KR20190011354A - Apparatus for adjusting temperature, apparatus for driving artificial muscle module and robot using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온도조절장치, 이를 이용한 인공근육모듈의 구동장치 및 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온수 및 저온수의 유량을 조절하여 혼합되는 물의 온도를 조절할 수 있는 온도조절장치 및 인공근육모듈과 결합되어 인공근육모듈의 설치 위치에 따른 제어 시간 지연 현상이 줄어들 수 있는 인공근육모듈의 구동장치 및 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control device, a driving device and a robot for an artificial muscle module using the same, and more particularly, to a temperature control device and an artificial muscle module which can control the temperature of water to be mixed by controlling the flow rates of hot and cold water, To a driving device and a robot for an artificial muscle module, which can reduce a control time delay phenomenon depending on an installation position of an artificial muscle module.
일반적으로, 생체근육은 신경세포로부터 전달되는 전기적 신호에 의해 반응한다. 이와 유사하게 인공근육은 외부의 전기적 입력에 의해 반응하도록 제작되어 생체근육의 대용기능을 수행한다.In general, the vital muscles respond by electrical signals transmitted from nerve cells. Similarly, the artificial muscles are made to react by external electrical input and perform the substitute function of the living muscles.
이러한 인공근육은 대개 자유로운 신체활동이 어려운 장애인의 팔다리 역할을 하는 재활 로봇이나, 우주 탐사 또는 해저 탐사나 원자력발전소와 같이 인간이 직접 작업하기 어려운 특수 환경에서 작업을 수행하는 작업용 로봇, 더 나아가 초소형이며 고도의 복잡한 동작을 위한 미세전자기계시스템(Micro Electro Mechanical System, MEMS) 같은 첨단 제품 등에 활용되기 위한 목적으로 제작되고 있다.These artificial muscles are usually rehabilitation robots that serve as limbs for persons with difficult physical activities, but also work robots that perform tasks in special environments where human beings are difficult to work directly, such as space exploration or submarine exploration or nuclear power plants, And for high-end products such as microelectromechanical systems (MEMS) for highly complex operations.
인공근육은 형상기억합금(Shape-memory Alloy, SMA), 형상기억수지, 탄소나노튜브, 나일론 등과 같이 온도 변화에 따라 수축 또는 팽창 형상이 일어나는 열반응구동소자가 주로 이용되고 있다.Artificial muscles are mainly used as heat-responsive driving devices, such as Shape-memory Alloys (SMA), shape memory resins, carbon nanotubes, nylon, etc., which shrink or expand due to temperature changes.
일 예로, 형상기억합금은 빠른 동작 속도를 구현하기 위해 효과적인 가열 및 냉각 구조가 필요하다. 이에 대해 종래에는 전기저항을 이용한 가열방법이나 공기나 물을 이용한 냉각방법이 이용되고 있다.For example, shape memory alloys require effective heating and cooling structures to achieve high operating speeds. Conventionally, a heating method using electric resistance or a cooling method using air or water has been used.
하지만, 전기저항을 이용한 가열방법의 경우, 인공근육의 응답성이 낮고, 에너지 소모가 많으며, 인공근육의 부하용량을 높이기 위해서는 전원의 크기를 증가시켜야 하고, 전기 절연이 필수적이다.However, in the case of the heating method using the electric resistance, the response of the artificial muscle is low, the energy consumption is high, and the electric power is increased in order to increase the load capacity of the artificial muscle, and electrical insulation is essential.
한편, 열반응구동소자에 열을 공급하거나 열반응구동소자의 온도를 낮추는 방법으로 물을 이용하는 경우, 인공근육의 설치 위치에 따라 제어 시간이 지연되는 형상이 발생할 수 있다. 즉, 작동수(Working Water)의 공급거리가 길어질수록, 작동수의 도달 시간이 늦어지기 때문에 인공근육의 신속한 변위 제어 및 힘 제어가 어려워지는 문제점이 있다.On the other hand, when water is used as a method of supplying heat to the thermal reaction driving element or lowering the temperature of the thermal reaction driving element, the control time may be delayed depending on the installation position of the artificial muscle. That is, as the supply distance of the working water becomes longer, the arrival time of the operating water becomes slower, which makes it difficult to quickly control the displacement of the artificial muscle and to control the force.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온수 및 저온수의 유량을 조절하여 혼합되는 물의 온도를 조절할 수 있는 온도조절장치, 인공근육모듈과 결합되어 인공근육모듈의 설치 위치에 따른 제어 시간 지연 현상이 줄어들 수 있는 인공근육모듈의 구동장치 및 로봇을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, a technical object of the present invention is to provide a temperature control device capable of adjusting the temperature of water to be mixed by adjusting the flow rate of hot water and low temperature water, And to provide a driving device and a robot for an artificial muscle module in which a control time delay phenomenon depending on a position can be reduced.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 기설정된 고온의 제1유체가 수용되는 제1수용부; 상기 제1유체의 온도보다 낮은 기설정된 저온의 제2유체가 수용되는 제2수용부; 상기 제1수용부와 연결되고 상기 제1수용부에서 배출되는 상기 제1유체가 수송되도록 안내하는 제1유로부; 상기 제2수용부와 연결되고 상기 제2수용부에서 배출되는 상기 제2유체가 수송되도록 안내하는 제2유로부; 상기 제1유로부와 연결되는 제1분기부와, 상기 제2유로부와 연결되는 제2분기부와, 온도조절대상물과 직접 연결되고 상기 제1유로부를 통해 수송되는 상기 제1유체 및 상기 제2유로부를 통해 수송되는 상기 제2유체가 서로 혼합되는 혼합유로부를 가지는 혼합부; 그리고 상기 제1분기부의 내측에 구비된 상태에서 외부에서 제공되는 압력조건에 따라 부피가 가변되거나 상기 제1분기부의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 제1분기부를 개폐하여 상기 제1유체의 유량을 조절하는 제1개폐부를 가지는 제1조절부를 포함하는 온도조절장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for supplying a fluid having a predetermined high temperature, A second accommodating portion for accommodating a second fluid at a predetermined low temperature lower than the temperature of the first fluid; A first flow path connected to the first accommodating portion and guiding the first fluid discharged from the first accommodating portion to be transported; A second flow path connected to the second accommodating portion and guiding the second fluid discharged from the second accommodating portion to be transported; A first branch portion connected to the first flow path portion, a second branch portion connected to the second flow path portion, and a second branch portion directly connected to the temperature control object and being transported through the first flow path portion, A mixing portion having a mixing flow path portion in which the second fluid transported through the two flow paths are mixed with each other; In addition, the volume of the first fluid may be varied according to a pressure condition provided from the outside in the state of being provided inside the first branch, or may be moved along the longitudinal direction of the first branch to open or close the first branch, And a first control part having a first opening and closing part for opening and closing the first opening and closing part.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2분기부의 내측에 구비된 상태에서 외부에서 제공되는 압력조건에 따라 부피가 가변되거나 상기 제2분기부의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 제2유체의 유량을 조절하는 제2개폐부를 가지는 제2조절부 및 상기 제1조절부 및 상기 제2조절부의 작동을 제어하여 상기 온도조절대상물로 유입되는 혼합유체의 온도를 조절하는 온도제어부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the volume of the second fluid may be varied in accordance with a pressure condition provided from the outside in the state of being provided inside the second branch, or may be moved along the longitudinal direction of the second branch, And a temperature controller for controlling the temperature of the mixed fluid flowing into the temperature control object by controlling the operation of the first controller and the second controller.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1조절부는 상기 제1유로부의 외측에 구비되고, 작동압력을 공급 및 회수하는 제1구동부와, 일단부는 상기 제1유로부의 내측에서 상기 제1개폐부와 연결되고 상기 제1유로부를 따라 연장되도록 마련되며 상기 제1유로부를 관통하여 상기 제1유로부의 외측으로 마련되는 타단부는 상기 제1구동부와 연결되어 상기 작동압력을 상기 제1개폐부로 전달하는 제1연결부를 가지고, 상기 제1개폐부는 상기 작동압력이 공급되면 상기 제1분기부의 통로면적이 감소되도록 하고, 상기 작동압력이 회수되면 상기 제1분기부의 통로면적이 증가되도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first adjusting unit may include a first driving unit provided on the outer side of the first flow path unit to supply and recover an operating pressure, and a second driving unit that has one end connected to the first opening / And the other end extending through the first flow path portion and provided to the outside of the first flow path portion is connected to the first drive portion and is connected to the first flow path portion through the first flow path portion, The first opening and closing part may reduce the passage area of the first branching part when the operating pressure is supplied and increase the passage area of the first branching part when the operating pressure is recovered.