• Title/Summary/Keyword: 조향동작

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Biomechanical Analysis of Arm Motion during Steering Using Motion Analysis Technique (동작분석기법을 이용한 조향동작에 대한 팔의 생체역학적 특성분석)

  • Kim, Young-Hwan;Tak, Tea-Oh
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.11
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    • pp.1391-1398
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    • 2011
  • Biomechanical analysis of arm motion during steering was performed using a motion analysis technique. Three-dimensional position data for each part of arm are fed into an interactive model combining a musculoskeletal arm model and the mechanical steering system to calculate joint angles and torques using inverse kinematic and dynamic analyses, respectively. The analysis shows that elbow pronation/supination, wrist flexion/extension, shoulder adduction/abduction, and shoulder flexion/extension have significant magnitudes. Sensitivity analysis of the arm joint motion with respect to seating posture and steering wheel configuration is carried out to investigate the qualitative influence of the seating posture and driver's seat configuration on the steering behavior.

Study on Improvement in Steering Performance of an Auto-Guided Tractor using a Laboratory-made HILS simulator (HILS 시뮬레이터를 이용한 자율주행 트랙터 조향시스템 개선 연구)

  • Lee, Chang-Joo;Han, Xiongzhe;Jeon, Chanwoo;Kim, Junghoon;Kim, Hakjin
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.19-19
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    • 2017
  • 자율주행 트랙터를 위한 트랙터 조향제어는 일반적으로 전자모터를 이용한 EPS(Electric Power Steering) 시스템을 스티어링 휠에 연결하여 회전변위를 변경하고 그 결과 오비트롤(Orbitrol) 밸브의 토출유량을 바꾸고 호스로 연결된 조향실린더의 변위를 조절하여 최종적으로 전방 타이어의 방향각을 변경하면서 이루어진다. 이러한 조향방식은 시스템 구조상 조향실린더와 오비트롤 밸브가 상대적으로 멀리 떨어져 있으며, 밸브 특성상 약 ${\pm}5^{\circ}$의 오버랩이 포함되어 있다. 또한, EPS의 전자모터는 관성력, 마찰, 백래시 등의 영향을 가진다. 이와 같은 복합적인 영향은 조향 응답을 느리게 만들어 상대적으로 빠른 속도에서 주행에서 추종성능이 떨어지는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 자율주행 트랙터의 조향성능 개선 연구의 일환으로 조향 HILS 시뮬레이터를 설계제작하여 조향 성능의 요인을 실험적으로 구명하고자 하였으며 이를 바탕으로 조향 시스템의 설계개선 방안을 수립하고자 하였다. 시뮬레이터는 동양물산 80 마력급 TX803 트랙터에 사용되는 오픈센터방식의 오비트롤 유압회로 시스템을 기어펌프가 장착된 AC모터로 구동되게 구성하였으며, 유량은 모터의 주파수를 조절 회전속도를 조절 변경하였다. 추가적으로 EPS와 오비트롤 조합의 조향성능을 비교 및 개선하기 위해 비례제어밸브(PVG 32, Danfoss)를 추가 장착하였다. 실제 트랙터 조향 시 나타나는 마찰저항을 모사하기 위해 부하 실린더를 구성하였으며, 조향 실린더의 부하의 크기는 부하 실린더를 폐회로를 구성하고 유량비례제어밸브를 이용한 유로의 개구량 조절을 통해 부하의 크기를 약 4000 N 까지 증가시킬 수 있도록 하였다. EPS와 비례제어밸브를 제어하기 위해 CANoe 8.0 소프트웨어를 이용하여 CAN통신 기반 가상 조향ECU를 구성하였으며 오비트롤의 기본 성능을 확인하기 위해 조향휠에 따른 실린더 동특성 및 계단 추종성능을 비례제어밸브와 비교하였다. 오비트롤 밸브는 약 ${\pm}5^{\circ}$이상 동작 시 실린더 압력이 상승하기 시작하였으며, 이후 약 ${\pm}10^{\circ}$이상 동작 시 조향실린더가 동작하기 시작하였다. 계단 추종성능실험에서는 비례제어밸브가 약 2배 이상의 응답개선을 나타냈다. 자율주행 경로추종 성능을 향상시키기 위해서는 순간적인 출력밀도가 높은 비례제어밸브를 통해 응답개선이 필요한 것으로 나타났다.

