• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1463-1471
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• 2012

본 논문은 3 축 영상 장치를 기존의 2 축 경계 로봇에 적용하는 설계안을 제시하고 이러한 기동형 경계 로봇의 영상 정보를 이용한 목표 추적 알고리즘을 제안하였다. 또한 가상 시뮬레이션을 이용하여 목표 추적 알고리즘을 검증하였다. 목표추적 알고리즘에서는 카메라 영상의 중심과 카메라 영상으로 포착된 목표물 중심 사이의 위치 에러를 이용하여 영상 장치의 목표 지향 벡터를 획득하고, 역기구학을 이용하여 획득한 목표 지향 벡터를 생성해 낼 수 있는 기동형 경계 로봇의 팬, 틸트 회전 요구 각도와 카메라 영상의 안정화를 위한 롤 회전 요구각도를 계산하였다. MATLAB 과 ADAMS 를 이용하여 기동형 경계 로봇의 가상 모델을 생성하고, 가상의 목표물의 움직임에 대한 가상 모델의 운동을 확인하여 영상 기반의 목표 추적 알고리즘을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권9호
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• pp.208-214
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• 2014

차선유지 제어시스템, 적응식순항 제어시스템과 같은 첨단운전 지원시스템은 기본적으로 차량의 거동 정보를 기반으로 구동되지만, 최근 도로의 기하학적 정보를 추가적으로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 도로의 종단경사는 차량의 가감속 제어 및 항법알고리즘 구현에 있어 필수적인 정보로서 DGPS-RTK와 같은 고가의 장비로 직접 측정하는 방법과 디지털 맵에 저장된 속성정보를 활용하는 방식이 제안되고 있으나, 상용화 관점에서는 아직 많은 문제점이 존재한다. 따라서, 본 논문에서는 추가 센서의 장착없이 연속형 확장칼만필터를 활용하여 차량의 동특성과 도로종단경사를 효율적으로 추정하는 알고리즘을 제안한다. 도로종단경사를 포함하는 3자유도 차량동역학 모델과 차량의 내부 네트워크롤 통해 수집할 수 있는 차량의 상태정보를 기반으로 확장칼만필터를 설계하여 차량의 동특성과 도로종단경사를 추정한다. 제안된 알고리즘은 시뮬레이션과 실차실험을 통해 그 성능을 검증하였다.

• 정보교육학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.171-178
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• 2016

본 논문에서는 미국 매사추세츠 주의 Tufts University 부설 CEEO(Center for Engineering Education and Outreach)에서 수행되고 있는 로봇활용교육 워크숍, Novel Engineering, STOMP 사례를 소개하고자 한다. CEEO는 미국의 많은 대학에서 롤모델로 삼을 만큼 로봇활용교육에서 가장 선도적인 센터이다. 이 센터에서는 초 중 고등학교 학생들과 교사들을 위한 로봇활용교육 워크숍이 매년 여름방학 때 진행되고 있다. 또한 공과대학 1학년 학생들은 Simple Robotics과목을 필수로 이수해야한다. 우리에게 생소한 Novel Engineering은 독서교육과 공학을 융합한 공학교육방법이다. STOMP(Students and Teachers Outreach Mentorship Program)는 초 중 고등학교 교사들이 공학을 필요로 하는 수업을 설계할 때, STOMP에 소속된 대학생과 대학원생들이 직접 수업에 참여하여 교사와 함께 수업을 이끌어나가도록 도와주는 프로그램이다. 소프트웨어 교육이 많이 활성화되어가고 있는 상황에서 우리나라에서도 이러한 프로그램들을 도입하여 시행한다면 소프트웨어 인재양성에 많은 기여를 할 수 있을 것이라고 기대한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1299-1304
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• 2010

압연실험을 통해서 폭 방향 변형 편차가 존재하는 실리콘 강판의 가공파손을 고찰하였다. 폭 방향 변형 편차는 강판에 웨이브를 발생시키고 압연방향으로 소재의 에지 부위(혹은 센터 부위)에 인장(혹은 압축)을 준다. 실제 압연기에서 발생하는 웨이브를 실험실적으로 구현하기 위해서 공형롤을 설계 및 제작하였다. 실험에 사용한 소재는 고-실리콘(약 3%) 강판이다. 본 실험을 통해서 센터 웨이브에 의해 발생되는 에지 부위 인장응력이 가공파손에 가장 지배적인 요인이라는 것이 제시되었다. 센터 웨이브를 일으키는 폭 방향 변형 편차의 정도에 따라 에지 파손과 지그재그 형태의 시편 중심 절손을 유발한다는 결과도 도출하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.121.2-121.2
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• 2011

