경희대 최동휘 교수 연구팀, '스마트 브레이크 패드' 개발

사진 왼쪽부터 김민창(기계공학과 석사 4기, 제1저자) 학생, 라윤상(기계공학과 박사 2기, 제1저자) 학생, 최동휘(교신저자) 교수. /사진=경희대

경희대학교 기계공학과 최동휘 교수 연구팀이 브레이크 패드의 마모도를 쉽게 파악할 수 있는 '스마트 브레이크 패드'를 개발했다.

30일 경희대에 따르면 최 교수 연구팀은 브레이크 패드와 디스크가 일으키는 정전기를 활용해 외부 전원 없이 마모도를 확인할 수 있는 '자가 발전 센서 기술'을 개발했다.

특히 자가발전 센서 및 신재생 에너지 수확 기술의 기본 원리로 주목 받는 '접촉 대전 현상'을 이용했다. 연구 결과는 에너지 분야 학술지 'Nano Energy, IF : 17.881'에 온라인 게재됐다.

기존 브레이크 방식은 디스크와 마찰 패드 간 마찰력을 이용하는 '디스크 브레이크 시스템'이다. 이는 브레이크 패드를 사용하면 마모가 돼 일정 시점이 지나면 패드를 교체해야 한다. 이 때 브레이크 패드의 마모 상태는 기계장치를 열거나 소음으로 확인해야 하기 때문에 정확한 파악이 어렵다.

이를 감안, 최 교수 연구팀은 두 가지 재료가 비대칭 형상을 띄도록 브레이크 패드를 설계했다. 디스크와 접촉하는 브레이크 패드 접촉면이 마모됨에 따라 노출면적이 변화하는 원리를 활용한 것이다.

최동휘 교수 연구팀이 제안한 스마트 브레이크 시스템과 브레이크 패드의 각 마모 정도에 따른 표면 전위 차이. /사진=경희대

최 교수는 "현재 브레이크 패드의 마모도를 확인하는 방법은 정확성이 떨어지고 비용 측면에서도 비효율적이다"며 "우리가 개발한 브레이크 패드는 정전기를 활용해 전력 없이 사용 가능한 센서를 사용한 것이 특징이다. 연구를 지속해 기계 장비 모니터링에 필요한 비용을 줄이고, 자가 진단으로 자체 유지·보수하는 독립형 IoT 센서로 진화시킬 것"이라고 말했다.

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경기=임홍조 기자 hongjo4368@mt.co.kr

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