• 제목/요약/키워드: Air motor

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소형 이동 로봇을 위한 회전형 보이스 코일 구동기 개발 (Design of Rotating Moving-Magnet-Type VCM Actuator for Miniaturized Mobile Robot)

  • 신부현;이승엽;이경민;오동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1529-1534
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    • 2013
  • 전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 자석 타입 보이스 코일 구동기를 소형 이동 로봇을 위해 개발하였다. 1개의 자석과 1개의 코일 그리고 1개의 요크로 이루어진 간단한 구조이다. DC 모터와 같이 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 성능을 예측하였고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 자석과 코일 사이의 공극에 따른 성능을 예측하였다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 60Hz 에서 공진 주파수를 가지고 주파수 대역폭이 80Hz를 가짐을 확인하여 모델링을 검증하였다. 그리고 정적으로 1.5V 입력 전압으로 약 20 deg의 회전을 확인하였다. 제안된 구동기는 개루프 제어가 가능하여 회로 구성을 간단히 할 수 있다.

전자식 EGR밸브 제어기법에 관한 연구 (A study on the electronic EGR valve control method)

  • 최상윤;이상훈;이선봉
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.2594-2602
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    • 2014
  • 최근 환경오염에 대한 경각심이 높아지면서 대기오염의 원인인 자동차 배기가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라 자동차의 배기가스 규제를 만족하기 위해 각국의 자동차회사와 엔진 메이커에서 관련 기술 개발이 활발히 일어나고 있다. 이러한 자동차의 배기가스를 줄이고자 고안된 것이 배기가스 재순환 시스템이다. 배기가스 규제가 점차 엄격해지면서 보다 신속하고 정밀한 제어를 위하여 전자식 모터나 솔레노이드 밸브를 사용하는 시스템의 사용이 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라 배기가스 저감과 시스템의 성능 및 효율 향상을 위한 요소부품의 최적화가 필요할 뿐만 아니라, 요소부품의 설계 및 제작기술 확보를 통한 전자제어식 시스템 최적설계기술개발이 필요하다. 본 논문에서는 배기가스 재순환을 위한 전자식 EGR밸브의 위치제어응답성을 적용한 제어로직과 실험결과를 통해서 제시하고자 한다.

궤적 구동 미세입자 분사가공 시 표면 형상 가공 특성 및 가공 조건 (Surface-shape Processing Characteristics and Conditions during Trajectory-driven Fine-particle injection Processing)

  • 이형태;황철웅;이세한;왕덕현
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권10호
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    • pp.19-26
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    • 2021
  • In fine-particle injection processing, hard fine particles, such as silicon carbide or aluminum oxide, are injected - using high-pressure air, and a small amount of material is removed by applying an impact to the workpiece by spraying at high speeds. In this study, a two-axis stage device capable of sequence control was developed to spray various shapes, such as circles and squares, on the surface during the micro-particle jetting process to understand the surface-shape micro-particle-processing characteristics. In the experimental device, two stepper motors were used for the linear movement of the two degree-of-freedom mechanism. The signal output from the microcontroller is - converted into a signal with a current sufficient to drive the stepper motor. The stepper motor rotates precisely in synchronization with the pulse-signal input from the outside, eliminating the need for a separate rotation-angle sensor. The major factors of the processing conditions are fine particles (silicon carbide, aluminum oxide), injection pressure, nozzle diameter, feed rate, and number of injection cycles. They were identified using the ANOVA technique on the design of the experimental method. Based on this, the surface roughness of the spraying surface, surface depth of the spraying surface, and radius of the corner of the spraying surface were measured, and depending on the characteristics, the required spraying conditions were studied.

