬 연결되도록 구성될 수 있다. The thermoelectric element 130 is formed by forming a first electrode having a predetermined pattern between the twisted first and second fibers 110 and 120 and sequentially forming an N-type thermoelectric material and a P- , And then forming a second electrode thereon. The second electrode may be formed by bonding an upper substrate having a second electrode formed in a predetermined pattern. The N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material may be connected in series by a first electrode and a second electrode.

상기 N형 열전물질 및 P형 열전물질은 전극에 의해 용이하게 직렬로 연결될 수 있도록 제1전극에 교번하여 위치되도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 P형 열전물질은 섬유리콘(Si), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 게르마늄(Ge), 철(Fe), 납(Pb), 안티몬(Sb), 텔루륨(Te), 비스무스(Bi), 코발트(Co), 세륨(Ce), 주석(Sn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 나트륨(Na), 칼륨(K), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 란타늄(La), 이리듐(Ir), 및 은(Ag) 중 하나 이상의 화합물로 구성될 수 있으며, 예를 들어 N형 열전물질은 비스무스-텔루륨(BixTe1-x) 화합물, P형 열전물질은 안티몬-텔루륨(SbxTe1-x) 화합물일 수 있다.The N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material may be alternately arranged in the first electrode so that they can be easily connected in series by the electrodes. The P-type thermoelectric material may be at least one selected from the group consisting of fibrillated silicon, aluminum, calcium, sodium, germanium, iron, lead, antimony, Te, bismuth, cobalt, cobalt, tin, nickel, copper, sodium, potassium, platinum, ruthenium, Ru, Rh, Au, W, Pd, Ti, Ta, Mo, hafnium, lanthanum, Ir, and Ag. For example, the N-type thermoelectric material may be a bismuth-tellurium (BixTe1-x) compound, the P-type thermoelectric material may be an antimony-tellurium (SbxTe1-x ) Compound.

상기 N형 열전물질 및 P형 열전물질은 두께 수 내지 수백 마이크로미터(㎛)의 후막 형태로 형성될 수 있다.The N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material may be formed in the form of a thick film having a thickness of several to several hundreds of micrometers (占 퐉).

상기 제1전극 및 제2전극은 N형 열전물질 및 P형 열전물질을 전기적으로 직렬 연결하도록 형성될 수 있다. 상기 제1전극 및 제2전극은 제1전극이 섬유의 표면에 배치되도록 배치될 수 있으며, 모든 전극이 열전물질 상부에 형성되거나 모든 전극이 열전물질의 하부에 형성되는 구조일 수도 있다. The first electrode and the second electrode may be formed to electrically connect the N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material in series. The first electrode and the second electrode may be disposed such that the first electrode is disposed on the surface of the fiber, or all electrodes may be formed on the thermoelectric material or all electrodes may be formed on the thermoelectric material.

상기 제1전극 및 제2전극은 전기전도도가 우수한 금속 물질인 것이 바람직하며, 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 텅스텐(W), 코발트(Co), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 철(Fe), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 란타늄(La), 이리듐(Ir), 및 은(Ag) 중 어느 하나일 수 있다.The first electrode and the second electrode are preferably made of a metal material having excellent electrical conductivity and may be formed of a metal such as nickel, aluminum, copper, platinum, ruthenium, rhodium, (Au), tungsten (W), cobalt (Co), palladium (Pd), titanium (Ti), tantalum (Ta), iron (Fe), molybdenum (Mo), hafnium (Hf) Iridium (Ir), and silver (Ag).

상기 열전소자(130)는 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 사이에 배치되어 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)와 함께 팽창 또는 수축될 수 있다. 또한, 제1 섬유(110) 및 제2 섬유(120)의 부피 팽창 및 수축, 휘어짐 등에 대응하여 동작할 수 있어야 한다. 따라서, 상기 열전소자(130)는 유연성을 가질 수 있다. 이를 위해 상기 열전소자의 제1전극, N형 열전물질, P형 열절물질 및 제2전극은 유연성을 갖는 물질을 사용하거나 유연성을 갖기 위한 구성을 포함할 수 있다. The thermoelectric element 130 may be disposed between the first fiber 110 and the second fiber 120 and may expand or contract together with the first fiber 110 and the second fiber 120. In addition, the first fiber 110 and the second fiber 120 must be able to operate in response to volume expansion, contraction, warping, and the like. Therefore, the thermoelectric element 130 may have flexibility. To this end, the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermal conductive material and the second electrode of the thermoelectric element may include a material having flexibility or a structure for providing flexibility.