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1개폐부는 상기 제1분기부의 내측에 구비되고, 일단부에 상기 제1유체의 수송 방향으로 형성되는 제1홀과, 상기 제1연결부의 일단부가 연결되는 제2홀이 관통 형성되는 제1하우징과, 상기 제1하우징의 내측에 구비되어 상기 제1홀을 통해 상기 제1하우징의 길이방향으로 이동되고 상기 제1분기부의 내주면에 원주방향을 따라 돌출 형성되는 제1단턱부의 제1통공을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성되는 제1막음구와, 상기 제1하우징의 내측에 구비되고, 상기 제1막음구가 상기 제1단턱부로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 가지고, 상기 제1막음구는 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 공급되면 상기 제1통공을 밀폐하도록 이동될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first opening and closing part is provided on the inner side of the first branch part, and has a first hole formed at one end in a direction of transporting the first fluid and a first hole connected to one end of the first connection part And a second hole formed in the first housing and extending in the longitudinal direction of the first housing through the first hole and protruding along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the first branch, A first blocking member formed in a conical shape so as to close a first through hole of the first step portion and a second blocking member provided on the inner side of the first housing so that the first blocking sound is moved in a direction away from the first step portion, The first blocking member may be moved to close the first through hole when an operating pressure is supplied from the first driving unit through the first connecting unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1개폐부는 상기 제1분기부의 내측에 구비되고 팽창 및 수축되도록 형성되되, 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 공급되면 팽창되어 상기 제1분기부를 밀폐하고, 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 회수되면 수축되어 상기 제1분기부가 개방되도록 하는 제1팽창수축부를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first opening and closing part is provided inside the first branch part and is formed to expand and contract, and when the operating pressure is supplied from the first driving part through the first connection part, And a first expansion / contraction portion for closing the branch portion and contracting when the operating pressure is recovered from the first driving portion through the first connection portion to open the first branch portion.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1분기부의 내주면에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1단턱부가 원주방향을 따라 더 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first step may be further formed along the circumferential direction so as to be in close contact with the expanded first inflated / deflated portion on the inner circumferential surface of the first branched portion.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1분기부의 내주면에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1요철부가 원주방향을 따라 더 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first concave-convex part may be formed along the circumferential direction so as to be in close contact with the expanded first inflated / deflated part on the inner circumferential surface of the first branched part.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1분기부의 내주면에는 원주방향을 따라 제1홈이 형성되고, 상기 제1홈에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1실링부재가 구비될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a first groove may be formed in the inner circumferential surface of the first branch portion along a circumferential direction, and a first sealing member may be provided in the first groove to be in close contact with the expanded inflated / have.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1조절부는 상기 제1유로부의 외측에 구비되고, 견인력을 제공하는 제1구동부와, 일단부는 상기 제1유로부의 내측에서 상기 제1개폐부와 연결되고 상기 제1유로부를 따라 연장되도록 마련되며 상기 제1유로부를 관통하여 상기 제1유로부의 외측으로 마련되는 타단부는 상기 제1구동부와 연결되어 상기 견인력을 상기 제1개폐부로 전달하는 제1연결부를 가지고, 상기 제1개폐부는 상기 견인력이 제공되면 상기 제1분기부의 통로면적이 증가되도록 하고, 상기 작동압력이 제거되면 상기 제1분기부의 통로면적이 감소되도록 할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the first adjusting unit may include a first driving unit provided on the outer side of the first flow path unit and providing a pulling force, and one end connected to the first opening and closing unit on the inner side of the first flow path, And a first connecting portion extending through the first flow path portion and extending outwardly from the first flow path portion and connected to the first driving portion to transmit the pulling force to the first opening and closing portion, The first opening and closing part may increase the passage area of the first branch part when the pulling force is provided, and reduce the passage area of the first branch part when the operating pressure is removed.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1개폐부는 상기 제1분기부의 내측에 구비되어 상기 제1분기부의 길이방향으로 이동되고 상기 제1분기부의 내주면에 원주방향을 따라 돌출 형성되는 제1단턱부의 제1통공을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성되는 제1막음구와, 상기 제1단턱부 및 상기 제1막음구에 연결되고 상기 제1막음구가 상기 제1통공을 밀폐하도록 상기 제1막음구를 상기 제1단턱부 방향으로 이동시키는 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 가지고, 상기 제1막음구는 상기 제1구동부에 의해 상기 제1연결부에 전달되는 견인력에 의해 상기 제1단턱부로부터 이격되어 상기 제1통공이 개방되도록 이동될 수 있다.The first opening and closing part may be provided on the inner side of the first branching part and is moved in the longitudinal direction of the first branching part and protruded along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the first branching part. A first blocking member formed in a conical shape so as to close the first through hole and a second blocking member connected to the first blocking member and the first blocking member so that the first blocking member seals the first through- Wherein the first engaging portion is spaced apart from the first step portion by a pulling force transmitted to the first connecting portion by the first driving portion, and the first engaging portion is spaced apart from the first step portion by the pulling force transmitted to the first connecting portion by the first driving portion, 1 < / RTI >
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 열에 의해 반응하면서 형상이 변형되는 열반응구동부와, 상기 열반응구동부에 열을 제공하는 유체와 상기 열반응구동부가 수용되고 상기 열반응구동부와 함께 변형되는 신축부를 가지는 인공근육모듈의 구동장치로서, 상술한 온도조절장치를 포함하고, 혼합부는 상기 신축부의 일단부에 결합되어 상기 신축부의 일단부를 밀폐하는 밀폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공근육모듈의 구동장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a heat pump, comprising: a heat reaction driver having a shape deformed while being reacted by heat; a fluid supplying heat to the heat reaction driver; The present invention also provides a driving device for an artificial muscle module having an elastic member that is deformed together with a reaction driving unit, and includes a temperature control device described above, and the mixing part further includes a sealing part coupled to one end of the elastic part to seal one end of the elastic part. To the artificial muscle module.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 밀폐부는 상기 열반응구동부의 위치에 대응되도록 관통 형성되는 제1관통공을 가지고, 상기 제1관통공에는 상기 열반응구동부의 일단부가 고정되는 제1고정구가 결합될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sealing portion may include a first through hole formed to pass through the thermal reaction driving portion corresponding to a position of the thermal reaction driver, and a first fixing portion, .
