• 제목/요약/키워드: 기구동역학

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굴삭기의 저크현상 시뮬레이션을 위한 기구동역학 모델링 및 해석 (Kinematic and Dnamic Modeling and Analysis for Jerk Simulation of the Excavator)

  • 임홍재;성상준;이규령;유영석;최준업;이동욱;이승구
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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    • pp.40-44
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    • 1998
  • In this paper, a kinematic and dynamic model for an excavator is presented. A graphic user interface program for kinematic-dynamic analysis for the excavator is developed. To predict the stiffness and damping properties of the joint between the vehicle and the track, a parameter study is executed. Using the predicted joint stiffness and damping, the jerk simulation for the excavator is reproduced. Simulation results are compared with the test results to confirm the validity of the simulation model.

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대차 틸팅 기구의 동적 해석 (Dynamic Analysis of a Bogie Tilting Mechanism)

  • 구동회;김남포;한형석
    • 한국철도학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.300-307
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    • 2003
  • Using a conventional railway, a tilting train was applied as a means of improving vehicle speed curve negotiation without any modification of infrastructure. In order to achieve the optimal car-body position control through the tilting mechanism, a dynamics analysis was required after the kinematics analysis of the tilting mechanism. For this, the geometric relationship of the linkage-type tilting mechanism was defined. Then, the equations of motion for the half car-body were derived. With the derived equations, the effect of the parameter change on performance was analyzed. The analysis result can be used in the optimum design of a tilting mechanism that considers the track environment, vehicle and operational conditions in which the tilting vehicle is applied.

자동차 현가장치 설계에 따른 동역학 해석 및 활용 (맥퍼슨 스트러트형 현가장치에 대하여) (Analysis of Vehicle Dynamics with Car Suspension Design)

  • 조승백;임준택
    • 기계저널
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    • 제33권10호
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    • pp.871-883
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    • 1993
  • 차량의 승차감 및 조안 성능을 결정하는 중요한 인자인 현가장치(Supension System) 설계의 최적화를 기하며 실차육성기간을 줄이고 설계 업무의 효율성을 높이기 위하여 각종 차량 특성 인자의 수치화를 통해 여러 가지 해석을 수행하게 된다. 이러한 해석 과정으로는 크게 현가장 치의 기구학적 특성-Kinematic Analysis-과 부시 (Bush)와 스프링 (Spring) 등의 컴플라이언스 (Compliance) 효과 - 쿼지스테틱 어낼러시스 (Quasistatic Analysis)-와 전체차량의 주행 시뮬 레이션 (simulation)을 통한 설계차량의주행안정성 검토-풀 비클 어낼러시스 (Full Vehicle Analysis)- 등이 있다. 이 글에서는 승용차의 현가장치중 대표적인형인 맥퍼슨 스터러트형에 대 하여 1) 기구학적 특성, 2) 부시와 스프링 등의 컴플라이언스 효과, 3) 전체차량의 주행 시뮬레 이션을 통한 차량의 주행 안정성 검토의 순으로 각 단계별 주요 검토 항목과 인자, 그리고 실제 차량에서의 현상에 대하여 소개한다.

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동역학을 기반으로 한 모바일플랫폼 궤적제어 (Tracking Control for Mobile Platform based on Dynamics)

  • 이민중;박진현;진태석;차경환;최영규
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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    • pp.201-204
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    • 2008
  • 일반적으로 이동로봇은 제약조건을 갖는 비선형시스템으로 알려져 있다. 이러한 이동로봇의 궤적 제어를 수행하기 위해서 기존의 연구자들은 기구학적인 제어기와 동역학 제어기 2가지 제어기를 동시에 설계하고 있다. 본 논문에서는 수치실험결과 일반적으로 많이 알려져 있는 것과 같이 기구학적 제어기 없이 기존의 PID 제어기를 사용하여도 시스템이 발산되지 않는 다는 것을 알 수 있었다. 그러나 궤적에러는 비 선형시스템 Limit Cycle과 같은 형태의 일정한 위치에러가 발생되었다. 그래서 본 논문에서는 이와 같은 제적에러를 최소화 할 수 있도록 지능제어기법을 이용한 궤적제어기를 제안하고자 한다. 마지막으로 수치실험을 통한 성능을 평가하고자 한다.

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링크모션 펀치프레스의 다이나믹 발란싱 (Dynamic Balancing in a Link Motion Punch Press)

  • 서진성
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권5호
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    • pp.415-426
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    • 2007
  • 링크모션 펀치프레스는 많은 링크들이 서로 연결되어 있으며 각각의 링크는 고속에서 구속 운동을 수행한다. 그 결과 동적 불평형 힘과 모멘트가 프레스의 메인프레임으로 전달되며 원하지 않는 진동을 수반한다. 이로 인하여 생산성과 정확한 스탬핑 작업의 저하를 초래한다. 이 논문은 기구학 및 동역학 분석에 기초하여 링크모션 펀치프레스의 다이나믹 언발란스를 저감하는 효과적인 방법을 제시한다. 그리고 디자인 변화가 필요할 때마다 메커니즘의 모델 구성을 자동화하기 위한 디자인 변수 방식을 소개한다. 질량, 질량관성모멘트, 질량중심 등의 링크들의 관성 성질을 얻기 위하여 3차원 캐드 소프트웨어를 활용하였다. 메커니즘의 기구학적, 동역학적 거동에 주요한 영향을 미치는 일부 링크들의 디자인을 변화시킬 때 얻을 수 있는 다양한 조합에 대하여 동역학 시뮬레이션을 수행하였다.

