액추에이터 장치 및 이의 제어방법
ACTUATOR APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF
특허 요약
본 발명은 액추에이터 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 내부에 제1유체 및 제2유체가 충진되는 압력 챔버부와, 입력 변위를 생성하여 압력 챔버부의 압력 값을 가변시키는 입력부와, 압력 챔버부의 압력 변화에 연동되어 출력 변위를 생성하는 출력부와, 입력부로부터 생성되는 입력 변위와, 출력부로부터 생성되는 출력 변위를 측정하는 측정부 및 측정부로부터 측정된 값을 통해 출력부의 출력 힘을 산출하고, 산출된 출력 힘을 바탕으로 입력부의 동작을 피드백 제어하는 제어부를 포함한다.
청구항
번호청구항
1

내부에 제1유체 및 제2유체가 충진되는 압력 챔버부;입력 변위를 생성하여 상기 압력 챔버부의 압력 값을 가변시키는 입력부;상기 압력 챔버부의 압력 변화에 연동되어 출력 변위를 생성하는 출력부;상기 입력부로부터 생성되는 상기 입력 변위와, 상기 출력부로부터 생성되는 상기 출력 변위를 측정하는 측정부; 및상기 측정부로부터 측정된 값을 통해 상기 출력부의 출력 힘을 산출하고, 산출된 상기 출력 힘을 바탕으로 상기 입력부의 동작을 피드백 제어하는 제어부;를 포함하고,상기 제어부는 하기 수학식 1을 통해 상기 출력 힘을 산출하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.[수학식 1] 여기서,은 출력 힘, 는 제2피스톤부의 질량, 은 제2피스톤부의 가속도, 는 압력 챔버부의 초기 압력, 는 입력 변위, 는 출력 변위, 은 제1피스톤부 일측의 단면적, 는 제2피스톤부 일측의 단면적, 은 제2피스톤부 타측의 단면적을 의미한다.

2

제 1항에 있어서,상기 입력부는,상기 압력 챔버부와 연통되는 제1실린더부;상기 제1실린더부에 이동 가능하게 설치되는 제1피스톤부; 및상기 제1피스톤부에 외력을 가해 상기 제1피스톤부를 이동시키는 변위입력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

3

제 2항에 있어서,상기 입력 변위는 상기 제1피스톤부가 상기 제1실린더부의 내부에서 이동된 거리인 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

4

제 2항에 있어서,상기 입력부는,상기 제1실린더부의 내부를 외부와 연통시키는 제1포트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

5

제 1항에 있어서,상기 출력부는,상기 압력 챔버부와 연통되는 제2실린더부; 및상기 제2실린더부에 이동 가능하게 설치되고, 상기 압력 챔버부의 압력 변화에 연동되어 이동되는 제2피스톤부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

6

제 5항에 있어서,상기 출력 변위는 상기 제2피스톤부가 상기 제2실린더부의 내부에서 이동된 거리인 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

7

제 5항에 있어서,상기 출력부는,상기 제2실린더부의 내부를 외부와 연통시키는 제2포트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

8

제 1항에 있어서,상기 압력 챔버부는,상기 입력부 및 상기 출력부의 사이에 구비되는 압력 챔버; 및상기 압력 챔버의 내부로 상기 제1유체 및 상기 제2유체를 공급하거나 배출하는 제3포트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

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제 8항에 있어서,상기 압력 챔버는,상기 입력부와 연통되는 제1챔버;상기 출력부와 연통되는 제2챔버; 및상기 제1챔버와 상기 제2챔버를 연결시키고, 상기 제3포트와 연통되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

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제 1항에 있어서,상기 제어부는 산출된 상기 출력 힘이 기설정된 상기 출력 힘과 일치되도록 상기 입력부의 입력 변위를 조절하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치.

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압력 챔버에 충진되는 제1유체 및 제2유체의 비율을 조정하는 단계;입력부를 동작시켜 입력 변위와 출력 변위를 생성하는 단계;상기 입력 변위와 상기 출력 변위를 통해 출력부의 출력 힘을 산출하는 단계; 및산출된 상기 출력 힘을 바탕으로 상기 입력부의 동작을 피드백 제어하는 단계;를 포함하고,상기 산출하는 단계는 하기 수학식 1을 통해 상기 출력 힘을 산출하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치의 제어방법.[수학식 1] 여기서,은 출력 힘, 는 제2피스톤부의 질량, 은 제2피스톤부의 가속도, 는 압력 챔버부의 초기 압력, 는 입력 변위, 는 출력 변위, 은 제1피스톤부 일측의 단면적, 는 제2피스톤부 일측의 단면적, 은 제2피스톤부 타측의 단면적을 의미한다.

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삭제

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제 11항에 있어서,상기 제어하는 단계는,산출된 상기 출력 힘과 기설정된 상기 출력 힘의 일치 여부를 판단하는 단계; 및산출된 상기 출력 힘과 기설정된 상기 출력 힘이 일치하지 않는 경우, 상기 입력부를 동작시켜 상기 입력 변위와 상기 출력 변위를 가변시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 액추에이터 장치의 제어방법.