KR100910597B1

KR100910597B1 - Rigid generator using halva array

Info

Publication number: KR100910597B1
Application number: KR1020070115314A
Authority: KR
Inventors: 유정훈; 최재석
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2007-11-13
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2009-08-03
Anticipated expiration: 2027-11-13
Also published as: KR20090049188A

Abstract

본 발명은 다수의 링 각각에 자기장 발생 방향이 상호 상이한 다수의 자기력부가 할바 배열을 형성하여, 링 중 어느 하나에 회전력이 작용하더라도 자기력부의 자기력에 의해 강성이 발생되고, 회전력에 의해 소정 각도 회전하더라도 자기력에 의해 복원되는 것이 가능한 할바 배열을 이용한 강성발생장치에 관한 것이다.According to the present invention, a plurality of magnetic force portions having mutually different magnetic field generation directions are formed on each of a plurality of rings, so that even if a rotational force is applied to any one of the rings, the rigidity is generated by the magnetic force of the magnetic force portion, and even if a predetermined angle rotates by the rotational force. The present invention relates to a stiffness generator using a halva arrangement capable of being restored by a magnetic force.

Description

Stiffness generator using halva array {STIFFNESS GENERATING APPARATUS USING HALBACH ARRAY}

본 발명은 다수의 링 각각에 자기장 발생 방향이 상호 상이한 다수의 자기력부가 형성됨에 의해, 링 중 어느 하나에 회전력이 작용하더라도 자기력부의 자기력에 의해 강성이 발생되고, 회전력에 의해 소정 각도 회전하더라도 자기력에 의해 복원되는 것이 가능한 할바 배열을 이용한 강성발생장치에 관한 것이다.According to the present invention, since a plurality of magnetic force portions having mutually different magnetic field generation directions are formed in each of the plurality of rings, even if a rotational force is applied to any one of the rings, the rigidity is generated by the magnetic force of the magnetic force portion, and the magnetic force is rotated even by a predetermined angle by the rotational force. The present invention relates to a stiffness generating device using a halva arrangement that can be restored by the.

일반적으로 로봇 또는 기계 등의 조인트 등 회전력에 의해 회전이 필수적으로 요구되는 다양한 분야에서는 충격을 흡수하기 위해 강성발생장치가 사용된다. In general, the rigidity generating device is used to absorb the shock in a variety of fields where rotation is required by the rotational force, such as a joint such as a robot or a machine.

특히, 로봇 또는 머니퓰레이터의 조인트 등 사람의 손과 팔 동작과 유사한 회전 동작이 요구되는 장치에 적용된 강성발생장치는 사람이 충돌시 상해를 입지 않기 위해서도 충격을 흡수할 수 있는 기능이 요구된다.In particular, the stiffness generating device applied to a device requiring a rotational motion similar to a human hand and arm motion, such as a joint of a robot or a manipulator, is required to absorb a shock even when a person is not injured in a collision.

이에, 보이스코일모터(VCM : Voice coil motor)타입의 강성발생장치, 스프링을 이용한 강성발생장치 등이 고안되었다.Accordingly, a stiffness generator of a voice coil motor (VCM) type, a stiffness generator using a spring, and the like have been devised.

스프링을 이용한 강성발생장치는 토션 스프링 등의 탄성을 이용하며 가해지는 회전력에 강성을 발생시키고, 회전하였을 시 복원력을 제공하는 방식이다.Rigidity generating device using the spring is a method of generating a rigidity to the applied rotational force by using the elasticity of the torsion spring, etc., and provides a restoring force when rotated.

보이스코일모터란 일반적으로 강자성체에 코일을 감아 사용하는 전자석을 이용한 모터를 말한다.A voice coil motor generally refers to a motor using an electromagnet that uses a coil wound around a ferromagnetic material.

그러나, 상술한 스프링을 이용한 강성발생장치는 토션 스프링을 사용하므로, 일정 정도 이상 회전력이 가해질 경우 스프링이 영구 변형되어 복원되지 못하는 문제점이 있었다.However, since the stiffness generating device using the above-described spring uses a torsion spring, there is a problem that the spring is permanently deformed and not restored when a rotation force is applied to a predetermined degree or more.

또한, 보이스코일모터 타입의 강성발생장치는 동일크기의 전자석이 영구자석보다 자기장의 세기가 약하기 때문에 강성발생장치의 강성이 약하다. In addition, the stiffness generating device of the voice coil motor type has a weak rigidity of the stiffness generating device because the same size electromagnet has a weaker magnetic field than the permanent magnet.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 다수의 링 각각에 자기장 발생 방향이 상호 상이한 다수의 자기력부가 형성됨에 의해, 링 중 어느 하나에 회전력이 작용하더라도 자기력부의 자기력에 의해 강성이 발생되고, 회전력에 의해 소정 각도 회전하더라도 자기력에 의해 복원되는 것이 가능한 할바 배열을 이용한 강성발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and by forming a plurality of magnetic force portions having different magnetic field generation directions in each of the plurality of rings, even if a rotational force acts on any one of the rings, It is an object of the present invention to provide a stiffness generating apparatus using a halva arrangement that is generated and can be restored by a magnetic force even if a predetermined angle is rotated by the rotational force.

상기 목적은 본 발명에 따른 중심축을 가지는 원형으로 마련되며, 자기장 방향이 상기 중심축의 반경방향 중 상기 중심축으로부터 발산하는 제1 방향인 제1 자기력부와, 자기장 방향이 상기 중심축의 반경방향 중 상기 중심축으로 수렴하는 제2 방향인 제2 자기력부와, 상기 제1 자기력부 및 상기 제2 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제2 자기력부를 향하는 원주방향인 제3 자기력부 및 제4 자기력부를 가지며, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부가 할바(Halbach) 배열로 나열된 제1 링과; 상기 제1 링의 중심 축과 동일한 중심축을 가지며, 상기 중심축 측으로 상기 제1 자기력부보다 내측에 배치되고 자기장 방향이 상기 제1 방향인 제5 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제2 자기력부보다 내측에 배치되고 자기장 방향이 상기 제2 방향인 제6 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제3 자기력부보다 내측에 배치되고 상기 제5 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제3 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 원주방향인 제7 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제4 자기력부보다 내측에 배치되고 상기 제5 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제4 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 원주방향인 제8 자기력부를 가지며, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부가 할바(Halbach) 배열로 나열된 제2 링과; 상기 제1 링 및 상기 제2 링이 각각 설치되는 제1 부재 및 제2 부재를 포함하며 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재 중 어느 하나는 회전자로 마련되고, 다른 하나는 고정자로 마련되는 것을 특징으로 하는 강성발생장치에 의해 달성된다.The object is provided in a circular shape having a central axis in accordance with the present invention, the magnetic field direction is the first direction of the first direction radiating from the central axis of the radial direction of the central axis and the magnetic field direction of the radial direction of the central axis The second magnetic force portion, which is a second direction converging to the central axis, and the third magnetic force portion and the fourth magnetic force disposed between the first magnetic force portion and the second magnetic force portion, and the magnetic field direction is a circumferential direction toward the second magnetic force portion. A first ring having a portion, wherein the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion are arranged in a Halbach arrangement; A fifth magnetic force portion having a same central axis as the central axis of the first ring, disposed inward of the first magnetic force portion toward the central axis and having a magnetic field direction in the first direction, and the second magnetic force portion toward the central axis; A sixth magnetic force portion disposed inward and having a magnetic field direction of the second direction, and disposed inward from the third magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, The seventh magnetic force portion in the circumferential direction opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, and disposed in the inner side than the fourth magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, An eighth magnetic force portion having a circumferential direction opposite to a magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, wherein the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, and the third magnetic force portion The fourth magnetic portion halva (Halbach) the second ring is listed as the arrangement; And a first member and a second member on which the first ring and the second ring are respectively installed, wherein one of the first member and the second member is provided as a rotor and the other is provided as a stator. It is achieved by the stiffness generator characterized in that.

여기서, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부, 상기 제4 자기력부, 상기 제5 자기력부, 상기 제6 자기력부, 상기 제7 자기력부 및 상기 제8 자기력부는 영구자석으로 마련될 수 있다.Here, the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, the third magnetic force portion, the fourth magnetic force portion, the fifth magnetic force portion, the sixth magnetic force portion, the seventh magnetic force portion and the eighth magnetic force portion are permanent. It can be provided with a magnet.

여기서, 상기 제1 링은 상기 제1 자기력부 및 상기 제3 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제1 방향과 상기 제3 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제1 보조자기력부와; 상기 제2 자기력부 및 상기 제3 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제2 방향과 상기 제3 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방 향인 제2 보조자기력부와; 상기 제2 자기력부 및 상기 제4 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제2 방향과 상기 제4 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제3 보조자기력부와; 상기 제1 자기력부 및 상기 제4 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제1 방향과 상기 제4 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제4 보조자기력부 중 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 링은 상기 제5 자기력부 및 상기 제7 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제1 방향과 상기 제7 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제5 보조자기력부와; 상기 제7 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제2 방향과 상기 제7 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제6 보조자기력부와; 상기 제6 자기력부 및 상기 제8 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제2 방향과 상기 제8 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제7 보조자기력부와; 상기 제5 자기력부 및 상기 제8 자기력부 사이에 배치되며, 상기 제1 방향과 상기 제8 자기력부의 자기장 방향 사이의 방향이 자기장 방향인 제8 보조자기력부 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The first ring may include a first auxiliary magnetic force unit disposed between the first magnetic force unit and the third magnetic force unit, wherein a direction between the first direction and the magnetic field direction of the third magnetic force unit is a magnetic field direction; A second auxiliary magnetic force portion disposed between the second magnetic force portion and the third magnetic force portion, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the third magnetic force portion is a magnetic field direction; A third auxiliary magnetic force unit disposed between the second magnetic force unit and the fourth magnetic force unit, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the fourth magnetic force unit is a magnetic field direction; A second auxiliary magnetic force unit disposed between the first magnetic force unit and the fourth magnetic force unit, wherein a direction between the first direction and the magnetic field direction of the fourth magnetic force unit includes at least one of a fourth auxiliary magnetic force unit; A ring is disposed between the fifth magnetic force portion and the seventh magnetic force portion, and a fifth auxiliary magnetic force portion in which a direction between the first direction and the magnetic field direction of the seventh magnetic force portion is a magnetic field direction; A sixth auxiliary magnetic force part disposed between the seventh magnetic force part and the sixth magnetic force part, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the seventh magnetic force part is a magnetic field direction; A seventh auxiliary magnetic force portion disposed between the sixth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the eighth magnetic force portion is a magnetic field direction; The eighth magnetic force part may be disposed between the fifth magnetic force part and the eighth magnetic force part, and the direction between the first direction and the magnetic field direction of the eighth magnetic force part may include at least one of the eighth auxiliary magnetic force parts.

