• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.359-364
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• 2013

직선형 진동모터가 휴대전화의 알림용이나 햅틱 인터페이스의 구동기로 적용되려면 빠른 응답속도와 긴 수명을 제공하여야 한다. 본 논문에서는 기존 직선형 진동모터를 개선하여 보이스 코일 구동기와 영구자석 스프링을 이용한 직선형 진동모터를 제시하고, 설계 제작하여 그 가능성을 검증하였다. Halbach 배열의 영구자석에 의해 구동되는 보이스 코일 구동기와 영구자석 간의 반발력을 이용하는 영구자석 스프링을 해석하고 설계하기 위해, 등가전류판 방법과 이미지 방법을 사용하였고, 방법의 적절성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 시작품 모터를 설계하고 제작하고, 실험을 통해 진동모터의 특성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1529-1534
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• 2013

전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 자석 타입 보이스 코일 구동기를 소형 이동 로봇을 위해 개발하였다. 1개의 자석과 1개의 코일 그리고 1개의 요크로 이루어진 간단한 구조이다. DC 모터와 같이 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 성능을 예측하였고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 자석과 코일 사이의 공극에 따른 성능을 예측하였다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 60Hz 에서 공진 주파수를 가지고 주파수 대역폭이 80Hz를 가짐을 확인하여 모델링을 검증하였다. 그리고 정적으로 1.5V 입력 전압으로 약 20 deg의 회전을 확인하였다. 제안된 구동기는 개루프 제어가 가능하여 회로 구성을 간단히 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권1호
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• pp.59-65
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• 2019

본 연구에서는 직구동방식의 보이스 코일 모터를 이용한 유도무기 날개 작동기의 최적 설계를 진행하였다. ANSYS Maxwell 상용프로그램으로 전자기장 해석을 수행하여 토크 성능 및 보이스 코일 모터의 특성을 예측하였으며, 운용 각도 범위에서 날개에 작용하는 공력부하가 가장 큰 구간인 양끝단에 해당되는 각도에서 최적화 설계를 수행하였다. 또한, 작동기의 주요 설계 변수를 선정하고, 최적화 설계를 위하여 반응면 기법(Response Surface Method)을 사용하였다. 반응면은 2차 함수로 구성하였고 2차 반응면 구성에 널리 쓰이는 중심합성법을 바탕으로 수치실험점들을 선정하였다. 구성된 반응면의 적합성은 수정결정계수로 판단하였으며, 최종적으로 최적화로 구해진 토크값은 전자기장 해석을 통한 토크값과 거의 동일함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권1호
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• pp.17-22
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• 2016

바코드 리더를 위한 전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 코일 타입 보이스 코일 구동기를 개발하였다. 본 구동기는 1 개의 자석과 1 개의 코일 그리고 1 개의 복원핀으로 이루어진 간단한 구조이다. 구동기는 DC 모터의 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 해석하고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 동적 성능을 예측하였다. 공진 주파수는 64 Hz 이며 바코드 리더를 위한 50 Hz 의 주파수에서 60 deg 의 반사각을 가짐으로 예측되었다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 3 V 의 입력 전압에서 50 Hz 의 주파수에서 61.8 deg 의 반사각을 가짐을 확인하였다. 제안된 구동기는 Op-amp 를 이용하여 간단한 개루프 제어 회로 구성이 가능하다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-9
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• 2024

본 연구에서는 소형 유도무기에 적용된 직구동방식의 보이스 코일 구동장치의, 외력으로부터의 제어 강인성과 출력 데드존에 대한 응답성을 향상시키기 위한 제어 보상 기법 연구를 수행하였다. 비행체의 날개는 비행 상황에서 항력과 양력, 추력 등 다양한 비선형적인 외부 힘을 견디면서 명령 각도에 대한 최적화 제어를 수행하여야 한다. 적용하고자 하는 직구동방식의 소형 보이스 코일 구동장치는 무부하 상황에서 작은 전류로 제어가 가능하다는 이점이 있지만, 외력이 작용하는 상황에서 제어를 위한 사용 전류량이 급격하게 커져 제어 강인성이 떨어지는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 오차에 대해 추가적으로 출력을 누적하여 보상해주는 시스템을 설계 및 적용하여, 외력이 작용하는 제어 상황에서의 구동장치 응답성을 개선하였고 실험을 통해 이를 입증하였다.

