• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.89-102
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• 2010

본 논문에서는 항공우주분야의 구동장치와 여러 산업분야에서 응용되고 있는 미래 지향적 구동기의 기술에 대한 사항과 발전방향에 대해 연구하였다. 특히, 항공기 비행조종면 구동장치의 경우 기존에는 기계식 링키지나 무게 대비 출력이 높은 유 공압 구동기가 많이 사용되었으나 최근에는 대부분의 항공기에서 사용 중인 Fly-By-Wire 시스템과 더 나아가 'More Electric', 'All Electric' 시스템으로의 변화가 이루어지고 있다. 전기식 유압구동기와 전기식 구동장치의 경우 효율이나 안전성 그리고 비용적인 측면에서 우수하기 때문에 근래에 지속적인 개발이 진행되고 있다. 또한, 최근에는 구동기의 무게와 정밀도 그리고 응답속도의 향상을 위해 신소재를 이용한 새로운 분야의 구동기들이 개발되고 있다. 따라서 본 연구를 통해서 차세대 항공우주분야 구동장치와 신개념 구동기들의 세부기술 및 발전방향을 제시하고자 한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.615-618
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• 2004

The piezoelectricity and polarization of multilayer ceramic actuators, being designed to stack ceramic layer and electrode layer alternately, were investigated under a consideration of geometry, the thickness ratio of the ceramic layer to electrode layer The actuators were fabricated by tape-casting of $0.42PbTiO_3-0.38PbZrO_3-0.2Pb(Mn_{1/3}Nb_{2/3})O_3$ followed by laminating, burn-out and co-firing process. The actuators of $5\times5mm^2$ in area were formed in a way that $60{\sim}200{\mu}m$ thick ceramics were stacked 10 times alternately with $5{\mu}m$ thick electrode. Increase in polarization and electric field-displacement with increasing thickness ratio of the ceramic/electrode layer and thickness/cross section ratio were attributed to the change of $non-180^{\circ}/180^{\circ}$ domain ratio which was affected by the interlayer internal stress and Poisson ratio of ceramic layer. The piezoelectricity and actuation behaviors were found to be dependent upon the volume ratio (or thickness ratio) of ceramic layer relative to ceramic layer. Concerning with the existence of internal stress, the field-induced polarization and deformation were described in the multilayer actuator.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.539-543
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• 2012

셀룰로오스 EAPap 작동기는 생체 모방형 작동기의 하나로 생체적합하고 가볍고 비교적 낮은 전압에서도 큰 변위를 발생시킨다는 장점을 가지고 있다. 셀룰로오스를 재생하면서 셀룰로오스 파이버를 배열함으로써 압전 종이를 만들었다. 한편 셀룰로오스에 탄소나노튜브, 산화금속 나노분말, 전도성 고분자, 이온성 유체등을 물리적, 화학적으로 결합시켜 다양한 하이브리드 나노복합재를 만들었다. 본 논문에서는 셀룰로오스 EAPap 의 제조공정 및 이를 응용한 바이오센서, 화학센서, 유연트랜지스터, 그리고 작동기의 응용 디바이스에 대해 소개한다. 또한 셀룰로오스 EAPap 을 무선으로 구동하는 기술에 대해 소개한다. 이는 생체모방로봇, 정찰 등에 활용될 수 있다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권2호
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• pp.337-341
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• 2010

In this paper, an extremely low voltage operated micro corner cube retroreflector (CCR) was fabricated for free-space optical communication applications by using bulk silicon micromachining technologies. The CCR was comprised of an orthogonal vertical mirror and a horizontal actuated mirror. For low voltage operation, the horizontal actuated mirror was designed with two PZT cantilever actuators, torsional bars, hinges, and a mirror plate with a size of $400{\mu}m{\times}400{\mu}m$. In particular, the torsional bars and hinges were carefully simulated and designed to secure the flatness of the mirror plate by using a finite element method (FEM) simulator. The measured tilting angle was approximately $2^{\circ}$ at the applied voltage of 5 V. An orthogonal vertical mirror with an extremely smooth surface texture was fabricated using KOH wet etching and a double-SOI (silicon-on-insulator) wafer with a (110) silicon wafer. The fabricated orthogonal vertical mirror was comprised of four pairs of two mutually orthogonal flat mirrors with $400{\mu}m4 (length) $\times400{\mu}m$ (height) $\times30{\mu}m$ (thickness). The cross angles and surface roughness of the orthogonal vertical mirror were orthogonal, almost $90^{\circ}$ and 3.523 nm rms, respectively. The proposed CCR was completed by combining the orthogonal vertical and horizontal actuated mirrors. Data transmission and modulation at a frequency of 10 Hz was successfully demonstrated using the fabricated CCR at a distance of approximately 50 cm.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.166-173
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• 2014

본 연구에서는 레이저 가진을 이용한 초음파 전파 영상 기반 배관 비파괴 검사에 관해 다룬다. 손상의 영상화를 위해 갈바노미터 기반 레이저 미러 스캐너와 Q-Switch Nd: YAG 레이저 시스템을 사용하였다. 레이저 시스템을 가진원으로 사용하면 빠른 속도로 비접촉 초음파 가진이 가능하며, 온도의 변화가 급격한 환경이나 유해 물질이 포함된 환경에서도 대상 구조물의 원거리 가진이 가능하다. 또한 공간 해상도가 높으며, 입사각이 넓어 표면 형상이 복잡한 대상 구조물도 가진이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 레이저 시스템으로부터 생성된 유도 초음파를 단일 PZT 센서를 사용하여 계측하고, 계측된 신호는 레이저 가진점에 해당하는 좌표점에 나열함으로써 2차원 공간좌표 및 시간축을 더한 초음파 전파 영상 생성을 위한 3차원 데이터를 구성한다. 이 데이터를 시간 축에 따라 연속적으로 반복 재생하면 초음파 전파 영상을 구할 수 있다. 이 때 웨이블릿 변환을 이용하여 계측 신호의 특정 주파수 성분을 추출해냄으로써 관찰하고자 하는 특정 유도 초음파 모드를 추출할 수 있다. 이러한 일련의 과정으로부터 획득한 초음파 전파 영상 데이터를 시간-공간 영역에서 주파수-wavenumber 영역으로 변환시켜줌으로써 손상 특성을 추출할 수 있다. 본 연구에서는 손상의 진단 및 위치 추정을 위해 wavenumber 필터링 기술을 적용하였으며, 시스템 검증을 위해 다양한 배관구조물 Testbed를 대상으로 실험을 수행하였다.