로봇 지원 타겟 천자 등의 수술에서 직선 운동과 회전 운동에 대한 사각 유연성 요구를 고려하여, 점착 미끄럼 구동 원리를 기반으로 한 직선-회전 점착 미끄럼식 압전 구동 운동 플랫폼을 설계하였다. 이 플랫폼은 2자유도 유연 구동 기구와 능동 잠금 유연 기구로 구성되어 각각 직선 및 회전 두 자유도 운동을 구현하며, 운동 되돌림 현상을 효과적으로 억제한다. 강성 매트릭스법과 폐쇄형 직렬 유연 기구 계산 모델을 이용해 정역학 방정식을 도출하고, 유전 알고리즘을 활용해 구조 매개변수를 최적화하였다. 유한요소법 기반으로 정적, 모달 및 과도 응답 해석을 수행하여 시뮬레이션 증폭비를 얻고 능동 잠금 유연 기구의 유효성을 검증하였다. 실험 결과, 직선 및 회전 운동의 실험 증폭비는 각각 2.865와 1.568이며, 능동 잠금 유연 기구는 직선 및 회전 운동 되돌림 변위를 각각 69.15%와 89.40% 감소시켰다; 구동기의 최대 직선 속도는 2,428.25 µm/s에 도달하며 분해능은 0.569 µm이고, 360° 회전이 가능하며 최대 속도는 58,019 µrad/s이고 분해능은 14.4 µrad이며, 플랫폼은 낮은 결합 운동 특성과 높은 순방향 및 역방향 운동 일관성(≥94%)을 갖추어 타겟 천자 등의 작업 요구를 충족한다.

압전 구동기; 점착 미끄럼 운동; 정밀 구동; 강성 매트릭스