또한, 상기 제2 자기력부와 상기 제3 자기력부 간 경계선 및 상기 제2 자기력부와 상기 제4 자기력부 간 경계선은 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부의 자기장 방향이 상기 제1 링과 상기 제2 링의 사이를 향하게 기울어져 있고, 상기 제5 자기력부와 상기 제7 자기력부 간 경계선 및 상기 제5 자기력부와 상기 제8 자기력부 간 경계선은 상기 제6 자기력부 및 상기 제8 자기력부의 자기장 방향이 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이를 향하게 기울어져 있을 수 있다.In addition, the boundary line between the second magnetic force portion and the third magnetic force portion, and the boundary line between the second magnetic force portion and the fourth magnetic force portion, the magnetic field direction of the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion is the first ring and the It is inclined toward the second ring, and the boundary line between the fifth magnetic force portion and the seventh magnetic force portion and the boundary line between the fifth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion are the sixth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion. The magnetic field direction may be inclined toward between the first ring and the second ring.

한편, 상기 목적은 중심축을 가지는 원형으로 마련되며, 자기장 방향이 상기 중심축의 반경방향 중 상기 중심축으로부터 발산하는 제1 방향인 제1 자기력부와, 자기장 방향이 상기 중심축의 반경방향 중 상기 중심축으로 수렴하는 제2 방향인 제2 자기력부와, 상기 제1 자기력부 및 상기 제2 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제2 자기력부를 향하는 원주방향인 제3 자기력부 및 제4 자기력부를 가지며, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부가 할바(Halbach) 배열로 나열된 제1 링과; 상기 제1 링의 중심축과 동일한 중심축을 가지며, 상기 중심축 측으로 상기 제1 자기력부보다 내측에 배치되고 자기장 방향이 상기 제1 방향인 제5 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제2 자기력부보다 내측에 배치되고 자기장 방향이 상기 제2 방향인 제6 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제3 자기력부보다 내측에 배치되고 상기 제5 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제3 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 원주방향인 제7 자기력부와, 상기 중심축 측으로 상기 제4 자기력부보다 내측에 배치되고 상기 제5 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되되 자기장 방향이 상기 제4 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 원주방향인 제8 자기력부를 가지며, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부가 할바(Halbach) 배열로 나열된 제2 링과; 상기 제1 링의 중심축과 동일한 중심축을 가지며, 상기 제1 자기력부 및 상기 제5 자기력부 사이에 배치되고 자기장 방향이 상기 제1 방향인 제9 자기력부와,상기 제2 자기력부 및 상기 제6 자기력부 사이에 배치되고 자기장 방향이 상기 제2 방향인 제10 자기력부와, 상기 제9 자기력부와 상기 제10 자기력부 사이 및 상기 제3 자기력부와 상기 제7 자기력부 사이에 배치되며 자기장 방향이 상기 제3 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 방향인 제1 서브자기력부 및 상기 제1 서브자기력부보다 상기 제7 자기력부에 인접하게 배치되며 자기장 방향이 상기 제7 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 방향인 제2 서브자기력부를 가지는 제11 자기력부와, 상기 제9 자기력부와 상기 제10 자기력부 사이 및 상기 제4 자기력부와 상기 제8 자기력부 사이에 배치되며 자기장 방향이 상기 제4 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 방향인 제3 서브자기력부 및 상기 제3 서브자기력부보다 상기 제8 자기력부에 인접하게 배치되며 자기장 방향이 상기 제8 자기력부의 자기장 방향과 대향하는 방향인 제4 서브자기력부를 가지는 제12 자기력부를 가지는 제3 링과; 상기 제1 링, 상기 제2 링 및 상기 제3 링이 각각 설치되는 제1 부재, 제2 부재 및 제3 부재를 포함하며, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 회전자로 마련되고 상기 제3 부재가 고정자로 마련되거나, 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재가 고정자로 마련되고 상기 제3 부재가 회전자로 마련되는 것을 특징으로 하는 강성발생장치에 의해 달성된다.On the other hand, the object is provided in a circular shape having a central axis, the first magnetic force portion of the magnetic field direction radiates from the central axis of the radial direction of the central axis, and the magnetic field direction of the central axis of the radial direction of the central axis And a second magnetic force portion in a second direction converging to the first magnetic force portion and the second magnetic force portion, and having a third magnetic force portion and a fourth magnetic force portion in a circumferential direction toward the second magnetic force portion. A first ring in which the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion are arranged in a Halbach arrangement; A fifth magnetic force portion having a same central axis as the central axis of the first ring, disposed inward of the first magnetic force portion toward the central axis and having a magnetic field direction in the first direction, and the second magnetic force portion toward the central axis; A sixth magnetic force portion disposed inward and having a magnetic field direction of the second direction, and disposed inward from the third magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, The seventh magnetic force portion in the circumferential direction opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, and disposed in the inner side than the fourth magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, An eighth magnetic force portion in a circumferential direction opposite to a magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, wherein the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, the third magnetic force portion, and A second ring in which said fourth magnetic force portion is arranged in a Halbach arrangement; A ninth magnetic force part having a same central axis as the central axis of the first ring and disposed between the first magnetic force part and the fifth magnetic force part and having a magnetic field direction of the first direction, and the second magnetic force part and the second magnetic force part; A magnetic field disposed between the sixth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion having a magnetic field direction of the second direction, between the ninth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion, and between the third magnetic force portion and the seventh magnetic force portion; The first sub-magnetic force portion and the first sub-magnetic force portion, the direction of which is opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, are disposed closer to the seventh magnetic force portion than the first sub-magnetic force portion, and the magnetic field direction is opposite to the magnetic field direction of the seventh magnetic force portion. An eleventh magnetic force portion having a second sub-magnetic force portion in a direction, between the ninth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion, and between the fourth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion, The third sub-magnetic force portion and the third sub-magnetic force portion, the direction of which is opposite to the magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, are disposed closer to the eighth magnetic force portion than the third sub-magnetic force portion, and the magnetic field direction is opposite to the magnetic field direction of the eighth magnetic force portion. A third ring having a twelfth magnetic force with a fourth sub-magnetic force in a direction; And a first member, a second member, and a third member on which the first ring, the second ring, and the third ring are respectively provided, wherein the first member and the second member are provided as rotors and the first member. The third member is provided as a stator, or the first member and the second member are provided as a stator, and the third member is provided as a rotor.

여기서, 상기 제1 서브자기력부 및 상기 제2 서브자기력부와, 상기 제3 서브자기력부 및 상기 제4 서브자기력부 중 어느 한 쌍 이상은 상호 이격되어 배치될 수 있다.Here, at least one pair of the first sub magnetic force part and the second sub magnetic force part, the third sub magnetic force part and the fourth sub magnetic force part may be disposed to be spaced apart from each other.

또한, 상기 제1 자기력부, 상기 제2 자기력부, 상기 제3 자기력부, 상기 제4 자기력부, 상기 제5 자기력부, 상기 제6 자기력부, 상기 제7 자기력부 및 상기 제8 자기력부는 영구자석으로 마련될 수 있다.The first magnetic force part, the second magnetic force part, the third magnetic force part, the fourth magnetic force part, the fifth magnetic force part, the sixth magnetic force part, the seventh magnetic force part, and the eighth magnetic force part are permanent. It can be provided with a magnet.

또한, 상기 제2 자기력부와 상기 제3 자기력부 간 경계선 및 상기 제2 자기력부와 상기 제4 자기력부 간 경계선은 상기 제3 자기력부 및 상기 제4 자기력부의 자기장 방향이 상기 제1 링과 상기 제2 링의 사이를 향하게 기울어져 있고, 상기 제5 자기력부와 상기 제7 자기력부 간 경계선 및 상기 제5 자기력부와 상기 제8 자기력부 간 경계선은 상기 제6 자기력부 및 상기 제8 자기력부의 자기장 방향이 상기 제1 링과 상기 제2 링 사이를 향하게 기울어져 있고, 상기 제1 서브자기력부와 상기 제9 자기력부 간 경계선 및 상기 제3 서브자기력부와 상기 제9 자기력부 간 경계선은 상기 제1 서브자기력부 및 상기 제3 서브자기력부의 자기장 방향이 상기 제1 링와 상기 제3 링 사이를 향하게 기울어져 있고, 상기 제2 서브자기력부와 상기 제10 자기력부간 경계선 및 상기 제4 서브자기력부와 상기 제10 자기력부 간 경계선은 상기 제2 서브자기력부 및 상기 제4 서브자기력부의 자기장 방향이 상기 제2 링과 상기 제3 링 사이를 향하게 기울어져 있을 수 있다.In addition, the boundary line between the second magnetic force portion and the third magnetic force portion, and the boundary line between the second magnetic force portion and the fourth magnetic force portion, the magnetic field direction of the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion is the first ring and the It is inclined toward the second ring, and the boundary line between the fifth magnetic force portion and the seventh magnetic force portion and the boundary line between the fifth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion are the sixth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion. The magnetic field direction is inclined toward the first ring and the second ring, and the boundary line between the first sub magnetic force part and the ninth magnetic force part and the boundary line between the third sub magnetic force part and the ninth magnetic force part are the The magnetic field directions of the first sub magnetic force part and the third sub magnetic force part are inclined toward the first ring and the third ring, and the boundary line between the second sub magnetic force part and the tenth magnetic force part and the The boundary line between the fourth sub magnetic force part and the tenth magnetic force part may be inclined so that the magnetic field directions of the second sub magnetic force part and the fourth sub magnetic force part are directed between the second ring and the third ring.

