• Title/Summary/Keyword: 압전엑츄에이터

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Analysis of micro positioning actuator (마이크로 위치 제어용 엑츄에이터 해석)

  • Rho, Jong-Seok;Kim, Byoung-Jai;Jung, Hyun-Kyo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.10b
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    • pp.95-97
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    • 2003
  • 소형화, 정밀화 되어 가는 산업 추세에 의해 정밀 위치 제어용 엑츄에이터가 요구 되어지고 있다. 이로 인해 생산 및 유지비용이 적은 소형화된 마이크로 위치제어용 엑츄에이터를 개발하였다. 이 엑츄에이터의 설계를 위해서는 해석 기법이 요구되어진다. 그래서 엑츄에이터의 해석 방법을 정식화 하였고, 이를 이용한 해석을 통해 설계를 하였으며 제작을 하였다. 해석방법은 3차원 유한 요소법을 이용하였고, 이를 이용해 소형 마이크로 위치제어용 엑츄에이터의 특성을 해석하였으며, 그 결과는 제작된 엑츄에이터의 실험을 통해 검증되었다. 이 엑츄에이터는 적층 된 압전 세라믹과 두개의 전자석으로 구성되어 있으며, 적층된 압전 세라믹에 의한 변위와 두개의 전자석의 동기화된 동작에 의해 작동이 된다.

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A Study on the tiny piezoelectric ultrasonic linear motor (소형 압전 초음파 리니어 모터에 관한 연구)

  • Ko, Hyun-Phill;Borodinas, Sergeius N.;Kim, Sang-Sig;Yoon, Seok-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.07b
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    • pp.826-829
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    • 2004
  • 휴대폰이나 PDA등의 카메라 렌즈구동용으로 탑재 가능한 소형 압전 초음파 리니어 모터를 개발하였다. 선형 동작을 위한 구동력은 압전 세라믹과 1개 또는 2개의 세라믹으로 이루어진 uni- 또는 bimorph 형태의 압전 엑츄에이터에서 얻을 수 있다. 즉 초음파 영역의 펄스형태의 전압을 인가함으로써 정 또는 역의선형 운동과 인가하는 전압의 주기에 따라 정밀한 위치조절이 가능하고 제조공정이 용이하고 구조가 간단한 것을 특징으로 하는 모터이다. 본 연구에서는 소형 압전 초음파 리니어 모터의 원리와 동작특성을 고찰하였다.

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A Study on the Properties of Piezoelectric Fan with Energy- Saving (에너지 절약형 압전팬의 특성에 관한 연구)

  • 류주현;홍재일
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.251-257
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    • 1997
  • 압전 바이몰프형 엑츄에이터에 진동판을 부착한 압전팬은 압전 바이몰프의 굴곡진동을 이용한 요동식 팬으로, 코일식 모타 팬에 비해 구조 및 풍량의 조절이 간단하고 미소량의 풍량 (1m/s)을 일으킬 수 있다. 또한 전자적인 잡음이 발생치 않는다. 수명이 재래 전자팬은5,000-10,000시간인데 비해 약 25,000시간으로 길며 압전체이기 때문에 대응한 전자석 로타리 팬 전력의 1/15mw이하의 저 소비전력을 갖는등의 잇점을 가지고 있다. (중략)

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Structural Design of Piezoelectric Microactuator Using Topology Optimization (위상최적화를 이용한 압전형 마이크로 엑츄에이터의 구조설계)

  • Chae, Jin-Sic;Min, Seung-Jae
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.1413-1418
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    • 2003
  • In this study, the topology optimization is applied to the design of a piezoelectric microactuator satisfying the specific mean transduction ratio(MTR). The optimization problem is formulated to minimize the difference between the specified and the current mean transduction ratio. In order to analyze the response of the piezoelectric-structure coupled system, both the structural and the electric potential are considered in the finite element method. The optimization problem is resolved by using Sequential Linear Programming(SLP) and the results of test problems show that the design of a piezoelectric microactuator with specified mean transduction ratio can be obtained.

