• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.441-450
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• 2007

In this study, a 3-DOF XYZ micro parallel manipulator utilizing compliance mechanism is developed and analyzed. In so doing, a matrix method is used to rapidly solve displacements of the designed kinematic structure, and then kinematic characteristics of the developed manipulator are analyzed. Finally, the design analysis of the kinematic characteristics by changing hinge thickness and structure to improve workspace and translation motion is performed to show that the performance of the developed manipulator is relatively superior to the other similar kind of manipulators.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.13-22
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• 2008

For the accuracy correction of the micro-positioning industrial robot, micro-manipulator has been devised. The compliant mechanisms using piezoelectric actuators is necessary geometrically and structurally to be developed by the optimization approaches. The overall geometric advantage as the mechanical efficiencies of the mechanism are considered as objective functions, which respectively art the ratio of output displacement to input force, and their constraints are the vertical notion of supporting leg and the structural strength of manipulation. In optimizing the compliant mechanical amplifier, the sequential linear programming and an optimality criteria method are used for the geometrical dimensions of compliant bridges and flexure hinges. This paper presents the integrated design process which not only can maximize the mechanism feasibilities but also can ensure the positioning accuracy and sufficient workspace. Experiment and simulation are presented for validating the design process through the comparisons of the kinematical and structural performances.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.565-570
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• 2015

The haptic actuator needs to downsize in the mobile devices continuatively. In this work, the hinge lever mechanism was used in order to prevent lowering the vibration performances of the downsized actuator. The vibration performances of actuator with and without hinge-lever mechanism were simulated by the finite element method analysis. It is concluded that the hinge-lever mechanism may be a proper measure to prevent lowering the vibration performances in the downsized piezoelectric actuator.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권1호
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• pp.105-112
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• 2013

This paper presents the structural design and finite element analysis of precision stage based on a double triangular parallel mechanism for precision positioning and large force generation. Recently, with the acceleration of miniaturization in mobile appliances, the demand for precision aligning and bonding has been increasing. Such processes require both high precision and large force generation, which are difficult to obtain simultaneously. This study aimed at constructing a precision stage that has high precision, long stroke, and large force generation. Actuators were tactically placed and flexure hinges were carefully designed by optimization process to constitute a parallel mechanism with a double triangular configuration. The three actuators in the inner triangle function as an in-plane positioner, whereas the three actuators in the outer triangle as an out-of-plane positioner. Finite element analysis is performed to validate load carrying performances of the developed precision stage.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권6호
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• pp.495-500
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• 2003

본 연구의 목적은 컴퓨터 그래픽 모델을 사용하여 보행 시 족부 관절의 기구학적 특성을 알아보는 것이었다. 모델에서 모든 관전은 단일중심(monocentric), 1 자유도 힌지 관절로 구성되었다. 보행 시 족부의 모션데이터는 4대의 카메라를 사용한 모션측정기로 얻었으며, 이 모션데이터를 피험자의 밭의 크기에 맞게 스케일링된 모델에 입력하여 시뮬레이션을 수행하였다. 첫 번째 발목발허리관절(tarsometatarsal joint)의 운동 범위(range of motion)는 $-8^{\circ}\;\~\;-13^{\circ}$ 이었으며, 발허리발가락관절(metatarsophanlangeal joint)에서의 운동범위는 $-13^{\circ}\;\~\;-48^{\circ}$ 이었다. 발목발허리관절과 발허리발가락관절에서의 기구학적인 데이터는 이전 연구와 비교했을 때 비슷한 경향을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 제시하는 컴퓨터 그래픽을 기반으로 한 족부 모델링은 족부 관절의 생체역학적 해석을 위한 유용한 방법이라 할 수 있을 것이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권3호
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• pp.263-268
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• 2015

This paper describes lost motion analysis for a novel 6-DOF ultra-precision positioning stage. In the case of flexure hinge based precision positioning stage, lost motion is generated when the displacement of actuator is not delivered completely to the end-effector because of the elasticity of flexure hinge. Consequently, it is need to compute amount of lost motion to compensate the motion or to decide appropriate control method for precision positioning. Lost motion analysis for the vertical actuation unit is presented. The analysis results are presented in two ways: analytic and numerical analyses. It is found that they closely coincide with each other by 1% error. In finite element analysis result, the amount of lost motion is turned out to be about 3%. Although, the amount is not so large, it is necessary procedure to check the lost motion to establish the control method.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권6호
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• pp.756-760
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• 2011

This paper proposed an alignment stage driven by piezo actuators for alignment process of a contact-type lithography. Among contact-type lithography processes, an UV-curable nanoimprint process is an unique process to be able to align patterns on upper and lower layers. An alignment stage of the UV-curable nanoimprint process requires nano-level resolution as well as high stiffness to overcome friction force due to contact moving. In this paper, the alignment stage consists of a compliant mechanism using flexure hinges, piezo actuators for high force generation, and capacitive sensors for high-resolution measurement. The compliant mechanism is implemented by four prismatic-prismatic compliant chains for two degree-of-freedom translations. The compliant mechanism is composed of flexure hinges with high stiffness, and it is directly actuated by the piezo actuators which increases the stiffness of the mechanism, also. The performance of the ultra-precision stage is demonstrated by experiments.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1509-1514
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• 2011

IT 제품의 핵심 전자부품에는 MLCC, chip inductors, chip Varistors 등이 있다. chip의 전기적 특성을 검사하기 위해 리노핀을 이용한 접촉검사 방식이 사용되고 있다. 리노핀을 이용한 칩 검사에 고속으로 구동할 수 있는 Actuator가 필요하다. 그 중 PZT Actuator는 압전소자를 이용한 마이크로 Actuator의 하나로 높은 분해능 및 좋은 응답성 그리고 큰 힘을 낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 하지만 진동변위가 매우 작다는 단점이 있다. 그래서 이러한 단점을 극복하기 위하여 변위 증폭구조를 설계하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 논문에서는 유연힌지를 이용한 지레구조 증폭기구를 설계하였으며, 반도체칩 검사장비 산업분야에서 성능검사 및 전기적 특성을 측정할 수 있는 리노핀용 고속구동 Actuator 시스템을 개발하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.535-540
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• 2015

등판이 기울어지는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치를 인체의 엉덩관절에 일치시키면 인체와 등판이 일체화되어 기울어짐으로써 사용성을 향상시킬 수 있다. 그러나 등판 힌지가 외부로 돌출되지 않도록 하기 위해 적용되는 핀인슬롯 조인트에서 기구적인 마찰이 발생해 등을 기울이고 세우는 동안 사용자에 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마찰 정도가 다른 조인트 부품으로서 슬라이더, 롤러 그리고 베어링 세 가지 유형을 적용하고, 등판 기울임 시 대비 복귀 시의 반발력 비율을 측정하였다. 실험 결과 베어링, 롤러, 슬라이더를 적용한 경우 등판 반발력 비율은$[{\pm}SD]$은 각각 $59.7[{\pm}10.3]%$, $47.2[{\pm}13.6]%$, $30.3[{\pm}18.1]%$로 나타나 베어링을 적용할 경우 마찰이 가장 작았다. 그러나 각 부품들은 생산단가 측면에서 차이를 보이기 때문에 부품 선정 시 마찰감소 성능뿐만 아니라 사용자의 주관적인 만족도를 함께 고려할 수 있음을 제시하였다.