• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권9호
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• pp.733-738
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• 2011

A novel design of a simple square-frame USM (ultrasonic motor) was proposed. The stator of the motor consists of a square-frame shape elastic body and four rectangular plate ceramics. The four ceramics were attached to inner surfaces of the square frame elastic body. The same phase voltages were applied to the ceramics on horizontal surfaces, and 90 degree phase difference voltage were applied to the ceramics on vertical surfaces. To find a model that generates elliptical motion at outside of the stator, the finite element analysis program ATILA was used. The analyzed results were compared to the experimental results. As result, the model EL10EH3ET0.5CL4 which generates the maximum elliptical displacement was chosen by analyzing the resonance mode according to changes in frequency.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.9-13
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• 2001

This paper proposes the electric stimulus tactile apparatus system(TESTAS) loaded on the hap-tic interface using ultrasonic motors(USMs). To touch the virtual object like wall in graphic, the 6 DOF haptic interface provides force feedback to users as if it is real. But the case of sharp virtual object like a puncture, it could not provided the sense of pain, but only the reaction-force. After the TESTAS had been loaded on this haptic interface. it could Provide not only the force but also the pain to users. To estimate the capability of TESTAS, we did experiments of three cases, one was very sharp, another was dull, the other is continuative contact.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 추계학술대회 논문집 Vol.16
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• pp.356-359
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• 2003

This paper deals with a flat type ultrasonic motor, which uses a longitudinal-bending multi mode vibrator of rectangular form. This ultrasonic motor was designed by combination of the first longitudinal and eighth bending mode, and the motor consisted of a straight aluminum alloy bar bonded with piezoelectric ceramic elements as a driving element. The geometrical dimensions of the rectangular aluminum vibrator were determined by Euler-Bernoulli theory In the experimental device, piezoelectric ceramics ( a piece of ceramic for the L-mode, $24\;{\times}\;8\;{\times}\;1[mm]$, and four pieces for the B-mode, $12.5\;{\times}\;8\;{\times}\;1[mm]$) were attached to one side of a aluminum plate($100\;{\times}\;8\;{\times}\;1[mm]$), and the stator was supported with a plastic case. As results, no-load rpm was 50[rev./m] when applied voltage was 150[Vrms] at the resonance frequency, and as the voltage was increased, the rpm was increased.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.339-340
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• 2006

In this paper, disk-type ultrasonic motor using radial and bending vibration modes is newly designed and fabricated to measure its characteristics. As the diameter of elastic body increases, the resonant frequency decreases and its resonant frequency is about 92kHz when the physical dimensions of piezoelectric ceramic and elastic body are 28mm of diameter and 2mm of thickness, and 32mm of diameter and 2mm of thickness, respectively. When the applied voltage is 20Vpp. its speed and torque are 200rpm and 1N, respectively.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.274-275
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• 2006

A linear ultrasonic motor was designed by a combination of the longitudinal and bending mode. Linear ultrasonic motors are based on an elliptical motion on the surface of elastic body, such as bar or plates. The corresponding eigen-mode of one resonance frequency can be excited twice at the same time with a phase shift of 90 degrees in space and time. That is excite symmetric and anti-symmetric modes. Then it determines the thrust and speed of the motor. Linear ultrasonic motors are investigated experimentally in according to be fabricated a general classification to motor structure and material characteristic. There was the first to simulate as use of finite element analysis ANSYS 9.0. The AL-T2W8-ARM14-LEG18-ANGLE80 motor has a maxim efficiency 17 [%] under the speed 0.14 [m/s], thrust 345 [gf] and preload 280 [gf], operating frequency is 57.6 [kHz].

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제23권7호
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• pp.525-529
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• 2010

In this paper, the characteristics of a thin-type ultrasonic motor generating elliptical displacements analyzed by FEM are presented, and then fabrication of the motor is then described. The structure of the motor consists of sixteen ceramic pieces attached to the upper and bottom surfaces of an elastic body. The principle of the motor is to apply alternating voltages which have a 90 phase difference to the attached ceramics, and then elliptical displacements are generated at four edges of the elastic body. Then the rotor is moved by the elliptical displacements. In the case of a ceramic thickness of 1.5, the highest speed was obtained at 79 kHz. In the case of a ceramic thickness of 2 mm, the highest speed was obtained at 77.5 kHz. Consequently, the speed and torque of the ultrasonic motor (USM) increased linearly with increasing applied voltage.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제60차 하계학술대회논문집 27권2호
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• pp.427-428
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• 2019

칠교놀이는 해외에서는 Tangram이라고 불리며 아주 예전부터 전해져 내려오는 세계적인 놀이이다. 친구와 여럿이서 놀이를 할 수 있을 뿐만아니라 혼자서도 즐길 수 있다. 칠교놀이는 특히 창의력 향상에 도움을 주는데 이번 논문에서는 혼자서 쉽게 칠교놀이를 즐길 수 있도록 비전시스템과 라즈베리파이를 이용해서 칠교를 카메라로 인식해 성공하면 보상으로 사탕을 지급하는 놀이를 개발해 보았다. 자판기에 동전을 넣으면, 게임을 시작해서 칠교놀이의 문제를 하나씩 맞출 때 마다 사탕 한 개가 지급되는 방식으로 4차산업혁명 시대에 걸맞는 재미있는 칠교놀이 게임을 만들어 보았다. 본 논문은 OPENCV라이브러리와 라즈베리파이 GPIO라이브러리를 사용하였다. 사용한 부품은 웹캠, 초음파 센서, 서보모터이다. 라즈베리파이를 서버로 설정하고, PC를 클라이언트로 설정하여 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 하였다. 라즈베리파이에 OPENCV를 설치하지 않은 이유는 OPENCV가 꽤 높은 사양이 필요하다고 판단하여 비전영상처리는 PC(클라이언트)에서 진행하고, 게임의 진행상황(정답의 여부)을 라즈베리파이(서버)에 보내는 방식으로 정하였다. 반대로 라즈베리파이에서도 동전의 투입 유무를 판단하여 PC(클라이언트)에 게임 시작 신호를 보내는 방식으로 설정하였다. 언어는 라즈베리파이와 PC둘다 Pythond으로 구현하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.338-344
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• 2010

