• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.981-984
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• 2003

본 논문에서는 고정민 위치제어가 가능한 선형초음과 모터를 설계 및 제작하였다. 제안된 선형 초음파 모터의 발파장 진동자에 진계(Usinwt, Ucoswt)를 인가했을때 진동법의 불출부에서 발생하는 타원궤직은 이동자를 구동시킨다. 제작된 선형 초음파 모터의 면위궤적은 시뮬레이션 결과와 일치했으며, 압차력이 50 N일 때 이동자에서 발생하는 최대 힘은 9 N, 최대속도는 0.9 ㎧이고 20 N일 때 최대 힘은 2.4 N, 최대 속도는 0.38 ㎧의 특성을 나타냈다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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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.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.282-283
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• 2007

압전소자의 초음파 진동을 구동원으로 하는 초음파 모터의 토오크 특성을 개선하기 위하여 양면 Teeth 구조를 가지는 진행파 여진용 고정자를 설계하고, 이를 유한요소해석 프로그램 ATILA-GID를 이용하여 변위분포를 해석하였다. 한 면에만 Teeth 구조를 가지는 기존의 고정자를 이용한 초음파 모터가 소형화, 제한된 토오크 응용분야에 있어서 Direct drive actuation을 위한 발판을 마련해 주었다면, 본 연구에서 제안하는 양면 Teeth 구조의 고정자는 토오크와 효율, 출력특성의 개선과 함께 구조적인 특성에서 기인하는 온도 안정성에 의하여 그 응용분야의 확대를 기대할 수 있다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.493-494
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• 2008

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.193-193
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• 2009

Thin-type 초음파모터의 구조는 크로스형태의 앓은 스테이터에 윗면과 아랫면에 각각 8개의 압전세라믹이 부착된 형태이고, 압전세라믹의 분극방향은 로터와 접촉하는 스테이터의 중심부인 네 개의 타점에서 순차적인 타원변위가 생성되도록 결정된다. 유한요소해석프로그램인 ATILA 5.2.4를 사용하여 형태, 길이, 두께, 스테이터 재질, 클램프특성이 최적 설계된 모델을 제작하였고, 푸쉬풀 게이지, x-y 스테이지, rpm 메터, 토크 게이지, 맨코더, AD컨버터를 이용하여 피드백 제어 구동시스템을 구성하였다. 그림 I은 마이크로컨트롤러 (ATmega)와 피드백회로를 이용한 구동 드라이버를 보여준다. 한 주기에서 1/4분주의 순차적인 네 개의 구형파를 생성하고, 이를 push-pull회로를 통하여 90도의 위상차가 나는 정현파를 생성하여 초음파 모터의 구동전원으로 사용한다. 피드백 회로인 엔코더와 AD 컨버터는 초음파모터의 속도를 피드백하여 정속도 운전을 위한 전압제어에 사용되었다. 특성 측정 결과, 제품화된 드라이버와 비교하여 큰 차이를 보이지 않았고 피드백 회로를 통하여 부하변화에 따른 속도의 극심한 변화를 0.2~0.4[N]의 범위에서 정속도 운전이 가능하였으며, 장시간의 운전에도 온도 및 속도특성이 안정적임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.189-190
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• 2005

본 논문에서는 카메라폰용 광학줌(Optical zooming)과 자동초점조절장치(Auto Focusing,AF)에 쓰일 초음파모터를 제작하였다. 초음파모터의 제작 및 시뮬레이션은 유한요소해석 프로그램인 ATILA 5.2 1(Magsoft co.)를 사용하여 디자인설계에 따른 구동특성을 고찰하였고 제작된 초음파모터는 한쪽 면이 없는 사작형의 탄성체를 제작하였으며 탄성체의 양쪽 다리에 각각 압전체를 부착하였다 또한 압전세라익의 조성은 0.9Pb$(Zr_{0.51}Ti_{0.49})O_3$ - 0.1Pb$(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$ 의 조성으로 설계하였고 시편의 제조는 7-layer로 적층하였다. 제작된 압전세라믹의 치수는 6*2*0.35mm$^3$(길이*폭*두께)로 제작하였다. 또한 탄성체의 외형치수는 8*4*2mm$^3$로 제작하였으며 회전축의 지름은 2mm로 제작하였다. 인가전압과 공진주파수가 각각 20Vpp, 64kHz일 때 소비전력은 0.3[W]이며 회전속도는 500rpm 으로 측정되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제4권6호
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• pp.608-615
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• 1999

