KR20190080198A - Hybrid soft actuator and fabricating method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드형 소프트 액츄에이터 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 큰 변형률을 가지면서도 줄 발열이 가능한 하이브리드형 소프트 액츄에이터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid type soft actuator and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a hybrid type soft actuator capable of generating heat with a high strain while maintaining a high strain.
소프트 액추에이터(soft actuator)는 탄성이 있는 변형체를 통해 힘이나 변위를 전달하는 기구로서, 특수한 의류나 인공근육 등에 사용된다.Soft actuators are devices that transmit forces or displacements through elastic deformations and are used in special clothing or artificial muscles.
소프트 액츄에이터의 한 종류인 티씨에이(TCA; Twisted and Coiled soft Actuator)는 탄성을 가지는 재질로 이루어지는 합성섬유를 트위스팅(twisting) 및 코일링(coiling)하여 제작되며, 외부의 온도, 빛 또는 화학적 조건이 달라지는 경우 더 꼬이면서 신축하거나 꼬임이 풀어지면서 인장되어 구동하게 된다.Twisted and Coiled Soft Actuator (TCA), a kind of soft actuator, is made by twisting and coiling synthetic fibers made of elastic material. It can be manufactured with external temperature, light or chemical condition It is stretched while being stretched or twisted, and is driven to be tensioned.
티씨에이를 구성하는 재료 중의 하나인 나일론(nylon)은 은 등의 전기전도성 재료로 코팅이 가능하여, 티씨에이에 전기를 흐르게 하였을 때 발생하는 줄 열을 통해 티씨에이가 구동하게 할 수 있다. 그러나 나일론 재질의 티씨에이는 변형률이 낮아 인공근육에 적용하는 데 적합하지 않은 문제점이 있다.Nylon, one of the materials that make up the TiCe, can be coated with an electrically conductive material such as silver, so that the TiCe can be driven by the heat generated by the electricity generated when electricity is supplied to the TiCe. However, the nylon tee has low strain and is not suitable for application to artificial muscles.
스판덱스(spandex) 재질의 티씨에이는 나일론 재질의 티씨에이에 비하여 2배 이상의 변형률을 갖지만 전기전도성이 없어 구동을 위하여 석영관 등과 같이 크기와 무게가 큰 열원을 필요로 하는 단점이 있다.The spandex material has a strain more than twice that of a nylon material, but it has a drawback that it requires a heat source of large size and weight, such as a quartz tube, for driving since it has no electric conductivity.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 높은 변형률과 전기전도성을 모두 구비할 수 있는 하이브리드형 소프트 액츄에이터 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hybrid type soft actuator having both high strain and electric conductivity, and a method of manufacturing the same.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전기전도성과 신축성을 가지는 제1섬유; 및 상기 제1섬유보다 큰 신축성을 가지는 제2섬유;를 포함하되, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유는 함께 트위스팅 및 코일링되어 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 의해 달성된다.This object is achieved according to the present invention by providing a first fiber having electrical conductivity and stretchability; And a second fiber having a greater elasticity than the first fiber, wherein the first fiber and the second fiber are twisted together and coiled together.
상기 제1섬유는 전기전도성 물질이 코팅된 합성섬유로 이루어질 수 있다.The first fibers may be made of synthetic fibers coated with an electrically conductive material.
상기 제1섬유는 전기전도성 물질의 입자를 함유하는 합성섬유로 이루어질 수 있다.The first fibers may be composed of synthetic fibers containing particles of an electrically conductive material.
상기 전기전도성 물질은 은인 것이 바람직하다.The electrically conductive material is preferably silver.
상기 합성섬유는 나일론으로 이루어질 수 있다.The synthetic fibers may be made of nylon.
상기 제2섬유는 스판덱스로 이루어지는 것이 바람직하다.The second fiber is preferably made of spandex.
상기 제1섬유와 제2섬유 중 적어도 어느 하나를 다수 가닥 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the first fiber and the second fiber have a plurality of strands.
상기 제2섬유의 단면적은 상기 제1섬유의 단면적보다 더 큰 것이 바람직하다.The cross-sectional area of the second fiber is preferably larger than the cross-sectional area of the first fiber.
