본 논문에서는 제조 공정의 효율을 향상시키기 위해 다재료 비조립(non-assemble) 3-DOF 힘 센서를 제안하고 개발하였다. PLA 필라멘트를 사용하여 프레임 구조와 탄성 변형을 제작하고, 도전성-PLA 필라멘트를 사용하여 변환기(transducer)를 제작하였다. 이중 노즐 3D 프린터를 적용하여 단일 제조 공정에서 다재료를 동시에 사용함으로써 일체형(monolithic-structure type) 구조의 힘 센서를 제작하였다. 센서는 트라이포드(tripod) 구조로 설계되어 외부 힘에 대한 3-DOF 힘 성분을 감지하도록 하였으며, 탄성 변형에 대한 기계적 해석을 수행하여 이를 하중셀(load-cell)로 작용하게 하였다. 또한 스트레인 게이지(strain-gauge)로서 동작하는 휘트스톤 브리지(Wheatstone-bridge) 회로 기반 변환기의 출력 모델도 제작하였다. 회전 스테이지(rotating stage)로 구성된 교정 시험 장치도 개발하였는데, 이 장치는 2-DOF(θ, ϕ)와 함께 회전하여 모든 방향에서 힘을 가할 수 있도록 하였다. 교정 시험을 수행함으로써 입력과 출력 간의 관계를 행렬로 계산하였고, 선형성 및 안정성 편차의 평가를 통해 센서의 분해능을 결정하였다.

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