• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2005.05a
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• pp.883-889
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• 2005

Micro robots have been developed for many applications: medical, industrial, military, and so on. A small mobile robot was built and it has three legs made of bimorph piezoelectric actuators. It proceeds by vibrating the rear leg and it rotates by vibrating one of the front legs. The locomotion of the robot is described by relative position of mass center and the friction between the legs and the floor. This paper describes the principles of locomotion and modeling of the robot Modeling was simulated to investigate the dynamics of its mobility. The simulation results verified the modeling by showing similar movement of the robot as measured. It remained, however, several problems through experiments such as crooked direction of forward movement and proceeding speed.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.1907-1910
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• 2003

Miniaturized machine tool can be used to produce 3D features based on CNC and PC-NC technology in the micro/meso scale. Wide applications of CNC technology are developed and there are lots of know-hows in the cutting process and their CNC application. It helps micro/meso scale structure to machine components, which can be used directly for practical applications. In the present research, as the machine tool is miniaturized, the manufacturing machine tools costs less when compared to the equipment used in other micromachining technologies. Moreover, with advancement of micro tool technology, the cutting process can be used to produce micro/meso scale parts. In conclusion, the proposed system can reduce the cost by utilizing the current machining technology, and as a result, complex micro/meso parts can be produced efficiently with high productivity.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.18 no.2
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• pp.137-143
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• 2009

This paper presents the fabrication of inchworm motor for high precision actuator system of large displacement and high force. The inchworm motor consists of a extend actuator that provides displacement of tool guide and two clamping actuators which provide the holding force. In order to avoid the PZT fracture, design of pre-load housing was conducted by flexure hinge structure, because PZT actuator has low tensile and shear. To design the pre-load housing and optimize the clamping mechanism, the static and dynamic analysis were conducted by finite element method. From these results, a prototype of the inchworm motor was fabricated and dynamic characteristic with respect to the various frequency was tested. The maximum velocity of the inchworm motor was $41.1{\mu}m/s$ at 16Hz.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.10a
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• pp.1038-1041
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• 2004

In this study, developed a micro-level experimental setup to measure pore pressure and poroelastic modulus in various strain and strain rate about a stress in micro-structure of bone tissue. It is essential device in the development of the model to analysis the interstitial bone fluid flow of the lacuno-canalicular system to be known that would effect on the bone remodeling. The constitution of the experimental setup is as follows, microscopic image processing system; actuator control unit; load measurement system. A pilot study was used an artificial chemical wood to have similar poroelastic property of bone matrix and conducted to validate the suitability of the measurement system.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 1999.11a
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• pp.79-85
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• 1999

본 연구에서는 촉각과 관련된 물체의 다양한 성질 중 직접적인 물체의 표면 가공을 통하지 않고 기하학적으로 유사한 표면 거칠기 특성을 재현할 수 있는 철선을 이용한 표면 생성 시스템을 구현하였다. 시스템을 구성하는 구성요소는 크게 철선 및 철선다발, PZT 엑츄에이터, 2축 테이블 구동 시스템, 그리고 영상처리시스템으로 이루어지는데 표면 생성에 관계된 이들 부 시스템들의 작동 소프트웨어를 하나의 통합된 언어로 작성함으로서 철선 제작 및 철선 정렬 등의 과정을 제외한 모든 표면 생성 과정을 자동화하였다. 끝으로, 제작된 표면 생성 시스템을 이용하여 임의의 표면을 생성하고 생성된 표면을 측정함으로서 표면 생성시스템의 우수한 성능을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.205-205
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• 2008

PZT 세라믹은 우수한 유전 및 압전특성을 갖고 있어 변압기, 센서 및 엑츄에이터 등에 널리 응용되고 있다. 그러나, 우수한 특성에도 불구하고 PZT세라믹스의 소결시 PbO의 높은 유독성 및 휘발로 인하여 환경오염을 야기 시킨다. 그러므로 PbO로 구성된 세라믹을 대체하기 위한 우수한 압전특성을 가진 비납계 세라믹스 개발이 연구의 주류를 이루고 있다. 그 중 비납계 NKN와 BZT는 대체물질로 많이 관심을 받고 있다. 이는 일반적인 NKN조성은 우수한 압전성과 높은 큐리온도를 가지고 있을 뿐만 아니라, BZT조성의 Zr성분이 큐리온도를 낮추거나 유전특성을 졸게 하여 유전율 곡선을 완화하게 하는 특징이 있다. 하지만 NKN은 $1140^{\circ}C$이상의 소결온도에서 K의 휘발특성으로 인해 소성 후에도 주변의 수분을 흡수하는 조해성이 발생하는 문제가 발생한다. 그래서 본 연구에서는 낮은 온도에서 NKN계 세라믹스의 밀도를 증가시킬 뿐만 아니라, 우수한 유전 및 압전특성을 갖는 세라믹스를 제조하고자 비납계 $0.94(K_{0.5}Na_{0.5})NbO_3-0.06Ba(Zr_{0.05}Ti_{0.95})O_3$ (NKN-BZT)의 조성을 사용하였고 소결조제로는 $MnO_2$, NiO, $Bi_2O_3$, ZnO, $Li_2CO_3$, CuO등을 변화주어 유전 및 압전 특성을 알아보았다.

• 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.