상기 제1섬유는 상기 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 단면 내부에 위치하는 것이 바람직하다.The first fiber is preferably located inside the cross section of the hybrid type soft actuator.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 전기전도성 및 신축성을 가지는 제1섬유와 상기 제1섬유보다 큰 신축성을 가지는 제2섬유를 서로 평행하게 위치시키는 섬유 준비단계; 상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 함께 트위스팅시키는 트위스팅 단계; 및 상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 함께 코일링시키는 코일링 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a fiber preparation method comprising: a fiber preparation step of placing a first fiber having electrical conductivity and elasticity and a second fiber having a larger elasticity than the first fiber in parallel with each other; A twisting step of twisting the first fiber and the second fiber together; And a coiling step of coiling the first fiber and the second fiber together. [7] The method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to claim 7,
상기 섬유 준비단계에서, 상기 제2섬유는 신장되어 상기 제1섬유와 동일한 길이를 가지고, 상기 트위스팅 단계에서, 상기 제1섬유는 신장된 상태의 상기 제2섬유와 함께 트위스팅되는 것이 바람직하다.In the fiber preparation step, the second fiber is stretched to have the same length as the first fiber, and in the twisting step, the first fiber is preferably twisted together with the second fiber in an elongated state .
상기 트위스팅 단계에서, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유의 길이는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.In the twisting step, the lengths of the first fiber and the second fiber are preferably kept constant.
상기 코일링 단계에서, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유는 함께 인장력을 받는 상태에서 코일링 되는 것이 바람직하다.In the coiling step, the first fiber and the second fiber are preferably coiled together under a tensile force.
상기 코일링 단계 이후, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 가열하면서 어닐링하는 트레이닝 단계가 더 진행되는 것이 바람직하다.After the coiling step, it is preferable that a training step is further performed in which the first fiber and the second fiber are annealed while being heated.
상기 트레이닝 단계는, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유에 인장력을 가하면서 어닐링하는 제1트레이닝 단계; 및 상기 제1섬유와 상기 제2섬유에서 인장력을 제거하고 어닐링하는 제2트레이닝 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the training step comprises: a first training step of annealing the first fiber and the second fiber while applying a tensile force thereto; And a second training step of removing and annealing the tensile force in the first fiber and the second fiber.
상기 트레이닝 단계에서는, 상기 제1섬유에 전기를 흐르게 하여 줄 열이 발생하도록 함으로써 상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 가열하는 것이 바람직하다.In the training step, it is preferable to heat the first fibers and the second fibers by causing electricity to flow through the first fibers to generate heat.
본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터는 높은 변형률과 전기전도성을 모두 구비할 수 있고, 이에 따라 인공근육 등에 적합하게 구동할 수 있다.The hybrid type soft actuator according to the present invention can have both high strain and electric conductivity, and thus can be driven appropriately to an artificial muscle or the like.
본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 의하면 전체 길이상에서 균질한 성질을 가지는 소프트 액츄에이터를 제작할 수 있다.According to the method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention, a soft actuator having uniform properties over its entire length can be manufactured.
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 관한 설명도,
도 2는 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 관한 순서도,
도 3은 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 관한 설명도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 관한 순서도이다.1 is an explanatory diagram of a hybrid type soft actuator according to the present invention,
2 is a flowchart of a method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention,
FIG. 3 is an explanatory view of a method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention,
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1에는 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 관한 설명도가 도시되어 있다.1 is an explanatory view of a hybrid type soft actuator according to the present invention.
본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터(1)는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 포함한다.A hybrid type soft actuator (1) according to the present invention comprises a first fiber (10) and a second fiber (20).