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A Wheeled Inverted Pendulum System with an Automatic Standing Arm (자동기립이 가능한 차륜형 역진자 시스템 개발)

  • Lee, Se-Han
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.25 no.6
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    • pp.578-584
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    • 2015
  • In this study a moving platform for a mobile robot that can be traveling with a full automatic standing arm was developed. Conventional mobile robots generally may equip 4 wheels or 3 wheels with a caster wheel or independent driven wheels and have good statistic stability. When a mobile robot travels on a sharply perpendicular and narrow crossroad, it may need a special steering scheme such as going forward and backward repeatedly or it is sometimes physically impossible for the robot to go through the crossroad because of the size limit. The upright running mobile robot changes its posture to the upright posture which has a small planar area and is able to go through the crossroad. The upright control which was manually performed step by step before such as sequences of uprighting (returning), checking, and balancing, is now automated.

Implementation of the Direction Indicator Algotithm for Autonomous Mobile Robot using VFF and Neural Networks (VFF와 신경망을 이용한 자율주행로봇의 조향 알고리즘 구현)

  • Jeong, Heon;Lim, Chun-Hwan;Lee, Sang-Hun
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics T
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    • v.36T no.1
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    • pp.58-63
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    • 1999
  • In this paper, We present a direction indicator algorithm for a mobile robot which uses VFF and neural networks. The structure of this neural network navigation system is composed of sensor system, backpropagation learning controllers for adjusting weight and the motion control system for real-time execution. The experimental results show that the direction indicator system operates properlv and strongly at any circumstance

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Beam Steering Antenna Using a Dipole and a Loop (다이폴 루프 결합형 빔 조향 안테나)

  • Ha, Sang-Jun;Kim, Yong-jin; Jung, Chang-Won
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.21 no.8
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    • pp.880-885
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    • 2010
  • In this paper, we propose a reconfigurable beam steering antenna using a dipole and a loop. The radiation patterns of the two antennas were cancelled or compensated, and head for the specific direction when a dipole and a loop antenna are combined at the reasonable ratio. The structure of the antenna is very simple and planar. By changing on/ off states of switches, the proposed antenna can steer the beam direction in the x-y plane. Simulation results confirmed the steering characteristic by using two imaginary switches. The proposed antenna can change the direction of the maximum gain in the x-y plane($0^{\circ}$, ${\pm}50^{\circ}$). The proposed antenna operates in 2.5~2.56 GHz(VSWR<2). It showed that peak gain of the antenna is 1.96~2.48 dBi and overall beam width of the reconfigurable antenna covers about $125^{\circ}$.

Beam Steering Antenna Using Microstrip Patch with U-Slot for Wearable Fabric Applications (의복용 U-슬롯을 갖는 빔 조향 마이크로스트립 안테나)

  • Ha, Sang-Jun;Jung, Chang-Won
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.22 no.8
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    • pp.754-760
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    • 2011
  • Reconfigurable beam steering using microstrippatch antenna with U-slot is proposed for wearable fabric applications. The proposed antenna is manufactured on a fabric substrate, and designed to steer the beam directions at the operation frequency of 6.0 GHz. The U-shaped slot and the indirect feeding-techniques are utilized in designing the proposed antenna. By the configuration of two artificial switches($S_0$, $S_1$, $S_2$) in between the indirect feed and the antenna patch, the antenna has three beam directions. The maximum beam directions are steerable in the yz-plane(${\theta}=0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $331^{\circ}$), and the overall HPBW is $115^{\circ}$. The measured peak gains are 6.11~6.69 dBi.

