• 한국항해항만학회지
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• 제28권3호
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• pp.199-205
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• 2004

라디에이션(radiation) 문제를 해결하기 위해서 중합격자법을 개발하였다. 중합격자계는 이동격자계와 고정격자계로 이루어져 있으며, 이동격자계는 운동하는 물체에 적용되어 운동하는 물체와 동시에 이동된다. 이러한 수치계산법은 자유표면 부근에서 운동하는 몰수평판에 작용하는 라디에이션 유체력을 계산하는데 응용되었다. 현재의 수치계산법에 의한 결과는 실험값 및 선형포텐셜 이론에 의한 결과와 상호 비교하였으며, 수치계산의 신뢰성을 확인하였다. 그리고, 몰수평판에 작용하는 비선형 점성감쇄효과에 대하여 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.8-17
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• 1992

3차원 자유형상 물체인 선형의 정의에는 여러 방법이 있으나 선형의 기하학적 특징을 나타내는 형상계수들의 조합으로 선형을 표현하는 형상계수방법이 전산기의 이용과 함께 주목받고 있다. 그러나 종래의 형상계수방법은 실제 선형 설계시 여러가지 문제점을 노정시킴으로 본 논문에서는 자유형상 물체의 수학적 표현에 매우 적합한 B-spline곡선과 형상계수 방법을 접목시켜 선형생성을 시도했다. 응용예로서 Bulk carrier선형을 표현한 결과를 보였으며, 기존선형과 도출선형을 비교하여 본 연구의 실용 가능성을 검토했다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권1호
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• pp.1-13
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• 2005

Kinematics of grasping and manipulation by a multi-fingered robotic hand where multi-fingertip surfaces are in contact with an object is solved. The surface of the object was represented by B-spline surfaces in order to model the objects of various shapes. The fingers were modeled by cylindrical links and a half ellipsoid fingertip. Geometric equations of contact locations have been solved for all possible contact combinations between the fingertip surface and the object. The simulation system calculated joint displacements and contact locations for a given trajectory of the object. Since there are no closed form solutions for contact or intersection between these surfaces, kinematics of grasping was solved by recursive numerical calculation. The initial estimate of the contact point was obtained by approximating the B-spline surface to a polyhedron. As for the simulation of manipulation, exact contact locations were updated by solving the contact equations according to the given contact states such as pure rolling, twist-rolling or slide-twist-rolling. Several simulation examples of grasping and manipulation are presented.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.217-222
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• 2017

지구 중력장 내에 위치한 물체는 연직 아래 방향의 힘을 받고 있다. 중력장 내에서 물체의 운동을 기술하기 위하여 운동상태 방정식을 이용한다. 자유 낙하하는 물체를 해석할 때 기준 방향은 연직 하방을 +y으로, 연직위로 던져 올린 물체를 해석할 때 기준방향은 연직상방을 +y으로, 연직 아래로 던져 내린 물체를 해석할 때, 기준 방향은 연직 하방을 +y으로 선택하여 해석함이 일반적이다. 이 논문에서는 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 연직 상방 또는 하방 두 경우를 방향으로 선택하여 구성한 벡터 운동 상태 방정식(vector kinematics equations)을 해석의 결과가 서로 일치함을 제시한다. 두 벡터의 스칼라 곱 (즉, 도트 곱)을 이용하여 물체의 상태 방정식를 해석한 예는 선행 연구에서 거의 찾아볼 수가 없다. 이 결과를 이용하면, 수평면의 방향 또는 빗각을 이루는 방향의 초속도로 던져 올리거나 던져 내린 물체의 운동 상태를 해석하기 위하여 연직 기준 방향을 상방 또는 하방으로 임의 선택할 수가 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.816-824
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• 2010

