• 전자공학회논문지SC
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• 제49권1호
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• pp.47-56
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• 2012

자전거는 균형을 유지하며 빠른 속도로 주행하는 과정에서 여러 형태의 상당한 운동 에너지가 내재되어 있어, 에너지 수확기술을 적용하는데 있어 큰 장점을 갖는 이동형 플랫폼이다. 자전거에 에너지 수확 기술을 적용해 높은 출력을 얻기 위해서는 주행 중인 자전거의 운동 특성을 면밀히 관찰하고 이해하는 것이 필요하지만 실제 도로를 주행하는 자전거의 움직임을 정밀하게 측정한 연구나 이를 위한 전용의 측정 장치는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 MEMS 기반의 가속도 센서를 이용하여 주행 중인 자전거의 동적 상태를 측정하고 이를 토대로 자전거 주행에 동반되는 에너지의 특성을 분석함으로써 이에 적합한 에너지 수확 증진 기술을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 일반 자전거를 이용한 도로 주행 실험에서 주행 속도와 무관한 주파수 특성을 갖는 평균 1g 전후의 잉여 진동 에너지가 수반됨을 확인하였으며, 임의진동 에너지의 효과적인 수확을 위해 비선형 특성을 갖는 자기부상형 전자기 유도 방식의 에너지 수확기 프로토타입을 개발하였다. 개발된 에너지 수확기를 자전거에 장착하여, 휴대용 센서 및 근거리 무선 통신 모듈의 구동이 가능한 평균 1.5 mW 의 전력 생산을 검증하였다. 현재 자전거 차체의 진동분리 및 변환 효율 향상을 위한 연구가 진행 중이며, 향후 증진된 출력을 바탕으로 각종 스마트 정보 기기의 지속적인 전력공급을 위한 기반 기술이 될 것으로 기대한다.

• Composites Research
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• 제24권6호
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• pp.56-63
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• 2011

본 연구에서는 화석에너지 고갈과 환경문제로 인해 새로운 신재생에너지로 주목 받고 있는 태양전지를 대표적인 경량재료인 복합재료에 적용하기 위해 적절한 태양전지 접착 방법에 대한 연구를 진행하였다. 사용된 태양전지는 후면전극 태양전지로 에너지변환 실험실 효율이 약 24.2%인 태양전지를 사용하였다. 하지만, 실리콘계열 태양전지는 재료의 특성상 깨지기 쉽기 때문에 일반적으로 사용되고 있는 동시경화 접착법 대신 접착제를 이용한 이차 접착법을 사용하였다. 접착재료는 태양전지의 충진재 및 접착제로 사용되고 있는 EVA film 과 프리프레그의 수지인 Resin film, 그리고 탄성 접착제를 이용하여 실험을 진행 하였으며, 태양전지가 접착된 복합재료 시험편에 기계적 하중을 부가하여 접착제 종류별 태양전지의 성능변화를 측정하였다. 또한, 기계적 하중 하에서 실시간으로 태양전지의 성능을 평가할 수 있는 측정장치를 설계하여 접착재료별 파단 시점과 특성을 비교 평가 하였다. 파단면분석을 통해 태양전지 효율 감소원인을 분석하여 고찰하였다. 실험결과 태양전지의 접착방법에 따라서 태양전지의 효율이 크게 영향을 받는다는 것을 파악하였다. 또한, 탄성접착제를 사용한 접착 방법이 가장 높은 태양전지 효율 성능을 보여주고 있음을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1380-1393
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• 2010