구체적으로 상기 열전소자(130)의 제1전극, N형 열전물질, P형 열절물질 및 제2전극은 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1전극 및 제2전극은 나노와이어 형태로 형성됨으로써 섬유의 팽창 또는 수축에 대응하여 열전소자가 팽창 및 수축하더라도 전기적 단락이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 상기 열전소자(130)의 제1전극, N형 열전물질, P형 열절물질 및 제2전극은 내부에 기공을 포함하는 형상을 가짐으로써 섬유의 팽창 또는 수축에 대응할 수 있다. Specifically, the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermal conductive material, and the second electrode of the thermoelectric element 130 may include a conductive polymer. In addition, the first electrode and the second electrode are formed in the form of a nanowire, so that electrical shorting may not occur even when the thermoelectric element expands or shrinks corresponding to the expansion or contraction of the fiber. In addition, the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermal conductive material, and the second electrode of the thermoelectric element 130 may have a shape including pores therein to cope with expansion or contraction of the fiber.

상기 N형 열전물질은 비스무스-텔루륨(BixTe1-x) 화합물, 상기 P형 열전물질은 안티몬-텔루륨(SbxTe1-x) 화합물을 포함할 수 있다. The N-type thermoelectric material may include a bismuth-tellurium (BixTe1-x) compound, and the P-type thermoelectric material may include an antimony-tellurium (SbxTe1-x) compound.

이 때, 상기 제1전극, N형 열전물질, P형 열전물질 및 제2전극에 포함되는 전도성 고분자는 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS), Poly(fluorene)s, Polyphenylenes, Polypyrenes, Polyazulenes, Polynaphthalenes, Poly(acetylene)s(PAC), Poly(p-phenylene vinylene)(PPV), Poly(pyrrole)s(PPY), Polycarbazoles, Polyindoles, Polyazepines, Polyanilines(PANI), Poly(thiophene)s(PT), Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)(PEDOT), Poly(p-phenylene sulfide)(PPS)와 같은 유기 전도성 고분자(Organic Conducting Polymer) 물질일 수 있고, Polydimethylsiloxane(PDMS), Poly(methylmethacrylate), Poly(p-phenylene terephthalamide), Polyethylene과 같은 유기 비전도성 고분자(Organic Non-Conducting Polymer) 물질을 포함할 수 있다. The conductive polymer included in the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermoelectric material, and the second electrode may include poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) (PEDOT: PSS) Polyanhydrhenes, Poly (acetylene) s (PAC), Poly (p-phenylene vinylene) (PPV), Poly (pyrrole) s, Polycarbazoles, Polyindoles, Polyazepines, Polyanilines (PANI) Or an organic conductive polymer such as poly (thiophene) s (PT), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), or poly (p-phenylene sulfide) (PPS). Polydimethylsiloxane , Organic (non-conductive) polymer materials such as poly (methylmethacrylate), poly (p-phenylene terephthalamide), and polyethylene.

상기 열전소자(130)가 기판을 포함하는 경우, 상기 열전소자(130)는 기판을 유연기판을 사용함으로써 유연성을 가질 수 있다. 상기 유연기판은 열전소자를 전체적으로 지지하면서 열전소자가 유연한 특성을 갖도록 하기 위한 것으로서, 폴리이미드(Polyimide) 필름, 캡톤(Kapton) 필름, 폴리에스터(Polyester) 필름, 펜(PEN) 필름, 플라스틱 필름, PDMS, 종이 등 유연성을 가지는 재질이면 특별히 한정되지 않으나, 이후 공정 온도에서 견딜 수 있을 정도의 내열성이 있는 재질인 것이 바람직하다.When the thermoelectric element 130 includes a substrate, the thermoelectric element 130 may have flexibility by using a flexible substrate as the substrate. The flexible substrate is for supporting a thermoelectric element as a whole and having a flexible property of a thermoelectric element. The flexible substrate may be a polyimide film, a Kapton film, a polyester film, a PEN film, a plastic film, PDMS, paper, and the like, it is preferable that the material is heat-resistant enough to withstand the subsequent process temperature.