한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 열에 의해 반응하면서 형상이 변형되는 열반응구동부와, 상기 열반응구동부에 열을 제공하는 유체와 상기 열반응구동부가 수용되고 상기 열반응구동부와 함께 변형되는 신축부를 가지는 인공근육모듈; 그리고 상술한 온도조절장치를 포함하고, 상기 온도조절장치는 상기 인공근육모듈에 공급되는 작동유체의 온도를 조절하여 상기 인공근육모듈이 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a heat pump, comprising: a heat reaction driver having a shape deformed while being reacted by heat; a fluid supplying heat to the heat reaction driver; An artificial muscle module having an elastic part deformed together with a reaction driving part; And the temperature control device described above, wherein the temperature control device adjusts the temperature of the working fluid supplied to the artificial muscle module to drive the artificial muscle module.
본 발명의 실시예에 따르면, 인공근육모듈에 혼합부가 직접 연결되고, 혼합부에는 분기부가 마련되어 고온수 및 저온수가 각각 유입되도록 하여 작동수를 생성함으로써 생성되는 작동수가 인공근육모듈로 유입되는 시간을 줄일 수 있으며, 이를 통해, 인공근육모듈의 응답성이 빨라질 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the mixing part is directly connected to the artificial muscle module, and the mixing part is provided with the branch part, so that the high temperature water and the low temperature water are respectively introduced into the artificial muscle module, Thereby enabling the response of the artificial muscle module to be accelerated.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 인공근육모듈에 대해서 제어하고자 하는 시점에서, 해당 인공근육모듈과 결합된 제1조절부 및 제2조절부의 작동을 통해 원하는 온도 및 유량의 작동유체가 생성되도록 할 수 있다. 그리고, 이렇게 생성되는 작동유체가 바로 인공근육모듈로 수송되도록 함으로써 해당 인공근육모듈이 신속하게 작동될 수 있다. 따라서, 인공근육모듈이 제1수용부 및 제2수용부를 기준으로 먼 거리에 마련되더라도, 제어 시간이 지연되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a plurality of artificial muscle modules are to be controlled, a working fluid of a desired temperature and flow rate is supplied through the operation of the first adjusting section and the second adjusting section combined with the artificial muscle module Can be generated. Then, the generated working fluid is directly transferred to the artificial muscle module, so that the artificial muscle module can be operated quickly. Therefore, even if the artificial muscle module is provided at a long distance with respect to the first accommodating portion and the second accommodating portion, the delay of the control time can be effectively prevented.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the effects described above, but include all effects that can be deduced from the description of the invention or the composition of the invention set forth in the claims.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 온도조절대상물 및 혼합부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 제1조절부 및 제2조절부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치를 가지는 로봇의 일부분을 나타낸 예시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부 및 제2개폐부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부를중심으로 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부를 나타낸 예시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an example of a temperature control apparatus according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is an exemplary view showing a temperature control object and a mixing part of the temperature control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary view showing a first adjusting unit and a second adjusting unit of the temperature adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating an example of a portion of a robot having a temperature controller according to the first embodiment of the present invention.
5 and 6 are views illustrating the first opening and closing part and the second opening and closing part of the temperature control device according to the first embodiment of the present invention.
7 to 9 are views showing the first opening / closing part of the temperature control device according to the second embodiment of the present invention.
