• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.43-52
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• 2014

최근, 다양한 형태의 웨어러블 컴퓨팅 디바이스와 이에 따른 응용 프로그램이 개발되고 있으며, 이들 중에서 헬스 케어의 한 영역으로 웨어러블 컴퓨팅 디바이스를 이용하여 개인의 운동량은 측정하는 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 가장 기초적인 운동인 걸음걸이 측정 알고리즘으로 중력 제거 및 백터 회전(Gravity Removal and Vector Rotation) 알고리즘을 제안하고, 이를 위한 실험으로 보행 또는 주행 중인 개인의 다양한 위치에 부착한 웨어러블 디바이스에 장착된 3축 MEMS 가속도 센서로부터 획득된 가속도 값을GRVR 알고리즘을 이용하여 걸음 수를 측정한다. GRVR은 가속도 센서로 획득된 3축 가속도 값으로 부터 중력에 의한 가속도 분은 저대역 필터를 이용하여 제거 하고, 이 후 각각의 가속도 값에서 직류 성분 제거 및 센서 축 회전 보상인 GRVR 알고리즘으로 보행 혹은 주행 중에 순수하게 걸음걸이에 의하여 발생하는 가속도 변화분 만을 추출한다. 실험 결과로 웨어러블 디바이스를 개인의 허리 중앙 혹은 우측에 부착한 경우 GRVR 알고리즘을 이용한 걸음 수 측정은 99.4%의 정확도, 또한 손목에 부착한 경우 상용 3축 가속도 만보계의 83%보다 정확한 91.1%의 정확도를 확인하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권10호
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• pp.789-796
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• 2016

The weight of an antenna system pointing satellite on the mobile platform is restricted by the weight limit of the mobile platform. The maximum power of the actuator driving the antenna system is thus limited because a high power actuator needs a heavier weight. Thus, a drive system is designed to have a low torque requirement by reducing the gravitational torque depending on gravity or acceleration of the mobile platform, including vibration, shock, and accelerated motion. To reduce the gravitational torque, the mathematical model of the gravitational torque is preferentially obtained. However, the method to directly estimate the mathematical model in an antenna system has not previously been reported. In this paper, a method is proposed to estimate the gravitational torque as a mathematical model in the antenna system. Additionally, a method is also proposed to calculate the optimal weight of the balancing weight to compensate for the gravitational torque.

• 로봇학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.11-18
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• 2017

Static balance of an articulated robot arm at various configurations requires a torque compensating for the gravitational torque of each joint due to the robot mass. Such compensation torque can be provided by a spring-based counterbalance mechanism. However, simple installation of a counterbalance mechanism at each pitch joint does not work because the gravitational torque at each joint is dependent on other joints. In this paper, a 6 DOF industrial robot arm based on the parallelogram for multi-DOF counterbalancing is proposed to cope with this problem. Two passive counterbalance mechanisms are applied to pitch joints, which reduces the required torque at each joint by compensating the gravitational torque. The performance of this mechanism is evaluated experimentally.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권1호
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• pp.48-55
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• 2011

Hydraulic excavator is one of the most widely used heavy machines in construction sites including dismantling. In the dismantling sites, the excavators equipped with crusher or breaker carry out dangerous operations, so drivers are always exposed to unexpected danger. For safety operation, remote control of the hydraulic excavator has been studied using proportional control valve, which requires an appropriate motion control of its bucket tip. In this case, kinematics and dynamics analysis have to be preceded through modeling of excavator. However, it is difficult to acquire reasonable results from the analysis due to insufficient information of physical parameters such as mass of each links and locations of mass centers, etc. This study deals with the trajectory control of bucket tip, which is based on experimental estimation of cylinder output force. The estimated forces are fed into the control of each cylinder in order to compensate gravitational and frictional effects in the cylinders. The control was applied to horizontal trajectories that are for flattening work.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권9호
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• pp.82-87
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• 2003

본 논문은 변형에너지 힌지(Strain Eenergy Hinge)를 갖는 다목적 2호기의 태양전지판 전개에 대한 지상 전개실험과 이전 논문에서 다루었던 이론적인 모델링의 타당성에 관한 연구이다. 본 연구를 위해 먼저 이론적으로 설명하기 어려운 Stopper를 갖는 SEH에 대해 실험을 수행하여 비선형 좌굴 특성을 조사하였다. 이 특성은 태양전지판의 전개속도와 전개형태에 영향을 주므로 매우 중요하다. Stopper를 갖는 SEH의 실험 결과를 바탕으로 등가 모멘트-각도 선도를 도출하였으며 이 선도를 이론 모델과 결합하였다. 지상 전개 실험은 중력의 완전한 제거가 불가능하기 때문에 지지줄을 이용해 중력 보상을 시도하고 있다. 본 연구에서는 항공우주연구원에서 수행한 지상 전개 실험의 과정과 결과를 자세히 소개한다. 지상 전개실험 결과는 이론 모델에 근거한 수치 모사 결과와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 이론 모델링의 타당성을 입증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권12호
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• pp.1141-1146
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• 2014