본 논문에서는 T/R(Transmit/Receive) 모듈을 이용한 항공기용 평면형 능동 전자주사식 위상 배열(AESA) 레이더 프로토 타입을 설계, 제작 및 시험하였다. LIG넥스원은 항공기용 레이더 개발에 필요한 핵심 기술 확보를 목적으로 AESA 레이더 프로토 타입을 개발하였다. 본 프로토 타입은 복사 소자 배열, 다수의 T/R 모듈, RF 급전기, 전원 분배, 빔 조향기, 아날로그/디지털 변환기(ADC)를 가지는 소형화된 수신기 및 액냉식 냉각과 지지 구조체로 구성되어 있다. 안테나 장치는 590 mm 직경에, 536개의 능동 소자를 배열할 수 있는 크기를 가진다. 각 T/R 모듈들은 삼각 배열을 적용하여 $14.7\;mm{\times}19.5\;mm$ 간격으로 배치하였다. 송신 최대 듀티 운용시 2,310 W의 전력이 입력되며, 발열은 1,554 W를 발산하게 된다. AESA 레이더 프로토 타입은 근접 전계 챔버에서 시험하였고, 그 결과 정확하고 유연한 제어에 의한 빔 조향과 빔 형성을 제공하는 빔 패턴을 확인할 수 있었다.

• 한국과학교육학회지
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• 제33권2호
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• pp.284-309
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• 2013

본 연구는 학교 과학 탐구의 특징이 어떠한지 탐색하는 것을 목표로 하였다. 연구를 위하여, 연구진은 13개의 과학중점학교에서 운영하는 다양한 유형의 일상적 과학수업을 참관하고 녹화하였다. 연구 자료는 총 15개 수업(18차시)에 해당하는 수업 관찰 및 녹화, 교사 및 학생과 면담, 수업 지도안 및 학생 활동지 등의 문서자료로 수집되었다. 수업 녹화물과 면담 녹음자료는 즉시 전사하여 분석에 사용되었다. 자료 분석은 3단계로 이루어졌다. 1단계에서는 전체 수업 중에서 교사-학생, 학생들 간의 상호작용이 활발한 수업을 선정했다. 2단계에서는 선정된 수업의 담화를 주제의 흐름에 따라 단편으로 나눈 후 '탐구의 인지적과정' (Chinn & Malhotra, 2002)을 준거로 하여 세부적으로 분석 및 해석했다. 3단계에서는 담화의 연속선상에서 일관되게 나타나는 탐구의 특징을 조명하였다. 연구 결과는 과학적 탐구의 특징으로서, '변인조절-실험장치 개선', '실험 계획 과정(변인탐색-절차계획-변인통제-측정계획)', '(관찰)증거-설명 변환 과정', ' 증거-설명 연결의 추론 과정'이 반영된 4개 수업 사례로 제시되었다. 연구 결과를 토대로 학교과학 탐구 실제에 대한 교육적 의미가 논의되었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권10A호
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• pp.1113-1122
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• 2004

분산 컴퓨팅 기술 발달과 인터넷 이용의 확산에 따라 고속의 멀티미디어 서비스에 대한 사용자의 욕구가 날로 증가하고 있다. 이에 따라 영상, 음성 등이 포함된 대용량 정보매체를 다루는 서비스가 주로 이루어지고 있으며 망 사업자들은 이러한 대용량 정보매체의 고속 전송이 가능하도록 초고속 네트워킹 설비에 끊임없이 투자하고 있다. 이와 같은 빠른 속도의 서비스뿐만 아니라 이와 동시에 만족되어야 하는 서비스의 요건은 안정성이다. 시스템 고장으로 인하여 기반 시설이 마비될 수 있는 전자 정보 시스템은 매우 높은 가용성 및 신뢰성을 가져야 한다. 이러한 고가용성과 고신뢰성을 얻기 위하여 본 논문에서는 핫 스탠바이 스페어링 기법을 이용한 고장 감내 다중화 시스템을 제안하고 구현한다. 제안된 시스템은 일반적인 단일 모듈 시스템을 다중화 하여 고장이 발생하면 유연하게 대처하도록 하고 고장 검출 버스를 적용하여 비교를 통한 고장 검출 기능이 가능하도록 하였다. 또한 제안된 구조는 단일 모듈 시스템에 버스 변환 장치를 도입하여 보다 쉽게 고장 감내 다중화 시스템을 구현할 수 있도록 하였다. 그리고 본 논문에서 제안한 하드웨어 시스템의 성능 평가를 위하여 마코프 프로세스를 이용한 모델링을 적용하여 고가용성 및 고신뢰성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.95-101
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• 2020