10 is an exemplary view showing a first opening and closing part of the temperature control device according to the third embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" (connected, connected, coupled) with another part, it is not only the case where it is "directly connected" "Is included. Also, when an element is referred to as " comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치를 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 온도조절대상물 및 혼합부를 중심으로 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 제1조절부 및 제2조절부를 중심으로 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치를 가지는 로봇의 일부분을 나타낸 예시도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부 및 제2개폐부를 중심으로 나타낸 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a temperature control device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary view showing a temperature control object and a mixing part of the temperature control device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exemplary view showing a first adjusting unit and a second adjusting unit of the temperature adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a robot having the temperature adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention, And FIGS. 5 and 6 are views illustrating the first and second opening / closing parts of the temperature control device according to the first embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 온도조절장치는 제1수용부(100), 제2수용부(200), 제1유로부(300), 제2유로부(400), 혼합부(500) 그리고 제1조절부(610)을 포함할 수 있다.1 to 6, the temperature regulating device includes a first
제1수용부(100)는 제1유체를 수용할 수 있다. 제1유체는 기설정된 고온의 유체일 수 있으며, 예를 들면, 고온의 물일 수 있다. 제1수용부(100)는 수용되는 제1유체를 기설정된 고온이 되도록 가열하기 위한 가열장치(110)를 가질 수 있다.The first receiving
그리고, 제2수용부(200)는 제2유체를 수용할 수 있다. 제2유체는 제1유체의 온도보다 낮은 기설정된 저온의 유체일 수 있으며, 예를 들면, 저온의 물일 수 있다. 제2수용부(200)는 수용되는 제2유체를 기설정된 저온이 되도록 냉각하기 위한 냉각장치(210)를 가질 수 있다.Further, the second
제1유로부(300)는 제1수용부(100)와 연결될 수 있으며, 제1수용부(100)에서 배출되는 제1유체가 수송되도록 안내할 수 있다. 제1유로부(300)는 혼합부(500)에 연결될 수 있으며, 제1수용부(100)의 제1유체가 혼합부(500)로 수송되도록 안내할 수 있다. The first
제1유로부(300)에는 제1압제공부(310)가 연결될 수 있으며, 제1압제공부(310)는 제1유체가 제1유로부(300)를 따라 수송되도록 압력을 제공할 수 있다. 제1압제공부(310)로는 펌프가 사용될 수 있다.The
제2유로부(400)는 제2수용부(200)와 연결될 수 있으며, 제2수용부(200)에서 배출되는 제2유체가 수송되도록 안내할 수 있다. 제2유로부(400)는 혼합부(500)에 연결될 수 있으며, 제2수용부(200)의 제2유체가 혼합부(500)로 수송되도록 안내할 수 있다. The second
제2유로부(400)에는 제2압제공부(410)가 연결될 수 있으며, 제2압제공부(410)는 제2유체가 제2유로부(400)를 따라 수송되도록 압력을 제공할 수 있다. 제2압제공부(410)로는 펌프가 사용될 수 있다.The
혼합부(500)는 제1분기부(510), 제2분기부(520) 및 혼합유로부(530)를 가질 수 있다.The
제1분기부(510) 및 제2분기부(520)는 혼합유로부(530)로부터 분기되도록 형성될 수 있다. 제1분기부(510)는 제1유로부(300)와 연결될 수 있으며, 제2분기부(520)는 제2유로부(400)와 연결될 수 있다. The first branching
혼합유로부(530)는 온도조절대상물(10)과 직접 연결될 수 있다. The mixed
여기서, 온도조절대상물(10)은 인공근육모듈일 수 있으며, 온도조절장치는 인공근육모듈을 수축 또는 이완시키기 위한 작동유체를 생성하여 공급할 수 있다. 그리고 이를 통해, 온도조절대상물은 인공근육모듈의 구동장치에 포함될 수 있다.Here, the
인공근육모듈은 열반응구동부(11) 및 신축부(12)를 가질 수 있다.The artificial muscle module may have a
열반응구동부(11)는 열에 반응하는 형상기억합금 소재로 형성될 수 있으며, 스프링의 형태로 이루어질 수 있다. 도면을 참조하면 열반응구동부(11)는 한 쌍의 형상기억합금 스프링 형태로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 열반응구동부(11)는 형상기억합금 소재뿐만 아니라, 열에 의하여 반응하는 다양한 열반응 물질, 예를 들면, 형상기억수지(shape memory resin), 형상기억고분자(shape memory polymer, SMP), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리아미드(polyamide), 나일론(nylon) 등으로 제작될 수 있다.The
신축부(12)는 내측에 열반응구동부(11)가 수용되고, 열반응구동부(11)의 형상 변형에 대응하여 형상이 변형될 수 있다. 신축부(12)는 주름관 또는 벨로우즈관의 형태로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, 신축부(12)는 외력에 의하여 변형 가능한 재질 또는 구조를 가지면 어떠한 형태라도 무방하다. 신축부(12)의 내부에는 열반응구동부(11)에 열을 제공하는 유체가 수용될 수 있다.The stretchable and
열을 제공하는 유체는 신축부(12)의 일단부를 통해 유입되고, 타단부로 배출될 수 있으며, 신축부(12)의 양단부는 각각 실링될 수 있다. The fluid that provides heat can flow through one end of the stretchable and
이하에서는 온도조절대상물(10)이 인공근육모듈인 경우로 하여 설명한다.Hereinafter, it is assumed that the
혼합유로부(530)는 제1유로부(300)를 통해 수송되는 제1유체 및 제2유로부(400)를 통해 수송되는 제2유체가 서로 혼합되도록 할 수 있다. 이를 통해 혼합유로부(530)에서는 열반응구동부(11)에 열을 제공하는 작동유체가 생성될 수 있다. 작동유체가 물인 경우, 작동유체는 작동수(Working Water)일 수 있다.The mixed
혼합부(500)는 밀폐부(540)를 더 포함할 수 있다. 밀폐부(540)는 신축부(12)의 일단부에 결합될 수 있으며, 신축부(12)의 일단부를 밀폐할 수 있다. The mixing
밀폐부(540)는 제1관통공(541)을 가질 수 있으며, 제1관통공(541)은 열반응구동부(11)의 위치에 대응되도록 형성될 수 있다. 그리고, 제1관통공(541)에는 열반응구동부(11)의 일단부가 고정되는 제1고정구(542)가 결합될 수 있다.The sealing
신축부(12)의 타단부에는 마개부(13)가 구비될 수 있으며, 마개부(13)에는 열반응구동부(11)의 위치에 대응되도록 제2관통공(14)이 형성될 수 있으며, 제2관통공(14)에는 열반응구동부(11)의 타단부가 고정되는 제2고정구(15)가 결합될 수 있다.The
혼합부(500)가 밀폐부(540)를 더 포함함으로써, 신축부(12)로 유입되는 작동수의 누출이 효과적으로 방지될 수 있다. The mixing
