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조근식(G. S. Cho),박용재(Y. J. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
본 연구는 기존 가변강성 메커니즘을 이용한 소프트 그리퍼에 EGaIn 소프트 센서를 적용한 연구의 후속연구이다. 선행연구에서는 제작환경의 한계로 EGaIn 이 주입될 경로를 3 mm 로 넓게 설계하였으며 경로에 돌기들을 배치해 압력을 측정하는데 적합하도록 설계하였다. 이 경로를 얇게 제작하기 위한 연구를 진행하였으며 실리콘 웨이퍼에 패턴을 형성해 몰드로 사용하였다. 이 실리콘 웨이퍼에 패턴을 형성하기 위해 먼저 웨이퍼 배면에 형성되어 있는 산화막을 제거하고 SU-8 Photoresist 를 코팅한다. 코팅 1 차 조건은 15 초간 1,500, 2 차 조건은 60 초간 3,000 rpm 으로 진행하였다. 이후 Soft Bake 공정을 진행하고 패턴이 그려진 Photomask 를 웨이퍼에 올려 UV 를 조사하고 SU-8 Developer 을 사용하여 현상 공정을 진행하였다. 현상 공정이 끝난 웨이퍼는 Hard Bake 공정을 마지막으로 패턴이 형성된다. 이 공정들을 통해 0.5 mm 의 경로와 이에 맞는 크기의 돌기들을 형성할 수 있었다. 이 웨이퍼를 3D 프린터로 인쇄한 PLA 재질의 판에 부착하여 몰드로 제작하였으며 PDMS 를 몰드에 굳혀 제작한 패턴이 있는 바디와 아크릴판에서 굳힌 패턴이 없는 바디를 접착해 2 mm 의 두께를 가지는 센서 바디를 만들었다. 마지막으로는 제작한 센서 바디에 EGaIn 을 주입한 후 단선을 연결해 EGaIn 소프트 센서를 제작한다. DAQ 로 저항값을 측정한 결과 제작한 소프트 센서는 기존에 제작한 큰 경로를 가진 센서보다 저항값이 증가하였으며 압력에 대한 센싱 감도 또한 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 앞으로도 지속적으로 본 센서의 성능향상과 제작의 용이성을 향상시키는 연구를 진행할 예정이다.