| 1 |
1
상판과, 서로 동일한 자화방향을 가지며 상기 상판의 하부면에 일정 간격을 두고서 부착되는 복수의 영구자석과, 상기 상판의 양 끝단 하부면에 고정되는 한 쌍의 버팀대로 구성된 상위 운동부; 상기 상판과 일정거리 이격된 하부 측에 배치되는 하판과, 상기 복수의 영구자석과 대응하여 상기 하판의 상부면에 부착되며 서로 다른 방향의 공심축을 갖는 복수의 코일과, 상기 각 버팀대가 관통되는 한 쌍의 구멍을 갖는 하위 운동부;상기 상위 운동부와 하위 운동부 사이에 연결되며 상기 상위 운동부를 탄성적으로 지지하거나 안내해 주는 한 쌍의 스프링; 상기 하위 운동부의 운동을 안내하고 지지해 주는 베이스; 상기 상위 운동부 혹은 하위 운동부의 운동을 제어하기 위한 복수의 코일을 구동할 수 있는 다수의 파워앰프와, 그 운동을 감지할 수 있는 복수의 센서와, 아날로그-디지털 변환기, 디지털-아날로그 변환기, 제어 알고리즘과 컴퓨터를 통하여 상기 상위 운동부와 하위 운동부의 운동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 2 |
2
제1항에 있어서, 상기 상위 운동부에 구비되는 복수의 영구자석은 Z축 방향의 자화방향을 갖는 3개의 제1,2,3영구자석으로 구성되고,상기 하위 운동부에 구비되는 복수의 코일은 상기 제1,2,3영구자석과 각각 대응하는 3개의 제1,2,3코일로 구성되며,상기 하위 운동부의 양측에 위치된 상기 제1 및 제3코일은 Z축 방향의 공심축을 갖고, 중앙에 위치된 상기 제2코일은 X축 방향의 공심축을 갖는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 3 |
3
제1항에 있어서, 상기 영구자석 및 상기 코일은 상기 각각의 상위 운동부 및 하위 운동부에 적어도 2개 이상이 구비되는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 4 |
4
제1항에 있어서, 상기 센서는,상기 상위 운동부와 하위 운동부의 상대운동인 Z축 및 Pitch 운동을 감지할 수 있는 복수의 Z축 방향 센서와;상기 상위 운동부의 X축 방향 운동을 감지할 수 있는 X축 방향 센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 5 |
5
제4항에 있어서, 상기 X축 방향 센서는 상기 베이스로부터 일정거리 떨어진 그라운드(ground)상에 고정된 지지대 위에 설치되는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 6 |
6
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 복수의 영구자석과 코일은 상기 각 상판 및 하판에 일정간격을 두고서 일렬로 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 7 |
7
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 복수의 영구자석과 코일은 상기 각 상판 및 하판에 바둑판 무늬 모양으로 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 8 |
8
제1항에 있어서, 상기 베이스의 상면에는 상기 하위 운동부의 X축 방향 운동을 안내하기 위한 안내홈이 형성된 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 9 |
9
제8항에 있어서, 상기 베이스의 안내홈과 상기 하위 운동부의 하판이 접촉되는 일측면은 경사지게 가공된 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 10 |
10
제1항에 있어서, 상기 스프링은 판 형상을 갖는 판 스프링인 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 11 |
11
제1항에 있어서, 상기 상,하위 운동부는 상기 코일에 인가되는 전류의 인가시간에 따라 X축 방향(수평 방향) 또는 Z축 방향(수직 방향)으로의 운동이 번갈아 이루어지는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 12 |
12
제1항에 있어서, 상기 상,하위 운동부는 상기 영구자석과 코일 간의 상호작용에 의해 발생하는 전자기력과 상기 상, 하위 운동부 사이에 연결된 스프링에 의해 발생하는 스프링력 간의 합력 혹은 힘의 조합에 의하여 X축 및 Z축 방향의 병진운동과 Pitch 방향의 회전운동이 수행되는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 13 |
13
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스프링의 스프링력에 의한 개루프(open-loop) 제어를 통해 X축, Z축, Pitch 방향 운동에 대한 변위를 발생시켜 정밀 병진운동이 이루어지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 14 |
14
제1항에 있어서, 상기 제어부에 의한 피드백(feed-back) 제어는,정밀 병진운동을 위하여 원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동에 대한 변위 정보를 입력한 후, 상기 센서들로부터의 측정된 값을 피드백 받아 컴퓨터에 저장하고, 에러에 기초한 제어알고리즘을 이용하여 X축, Z축, Pitch 방향 모드 힘을 얻어내고, 이로부터 복수의 코일과 영구자석으로 구성된 상,하위 운동부에 줄 힘을 산정해 내고, 이를 힘-전류 관계를 통하여 변환하여 나온 신호를 파워 앰프에 전달하는 일련의 과정을 반복하여 원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동에 대한 변위를 발생시키는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 15 |
15
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 스프링의 스프링력에 의한 개루프(open-loop) 제어를 통해 X축, Z축, Pitch 방향 운동을 조합한 궤적운동을 발생시켜 대변위 병진운동을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 16 |
16
제1항에 있어서, 상기 제어부에 의한 피드백(feed-back) 제어는,대변위 병진운동을 위하여 원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동을 조합한 궤적운동 정보를 입력한 후, 상기 센서들로부터의 측정된 값을 피드백 받아 컴퓨터에 저장하고, 에러에 기초한 제어알고리즘을 이용하여 X축, Z축, Pitch 방향 모드 힘을 얻어내고, 이로부터 상기 복수의 코일과 영구자석으로 구성된 상,하위 운동부에 줄 힘을 산정해 내고, 이를 힘-전류 관계를 통하여 변환하여 나온 신호를 파워 앰프에 전달하는 일련의 과정을 반복하여 원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동을 조합한 궤적 운동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 17 |
17
제1항에 있어서, 상기 제어부는,다수의 스위칭 알고리즘 혹은 다수의 스위치를 이용하여 개루프 및 피드백 정밀 병진운동과 개루프 및 피드백 대변위 병진운동을 한 번만, 또는 연속적으로, 또는 순차적으로 또는 동시에 발생시키는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치
|
| 18 |
18
상위 운동부에 구비된 복수의 영구자석과 하위 운동부에 구비된 복수의 코일 사이에서 발생하는 로렌츠 힘과, 상기 상위 운동부와 하위 운동부 사이에 연결된 스프링의 스프링력에 의한 개루프(open-loop) 제어를 통해, 상기 상위 운동부 및 하위 운동부에 발생하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동 정보를 조합하여 정밀 병진운동 및 대변위 병진운동을 발생시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치 제어방법
|
| 19 |
19
원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동에 대한 정보를 입력한 후, 복수의 센서들로부터의 측정된 값을 피드백 받아 컴퓨터에 저장하고, 에러에 기초한 제어알고리즘을 이용하여 X축, Z축, Pitch 방향 모드 힘을 얻어내고, 이로부터 복수의 코일과 영구자석으로 구성된 상,하위 운동부에 줄 힘을 산정해 내고, 이를 힘-전류 관계를 통하여 변환하여 나온 신호를 파워 앰프에 전달하는 일련의 과정을 반복하여 원하는 X축, Z축, Pitch 방향 운동을 조합함으로써 정밀 병진운동 및 대변위 병진운동을 발생시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 대변위 정밀 병진운동 장치 제어방법
|