혼합유로부(530)는 제1분기부(510) 및 제2분기부(520)로 각각 유입되는 제1유체 및 제2유체가 요구되는 온도의 작동유체가 되도록 충분히 혼합될 수 있는 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 본 발명에서는 제1분기부(510) 및 제2분기부(520)로 각각 유입되는 제1유체 및 제2유체가 혼합유로부(530)에서 혼합되어 작동수로 생성된 후 짧은 시간에 신축부(12)로 유입될 수 있다. The mixing
그리고, 제1조절부(610)는 제1분기부(510)의 개폐량을 조절하여 제1유체의 유량을 조절할 수 있다. 이를 위해, 제1조절부(610)는 제1개폐부(620), 제1구동부(630) 및 제1연결부(640)를 가질 수 있다. The
여기서, 제1개폐부(620)는 제1분기부(510)의 내측에 구비된 상태에서 외부에서 제공되는 압력조건에 따라 부피가 가변되거나 제1분기부(510)의 길이방향을 따라 이동하면서 제1분기부(510)를 개폐할 수 있다.Here, the first opening and closing
본 실시예에서, 제1개폐부(620)는 제1하우징(621), 제1막음구(622) 및 제1탄성부재(623)를 가질 수 있다.In this embodiment, the first opening and closing
제1하우징(621)은 제1분기부(510)의 내측에 구비될 수 있다. 제1유체의 수송 방향을 기준으로 제1하우징(621)의 일단부에는 제1홀(624)이 관통 형성되고, 타단부에는 제2홀(625)이 관통 형성될 수 있다. The
제1막음구(622)는 제1하우징(621)의 내측에 구비될 수 있으며, 제1홀(624)을 통해 제1하우징(621)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 제1분기부(510)의 내주면에는 원주방향을 따라 제1단턱부(511)가 돌출 형성될 수 있으며, 제1단턱부(511)는 제1통공(512)을 가질 수 있다. 제1막음구(622)는 제1통공(512)을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1막음구(622)가 제1단턱부(511) 방향으로 이동되어 제1막음구(622)의 전단부가 제1통공(512)에 삽입되면 제1통공(512)은 밀폐될 수 있다.The
제1탄성부재(623)는 제1하우징(621)의 내측에 구비될 수 있으며, 제1막음구(622)가 제1단턱부(511)로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 탄성력을 제공할 수 있다.The first
제1구동부(630)는 제1유로부(300)의 외측에 구비될 수 있다. 배선의 용이성, 설치 공간의 확도 등의 여러 조건을 고려할 때, 제1구동부(630)는 제1,제2수용부(100,200), 제1,제2압제공부(310,410)가 마련되는 장소에 근접하게 배치될 수 있을 것이다.The
제1연결부(640)는 제1유로부(300)의 내측에서 제1유로부(300)를 따라 연장되도록 마련될 수 있다. 제1연결부(640)의 일단부는 제1분기부(510)의 내측으로 연장될 수 있으며, 제1개폐부(620)와 연결될 수 있다. 구체적으로 제1유로부(300)의 일단부는 제1하우징(621)의 제2홀(625)에 연결될 수 있다.The
그리고, 제1연결부(640)는 제1유로부(300)에 관통 형성되는 제1공(301)을 통해 제1유로부(300)의 외측으로 연장되도록 마련될 수 있다. 제1유로부(300)의 외측으로 연장된 제1연결부(640)의 타단부는 제1구동부(630)와 연결될 수 있다.The
제1연결부(640)는 제1구동부(630)의 작동압력이 제1개폐부(620)로 공급되도록할 수 있다. 여기서, 제1구동부(630)에서 공급되는 상기 작동압력은 공기압력일 수 있다. 제1구동부(630)에서 발생되는 공기압력이 제1연결부(640)를 통해 공급되어 제1하우징(621)의 내부의 압력이 증가하게 되면, 제1막음구(622)는 공기압력에 의해 가압되어 제1단턱부(511) 방향으로 이동될 수 있다. The
제1구동부(630)는 공기압력이 작동압력으로 제공될 수 있도록, 피스톤(631) 및 실린더(632)를 가질 수 있으나, 반드시 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니며, 공기압력을 작동압력으로 제공할 수 있다면 다양한 구성이 가능하다. The
제1막음구(622)는 제1탄성부재(623)에 의해 고정된 상태에서(도 5의 (a) 참조), 제1연결부(640)를 통해 공급되는 공기압력에 의해 제1단턱부(511)를 향해 이동될 수 있고, 제1통공(512)을 밀폐할 수 있다. 그리고, 제1하우징(621)에 공급되는 작동압력이 회수되면, 즉, 제1구동부(630)에서 공기압력의 공급이 중단되면 제1막음구(622)는 제1탄성부재(623)의 복원력에 의해 초기의 위치로 이동되고 제1통공(512)은 개방될 수 있다. 이처럼, 제1막음구(622)가 제1통공(512)을 개폐하는 정도를 조절함으로써 제1분기부(510)의 통로면적은 조절될 수 있으며, 제1분기부(510)를 통해 공급되는 고온수의 유량이 조절될 수 있다.The
그리고, 제2조절부(650)는 제2분기부(520)의 개폐량을 조절하여 제2유체의 유량을 조절할 수 있다. 이를 위해, 제2조절부(650)는 제2개폐부(660), 제2구동부(670) 및 제2연결부(680)를 가질 수 있다. In addition, the
제2개폐부(660)는 제2분기부(520)의 내측에 구비되어 제2분기부(520)를 개폐할 수 있다. The second opening and closing
본 실시예에서, 제2개폐부(660)는 제2하우징(661), 제2막음구(662) 및 제2탄성부재(663)를 가질 수 있다.In this embodiment, the second opening and
제2하우징(661)은 제2분기부(520)의 내측에 구비될 수 있다. 제2유체의 수송 방향을 기준으로 제2하우징(661)의 일단부에는 제3홀(664)이 관통 형성되고, 타단부에는 제4홀(665)이 관통 형성될 수 있다. The
제2막음구(662)는 제2하우징(661)의 내측에 구비될 수 있으며, 제3홀(664)을 통해 제2하우징(661)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 제2분기부(520)의 내주면에는 원주방향을 따라 제2단턱부(521)가 돌출 형성될 수 있으며, 제2단턱부(521)는 제2통공(522)을 가질 수 있다. 제2막음구(662)는 제2통공(522)을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제2막음구(662)가 제2단턱부(521) 방향으로 이동되어 제2막음구(662)의 전단부가 제2통공(522)에 삽입되면 제2통공(522)은 밀폐될 수 있다.The
제2탄성부재(663)는 제2하우징(661)의 내측에 구비될 수 있으며, 제2막음구(662)가 제2단턱부(521)로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 탄성력을 제공할 수 있다. The second
제2개폐부(660)는 제1개폐부(620)와 동일한 구성을 가질 수 있다.The second opening and closing
제2구동부(670)는 제2유로부(400)의 외측에 구비될 수 있다. 배선의 용이성, 설치 공간의 확도 등의 여러 조건을 고려할 때, 제2구동부(670)는 제1구동부(630)가 마련되는 장소에 근접하게 배치될 수 있을 것이다.The
제2연결부(680)는 제2유로부(400)의 내측에서 제2유로부(400)를 따라 연장되도록 마련될 수 있다. 제2연결부(680)의 일단부는 제2분기부(520)의 내측으로 연장될 수 있으며, 제2개폐부(660)와 연결될 수 있다. 구체적으로 제2유로부(400)의 일단부는 제2하우징(661)의 제4홀(665)에 연결될 수 있다.The
그리고, 제2연결부(680)는 제2유로부(400)에 관통 형성되는 제2공(401)을 통해 제2유로부(400)의 외측으로 연장되도록 마련될 수 있다. 제2유로부(400)의 외측으로 연장된 제2연결부(680)의 타단부는 제2구동부(670)와 연결될 수 있다. The
제2연결부(680)는 제2구동부(670)의 작동압력을 제2개폐부로 전달할 수 있다. 여기서, 제2구동부(670)에서 제공되는 상기 작동압력은 공기압력일 수 있다. 제2연결부(680) 및 제2구동부(670)는 각각 제1연결부(640) 및 제1구동부(630)와 동일한 구성을 가질 수 있다. The