방수형 로봇팔의 설계, 실험 및 제어 연구 (A study on design, experiment control of the waterproof robot arm)

  • 하지훈;주영도;김동희;김준영;최형식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.648-657
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    • 2014
  • 본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

차량 진동특성 해석을 위한 VTL 차량 모델 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the VTL Vehicle Dynamics Model to Analyze Vibration Characteristics)

  • 권성진;배철용;김찬중;이봉현;구병국;노국희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.409-414
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    • 2007
  • Nowadays, with the advancement of computational mechanics, and vehicle dynamics simulation linked up with virtual testing laboratory(VTL) and virtual proving ground(VPG) technologies has become a useful method for analyzing numerous driving performances and diverse noise/vibration characteristics. In this paper, the analytical vehicle model based on multi-body dynamics theory was developed to investigate the vibration characteristics according to various road conditions. For the purpose, the whole vehicle parameters, each vehicle's part parameter, and part connecting elements such as spring, damper, and bush were measured by an experiment. Also, the vehicle dynamics model, which includes the front suspension, rear suspension, steering, front wheel, rear wheel, and body subsystems has been constructed for computer simulation. With the developed vehicle dynamics model, three forces and three moments measured at each wheel center were applied to evaluate and analyze dynamics and vibration characteristics for miscellaneous road conditions.

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자동차 와이퍼 링키지의 진동해석을 위한 동역학 모델링 (Automotive Windshield Wiper Linkage Dynamic Modeling for Vibration Analysis)

  • 이병수
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.465-472
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    • 2008
  • An automotive windshield wiper system is modeled mainly for vibration analysis purpose. The model is composed of solid links, ideal joints, imperfect joints to simulate unavoidable manufacturing defects and bushings having stiffness, contact between a wiper blade and a wind screen glass, friction, a spring and an actuator. Main stream of wiper dynamics analysis has been obtaining a closed form of system of equations using Newton's or Lagrange's formula and doing a numerical simulation study to understand and predict the behavior of it. However, the modeling process is complex since a wiper system is of multibody and a contact problem occurs. When imperfection, such as dead zone of a joint and stiffness of a rubber bushing, should be included, the added complexity makes the modeling difficult. Since the imperfection is understood as main cause of problematic vibration, the dynamics model of a wiper system aiming vibration analysis should include such unavoidable manufacturing defects in the model. An open form of dynamic model of a automotive windshield wiper system with imperfect joints using a commercial software is obtained and a simulation analyssis is conducted for vibration reduction study.

이동 로봇 군집 제어를 위한 퍼지 보상 PID제어기 (A Formation Control Scheme for Mobile Robots Using a Fuzzy Compensated PID Controller)

  • 배기현;최영규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.26-34
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    • 2015
  • 본 논문에서는 이동 로봇의 군집 제어를 위해 퍼지 보상된 PID 제어 시스템을 제안한다. 제어 시스템은 선도-추종기법에 기반한 기구학 제어기와 이동 로봇의 동역학적 영향을 고려한 동역학 제어기로 구성되어 있다. 이동 로봇의 대형 유지를 위해 동역학 제어기는 PID제어기로 구성되었다. 하지만 PID 제어기는 비선형 또는 환경 변화에 취약점을 가진다. 이러한 문제를 보완하기 위해 퍼지 보상기를 추가하였다. 마지막으로 개선된 성능을 보이기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 제어기를 평가하였다.

생체역학 모델을 이용한 노인 및 장애인용 보행기 평가 (Evaluation of Elderly and Disable walker Using Bromechanical Human Model)

  • 신준호;박용현;김영관;김윤혁
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.263-264
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    • 2011
  • 본 연구에서는 한국인 표준체형과 유사한 사람의 의료 영상 자료를 이용하여 인체 골격계 모델을 개발하였다. 이를 동역학 해석 상용 소프웨트어인 RecurDynTM에 탑재하여 인체 시뮬레이션 모듈을 개발하였고 타당성을 검증을 거친 후 노인의 앉기-서기 및 보행 동작해석에 적용하였다. 노인이 보행기(elderly walker)를 사용하여 앉기-서기 동작을 할 때 하지관절 기구학의 변화는 미비하였으나 보행 시 각 관절의 가동범위가 감소하였고 동작시간이 증가하였다. 또한 근전도 해석결과 일부 발목 주변 근육들과 햄스트링 근육에서 근활성치가 줄거나 활성시간이 줄었다. 이러한 변화는 보행기를 이용한 보행 때 하지의 기여도가 감소했기 때문에 발생하는 현상으로 생각된다. 본 연구를 통해 얻어진 시뮬레이션 기술은 다양한 인체 정보 콘텐츠분야에 널리 활용될 것으로 생각된다.

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