이에, 본 발명에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치는 자성을 가지는 자기력부에 의해 강성이 발생되고 복원 기능을 갖기 때문에, 종래의 스프링 타입의 강성발생장치와 같이 영구변형이 발생될 우려가 없어 장시간 사용이 가능한 탁월한 효과가 있다.Therefore, since the rigidity generating device using the Halva array according to the present invention has a rigidity generated by a magnetic force part having magnetic properties and has a restoring function, there is no fear of permanent deformation occurring like a conventional spring type stiffness generating device. There is an excellent effect that can be used.

또한, 본 발명에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치는 자기력부가 배열되는 기본세트의 주기에 따라 구동각도 및 복원가능각도가 변경 가능하기 때문에, 별도로 회전을 제어하는 장치가 구비되지 않아도 되는 탁월한 효과가 있다.In addition, since the drive angle and the restorable angle can be changed according to the period of the basic set in which the magnetic force units are arranged, the rigidity generator using the halva arrangement according to the present invention has an excellent effect of not having to separately provide a device for controlling rotation. have.

또한, 본 발명에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치는 복원가능각도를 넘어서 회전하여도 다음 기본세트에 의해 재설정되므로, 강성발생장치가 손상되는 것을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.In addition, the stiffness generator using the halva array according to the present invention is reset by the next basic set even if rotated beyond the restorable angle, there is an excellent effect that can prevent the stiffness generator from being damaged.

또한, 본 발명에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치는 각 자기력부 간 경계선이 기울이지거나 보조자기력부가 추가되는 간단한 변형을 통해, 각 링 사이에 발생되는 강성을 증가시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.In addition, the stiffness generator using the halva arrangement according to the present invention has an excellent effect that can increase the stiffness generated between each ring through a simple deformation in which the boundary line between each magnetic force portion is tilted or the auxiliary magnetic force portion is added.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치(이하, '강성발생장치'라고 한다)의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of a stiffness generating device (hereinafter referred to as stiffness generating device) using the halva array according to the present invention.

설명하기에 앞서, 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하였으며, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 발명의 도면에서의 '←'는 자기장의 방향(S←N)을 의미하는 것이며, 각 자기력부에는 화살표로만 도시하여 해당 자기력부의 자기장의 방향을 표시하였다.Prior to the description, the same reference numerals are given to the components having the same function, and overlapping descriptions are omitted. In addition, "←" in the drawings of the present invention means the direction (S ← N) of the magnetic field, each magnetic force portion is shown only by an arrow to indicate the direction of the magnetic field of the magnetic force portion.

본 발명의 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 링(2) 및 제2 링(3), 제1 부재(5) 및 제2 부재(6)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the rigidity generator 1 according to the first embodiment of the present invention includes a first ring 2 and a second ring 3, a first member 5, and a second member 6. ).

제1 부재(5)에는 제2 링(3)이 배치되며, 제2 부재(6)에는 제1 링(2)이 배치된다. 여기서, 제1 링(2) 및 제2 링(3)은 상호 이격되며, 이격되는 배치는 후술하도록 한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 부재(5) 및 제2 부재(6)는 어느 하나는 회전자(Rotor)로 마련되고, 다른 하나는 고정자(Stator)로 마련된다. 본 실시예에서는 제1 부재(5)가 회전하고, 제2 부재(6)가 고정되는 것을 일 예로 하였 다. 이에, 제1 링(2)은 고정되고, 제2 링(3)은 회전한다.The second ring 3 is disposed on the first member 5, and the first ring 2 is disposed on the second member 6. Here, the first ring 2 and the second ring 3 are spaced apart from each other, the spaced apart arrangement will be described later. In addition, as shown in FIG. 1, one of the first member 5 and the second member 6 is provided as a rotor and the other is provided as a stator. In this embodiment, the first member 5 is rotated and the second member 6 is fixed as an example. Thus, the first ring 2 is fixed and the second ring 3 rotates.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 링(2)은 원형을 따라 나열되는 제1 자기력부(10), 제2 자기력부(20), 제3 자기력부(30) 및 제4 자기력부(40)의 기본세트를 포함한다.As shown in FIG. 2, the first ring 2 has a first magnetic force portion 10, a second magnetic force portion 20, a third magnetic force portion 30, and a fourth magnetic force portion 40 arranged along a circle. Contains a basic set of

제1 자기력부(10)의 자기장 방향은 제1 링(2)의 중심축(z)의 반경방향 중 중심축(z)으로부터 발산하는 방향이며(즉 xy평면에 평행하고 z축으로부터 발산하는 방향), 이 방향을 제1 방향으로 명명한다. The direction of the magnetic field of the first magnetic force part 10 is a direction diverging from the central axis z in the radial direction of the central axis z of the first ring 2 (that is, a direction parallel to the xy plane and diverging from the z axis). This direction is referred to as a first direction.

제2 자기력부(20)의 자기장 방향은 제1 링(2)의 중심축(z)의 반경방향 중 중심축(z)으로 수렴하는 방향이며(즉 xy평면에 평행하고 z축으로 수렴하는 방향), 이 방향을 제2 방향으로 명명한다. The magnetic field direction of the second magnetic force part 20 is a direction converging to the central axis z in the radial direction of the central axis z of the first ring 2 (that is, a direction parallel to the xy plane and converging in the z axis). This direction is called a 2nd direction.

제3 자기력부(30) 및 제4 자기력부(40)는 제1 자기력부(10) 및 제2 자기력부(20) 사이에 배치되며, 제3 자기력부(30) 및 제4 자기력부(40)의 자기장 방향은 제2 자기력부(20)를 향하는 원주방향이다. The third magnetic force part 30 and the fourth magnetic force part 40 are disposed between the first magnetic force part 10 and the second magnetic force part 20, and the third magnetic force part 30 and the fourth magnetic force part 40. ) Is a circumferential direction toward the second magnetic force part 20.

여기서, 제1 링(2)의 제1 자기력부(10), 제3 자기력부(30), 제2 자기력부(20) 및 제4 자기력부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이, 자기장 방향이 시계방향으로 '↑→↓←'이 되도록 순차적으로 배열되어 할바(Halbach) 배열을 형성한다.Here, the first magnetic force portion 10, the third magnetic force portion 30, the second magnetic force portion 20 and the fourth magnetic force portion 40 of the first ring 2, as shown in FIG. It is arranged sequentially so that the direction becomes '↑ → ↓ ←' clockwise to form a Halbach array.

제2 링(3)은 제1 링(2)과 동일한 중심축(z)을 가지되, 제1 링(2)보다 중심축(z) 측으로 내측에 배치되며, 원주상으로 나열되는 제5 자기력부(50), 제6 자기력부(60), 제7 자기력부(70) 및 제8 자기력부(80)를 포함한다.The second ring 3 has the same central axis z as the first ring 2, but is disposed inward toward the central axis z side than the first ring 2, and has a fifth magnetic force arranged circumferentially. The part 50 includes a sixth magnetic force part 60, a seventh magnetic force part 70, and an eighth magnetic force part 80.

제5 자기력부(50)는 중심축(z) 측으로 제1 자기력부(10)보다 내측에 배치되 며, 제5 자기력부(50)의 자기장 방향은 제1 방향과 일치한다. The fifth magnetic force part 50 is disposed inside the first magnetic force part 10 toward the center axis z, and the magnetic field direction of the fifth magnetic force part 50 coincides with the first direction.

제6 자기력부(60)는 중심축(z) 측으로 제1 자기력부(10)보다 내측에 배치되며, 제6 자기력부(60)의 자기장 방향은 제2 방향과 일치한다.The sixth magnetic force part 60 is disposed inward of the first magnetic force part 10 toward the central axis z, and the magnetic field direction of the sixth magnetic force part 60 coincides with the second direction.

제7 자기력부(70)는 제5 자기력부(50) 및 제6 자기력부(60) 사이 중 중심축(z) 측으로 제3 자기력부(30)보다 내측에 배치되며, 제7 자기력부(70)의 자기장 방향은 제3 자기력부(30)의 자기장 방향과 대향한다. The seventh magnetic force part 70 is disposed inward of the third magnetic force part 30 toward the center axis z side among the fifth magnetic force part 50 and the sixth magnetic force part 60, and the seventh magnetic force part 70 ) Is opposed to the magnetic field direction of the third magnetic force unit 30.

제8 자기력부(80)는 제5 자기력부(50) 및 제6 자기력부(60) 사이 중 중심축(z) 측으로 제4 자기력부(40)보다 내측에 배치되며, 제8 자기력부(80)의 자기장 방향은 제4 자기력부(40)의 자기장 방향과 대향한다. The eighth magnetic force part 80 is disposed inside the fourth magnetic force part 40 toward the central axis z side among the fifth magnetic force part 50 and the sixth magnetic force part 60, and the eighth magnetic force part 80 ) Is opposed to the magnetic field direction of the fourth magnetic force part 40.

