• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.62-62
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• 2017

모터와 스크류를 이용한 경량 식혈기를 처음으로 개발함에 따라 실제 산림의 식재 시험에서 발생될 수 있는 것은 감속기와 스크류의 연결부분의 파괴이다. 이 감속기 축의 파괴는 토양내부의 큰 자갈로 인해 스크류가 낄 경우 식재봉을 좌우로 흔들게 되면 가장 취약한 부분인 스크류와 감속기의 연결부위에 가장 강한 모멘트가 걸리게 된다. 물론 작업자의 부주위가 원인이기도 하지만 감속기(K6G30C. Korea)의 축 지름이 8mm이므로 식재봉을 좌우로 흔들면 굽힘파괴가 일어날 가능성이 높다. 감속기의 축이 파괴가 되지 않게 하는 방법은 재료의 강도가 높은 새로운 감속기를 찾은 일과 기존 감속기의 축을 굽힘응력에 안전하게 대응할 수 있게 설계를 하는 방법이 있다. 본 연구에서는 전자에 대한 조사와 동시에 후자에 대한 설계와 제작을 수행하여 기 제작된 경량식혈기와 비교 분석하였다. 스크류 축의 굽힘응력에 대한 대응 방법으로 감속기 축의 보강방법은 감속기 축에 식재봉으로 부터 굽힘응력이 직접 전달되지 않게 하기 위해 모터 하우징의 하부 위치에 감속기 축을 감싸는 Radial Bearing을 결합하였다. 그리고 스크류의 축은 상단의 지름을 크게 키운 상태로 감속기의 축에 연결하는 방법으로 설계하였다. 이때 식혈봉으로 부터 걸리는 모멘트는 스크류의 상단 지름에 걸리게 되는데 상단부는 모터 하우징의 하단과 단단하게 결합함으로써 감속기 축을 보호하게 되고 또한 감속기 축의 길이에서 Bearing과 스크류 상단부 큰 지름이 각각 반반씩 보호하는 형태로 설계하였다. 이와 같이 감속기의 축을 보강한 경우 종전의 식혈기보다 무게가 무거워지게 된다. 즉, 1차 식혈기 무게는 3.38kgf, 2차 시작기는 3.28kgf, 축 강도가 보강된 3차 시작기는 무게가 3.87kgf로 증가되었다. 따라서 종전보가 약 600g 증가되어 다소 무거운 느낌이 들었다. 여기서 리듐 폴리머 배터리와 가방의 무게 3.23kgf를 부가하면 1차, 2차, 3차 시작기의 무게는 각각 6.61kgf, 6.51kgf, 7.1kgf로 나타났다. 따라서 굽힘응력에 대한 보강의 방안으로 설계된 무게 과다가 현장 시험에서 작업자의 피로도 증가와 작업의 비효율성이 예상되어 포트묘의 현장 식재시에 이에 대한 평가를 수행하여 비교 분석할 예정이다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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• pp.277-281
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• 2000

본 논문에서 생체실험용 대형 2축 자기장 발생장치를 설계하였다. 생체실험 대상이 유동적이지 않고 홀더(holder)내에 고정될 경우 이는 방향성(orientation)의 논란이 불가피하며 이 영향을 줄이기 위해 각 축에 4개씩 총 8개의 코일을 사용하여 2축 4중코일 구조로 장치를 설계하였다. 원하는 특정 자기장에 대한 권선수 및 전류치를 결정하기 위해 정육면체 구조의 자기장 발생장치를 원통형으로 근사화시켜 간소하게 수식을 유도하였으며 각 코일의 최적위치 및 최적 권선비는 별도의 최적화 시뮬레이션을 통하여 수치를 추출하였다. 이렇게 얻어진 수치들을 MATLAB으로 제작한 시뮬레이터에 적용하여 설계 조건과 동일하게 모델링한 발생장치 주변에서의 자기장 분포를 시뮬레이션 해보았으며, 각 축에서의 균일도를 평가하여 균인 자기장 분포영역 또는 사용가능영역을 도출하였다. 장치해석 결과, 임의의 기준 자기장에 대해 약 5%의 오차범위를 인정할 경우, 최소 60% 이상의 사용가능영역을 확보할 수 있었으며, 이 영역 내에서는 고도의 균일 자기장이 분포함을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.251-252
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• 2008

