• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.47-51
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• 2014

본 논문은 기존의 유/공압 및 전기식 모터를 대체할 수 있는 경량, 고성능 지능소자 구동기를 설계/제작하고 이를 소형 무인비행체의 조종익 시스템에 적용 가능성을 연구한 것이다. 또한 압전 복합재료 작동기에 대한 성능평가를 수행하였으며, 유니모프 및 바이모프 형태의 작동기를 제작하여 각각의 작동 특성을 확인하였다. 이와 같은 성능시험 평과 결과를 통해 바이모프 형태의 작동기가 하중 유무와 무관하게 선형적인 받음각 변화를 가짐을 알 수 있었다. 이러한 지능소자 구동 시스템은 소형 로봇, 유도무기 및 MAV, UAV의 조종익 제어 시스템으로 사용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.165-171
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• 2017

고령자 및 장애인의 삶의 질을 높이기 위하여 일상생활동작을 보조하는 경량의 재활보조 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 수소저장합금 모듈 3가지를 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 수소저장합금 엑츄에이터의 성능을 높일 수 있는 수소저장합금 모듈을 선정하였다. 수소저장합금 엑츄에이터는 열전소자의 열전달을 통하여 수소저장합금 모듈 안에 담겨 있는 수소의 흡수/방출을 통하여 공압 엑츄에이터의 기계적인 동작을 구동시킨다. 수소저장합금 모듈의 열전달의 효과를 검증하기 위하여, 열전소자와 수소저장합금 모듈의 접촉 방식을 선접촉과 면접촉 방식의 3가지 타입으로 3D 모델을 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 열전달에 대한 특성을 비교하였다. 그 결과, 열전소자와의 열전달 방식이 선접촉 방식과 비교하여 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈이 열전달 특성이 4.4배 좋아지는 것을 확인하였다. 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈은 재활보조 시스템의 착용성을 높일 수 있는 수소저장합금 엑츄에이터 개발에 적용될 수 있을 거라 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.469-484
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• 2020

본 논문은 해중터널에 돌발용수 발생 시 급속팽창구조체를 통한 차폐에 관한 연구이다. 현재 국내에는 터널 내 돌발용수에 대한 대책이 미비한 실정이다. 터널 내 방수로, 수문 등 유입수 처리 시설이 설비되어 있지만 많은 양의 해수 또는 지하수 유입에 대한 한계가 있으며, 수문의 경우 차단하는 시간이 느리기 때문에 피해를 최소화 할 수 없는 상황이다. 이에 따라 급속팽창구조체에 대한 차폐율 및 축 방향 이동거리에 대한 연구를 진행하였다. 축소모형 실험 결과를 통해 급속팽창구조체의 개수 및 내부 공압이 차폐율에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 급속팽창구조체의 개수가 한 개에서 두개로 늘어남에 따라 차폐율이 약 35~40% 더 커지게 되었다. 또한 내부 공압이 0.2 bar에서 0.3 bar로 증가함에 따라 차폐율이 약 4% 더 커지는 것을 확인하였다. 실대형 실험을 통해 본 연구에서 확인된 결과를 검증하고 더욱 발전시킨다면 해저터널 또는 해중터널의 돌발용수에 있어 효과적인 방수대책으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.345-350
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• 2002

In recent years, as changing the habit of eating, the pathology in the colon grows up annually. The colonoscopy is generalized, but if requires much time to acquire a dexterous skill to perform an operation and the procedure is painful to the patient. biomedical and robotic researchers are developing a locomotive colonoscope that can travel safe1y in colon. In this paper, we propose a new actuator and concept of semi-autonomous colonoscope. The micro robot comprises camera and LED for diagnosis, steer- ing system to pass through the loop, pneumatic actuator and bow-shaped flexible supporters to control a contact force and to pass over haustral folds in colon. For locomotion of semi-autonomous colonoscope, we suggest an actuator that is based on impact force between a cylinder and a piston. In order to validate the concept and the performance of the actuator, we carried out the simulation of moving characteristics and the preliminary experiments in rigid pipes and on the colon of pig.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1917-1923
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• 2010

이 논문은 공압식 버터플라이 제어밸브를 이용한 냉각 프로세서의 모델규명 및 선행미분형 2 자 유도 PID 제어 알고리즘 개발에 대한 연구를 수행한다. 구동 제어밸브를 포함한 냉각 프로세서의 모델 구조는 시간지연을 포함한 2차 지연 시스템 형태로 주어지며, 이는 데모 플랜트로부터의 입출력 데이터를 통하여 전달함수의 형태로 규명된다. 2 자유도 PID 제어기에서 피드백 제어게인은 Kitamori 제어게인 조정법을 이용하여 설정되며, 피드포워드 제어게인은 제어 시스템의 성능을 만족하도록 하는 관점에서 결정된다. 이 논문에서 제안된 제어 알고리즘의 유용성은 컴퓨터 모의실험과 데모 플랜트의 실험을 통해 검증된다. 결과적으로 논문에서 제안된 제어 알고리즘은 기존의 1 자유도 PID 알고리즘보다 제어게인 설정이 매우 명확하고, 제어성능이 우수함을 보인다.