이 경우에도 상기 열전소자(130)의 제1전극, N형 열전물질, P형 열전물질 및 제2전극은 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 전도성 고분자는 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌설포네이트(PEDOT/PSS), 폴리아닐린, 폴리아세틸렌 또는 폴리페닐렌비닐렌을 포함할 수 있으나 특별하게 제한되지 않는다. 또한, 상기 제1전극 및 제2전극은 나노와이어 형태로 형성됨으로써 섬유의 팽창 또는 수축에 대응하여 열전소자가 팽창 및 수축하더라도 전기적 단락이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 상기 열전소자의 제1전극, N형 열전물질, P형 열전물질 및 제2전극은 내부에 기공을 포함하는 형상을 가짐으로써 섬유의 팽창 또는 수축에 대응할 수 있다.In this case, the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermoelectric material, and the second electrode of the thermoelectric element 130 may include a conductive polymer. The conductive polymer may include poly-3,4-ethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS), polyaniline, polyacetylene or polyphenylene vinylene, but is not particularly limited. In addition, the first electrode and the second electrode are formed in the form of a nanowire, so that electrical shorting may not occur even when the thermoelectric element expands and contracts corresponding to the expansion or contraction of the fiber. In addition, the first electrode, the N-type thermoelectric material, the P-type thermoelectric material, and the second electrode of the thermoelectric element may have a shape including pores therein to cope with expansion or contraction of the fiber.

또한, 상기 N형 열전물질 및 P형 열전물질은 제1전극 상에 교번하여 위치되어 상기 제1전극에 의해 직렬로 연결되는 것일 수 있다.The N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material may be alternately arranged on the first electrode and connected in series by the first electrode.

여기서 N형 열전물질 및 P형 열전물질은 내부에 기공을 포함하며, 그 기공의 적어도 일부는 유기 고분자 물질로 충진되어 있다. Here, the N-type thermoelectric material and the P-type thermoelectric material contain pores therein, and at least a part of the pores are filled with an organic polymer material.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(200)를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(200)는 상기 열전소자(230)에 흐르는 전류의 방향을 변경하는 제어부(240)를 더 포함할 수 있다.Figure 7 illustrates a soft actuator 200 in accordance with another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the soft actuator 200 according to an embodiment of the present invention may further include a controller 240 for changing a direction of a current flowing in the thermoelectric element 230.

제어부(240)는 상기 열전소자(230)에 흐르는 전류방향을 변환할 수 있다. 이를 통해 제1 섬유(210) 및 제2 섬유(220)(string)표면의 온도를 가열하거나 냉각시켜 소프트 액추에이터(200)를 능동적으로 거동할 수 있다. The control unit 240 can change the direction of the current flowing in the thermoelectric element 230. The soft actuator 200 can be actively operated by heating or cooling the surfaces of the first fiber 210 and the second fiber 220.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(300)를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(300)는 상기 열전소자(330)는 상기 제1 섬유(310) 및 제2 섬유(320)와 접착되어 대응되는 면으로 된 3차원 형상으로 상기 제1 섬유(310) 및 제2 섬유(320) 사이에 배치될 수 있다. 상기 열전소자(330)는 판형인 경우에 비하여 좁은 면적을 가지지만, 제1 섬유(310) 및 제2 섬유(320)를 가열 또는 냉각하는 데 기여하는 면적은 충분히 가질 수 있다. 따라서, 열전소자(330)를 도 8과 같이 지그재그 형상으로 배치하거나, 제1 섬유(310) 또는 제2 섬유(320)의 측면 형상을 따라 배치함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 섬유(310) 또는 제2 섬유(320)가 팽창 또는 수축할 때 열전소자(330)가 보다 용이하게 상기 제1 섬유(310) 또는 제2 섬유(320)의 동작에 대응하여 동작할 수 있다.Figure 8 illustrates a soft actuator 300 in accordance with another embodiment of the present invention. 8, in the soft actuator 300 according to the embodiment of the present invention, the thermoelectric element 330 is adhered to the first fiber 310 and the second fiber 320, And may be disposed between the first fiber 310 and the second fiber 320 in the shape of a line. Although the thermoelectric element 330 has a narrow area as compared with the plate type, the area contributing to heating or cooling the first fiber 310 and the second fiber 320 can be sufficiently large. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by arranging the thermoelectric elements 330 in a zigzag shape as shown in FIG. 8, or arranging the thermoelectric elements 330 along the side shapes of the first fibers 310 or the second fibers 320. When the first fiber 310 or the second fiber 320 expands or contracts, the thermoelectric element 330 can more easily operate in response to the operation of the first fiber 310 or the second fiber 320 can do.

