• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.4
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• pp.343-352
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• 2016

A multi-rotor vehicle is an unmanned vehicle consisting of multiple rotors. A multi-rotor vehicle can be categorized as tri-, quad-, hexa-, and octo-rotor depending on the number of the rotors. Multi-rotor vehicles have many advantages due to their agile flight capabilities such as the ability for vertical take-off, landing and hovering. Thus, they can be widely used for various applications including surveillance and monitoring in urban areas. Since multi-rotors are subject to uncertain environments and disturbances, it is required to implement robust attitude stabilization and flight control techniques to compensate for this uncertainty. In this research, an advanced nonlinear control algorithm, i.e. sliding mode control, was implemented. Flight experiments were carried out using an onboard flight control computer and various real-time autonomous attitude adjustments. The feasibility and robustness for flying in uncertain environments were also verified through real-time tests based on disturbances to the multi-rotor vehicle.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.10a
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• pp.267-268
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• 2006

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.3
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• pp.241-250
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• 2011

The new gerotor developed in this paper has an inner rotor in which a circular arc is inserted between the hypocycloid and epicycloid curves, whereas the outer rotor is designed using the simulation results for the rotor and a modification method. The new gerotor has no cusps and loops and no limit on the eccentricity. We increase the average flow rate by adding a new design parameter, $\gamma$, which is the inclined angle of the inner rotor at the intersection of the hypocycloid and the circular arc. A calculation method to calculate the chamber area is also developed. This method can also be used to calculate the flow rate and flow rate irregularity when the contact points are unknown. The control of eccentricity and $\gamma$ is expected to lead to an efficient rotor.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.25 no.4
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• pp.398-404
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• 2015

In this paper, we describe the design and performance of a prototype multi-rotor unmaned aerial vehicle( UAV) platform featuring an inertial measurement unit(IMU) based autonomous-flying for use in bluetooth communication environments. Although there has been a fair amount of study of free-flying UAV with multi-rotors, the more recent trend has been to outfit hexarotor helicopter with gimbal to support various services. This paper introduces the hardware and software systems toward very compact and autonomous hexarotors, where they can perform search, rescue, and surveillance missions without external assistance systems like ground station computers, high-performance remote control devices or vision system. The proposed system comprises the construction of the test hexarotor platform, the implementation of an IMU, mathematical modeling and simulation in the helicopter. Furthermore, the hexarotor helicopter with implemented IMU is connected with a micro controller unit(MCU)(ARM-cortex) board. The micro-controller is able to command the rotational speed of the rotors and to get the measurements of the IMU as input signals. The control simulation and experiment on the real system are implemented in the test platform, evaluated and compared against each other.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.11
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• pp.1383-1389
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• 2011

Gerotor-type volumetric displacement pumps are suitable for oil or water hydraulics. For this reason, many researchers have studied this topic. Gerotor pumps have been widely used in various fields. In this study, we designed a rotor profile based on an envelope of a family of curves. An analytic method for determining the volumetric displacement of the gerotor pump is verified by comparing a result obtained using CAD technology and an experimental result. Throughout the experiment, the flow rate performance was verified. In addition, we describe the design and volumetric displacement characteristics of the gerotor pump.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.14 no.spc
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• pp.22-30
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• 2020

Composite rotor blades for rotorcraft have an intrinsic vulnerability to foreign object impact from its inherent structural characteristics of insufficient strength in the thickness direction, which may easily lead to internal structure damage. Therefore, defects and strength reducing effects caused by foreign object impact should be considered in fatigue evaluation of composite blades. For this purpose, the flaw tolerant safe-life and fail-safe concepts were adopted in fatigue evaluation since 1980s, and recently those concepts have been replaced by the damage tolerance concept. In this paper, the relevant standards for fatigue evaluation are analyzed focusing on fiber reinforced composite rotor blades used in rotorcraft. In addition, fatigue evaluation procedure of composite blades considering impact damages is proposed by reviewing the practices implemented through domestic development projects.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.61-61
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• 2018

본 연구에서는 전자 플로터 시스템의 관한 것으로, 특히 수표면 위에서 작용하는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않으면서 물의 흐름방향에 순응하여 이동할 수 있도록 함으로써 정확한 유속 측정이 가능하도록 한 연직 다 지점 GPS 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법을 제시하였다. 일반적으로 대기나 해양, 하천 등에서 유동 유체의 유동상태를 파악하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다. 이 같은 연구에서 유체의 유동 특성을 파악하기 위해 시뮬레이션을 통한 모델링을 하는 것이 한 방법이나, 이는 실제 유체가 유동하는 환경에서 발생되는 요인들을 나타내기 위해서는 한계가 있기 때문에 실제 측정을 통한 검증만큼 실제적이진 못하였다. 본 연구의 유속 측정 장치는 GPS 수신기를 탑재한 GPS 전자플로터가 수표면에 부유하고 라인으로 연결된 수중 추진부인 가이드볼, 중량보강부재로 구성되어져 있다. 기존 연구의 GPS 전자플로터는 1구형으로 표면유속만 측정 할 수 있었고 바람, 파도와 같은 외부영향에 대한 단점이 있었다. 이를 보완하기 위해 연직 다 지점 GPS 전자 플로터를 개발하였으며 이는 수표면 위에서 가해지는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않고, 하측에서 지지해주는 가이드볼이 물의 흐름에 의해 자연스럽게 자전할 수 있도록 구성되어져 보다 원활하게 물의 흐름에 순응하여 이동하고 수심에 따라 가이드볼 개수를 조절할 수 있기 때문에 대하천에서 운용이 가능하다. 이러한 유속 측정 장치 개발은 접근의 위험성과 안정성이라는 장점을 가지고 있으며 대하천 및 중소하천에서도 다양하게 운용이 가능하다. 또한 화학유출사고와 같은 문제가 많이 발생하는 요즘 화학사고와 관련된 연구들에 많은 도움이 될 것으로 사료된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.49 no.10
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• pp.821-828
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• 2021

Quadrotors relatively smaller and lighter than other aircraft have a disadvantage of being sensitive to the external disturbances. In order to solve this disadvantage, many studies have been conducted by various control techniques robust to disturbances. In this paper, CMGs (Control Moment Gyros) introducing relatively large control torque with an identical amount of electric powers are applied to cancel the external disturbances. Two CMGs are considered to control the attitude of quadrotors so that a multi-copter installed with two CMGs and four rotors are introduced for this work. Finally, to verify the control performance of the proposed system by the CMGs, a numerical simulation conducted in the given harsh environment.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.8
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• pp.713-721
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• 2014

In Europe and USA, new programs called GRC(Green Rotorcraft) and SRW (Subsonic Rotary Wing program) respectively, have been currently underway for developing the next generation rotorcraft. The final goal is to develope fuel-efficient/environmental-friendly tilt-rotor civilian rotorcraft, which can partly replace short-range regional aircrafts. Also for safe operation, the new rotorcraft technology is cooperated with the new air transport management(ATM) system, called SESAR(Single European Sky ATM Research) and NextGen(Next Generation Air Transport System) in Europe and USA. In addition to achieve the final goal, the tilt-rotor aircraft, they are trying to improve the performance of conventional helicopters by adopting more efficient propulsion system, active rotor system, and reducing internal and external noise. Especially in GRC program of Europe, the environmental factors such as noise, fuel efficiency, reduction of emission gas(CO2, NOx), are focused for the new technologies.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.