요약
본 발명은 대중 교통수단의 안전성과 편안함을 향상시키기 위한 진동 제어 기술에 관한 것입니다. 전기점성유체와 압전 세라믹 인서트를 결합하여 진동을 효율적으로 감소시키는 방법을 제공합니다. 이 기술은 앵커볼트를 이용한 레일 고정 시스템에 적용되어 구조물의 손상을 방지하고 유지보수 비용을 줄이며, 승객의 안전과 편안함을 증진시킵니다. 실험을 통해 시스템의 신속한 반응과 진동 흡수 효과가 검증되었으며, 이 기술은 교통 시스템의 안전성 강화, 구조물 및 주변 환경의 질 향상에 기여할 것으로 기대됩니다. 더 나아가, 진동 제어 기술의 발전으로 교통 인프라의 수명 연장 및 유지보수 비용 절감에 기여하고, 다양한 산업 분야로의 확장이 가능할 것으로 전망됩니다.
기본 정보
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특허명: 전기점성유체를 구비한 압전 세라믹 인서트 및 운용방법
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대표 발명자: 허종완 교수
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출원번호: 10-2023-0019430
발명의 배경 및 필요성
기술 개발의 배경
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도시화 진행과 함께 대중 교통수단의 중요성이 증가하고 있으며, 이에 따라 지하철과 자기부상열차 같은 교통수단의 안전성과 효율성 향상을 위한 연구가 지속됨
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대중 교통수단에서 발생하는 진동은 승객의 편안함과 안전성에 직접적인 영향을 미치므로, 앵커볼트 원리를 적용한 레일 고정 시스템의 진동 제어 기술 개발이 필요함
기술 개발의 필요성
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레일 고정 부품의 진동으로 인한 구조물 손상, 유지보수 비용 증가 및 운행 중단 문제를 해결하고, 승객 불편 및 대중 교통 신뢰도 저하를 방지할 필요가 있음
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운영 비용 절감, 유지보수 주기 연장을 통한 경제적 효과와 승객의 안전 및 편안함 향상을 위한 서비스 질 개선이 요구됨
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지속 가능한 교통 인프라 구축과 교통 시스템의 현대화에 기여할 수 있는 기술 개발이 중요함
구현방법
기술의 원리 및 구현
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전기점성유체는 전기장을 받으면 점도가 증가해 진동을 흡수하는 특성이 있음
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압전 세라믹은 전기를 가하면 모양이 변해 진동을 감지하고 제어할 수 있는 재료임
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압전 세라믹 인서트와 전기점성유체를 조합해 진동을 효율적으로 제어함
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지반에 압전 세라믹 인서트를 매립하고, 앵커볼트로 구조물을 고정시키며, 전기점성유체를 주입할 수 있는 안내홈을 제공함
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진동 센서가 진동을 감지하고 크기를 측정해 제어부로 정보를 전달하며, 제어부는 전압을 인가해 전기점성유체의 점도를 조절하여 진동을 줄임
기술의 장점
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진동이 클 때 더 많은 전압을 인가해 진동을 효과적으로 흡수함
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건축 구조물의 진동 내구 범위를 넓히고 수명을 연장함
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구조물의 안전성과 사용자의 편안함을 증진시킴
발명의 활용 방안
교통 시스템의 안전성 강화
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전차, 지하철, 자기부상열차 등의 교통 시스템에 적용되어 구조물의 안전성과 신뢰성을 높이는 기술임
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전기장을 가할 때 점성이 변하는 전기유변유체를 활용해 진동을 효과적으로 제어하고, 앵커 볼트와 인서트를 통해 유체의 누출을 방지함
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압전 세라믹을 포함한 압전 판을 사용하여 진동 발생 시 실시간으로 대응함
구조물 및 주변 환경의 질 향상
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진동 조절을 통해 궤도 및 주변 구조물의 손상을 방지하고, 소음 감소로 주변 인구의 생활 불편을 줄임
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진동 감지 시 전압을 적용해 에너지 효율을 높이고 능동적 진동 제어의 이점을 제공함
기대효과
기술 혁신과 사회적 가치 창출
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전기유변유체와 압전 세라믹의 기술을 결합해 진동 제어 분야에서 혁신을 이루고, 실시간 반응하는 능동 제어 시스템으로 안정성을 강화함
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교통 시스템의 안전성 향상으로 이용자의 안전을 보장하고, 진동 및 소음 감소로 주변 환경의 삶의 질을 높임
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구조물의 유지보수 비용 절감으로 경제적 손실을 최소화함
장기적 비전과 산업 분야의 확장
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진동 제어 기술의 발전으로 교통 인프라의 수명 연장 및 유지보수 비용 절감에 기여할 것으로 기대됨
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기술의 적용 범위를 건축물, 교량, 공장 등 다양한 산업 분야로 확대하여 추가적인 이점을 제공할 것으로 전망됨
시장 동향
건설 자재 시장 동향
기술 SWOT 분석
Strengths
진동 제어 기술의 혁신
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전기점성유체와 압전 세라믹을 결합하여 진동을 효과적으로 제어하는 혁신적인 기술입니다.
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진동이 클 때 더 많은 전압을 인가하여 진동을 효과적으로 흡수할 수 있습니다.
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건축 구조물의 진동 내구 범위를 넓히고 수명을 연장하여 안전성과 사용자의 편안함을 증진시킵니다.
교통 시스템의 안전성 강화
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전차, 지하철, 자기부상열차 등의 교통 시스템에 적용되어 구조물의 안전성과 신뢰성을 높입니다.
Weaknesses
고도의 기술적 요구사항
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압전 세라믹 인서트와 전기점성유체의 정밀한 조합과 제어가 필요하여 기술적 복잡성이 존재합니다.
유지보수 및 관리의 어려움
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고도로 특화된 유지보수 기술과 전문 인력이 필요할 수 있습니다.
Opportunities
교통 인프라의 현대화 기여
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지속 가능한 교통 인프라 구축과 교통 시스템의 현대화에 기여할 수 있는 기술입니다.
산업 분야의 확장 가능성
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기술의 적용 범위를 건축물, 교량, 공장 등 다양한 산업 분야로 확대할 수 있는 잠재력이 있습니다.
Threats
기술적 진입 장벽
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고도의 기술적 이해와 전문성을 요구하는 바, 새로운 경쟁자의 시장 진입 장벽이 될 수 있습니다.
대체 기술의 개발 가능성
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비슷한 기능을 수행하는 대체 기술이 개발될 경우 시장에서의 경쟁이 치열해질 수 있습니다.
Summary
종합적인 평가
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이 기술은 교통 시스템의 안전성과 효율성을 향상시키는 혁신적인 진동 제어 기술입니다.
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기술적 복잡성과 유지보수의 어려움이 존재하지만, 지속 가능한 교통 인프라 구축에 기여하고 산업 분야를 확장할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
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기술적 진입 장벽과 대체 기술의 개발 가능성은 시장에서의 위협 요소로 작용할 수 있습니다.
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