제1섬유(10)는 합성섬유로 이루어져 신축성을 가지면서도, 합성섬유의 표면에 전기전도성 물질이 코팅되거나 합성섬유가 전기전도성 물질의 입자를 함유하여 전기전도성을 가질 수 있다.The
제2섬유(20)는 마찬가지로 합성섬유로 이루어져 신축성을 가지되, 전기전도성 물질을 포함하지 않고 제1섬유(10)보다 더 큰 신축성을 갖는다.The
이러한 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 함께 트위스팅(twisting) 및 코일링(coiling)됨으로써 하이브리드형 소프트 액츄에이터(1)를 형성한다.The
참고로, 트위스팅 및 코일링되기 전의 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 도 1의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 서로 평행하게 배치되어 단순한 다발 상태로 위치하고, 다발이 함께 꼬아져 트위스팅된 후에는 도 1의 (b)에 도시되어 있는 바와 같은 형상을 갖게 된다. 그리고 다발이 함께 더 꼬아져 코일링된 후의 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 도 1의 (c)에 도시되어 있는 바와 같은 형상을 가지게 된다.For reference, the
이러한 본 발명의 하이브리드형 소프트 액츄에이터는 신축성을 가지고 나선 형상으로 형성되어 온도 등의 조건에 의해 길이가 변화됨으로써 액츄에이터로서의 기능을 할 수 있는데, 제1섬유(10)와 제2섬유(20)가 함께 트위스팅 및 코일링되어 형성되므로 제1섬유(10)의 성질과 제2섬유(20)의 성질이 합성된 것과 같은 효과를 발휘하게 된다. 즉, 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 전기를 흐르게 하는 경우 제1섬유(10)의 전기전도성에 의해 발생한 줄 열이 제2섬유(20)까지 전달되면서 소프트 액츄에이터의 길이가 변화되기 때문에 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 전기를 흐르게 하는 것만으로 매우 쉽게 소프트 액츄에이터를 구동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 큰 신축성을 가지는 제2섬유(20)에 의하여 제1섬유(10)만으로 소프트 액츄에이터를 형성하는 경우에 비하여 큰 변형률을 가질 수 있으므로 인공근육 등에 충분히 적용할 수 있다.The hybrid type soft actuator of the present invention is formed into a spiral shape with elasticity, and can function as an actuator by changing the length depending on conditions such as temperature. The
또한, 제1섬유(10)에는 얇은 전선을 연결하여 전기를 흐르게 할 수 있으므로 인공근육 등을 구동시키기 위한 수단의 크기와 무게가 커지는 것을 방지할 수 있고, 전선의 길이에 따라 원거리에서도 소프트 액츄에이터를 구동시킬 수 있다.In addition, since the
그리고 본 발명의 하이브리드형 소프트 액츄에이터는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)가 함께 꼬임으로써 형성되어 제1섬유(10)와 제2섬유(20)가 소프트 액츄에이터의 길이 상에서 균일하게 분포하게 되기 때문에 전체 길이 상에서 균질한 변형률을 가질 수 있다.In the hybrid type soft actuator of the present invention, the
제1섬유(10)는 제2섬유(20)에 의해 둘러싸여 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 단면 내부에 위치하는 것이 바람직하다.The
이 경우, 제1섬유(10)에서 발생한 줄 열이 제2섬유(20)에 효과적으로 전달될 수 있다.In this case, heat of the strings generated in the
제1섬유(10)는 제2섬유(20)에 비하여 작은 신축성을 가지기 때문에 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 함께 꼬는 경우, 제1섬유(10)가 자연스럽게 제2섬유(20)에 의해 둘러싸이게 된다.Since the
상기 제1섬유(10)를 구성하는 합성섬유는 전기전도성 물질의 코팅이 가능하도록 나일론으로 이루어질 수 있으며, 전기전도성 물질은 우수한 전기전도성을 가지는 은이 사용될 수 있다.The synthetic fibers constituting the
그리고 제2섬유(20)를 구성하는 합성섬유는 매우 우수한 신축성을 가지는 스판덱스로 이루어질 수 있다.And the synthetic fibers constituting the
제1섬유(10)와 제2섬유(20) 중 적어도 어느 하나, 바람직하게는 제1섬유(10)와 제2섬유(20) 모두는 미소한 직경을 가지고 여러 가닥이 구비될 수 있다.At least one of the
이 경우, 상대적으로 큰 직경을 가지는 제1섬유(10) 한 가닥과 제2섬유(20) 한 가닥으로 소프트 액츄에이터를 형성하는 경우에 비하여 큰 강도를 발휘하는 것이 가능하고, 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 소프트 액츄에이터의 단면상에서 보다 고르게 분포시킬 수 있어 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 성질을 보다 효과적으로 합성할 수 있다.In this case, it is possible to exert a large strength as compared with the case of forming the soft actuator with one strand of the
여러 가닥의 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 함께 트위스팅 및 코일링되므로 서로 일체화된다.The plurality of strands of the
하이브리드형 소프트 액츄에이터의 전체 단면상에서 제2섬유(20)의 단면적은 제1섬유(10)의 단면적보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the cross-sectional area of the
제2섬유(20)의 단면적이 상대적으로 큰 경우, 제2섬유(20)의 단면적이 제1섬유(10)의 단면적과 동일하거나 제1섬유(10)의 단면적보다 작은 경우에 비하여 하이브리드형 소프트 액츄에이터가 더 큰 변형률을 가질 수 있다.When the cross-sectional area of the
이하에서는 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 대하여 설명하도록 한다. 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터에 대해 설명하면서 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 설명시 언급된 사항에 관하여는 자세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention will be described. The hybrid type soft actuator according to the present invention will not be described in detail while referring to the description of the hybrid type soft actuator.