선박 블록의 용접 공정에서는 용접선의 양쪽 끝이 벽에 의해 막혀있는 경우가 많다. 본 연구에서는 이러한 벽이 있는 환경에서 맞대기 용접의 자동화를 위한 용접선 검출 시스템을 개발하였다. 용접선 검출 시스템은 벽에서 캐리지의 위치를 측정하고, 초층의 용접선을 검출하게 된다. 시스템은 레이저 변위센서와 초음파센서로 구성되어 있다. 레이저 변위센서는 모터에 의해 회전 왕복 운동하며 용접 모재까지의 거리를 측정하게 되고, 초음파센서는 양쪽 벽면까지의 거리를 측정한다. 초음파센서로 측정된 거리정보를 활용하여 용접선의 X(주행)좌표와 용접 시작 및 끝 위치를 판별한다. 그리고 레이저 변위센서에 의해 측정된 거리정보와 센서의 자세정보를 활용하여 용접선의 Y(위빙), Z(높이)좌표를 검출하게 된다. 용접선 검출 시스템은 용접 캐리지와 독립적인 구동을 위해 DSP를 이용하여 별도의 제어기를 구성하였다. 용접 도중 용접선 검출 시스템과 용접 토치(Torch)와 간섭을 피하고, 측정 불가능한 구간이 발생하지 않도록 용접선 검출 시스템을 캐리지의 양쪽에 부착할 수 있게 설계하였다. 최종적으로 용접 캐리지에 부착하고 실험을 수행하여 개발된 용접선 검출 시스템의 효용성을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.309-316
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• 2022

기술의 발전은 사람의 삶을 편하게 개선했고, 더 쉽고 안전하고 간단하게 발전해 왔다. 우리는 주로 화장실에서 물의 온도를 맞추기 위해 뜨거운 물로 틀고 온도를 점점 맞춰가며 자신이 원하는 온도를 피부로 찾는다. 이러한 상황에서 '만약 물의 온도를 눈으로 볼 수 있고, 안전한 시스템을 포함하면서 화장실의 인테리어까지 도울 수 있는 장치가 있으면 어떨까'라는 생각을 했고, 안정성을 중요시하는 시스템을 만들고자 했다. LCD와 LED를 넣어 우리가 온도를 촉각적으로 느끼기 전에 시각적으로 먼저 알 수 있게 하여, 보다 나은 안전성을 확보하는 것이 가장 큰 목적이다. 실험 결과 수온 센서에서 감지되는 온도와 LCD에서 표시되는 온도는 실 온도와의 오차가 없었고 초음파 센서를 이용한 거리 측정 실험에서는 27cm까지는 오차가 발생하지 않았다. 28cm 이상부터는 2% 정도의 오차가 발생했지만, 수도꼭지라는 카테고리 안에서 사용하기에는 큰 불편함은 없다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.306-306
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• 2008

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액추에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근에는 이러한 압전 소자를 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 걷기 운동 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수 가 있어서, 기존 이차전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 우수한 압전특성으로 전자세라믹스 분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$ 이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시 되고 있다. 또한 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제성이 떨어지는 단점을 갖게 된다. 순수 Ag 전극을 사용하거나 Ag의 비율이 높은 내부전극을 사용하기 위해서는 $900^{\circ}C$ 이하에서 소결되고 우수한 전기적 특성을 보이는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}(Zr_{0.35}/Ti_{0.4})O_3$ 계의 조성을 설계하고, 소걸온도를 낮추기 위해서 2 단계 하소법을 이용하였다. 또한 $MnCO_3$, $SiO_2$, $Pb_3O_4$ 등을 소량 첨가하여 액상 소결 특성을 부여하여 소결 온도를 감소시키려는 시도도 하였다. 분말을 볼 밀링 (ball milling)을 통해 24시간 동안 혼합하고, 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 다시 72시간 동안 볼 밀링 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 직경 15mm의 디스크 형태로 성형한 후, 850~$975^{\circ}C$ 범위에서 온도를 변화시키면서 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰 하였다. 전기적 특성을 평가하기 위하여 두께를 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 $650^{\circ}C$에서 열처리한 후, 분극처리 하였다. 압전특성은 $d_{33}$-meter로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 압전 특성 (전기기계결합계수 및 기계적품질계수)을 측정 하였다. 또한 강유전체 특성 평가 장치 (Precision-LC)를 이용하여 분극-전계 특성을 평가하였다. 이상의 연구를 통하여 소결 온도가 $900^{\circ}C$인 경우에서도 양호한 압전 특성을 확보 할 수 있었다.