본 기술은 전원 인가로 가열되면 수축하는 코일형 형상기억체를 가요성 튜브로 감싸 유로를 만들고, 냉각수 순환장치와 고압 기체 순환장치를 선택적으로 연결해 가열·냉각을 능동 제어하는 수술 로봇용 형상기억합금 액추에이터입니다.
최소 침습 수술 로봇의 구동원으로 형상기억합금이 주목받았지만 자연 냉각에 의존하면 신장 동작이 느려 정밀하고 빠른 반복 작동이 어려운 한계가 존재했습니다. 냉각 효율이 높은 수냉 방식은 냉각 설비가 커져 소형 수술 기구에 통합하기 어렵고, 냉각수가 남아 있으면 다시 가열할 때 응답이 늦어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 수축 명령 시 컴프레셔의 고압 기체로 유로 내 냉각수를 저수탱크로 밀어내며 통전하고, 신장 명령 시 펌프로 냉각수를 순환시키며 전원을 끊는 방식으로 가열과 냉각을 모두 빠르게 수행합니다. 알루미늄 증착 자바라 방열호일 튜브와 온도센서 기반 제어로 컴팩트한 모듈 형태를 유지합니다. 신경외과·복강경 수술 로봇, 소형 다자유도 매니퓰레이터의 구동부에 적용될 수 있어 무게 대비 높은 출력을 저소음·저비용으로 구현할 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 아바타형 재난구조 로봇을 위한 소프트 로봇 변형 및 경도 조절 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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