• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.601-607
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• 2013

본 논문은 Matlab/simulink 기반 휠로더 시뮬레이션 모델의 개발과 검증에 대한 논문이다. 휠로더 시뮬레이션 모델의 개발 및 검증은 실제 휠로더의 생산단계에 앞서 휠로더의 성능을 평가하고 개선하기 위한 목적을 두고 있다. 휠로더 시뮬레이션 모델은 전체적으로 주행부/유압부 동력전달계 모델, 주행부/작업장부 동역학 모델을 포함한 4 가지 모델로 나뉘어져 있다. 휠로더의 주행 및 작업성능을 평가하고 개선하기 위해서는 언급된 4 가지 모델의 통합 시뮬레이션이 필요하며 통합된 시뮬레이션 모델은 성능평가 외의 연료효율의 최적화, 하이브리드 시스템 및 지능형 휠로더 모델의 개발로써 작업효율 향상에 기여할 수 있을 것이다. 본 논문에 제안된 시뮬레이션 모델은 주행부와 작업부 실험 데이터와의 비교를 통해 검증 되었다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제5권2호
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• pp.115-126
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• 2017

본 논문은 특수 차량용 동력 전달계 부품인 구동축의 가속 수명 시험을 수행하는 것이다. 동력 전달계 부품의 수명 평가를 위하여 사용환경의 주행 부하 스펙트럼의 데이터가 필요하나, 특수 차량의 경우 부하 스펙트럼을 구할 수 없는 경우가 대부분이다. 따라서, 본 논문에서는 차량 데이터와 특수 주행로 조건에 기반하여 주행 부하 로드 스펙트럼을 모델링하고 시뮬레이션 하였다. 가속 수명 시험에는 역승 모델을 적용하였고, 마이너 법칙을 사용하여 등가 토크를 구하였으며, 구동축 가속 수명 시험을 위하여 교정 가속법을 사용하였다. 피로시험은 세 수준의 스트레스로 수행하였으며, 사용자 스트레스 수준의 수명은 외삽법을 사용하여 예측 하였고, 실제 시험 결과와 부하 스펙트럼 데이터와의 비교로 수명을 검증하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제52권6호
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• pp.127-138
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• 2018

본 연구에서는 국내에서 주로 사용되는 채소 정식기를 대상으로 전체적인 작동 특성을 분석하였다. 식부장치 거동에 영향을 주는 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 식부장치의 링크 구조를 기구적으로 분석하고 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 식부호퍼 극하단점의 궤적을 분석하였다. 또한 엔진회전속도 및 식부변속단수 변화에 따른 주간거리를 도출하고 필드시험을 통해 검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 10개의 링크와 13개의 회전 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며 각 부분들은 4절 링크식으로 구성되어 있었다. 링크장치의 거동에 의해 식부호퍼는 일정한 자세를 유지하면서 연직 방향으로 묘를 심어준다. 동력은 엔진을 통해 주행부 및 식부로 전달되었으며 식부장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 428.97mm, 261.20mm로 나타났다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.150-155
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• 2018

국내 논 작업의 기계화율은 약 90% 이상 되었지만, 밭 작업의 기계화율은 약 60%이며, 수확작업의 기계화율은 10%내외로 밭 작업의 기계화율의 제고가 필요한 실정이다. 그러므로 본 연구는 트랙터 부착 수확작업기 개발을 위한 기초연구로써 마늘, 양파 등 땅속작물수확기의 견인작업에 따른 트랙터 차축의 부하 신호를 측정하고 주행속도에 따른 차축 소요 동력을 분석하였다. 밭 작업용 트랙터 차축의 소요 동력을 측정하기 위하여 휠 센서와 데이터 수집 시스템을 설치하였으며, 두 개의 작업속도에서 견인작업을 수행하며 소요 동력을 계측하였다. 계측한 데이터는 일원 분산분석을 수행하여 트랙터 주행 속도가 차축 소요 동력에 미치는 영향을 분석하였다. 소요 동력 분석 결과, 트랙터 부착 작업기의 작업속도가 증가할수록 트랙터의 소요 동력이 증가됨을 알 수 있었으며, 트랙터 동력전달시스템의 최적설계를 위해서는 다양한 수확작업에 따른 소요동력 분석이 필요함을 알 수 있다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권4호
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• pp.113-124
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• 2019

본 연구에서는 국내 밭작물 재배농가에서 주로 사용되는 캠방식 채소 정식기를 대상으로 작동특성 및 식부장치 작동 메커니즘 분석을 수행하였다. 정식기의 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 주행속도 및 주간거리 단수 변화에 따른 최대 및 최소 작동주기를 도출하였다. 이를 바탕으로 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하여 식부호퍼 극하단점의 궤적 및 조건별 주간거리를 도출하였으며 필드시험을 통해 실제 주간거리와 비교 검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 13개의 링크와 17개의 회전 조인트 및 1개의 하프 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며, 각 부분들은 캠과 링크장치들의 복합구조를 갖는다. 식부장치 요소들의 연속적이고 반복적인 운동에 의해 식부호퍼는 지면과 연직인 자세를 유지하며 묘를 안정적으로 정식한다. 동력은 엔진과 변속기를 통해 주행부 및 식부장치로 전달되었으며 식부장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 약 900 mm 및 350 mm이다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.59-64
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• 2024

