• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.50-50
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• 2008

본 연구에서는 전방항성 초음파 액추에이터의 제작, 시뮬레이션, 구동 드라이버 제작, 제어 방법에 대하여 연구하였다. 우선, 시뮬레이션 툴인 ATILA를 사용하여 전방향성 초음파 액추에이터를 설계하였고 구동 주파수, 어드미턴스 특성 그리고 액추에이터의 움직임을 분석하여 최적의 구동 주파수 영역을 파악하였다. 실제 구동을 확인하기 위하여 액추에이터 스테이지와 구동 드라이버를 개발 하였다. 전방항성 액추에이터 스테이지의 구조는 액추에이터와 4개의 볼 베어링이 알루미나 볼을 압착하는 형태이며 세라믹에 인가되는 사인파의 위상차에 의하여 4개의 방향으로 구동 할 수 있다. 또한, 액추에이터를 위치 제어를 위하여 로터리 엔코더 두 개를 사용하여 구의 움직임을 파악하였고 PID 제어기법을 사용하여 액추에이터의 움직임을 제어하였다. 스테이지 구조상 엔코더의 $70^{\circ}$ 내에서만 구동 가능하며, 실험 결과를 통하여 전방향성 초음파 액추에이터는 약 $1.2^{\circ}$의 분해능을 가지고 구동영역 내 원하는 좌표로의 이동이 가능했고, 향후 고 정밀 관절 및 인공 눈에 응용 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of KSNVE
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• v.10 no.5
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• pp.723-728
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• 2000

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1764-1765
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• 2011

피에조 액추에이터는 세라믹 소재의 압전 특성을 이용한 전기식 액추에이터로, 이에 사용되어지는 세라믹스는 전자분야의 기초재료로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 통신기기, 의료기기, 초정밀 액추에이터, 초음파 모터 등 각종 정밀 센서와 측정 계측기기와 같이 가정용에서부터 첨단 기술 분야 까지 광범위하게 이루어지고 있다. 이와 같이 첨단 기술 분야에 각광 받고 있는 압전 소재 제품중, 본 논문에서는 국내 개발 및 시장 진입이 어려운 초정밀 액추에이터를 선택 하였으며, 전압 이송소자를 활용하기 위한 연구소단위의 연구내용을 기술하였다. 즉, 정밀 제어에 영향을 미치는 피에조의 히스테리시스를 포함한 개루프 특성을 모델링하고, 컴퓨터 시뮬레이션으로 액추에이터의 동작을 검증한 후 PID제어기를 적용하여, 이에 따른 결과와 함께 제어기를 제작하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.866-867
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• 2007

최근의 소형화 추세에 따라 소형 액추에이터에 대한 수요가 늘고 있다. 여러 가지 액추에이터 중 특히 초음파 모터(USM)는 소형화하기에 용이한 특성을 가지고 있다. 지금까지 USM의 contact mechanism에 대한 수많은 연구가 있었지만, 아직 확립된 해석방법이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 수치적 방법과 해석적 방법을 결합하여 지름 9[mm]의 링타입 회전형 초음파 모터(RUSM)를 분석하였다. 이 방법을 사용함으로써 모터의 특성을 쉽고 빠르고 정확하게 분석할 수 있다. 분석된 결과는 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2012.04a
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• pp.596-597
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• 2012

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.317-317
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• 2008

기존의 초음파 노즐은 단판액츄에이터형 초음파 노즐을 사용하여 연체 연료를 분사하였다. 하지만 단판액추에이터형 초음파 노즐은 300V이상의 고전압을 필요로 하여 소비전력이 높은 단점을 가지고 있다. 하지만 적층액츄에이터형 초음파 노즐은 저전압 구동이 가능하여 낮은 소비전력을 가지며, 단판액츄에이터헝 초음파 노즐보다 우수한 분사특성을 가지고 있는 장점이 있다. 또한 공진형 인버터를 사용하여 초음파 노즐을 구동하는 경우 노즐의 구동 전압을 공진에 의하여 쉽게 얻어질 수 있는 장점과 구동 스위치에 가해지는 전압의 크기가 상대적으로 작게되므로 인버터 구동에 저전압 MOSFET를 사용함으로써 도통손실의 저감 및 구성회로의 저압화 등에 유리한 이점이 있다. 본 연구에서는 적층액츄에이터형 초음파노즐을 개발하고 그에 따른 공진형 인버터를 설계하여 적층엑츄에이터형 초음파 노즐의 분사 시스템을 제안 한다. 또한 실제 액체연료인 경유를 분사하여 전기적특성과 분사특성을 조사한다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2009.06a
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• pp.737-738
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• 2009

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.10d
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• pp.65-67
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• 2006

압전현상을 응용하여 설계, 제작되는 기존의 초음파 모터는 기계적인 구조가 단순하여 설계가 비교적 용이한 장점을 갖추고 있는 반면, 그 해석에 있어서는 전통적일 수치해석적인 방법을 사용하고 trial-and-error에만 의존하는 설계 방식으로 인하여 과학적으로 최적화된 설계가 이루어지지 않음으로써 초음파 모터의 효과적인 설계가 이루어지지 않는 문제점이 존재 하였다. 따라서 본 연구에서는 3차원 유한요소법과 확률론적 최적화 기법인 진화전략 알고리즘을 이용하여 초음파 모터의 설계에 대한 최적화 기법을 제시하고 제시된 최적화 기법을 이용하여 소형 초음파 모터 중 Micro-Positioning Actuator(MPA)의 설계 및 해석을 수행하여 그 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2021.01a
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• pp.169-170
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• 2021

기존 신호등은 보행자를 위한 별도의 안전장치가 없다. 이는 어린아이는 물론 성인들까지 차량의 위협으로부터 안전을 보장받을 수 없다. 본 연구에서는 어린이보호구역에서 사고 발생률을 감소시키는 것을 전제로 아두이노 액추에이터와 스위치를 이용한 전자제어 신호등을 적용하고자 한다. 현재의 신호등 시스템은 단순히 시간의 흐름에 따라 보행자 신호등과 차량용 신호등의 led가 자동으로 변화하여 차량과 보행자를 통제한다. 이러한 시스템은 어린아이들의 돌발행동과 운전자의 미숙한 작동으로 인한 사고를 방지하지 못한다. 본 논문은 이러한 문제점들을 개선하기 위해 기존의 신호등 시스템 대신 스위치와 액추에이터, 초음파 센서, 블루투스 모듈을 적용한 어린이용 보호 전자제어 신호등 기술을 제안한다. 기존의 신호등 시스템과는 다르게 보행자의 직접적인 개입을 통해 시스템을 제어하고, 원활한 교통환경을 만들 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.299-299
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• 2007

This paper presents an omni-directional piezoelectric actuator which utilizes only one actuator. The actuator has a simple structure of cone type consists of two piezoelectric ceramics of ring type and electrodes divided four segments and a stainless steel body. To find the optimal operating condition of the actuator, the frequency characteristics of the actuator are analyzed by ATILA, FEM and measured by Impedance Analyzer. We have also developed a stage using the omni-directional actuator and an actuator driver circuit to create four sinusoidal waves with a variable frequency and phase difference.