Local Obstacle Avoidance Method of a Mobile Robots Using LASER scanning (레이저 스케닝 센서를 이용한 이동 로봇의 지역 장애물 회피 방법)

  • Kim, Sung-Cheol;Kim, Won-Bae
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2002.06a
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    • pp.114-119
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    • 2002
  • 본 논문에서는 자율 이동 로봇의 장애물에 대한 실시간 충돌 회피 동작의 문제에 대하여, 로봇이 장애물과 충돌하지 않는 안정적인 회피 동작과 유연한 궤적 생성, 그리고 효과적인 최적의 조향 동작을 계획할 수 있게 하기 위하여 레이저 스케닝 센서를 이용한 지역 장애물 회피 방법을 제안한다. 레이저 센서를 이용한 로봇의 안전한 방향 탐색은 자율 이동 로봇이 검출할 수 있는 최대의 검출 영역에서부터 로봇의 중심점을 향해 순차적으로 임계치를 줄여가는 동안 나타나는 무충돌 안전 구간과 충돌 구간을 정의함으로서 구성된다. 제안한 안전 방향 구간 탐색에 의한 로봇의 장애물 회피 동작의 성능 실험은 최적 방향의 탐색 성능을 평가하며, 실제의 이동 로봇을 이용하여 실험한 결과에 대하여 고찰하고 결론을 내린다.

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The Design of Electronically Beam Steeling Array Antenna Using 4 Parasitic Elements (4개의 기생 소자를 이용한 전자적인 빔 조향 배열 안테나 설계)

  • Kim, Young-Goo;Choi, Ik-Guen;Kim, Tae-Hong;You, Jong-Jun;Kang, Sang-Gee
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.20 no.2
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    • pp.167-173
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    • 2009
  • This paper proposes an electronically beam steering array antenna, consisting of single fed active element and 4 parasitic elements, operating in 5.8 GHz ISM band. Beam steering can be achieved by controlling the reactance of the variable reactance control circuit connected to the load of the parasitic elements without using the high cost phase shifters. The proposed antenna realizes ${\pm}30^{\circ}$ beam scanning of E-plane and H-plane with the below -10 dB return loss in ISM band. The gain of the $6.18{\sim}7.53\;dBi$ in E-plane and $7.022{\sim}7.779\;dBi$ in H-plane is shown in the scanning range.

A Torque Ripple Mitigation Strategy of Fault-Tolerant PMSM Drive in Synchronous Reference Frame (PMSM의 고장허용 운전시 토크 리플 저감 기법의 동기좌표계 구현)

  • Byen, Byeng Joo;Cho, Y.H.;Lim, J.Y;Choe, G.H.
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2013.11a
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    • pp.44-45
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    • 2013
  • 본 논문은 3상 PMSM 동작 중 한 개의 상이 고장이 났을 경우, 2상을 통하여 고장허용 동작을 하는데 있어서 발생하는 토크 리플 저감 방법에 대하여 연구를 하였다. 기존의 방법들이 기본파 주파수로 회전하는 동기좌표계상에서 전향 보상 방식으로 교류 성분의 전류를 제어함으로써 토크 리플을 보상하는 데에 반해 제안한 방법은 기본파 주파수의 2배수로 회전하는 동기좌표계상에서 직류 성분의 전류로 토크 리플을 보상하기 때문에, 저속 운전뿐만 아니라 고속 운전시에도 그 보상 특성이 매우 우수하다. 제안한 방법은 자동차용 전동식 조향 시스템에 적용하여 그 유효성을 실험적으로 검증하였다.

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Design of SPA Antenna Using FET Switch for 2.6 GHz (FET 스위치를 이용한 2.6 GHz 용 SPA 안테나 설계)

  • Kang, Hyun-Sang;Park, Young-Il;Yong, Hwan-Gu;Kim, Byung-Sung
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.23 no.10
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    • pp.1137-1144
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    • 2012
  • In this paper, a 2.6 GHz switched parasitic array(SPA) antenna is designed to resolve the device interference in the femtocell. The designed SPA antenna structure consists of a central ${\lambda}/4$ monopole antenna as a radiator and surrounding four parasitic elements operating as a reflector or a director depending on the switching state. In addition, open state monopoles around the parasitic elements are placed to improve the directivity. The designed antenna utilizes RF FETs as switching elements instead of conventional PIN diodes, which enables beam steering with a simple structure consuming low power. To select the proper FET switch, the performance of the SPA antenna depending on the switch characteristics is analyzed. The fabricated antenna has 65 mm radius and 35 mm height, which shows about 15 dB front-back-ratio(FBR) at 2.6 GHz and enables eight-directional beam steering.