본 논문에서는 쓰레기 이송관로내의 물체에 작용하는 힘을 분석하고 그 물체의 운동방정식 확립하였다. 그 운동방정식은 1계 비선형 미분방정식이 되며 이것의 일반해를 이용하면 쓰레기 이송관로내 물체의 속도를 구할 수가 있다. 물체의 속도는 엘보우와 같은 쓰레기 이송관로의 곡선부에서 내벽의 충돌속도가 되므로 충돌시 물체의 운동에너지를 계산할 수 있고, 따라서 필요한 내벽의 충격강도를 알 수가 있다. 하나의 예로써 쓰레기 이송관로내 공기의 속도가 30m/sec일 때 물체의 속도를 계산하여 그래프로써 나타내었으며, 이것으로부터 물체가 내벽에 충돌할 때의 운동에너지를 계산할 수 있도록 하였다. 또한 용융주조 현무암 튜브를 철강파이프 내면에 보호벽으로 씌운 복합재료 파이프에 추를 자유낙하시켜 충격을 주는 방식으로 충격시험을 한 결과를 제시하였으며, 그 결과에 의하면 용융 주조 현무암 튜브는 쓰레기 이송관로의 내면 보호벽으로 충분한 충격강도를 가지는 것이 판명되었다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권5호
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• pp.221-228
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• 2022

인공지능 기술의 적용으로 로봇이 실생활에서 효율성 높은 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 단순 반복적 작업을 하는 산업용 매니퓰레이터와 달리 서비스 로봇 분야에서 장소의 제약 없이 단독으로 또는 협업하여 사용하기 위한 6자유도 로봇 팔의 설계방법과 지능적인 물체 검출 및 이동 방법을 제시하고 성능을 검증하였다. 로봇 팔에 포함된 임베디드 보드의 ROS 환경에서 깊이 카메라와 딥러닝을 이용하여 로봇팔은 물체를 검출하고, 역기구학 해석을 통해 물체 영역으로 이동한다. 또한 물체와 접촉 시 힘센서 값의 분석을 통해 물체를 정확히 잡고 이동하는 동작이 가능하게 하였다. 제작한 로봇 팔에 대한 성능검증을 위하여 딥러닝과 영상처리를 통한 물체의 정확한 위치 산출, 모터 제어 및 물체 분리에 대한 실험을 하였으며, 실제 동작 여부를 확인하기 위하여 카페에서 흔히 사용하는 다양한 컵들을 분리하는 실험을 수행하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.131-139
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• 1992

본 연구에서는 Dommermuth and Yue(1987)의 고차 스펙트럴법에 새로이 물체 포텐셜을 도입하여 물체와 자유표면과의 비선형 상호작용 문제를 다룰 수 있는 새로운 수치해법을 개발하였다. 또한, 이를 이용한 2차원 수치 파수조(numerical wave tank)에서 잠수 주상체의 조파저항문제와 규칙파군을 얻기 위한 조파 및 소파문제를 적용예로 다루었다. 계산예들을 통하여 초기의 물체운동이 급격히 시작되면 상당한 과도파를 유발하여 유용한 결과를 얻는데 실제적인 장애가 됨을 보였고, 초기의 점진적인 구동에 의해 이를 억제할 수 있음을 보였다. 본 수치해법은 자유표면의 분할요소수를 N이라 할때 계산량이 NlogN에 비례하여 증가하는 매우 효율적인 수치해법이며, 앞으로 그 활용이 기대 된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.507-514
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• 2022

가정에서 사람을 보조하기 위해 이동과 작업이 모두 가능한 모바일 매니퓰레이터의 필요성이 커지고 있다. 본 논문에서는 크기가 작고 낮은 가격으로 구성할 수 있는 모바일 매니퓰레이터를 개발하기 위해 모바일 로봇에 탑재할 수 있는 소형 매니퓰레이터 시스템을 개발하였다. 개발한 매니퓰레이터는 4자유도를 가지며, 끝단에 그리퍼와 카메라를 부착하여 물체의 인식과 인식한 물체에 대한 작업 수행이 가능하다. 개발한 매니퓰레이터는 수직 방향의 선형 이동이 가능하여 상대적으로 높이 위치한 사람의 손에 물건을 전달하거나 협업을 수행하는 데 유리하다. 개발한 매니퓰레이터의 4자유도 동작을 위한 4개의 액츄에이터를 매니퓰레이터의 베이스에 가깝게 배치하고 매니퓰레이터의 회전 관성을 줄임으로써 매니퓰레이터의 작업 중 안정성을 높이고 모바일 매니퓰레이터의 전복 위험을 낮추었다. 개발한 매니퓰레이터의 끝단에 위치한 카메라에서 RGB 영상을 획득하고 영상처리를 통해 물체를 인식하여 목표한 위치로 옮기는 픽 앤 플레이스 동작을 시험하였으며 로봇의 작업영역(workspace) 내에서 성공적으로 동작함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.607-616
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• 2019

