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초록·키워드
쌍안정 장치는 서로 다른 두 가지 상태에서 안정성을 갖는 시스템이며, 구동에 있어 에너지 효율 측면에서 이득을 얻을 수 있다. 이러한 쌍안정 장치는 다양한 방법을 통해 구현되며, 전개형 구조물, 스위치 시스템 그리고 파지 로봇 등, 주된 동작이 두 종류로 구분되는 모핑 시스템에 적용될 수 있다. 하지만 기존 장치들의 복잡성과 구조적 제한 때문에, 링크 구조물처럼 회전하는 구조를 포함하는 모핑 시스템을 구현하는 것은 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 원통형 영구자석을 이용하여 회전운동에 있어 쌍안정성을 갖는 장치를 구현하는 방법이 제안된다. 원통형 영구자석의 전자석 모델을 도입하여 자기장과 자기력을 도출했으며, 이를 이용하여 원통형 영구자석을 포함하는 두 링크 사이의 힘 관계를 추정했다. 대칭 쌍안정성을 위한 원통형 영구자석의 배열을 선정했으며, 제안하는 쌍안정 장치를 회전 조인트로 연결된 링크 구조물에 적용하여 외부 토크에 대한 안정성을 실험을 통해 확인하였다.
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