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황동단자에 대한 인쇄형 유연촉각센서의 출력 특성
Study on Output Characteristics of Printed Flexible Tactile Sensors Connected to Brass Terminals 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.19 no.4, 2020년, pp.65 - 70  

김진동 (안동대학교 신뢰성교육연구센터) ,  배용환 (안동대학교 기계교육과) ,  이인환 (충북대학교 기계공학부) ,  김호찬 (안동대학교 기계자동차공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

While the demand for robots in the manufacturing industry has dramatically increased, the industrial robots' functionality is mainly determined by the effector attached to the end of their arms. They need a flexible gripping system that can act as a human hand and easily grasp a variety of objects, ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한, 접촉단자로는 산업에서 많이 활용되는 황동에 니켈과 금을 도금한 전극이 그 원소별 함유량에 따라 그 센서 저항에 대해 어떠한 특성 변화를 보이는지 실험을 통해 측정하였다. 결과적으로 본 논문은 어떠한 단자가 탄성촉각센서의 접촉단자로 유용한지 실험적 결과를 기반으로 밝히고자 한다.
  • 이러한 재료를 이용하여 토출이 가능한 상태의 압력감응재를 제조하기위해서 3 Roll Mill을 사용한 방법과 Paste Mixer를 이용하여 제작되는 방법이 실험적 연구에 포함되었다. 또한, 접촉단자로는 산업에서 많이 활용되는 황동에 니켈과 금을 도금한 전극이 그 원소별 함유량에 따라 그 센서 저항에 대해 어떠한 특성 변화를 보이는지 실험을 통해 측정하였다. 결과적으로 본 논문은 어떠한 단자가 탄성촉각센서의 접촉단자로 유용한지 실험적 결과를 기반으로 밝히고자 한다.
  • 이러한 압력감응재의 감도에는 MWCNT의 분산 정도가 매우 큰 영향을 미치며, CNT의 분산에 대해 서는 최근 많은 연구가 이루어지고 있다[9,10]. 본 논문에서는 매우 높은 점도에서도 분산이 가능한 3 Roll Mill과 특별한 희석재 없이 분산이 가능한 Paste Mixer를 이용한 결과를 비교하였다. Fig.
  • 본 논문은 탄성촉각 센서의 제조공정과 그 접속 단자의 소재의 차이에 의한 전기적 연결의 특성을 밝히기 위하여 작성되었다. 탄성촉각센서를 제작하는데 3 roll mill을 사용하는 방안과 paste mixer 를 사용하는 2가지 방법에 따른 단자접속시의 특성을 고려하였다.
  • 본 논문의 압력감응재는 전도성이 높은 MWCNT가 비전도체 탄성폴리머 내에 분산 된 상태에서 압력에 따라 MWCNT간의 연결 상태가 변화함으로서 압력을 측정할 수 있는 소재이다[7]. 이러한 압력감응재의 감도에는 MWCNT의 분산 정도가 매우 큰 영향을 미치며, CNT의 분산에 대해 서는 최근 많은 연구가 이루어지고 있다[9,10].
  • 따라서 촉각센서와 접촉단자 사이에 적절한 전기적인 결합을 유지하기 위한 연구가 필요하다. 이에 본 논문에서는 촉각센서가 가진 탄성에 의해 연결되는 접촉단자와 촉각센서의 제작 방법에 따른 그 출력 특성을 조사하고자 한다. 본 논문의 탄성촉각센서는 MWCNT(Multi walled carbon nano tube)와 PDMS(poly dimethyl siloxane)를 주요한 소재로 사용하여 센서를 구현하고 있다[6,7].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
로봇의 그리퍼에서 필요한 특성은? 이에 로봇이 기존에 사람이 하던 역할을 대신하여 수행할 필요성이 증대하고 있으며 이를 위하여 사람의 손과 같은 그리퍼(gripper)를 장착한 end effector가 많이 활용되고 있다[3]. 사람의 작업을 대신하는 로봇의 그리퍼는 인간의 손과 유사한 형태는 물론 일부 탄성이 필요하다. 따라서, 여기에 장착되는 센서도 역시 유사한 수준의 탄성을 갖출 것이 요구된다.
탄성촉각 센서의 문제점은? 이에 탄성촉각센서가 매우 활발히 연구되고 있다[4,5]. 그런데, 탄성촉각 센서는 탄성이 없는 도선과 연결될 때 상호 전기적 결합이 좋지 못한 문제가 있다. 따라서 촉각센서와 접촉단자 사이에 적절한 전기적인 결합을 유지하기 위한 연구가 필요하다.
촉각센서와 터미널에 대한 실험을 수행할 시편 제작 순서는? 1) 3D 프린터로 제작된 베이스 출력 2) 베이스에 PDMS를 한층 도포 후 경화 3) 단자설치 4) 압력감응재 제작 5) Direct draw기술로 촉각센서의 도포 후 경화 
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (10)

  1. Jo, H. M., Chung, W. J., Bae, S. M., Choi, J. K., Kim, D. Y., Ahn, Y. J. and Ahn, H. S., "Optimal Wrist Design of Wrist-hollow Type 6-axis Articulated Robot using Genetic Algorithm," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 18, No. 1, pp. 109-115, 2019. 

  2. Lee, D. S., Lee, H. S., Pyo, S. H., Yoon, J. W. and Lyu, S. K., "Study on Design of Heavy Payload Robot Considering Design Factor of Gravity Compensator," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 18, No. 5, pp. 23-28, 2019. 

  3. Jo, K. S., Lee, D. H. and Kim, G. S., "Design of High Performance Manipulator for Small EOD Robot System," Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol. 36, No. 12, pp. 1125-1133, 2019. 

  4. Choi, S. J., Bae, Y. H., Lee, I. H. and Kim, H. C., "Latest Research Trends of 3D Printing in Korea," Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol. 35, No. 9, pp. 829-834, 2018. 

  5. Lee, I. H., Choi, Y. S. and Kim, H. C., "Additive Fabrication of Flexible Tactile Sensor using Improved Pressure Sensitive Material," Journal of the Korean Society for Precision Engineering, Vol. 35, No. 9, pp. 841-845, 2018. 

  6. Park, S. C., Kim, H. C., Kim, S. Y., Lee, I. H., Lim, S. K. and Yun, H. Y., "Development of Flexible Tactile Sensor using Direct Draw Method and Improvement of Stability," Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A, Vol. 42, No. 8, pp. 701-708, 2018. 

  7. Park, S. C., Lee, I. H., Bae, Y. H. and Kim, H. C., "Optimization of Manufacturing Conditions of Pressure-Sensitive Ink Based on MWCNTs," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, The Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol. 18, No. 8, pp. 1-7, 2019. 

  8. Kang, I. P., Choi, B. G. and Kim, S. Y., "Human robot interaction using flexible tactile sensor technology," Journal of the KSME, Vol. 59, No. 9, pp. 24-27, 2019. 

  9. Kim, C. M., Seo, J. W., Yoo, Y. E., Choi, D. S., Kim, S. K. and Jung, C. Y., "Study of dispersion of Multi-Walled Carbon Nanotubes with Injection Molding Process Condition," Proceedings of KSPE 2011 spring, pp. 487-488, 2011. 

  10. Hwang, B. Y., Kim, J. H., Kim, D. J. and Lee, H. J., "A study on electromechanical properties of CNT conductive film deposited on flexible substrate depending on the dispersion conditions," Proceedings of The KSME 2011 autumn, pp. 2929-2932, 2011. 

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