상기 열전소자(320)는 제1 섬유(310) 또는 제2 섬유(320)와 물리적으로 접촉할 수 있다. 또한, 상기 열전소자는 제1 섬유 또는 제2 섬유와 이격되어 배치될 수 있다. 열전소자(320)는 앞서 다른 실시 예에서 설명한 것일 수 있으나 특별히 제한되지 않는다.The thermoelectric element 320 may be in physical contact with the first fiber 310 or the second fiber 320. Further, the thermoelectric element may be disposed apart from the first fiber or the second fiber. The thermoelectric element 320 may be one described in the other embodiments, but is not particularly limited.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(400)를 도시한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(400)에 포함되는 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420) 는 꼬임(twist) 및 말림(coiling)을 가질 수 있다.Figure 9 illustrates a soft actuator 400 in accordance with another embodiment of the present invention. As described above, the first fiber 410 and the second fiber 420 included in the soft actuator 400 according to the embodiment of the present invention may have twist and coiling.

이 때, 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420) 사이에 배치된 열전소자(430)는 섬유에 말림을 주는 공정 전에 형성될 수 있다. 즉, 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420) 사이에 배치된 열전소자(430)를 배치한 후, 제1 섬유(410), 열전소자(430) 및 제2 섬유(420)가 연결된 다발에 말림을 부여할 수 있다.  At this time, the thermoelectric elements 430 disposed between the first fibers 410 and the second fibers 420 may be formed before the process of curling the fibers. That is, after the thermoelectric elements 430 disposed between the first fibers 410 and the second fibers 420 are disposed, the first fibers 410, the thermoelectric elements 430, and the second fibers 420 are connected Curl can be given to the bundle.

또는 제1 섬유(410), 제2 섬유(420) 및 열전소자(430)에 말림을 부여한 후, 제1 섬유(410), 제2 섬유(420) 및 열전소자(430)를 조립하는 형태로 소프트 액추에이터를 제조할 수 있다.The first fibers 410, the second fibers 420 and the thermoelectric elements 430 are curled and then the first fibers 410, the second fibers 420 and the thermoelectric elements 430 are assembled A soft actuator can be manufactured.

상기 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420) 사이에 배치되는 상기 열전소자는(430) 상기 소프트 액추에이터(400)의 주된 거동축을 기준으로 수평하게 배치될 수 있다. 상기 소프트 액추에이터(400)의 주된 거동은 길이방향으로 신장되거나 또는 수축되거나 무관하게 액추에이터의 길이 방향의 구동을 나타낸다. The thermoelectric element disposed between the first fiber 410 and the second fiber 420 may be disposed horizontally with respect to the main acting axis of the soft actuator 400. The main behavior of the soft actuator 400 is longitudinal movement of the actuator, regardless of whether it is extended or contracted in the longitudinal direction.