항공우주비행체 정적구조시험을 위한 과하중 방지를 위해 사용되는 하중제한밸브(LLV)의 파일럿 스테이지의 주요 구성품들에 대한 자유물체도 분석을 수행하였다. 이 분석을 통하여 유압작동기의 동일한 힘에서 일관성있게 포펫 개방되도록 하기 위해서는 파일럿스테이지에 있는 두 포펫의 직경비($(D_2)^{ten}/D_2)^{comp}$)가 작동기의 피스톤 면적비($A_{comp}/A_{ten}$)와 동일해야만 한다는 것을 보였다. 실험실에서 외산으로 수입하여 사용하고 있는 4개의 서로 다른 하중제한밸브의 포펫들 형상을 측정하고 대응되는 4개의 다른 용량을 갖는 유압작동기들의 피스톤 면적비들로부터 위의 분석결과가 타당함을 확인하였다. 두 개의 다른 파일럿스테이지로 수행한 "조절자 분해능시험들"의 결과들로부터 조절자 각 회전에서 얻은 Fi(포펫개방 순간의 작동기 힘)의 최대 표준편차는 각 평균값으로부터 0.3KN이고 표준편차를 각 평균값으로 나눈 무차원값으로 분석하면 최대편차는 3.7%이다. 이 결과로 부터 동일 포펫 직경비를 갖는 두 개의 파일럿스테이지들의 포펫은 각 조절자 회전에 대해 Fi/(평균 Fi) 값이 +/- 3.7% 범위에서 일관성 있게 개방되고 있음을 확인하였다. 위의 편차는 포펫 O-링의 마찰력으로부터 유발되는 것임을 보였다. 부가적으로 파일럿스테이지의 다른 주요부품인 포펫 스프링과 조절자의 주요설계인자들도 식별하였고 이들의 결정과정도 본 연구에서 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.261-266
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• 1995

본 연구에서는 자기부상시스템에 대해 흡인식 자기부상방식을 채택하고 쇠구슬에 대한 운동을 상하 1자유도로 가정하여 운동방정식을 세운다. 이때 전자석이 자기 부상력은 전자석에 흐르는 전류와 인덕턴스의 함수라 가정하고, 모델의 불확실성은 자기부상계의 운동 방정식으로부터 선형화 할 때 발생하는 오차 및 파라미터 변동으로 생각한다. 또한 모델의 불확실성이 존재하더라도 정상편차 없이 부상하는 서보제어계를 설계한다. 그런데 저자등은 강인성 문제 및 정상편차 없는 것에 역점을 두어 H$_{\infty}$ 제어이론에 기초한 1형 로바스트 서보 제어기를 구하여 자기부상 시스템의 안정화 제어계로써 적용한 적이 있다. 이때 중심해 이외의 해를 이용하여 설계한 서보 제어계는 자기부상계의 과도상태시에 일어나는 오버슈트를 줄일 수 없었다. 따라서 시스템 내부 안정화를 위하여 H$_{\infty}$ 제어이론에 의해 설계된 피드백(feedback) 제어기와 물체가 부상할 때 오버슈트를 줄이고 제어량이 목표치에 잘 추종하기 위해 설계된 피드 포워드(feed forward) 제어기로써 2자유도를 갖는 제어계를 설계한다. 이렇게 설계한 2자유도 제어계를 가지고 모의 응답실험과 본 연구자들이 만든 자기부상 시스템의 실험결과를 비교함으로써 설계된 제어기의 타당성을 조사한다.