Twisted String Actuators (TSAs)는 기계공학의 다양한 분야에서 유용하게 적용되어 왔다. 끝단이 회전하면서 스트링이 꼬여 총 길이가 줄어드는 원리를 통해, TSAs의 스트링은 회전 동작을 선형 동작으로 변환시키는 기능을 한다. 그러나 스트링의 낮은 내구성 때문에 TSAs를 제품으로 구현하기에는 기술적 한계가 존재해왔다. 최근까지 TSA 스트링의 수명특성과 내구성을 향상방안에 대한 연구는 소수에 불과했으며, 본격적 연구는 이제 태동기이다. 본 연구에서는, TSA 스트링의 수명을 향상시키기 위하여 polytetrafluoroethylene (PTFE) 필름과 polyalphaolefin (PAO) 윤활유와 WS2 ...
Twisted String Actuators (TSAs)는 기계공학의 다양한 분야에서 유용하게 적용되어 왔다. 끝단이 회전하면서 스트링이 꼬여 총 길이가 줄어드는 원리를 통해, TSAs의 스트링은 회전 동작을 선형 동작으로 변환시키는 기능을 한다. 그러나 스트링의 낮은 내구성 때문에 TSAs를 제품으로 구현하기에는 기술적 한계가 존재해왔다. 최근까지 TSA 스트링의 수명특성과 내구성을 향상방안에 대한 연구는 소수에 불과했으며, 본격적 연구는 이제 태동기이다. 본 연구에서는, TSA 스트링의 수명을 향상시키기 위하여 polytetrafluoroethylene (PTFE) 필름과 polyalphaolefin (PAO) 윤활유와 WS2 윤활제 분말의 혼합물을 사용하는 새로운 윤활법을 개발하였다. 개발된 윤활법을 적용할 경우 스트링 수명이 124% 향상되는 것이 실험적으로 확인되었다. 또한 다양한 구동 조건에서 TSA 스트링의 수명 특성을 구하였다. 하중, 초기각도 또는 스트링의 구동 스트로크가 늘어남에 따라 스트링 수명이 감소하는 현상이 관찰되었다. 주로 스트링 양단의 후크 근처 Y자 접합부에서 국부적 마찰 집중에 의해 스트링의 파단이 발생하였다. 구동환경이 스트링 수명에 미치는 영향을 확인하기 위해, 온도와 습도를 변화시키면서TSA 수명을 측정하였다. 그 결과, 온도 상승에 의해 수명 특성이 불안정해지는 경향이 측정되었다. 습도에 의한 수명 변화는 온도에 의한 영향보다 상대적으로 작았다.
Twisted String Actuators (TSAs)는 기계공학의 다양한 분야에서 유용하게 적용되어 왔다. 끝단이 회전하면서 스트링이 꼬여 총 길이가 줄어드는 원리를 통해, TSAs의 스트링은 회전 동작을 선형 동작으로 변환시키는 기능을 한다. 그러나 스트링의 낮은 내구성 때문에 TSAs를 제품으로 구현하기에는 기술적 한계가 존재해왔다. 최근까지 TSA 스트링의 수명특성과 내구성을 향상방안에 대한 연구는 소수에 불과했으며, 본격적 연구는 이제 태동기이다. 본 연구에서는, TSA 스트링의 수명을 향상시키기 위하여 polytetrafluoroethylene (PTFE) 필름과 polyalphaolefin (PAO) 윤활유와 WS2 윤활제 분말의 혼합물을 사용하는 새로운 윤활법을 개발하였다. 개발된 윤활법을 적용할 경우 스트링 수명이 124% 향상되는 것이 실험적으로 확인되었다. 또한 다양한 구동 조건에서 TSA 스트링의 수명 특성을 구하였다. 하중, 초기각도 또는 스트링의 구동 스트로크가 늘어남에 따라 스트링 수명이 감소하는 현상이 관찰되었다. 주로 스트링 양단의 후크 근처 Y자 접합부에서 국부적 마찰 집중에 의해 스트링의 파단이 발생하였다. 구동환경이 스트링 수명에 미치는 영향을 확인하기 위해, 온도와 습도를 변화시키면서TSA 수명을 측정하였다. 그 결과, 온도 상승에 의해 수명 특성이 불안정해지는 경향이 측정되었다. 습도에 의한 수명 변화는 온도에 의한 영향보다 상대적으로 작았다.
Twisted string actuators (TSAs) have been efficiently applied in various fieldsof mechanical engineering. The string component of the TSAs convertsrotational motion to a linear motion since the length of the string decreases asit is twisted. However, the performance of TSAs is critically limited in ...
Twisted string actuators (TSAs) have been efficiently applied in various fieldsof mechanical engineering. The string component of the TSAs convertsrotational motion to a linear motion since the length of the string decreases asit is twisted. However, the performance of TSAs is critically limited in realworld applications due to the poor durability of the string. Up to date, thereare only few studies that actively investigate twisted string’s lifetimecharacteristics and develop a method to improve its service time. In this study,a novel lubrication method using a polytetrafluoroethylene (PTFE) film and amixture of polyalphaolefin (PAO) grease and WS2 lubricant powder wasdeveloped to extend the service time of TSA strings. By applying thelubrication method, 124% enhancement in the lifetime was obtained. Variouslifetime characteristics of pre-twisted TSA strings were also obtained underdifferent testing conditions. The lifetime of the string decreased with anincrease of load, initial arm angle, or stroke. The string was frequentlyruptured at the Y-junction near the hook. The effects of environmentaltemperature and humidity on the life cycle of TSA were also investigated. A large deviation in the string lifetime data was observed at increasedtemperatures. The effect of humidity variation on the life cycle of TSA stringswas relatively small, compared with the temperature effect.
Twisted string actuators (TSAs) have been efficiently applied in various fieldsof mechanical engineering. The string component of the TSAs convertsrotational motion to a linear motion since the length of the string decreases asit is twisted. However, the performance of TSAs is critically limited in realworld applications due to the poor durability of the string. Up to date, thereare only few studies that actively investigate twisted string’s lifetimecharacteristics and develop a method to improve its service time. In this study,a novel lubrication method using a polytetrafluoroethylene (PTFE) film and amixture of polyalphaolefin (PAO) grease and WS2 lubricant powder wasdeveloped to extend the service time of TSA strings. By applying thelubrication method, 124% enhancement in the lifetime was obtained. Variouslifetime characteristics of pre-twisted TSA strings were also obtained underdifferent testing conditions. The lifetime of the string decreased with anincrease of load, initial arm angle, or stroke. The string was frequentlyruptured at the Y-junction near the hook. The effects of environmentaltemperature and humidity on the life cycle of TSA were also investigated. A large deviation in the string lifetime data was observed at increasedtemperatures. The effect of humidity variation on the life cycle of TSA stringswas relatively small, compared with the temperature effect.
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