본 연구는 6축 초중량물 핸들링로봇의 제어 성능을 구현하기 위해 전체적이 로봇의 제어에 가장 중요한 요소인 2축과 3축만을 가진 2축으로 된 실험용 로봇을 설계 제작하고 모션 제어기를 직접 설계하여 드라이브를 토크모드로 설정하고 구동실험을 수행하였다. 제어기로는 DSP를 사용하였으며 이는 초중량물을 핸들링하기 위해서는 샘플링주기를 작게 하기 위함이다. 해 연산 실행 속도가 빠른 DSP를 이용하였다. DSP와 AC 서보모터 드라이브 간의 인터페이스를 설계 제작 하였으며, PI제어기 알고리즘을 설계하여 직선보간 알고리즘에 적용함으로써 최종목적인 가반하중이 600Kg급 부하에도 강한 초중량물 핸들링 지능형 6축 로봇의 실현을 위해 원하는 경로를 부하의 영향에 받지 않는 고속 고응답성을 구현할 수 있는 2축 로봇제어에 대만 실험을 수행하였다. 속도, 위치제어에 대한 알고리즘으로는 PID 제어기를 사용하였다. 본 연구의 의의는 초중량물 핸들링 로봇의 제어에 있어서 로봇의 설계 및 제작이 최적화되어 있다면 작은 부하용 로봇의 제어와 크게 다를 바 없음을 보여주는데 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.63-71
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• 2003

본 논문에서는 유연우주비행체의 강인 선회기동을 위한 슬라이딩 모드 제어기법에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 유연우주비행체의 1축 선회기동을 위한 선회목표각, 목표각속도 및 중앙동체와 유연부착물 사이에 작용하는 내부 반력 모멘트를 포함하는 슬라이딩 평면을 설계하였다. Lyapunov 제어기법과 비교한 결과 두 제어기법 모두 공칭 시스템에 대한 명령 추종성을 확인하였으며, 특히 슬라이딩 모드 제어기법의 적용결과 시스템 파라메터의 변동 및 외란의 영향에도 좋은 제어결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 1축 선회제어 결과를 확장하여 임의의 3축 선회기동을 수행할 수 있는 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였다. 3축 선회기동 제어를 위해 쿼터니언을 이용하여 비행체의 자세를 결정하였고, 3개의 축 각각에 대해 설계된 슬라이딩 평면으로부터 선회기동시 발생하는 각 축간의 커플링 효과를 고려하여 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기는 효과적인 3축 선회기동을 수행할 수 있음을 수치 시뮬레이션을 통해 보여주고 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.470-479
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• 1993

노심설계의 검증을 통하여 설계의 신뢰성이 확인되며 이는 발전소 운전의 안전성과 경제성을 향상시킬 수 있는 발판이 된다. 본 기고문은 국산핵연료가 장전되었던 영광 2호기 4주기의 운전자료 중에서 핵설계와 관련한 인자의 측정치를 설계치와 비교 분석하고 평가하였다. 비교대상이 된 핵 특성인자는 반응도 관련 자료인 임계붕소농도, 제어봉가, 등온온도계수 및 감속재온도계수 둥이고 출력분포 관련자료인 핵반응률 분포, 집합체 출력분포, 반경방향 첨두출력 F_ $\Delta$H/$^{N}$ , 축방향 출력분포, 축방향 첨두출력 Fq(z) 및 노심 평균 축방향 출력편차(AO)등이다. 이들 인자들에 대한 설계치는 측정치와 잘 일치하였으며, 모두 안전성 관련 제한치이내로 만족함을 확인하였다. 또한 운전자료의 비교 분석을 통하여 후속주기의 핵설계에 반영할 수 있는 근거를 마련하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.259-267
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• 2004

우리주변에서도 많이 존재하고, 현재 시공중인 강골조 구조물이 대부분 강 연성축을 고려하지 않고 일방향 쪽으로만 시공하고 있는 것이 현실이다. 이로 인하여 재료가 과다로 쓰여지고 있으며, 같은 재료를 강 연성 축의 배치만 잘 하여도 구조물의 안전성과 경제성 측면에서 탁월하다는데 착안하였다. 또한, 국내 강구조물의 대부분이 허용응력설계법을 이용한 과다설계로, 다른 설계법으로의 전환이 필요하다고 생각되어 본 논문을 수행하게 되었다. 현재 기둥의 강 연성축 배열은 미국시방서 AISC-LRFD에 일부 기술되어 있을 뿐, 구체적인 효율성과 경제성에 관해서는 미흡한 상태이다. 본 연구에는 3차원 강뼈대구조물에서 기둥의 강 연성 축 배치와 브레이스의 배치, 브레이스의 연결방법 및 각국의 시방코드별로 수행한 최적설계를 비교하여 보다 향상되고 합리적인 최적설계의 방향을 제시하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.96-101
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• 2011