제2막음구(662)는 제2탄성부재(663)에 의해 고정된 상태에서(도 6의 (a) 참조), 제2연결부(680)를 통해 공급되는 공기압력에 의해 제2단턱부(521)를 향해 이동될 수 있고, 제2통공(522)을 밀폐할 수 있다. 제2막음구(662)가 제2통공(522)을 개폐하는 정도를 조절함으로써 제2분기부(520)를 통해 공급되는 저온수의 유량이 조절될 수 있다. 이를 통해, 혼합유로부(530)에서 생성되는 작동유체의 온도가 조절될 수 있으며, 온도조절대상물(10)로 수송되는 작동유체의 유량도 조절될 수 있다.The
온도제어부(690)는 제1조절부(610) 및 제2조절부(650)의 작동을 제어할 수 있으며, 이를 통해, 신축부(12)로 유입되는 작동유체의 온도 및 유량이 조절될 수 있다. The
본 발명에 따르면, 도 4에서 보는 바와 같이, 제1수용부(100) 및 제2수용부(200)가 로봇(20)의 몸체(21)의 설치공간(22)에 구비되고, 로봇(20)의 팔(23)에 복수의 인공근육모듈(10a,10b)이 몸체(21)로부터 각각 다른 거리에 마련되더라도, 몸체(21)로부터 상대적으로 가까운 거리에 마련되는 인공근육모듈(10a) 및 몸체(21)로부터 상대적으로 먼 거리에 마련되는 인공근육모듈(10b)에 작동수가 각각 유입되는 시점이 동일해지도록 제어될 수 있다. 즉, 각각의 인공근육모듈(10a,10b)과 결합되는 제1분기부 및 제2분기부가 조절부에 의해 닫히도록 하여 제1유로부(300a,300b) 및 제2유로부(400a,400b)에 제1유체 및 제2유체가 채워져 있도록 할 수 있다. 그리고, 각 인공근육모듈(10a,10b)을 제어하고자 하는 시점에, 작동하고자 하는 인공근육모듈의 제1개폐부 및 제2개폐부를 개방하여 고온수 및 저온수의 유량을 조절하여 원하는 온도의 작동유체가 생성되도록 할 수 있다. 그리고, 이렇게 생성되는 작동유체가 바로 인공근육모듈로 수송되도록 함으로써 해당 인공근육모듈이 신속하게 작동될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 인공근육모듈이 제1수용부(100) 및 제2수용부(200)로부터 먼 위치에 마련되더라도 제어 시간이 지연되는 것이 효과적으로 방지될 수 있으며, 로봇(20) 전체적으로 보았을 때, 인공근육모듈의 설치위치에 따른 제어 시간 지연 현상 발생이 방지될 수 있다. 4, the
온도조절대상물(10)의 마개부(13)에는 제3유로부(710)가 연결될 수 있으며, 제3유로부(710)는 온도조절대상물(10)에서 배출되는 배출유체가 수송되도록 안내할 수 있다. The third
제3유로부(710)는 분배부(700)와 연결될 수 있으며, 분배부(700)는 제3유로부(710)를 통해 수송되는 배출유체가 제1수용부(100) 및 제2수용부(200)로 수송되도록 분배할 수 있다.The
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부를중심으로 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 제1개폐부 및 제2개폐부의 구성이 전술한 제1실시예와 차이가 있을 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 본 실시예에서, 제1개폐부 및 제2개폐부는 동일한 구성으로 구현될 수 있으며, 설명의 편의상 제1개폐부에 대해서 설명한다.7 to 9 are views showing the first opening / closing part of the temperature control device according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the configurations of the first opening and closing part and the second opening and closing part may be different from those of the first embodiment described above, and the other configurations are the same as those of the first embodiment described above, so that the description is omitted. Also, in this embodiment, the first opening and closing part and the second opening and closing part can be realized with the same configuration, and the first opening and closing part will be described for the convenience of explanation.
도 7 내지 도 9에서 보는 바와 같이, 제1개폐부는 제1팽창수축부(1625)를 가질 수 있다. 제1팽창수축부(1625)는 제1분기부(1510)의 내측에 구비될 수 있으며, 팽창 및 수축되도록 형성될 수 있다. 제1팽창수축부(1625)는 제1구동부(미도시)로부터 제1연결부(1640)를 통해 작동압력이 공급되면 팽창되어 제1분기부(1510)를 밀폐할 수 있다. 또한, 제1팽창수축부(1625)는 제1구동부로부터 제1연결부(1640)를 통해 작동압력이 회수되면 수축되어 제1분기부(1510)가 개방되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 작동압력은 공기압력일 수 있다.As shown in FIGS. 7 to 9, the first opening / closing part may have a first expansion /
한편, 제1분기부(1510)의 내주면에는 팽창된 제1팽창수축부(1625)와의 기밀성 향상을 위하여 추가적으로 형상이 한정되거나, 또는 구성이 추가될 수 있다.On the other hand, the inner circumferential surface of the
일 예로, 제1분기부(1510)의 내주면에는 원주방향을 따라 제1홈(1511)이 형성되고, 제1홈(1511)에는 팽창된 제1팽창수축부(1625)와 밀착되도록 제1실링부재(1512)가 구비될 수 있다(도 7 참조).A
다른 일 예로, 제1분기부(1510)의 내주면에는 팽창된 제1팽창수축부(1625)와 밀착되도록 제1단턱부(1515)가 원주방향을 따라 더 형성될 수 있다(도 8 참조).In another example, the
또 다른 일 예로, 제1분기부(1510)의 내주면에는 팽창된 제1팽창수축부(1625)와 밀착되도록 제1요철부(1517)가 원주방향을 따라 더 형성될 수 있다(도 9 참조).In another example, a first
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 온도조절장치의 제1개폐부를 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 제1개폐부 및 제2개폐부의 구성이 전술한 실시예와 차이가 있을 수 있으며, 다른 구성은 전술한 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 본 실시예에서 제1개폐부 및 제2개폐부는 동일한 구성으로 구현될 수 있으며, 설명의 편의상 제1개폐부에 대해서 설명한다.10 is an exemplary view showing a first opening and closing part of the temperature control device according to the third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the configurations of the first opening and closing part and the second opening and closing part may be different from those of the above-described embodiment, and the other configurations are the same as those of the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted. Also, in this embodiment, the first opening and closing part and the second opening and closing part can be realized with the same configuration, and the first opening and closing part will be described for the convenience of explanation.
