• 디지털융복합연구
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• 제18권12호
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• pp.543-548
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• 2020

본 연구는 다중의 동력장치를 이용하여 다수의 객체를 움직이는 키네틱 디자인작품을 제작하면서 다수의 객체를 소수의 동력장치를 이용하여 다수의 동력장치를 이용한 것 같은 다양한 움직임을 구현할 수 있게 하는 것이 목적이다. 다수의 객체를 다양하게 움직이기 위해선 다수의 동력장치를 사용하여 움직임을 나타내는 것이 일반적인 방법이나 이렇게 하면 객체만큼의 많은 동력장치를 이용해야 하며 과다한 동력장치 사용으로 비용의 상승과 작품무게가 증가하게 된다. 많은 동력장치를 움직이기 위한 많은 전력 소모를 하게 된다. 이에 소수의 동력장치로 다수의 객체를 다양한 움직임을 통해 제어할 수 있는 메커니즘을 작품에 적용하여 실험하였다. 메커니즘을 이용해 다수의 객체를 움직이면 작품의 무게와 전력 소모량을 현저하게 줄일 수 있었다. 또한, 캠의 위치와 모양을 변경한 캠샤프트 구조의 이용과 베벨기어의 이용을 통해 객체의 행과 열을 늘려 다양한 움직임을 표현할 수 있었다. 본 연구를 통해 키네틱 디자인 작품을 제작하는 많은 디자이너에게 다수의 객체를 제어하는 하나의 또 다른 방법을 제시하게 된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권11호
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• pp.74-79
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• 2021

Generally, multi-legged walking robots have excellent mobility in rough and uneven terrain, and they are deployed for the safety of rescuers in various disaster environments. However, as each leg is driven by a number of actuators, it leads to a complicated structure and high power consumption; therefore, it is difficult to put them into practical use. In this article, a new concept is proposed of a walking robot whose legs are driven by a complex linkage structure to overcome the deficiencies of conventional multi-legged walking robots. A double crank-rocker mechanism is proposed, making it possible for one DC motor to actuate the left and right movements of two neighboring thighs of the multi-legged walking robot. Each leg can also move up and down through an improved cam structure. Finally, each mechanism is connected by spur and bevel gears, so that only two DC motors can drive all legs of the walking robot. The feasibility of the designed complex linkage mechanism was verified using the UG NX program. It was confirmed through actual production that the proposed multi-legged walking robot performs the desired motion.

• 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.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권1호
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• pp.73-79
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• 2012

키오스크는 주차장, 고속도로 등에서 드라이브 스루 시스템에 적용되어, 운전자에게 다양한 서비스를 제공하고 있다. 그러나 기존의 키오스크는 서비스를 제공하기 위한 키오스크 패널이 고정되어 있어 적절한 위치에 정차하지 못할 경우 패널 조작이 어려웠다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 사용자의 위치에 따라 키오스크 패널의 위치를 능동적으로 조절할 수 있는 머니퓰레이터를 개발 하였다. 제품의 저가화를 위하여 능동관절의 수를 최소화하였으며, 평행사변형 메커니즘과 수동관절을 구성하여 부족한 자유도를 보완하였다. 또한, 스프링과 캠 기반의 안전기구를 장착하여 키오스크 패널과 사용자 사이의 충돌 안전성을 확보하였다. 실험을 통해 머니퓰레이터의 위치제어 성능과 충돌 안전성을 검증하였으며, 충돌대응 전략을 적용하여 안전하게 키오스크를 운용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.86-86
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• 2017

마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성된다. 배종율 95%, 2립 배종률 5% 성능을 확보할 수 있는 기술이 개발될 경우 세계적으로도 독보적인 기술 우위를 확보할 수 있다. 이와 같은 기본적인 기능을 구현할 수 있는 컨셉모델에 대한 설계를 수행하여 시제품개발 전 기구해석과 구조해석 등을 위한 기본설계를 수행하였다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요한데, 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되었으며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼 내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게되며, 동력 전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 한다. 파종부는 배종부에서 중간컵을 통해 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판에서 중간컵으로 이송된 마늘을 파종부의 파종컵에 받아 회전하면서 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 땅속에 마늘을 심는 원리이다. 조간조정은 7조식의 경우 초기설치시 고정되도록 설계되었으며 농촌진흥청 기계화 표준재배안에 따라 의성마늘 기준 $14{\times}14cm$(조간${\times}$주간)를 기준으로 개발하였다. 조간조정은 기계가 설치되면 조정하기 어려우므로 14cm로 설계하였으며, 주간조정은 원형배종장치의 구동기어부의 속도비로 간격을 조정할 수 있도록 기어장치를 설계하였다. 주간조정은 13에서 18cm의 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 필요에 따라 간격조절이 가능함. 마늘은 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대되며, 생육측정 실험과 동역학 해석 툴 RecurDyn을 통해 파종기의 기구학적 분석을 통한 설계반영 인자를 도출할 계획이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.527-537
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• 2016