따라서, 제2 링의 각 자기력부(50,60,70,80)도 자기장 방향이 시계방향으로 '↑→↓←'이 되도록 순차적으로 배열되어 할바(Halbach) 배열을 형성한다.Accordingly, the magnetic force parts 50, 60, 70, and 80 of the second ring are also sequentially arranged so that the magnetic field direction becomes '↑ → ↓ ←' in the clockwise direction to form a Halbach array.

일반적으로 할바 배열은 자기장의 방향이 상이하게 배치되는 다수의 자성체를 일측으로는 자기장이 강하게 발생되고, 타측으로는 자기장이 상쇄되게 나열한 것을 의미한다. In general, the halva arrangement means that a plurality of magnetic bodies having different directions of magnetic fields are arranged such that magnetic fields are strongly generated on one side, and magnetic fields are canceled on the other side.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 링(2)과 제2 링(3)의 각 자기력부(10,20,30,40,50,60,70,80)는 도 2에 도시된 바와 같은 이중 할바 배열을 가지게 된다. Accordingly, the magnetic force portions 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, and 80 of the first ring 2 and the second ring 3 according to the first embodiment of the present invention are shown in FIG. 2. You will have a double halva array as shown.

여기서, 할바 배열에 의해, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 링(2)의 상측에는 자기장이 상쇄되고, 제1 링(2)의 하측에는 강력한 자기장이 발생된다. 또한, 할바 배열에 의해, 도면 상 제2 링(3)의 상측에는 강력한 자기장이 발생되고, 제2 링(3) 의 하측에는 자기장이 상쇄된다.Here, by the halva arrangement, as shown in FIG. 3, the magnetic field is canceled on the upper side of the first ring 2, and a strong magnetic field is generated on the lower side of the first ring 2. In addition, by the halva arrangement, a strong magnetic field is generated on the upper side of the second ring 3 in the drawing, and the magnetic field is canceled on the lower side of the second ring 3.

따라서, 제1 링(2)과 제2 링(3)의 사이에는 강력한 자기장(A)이 발생하는 반면, 제1 링(2)의 상측 및 제2 링(3)의 하측에 발생하는 자기장(B,C)은 상쇄된다. 이와 같은 구조는 제1 링(2)과 제2 링(3) 사이에만 강력한 자기장에 의한 강성이 발생됨에 의해 회전을 제어하는 반면, 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 외측에 발생시키는 자기장(B,C)은 상쇄됨으로써 외부에 배치될 수 있는 기타 장비에 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 자기장이 작용하여 손상을 발생시킬 수 있는 것을 방지하는 기능을 가진다.Therefore, while a strong magnetic field A is generated between the first ring 2 and the second ring 3, the magnetic field generated above the first ring 2 and below the second ring 3 ( B, C) are offset. Such a structure controls the rotation by generating a strong magnetic field only between the first ring 2 and the second ring 3, while on the outside of the first ring 2 and the second ring 3. The generating magnetic fields B and C have a function of preventing the magnetic fields of the first ring 2 and the second ring 3 from acting on other equipment that can be disposed externally to cause damage. .

따라서, 제2 링(3)에 회전력이 발생하였을 시 제1 링(2)과 제2 링(3) 사이에 발생하는 자기력에 의해 회전력과 대향하는 강성이 발생되며, 가령 제2 링(3)이 소정 각도 회전하였을 시 자기력에 의해 원위치로 복원된다.Therefore, when the rotational force is generated in the second ring 3, the stiffness opposite to the rotational force is generated by the magnetic force generated between the first ring 2 and the second ring 3, for example, the second ring 3 When the predetermined angle is rotated, it is restored to its original position by the magnetic force.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)의 구동각도와 복원가능각도를 설명하겠다.Hereinafter, the driving angle and the restorable angle of the stiffness generating device 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.

설명하기에 앞서, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 할바 배열을 형성하는 제1 링(2)의 할바 배열로 나열된 자기력부(10,20,30,40)는 두 개의 기본세트가 도면 상 시계방향으로 순차적으로 나열되었고, 제2 링(3)의 할바 배열로 나열된 자기력부(50,60,70,80) 또한, 두 개의 기본세트가 도면 상 시계방향으로 나열된 것을 일 예로 하였다. Prior to the description, in the present embodiment, as shown in Fig. 2, the magnetic force portions 10, 20, 30, and 40 listed in the halva arrangement of the first ring 2 forming the halva arrangement have two basic sets. The magnetic force units 50, 60, 70, and 80 sequentially arranged clockwise in the drawing and arranged in the halva arrangement of the second ring 3 also have two basic sets listed in the clockwise direction as an example.

도 4에 도시된 바와 같이, 자기력에 의해 한 기본세트의 제1 링(2)의 제1 자기력부(10)와 제2 링(3)의 제5 자기력부(50)가 O 위치에 배치된 상태에서, 도 5에 도시된 P 위치 까지 제5 자기력부(50)가 이동하도록 제2 링(3)이 회전하게 되면, 자기력에 의해 제5 자기력부(50)가 O 위치로 복귀될 수 있다. 즉, 제2 링(3)의 복원가능각도는 90도(π/2)가 된다. 본 실시예에서 시계방향으로의 복원가능각도(π/2)와 반시계방향으로의 복원가능각도(π/2)를 합산한 것이 구동각도이며, 이 때 구동각도는 180도(π)가 된다. As shown in FIG. 4, the first magnetic force portion 10 of the first set of rings 2 and the fifth magnetic force portion 50 of the second ring 3 are arranged in the O position by the magnetic force. In the state, when the second ring 3 is rotated to move the fifth magnetic force part 50 to the P position shown in FIG. 5, the fifth magnetic force part 50 may be returned to the O position by the magnetic force. . That is, the restorable angle of the second ring 3 is 90 degrees (π / 2). In this embodiment, the sum of the restorable angle (π / 2) in the clockwise direction and the restorable angle (π / 2) in the counterclockwise direction is the driving angle, and the driving angle is 180 degrees (π). .

이 때, 제5 자기력부(50)가 P 위치를 넘도록 제2 링(3)이 회전하게 되면, 자기력에 의해 다른 기본세트의 제1 자기력부(10')와 인접한 Q 위치에 배치된다. 이 경우, 제2 링(3)은 복원가능각도를 초과하여 다른 기본세트로 회전하게 된다. 따라서, 제2 링(3)이 복원가능각도를 초과하여 회전하더라도 다음 기본세트에 의해 재설정되므로, 본 발명에 따른 강성발생장치(1)는 손상되지 않고 구동 가능한 상태가 될 수 있다.At this time, when the second ring 3 is rotated so that the fifth magnetic force portion 50 exceeds the P position, it is disposed at the Q position adjacent to the first magnetic force portion 10 'of another basic set by the magnetic force. In this case, the second ring 3 is rotated to another basic set beyond the restorable angle. Thus, even if the second ring 3 rotates beyond the restorable angle, it is reset by the next basic set, so that the stiffness generating device 1 according to the present invention can be driven without being damaged.

본 발명의 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)의 복원가능각도 및 구동각도는 하기 수학식 1 및 수학식 2에 의해 정의된다. The recoverable angle and the driving angle of the stiffness generator 1 according to the first embodiment of the present invention are defined by the following equations (1) and (2).

(θ는 복원가능각도, N은 할바 배열로 나열된 자기력부의 기본세트의 수이다)

(θ is the recoverable angle, N is the number of basic sets of magnetic force parts listed in the Halva array)

(θ'는 구동각도, N은 할바 배열로 나열된 자기력부의 기본세트의 수이다.)

(θ 'is the driving angle, N is the number of basic sets of magnetic force units listed in the Halva array.)

상기 수학식 1 및 수학식 2에 의해 정의된 바와 같이, 본 발명에 따른 강성발생장치의 구동각도 및 복원가능각도는 할바 배열로 나열된 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 자기력부(10,20,30,40,50,60,70,80)의 기본세트 수에 따라 가변될 수 있으며, 이는 실제 로봇 등의 조인트에 적용될 시 파트 수를 조절하여 복원가능각도 및 구동각도를 상황에 맞게 변경할 수 있게 된다.As defined by Equation 1 and Equation 2, the driving angle and the restorable angle of the stiffness generator according to the present invention are the magnetic force portions of the first ring 2 and the second ring 3 arranged in a halva arrangement. (10,20,30,40,50,60,70,80) can be varied according to the number of basic sets, which can be adjusted to the number of parts when applied to a joint, such as a real robot restoring angle and driving angle You can change it to suit your needs.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성발생장치(1a)를 설명하겠다.Hereinafter, the stiffness generating apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention will be described.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성발생장치(1a)는 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)의 제1 링(2) 및 제2 링(3) 사이에 제3 링(4)이 더 배치된다. 또한, 제3 링(4)이 설치되는 제3 부재(7)를 더 포함한다.As shown in FIG. 6, the stiffness generating apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention includes the first ring 2 and the second ring 3 of the stiffness generating apparatus 1 according to the first embodiment. The third ring 4 is further arranged in between. It further includes a third member 7 on which the third ring 4 is installed.

본 실시예에서는 제1 부재(5') 및 제2 부재(6')가 고정자(Stator)로 마련되고, 제3 부재(7)가 회전자(Rotor)로 마련되는 것을 일 예로 하였으나, 제1 부재(5') 및 제2 부재(6')가 회전자(Rotor)로 마련되고, 제3 부재(7)가 고정자(Stator)로 마련될 수 있다.In the present exemplary embodiment, the first member 5 'and the second member 6' are provided as a stator, and the third member 7 is provided as a rotor. The member 5 'and the second member 6' may be provided as a rotor, and the third member 7 may be provided as a stator.

