[한국기술뉴스]

한국산업기술대학교 전자공학부 이응혁 교수 연구팀은 BLDC 모터를 이용한 치과 임플란트 모터 토크 파라미터 추정장치를 개발했다. 한국산업기술대학교 산학협력단을 통해 2015년 12월 31일 특허를 출원(출원번호 제1020150190967호)했다. 특허 명칭은 '치과 임플란트 모터의 토크 보정을 위한 BLDC 모터의 토크 파라미터 추정장치 및 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다. 

[기자]

임플란트 시술은 치아의 저작능력과 미용적 기능을 복원하기 위한 치료 방법입니다. 잇몸에 인공뿌리를 삽입하고 보철물을 장착하는 시술을 진행합니다. 인공뿌리인 픽스쳐는 회전력에 의해 삽입됩니다. 임플란트 시술기기의 토크를 20Ncm 이상으로 조절해 픽스쳐를 삽입합니다. 장치의 고정력을 높이기 위해서는 일정한 정밀토크를 유지하는 것이 매우 중요합니다. 현재 시판되는 임플란트 시술기기는 일반적으로 DC모터를 사용해 제작됩니다. DC모터는 브러시라는 전극과 정류자로 이루어져 있습니다. 브러시와 정류자가 접촉하며 회전합니다. 장기간 사용하면 회전에 의해 마모가 발생하며 토크 제어의 정밀도가 떨어지는 문제가 있습니다.

한국산업기술대학교 연구팀은 BLDC 모터를 이용해 별도의 부하기를 사용하지 않고 토크 값을 정확하게 추정할 수 있는 장치를 발명했습니다. 일반적인 BLDC 모터는 브러시 없이 영구자석에 의해 전기적으로 전류를 전환해 모터를 회전합니다. 즉, 스위치용 트랜지스터가 설치돼 전류를 조정하며 회전 속도를 조정할 수 있습니다.

연구팀은 장치의 모터를 최대로 회전 시켜 회전속도와 전류를 측정하고 측정값에 기초해 역기전력을 산출했습니다. 그리고 산출값을 기초로 임플란트 모터의 토크를 제어합니다. 즉, 전동모터의 토크값을 추정해 임플란트 모터의 토크를 보정할 수 있습니다. 토크값을 정확하게 추정할 수 있어 임플란트 시술에 소요되는 시간을 단축할 수 있습니다.

이를 통해 환자의 고통을 줄이고 시술의 안전성을 높일 수 있을 것으로 기대됩니다.