As life expectancy becomes longer, reduction of human muscular strength threatens quality of human life. Many robotic devices have thus been developed to support and help human daily life. This paper deals with a new type of in-wheel actuator that can be effectively used for the robotic devices. BLDC motor, drive board, brake, ARS (Attribute Reference System), and torque sensor are combined in the single actuator module. The torque sensor is used to recognize human intention and the in-wheel actuator drives walking aids in our system. Its feasibility was tested with the active walking aid device equipped with the in-wheel actuator. Based on it, we designed an admittance filter algorithm to react on uphill and downhill drive. By adjusting mass, damping, and spring parameters in accordance with the ARS output, it provided convenient drive to the old on uphill and downhill walks.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.505-510
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• 2017

본 논문에서는 다양한 견관절 장애 증상에 적용할 수 있는 보급형 상지 재활 로봇의 설계를 다룬다. 견관절의 회전에 수반되는 관절 중심의 위치변화를 추종하고, 사용자의 상지와 장치의 무게를 상쇄하는 3자유도 견관절 추종 및 중력보상 메커니즘을 구현하였다. 다양한 방향의 어깨 재활 동작을 구현할 수 있도록 구동축의 방향을 변환하는 메커니즘을 설계하여, 견관절에 대한 구동기의 상대적인 오리엔테이션을 변화시킴으로써 대표적인 5가지 견관절 동작을 수행할 수 있었다. 동시에 재활 운동 중의 견관절의 위치 변화를 추종하여 자연스러운 견관절 운동을 구현할 수 있었다. 최소의 구동기를 사용하는 보급형 로봇으로도 다양한 견관절 질환에 효과적으로 대응할 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.94-101
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• 2019

복합재료 반사판 안테나의 전개 특성을 해석 모델을 통하여 살펴보고 실험을 통하여 검증하고자 한다. 두 개의 회전 자유도를 가지며 스프링의 탄성 에너지에 의해 작동되는, 전개 메커니즘을 기반으로 반사판 안테나의 동역학적 해석 모델을 수립하였다. 유연 다물체 동역학 해석 프로그램인 ADAMS를 이용하여 패널의 전개 속도, 구조 변형 그리고 충격력을 분석하였다. 중력보상 장치를 이용하여 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)으로 제작된 안테나 패널의 전개거동 특성을 실험적으로 검증/분석하였다. 안테나 패널이 전개되는 동안 발생하는 충격 응답 및 진동 문제를 확인하고, 댐퍼를 이용하여 안정적으로 전개가 됨을 확인하였다.

• 한국HCI학회:학술대회논문집
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• 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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• pp.920-926
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• 2007

새로운 매체와 접촉 시 발생하는 거부감을 최소화 하고 별도의 학습 없이 사용 가능한 직관적 명령 전달 방식의 매개 인터페이스를 제안한다. 제안하는 매개 인터페이스는 3차원 공간에서 사용가능한 가상 마우스와 TV 리모트 컨트롤러의 기능적 결합을 목표로 하고 실버세대들에게 익숙한 매체인 펜을 형태로 삼아 개념적으로 설계되었다. 구체적인 구현은 가속도계의 신호를 분석하거나 펜촉에 레이저 포인터를 추가하여 레이저 포인터의 좌표 변화를 웹캠으로 추적, 인식하는 방법으로 구분하였고 본 논문에서는 가속도계의 경우를 소개한다. 가속도계 신호분석을 통해 마우스의 기능을 모사하고 동작을 감지하는데 발생하는 문제점과 이를 해결하기 위한 기존 연구를 분석하고 동작 중에 중력방향의 수직축이 바뀌면서 발생하는 가속도계 신호의 오류를 보상하기 위해 제안된 Zero Velocity Compensation 방법을 소개한다. ZVC의 결과에 필수적인 저주파의 시계열 신호 실시간 끝점 추출과 동시에 패턴인식을 위한 특징추출 기능을 수행하는 새로운 알고리즘을 제안하며 기존의 방법과 실험적으로 성능을 비교한다. 또한 입력된 가속도계 신호를 학습된 인식기를 통해 인식하는 기존의 연구에서 더 나아가, 마우스의 좌표변화를 짧은 시간동안 가속도 신호의 실시간 분석을 통해 모사하기 위해 변형시킨 알고리즘을 소개한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.609-614
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• 2005

Parallel manipulators have been used for a variety of applications, including the motion simulators and mechanism for precise machining. Since the ball screws used for linear motion of legs of the Stewart-Gough type parallel manipulator provide wider contact areas than revolute joints, parallel manipulators are usually more affected by frictional forces than serial manipulators. In this research, the method for detecting the frictional forces arising in the parallel manipulator using the gravitational force is proposed. First, the reference trajectories are computed from the dynamic model of the parallel manipulator assuming that it is subject to only the gravitational force without friction. When the parallel manipulator is controlled so that the platform follows the computed reference trajectory, this control force for each leg is equal to the friction force arising in each leg. It is shown that control performance can be improved when the friction compensation based on this information is added to the controller for position control of the moving plate of a parallel manipulator.