도 2에는 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.2 is a flowchart showing a method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention.
본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법은 섬유 준비단계(S10), 트위스팅 단계(S20) 및 코일링 단계(S30)를 포함한다.A method of manufacturing a hybrid type soft actuator according to the present invention includes a fiber preparing step (S10), a twisting step (S20) and a coiling step (S30).
섬유 준비단계(S10)에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 서로 평행하게 위치시킨다. 제1섬유(10)와 제2섬유(20) 중 적어도 어느 하나는 여러 가닥이 구비될 수 있다.In the fiber preparation step (S10), the first fiber (10) and the second fiber (20) are positioned parallel to each other. At least one of the
트위스팅 단계(S20)에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 일단부를 고정한 상태에서 타단부를 모터(M) 등으로 회전시켜 제1섬유(10)와 제2섬유(20)가 함께 트위스팅되도록 한다. 이에 의해, 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 일체화되어 도 1의 (b)에 도시되어 있는 것과 같은 형상을 가지게 된다.In the twisting step S20, one end of the
코일링 단계(S30)에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 함께 코일링 한다. 이러한 코일링 단계(S30)는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 일단부를 고정한 상태에서 타단부를 계속해서 회전시킴으로써 자연스럽게 진행된다. 코일링 단계(S30)를 거친 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 일체성이 더 향상되며 도 1의 (c)에 도시되어 있는 것과 같은 형상을 가지게 된다.In the coiling step S30, the
상기 섬유 준비단계(S10)에서 제2섬유(20)는 도 3의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 신장되어 제1섬유(10)와 동일한 길이를 가지는 것이 바람직하다.In the fiber preparation step S10, it is preferable that the
제1섬유(10)는 제2섬유(20)에 비하여 작은 신축성을 가지기 때문에 제2섬유(20)가 소프트 액츄에이터로서의 기능을 할 수 있을 때까지 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 함께 꼬게 되면 제1섬유(10)가 작업 중간에 끊어질 수 있다.Since the
제2섬유(20)를 제1섬유(10)보다 짧은 길이로 형성하고 제2섬유(20)를 신장시킴으로써 제1섬유(10)와 동일한 길이를 가지도록 한 상태에서 트위스팅 단계(S20) 등을 진행하면, 제1섬유(10)가 소프트 액츄에이터로서의 기능을 할 수 있게 되는 꼬임 횟수와 거의 동일한 횟수의 꼬임에 의해 제2섬유(20) 또한 소프트 액츄에이터로서의 기능을 할 수 있게 된다.The twisting step S20 and the like are performed while the
섬유 준비단계(S10)에서 제2섬유(20)가 신장되어 제1섬유(10)와 동일한 길이를 가지는 경우, 트위스팅 단계(S20)에서 제1섬유(10)는 신장된 상태의 제2섬유(20)와 함께 트위스팅 된다.When the
트위스팅 단계(S20)에서는 도 3의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 일단부를 일정한 위치에 고정하여 트위스팅 단계(S20)가 진행되는 중에 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 길이가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.In the twisting step S20, as shown in FIG. 3 (b), one end of the
길이가 고정된 제1섬유(10)와 제2섬유(20)에는 트위스팅 단계(S20)가 진행될수록 더 큰 인장력이 가해지게 되어, 제1섬유(10)와 제2섬유(20) 길이 전체에 대해 충분한 트위스팅이 이루어지기 전에 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 길이 상 일부 구간에서 코일링 단계(S30)가 진행되는 것을 방지할 수 있다.A larger tensile force is applied to the
코일링 단계(S30)에서 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 도 3의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 함께 인장력을 받는 상태에서 코일링 되는 것이 바람직하다.In the coiling step S30, the
제1섬유(10)와 제2섬유(20)가 인장력을 받는 상태에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 타단부를 회전시키는 힘이 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 길이 전체에 균일하게 전달될 수 있어, 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 전체 길이 상에서 코일링이 균질하게 이루어질 수 있다.When the
제1섬유(10)와 제2섬유(20)에는 일단부에 무게추(L) 등을 매닮으로써 인장력을 가할 수 있다.A tensile force can be applied to the first fiber (10) and the second fiber (20) by resembling a weight (L) at one end.