석탄가스화복합발전과 연계하여 사용할 수 있는 $CO_2$분리법으로 연소 전 탈탄소화는 연료가 연소되기 전에 $CO_2$를 회수하는 방법으로 현재 여러가지 분리법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트의 다양한 응용 분야 중 이산화탄소 격리분야에서 합성가스로부터 $CO_2$롤 효과적으로 분리/회수하기 위하여 가스 고형화법에 관한 연구를 진행하였다. 가스 하이드레이트 형성과정에서의 반응 특성을 살펴보기 위하여 순수계와 촉진제 첨가계(TBAB, TBAF, THF)에 대하여 반응시간에 따른 가스소모량 및 기상의 $CO_2$ 조성 변화를 측정하였다. 그 결과 하이드레이트 상에 고농도의 $CO_2$가 포집되는 것을 확인 할 수 있었다. 순수계와 THF 첨가계의 경우 가스 소모량이 다른 계에 비하여 높게 나타났다. 이는 순수계의 경우 구조-I의 큰 동공과 작은 동공에 모두 기체가 점유되기 때문이며, THF 첨가계의 경우 구조-II의 큰 동공에만 기체가 점유되지만 THF의 첨가로 인해 전환율이 증가되기 때문이다. 반면, TBAF와 TBAB 첨가계의 경우에는 상재적으로 낮은 가스 소모량을 보였다. 기체 소모량이 큰 경우 최종 기상의 $CO_2$ 조성이 낮게 나타났다. 그리고 모든 실험조건에서 1시간 이내에 하이드레이트 형성반응이 종결되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 촉진제 첨가에 의한 하이드레이트의 구조적인 변화를 확인하기 위하여 Raman 분광법과 $^1H$-NMR을 이용하여 혼합가스 하이드레이트를 분석하였다. 본 실험으로 얻어진 결과는 가스 고형화법을 이용한 합성가스 분리 공정 설계 및 개발에 중요한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.67-75
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• 2008

본 논문은 형강을 이용한 강-콘크리트 합성복공판 기술개발에 관한 것이다. 기존의 롤포밍 단면을 배제하고 형강을 이용하여 효율적인 강합성 단면을 구성함으로써 제작성과 경제성을 확보하고, 전단연결재의 개선을 통해 합성성능 뿐만 아니라 차후 콘크리트와 강재의 분리에 용이한 구조를 개발하였다. 성능검증 실험결과 기존의 전단연결재만으로는 강재와 콘크리트의 합성거동을 이루는데 한계가 있음을 확인하였다. 나아가 개발 복공판은 설계하중대비 5배 이상의 극한 내하력을 확보하고 있으며, 200만회 피로성능시험에 대해서도 손상이 거의 발생하지 않으며 우수한 구조성능을 나타냈다. 따라서, 형강을 이용한 합성단면 구성을 통해 구조성능 확보뿐만 아니라 기존 합성복공판 대비 약 27% 정도의 강재량 감소가 가능함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.136-140
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• 2011

니트릴 가교 과불소고무와 과산화물 가교 과불소고무의 내플라즈마 특성을 평가하기 위해 고온상태에서 $NF_3$, $O_2$ 리모트 플라즈마에 노출된 과불소 고무 재질의 오링(O-ring)에 대해 각각의 무게 손실 및 표면 특성을 확인하였다. 이를 위해 컴파운드는 반도체 및 LCD 생산라인에서 적용되고 있는 오링/씰 제조를 위한 전형적인 처방에 맞춰 설계하고 오픈 롤을 사용하여 혼련작업을 실시하였으며, 이후 열프레스로 작업한 후 오븐을 이용한 후가교 공정을 거쳐 최종 오링 형태로 제조하였다. 가교된 과불소고무 오링을 고온 플라즈마 환경에 노출시킨 후 무게 감량 및 표면 특성 변화를 전자 저울 및 주사전자현미경을 사용해 관찰하였다. 그 결과, 과불소고무의 가교타입, 필러 시스템, 플라즈마의 종류에 따라 무게 손실과 표면 상태의 변화가 상당한 수준으로 발생되는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권2호
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• pp.162-169
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• 2011