무인 항공기 이착륙을 위한 베벨 기어 기반 수평 유지 스테이션의 개념 설계 (Conceptual Design of Bevel Gear-based Leveling Station for Take-off and Landing of Unmanned Aerial Vehicles)

  • 함제훈;박상현;정명수;김상호;이재열
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제25권4_2호
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    • pp.655-662
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    • 2022
  • Recently, with the increase in the use of UAV(unmanned aerial vehicles), research on horizontal maintenance stations that can take off and land in various environments has been actively conducted. These stations can safely land UAV through multiple DOF(degrees of freedom) or at least 2-DOF-based actuator actuation. Among them, many researchers are dealing with the multi-DOF stewart platform due to its high safety. However, the stewart platform requires high-precision control technology because it requires a lot of torque to actuate according to the load action. Therefore, in this paper, to solve the mentioned problem, a bevel gear-based 2-DOF horizontal maintenance station system is proposed. The proposed system is configured to prevent damage due to air resistance when maintaining ships and to install it in a small space. Also, in terms of system configuration, the bevel gear-based horizontal maintenance system has the main advantage of being able to take off and land UAVs of various sizes through the replacement of station pads. The driving of the system consists of a simple form that can control the motor by adjusting the rotation speed of the motor according to the sea waveform.

EV 상용차용 히트펌프 시스템 냉방 운전 특성에 관한 연구 (A Study on Performance Characteristics of Heat Pump System on Cooling Mode for Light-duty Commercial Electric Vehicles)

  • 전한별;김정일;원헌주;이호성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.69-75
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 EV 경상용차에 적용되는 히트펌프 시스템에 대한 냉방 성능 특성을 실험적으로 분석하는 것이다. EV 경상용차가 운전되는 냉방 운전조건인 외기온도 35 ℃, 내기온도 25 ℃ 상황에서, 히트펌프 시스템의 냉방 특성을 분석하고자, 냉각수의 온도조건, 전동식 압축기 회전수 조건 변화에 대해서, 실험을 진행하였고, 그 결과를 분석하였다. 전동식 압축기 회전수가 증가할수록 냉방 성능이 평균 8.0 %가 증가하였고, 전동식 압축기 소비전력은 27 %가 증가하여서, 시스템 효율은 16.4 %가 감소하는 결과를 보여주고 있다. 전자장비 냉각을 위한 냉각수의 폐열을 활용하기 위하여서, 냉매랑 냉각수가 열교환 하는 칠러를 본 시스템에 적용하였다. 칠러에 적용되는 냉각수의 온도를 35 ℃에서 55℃로 변화시켰을 때, 응축 열원의 증가로 인하여서, 시스템 효율이 평균적으로 18.2 %가 떨어지는 결과를 보여주고 있다. 냉각수 유량 변화 측면에서, 운전 조건을 변화시켰지만, 냉방 성능에는 큰 변화를 보이고 있지 않았다. 향후, 냉각수 폐열을 사용하여서, 히트펌프 시스템에 대한 난방 성능 향상을 위한 연구가 필요한 상황에서, 관련 연구에 추가 할 예정이다.

대기오염에 의한 폐암 및 만성폐색성호흡기질환 -개인 흡연력을 보정한 만성건강영향평가- (Lung cancer, chronic obstructive pulmonary disease and air pollution)