상기 코일링 단계(S30) 이후에는 트레이닝 단계(S40)가 더 진행될 수 있다. 도 4에는 이러한 경우에 있어, 본 발명에 의한 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.After the coiling step S30, a training step S40 may be further performed. Fig. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing the hybrid type soft actuator according to the present invention in such a case.
트레이닝 단계(S40)에서는 상기 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 가열하여 어닐링함으로써 소프트 액츄에이터의 강성(rigidity)은 낮추고 변형률은 높일 수 있다. 이에 따라, 제작된 소프트 액츄에이터가 보다 원활하게 구동할 수 있다.In the training step S40, the rigidity of the soft actuator can be lowered and the strain can be increased by heating and annealing the
트레이닝 단계(S40)는 보다 구체적으로 제1트레이닝 단계(S41)와 제2트레이닝 단계(S42)를 포함한다.The training step S40 includes more specifically a first training step S41 and a second training step S42.
제1트레이닝 단계(S41)에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)에 무게추 등을 매달아 인장력을 가하면서 어닐링 작업을 진행하고, 제2트레이닝 단계(S42)에서는 제1섬유(10)와 제2섬유(20)에서 인장력을 제거하고 어닐링 작업을 진행한다. 인장력의 유무에 따라 어닐링 시 제1섬유(10)와 제2섬유(20)는 길이가 늘어났다가 줄어들게 되므로 제작된 소프트 액츄에이터는 보다 큰 변형률을 가질 수 있다.In the first training step S41, an annealing operation is performed while applying a tensile force to the
상기 트레이닝 단계(S40)에서 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 가열은 전기전도성을 가지는 제1섬유(10)에 전기를 흐르게 하여 줄 열이 발생하도록 함으로써 이루어질 수 있다.The heating of the
이 경우, 별도의 열원 없이도 제1섬유(10)와 제2섬유(20)를 균질하게 가열해주는 것이 가능하다.In this case, it is possible to uniformly heat the
트레이닝 단계(S40)에서 제1섬유(10)와 제2섬유(20)의 가열은 핫건과 같은 외부의 열원에 의해 이루어질 수도 있음은 당연하다.It is a matter of course that the heating of the
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
1 : 하이브리드형 소프트 액츄에이터
10 : 제1섬유
20 : 제2섬유
S10 : 섬유 준비단계
S20 : 트위스팅 단계
S30 : 코일링 단계
S40 : 트레이팅 단계
S41 : 제1트레이닝 단계
S42 : 제2트레이닝 단계1: Hybrid type soft actuator
10: first fiber 20: second fiber
S10: fiber preparing step S20: twisting step
S30: Coiling step S40: Tracing step
S41: First training step S42: Second training step
Claims (16)
상기 제1섬유보다 큰 신축성을 가지는 제2섬유;를 포함하되,
상기 제1섬유와 상기 제2섬유는 함께 트위스팅 및 코일링되어 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
A first fiber having electrical conductivity and stretchability; And
And a second fiber having greater elasticity than the first fiber,
Wherein the first fiber and the second fiber are twisted together and coiled together.
상기 제1섬유는 전기전도성 물질이 코팅된 합성섬유인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first fiber is a synthetic fiber coated with an electrically conductive material.
상기 제1섬유는 전기전도성 물질의 입자를 함유하는 합성섬유인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first fibers are synthetic fibers containing particles of an electrically conductive material. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 전기전도성 물질은 은인 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the electrically conductive material is silver.
상기 합성섬유는 나일론으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the synthetic fibers are made of nylon.