도 7에 도시된 바와 같이, 제3 링(4)은 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 중심축(z)과 동일한 중심축(z)을 가지며, 원주를 따라 나열되는 제9 자기력부(90), 제10 자기력부(100), 제11 자기력부(110) 및 제12 자기력부(120)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the third ring 4 has the same central axis z as the central axis z of the first ring 2 and the second ring 3, and is arranged along the circumference. 9 includes the magnetic force unit 90, the tenth magnetic force unit 100, the eleventh magnetic force unit 110 and the twelfth magnetic force unit 120.

제9 자기력부(90)는 제1 자기력부(10) 및 제5 자기력부(50) 사이에 배치되고, 제9 자기력부(90)의 자기장 방향은 제1 방향과 일치한다.The ninth magnetic force part 90 is disposed between the first magnetic force part 10 and the fifth magnetic force part 50, and the magnetic field direction of the ninth magnetic force part 90 coincides with the first direction.

제10 자기력부(100)는 제2 자기력부(20) 및 제6 자기력부(60) 사이에 배치되고, 제10 자기력부(100)의 자기장 방향은 제2 방향과 일치한다. The tenth magnetic force part 100 is disposed between the second magnetic force part 20 and the sixth magnetic force part 60, and the magnetic field direction of the tenth magnetic force part 100 coincides with the second direction.

제11 자기력부(110)는 제9 자기력부(90)와 제10 자기력부(100) 사이 및 제3 자기력부(30)와 제7 자기력부(70) 사이에 배치되며, 제1 서브자기력부(111) 및 제2 서브자기력부(112)를 포함한다.The eleventh magnetic force part 110 is disposed between the ninth magnetic force part 90 and the tenth magnetic force part 100 and between the third magnetic force part 30 and the seventh magnetic force part 70, and the first sub-magnetic force part 111 and the second sub-magnetic portion 112.

제1 서브자기력부(111)는 제3 자기력부(30)에 인접하게 배치되며, 제1 서브자기력부(111)의 자기장 방향은 제3 자기력부(30)의 자기장 방향과 대향하는 방향이다.The first sub magnetic force part 111 is disposed adjacent to the third magnetic force part 30, and the magnetic field direction of the first sub magnetic force part 111 is a direction opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force part 30.

제2 서브자기력부(112)는 제7 자기력부(70)에 인접하게 배치되며, 제2 서브자기력부(112)의 자기장 방향은 제7 자기력부(70)의 자기장 방향과 대향하는 방향이다.The second sub magnetic force part 112 is disposed adjacent to the seventh magnetic force part 70, and the magnetic field direction of the second sub magnetic force part 112 is a direction opposite to the magnetic field direction of the seventh magnetic force part 70.

제12 자기력부(120)는 제9 자기력부(90)와 제10 자기력부(100) 사이 및 제4 자기력부(40)와 제8 자기력부(80) 사이에 배치되며, 제3 서브자기력부(121) 및 제4 서브자기력부(122)를 포함한다.The twelfth magnetic force part 120 is disposed between the ninth magnetic force part 90 and the tenth magnetic force part 100 and between the fourth magnetic force part 40 and the eighth magnetic force part 80, and the third sub-magnetic force part And a fourth sub-magnetic force part 122.

제3 서브자기력부(121)는 제4 자기력부(40)에 인접하게 배치되며, 제3 서브자기력부(121)의 자기장 방향은 제4 자기력부(40)의 자기장 방향과 대향하는 방향이다.The third sub magnetic force part 121 is disposed adjacent to the fourth magnetic force part 40, and the magnetic field direction of the third sub magnetic force part 121 is a direction opposite to the magnetic field direction of the fourth magnetic force part 40.

제4 서브자기력부(122)는 제8 자기력부(80)에 인접하게 배치되며, 제4 서브자기력부(122)의 자기장 방향은 제8 자기력부(80)의 자기장 방향과 대향하는 방향이다.The fourth sub magnetic force part 122 is disposed adjacent to the eighth magnetic force part 80, and the magnetic field direction of the fourth sub magnetic force part 122 is a direction opposite to the magnetic field direction of the eighth magnetic force part 80.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 제1 링(2), 제2 링(3) 및 제3 링(4)의 각 자기력부(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120)는 도 8에 도시된 바와 같은 삼중 할바 배열을 가지게 된다.Accordingly, the magnetic force portions 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, of the first ring 2, the second ring 3, and the third ring 4 according to the second embodiment of the present invention, 80, 90, 100, 110, and 120 have a triple halva arrangement as shown in FIG.

따라서, 상술한 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 할바 배열에 의해 도면 상 제1 링(2)의 상측에 발생하는 자기장(B)은 상쇄된다. 또한, 할바 배열에 의해, 도면 상 제2 링(3)의 하측에 발생하는 자기장(C)은 상쇄된다. 또한, 제3 링(4)과 제1 링(2)의 사이 및 제3 링(4)과 제2 링(3)의 사이에는 강력한 자기장(A2,A3)이 발생된다.Therefore, as described in the above-described first embodiment, the magnetic field B generated above the first ring 2 in the drawing is canceled by the halva arrangement. In addition, by the halva arrangement, the magnetic field C generated in the lower side of the second ring 3 in the drawing is canceled out. In addition, strong magnetic fields A2 and A3 are generated between the third ring 4 and the first ring 2 and between the third ring 4 and the second ring 3.

이와 같은 구조는 제1 링(2)과 제3 링(4)의 사이 및 제2 링(3)과 제3 링(4)의 사이에만 강력한 자기장(A2,A3)이 발생됨에 의해 회전을 제어하는 반면, 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 외측에 발생시키는 자기장(B,C)은 상쇄됨으로써, 외부에 배치될 수 있는 기타 장비에 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 자기장이 작용하여 손상을 발생시킬 수 있는 것을 방지할 수 있는 기능을 가진다.Such a structure controls the rotation by generating a strong magnetic field A2, A3 between the first ring 2 and the third ring 4 and only between the second ring 3 and the third ring 4. On the other hand, the magnetic fields B and C generated on the outside of the first ring 2 and the second ring 3 are canceled, so that the first ring 2 and the second ring in other equipment that can be disposed outside. It has a function to prevent the magnetic field of (3) from working and causing damage.

따라서, 제1 링(2) 및 제2 링(3)은 고정되고 제3 링(4)이 회전 가능하게 마련되면, 제1 링(2), 제2 링(3) 및 제3 링(4) 사이에 발생하는 자기장에 의한 자기력에 의해 강성이 발생되며, 소정 각도 회전하였을 시 자기력에 의해 복원된다.Thus, when the first ring 2 and the second ring 3 are fixed and the third ring 4 is rotatably provided, the first ring 2, the second ring 3, and the third ring 4 are provided. Rigidity is generated by the magnetic force generated by the magnetic field generated between), and is restored by the magnetic force when rotated by a predetermined angle.

또한, 각 제1 서브자기력부(111)와 제2 서브자기력부(112), 및 제3 서브자기력부(121)와 제4 서브자기력부(122) 간 자기장 방향이 상호 대향하게 배치된 상황에서, 상호 인접하게 배치될 경우 자기장의 일부가 상쇄될 수 있다.In addition, in a situation in which magnetic field directions between the first sub magnetic force part 111 and the second sub magnetic force part 112 and the third sub magnetic force part 121 and the fourth sub magnetic force part 122 are disposed to face each other. When placed adjacent to each other, part of the magnetic field may be canceled out.

따라서, 본 실시예에서는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 서브자기력 부(111)와 제2 서브자기력부(112) 사이와, 제3 서브자기력부(121)와 제4 서브자기력부(122) 사이를 각각 이격시켜, 서브자기력부(111,112,121,122)의 자기장 방향이 제9 자기력부(90)와 제10 자기력부(100)를 향하게 하였다.Accordingly, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, between the first sub magnetic force part 111 and the second sub magnetic force part 112, and the third sub magnetic force part 121 and the fourth sub magnetic force. The magnetic field directions of the sub-magnetic force parts 111, 112, 121, and 122 are directed toward the ninth magnetic force part 90 and the tenth magnetic force part 100, respectively.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성발생장치(1a)의 구동각도와 복원가능각도를 설명하겠다.Hereinafter, the driving angle and the restorable angle of the stiffness generating apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention will be described.

설명하기에 앞서, 할바 배열로 나열된 제1 링(2)의 자기력부(10,20,30,40), 제2 링(3)의 자기력부(50,60,70,80) 및 제3 링(4)의 자기력부(90,100,110,120)는 제1 실시예와 동일하게 각 두개의 기본세트씩 도면상 시계방향으로 나열된 것을 일 예로 하였다. 또한, 제1 링(2) 및 제2 링(3)은 고정되고 제3 링(4)이 회전 가능하게 설정되었다고 가정하겠다.Prior to the description, the magnetic force portions 10, 20, 30, 40 of the first ring 2 arranged in the halva arrangement, the magnetic force portions 50, 60, 70, 80 and the third ring of the second ring 3 are arranged. The magnetic force units (90, 100, 110, 120) of (4) are, for example, listed in the clockwise direction by two basic sets as in the first embodiment. Further, assume that the first ring 2 and the second ring 3 are fixed and the third ring 4 is set to be rotatable.