• 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.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.30-36
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• 2018

본 연구에서는 무인복합형 회전익기 연구의 일환으로 축소형 Tip Jet 로터 시험장치를 개발하였으며, 이를 이용하여 Tip Jet 로터에 대한 성능 및 동특성 연구를 수행하였다. 축소로터는 시험장 여건 및 공압조건 등을 고려하여 2m급이 되도록 하였으며, 압축공기를 이용하여 구동된다. 축소로터의 회전속도는 압축공기의 압력을 이용하여 조절되며, 별도의 하중측정부를 두어 회전 시 발생하는 추력과 각 방향의 하중 데이터를 획득하게 된다. 동특성 시험을 위해 별도의 유압 가진기가 장착되어 있으며, 로터 가진 시 발생하는 블레이드의 flap, lag 및 torsion 방향에 대한 동적 응답을 확인하기 위해, 각 블레이드의 익근부에는 full-bridge strain gage를 부착하였다. 성능 및 동특성 시험은 로터 회전수 및 블레이드 피치각을 변경해가며 실시되었다. 아울러 시험 결과의 유효성을 확인하기 위해 CAMRAD II 해석 결과와 비교하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.225-233
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• 2023

본 논문은 해양사고 시 인체 인양정보를 모니터링하는 시스템을 구현한다. 모니터링 시스템은 수중환경 정보를 송신하는 인양기구제어기를 통하여 초음파 통신을 수행하며, 수상에서는 관제센터 또는 모선까지 10 km내 GPS 정보를 제공하기 위해 LoRa 통신을 수행한다. 수중 인양제어기는 공압 센서, 자이로 센서 및 온도센서 정보를 전송한다. 수중조건은 수심 10m 마다 수압 1기압씩 높아지고, 기구의 공기양은 육상에 비해서 1/2씩 줄어드는 환경에서 60 kg 수중 마네킹을 모델을 사용한다. 인양기구 SMB(Surface Marker Buoy)에 38g의 CO2 카트리지 1개를 사용하여 10 sec 이내에 수면 상승 조건을 기반으로 인양기구 출수 시험을 한다. 수중 통신은 수심 40m에서 100m까지 2,400bps 초음파 센서를 이용하여 데이터 전송환경을 구성한다. 모니터링 신호는 수심, 수온, 방향각 등을 수면 위의 구조요원에게 제공함으로써 인양작업자의 안전과 안전한 인체 구조를 목표로 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.58-65
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• 2020

3D CAD 시스템으로 설계된 해양플랜트 배관재 모델들은 2D 배관 제작도와 설치도의 형태로 생산 공정에 제공되고, 기본 엔지니어링 정보와 함께 통합 공정관리시스템에서 원자재의 구매, 조달, 제작, 설치 및 검사가 체계적으로 관리되어 진행된다. 기존의 통합 공정관리시스템은 자원의 흐름 및 진행 상황을 체계적으로 관리하여 공정 시수 절감에 많은 기여를 하고 있지만, 3D 설계 형상 모델 정보를 포함하고 있지 않기 때문에 배관 설치 작업 전에 복잡한 배관 구조를 파악하거나, 잦은 설계 변경으로 인해 연관된 도면을 찾을 때 상호간 신속한 정보 교류가 어려운 단점을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 3D 모델을 기반으로 하는 해양플랜트 배관 공정 모니터링 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 3D 모델 기반 배관 모니터링 시스템은 Visual Studio 2017 C#과 UNITY3D를 기반으로 배관 공정 작업 정보가 3D CAD 모델과 실시간 연동될 수 있도록 구성하였다. 그리고 블록, 크기, 재료에 따른 배관 설치 공정 진행 흐름 뿐만 아니라, 청소, 수압검사, 공압검사 등 기능 검사 항목별 진행 흐름을 3D 모델상에서 실시간으로 확인할 수 있도록 하였다. 작업자는 개발된 시스템을 통해 생산 현장에서 실시간으로 배관 공정 진행 흐름을 포함한 3D CAD 모델을 쉽게 파악함으로써 작업 효율성 향상에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.1059-1075
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• 2017

본 연구의 목적은 한랭지역에서 운용중인 지하 콘크리트 구조물에서 발생한 누수를 처리하기 위하여 기존 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 유도배수시스템의 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 4가지 종류의 유도배수시스템 시험체를 제작하여 실내 동결융해 실험을 수행하였다. 유도배수판의 모서리 부분과 유도배수판 연결부분에 적용할 방수재료인 Hotty-gel의 4가지 연결 방법에 대한 동결융해 저항성을 평가하였다. 또한 Hotty-gel이 부착된 유도배수판을 콘크리트 시편 표면에 고정시키 위한 2가지 방법에 대하여서도 동결융해 저항성을 평가하였다. 실내 동결융해 실험에서 1 cycle은 48시간(동결 24시간과 융해 24시간)을 적용하였고 동결과 융해 온도는 각각 $-18^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$를 적용하였다. 4가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법 중 유도배수판 모서리 부분에 적용된 'V'자형 홈을 가진 Hotty-gel 연결 방법에서만 동결융해 28 cycles (8 weeks)후 누수가 발생하였다. 나머지 3가지 종류의 Hotty-gel 연결 방법들에서는 누수가 발생하지 않았다. 2가지 고정방법 중 와셔, 나사못 및 칼브럭을 이용하여 유도배수판을 콘크리트 시편에 고정시키는 방법에서 누수가 발생하였다. 동결융해 10 cycles (3 weeks) 후 1개 지점에서 누수가 발생하였고 동결융해 28 cycles (8 weeks) 후에는 총 5개 지점에서 누수가 발생하였다. 시간이 경과함에 따라 누수 지점은 증가되지 않았지만 각각의 누수지점에서 누수량이 증가되었다. 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 고정방법에서는 누수가 발생하지 않았다. Hotty-gel연결 형상의 제작 시간 및 제작 방법을 고려한 제작 효율성에서 Hotty-gel 가로면 대각선 형상이 가장 높게 평가되었다. 고정방법에서 시공 시간 및 시공 방법을 고려한 시공 효율은 공압타카, 타카핀 및 와셔를 사용한 방법이 우수하였다.