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임영우,신현상,김기중,슈아비무함마드,김영식,신부현 대한기계학회 2024 大韓機械學會論文集A Vol.48 No.4
소형 광학기기, 로봇 등에 적용하기 위해 양방향 움직임을 만들 수 있는 2개의 이동체를 갖는 선형 VCM 구동기에 관한 연구이다. 구동기는 몸체, 코일, 요크, 이동 자석, 고정 자석, 이동체로 구성된 간단한 구조로 설계한다. 제안된 선형 VCM 구동기는 코일이 고정되고 자석이 이동하는 방식으로 코일에 전류를 인가할 때 발생하는 로렌츠 힘으로 이동하고, 전류를 인가하지 않을 때 이동 자석과 고정 자석 사이의 자기력으로 초기위치인 가운데로 복귀하기 때문에 기존 VCM과 달리 오픈 루프 제어가 가능하다. 제안된 구동기 성능을 확인하기 위해 모터 상수와 복원력 상수를 유한 요소 해석으로 계산하여 선형 동역학 모델링을 통하여 동적 특성을 예측한 뒤 시제품을 제작하여 실험을 통해 검증하였다. 제작된 리니어 전자기 구동기는 10 V 입력에서 ± 0.2 mm 이동 변위와 순간 0.1 N의 수평 방향 힘과 80 Hz에서 공진 주파수를 갖는다. We design a linear electromagnetic actuator with two movers that can create bidirectional movement for application to small optical devices, robots, etc. The proposed actuator has a simple structure consisting of a main body with fixed magnet, coil, yoke and mover with moving magnet. Unlike conventional VCM, open-loop control can be applied for the proposed actuator, because movers return to the center of the initial position with the magnetic force between the moving magnet and the fixed magnet when no current is applied. To calculate motor constant and restoring constant and confirm the performance of the proposed actuator, linear dynamic calculations and finite element analysis were performed and a prototype was produced. As a result of the experiment, it shows ± 0.2 mm stroke, a horizontal force of 0.1 N in 10 V and a resonance of 80 Hz.
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