도 9에 도시된 바와 같이, 자기력에 의해 한 기본세트의 제3 링(4)의 제9 자기력부(90), 제1 링(2)의 제1 자기력부(10) 및 제2 링(3)의 제5 자기력부(50)가 O 위치에 배치된 상태에서, 도 10에 도시된 P 위치까지 제9 자기력부(90)가 이동하도록 제3 링(4)이 회전하게 되면, 자기력에 의해 제9 자기력부(90)가 O 위치로 복귀될 수 있다. 즉, 제3 링(4)의 복원가능각도는 90도(π/2)가 된다. 본 실시예에서 시계방향으로의 복원가능각도(π/2)와 반시계방향으로의 복원가능각도(π/2)를 합산한 것이 구동각도이며, 이 때 구동각도는 180도(π)가 된다. As shown in FIG. 9, the ninth magnetic force portion 90 of the third ring 4 of the basic set made by the magnetic force, the first magnetic force portion 10 and the second ring 3 of the first ring 2. When the third ring 4 is rotated so that the ninth magnetic force portion 90 moves to the P position shown in FIG. 10 with the fifth magnetic force portion 50 of the The ninth magnetic force part 90 may be returned to the O position. That is, the restorable angle of the third ring 4 is 90 degrees (π / 2). In this embodiment, the sum of the restorable angle (π / 2) in the clockwise direction and the restorable angle (π / 2) in the counterclockwise direction is the driving angle, and the driving angle is 180 degrees (π). .

이 때, 제9 자기력부(90)가 P 위치를 넘도록 제3 링(4)이 회전하게 되면, 자기력에 의해 제1 링(2)의 다른 기본세트의 제1 자기력부(10')와 인접한 Q 위치에 배치된다. 이 경우, 제3 링(4)은 복원가능각도를 초과하여 다른 기본세트로 회전하게 된다. 이에, 상술한 제1 실시예와 같이, 제3 링(4)이 회전하는 각도가 복원가능각도를 초과하여 회전하더라도 다음 기본세트에 의해 재설정되므로, 본 발명에 따른 강성발생장치(1a)는 손상되지 않고 구동 가능한 상태가 될 수 있다.At this time, if the third ring 4 is rotated such that the ninth magnetic force portion 90 exceeds the P position, the magnetic force is adjacent to the first magnetic force portion 10 'of another basic set of the first ring 2 by the magnetic force. It is placed in the Q position. In this case, the third ring 4 is rotated to another basic set beyond the restorable angle. Thus, as in the first embodiment described above, even if the angle at which the third ring 4 is rotated exceeds the restorable angle, it is reset by the next basic set, so that the rigidity generating device 1a according to the present invention is damaged. Can be driven.

따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성발생장치(1a)의 복원가능각도 및 구동각도는 상술한 제1 실시예의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 정의되며, 본 실시예에 따른 강성발생장치(1a)의 구동각도 및 복원가능각도도 할바 배열로 나열된 제1 링(2), 제2 링(3) 및 제3 링(4)의 자기력부(10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,110,120)의 기본세트 수에 따라 가변될 수 있다. 이는 실제 로봇 등의 조인트에 적용될 시 기본세트 수를 조절하여 복원가능각도 및 구동각도를 상황에 맞게 변경할 수 있는 기능을 제공한다.Therefore, the restorable angle and the driving angle of the stiffness generating apparatus 1a according to the second embodiment of the present invention are defined by Equations 1 and 2 of the first embodiment described above, and the stiffness generation according to the present embodiment. The driving and restoring angles of the device 1a are also arranged in the arrangement of the first and second rings 2, 2 and 3 of the magnetic force 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120 may vary depending on the number of basic sets. This provides the function to change the recoverable angle and the driving angle according to the situation by adjusting the number of basic sets when applied to a joint such as a real robot.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 강성발생장치(1b)는 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)의 제1 링(2) 및 제2 링(3)의 각 자기력부(10,20,30,40,50,60,70,80) 간 경계선이 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in FIG. 11, the rigidity generating device 1b according to the third embodiment of the present invention includes the first ring 2 and the first ring of the rigidity generating device 1 according to the first embodiment of the present invention. The boundary line between each of the magnetic force portions 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80 of the two rings 3 is inclined.

특히, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 링(2b)의 제2 자기력부(20b)와 제3 자기력부(30b)간 경계선 및 제2 자기력부(20b) 및 제4 자기력부(40b) 간 경계선이 기울어지는 것은 제3 자기력부(30b) 및 제4 자기력부(40b)의 자기장 방향이 제1 링(2b)과 제2 링(3b)의 사이를 향하도록 소정 각도 기울어지게 한다.In particular, as shown in FIG. 12, the boundary between the second magnetic force portion 20b and the third magnetic force portion 30b of the first ring 2b and the second magnetic force portion 20b and the fourth magnetic force portion 40b. The inclination of the boundary line is inclined at a predetermined angle such that the magnetic field directions of the third magnetic force part 30b and the fourth magnetic force part 40b are directed between the first ring 2b and the second ring 3b.

또한, 제2 링(3b)의 제7 자기력부(70b)와 제5 자기력부(50b) 간 경계선 및 제8 자기력부(80b) 와 제5 자기력부(50b) 간 경계선이 기울어지는 것은 제7 자기력부(70b) 및 제8 자기력부(80b)의 자기장 방향이 제1 링(2b)과 제2 링(3b)의 사이를 향하도록 소정 각도 기울어지게 한다.In addition, the boundary line between the seventh magnetic force part 70b and the fifth magnetic force part 50b of the second ring 3b and the boundary line between the eighth magnetic force part 80b and the fifth magnetic force part 50b is inclined. The magnetic field directions of the magnetic force part 70b and the eighth magnetic force part 80b are inclined at a predetermined angle so as to face between the first ring 2b and the second ring 3b.

따라서, 제3 자기력부(30b) 및 제4 자기력부(40b)의 자기장이 S1, S2 방향으로 가해지도록 하고 제7 자기력부(70b) 및 제8 자기력부(80b)의 자기장이 S3, S4 방향으로 가해지도록 하여, 제1 링(2b) 및 제2 링(3b) 사이에 발생되는 자기장(A4)이 증대된다. 또한, 상술한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예와 마찬가지로 제1 링(2b) 및 제2 링(3b)의 외부로 가해지는 자기장(B',C')은 상쇄된다. 이는 본 발명에 따른 강성발생장치(1b)의 강성 및 복원력이 증대되는 결과를 초래한다. Therefore, the magnetic fields of the third magnetic force portion 30b and the fourth magnetic force portion 40b are applied in the directions S1 and S2, and the magnetic fields of the seventh magnetic force portion 70b and the eighth magnetic force portion 80b are S3 and S4 directions. The magnetic field A4 generated between the first ring 2b and the second ring 3b is increased. In addition, as in the first and second embodiments of the present invention described above, the magnetic fields B 'and C' applied to the outside of the first ring 2b and the second ring 3b are canceled out. This results in an increase in the rigidity and the restoring force of the rigidity generating device 1b according to the present invention.

또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 강성발생장치(1b')의 제3 링(4b)의 각 자기력부(90b,100b,110b,120b) 간 경계선도 기울어질 수 있다. In addition, as shown in FIG. 13, the boundary line between the respective magnetic force portions 90b, 100b, 110b, 120b of the third ring 4b of the stiffness generating apparatus 1b 'according to the second embodiment of the present invention is also inclined. Can lose.

특히, 도 13에 도시된 바와 같이, 제3 링(4b)의 제1 서브자기력부(111b)와 제9 자기력부(90b) 간 경계선 및 제3 서브자기력부(121b) 및 제9 자기력부(90b) 간 경계선이 기울어지는 것은 제1 서브자기력부(111b) 및 제3 서브자기력부(121b)의 자기장 방향이 제1 링(2b)과 제3 링(4b)의 사이를 향하도록 소정 각도 기울어지게 한다. In particular, as shown in FIG. 13, the boundary line between the first sub-magnetic force part 111b and the ninth magnetic force part 90b of the third ring 4b and the third sub-magnetic force part 121b and the ninth magnetic force part ( The boundary line between 90b) is inclined at a predetermined angle such that the magnetic field directions of the first sub-magnetic force part 111b and the third sub-magnetic force part 121b are directed between the first ring 2b and the third ring 4b. Let it go.

또한, 제3 링(4b)의 제2 서브자기력부(112b)와 제10 자기력부(100b) 간 경계선 및 제4 서브자기력부(122b)와 제10 자기력부(100b) 간 경계선이 기울어지는 것 은 제2 서브자기력부(112b) 및 제4 서브자기력부(122b)의 자기장 방향이 제2 링(3b)과 제3 링(4b)의 사이를 향하도록 소정 각도 기울어지게 한다.In addition, the boundary line between the second sub magnetic force part 112b and the tenth magnetic force part 100b of the third ring 4b and the boundary line between the fourth sub magnetic force part 122b and the tenth magnetic force part 100b are inclined. The angle of the magnetic field of the second sub-magnetic force portion 112b and the fourth sub-magnetic force portion 122b is inclined at a predetermined angle so as to face between the second ring 3b and the third ring 4b.

이와 같은 구성은 상술한 바와 같이 강성발생장치(1b')의 강성 및 복원력이 증대되는 결과를 초래한다.Such a configuration results in an increase in the rigidity and the restoring force of the rigidity generating device 1b 'as described above.

또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 강성발생장치(1c)는 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 강성발생장치(1)의 제1 링(2) 및 제2 링(3)이 보조자기력부(11,12,13,14,15,16,17,18)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, as shown in FIG. 14, the stiffness generating device 1c according to the fourth embodiment of the present invention includes the first ring 2 and the first ring of the stiffness generating device 1 according to the first embodiment of the present invention. The second ring 3 is characterized in that it comprises the auxiliary magnetic force portion (11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18).

제1 링(2c)은 제1 보조자기력부(11), 제2 보조자기력부(12), 제3 보조자기력부(13) 및 제4 보조자기력부(14)를 포함한다.The first ring 2c includes a first auxiliary magnetic force part 11, a second auxiliary magnetic force part 12, a third auxiliary magnetic force part 13, and a fourth auxiliary magnetic force part 14.