도 10에서 보는 바와 같이, 제1개폐부는 제1막음구(2622) 및 제1탄성부재(2623)를 가질 수 있다.As shown in FIG. 10, the first opening and closing part may have a
제1막음구(2622)는 제1분기부(2510)의 내측에 구비되어 제1분기부(2510)의 길이방향으로 이동될 수 있다. 제1막음구(2622)는 제1분기부(2510)의 내주면에 원주방향을 따라 돌출 형성되는 제1단턱부(2511)의 제1통공(2512)을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성될 수 있다.The
제1탄성부재(2623)는 제1단턱부(2511) 및 제1막음구(2622)에 연결될 수 있으며, 제1막음구(2622)가 제1통공(2512)을 밀폐하도록 제1막음구(2622)를 제1단턱부(2511) 방향으로 이동시키는 탄성력을 제공할 수 있다.The first
초기 상태에서, 제1막음구(2622)는 제1탄성부재(2623)의 탄성력에 의해 제1통공(2512)을 밀폐하는 상태로 있을 수 있다(도 10의 (a) 참조). 그리고, 제1구동부(미도시)는 견인력을 제공하여 제1연결부(2640)를 당길 수 있다. 제1연결부(2640)가 당겨지면, 제1막음구(2622)는 그 힘에 의해 제1단턱부(2511)로부터 이격되어 제1통공(2512)이 개방되도록 이동될 수 있다(도 10의 (b) 참조). 제1연결부(2640)는 와이어일 수 있으며, 제1구동부는 견인력을 제공하거나 견인력이 제공되지 않도록 함으로써 제1연결부(2640)를 당기거나 풀어줄 수 있는 구성이면 특정한 구성으로 한정됨이 없이 다양한 형태가 사용될 수 있다. 제1연결부(2640)는 제1유로부(2300)에 형성되는 제1공(2301)을 통해 제1유로부(2300)의 내측 및 외측으로 연장될 수 있다. In the initial state, the
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
10,10a,10b: 온도조절대상물
11: 열반응구동부
12: 신축부
20: 로봇
100: 제1수용부
200: 제2수용부
300,300a,300b: 제1유로부
400,400a,400b: 제2유로부
500: 혼합부
510: 제1분기부
520: 제2분기부
530: 혼합유로부
540: 밀폐부
610: 제1조절부
620: 제1개폐부
621: 제1하우징
622: 제1막음구
623: 제1탄성부재
630: 제1구동부
640: 제1연결부
650: 제2조절부
690: 온도제어부
700: 분배부
1512: 제1실링부재
1517: 제1요철부
1625: 제1팽창수축부10, 10a, 10b: Temperature control object 11:
12: stretching part 20: robot
100: first receiving portion 200: second receiving portion
300, 300a, 300b:
500: mixing section 510: first branching section
520: second branch base part 530: mixing flow part
540: sealing part 610: first adjusting part
620: first opening and closing part 621: first housing
622: first blocking member 623: first elastic member
630: first driving part 640: first connection part
650: second adjuster 690: temperature controller
700: distribution part 1512: first sealing member
1517: first uneven portion 1625: first inflated / deflated portion
Claims (13)
상기 제1유체의 온도보다 낮은 기설정된 저온의 제2유체가 수용되는 제2수용부;
상기 제1수용부와 연결되고 상기 제1수용부에서 배출되는 상기 제1유체가 수송되도록 안내하는 제1유로부;
상기 제2수용부와 연결되고 상기 제2수용부에서 배출되는 상기 제2유체가 수송되도록 안내하는 제2유로부;
상기 제1유로부와 연결되는 제1분기부와, 상기 제2유로부와 연결되는 제2분기부와, 온도조절대상물과 직접 연결되고 상기 제1유로부를 통해 수송되는 상기 제1유체 및 상기 제2유로부를 통해 수송되는 상기 제2유체가 서로 혼합되는 혼합유로부를 가지는 혼합부; 그리고
상기 제1분기부의 내측에 구비된 상태에서 외부에서 제공되는 압력조건에 따라 부피가 가변되거나 상기 제1분기부의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 제1분기부를 개폐하여 상기 제1유체의 유량을 조절하는 제1개폐부를 가지는 제1조절부를 포함하는 온도조절장치.A first accommodating portion for accommodating a first fluid having a predetermined high temperature;
A second accommodating portion for accommodating a second fluid at a predetermined low temperature lower than the temperature of the first fluid;
A first flow path connected to the first accommodating portion and guiding the first fluid discharged from the first accommodating portion to be transported;
A second flow path connected to the second accommodating portion and guiding the second fluid discharged from the second accommodating portion to be transported;
A first branch portion connected to the first flow path portion, a second branch portion connected to the second flow path portion, and a second branch portion directly connected to the temperature control object and being transported through the first flow path portion, A mixing portion having a mixing flow path portion in which the second fluid transported through the two flow paths are mixed with each other; And
The volume of the first fluid may be varied according to a pressure condition provided from the outside in the state of being provided inside the first branch and the flow rate of the first fluid may be controlled by opening and closing the first branch by moving along the longitudinal direction of the first branch And a first regulator having a first opening and closing part.
상기 제2분기부의 내측에 구비된 상태에서 외부에서 제공되는 압력조건에 따라 부피가 가변되거나 상기 제2분기부의 길이방향을 따라 이동하면서 상기 제2유체의 유량을 조절하는 제2개폐부를 가지는 제2조절부 및 상기 제1조절부 및 상기 제2조절부의 작동을 제어하여 상기 온도조절대상물로 유입되는 혼합유체의 온도를 조절하는 온도제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.The method according to claim 1,
And a second opening and closing part for adjusting a flow rate of the second fluid while being movable in a longitudinal direction of the second branch part according to a pressure condition externally provided in the second branch part, And a temperature controller for controlling the operation of the first controller and the second controller to adjust the temperature of the mixed fluid flowing into the temperature control object.
상기 제1조절부는
상기 제1유로부의 외측에 구비되고, 작동압력을 공급 및 회수하는 제1구동부와,
일단부는 상기 제1유로부의 내측에서 상기 제1개폐부와 연결되고 상기 제1유로부를 따라 연장되도록 마련되며 상기 제1유로부를 관통하여 상기 제1유로부의 외측으로 마련되는 타단부는 상기 제1구동부와 연결되어 상기 작동압력을 상기 제1개폐부로 전달하는 제1연결부를 가지고,
상기 제1개폐부는 상기 작동압력이 공급되면 상기 제1분기부의 통로면적이 감소되도록 하고, 상기 작동압력이 회수되면 상기 제1분기부의 통로면적이 증가되도록 하는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.The method according to claim 1,
The first adjuster
A first driving unit provided outside the first flow path unit for supplying and recovering operating pressure,
And the other end of the first passage portion is connected to the first opening and closing portion and extends along the first passage portion, and the other end portion of the first passage portion, which is provided outside the first passage portion, And a first connection part connected to transmit the operating pressure to the first opening and closing part,
Wherein the first opening and closing part decreases the passage area of the first branch part when the operating pressure is supplied and increases the passage area of the first branch part when the operating pressure is recovered.
상기 제1개폐부는
상기 제1분기부의 내측에 구비되고, 일단부에 상기 제1유체의 수송 방향으로 형성되는 제1홀과, 상기 제1연결부의 일단부가 연결되는 제2홀이 관통 형성되는 제1하우징과,
상기 제1하우징의 내측에 구비되어 상기 제1홀을 통해 상기 제1하우징의 길이방향으로 이동되고 상기 제1분기부의 내주면에 원주방향을 따라 돌출 형성되는 제1단턱부의 제1통공을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성되는 제1막음구와,
상기 제1하우징의 내측에 구비되고, 상기 제1막음구가 상기 제1단턱부로부터 이격되는 방향으로 이동되도록 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 가지고,
상기 제1막음구는 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 공급되면 상기 제1통공을 밀폐하도록 이동되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.The method of claim 3,
The first opening /
A first housing provided inside the first branch portion and having a first hole formed at one end thereof in a direction of transporting the first fluid and a second hole connected to one end of the first connection portion,
And a conical portion which is provided on the inner side of the first housing and moves in the longitudinal direction of the first housing through the first hole and which protrudes along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the first branched portion, A first blocking member formed into a shape,
And a first elastic member provided inside the first housing and providing an elastic force to move the first blocking sound in a direction away from the first step,
Wherein the first blocking member is moved so as to seal the first through hole when an operating pressure is supplied from the first driving unit through the first connecting unit.
