초록 ▼

□ 연구개요
⦁ 최근 소형정밀기기와 디지털카메라 및 소형IT기기 내장카메라의 자동초점렌즈 구동용 소형정밀 마이크로 초음파모터 개발이 활발함
⦁ 초음파모터는 높은 구동주파수와 미세한 진동에 의해 낮은 속도에서 높은 토크와 소형에서 높은 효율의 특성을 가지므로 저속을 필요로 하는 소형 모터시장에 유리
⦁ 일본, 독일 등에서는 x-y stage, 카메라, 자동차, 로봇, 시계 등 그 사용범위를 점차 확대하고 있음
⦁ 본 연구를 통해 복잡한 형상의 초음파모터를 보다 간단하고 효율적인 모델로 개선하고자 함
⦁ 제안

□ 연구개요
⦁ 최근 소형정밀기기와 디지털카메라 및 소형IT기기 내장카메라의 자동초점렌즈 구동용 소형정밀 마이크로 초음파모터 개발이 활발함
⦁ 초음파모터는 높은 구동주파수와 미세한 진동에 의해 낮은 속도에서 높은 토크와 소형에서 높은 효율의 특성을 가지므로 저속을 필요로 하는 소형 모터시장에 유리
⦁ 일본, 독일 등에서는 x-y stage, 카메라, 자동차, 로봇, 시계 등 그 사용범위를 점차 확대하고 있음
⦁ 본 연구를 통해 복잡한 형상의 초음파모터를 보다 간단하고 효율적인 모델로 개선하고자 함
⦁ 제안된 모델은 SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism) 방식이 적용된 모델로 정밀 제어 및 구동에 적합한 모델로 기대됨

□ 연구 목표대비 연구결과
[1차년도 - 유한요소해석프로그램을 이용한 압전액추에이터의 최적설계]
⦁ 유한요소해석 프로그램을 이용해 부드러운 구동이 가능한 선형 압전 액추에이터 제작
⦁ 유한요소해석을 통한 기초설계 진행 후 하모닉 해석 실시
⦁ 팁에서의 변위 생성을 위한 진동모드의 앞, 뒤 구동 조건 확립 수행
⦁ 토크 특성 향상을 위한 압전 액추에이터의 변수 변화에 따른 최적화 설계 진행
⦁ 유한요소 해석 및 실험을 통해 압전 액추에이터의 설계 변수에 따른 공진주파수 및 변위 확인

[2차년도 - 최적설계된 압전액추에이터의 제작 및 특성실험]
⦁ 탄성체 및 압전세라믹스의 설계 및 정밀가공
⦁ 레이져변위센서를 이용한 변위특성 규명 (1차 업그레이드 설계 모델)
⦁ 전력측정기를 이용한 소비전력 확인
⦁ 압전액추에이터의 소음 측정

[3차년도 - 압전액추에이터 전용 구동드라이버 개발]
⦁ 포터블 초음파 구동드라이버 설계
⦁ SIDM 구현 드라라이버 개발 적용

□ 연구개발결과의 중요성
⦁ 세로축으로 세라믹이 위치하여 인가전압의 듀티비로 초음파모터의 속도와 정역구동을 제어할 수 있음
⦁ 본 연구에서 제안된 압전초음파모터는 압전 세라믹이 외부에 직접적으로 노출되어 있지 않는 구조이며,
⦁ 진동자의 팁 양 끝에 세라믹을 부착하여 팁에 변위를 집중시킬 수 있어 토크 향상에 유리함
⦁ 또한 스틱&슬립의 메커니즘을 적용시킨 새로운 구동방식을 제안함으로 제어능 향상에 큰 효과를 가져 올 것임
⦁ 높은 구동주파수와 미세한 진동변위를 갖는 초음파모터는 저속-고토크 특성을 요구하는 소형모터 시장에서 꼭 필요한 부품임 (휴대폰 등 소형모바일 기기의 카메라 수요 급등)
⦁ 제안된 초음파모터는 SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism) 방식으로 간단한 구조와 우수한 제어 성능을 가짐 (원천기술확보 – 지식재산권)

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1차년도 - 유한요소해석프로그램을 이용한 압전액추에이터의 최적설계 ... 4
• 2차년도 - 최적설계된 압전액추에이터의 제작 및 특성실험 ... 9
• 3차년도 - 압전액추에이터 전용 구동드라이버 개발 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 24