제1 보조자기력부(11)는 제1 자기력부(10c) 및 제3 자기력부(30c) 사이에 배치되며, 제1 보조자기력부(11)의 자기장 방향은 제1 방향과 제3 자기력부(30c)의 자기장 방향 사이의 방향이다. The first auxiliary magnetic force unit 11 is disposed between the first magnetic force unit 10c and the third magnetic force unit 30c, and the magnetic field directions of the first auxiliary magnetic force unit 11 are the first direction and the third magnetic force unit ( 30c) is the direction between the magnetic field directions.

제2 보조자기력부(12)는 제2 자기력부(20c) 및 제3 자기력부(30c) 사이에 배치되며, 제2 보조자기력부(12)의 자기장 방향은 제2 방향과 제3 자기력부(30c)의 자기장 방향 사이의 방향이다.The second auxiliary magnetic force unit 12 is disposed between the second magnetic force unit 20c and the third magnetic force unit 30c, and the magnetic field directions of the second auxiliary magnetic force unit 12 are the second direction and the third magnetic force unit ( 30c) is the direction between the magnetic field directions.

제3 보조자기력부(13)는 제2 자기력부(20c) 및 제4 자기력부(40c) 사이에 배치되며, 제3 보조자기력부(13)의 자기장 방향은 제2 방향과 제4 자기력부(40c)의 자기장 방향 사이의 방향이다.The third auxiliary magnetic force unit 13 is disposed between the second magnetic force unit 20c and the fourth magnetic force unit 40c, and the magnetic field directions of the third auxiliary magnetic force unit 13 are the second direction and the fourth magnetic force unit ( In the direction of the magnetic field of 40c).

제4 보조자기력부(14)는 제1 자기력부(10c) 및 제4 자기력부(40c) 사이에 배 치되며, 제4 보조자기력부(14)의 자기장 방향은 제1 방향과 제4 자기력부(40c)의 자기장 방향 사이의 방향이다. The fourth auxiliary magnetic force unit 14 is disposed between the first magnetic force unit 10c and the fourth magnetic force unit 40c, and the magnetic field directions of the fourth auxiliary magnetic force unit 14 are the first direction and the fourth magnetic force unit. It is a direction between the magnetic field directions of 40c.

여기서, 본 실시예에서는 자기력부(10c,20c,30c,40c)가 두 개의 기본세트로 마련되므로, 제4 보조자기력부(14)는 두번째 기본세트의 제1 자기력부(10c')와 제4 자기력부(40c) 사이에 배치된다.In this embodiment, since the magnetic force portions 10c, 20c, 30c, and 40c are provided in two basic sets, the fourth auxiliary magnetic force portion 14 is the first magnetic force portion 10c 'and the fourth basic force set in the second basic set. It is arrange | positioned between the magnetic force parts 40c.

제2 링(3c)은 제5 보조자기력부(15), 제6 보조자기력부(16), 제7 보조자기력부(17) 및 제8 보조자기력부(18)를 포함한다.The second ring 3c includes a fifth auxiliary magnetic force unit 15, a sixth auxiliary magnetic force unit 16, a seventh auxiliary magnetic force unit 17, and an eighth auxiliary magnetic force unit 18.

제5 보조자기력부(15)는 제5 자기력부(50c) 및 제7 자기력부(70c) 사이에 배치되며, 제5 보조자기력부(15)의 자기장 방향은 제1 방향과 제7 자기력부(70c)의 자기장 방향 사이의 방향이다. The fifth auxiliary magnetic force unit 15 is disposed between the fifth magnetic force unit 50c and the seventh magnetic force unit 70c, and the magnetic field directions of the fifth auxiliary magnetic force unit 15 are the first direction and the seventh magnetic force unit ( 70c) is the direction between the magnetic field directions.

제6 보조자기력부(16)는 제7 자기력부(70c) 및 제6 자기력부(60c) 사이에 배치되며, 제6 보조자기력부(16)의 자기장 방향은 제2 방향과 제7 자기력부(70c)의 자기장 방향 사이의 방향이다.The sixth auxiliary magnetic force unit 16 is disposed between the seventh magnetic force unit 70c and the sixth magnetic force unit 60c, and the magnetic field directions of the sixth auxiliary magnetic force unit 16 are the second direction and the seventh magnetic force unit ( 70c) is the direction between the magnetic field directions.

제7 보조자기력부(17)는 제6 자기력부(60c) 및 제8 자기력부(80c) 사이에 배치되며, 제7 보조자기력부(17)의 자기장 방향은 제2 방향과 제8 자기력부(80c)의 자기장 방향 사이의 방향이다.The seventh auxiliary magnetic force unit 17 is disposed between the sixth magnetic force unit 60c and the eighth magnetic force unit 80c, and the magnetic field directions of the seventh auxiliary magnetic force unit 17 are the second direction and the eighth magnetic force unit ( 80c) is the direction between the magnetic field directions.

제8 보조자기력부(18)는 제5 자기력부(50c) 및 제8 자기력부(80c) 사이에 배치되며, 제8 보조자기력부(18)의 자기장 방향은 제1 방향과 제8 자기력부(80c)의 자기장 방향 사이의 방향이다. The eighth auxiliary magnetic force unit 18 is disposed between the fifth magnetic force unit 50c and the eighth magnetic force unit 80c, and the magnetic field directions of the eighth auxiliary magnetic force unit 18 are the first direction and the eighth magnetic force unit ( 80c) is the direction between the magnetic field directions.

여기서, 본 실시예에서는 제2 링(3c)의 자기력부(50c,60c,70c,80c)가 두 기 본세트로 마련되므로, 제8 보조자기력부(18)는 두번째 기본세트의 제5 자기력부(50c')와 제8 자기력부(80c) 사이에 배치된다.In this embodiment, since the magnetic force portions 50c, 60c, 70c, and 80c of the second ring 3c are provided in two basic sets, the eighth auxiliary magnetic force portion 18 is the fifth magnetic force portion of the second basic set. It is arrange | positioned between 50c 'and the 8th magnetic force part 80c.

이에, 본 발명의 제4 실시예에 따른 강성발생장치(1c)의 보조자기력부(11,12,13,14,15,16,17,18)는 각 자기력부(10c,20c,30c,40c,50c,60c,70c,80c)에 의한 자기력이 폐루프를 원활하게 형성하도록 유도한다.Accordingly, the auxiliary magnetic force units 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, and 18 of the stiffness generating apparatus 1c according to the fourth embodiment of the present invention are respectively magnetic force units 10c, 20c, 30c, and 40c. Magnetic force by 50c, 60c, 70c, and 80c is induced to form a closed loop smoothly.

즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1 보조자기력부(11)는 제3 자기력부(30c)의 자기장이 제1 자기력부(10c)로 유도되도록 자기장 방향이 점차적으로 변하며, 제5 보조자기력부(15)는 제5 자기력부(50c)의 자기장이 제7 자기력부(70c)로 유도되도록 자기장 방향이 점차적으로 변하므로, 자기장이 원활하게 '⊃'(A5) 형상을 가지도록 한다. 이는 한 기본 세트의 자기력부(10c,20c,30c,40c,50c,60c,70c,80c)에 의한 자기장이 원활하게 페루브(⊂⊃ 형상)을 가지도록 한다.That is, as shown in FIG. 15, in the first auxiliary magnetic force unit 11, the magnetic field direction is gradually changed so that the magnetic field of the third magnetic force unit 30c is guided to the first magnetic force unit 10c, and the fifth auxiliary magnetic force is The part 15 gradually changes the magnetic field direction so that the magnetic field of the fifth magnetic force part 50c is guided to the seventh magnetic force part 70c, so that the magnetic field smoothly has a '⊃' shape. This allows the magnetic field by one of the basic sets of magnetic force portions 10c, 20c, 30c, 40c, 50c, 60c, 70c, and 80c to have a Peruvian shape.

비록, 본 발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that the present embodiments may be modified without departing from the spirit or spirit of the invention. It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 부분단면도이고,1 is a partial cross-sectional view of a stiffness generating device using a halva array according to a first embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 제1 링 및 제2 링의 배치를 도시한 사시도이고,2 is a perspective view showing the arrangement of the first ring and the second ring of the stiffness generating apparatus using a halva arrangement according to a first embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 자기장의 방향을 도시한 도면이고,3 is a view showing the direction of the magnetic field of the stiffness generating device using a halva array according to a first embodiment of the present invention,

도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 동작과정을 도시한 평면도이고,4 and 5 are plan views showing the operation of the stiffness generating apparatus using a halva array according to a first embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 부분단면도이고,6 is a partial cross-sectional view of a stiffness generating apparatus using a halva array according to a second embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 제1 링, 제2 링 및 제3 링의 배치를 도시한 사시도이고,7 is a perspective view showing the arrangement of the first ring, the second ring and the third ring of the stiffness generating apparatus using a halva arrangement according to a second embodiment of the present invention,

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 자기장의 방향을 도시한 도면이고,8 is a view showing the direction of the magnetic field of the stiffness generating apparatus using a halva array according to a second embodiment of the present invention,

도 9 및 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 동작과정을 도시한 평면도이고,9 and 10 are plan views illustrating an operation process of the stiffness generating apparatus using the halva array according to the second embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 평면도이고,11 is a plan view of a stiffness generating apparatus using a halva array according to a third embodiment of the present invention,

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 자기장의 방향을 도시한 도면이고,12 is a view showing the direction of the magnetic field of the stiffness generating apparatus using a halva array according to a third embodiment of the present invention,

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따라 제3 링을 포함하는 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 평면도이고,FIG. 13 is a plan view of a stiffness generating apparatus using a halva arrangement including a third ring according to a third embodiment of the present invention;

도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 평면도이고,14 is a plan view of a stiffness generating apparatus using a halva array according to a fourth embodiment of the present invention,