• 한국자기학회지
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• 제20권6호
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• pp.234-238
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• 2010

캠샤프트의 구동력을 활용한 기계식 연료펌프 시스템을 대체할 솔레노이드 격막 연료펌프는 최근 각광받고 있는 고효율 그린카 부품 중 하나이다. 하지만 솔레노이드 격막 연료펌프의 경우 왕복운동에 필요한 자속을 오직 솔레노이드에 의존하므로 전력소비가 비교적 큰 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 전력소모를 최소화 하기 위하여 영구자석형 VCA 연료펌프 시스템을 제안한다. 또한 상용전자기해석소프트웨어인 MAXWELL을 활용하여 유한요소 해석을 통해 기존의 솔레노이드 격막 펌프와의 전력소모 및 동적 성능을 비교 분석한다.

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2006년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.129-134
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• 2006

In this paper, actuator based on voice coil motor is designed and estimated to check the capability whether that system is in design specification or not. Design specification is moving range as $20{\times}20mm^2$ a along XY-axis in plane and maximizes bandwidth for high speed. The type of voice coil motor is selected with regarding design specification and minimizes the size of actuator. Flux density of designed voice coil motor is simulated. And PI controller is designed to maximize bandwidth of actuator. Finally, characteristic of designed actuator is simulated and that result reveals the validity of presented design.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.56-61
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• 2003

본 논문은 초정밀 가공기에 적용 가능한 6자유도의 운동이 가능한 초정밀 스테이지의 설계를 기술한다. 본 초정밀 스테이지는 특히, 광학을 이용한 가공기와 절삭력이 작은 가공기에 적합하다. 스테이지는 장행정 · 단행정 스테이지로 구성된 이중 서보를 채택한다 장행정 스테이지는 초정밀 운동에 방해가 되는 운동을 줄이며 높은 효율을 갖는 다극 자석 배열을 이용한 선형모터를 사용한다. 그리고 단행정 스테이지는 장행정 스테이지와의 기계적 결합에 의한 구조적 영향성을 없애는 개념을 적용할 수 있는 보이스 코일 모터을 이용한다. 그리고 각 구동부는 최상의 성능을 유지할 수 있도록 최적설계를 수행한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1453-1459
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• 2012

본 연구에서는 보이스코일 모터와 압전 구동기를 동일 축으로 배치함으로써 초정밀 위치결정뿐만 아니라 동특성을 개선할 수 있도록 하는 듀얼 스테이지를 다룬다. 듀얼 스테이지는 모델링이 엉성할 경우 오히려 나쁜 동특성을 보이는 단점이 있다. 이 논문은 본드그래프를 이용하여 듀얼 스테이지를 모델링하고 동적 상태방정식을 본드그래프에서 유도하였다. 또한 동특성을 향상시키기 위한 보상기의 설계 예시를 보이고 있으며, 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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• 한국반도체및디스플레이장비학회 2006년도 추계학술대회 발표 논문집
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• pp.145-149
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• 2006

반도체의 고집적화와 LCD의 대형화로 인해 웨이퍼 및 LCD 검사용 스테이지의 성능 향상이 요구된다. 본 논문에서는 고속의 검사속도, 서브마이크론의 검사 정밀도, 그리고 대행정 구동을 위한 이중 서보 시스템을 제안하였다. 이중 서보 시스템은 선형모터로 구동되고 공기베어링으로 가이드 되는 조동 구동부와 보이스 코일 모터(VCM)로 구동되고 공기베어링으로 가이드 되는 미세 구동부로 구성된다. 검사 효율을 향상시키기 위한 고속 세틀링을 위한 제어기로서 시간 최적 제어 기법과 시간 지연 제어기를 결합한 모드 변경 제어기를 제안하고 이중 서보 시스템에 구현하여 성능을 평가하였다.