Recent automakers are trying to be more precise with the dimension check and moving parts to guarantee high quality and satisfy customer requirements. The aim of this paper is to investigate the design tolerance suitability of door operating mechanism linked arms, lever, and cam-shaft in a mobile air handling unit. These parts are complicated because doors, arms, lever and cam-shaft are connected nonlinearly in 3D. The current tolerance analysis method poses problems in design analysis because the moving doors are reasonably suitable for the AHU function. The 3-DCS analysis method provided useful results not only in establishing the inspection criteria for the quality control of products but also in enabling economical production. As a result, the vent door had $1.62^{\circ}{\sim}1.72^{\circ}$ and the defrost door had $0.84^{\circ}{\sim}0.9^{\circ}$ for the directly connected arms operating-type. For the lever connected arm operating-type, the foot door had $2.0^{\circ}{\sim}2.24^{\circ}$ tolerance, while the tolerance values satisfied the air flow volume distribution rate criteria in the AHU. Finally, the results have confirmed the design's tolerance suitability by using 3-DCS analysis at the early design stages. Reliability can be achieved by analyzing accumulated tolerance during the sub-parts assembly process and the moving mechanism linked especially by arms, lever, and cam-shaft.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.877-882
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• 2014

국제해사기구 해양환경보호위원회에서 그린하우스가스(GHG)의 주범인 CO2 배출량 감축을 위해 선박에서 대기로 방출하는 CO2의 양을 지수화 하고자 활발한 논의가 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 선박의 주 기관에서는 전 부하영역에서 효율을 높이기 위하여 전자엔진이 사용되고 있으나, 선박용 발전기 엔진은 여전히 캠으로 연료분사와 흡 배기 밸브를 구동하는 기계식 작동엔진이 대부분이다. 또한 선박용 발전기 엔진은 선박의 과부하 방지 시스템 내에서 운전되므로 대부분의 운전은 80% 이하의 부분부하 영역에서 사용되고 있다. 따라서 100%부하에 세팅된 발전기 엔진은 부분부하에서 효율적인 운전을 위해서는 연료분사시기 재조정이 필요하다. 본 연구는 현재 운항중인 선박발전용 디젤엔진의 운용특성을 파악하여 부분부하에서 연료분사시기 재조정을 통하여 연료소비량 개선에 관한 결과를 보고 하고자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권3호
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• pp.171-179
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• 2002

운동 중에 있는 인체 무릎관절의 기능을 이해하기 위한 기구학적(Kinematic) 분석 과 동역학적(Kinetic) 분석을 행하는데 있어서 관절 표면의 기하학이 주요한 역할을 한다는 것은 잘 알려져 있다. 슬관절은 미끄러짐 (sliding)과 구름 (rolling) 운동을 고려하지 않고는 정확하게 모델 될 수 없다 본 연구에서는 미끄러짐 과 회전 운동 그리고 주요 인대 (ligament)를 고려한 3타원 인체 슬관절 모델을 제시한다 본 연구는. 슬관절의 전형적인측 평면 CT 영상의 확장으로부터 얻어진 두개의 캠 측면도를 이용하여 보다 실제에 가까운 관절의 기하학을 이용한 모델을 제시한다 개발된 모델은 보행 중 인체 슬관절을 통한 힘의 전달경로를 예측하는데 있어서 실험을 기초로 한 이전의 결과보고와 비교하여 볼 때 매우 잘 일치한다 대퇴골와 경골 사이의 접촉 점은 무릎의 굽힘이 진행되는 동안 전방에서 후방으로 이동하는데 이것은 무릎의 굽힘과 폄의 운동에 대한 전방/후방 운동의 커플링을 반영한 것이다. 본 연구에서 개발된 모델에 의하면 일회의 보행 사이클동안 경골 표면에 접촉 점의 전방/후방 이동변위는 바깥쪽 관절구 쪽이 약 16 mm 이고. 안쪽 관절구 쪽이 약 25 mm 이다 또한, 일회의 보행 사이클 동안 대퇴골 의 이동변위는 바깥쪽이 약 7 mm 그리고 안쪽이 약 10 mm 이다. 개발된 모델은, 관절의 퇴화를 진단 하는데 이용할 수 있는 가능성이 기대된다