  • 성주헌;조수헌;강대희;유근영
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제30권3호
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    • pp.585-598
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    • 1997
  • Background : Although there are growing concerns about the adverse health effect of air pollution, not much evidence on health effect of current air pollution level had been accumulated yet in Korea. This study was designed to evaluate the chronic health effect of ai. pollution using Korean Medical Insurance Corporation (KMIC) data and air quality data. Medical insurance data in Korea have some drawback in accuracy, but they do have some strength especially in their national coverage, in having unified ID system and individual information which enables various data linkage and chronic health effect study. Method : This study utilized the data of Korean Environmental Surveillance System Study (Surveillance Study), which consist of asthma, acute bronchitis, chronic obstructive pulmonary diseases (COPD), cardiovascular diseases (congestive heart failure and ischemic heart disease), all cancers, accidents and congenital anomaly, i. e., mainly potential environmental diseases. We reconstructed a nested case-control study wit5h Surveillance Study data and air pollution data in Korea. Among 1,037,210 insured who completed? questionnaire and physical examination in 1992, disease free (for chronic respiratory disease and cancer) persons, between the age of 35-64 with smoking status information were selected to reconstruct cohort of 564,991 persons. The cohort was followed-up to 1995 (1992-5) and the subjects who had the diseases in Surveillance Study were selected. Finally, the patients, with address information and available air pollution data, left to be 'final subjects' Cases were defined to all lung cancer cases (424) and COPD admission cases (89), while control groups are determined to all other patients than two case groups among 'final subjects'. That is, cases are putative chronic environmental diseases, while controls are mainly acute environmental diseases. for exposure, Air quality data in 73 monitoring sites between 1991 - 1993 were analyzed to surrogate air pollution exposure level of located areas (58 areas). Five major air pollutants data, TSP, $O_3,\;SO_2$, CO, NOx was available and the area means were applied to the residents of the local area. 3-year arithmetic mean value, the counts of days violating both long-term and shot-term standards during the period were used as indices of exposure. Multiple logistic regression model was applied. All analyses were performed adjusting for current and past smoking history, age, gender. Results : Plain arithmetic means of pollutants level did not succeed in revealing any relation to the risk of lung cancer or COPD, while the cumulative counts of non-at-tainment days did. All pollutants indices failed to show significant positive findings with COPD excess. Lung cancer risks were significantly and consistently associated with the increase of $O_3$ and CO exceedance counts (to corrected error level -0.017) and less strongly and consistently with $SO_2$ and TSP. $SO_2$ and TSP showed weaker and less consistent relationship. $O_3$ and CO were estimated to increase the risks of lung cancer by 2.04 and 1.46 respectively, the maximal probable risks, derived from comparing more polluted area (95%) with cleaner area (5%). Conclusions : Although not decisive due to potential misclassication of exposure, these results wert drawn by relatively conservative interpretation, and could be used as an evidence of chronic health effect especially for lung cancer. $O_3$ might be a candidate for promoter of lung cancer, while CO should be considered as surrogated measure of motor vehicle emissions. The control selection in this study could have been less appropriate for COPD, and further evaluation with another setting might be necessary.

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과수 농작업자 농약노출량 산정법 제안 (The proposal for pesticide exposure estimation of Korean orchard farmer)

  • 홍순성;이제봉;박연기;신진섭;임건재;류갑희
    • 농약과학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.281-288
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    • 2007
  • 본 연구는 우리나라 과원에서 농작업자 농약노출량의 산정방법을 제안하기 위하여 수행되었다. 우리나라 농작업자의 농약 노출량을 산정하기 위한 벤치마킹 모델로써 UK-POEM을 제안하였다. 그러나 이 모델은 영국에서 자국의 농작업자에 대한 농약 노출량을 산정하기 위한 모델이므로 우리나라 농작업자의 농약노출량 산정에 직접이용 하기에는 1일 농약살포 기기 및 면적, 살포시간, 살포물량 등에서 많은 차이점이 있다. 따라서 우리나라 과수농업의 현실을 반영하기 위하여 UK-POEM의 구동방법을 분석하곤 우리나라 과원의 농약 살포기기, 1일 농약살포 시간, 1일 농약살포 면적, ha당 농약살포 물량 등을 204농가 4351 농약사용 건수에 대하여 조사하였다. 과원에 농약 살포를 위하여 사용되는 살포기기를 분석한 결과 SS기(speed sprayer)가 64.9%이었고, 동력분무기(Motor sprayer)가 33.9% 사용되는 것으로 조사되었다. 또한 1일 농약살포시간을 조사한 결과 SS기, 동력살포기 모두 4시간 이상 작업하는 농가가 가장 많았고, 1일 농약 살포 면적은 SS기의 사용 시 4 ha를 작업하는 농가가 95%이었으며, 동력분무기를 이용하는 농가는 하루 1 ha를 처리하는 것으로 나타났다. 이러한 조사 결과를 바탕으로 UK-POEM을 근간으로 한 우리나라 실정에 맞는 노출시나리오를 작성하였다. SS기의 경우 약제의 살포방법 면에서 유사한 UK-POEM의 "Tractor-mounted/trailed broadcast air-assist sprayer: 500 L/ha"에 1일 작업면적 4 ha, 1일 농약살포 시간 6시간, 피부흡수율 10%를 대입할 것을 제안하였다. 동력분무기의 경우 UK-POEM의 "hand-held rotary atomizer equipment(2.5 L tank). Outdoor, high level target" 시나리오의 내용을 조금 변형한 400 L tank에 대한 시나리오를 작성하여 살포액의 조제시 노출량을 계산할 것과 1일 작업면적 1 ha, 1일 농약살포 시간 6시간, 피부흡수율 10%를 대입할 것을 제안하였다.