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 축일로 변환하는 장치로서 상대적으로 고속 회전하면서 양력과 항력의 다양한 하중 조합과 진동에 견딜 수 있도록 내구 강도가 큰 경량의 재료를 선택하여 강성을 증가시키는 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 본 연구는 CFRP 프리프레그를 사용하여 소형 풍력 블레이드를 제작하는 경우 공정 시간을 단축하는 기술을 개발하려는 목적으로 수행되었다. QBlade 수치해석 프로그램을 사용하여 블레이드의 형상을 결정하였다. 주어진 풍속에서 바람에 의해 부가되는 양력과 항력을 계산하는 유체역학 수치해석을 수행하고, 대표적인 블레이드 구조에 대해 블레이드 외피 재료에 가해지는 폰미세스 응력을 예측하는 재료역학 수치해석을 수행하였다. 인장 강도 시험의 불확실도를 개선하기 위해 ASTM D638 규정을 수정하여 새로운 시편의 형상을 제안하였고, 기존 형상의 인장 강도와 유사한 평균값을 얻되 파단 위치의 재현성이 향상됨을 확인하였다. 일련의 실험을 통해 소형 풍력블레이드의 제작에 블래더 가압 방식을 적용하면 충분한 내구 강도를 확보하면서 공정시간을 단축할 수 있음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제26권1호
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• pp.23-29
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• 2015

본 연구에서는 뇌 종양 수술에서 다수의 광원과 빔 스플리터 모듈을 사용해 종양과 혈관의 형광영상을 동시에 검출하고 획득한 형광영상을 동일한 디스플레이 장치에 표시함으로써 시술자에게 종양과 혈관의 정확한 정보를 실시간으로 제공할 수 있는 현미경 시스템을 제안한다. 5-ALA(5-Aminolevulinic acid) 와 ICG(Indocyanine green) 의 형광영상의 동시 검출을 위해 빔 스플리터(beam-splitter : BS)모듈을 사용하였고 5-ALA는 600nm, ICG는 800nm이상의 파장 대역에서 가장 효율이 뛰어나도록 구성하였다. 빔 스플리터 모듈은 파장 대역에 따라 광학기기의 구조를 변경할 수 있고 필터를 탈, 착 가능한 구조로 설계하여 필요에 따라 빔 스플리터와 필터의 종류를 변경할 수 있으며 5-ALA 및 ICG 이외의 형광염료를 사용한 시술에서 사용할 수 있다. 빔 스플리터 모듈을 통한 형광영상은 5-ALA는 가시광역, ICG는 근적외선 영역을 검출 할 수 있는 CCD 카메라를 장착해 동일한 디스플레이에서 확인할 수 있고 획득한 형광영상은 닮음 변환(similarity transform)을 이용해 원영상과 정합하여 실시간으로 시술자에게 제공하는 시스템을 구현하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.3-8
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• 2009

척추 및 보행질환 등에서 재활과 교정을 위하여 정형외과 및 가정 등에서는 견인운동치료기를 주로 사용하고 있다. 하지만 견인운동치료기를 사용함에 있어 간혹 무리하게 사용함에 따라 인체에 문제점이 발생하고 있다. 지속적인 견인력 작용을 이용한 치료방법에 견인운동치료기를 이용하는데, 이 때 작용하는 견인력을 측정하여 운동 시간을 조절할 필요가 있다. 그러나 현재 출시되고 있는 제품에는 견인력을 측정하는 센서가 대부분이 장착되어 있지 않고 있다. 그래서 스트레인 게이지를 이용한 견인측정센서, 출력신호로서의 변환을 위한 증폭기 및 성능 검증을 위하여 측정용 실험 장치를 설계 제작하고, 이를 이용하여 견인측정센서를 실험 하였다. 견인 부하에 따른 견인측정센서의 전기적 반응치를 측정하고 분석 결과, 캘리브레이션을 통하여 센서는 선형적인 출력을 보였고 환자의 움직임 여부에 관계없이 일정하게 견인측정센서의 반응이 나타남을 알 수가 있었다. 정적인 상태에서의 실험에서 최대 에러율이 약 1%이내이고, 동적인 실험에서 평균 에러율이 약 0.7%로 나타났다. 온도 변화에 따른 견인측정센서의 최대 출력치 변화량(output variation)이 약 0.3%이므로 견인 측정용 센서로 사용 가능하다고 판단된다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제40권4호
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• pp.533-542
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• 2017