도 9와 같이, 상기 제1 섬유(410), 열전소자(430) 및 제2 섬유(420)를 말림 방향에 대하여 수직하게 배치함으로써, 열전소자(430)의 일면의 가열/냉각에 따라 제1 섬유(410)가 가열/냉각되고, 열전소자(430) 이면의 냉각/가열에 따라 제2 섬유(420)가 냉각/가열 되면서 제1 섬유(410)와 제2 섬유(430)가 정반응과 역반응을 동시에 수행하게 되어 소프트 액추에이터(400)의 동작 시간과 힘 발생에서 효율을 높일 수 있다. 9, by arranging the first fiber 410, the thermoelectric element 430 and the second fiber 420 perpendicularly to the curling direction, the first fiber 410, the thermoelectric element 430, The fibers 410 are heated and cooled and the second fibers 420 are cooled / heated in accordance with the cooling / heating of the back surface of the thermoelectric elements 430 so that the first fibers 410 and the second fibers 430 are rotated in the forward and reverse directions The operation time of the soft actuator 400 and the efficiency in generating the force can be increased.

열전소자(430)는 제1 전극 및 제2 전극이 각각 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420)에 직접 또는 간접적으로 연결되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 P형 열전물질 및 N형 열전물질이 교대로 배치된 것일 수 있다. 또한, 열전소자(430)는 제1 섬유(410) 및 제2 섬유(420)와 접착층을 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 열전소자(430)는 앞서 다른 실시 예에서 설명한 것일 수 있으나 특별히 제한되지 않는다.The thermoelectric element 430 has a structure in which the first electrode and the second electrode are directly or indirectly connected to the first fiber 410 and the second fiber 420 respectively and the P- And the N-type thermoelectric material may be alternately arranged. In addition, the thermoelectric element 430 may be connected to the first fiber 410 and the second fiber 420 through an adhesive layer. Further, the thermoelectric element 430 may be one described in the previous embodiment, but is not particularly limited.

도 10은 본 발명의 다른 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(500)를 도시한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예를 따르는 소프트 액추에이터(500)에 포함되는 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520) 는 꼬임(twist) 및 말림(coiling)을 가질 수 있다. Figure 10 illustrates a soft actuator 500 in accordance with another embodiment of the present invention. As described above, the first fiber 510 and the second fiber 520 included in the soft actuator 500 according to the embodiment of the present invention may have twist and coiling.

이 때, 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520) 사이에 배치된 열전소자(530)는 섬유에 말림을 주는 공정 전에 형성될 수 있다. 즉, 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520) 사이에 배치된 열전소자(530)를 배치한 후, 제1 섬유(510), 열전소자(530) 및 제2 섬유(520)가 연결된 다발에 말림을 부여할 수 있다. At this time, the thermoelectric elements 530 disposed between the first fibers 510 and the second fibers 520 may be formed before the process of curling the fibers. That is, after the thermoelectric element 530 disposed between the first fiber 510 and the second fiber 520 is disposed, the first fiber 510, the thermoelectric element 530, and the second fiber 520 are connected Curl can be given to the bundle.

또는 제1 섬유(510), 제2 섬유(520) 및 열전소자(530)에 말림을 부여한 후, 제1 섬유(510), 제2 섬유(520) 및 열전소자(530)를 조립하는 형태로 소프트 액추에이터를 제조할 수 있다.The first fibers 510, the second fibers 520 and the thermoelectric elements 530 are curled and then the first fibers 510, the second fibers 520 and the thermoelectric elements 530 are assembled A soft actuator can be manufactured.

상기 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520) 사이에 배치되는 상기 열전소자는(530) 상기 소프트 액추에이터(500)의 주된 거동축을 기준으로 수직하게 배치될 수 있다. 상기 소프트 액추에이터(500)의 주된 거동은 길이방향으로 신장되거나 또는 수축되거나 무관하게 액추에이터의 길이 방향의 구동을 나타낸다.The thermoelectric elements disposed between the first fiber 510 and the second fiber 520 may be disposed vertically with reference to a main behavior axis of the soft actuator 500. The main behavior of the soft actuator 500 is the longitudinal drive of the actuator, whether elongated or contracted in the longitudinal direction.