상기 제2섬유는 스판덱스로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
And the second fiber is made of spandex.
상기 제1섬유와 제2섬유 중 적어도 어느 하나를 다수 가닥 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first fiber and the second fiber is provided in a plurality of strands.
상기 제2섬유의 단면적은 상기 제1섬유의 단면적보다 더 큰 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the cross-sectional area of the second fiber is greater than the cross-sectional area of the first fiber.
상기 제1섬유는 상기 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 단면 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터.
The method according to claim 1,
Wherein the first fiber is located within an end face of the hybrid type soft actuator.
상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 함께 트위스팅시키는 트위스팅 단계; 및
상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 함께 코일링시키는 코일링 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
A fiber preparation step of positioning a first fiber having electrical conductivity and elasticity and a second fiber having a greater elasticity than the first fiber in parallel with each other;
A twisting step of twisting the first fiber and the second fiber together; And
And a coiling step of coiling the first and second fibers together. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 섬유 준비단계에서, 상기 제2섬유는 신장되어 상기 제1섬유와 동일한 길이를 가지고,
상기 트위스팅 단계에서, 상기 제1섬유는 신장된 상태의 상기 제2섬유와 함께 트위스팅되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
11. The method of claim 10,
In the fiber preparation step, the second fiber is stretched to have the same length as the first fiber,
Wherein in the twisting step, the first fibers are twisted together with the second fibers in an elongated state. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
상기 트위스팅 단계에서, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유의 길이는 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the length of the first fiber and the length of the second fiber are kept constant in the twisting step. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
상기 코일링 단계에서, 상기 제1섬유와 상기 제2섬유는 함께 인장력을 받는 상태에서 코일링 되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Wherein in the coiling step, the first fiber and the second fiber are coiled together under a tensile force. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
상기 코일링 단계 이후,
상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 가열하면서 어닐링하는 트레이닝 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
11. The method of claim 10,
After the coiling step,
Wherein the step of annealing the first fiber and the second fiber is performed while heating the first fiber and the second fiber.
상기 트레이닝 단계는,
상기 제1섬유와 상기 제2섬유에 인장력을 가하면서 어닐링하는 제1트레이닝 단계; 및
상기 제1섬유와 상기 제2섬유에서 인장력을 제거하고 어닐링하는 제2트레이닝 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
15. The method of claim 14,
The training step comprises:
A first training step of annealing the first fiber and the second fiber while applying a tensile force to the first fiber and the second fiber; And
And a second training step of removing tensile force and annealing the first fiber and the second fiber.
상기 트레이닝 단계에서는, 상기 제1섬유에 전기를 흐르게 하여 줄 열이 발생하도록 함으로써 상기 제1섬유와 상기 제2섬유를 가열하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 소프트 액츄에이터의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the first fiber and the second fiber are heated by causing electric current to flow through the first fiber to generate heat in the trailing.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004060103A (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Step 1:Kk | Stretch loop yarn and knitted fabric using the same |
WO2010064647A1 (en) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 株式会社梅信 | Stretch yarn including metal filament and textile product comprising the yarn |
KR20140013204A (en) * | 2012-07-20 | 2014-02-05 | 주식회사 아모그린텍 | Electrically conductive ply yarn having elasticity and manufacturing method thereof |
KR20150038475A (en) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | Coiled and non-coiled twisted nanofiber yarn and polymer fiber torsional and tensile actuators |
KR101737469B1 (en) * | 2016-08-26 | 2017-05-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Soft Actuator and Manufacturing Method of the Same |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004060103A (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Step 1:Kk | Stretch loop yarn and knitted fabric using the same |
WO2010064647A1 (en) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | 株式会社梅信 | Stretch yarn including metal filament and textile product comprising the yarn |
KR20140013204A (en) * | 2012-07-20 | 2014-02-05 | 주식회사 아모그린텍 | Electrically conductive ply yarn having elasticity and manufacturing method thereof |
KR20150038475A (en) * | 2012-08-01 | 2015-04-08 | 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | Coiled and non-coiled twisted nanofiber yarn and polymer fiber torsional and tensile actuators |
KR101737469B1 (en) * | 2016-08-26 | 2017-05-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Soft Actuator and Manufacturing Method of the Same |
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