상기 제1개폐부는
상기 제1분기부의 내측에 구비되고 팽창 및 수축되도록 형성되되, 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 공급되면 팽창되어 상기 제1분기부를 밀폐하고, 상기 제1구동부로부터 상기 제1연결부를 통해 작동압력이 회수되면 수축되어 상기 제1분기부가 개방되도록 하는 제1팽창수축부를 가지는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.The method of claim 3,
The first opening /
And a second connecting portion that is formed on the inner side of the first branch portion and is expanded and contracted to expand and contract when the operating pressure is supplied from the first driving portion through the first connecting portion to seal the first branched portion, And a first expansion / contraction portion that contracts when the operating pressure is recovered through the connection portion to open the first branch portion.
상기 제1분기부의 내주면에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1단턱부가 원주방향을 따라 더 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.6. The method of claim 5,
Wherein the first step portion is formed along the circumferential direction so as to be in close contact with the expanded first inflated / deflated portion on the inner circumferential surface of the first branched portion.
상기 제1분기부의 내주면에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1요철부가 원주방향을 따라 더 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.6. The method of claim 5,
Wherein a first concavo-convex portion is formed along the circumferential direction so as to be in close contact with the expanded first inflated / deflated portion on the inner circumferential surface of the first branched portion.
상기 제1분기부의 내주면에는 원주방향을 따라 제1홈이 형성되고, 상기 제1홈에는 팽창된 상기 제1팽창수축부와 밀착되도록 제1실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.6. The method of claim 5,
Wherein a first groove is formed in an inner circumferential surface of the first branched portion along a circumferential direction and a first sealing member is provided in the first groove so as to be in close contact with the expanded expanded and contracted portion.
상기 제1조절부는
상기 제1유로부의 외측에 구비되고, 견인력을 제공하는 제1구동부와,
일단부는 상기 제1유로부의 내측에서 상기 제1개폐부와 연결되고 상기 제1유로부를 따라 연장되도록 마련되며 상기 제1유로부를 관통하여 상기 제1유로부의 외측으로 마련되는 타단부는 상기 제1구동부와 연결되어 상기 견인력을 상기 제1개폐부로 전달하는 제1연결부를 가지고,
상기 제1개폐부는 상기 견인력이 제공되면 상기 제1분기부의 통로면적이 증가되도록 하고, 상기 견인력이 제거되면 상기 제1분기부의 통로면적이 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.The method according to claim 1,
The first adjuster
A first driving unit provided on the outer side of the first flow path unit and providing a traction force,
And the other end of the first passage portion is connected to the first opening and closing portion and extends along the first passage portion, and the other end portion of the first passage portion, which is provided outside the first passage portion, And a first connection part connected to the first opening and closing part to transmit the pulling force to the first opening and closing part,
Wherein the first opening and closing part increases the passage area of the first branch part when the traction force is provided and reduces the passage area of the first branch part when the traction force is removed.
상기 제1개폐부는
상기 제1분기부의 내측에 구비되어 상기 제1분기부의 길이방향으로 이동되고 상기 제1분기부의 내주면에 원주방향을 따라 돌출 형성되는 제1단턱부의 제1통공을 밀폐하도록 원뿔 형상으로 형성되는 제1막음구와,
상기 제1단턱부 및 상기 제1막음구에 연결되고 상기 제1막음구가 상기 제1통공을 밀폐하도록 상기 제1막음구를 상기 제1단턱부 방향으로 이동시키는 탄성력을 제공하는 제1탄성부재를 가지고,
상기 제1막음구는 상기 제1구동부에 의해 상기 제1연결부에 전달되는 견인력에 의해 상기 제1단턱부로부터 이격되어 상기 제1통공이 개방되도록 이동되는 것을 특징으로 하는 온도조절장치.10. The method of claim 9,
The first opening /
A first branch portion provided inside the first branch portion and moved in a longitudinal direction of the first branch portion and protruding along the circumferential direction on the inner circumferential surface of the first branch portion, However,
A first elastic member connected to the first end stop and the first end stop to provide an elastic force for moving the first end stop in the direction of the first end stop so that the first end stop seals the first opening, Lt; / RTI &
Wherein the first blocking member is moved away from the first step portion by the pulling force transmitted to the first connecting portion by the first driving portion so that the first through hole is opened.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 온도조절장치를 포함하고,
상기 혼합부는 상기 신축부의 일단부에 결합되어 상기 신축부의 일단부를 밀폐하는 밀폐부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공근육모듈의 구동장치.1. An apparatus for driving an artificial muscle module, comprising: a heat reaction driving unit for deforming a shape while being reacted by heat; a fluid for supplying heat to the heat reaction driving unit; and a stretchable and contractible part accommodating the heat reaction driving unit and being deformed together with the heat reaction driving unit,
11. A temperature control device comprising: a temperature control device according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the mixing part further comprises a sealing part coupled to one end of the stretchable and contractible part to seal one end of the stretchable and contractible part.
상기 밀폐부는 상기 열반응구동부의 위치에 대응되도록 관통 형성되는 제1관통공을 가지고, 상기 제1관통공에는 상기 열반응구동부의 일단부가 고정되는 제1고정구가 결합되는 것을 특징으로 하는 인공근육모듈의 구동장치.12. The method of claim 11,
Wherein the sealing part has a first through hole formed to pass through the thermal reaction driving part so as to correspond to the position of the thermal reaction driving part and a first fixing part to which one end of the thermal reaction driving part is fixed is coupled to the first through hole. .
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 기재된 온도조절장치를 포함하고,
상기 온도조절장치는 상기 인공근육모듈에 공급되는 작동유체의 온도를 조절하여 상기 인공근육모듈이 구동되도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇.An artificial muscle module having a thermal reaction driving part in which a shape is deformed while being reacted by heat, a fluid for supplying heat to the thermal reaction driving part, and an elastic part for receiving the thermal reaction driving part and being deformed together with the thermal reaction driving part; And
11. A temperature control device comprising: a temperature control device according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the temperature controller adjusts the temperature of the working fluid supplied to the artificial muscle module to drive the artificial muscle module.
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- 2017-07-24 KR KR1020170093328A patent/KR101980831B1/en active IP Right Grant
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