현대의 고성능 전투기는 공력성능 및 조종성능의 향상을 위하여 대부분 세로축 방향으로 항공기를 불안정하게 설계하는 정안정성 완화 개념을 채택하고 있다. 항공기는 비행제어법칙에 필요한 피치, 롤, 요우각속도, 수직가속도와 같은 항공기 상태정보를 각속도(RSA: Rate Sensor Assembly)와 가속도센서(ASA: Acceleration Sensor Assembly)로부터 획득한다. 항공기에 적용되는 센서는 항공기의 안전을 보장하는 최소한의 허용 가능한 측정 오차를 갖지만, 잡음, 오프셋 등과 같은 허용 범위내의 오차로 인하여 원하지 않는 항공기 운동을 발생시킨다. 비행시험 결과, ASA의 허용 범위내의 측정 오차는 1g 수평비행시에 원하지 않는 기수 숙임 현상을 일으켰다. 본 논문에서는 이러한 오차로 인하여 발생하는 기수 숙임 현상을 개선하기 위해 1g 수평비행 조건에 피치자세각 궤환을 세로축 제어법칙에 적용하였다. 비행시험 결과, 피차자세각 궤환은 1g 수평 비행 시에 기수 숙임현상을 제거하고 항공기의 기본적인 안정성에는 영향을 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.738-745
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• 2001

본 논문에서는 추적시스템이 3차원 공간을 움직이는 이동물체를 추적한다. 오차없이 추적하기 위하여 제어시스템은 인공지능을 가진 퍼지제어기를 사용하였다. 추적시스템은 요(yaw)운동과 롤(roll) 운동을 통해 3차원 공간을 추적한다. 추적시스템으로는 2링크 매니플레이터를 사용하였고, 매니플레이터의 관절각 $\theta_1는 0^{\circ}에서\; 360^{\circ}$까지 회전 할 수 있으며, 관절각 $\theta_a는 0^{\circ}에서\; 180^{\circ}$까지 회전할 수 있다. 퍼지제어기의 퍼지화 방법은 싱클톤방법, 제어 규칙은 25개, 추론법은 간략화된 Mamdani의 추론법, 비퍼지화 방법은 간략화된 무게 중심법을 사용하였다. 시뮬레이션은 퍼지제어기의 성능을 평가하기 위해 같은 조건하에 CTM제어기와 비교하였다. 매니플레이터에 외란 토크를 적용하지 않았을 때 두 제어기 모두 추적오차가 0에 가까웠으며, 외란토크가 0.4N 일 때 CTM제어기를 사용한 경우에는 퍼지제어기를 사용한 경우보다 시뮬레이션결과 절대 오차 합이 10배 이상 큼을 알 수 있다. 퍼지 제어기가 CTM제어기보다 외란토크의 추가시 강함을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1017-1026
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• 2012

본 논문에서는 오십견의 재활을 보다 체계적이고 효율적으로 보조할 수 있는 로봇의 개발을 소개하고자 한다. 개발된 로봇의 가장 큰 특징은 크게 두 가지로 나뉜다. 첫째, 구조적 특징으로써 로봇은 환자의 양쪽 어깨를 재활 치료할 수 있도록 설계되었고 롤, 피치, 요 축이 한 점에서 교차하도록 하여 사람과 같은 볼 조인트 움직임을 기구적으로 나타낼 수 있도록 하였다. 둘째, 기능적 특징으로써, 로봇은 두 가지 운동 모드를 가지고 있다. 첫 번째 모드는 관절재활모드로써 모션 캡처로부터 미리 얻어진 패턴대로 환자의 어깨를 운동시켜주어 어깨 관절의 운동 범위를 되찾을 수 있도록 한다. 두 번째 모드는 근육재활모드로써 환자의 움직임에 따라 로봇이 적절히 저항을 하여 근육을 강화시킨다. 이 두 가지 모드를 통하여 환자의 상태에 맞추어서 오십견 재활 보조를 체계적으로 수행할 수 있으며, 자세한 로봇개발 과정에 대한 내용을 본 논문에 서술하였다.