도 10과 같이, 상기 제1 섬유(510), 열전소자(530) 및 제2 섬유(520)를 말림 방향에 대하여 수평하게 배치함으로써, 열전소자(530)의 일면의 가열/냉각에 따라 제1 섬유(510)가 가열/냉각되고, 열전소자(530) 이면의 냉각/가열에 따라 제2 섬유(520)가 냉각/가열 되면서 제1 섬유(510)와 제2 섬유(530)가 정반응과 역반응을 동시에 수행하게 되어 소프트 액추에이터(500)의 동작 시간과 힘 발생에서 효율을 높일 수 있다.10, by arranging the first fiber 510, the thermoelectric element 530 and the second fiber 520 horizontally with respect to the winding direction, the first fiber 510, the thermoelectric element 530, The fibers 510 are heated / cooled and the second fibers 520 are cooled / heated in accordance with the cooling / heating of the back surface of the thermoelectric elements 530 so that the first fibers 510 and the second fibers 530 are rotated The operation time of the soft actuator 500 and the efficiency in generating the force can be increased.

열전소자(530)는 제1 전극 및 제2 전극이 각각 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520)에 직접 또는 간접적으로 연결되고, 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 P형 열전물질 및 N형 열전물질이 교대로 배치된 것일 수 있다. 또한, 열전소자(530)는 제1 섬유(510) 및 제2 섬유(520)와 접착층을 통해 연결될 수 있다. 또한, 상기 열전소자(530)는 앞서 다른 실시 예에서 설명한 것일 수 있으나 특별히 제한되지 않는다.The thermoelectric element 530 has a structure in which the first electrode and the second electrode are directly or indirectly connected to the first fiber 510 and the second fiber 520, respectively, and between the first electrode and the second electrode, And the N-type thermoelectric material may be alternately arranged. The thermoelectric element 530 may be connected to the first fiber 510 and the second fiber 520 through an adhesive layer. Further, the thermoelectric element 530 may be one described in the other embodiments, but is not particularly limited.

100, 200, 300, 400, 500: 소프트 액추에이터
110, 210, 310, 410, 510: 제1 섬유
120, 220, 320, 420, 520: 제2 섬유
130, 230, 330, 430, 530: 열전소자
240: 제어부100, 200, 300, 400, 500: Soft Actuator
110, 210, 310, 410, 510:
120, 220, 320, 420, 520: the second fiber
130, 230, 330, 430, 530: thermoelectric element
240:

Claims (9)

꼬여진 제1 섬유 및 제2 섬유; 및
상기 제1 섬유 및 제2 섬유 사이에 배치된 열전소자; 를
포함하는 소프트 액추에이터.
Twisted first and second fibers; And
A thermoelectric element disposed between the first fiber and the second fiber; To
Including soft actuators.
제 1항에 있어서,
상기 제1 섬유는 상기 열전소자에 의해 정반응 동작을 하고, 상기 제2 섬유는 상기 열전소자에 의해 역반응 동작을 하는 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first fiber performs a normal reaction operation by the thermoelectric element and the second fiber performs a reverse reaction operation by the thermoelectric element.
제 1항에 있어서,
상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 코일링 된 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first fiber, the second fiber and the thermoelectric element are coiled.
제 3항에 있어서,
상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 수평하게 배치된 소프트 액추에이터.
The method of claim 3,
Wherein the first fiber, the second fiber and the thermoelectric element are arranged horizontally.
제 3항에 있어서,
상기 제1 섬유, 제2 섬유 및 열전소자는 수직하게 배치된 소프트 액추에이터.
The method of claim 3,
Wherein the first fiber, the second fiber, and the thermoelectric element are vertically arranged.
제 1항에 있어서,
상기 제1 섬유 및 제2 섬유는 코일링된 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first and second fibers are coiled.
제1항에 있어서,
상기 열전소자는 상기 섬유의 측면을 가열 또는 냉각하는 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
The thermoelectric element heating or cooling the side of the fiber.
제1항에 있어서,
상기 열전소자는 상기 섬유 표면의 온도를 가열 또는 냉각시켜 운동을 제어하는 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoelectric element controls the movement by heating or cooling the temperature of the fiber surface.
제1항에 있어서,
상기 열전소자는 유연성을 갖는 소프트 액추에이터.
The method according to claim 1,
The thermoelectric element is a flexible soft actuator.
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