본 연구에서는 수평축 조류발전용 터빈 블레이드 설계 및 성능평가가 가능하도록 블레이드 끝단 손실모델을 고려한 블레이드요소 운동량 이론을 적용하여 설계를 수행함으로써 관련 설계기법을 확립하였고 최종적으로 설계 및 성능평가를 위한 국산 소프트웨어의 개발을 완료하였다. 개발된 성능평가 소프트웨어인 MCT-Blade V2.0을 통해 2MW급 블레이드 설계 및 성능평가를 수행하였으며, ANSYS FLUENT 상용코드를 이용하여 BEMT에 의한 성능평가 결과의 타당성을 검증하였다. 2.5m/s 정격유속에서 BEMT에 의한 기계적 출력은 2,121kW로써 전기적 출력을 만족하였지만, CFD에 의한 기계적 출력은 1,901kW로써 목표출력에 다소 부족한 결과를 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.189-200
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• 2017

C형 및 H형 단면의 구조벽체는 고층 건물에서 횡력저항시스템으로 널리 이용된다. 이러한 이형벽체는 축력과 함께 x축 및 y축에 대한 2방향 휨모멘트를 동시에 받으므로, 안전한 벽체설계를 위해서는 휨-압축 상호작용을 정확히 고려해야 한다. 이 연구에서는, 대칭단면을 갖는 기둥을 위하여 개발된 기존 등하중법을 수정하여, 2방향으로 재하된 C형 및 H형 벽체를 위한 근사설계방법을 제안하였다. 다양한 단면형상을 갖는 이형벽체에 대하여 2방향 모멘트강도를 계산할 수 있는 단면해석 프로그램을 개발하고, 실험결과와 비교를 통하여 프로그램의 정확성을 검증하였다. 또한 개발한 프로그램을 사용한 변수연구를 통하여, C형 및 H형 이형벽체 단면에 대한 2축 상호작용 특성을 분석하였다. 분석 결과, C형 및 H형 이형벽체의 2축 상호작용은 모멘트 방향과 압축력 크기에 의하여 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 변수연구를 통하여 일정한 압축력에서 2축 모멘트강도의 상관관계를 나타내는 정규화된 컨투어 설계식을 제안하였다. 또한 실무에서 쉽게 활용할 수 있도록, 제안된 컨투어 설계식을 사용한 이형벽체 설계절차와 설계예제를 제시하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제12권2호
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• pp.41-47
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• 1996

고속에서 작동하는 공기동압 스핀들을 개발하기 위해 축방향 하중을 포함하여 설계와 관련된 문제들을 살펴보았다. 협곡이론에 근거한 지배방정식을 사용하였고, 차분법을 사용하여 해석하였다. 설계인자인 홈의 형상, 홈의 각도, 회전수, 그리고 편심량 등을 사용하여 축방향과 원주방향의 압력분포를 수치해석적으로 구하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.9-17
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• 2018

지구 관측용 소형 위성카메라의 경우, 중대형 위성에 비해 상대적으로 약한 구조 안정성으로 인해 열악한 발사환경 및 우주환경에서 광부품의 정렬오차가 발생하기 쉽다. 발생한 정렬오차는 위성카메라의 광학 성능 저하를 유발시킨다. 본 연구에서는 소형 위성 카메라의 정렬오차를 보상하기 위하여 3축 포커스 메커니즘을 제안하였다. 이 메커니즘은 3개의 압전 작동기로 구성되어 x-축, y-축 틸트 및 디스페이스(De-space) 보정을 수행할 수 있다. 포커스 메커니즘의 설계 요구조건은 슈미트-카세그레인(Schmidt-Cassegrain) 타입의 목표 광학계 설계에서 도출되었다. 부경 정렬오차 보상을 위하여 부 반사경의 뒤에 포커스 메커니즘을 부착하여 부경의 3축 운동을 제어하였다. 이 때 파면오차로 인한 광학 성능 저하를 최소화하기 위한 플렉셔를 Box-Behnken 실험계획법을 통하여 설계하였으며, ANSYS를 이용하여 파면오차 해석을 수행하였다. 제작된 포커스 메커니즘은 작동기의 수학적 모델링, PID 제어기 설계, 서보 제어실험을 통해 서보성능을 검증하였다.