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Piezoelectric Properties of Lead-free $Ba(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3-(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ Ceramics for Haptic piezoelectric Actuator (햅틱 압전 액츄에이터용 $Ba(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3-(Ba_{0.7}Ca_{0.3})TiO_3$ 무면 세라믹스의 압전특성)

  • Park, Min-Ho;Lee, Kab-Soo;Yoo, Ju-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2010.06a
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    • pp.304-304
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    • 2010
  • 최근 생활에 편리하며 휴대하기 좋은 전자기기들이 개발되고 있다. 휴대폰이나 MP3와 같은 전자기기들은 거의 필수품이라고 할 정도로 우리의 일상생활에 근접하여 있다. 그 종 대표적으로 휴대폰의 종류로 스마트폰과 같은 터치스크린을 이용한 사례는 점차 상승하고 있으며 시간이 지날수록 그 수요는 더욱 많아지고 있다. 때문에 몰입감 제공을 위하여 햅틱장치의 채용이 일반화 되고 있다. 햅틱장치란 가상환경이나 원거리에 있는 환경과 사용자가 상호 작용할 때 사용자에게 촉감이나 힘의 정보를 전달하여 주는 장치로 진동 및 회동 저항에 의해 사용자로 하여금 촉감들 느낄 수 있도록 하는 장치를 뜻한다. 즉, 현실감을 전달을 중점으로 하는 햅틱장치는 빠른 응답 속도와, 진동의 주파수와 크기는 독립적으로 제어가 가능해야 하며 기계적 수용기들을 직접적으로 자극할 수 있어야 한다. 하지만 모바일 햅틱장치의 경우 크기 및 소비전력의 문제로 모든 스펙을 만족하기에는 어려워 좀 더 한정적인 느낌을 제공할 수 없다. 현재까지 모바일 장치에서 햅틱 피드백을 위하여 진동모터나, 솔레노이드, 압전 액츄에이터 등이 많이 사용되어 지고 있다. 그 중 압전 액츄에이터는 입력에너지를 기계적 출력에너지로 변환되는 효과를 이용 한 것으로 압력 센서, 초음파 센서 등 많은 분야에서 응용되고 있으며 변위 범위는 작지만, 크기가 매우 작고 변위 정밀도가 높으며 발생력과 응답속도가 빠르다는 장점이 존재한다. 이를 이용한 햅틱 압전 엑츄에이터의 제작에 사용되는 압전 세라믹스는 높은 전기적 특성을 가질수록 더 졸은 효율을 가지며 이로 인하여 보다 좋은 전기적 특성을 가지는 압전 세라믹스를 필요로 한다. 현재 많이 사용되는 PZT계 세라믹스는 우수한 전기적 특성으로 많이 사용되고 있지만 Pb의 유독성으로 인한 환경문제로 Pb가 포함된 제품을 제한하고 있어 현재 Lead-free의 연구가 이루어지고 있다. Lead-free중 Ba$(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3$(BZT)는 PZT계 세라믹스를 대체할 차세대 압전 재료로 주목받고 있다. 일반적으로 Lead-free의 압전계수($d_{33}$=100~300pC/N)는 비교적 낮은 값을 보이지만 BZT의 압전계수(BZT $d_{33}$~620pC/N)는 PZT계 세라믹스의 압전계수($d_{33}$=500~600pC/N)와 비교하여 부족하지 않은 압전계수를 보여주며 PZT를 대체할 재료로 주목받고 있다. 본 실험은 햅틱 압전 엑츄에이터용 무연 압전세라믹스의 제작을 위하여 Ba$(Ti_{0.8}Zr_{0.2})O_3-(Ba_{0.7}Ca_{0.3})-TiO_3$(BZT -BCT)의 조성으로 유전 및 압전 특성을 조사하였다.

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