고속철도차량의 EMB 적용을 위한 3상 IPMSM의 설계 및 제동압부력 제어 (A Design Method of Three-phase IPMSM and Clamping Force Control of EMB for High-speed Train)

  • 백승구;오혁근;곽민호;김석원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.578-585
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    • 2018
  • 본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

ISO 12219-5 (Static chamber법)를 이용한 모듈내 구성부품별 VOCs 영향도 분석 (VOCs impact factor analysis of unit components in Part assembly by ISO 12219-5 method)

  • 이신종;장혜진;곽동환;김만구
    • 분석과학
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    • 제27권6호
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    • pp.284-291
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    • 2014
  • 차량 실내 공기질 대응 프로세스는 두 단계의 시험 방법으로 이루어져 있다. 먼저 모듈 부품평가를 통해 차량 실내 VOCs의 주요 원인을 찾고, 절단 시험편을 이용하여 VOCs가 주로 방출되는 소재를 찾는다. 만약 VOCs가 주로 방출되는 소재를 확인 시, 소재 개선을 통해 차량과 모듈 부품에서 방출되는 VOCs를 줄일 수 있다. 하지만 기존의 절단 시험편을 이용한 시험법은 VOCs 원인을 찾는데는 절단면에서의 방출 문제가 있기 때문에, 구성 부품 단위의 평가방법 적용이 필요하다. ISO 12219-5 시험 방법은 부품 절단없이 평가를 하기 때문에 소재 및 표면적의 영향이 함께 고려되어, 모듈 부품에서 구성 부품의 VOCs 영향도 확인이 가능하였다. 트림과 콘솔의 구성부품 평가를 통해 모듈내의 주요 원인 부품을 확인할 수 있었다. 또한 ISO 12219-5 모듈 부품 시험법과 구성 부품 시험법간의 정량적 상관관계 규명을 통해 품질관리를 위한 관리값을 설정할 수 있었다.

무선진공청소기 팬 모터 단품의 유량성능 향상과 공력소음 저감을 위한 임펠라 최적설계 (Optimal design of impeller in fan motor unit of cordless vacuum cleaner for improving flow performance and reducing aerodynamic noise)

  • 김건우;유서윤;정철웅;서성진;장철민
    • 한국음향학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.379-389
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    • 2020
  • 본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품의 유량 및 소음성능을 향상시키기 위하여 무선청소기 유로를 통하여 공기를 흡입하는 임펠라에 대한 최적설계를 수행하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 비정상, 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)에 기초하여 해석하였다. 예측한 유동장 정보를 입력값으로 Ffowcs-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 사용하여 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 유량과 소음에 대한 수치해석 결과를 실험을 통해 측정한 팬 모터 단품의 P-Q 곡선과 음압 스펙트럼과 비교하여 사용한 수치방법의 유효성을 확인하였다. 수치해석결과로부터 임펠라 날개의 코드방향 중간부분의 급격한 곡률 변화로 인하여 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존의 임펠라를 재설계하여 와류를 개선하고자 하였다. 2인자 반응표면방법을 사용하여 최대유량과 최소소음을 나타내는 입·출구 뒷젖힘각(sweep angle)을 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 유량성능과 소음성능이 개선됨을 확인하였다.