진단용 X선 영상에서 산란선은 화질을 열화시키는 주요한 원인이다. X선 장치는 필름/스크린을 사용한 아날로그 시스템부터 Imaging plate (IP) 및 평판 검출기(Flat panel detector; FPD)를 사용한 디지털 시스템으로 바뀌어 가고 있다. 그러나 산란 X선 제거를 위한 Grid는 아날로그 시대에 사용됐던 구조부터 큰 변화가 없다. 본 논문에서는 선행연구에서 고안된 산란선 제거율을 향상시키기 위한 간접변환형 평판검출기의 새로운 구조를 다양한 입사 X선을 사용하는 임상현장에서의 활용 가능성을 검토했다. 일반적으로 FPD는 3개의 층으로 구성되어 있다. 신호를 검출하는 화소와 화소 사이에는 전압을 거는 voltage line이나 데이터를 전달하는 data line과 같은 X선 불감영역이 존재한다. 선행연구에서는 이 불감영역에 정확히 맞추어 방사선 불 투과성의 납을 그물 모양으로 substrate layer에 삽입함으로서 검출기 자체가 산란선 제거 효과가 있도록 설계하였다. 새로운 구조의 임상 유용성을 평가하기 위해, 삽입된 그물 모양의 납을 입사 X선에 대해 가로, 세로성분으로 나누어 각각의 성능을 확인하였으며, 동시에 납의 높이를 변화시켜 납 높이가 성능에 미치는 영향을 영상 대조도와 grid 노출 인자를 통해 검토했다. 검출기면에 대해 대각선으로 입사한 X선($0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$)에 대해서, 입사 X선에 대해 평행한 가로성분이 세로 성분에 비해 높은 영상 대조도와 낮은 그리드 노출 인자를 나타냈으며, 세로성분의 납 높이가 높을수록 본 연구에서 고안한 검출기에 악영향을 미치는 것을 확인했다. 그러므로 본 연구에서 고안한 새로운 FPD 시스템은 FPD의 구조를 방사선검사 조건과 목적에 맞추어 최적화함으로써 임상 의료현장에서의 사용 가능성이 확인되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-7
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• 2004

본 연구는 오이수확기의 매니퓰레이터 개발을 위한 기구학적 분석을 하는 것이다. 매니퓰레이터의 정방향 기구학 및 역방향 기구학 분석을 한 후 실제 장치의 반복오차 측정실험을 통해 이론 값을 검증하였다. 매니퓰레이터는 총 세 개의 링크로서 한 개의 수직링크와 두 개의 호전링크로 구성되어져 있으며, 세 개의 스테핑 모터가 각 관절에 장착되어 링크에 동력을 전달한다. 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. D-H Parameter를 이용하여 정방향 기구학에 의한 매리퓰레이터의 변환 연산자를 얻었다. 역방향 기구학의 해는 두가지로 나타났으며 삼각함수를 이용하여 해를 구하였다. 매리퓰레이터의 반복오차를 측정한 검증 실험에서는 X, Y, Z축에 대하여 반복 오차가 최대 2.60mm, 2.05mm, 1.55mm로 나타났으며, 정방향 및 역방향 기구학에서 오차의 최대지점 및 최소지점의 실제 좌표는 일치하였다. 반복오차 측정 결과는 매리퓰레이터의 목표지점인 오이의 직경에 비해 비교적 작게 나타났다. 측정오차는 실험중 발생한 실험오차로 판단된다. 매니퓰레이터의 오차를 줄이고 작업능률의 향상을 위해서는 링크의 수를 줄이고 오이의 품종 및 재배환경을 고려하여야 하며, 경량이면서도 견고한 재료를 사용하여 하중을 줄여야 한다.