본 연구에서는 초소형 특수목적형 전기자동차에 적용 가능한 초소형 변속기에 대한 연구를 진행하였다. 일반적으로 전기자동차에서는 다단 기어형태의 변속기를 삭제하고 모터의 출력을 제어하거나 감속기를 통해 초기 구동력을 확보한다. 그러나 전기카트나 경형 전기자동차와 같은 초소형 차량에서는 배터리 용량이 상대적으로 적기 때문에 적재 상태에 따라 주행 거리가 감소하거나 모터에 부하가 가해질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CVT(Continuously Variable Transmission)의 변속 메커니즘을 적용하여, 구배 상태나 적재 상태와 같은 필요한 상황에서 변속이 가능한 고단 0.625와 저단1.6의 기어비를 갖는 2단 구조의 감속기를 개발하였다. 선정된 기어비를 기반으로 변속기를 설계하고, 개발된 변속기의 동력 전달 효율을 검증하기 위해 시험기를 제작하였다. 이 시험기를 통해 변속기의 회전 속도와 부하량을 변화시키며 동력 전달 효율 특성을 확인하고, 변속과 구동 시 발생되는 발열 특성도 확인하였다. 그 결과를 토대로 CVT구조를 갖는 2단 구조의 변속기를 개발하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권2호
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• pp.154-164
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• 2011

본 연구는 우리나라 험준한 급경사 지형의 단목중심의 목재생산시스템 등에 적합하고 사방사업, 임도사업 등의 다양한 산림작업에 유용하게 활용할 수 있는 다목적의 반궤도식 산림작업차 개발을 목적으로 실시하였다. 산림작업차량의 기본 차체는 최소회전반경 설계기준과 작업도 폭을 고려하여 차체프레임부의 총길이는 5,750 mm, 차체의 폭은 1,900 mm, 적재부의 적재용량은 약 $2.5m^{3}$으로 설계 제작하였다. 동력원은 3,400 rpm의 최대 96마력 출력의 엔진을 선정하였으며, 유압펌프는 2개의 주펌프와 2개의 보조펌프로 나누어 선정하고, 주펌프는 전후좌우 4개의 주행용 유압모터에 사용하고, 보조펌프는 각종 작업기에 사용하도록 설계 제작하였다. 동력전달방식은 HST(Hydro-Static Transmission) 시스템을 적용하였고, 주행부는 조향가능한 전방 고무바퀴와 무한 궤도형으로 회전하는 후방 크롤러로 설계 제작하고, 조향방식은 애커만 조향방식을 채택하였다. 주행조작부는 일반 자동차의 운전 및 운전석 형태로 설계 제작하였으며, 보조장치로 윈치와 로그그래플 및 아웃트리거를 장착하였다. 시작기의 공차시 임도의 주행속도는 저속 5.3 km/hr, 고속 7.7 km/hr로 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.78-78
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• 2017

현재 국내에 공급되고 있는 잡곡류 수확기는 보행형 예취기, 탈곡기 위주의 저능률 기계화 수준으로 고능률의 콤바인 수확기 개발이 필요하며, 특히 잡곡류가 소규모 경작지의 영세농가 위주로 재배되어 저가격의 소형 콤바인 수확기 개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 소규모 밭의 두류 및 잡곡 수확작업에 적응성이 뛰어나며, 농기계 임대사업소의 활용도를 높일 수 있고, 여성과 고령자도 쉽게 운전할 수 있어 수확작업의 노동력을 크게 절감할 수 있는 저가격의 25kW급 자주식 소형 콤바인을 개발하고자 시작기를 설계 제작하였다. 시작기의 주요부로 엔진은 25kW/2600rpm 3기통 디젤엔진을 탑재하였으며, 동력전달부는 주변속 3단, 부변속 2단의 선택맞물림 기어식의 변속장치를 이용하였다. 주행부는 궤도형으로 조향클러치와 습식 원판식 제동장치를 채용하였다. 전처리부는 선단거리 1700 mm의 디바이더와 상하좌우 수동 조절되는 회전속도 약 42 rpm의 정오각형 릴로 구성하였으며, 전처리부의 최대 승강높이는 740 mm이었다. 작물이송부는 돌기부착 오거와 체인컨베이어로 구성되어 있으며, 탈곡부는 단동형 축류식의 직경 440 mm, 길이 1180 mm의 급동과 높이 65 mm, 지름 10 mm의 46개 강봉형 급치, 격자형 수망으로 구성하였으며, 회전속도는 약 325 rpm으로 작동하도록 하였다. 선별 정선부는 요동 송풍선별식으로 곡립판, 볏짚체, 곡립체, 송풍팬으로 구성하였고 송풍팬의 회전속도는 약 850 rpm, 요동진동수는 약 5.8 Hz로 작동하도록 하였다. 곡물이송부와 재처리부는 수평이송 외경 103 mm, 수직이송 외경 110 mm의 피치가 모두 82 mm인 스크류컨베이어를 이용하였으며, 곡물탱크는 용량이 250 로 2개의 배출구로 곡물을 포대에 담도록 하였다. 그 외 시작기는 운전조작부, 유압장치부, 전기장치부 등을 갖도록 설계 제작하였다. 전체적인 기체의 크기는 길이${\times}$폭${\times}$높이 $3935{\times}1900{\times}2440mm$이었으며, 기체 중량은 약 1753 kg이었다. 콩 대상 기초 성능시험 결과 시작기의 작업속도는 약 0.5 m/s, 작업능률은 약 11 a/h로 나타났다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.