도 15는 본 발명의 제4 실시예에 따른 할바 배열을 이용한 강성발생장치의 자기장의 방향을 도시한 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a direction of a magnetic field of the stiffness generator using the halva array according to the fourth embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

1,1a,1b,1b',1c : 강성발생장치 2,2b,2c : 제1 링1,1a, 1b, 1b ', 1c: Rigid generator 2,2b, 2c: First ring

3,3b,3c : 제2 링 4,4b : 제3 링3,3b, 3c: second ring 4,4b: third ring

5,5' : 제1 부재 6,6' : 제2 부재5,5 ': first member 6,6': second member

7 : 제3 부재 10,10b,10c : 제1 자기력부7: third member 10, 10b, 10c: first magnetic force portion

11 : 제1 보조자기력부 12 : 제2 보조자기력부11: first auxiliary magnetic force unit 12: second auxiliary magnetic force unit

13 : 제3 보조자기력부 14 : 제4 보조자기력부13: third auxiliary magnetic force unit 14: fourth auxiliary magnetic force unit

15 : 제5 보조자기력부 16 : 제6 보조자기력부15: fifth auxiliary magnetic force unit 16: sixth auxiliary magnetic force unit

17 : 제7 보조자기력부 18 : 제8 보조자기력부17: 7th auxiliary magnetic force unit 18: 8th auxiliary magnetic force unit

20,20b,20c : 제2 자기력부 30,30b,30c : 제3 자기력부20,20b, 20c: second magnetic force portion 30,30b, 30c: third magnetic force portion

40,40b,40c : 제4 자기력부 50,50b,50c : 제5 자기력부40, 40b, 40c: fourth magnetic force portion 50, 50b, 50c: fifth magnetic force portion

60,60b,60c : 제6 자기력부 70,70b,70c : 제7 자기력부60, 60b, 60c: 6th magnetic force part 70, 70b, 70c: 7th magnetic force part

80,80b,80c : 제8 자기력부 90,90b : 제9 자기력부80,80b, 80c: Eighth magnetic force part 90,90b: Ninth magnetic force part

100,100b : 제10 자기력부 110,110b : 제11 자기력부100,100b: tenth magnetic force portion 110,110b: eleventh magnetic force portion

111,111b : 제1 서브자기력부 112,112b : 제2 서브자기력부111,111b: first sub-magnetic portion 112,112b: second sub-magnetic portion

120,120b : 제12 자기력부 121,121b :제3 서브자기력부 120,120b: 12th magnetic force portion 121,121b: third sub-magnetic force portion

122,122b : 제4 서브자기력부122,122b: fourth sub-magnetic portion

Claims

A first magnetic force portion having a circular axis having a central axis, the magnetic field direction being a first direction radiating from the central axis in a radial direction of the central axis, and a second magnetic field direction converging to the central axis in a radial direction of the central axis; A second magnetic force portion in a direction, the first magnetic force portion and the second magnetic force portion, wherein a magnetic field direction is a third magnetic force portion and a fourth magnetic force portion in a circumferential direction toward the second magnetic force portion, and the first magnetic force A first ring in which the second magnetic force portion, the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion are arranged in a Halbach arrangement;

A fifth magnetic force portion having a same central axis as the central axis of the first ring, disposed inward of the first magnetic force portion toward the central axis and having a magnetic field direction in the first direction, and the second magnetic force portion toward the central axis; A sixth magnetic force portion disposed inward and having a magnetic field direction of the second direction, and disposed inward from the third magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, The seventh magnetic force portion in the circumferential direction opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, and disposed in the inner side than the fourth magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, An eighth magnetic force portion in a circumferential direction opposite to a magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, wherein the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, the third magnetic force portion, and A second ring in which said fourth magnetic force portion is arranged in a Halbach arrangement;

And a first member and a second member on which the first ring and the second ring are respectively installed.

Any one of the first member and the second member is provided with a rotor, the other is provided with a stator.

The method of claim 1,

The first magnetic force part, the second magnetic force part, the third magnetic force part, the fourth magnetic force part, the fifth magnetic force part, the sixth magnetic force part, the seventh magnetic force part and the eighth magnetic force part are permanent magnets. Stiffness generating device characterized in that provided.

The method according to claim 1 or 2,

The first ring is

A first auxiliary magnetic force portion disposed between the first magnetic force portion and the third magnetic force portion, wherein a direction between the first direction and the magnetic field direction of the third magnetic force portion is a magnetic field direction;

A second auxiliary magnetic force portion disposed between the second magnetic force portion and the third magnetic force portion, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the third magnetic force portion is a magnetic field direction;

A third auxiliary magnetic force portion disposed between the second magnetic force portion and the fourth magnetic force portion, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the fourth magnetic force portion is a magnetic field direction;

Disposed between the first magnetic force part and the fourth magnetic force part, and a direction between the first direction and the magnetic field direction of the fourth magnetic force part includes one or more of a fourth auxiliary magnetic force part that is a magnetic field direction,

The second ring is

A fifth auxiliary magnetic force unit disposed between the fifth magnetic force unit and the seventh magnetic force unit, wherein a direction between the first direction and the magnetic field direction of the seventh magnetic force unit is a magnetic field direction;

A sixth auxiliary magnetic force part disposed between the seventh magnetic force part and the sixth magnetic force part, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the seventh magnetic force part is a magnetic field direction;

A seventh auxiliary magnetic force portion disposed between the sixth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion, wherein a direction between the second direction and the magnetic field direction of the eighth magnetic force portion is a magnetic field direction;

It is disposed between the fifth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion, the direction between the first direction and the magnetic field direction of the eighth magnetic force portion includes at least one of the eighth auxiliary magnetic force portion characterized in that the magnetic field direction Rigidity generator.

The method according to claim 1 or 2,

The boundary line between the second magnetic force portion and the third magnetic force portion, and the boundary line between the second magnetic force portion and the fourth magnetic force portion has a magnetic field direction of the third magnetic force portion and the fourth magnetic force portion in the first ring and the second magnetic force portion. Inclined towards the ring,

The boundary line between the fifth magnetic force part and the seventh magnetic force part and the boundary line between the fifth magnetic force part and the eighth magnetic force part has a magnetic field direction of the sixth magnetic part and the eighth magnetic force part in the first ring and the second magnetic force part. Stiffness generator characterized in that inclined toward the ring.

A fifth magnetic force portion having a same central axis as the central axis of the first ring, disposed inward of the first magnetic force portion toward the central axis and having a magnetic field direction in the first direction, and the second magnetic force portion toward the central axis; A sixth magnetic force portion disposed inward and having a magnetic field direction of the second direction, and disposed inward from the third magnetic force portion toward the central axis and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, The seventh magnetic force portion in the circumferential direction opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, and is disposed inside the fourth magnetic force portion toward the central axis side and disposed between the fifth magnetic force portion and the sixth magnetic force portion, An eighth magnetic force portion having a circumferential direction opposite to a magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, wherein the first magnetic force portion, the second magnetic force portion, and the third magnetic force portion The fourth magnetic portion halva (Halbach) the second ring is listed as the arrangement;

A ninth magnetic force part having a same central axis as the central axis of the first ring and disposed between the first magnetic force part and the fifth magnetic force part and having a magnetic field direction of the first direction, and the second magnetic force part and the second magnetic force part; A magnetic field disposed between the sixth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion having a magnetic field direction of the second direction, between the ninth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion, and between the third magnetic force portion and the seventh magnetic force portion; The first sub-magnetic force portion and the first sub-magnetic force portion, the direction of which is opposite to the magnetic field direction of the third magnetic force portion, are disposed closer to the seventh magnetic force portion than the first sub-magnetic force portion, and the magnetic field direction is opposite to the magnetic field direction of the seventh magnetic force portion. A magnetic field disposed between an eleventh magnetic force portion having a second sub-magnetic force portion in a direction, between the ninth magnetic force portion and the tenth magnetic force portion, and between the fourth magnetic force portion and the eighth magnetic force portion; The third sub-magnetic force portion and the third sub-magnetic force portion, the direction of which is opposite to the magnetic field direction of the fourth magnetic force portion, are disposed closer to the eighth magnetic force portion than the third sub-magnetic force portion, and the magnetic field direction is opposite to the magnetic field direction of the eighth magnetic force portion. A third ring having a twelfth magnetic force with a fourth sub-magnetic force in a direction;

And a first member, a second member, and a third member on which the first ring, the second ring, and the third ring are respectively installed, wherein the first member and the second member are provided with a rotor and the And a third member is provided as a stator, or the first member and the second member are provided as a stator, and the third member is provided as a rotor.

The method of claim 5,

The first sub magnetic force unit and the second sub magnetic force unit;

The one or more pairs of the third sub-magnetic force portion and the fourth sub-magnetic force portion is arranged spaced apart from each other.

The method of claim 5,

The method according to any one of claims 5 to 7,

The boundary line between the fifth magnetic force part and the seventh magnetic force part and the boundary line between the fifth magnetic force part and the eighth magnetic force part has a magnetic field direction of the sixth magnetic part and the eighth magnetic force part in the first ring and the second magnetic force part. Inclined towards the ring,

The boundary line between the first sub magnetic force part and the ninth magnetic force part, and the boundary line between the third sub magnetic force part and the ninth magnetic force part has a magnetic field direction of the first sub magnetic force part and the third sub magnetic force part and the first ring. Inclined toward between the third rings,

The boundary line between the second sub magnetic force part and the tenth magnetic force part, and the boundary line between the fourth sub magnetic force part and the tenth magnetic force part may have a magnetic field direction between the second sub magnetic force part and the fourth sub magnetic force part and the second ring. Stiffness generating device characterized in that inclined toward the third ring.