본 논문에서는 초음파 모터의 위상차 구동원리에 관해서 명확히 하였고, 이를 이용하여 점·탄성 특성을 갖는 컴플라이언스 제어를 제시하였다. 제안된 컴플라이언스 제어는 인간의 근골격 시스템으로부터 유출하여 인간의 운동특성과 같이 매니퓰레이터의 관절 토크를 점성과 탄성계수의 조절에 의해 매니퓰레이터의 위치와 자세가 제어되도록 하였다. 초음파 모터의 위상차 구동원리에 대한 타당성을 모의실험을 통해 검증하였으며, 제시된 제어방법의 타당성을 검증하기 위하여 초음파모터를 이용하여 2축 수평형 직접구동 매니퓰레이터를 제작하여 점성과 탄성 특성에 대한 실험을 하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.500-509
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• 2007

본 논문에서는 FPGA를 사용하여 진행파형 초음파모터의 2상 입력 전원 전압의 주파수, 전압, 전압차 및 2상 간의 위상차 조절이 가능하고, 최대 8대의 초음파모터를 동시에 제어할 수 있는 PC기반 8채널 USB통신 초음파모터 디지털 제어기를 제안한다. 제안한 제어기는 FPGA를 사용한 디지털 논리에 의해 각각의 파라미터를 실시간으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라 속도 및 위치 센서인 로터리 엔코더의 카운터 회로를 FPGA 회로에 내장시킴으로써 별도의 외부 회로 구성이 불필요하여 제어기의 크기나 생산비용의 절감을 기대할 수 있다. 제안한 새로운 방식의 제어기의 성능을 검사하기 위해서 홀딩토크가 다른 2가지 타입의 초음파모터에 대한 각 파라미터 조절에 따른 무부하 속도 특성을 실험하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.449-453
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• 1997

이 논문은 초음파모터를 이용한 직접구동방식의 전완로봇 개발에 관해서 논하였다. 기어 감속 없이 느린 동작하에서 큰 힘을 제공하기 위해 진행파형 초음파모터를 액츄에이터로 사용하였다. 이 시스템에서는 환경과의 상호작용력에 의한 힘 피드백 제어는 사용하지 않고, 위치 정보만을 사용하였다. 크랭크 회전같은 접촉작업과 핑거의 협력작업에 대한 실험을 고찰하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.165-172
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• 1998

USM의 전기 기계적인 변환은 USM의 고정자에 정렬된 PZT트랜듀서를 구동하기 위한 2-상 고주파 전력 변환부와 고정자와 회전자 사이에 마찰력을 변환하는 기계적인 트러로써 나눠지며 이러한 구조특성 때문에 온도에 의한 비선형 특성이 내포하게 된다. 초음파 모터의 외함의 온도가 +2$0^{\circ}C$~3$0^{\circ}C$에서는 정상적인 특성을 나타내지만 장시간의 운전에 의한 모터의 마찰열에 의해 온도증가는 구동주파수, 구동전류, 속도의 감소를 가져온다. 현재 사용되고 있는 초음파 모터는 온도에 대한 보상이 이뤄지지 않고 있다. 본 논문에서는 퍼지제어 기법을 통해 초음파 모터의 운전중 외함의 온도증가에 따른 속도 보상용 시스템을 제안한다.