• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.78-83
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• 2007

The paper focuses on the establishment of optimized bucket path planning and trajectory control designated for force-reflecting backhoe reacting to excavation environment, such as potential obstacles and ground characteristics. The developed path planning method can be used for precise bucket control, and more importantly for obstacle avoidance which is directly related to safety issues. The platform of this research was based on conventional papers regarding the kinematic model of excavator. Jacobian matrix was constructed to find optimal joint angles and rotation angles of bucket from position and orientation data of excavator. By applying Newton-Raphson method optimal joint angles and bucket orientation were derived simultaneously in the way of minimizing positional errors of excavator. The model presented in this paper was intended to function as a cornerstone to build complete and advanced path planning of excavator by implementing soil mechanics and further study of excavator dynamics together.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권1호
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• pp.37-43
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• 2020

An intelligent excavator can be divided into Machine Guidance (MG), semi-automatic, and unmanned by technology. The MG technology excavator is equipped with a tilt sensor on each link of the excavator and a GPS is installed on the excavator body to inform the user of the position of the excavator bucket end. Machine control (MC) technology that assists the user's work can be divided into semi-automatic and fully automatic technology. The semi-automatic MC equipment has already been commercialized by Komatsu and Caterpillar. The MC excavator is equipped with an electro-hydraulic system, sensors and controllers to control the excavator bucket end according to the user's needs. In this study, the semi-automated excavator modified based on manual excavator, is equipped with an electro-hydraulic system, a controller system, multi-sensors and a control algorithm is developed to assist in excavation work such as leveling and grading. By applying the developed technology, it was possible to confirm productivity improvement compared to manual digging and leveling work. In the future, further research to improve the accuracy of the hydraulic precision control and collaborative work with heterogeneous construction equipment such as dump truck and automated collaboration tasks technology could be developed.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.479-480
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• 2008

• 한국건축시공학회지
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• 제10권4호
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• pp.105-112
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• 2010

현재 건설 산업에서 나타나고 있는 숙련공 부족 현상, 기술자의 고령화 문제, 안전상의 문제 등을 해결하기 위한 대안으로써 자동화 건설기계들의 개발 요구가 점점 늘어나고 있다. 특히 토공작업은 매우 기계 의존적인 작업이기 때문에 자동화 건설기계의 개발과 관련된 연구가 많이 이루어지고 있으며, 자동화 굴삭기를 개발하는 데 있어서는 안전을 확보하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 토공작업을 효율적으로 할 수 있도록 토공작업 시 작업환경의 안전을 위해, 레이저센서를 이용하여 자동화 굴삭기의 안전관리 시스템에 활용하기 위한 장애물 탐지 기술을 개발하고자 한다. 또한 요소기술로 선정된 레이저 센서의 입증된 성능을 바탕으로 여러 대의 센서를 동시에 구동하는 전방위 탐지 기술 개발을 목적으로 하였고, 굴삭기 장착 실험의 이전 과정으로 전방위 탐지 기술에 대한 토공사 현장에서의 기능테스트 및 사용자 인터페이스 작동 실험을 실시한다. 이는 자동화 굴삭기의 안전관리 시스템에 적용 가능한 기술로써 활용될 수 있을 것이다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권1호
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• pp.31-37
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• 2024

In this study, to prevent accidents in underground facilities during excavation, we developed a Lv.3 automated control system that can be configured as an electronic control system without changing the existing hydraulic system in a general excavator and utilized digital map information of underground facilities. We aimed to develop a strategy to prevent accidents caused by operator error. To implement this, a real-time excavator bucket end position recognition and control system was developed through angle measurement of the boom, arm, and bucket using an electronic joystick, RTK-GPS, and angle sensors. In addition, excavators are large, machine-based equipment, and it is difficult to control overshoot due to inertia with feedback control using position recognition information of the bucket tip. Therefore, feed-forward control is used to calculate the moving speed of the bucket tip in real-time to determine the target position. We developed a technology that can converge and verified the performance of the developed system through actual vehicle installation and field tests.

• 한국건축시공학회지
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• 제8권4호
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• pp.71-77
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• 2008

Earthwork is very equipment-intensive task and researches related to automated excavation have been conducted. There is an issue to secure the safety for an automated excavating system. Therefore, this paper focuses on how to improve safety for semi- or fully-automated backhoe excavation. The primary objective of this research is to develop the core technology for automated object detection in excavation work. In order to satisfy the research objective, a diverse sensing technologies are investigated and analysed in terms of functions, durability, and reliability. The authors developed detecting algorithm for the objects using laser sensor and verified its performance by several tests. The results of this study would be the basis for developing the automated object detection system.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.579-580
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• 2009

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.93-100
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• 2013

다품종 소량생산이 보편화 되면서 하나의 생산라인에서 여러 종류의 제품을 교대로 생산하는 혼류생산방식이 보편화 되었다. 하지만 흐름라인 방식의 혼류생산에서는 필연적으로 작업장 간의 공정시간 불균형이 존재한다. 따라서 이러한 공정불균형에 의한 대기의 낭비를 최소화하기 위하여 기존의 흐름생산방식에서 셀생산방식으로 전환하는 시도가 빈번하게 발생한다. 본 논문에서는 굴삭기 부품을 생산하는 혼류흐름라인 방식의 자동화 로봇 용접라인을 FMC 개념의 직선형 셀방식으로 전환하는 과정에서 타당성 검토를 위해 시뮬레이션을 수행한 사례연구 결과를 소개한다. 분석결과 26.7%의 생산량 증가와 55% 이상의 리드타임 감소효과가 예상되었다. 또한 향후 제품 생산비율의 변화에 따른 민감도분석을 수행하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.343-346
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• 2007

최근 제조업의 자동화 및 로봇기술의 발전은 건설업에서 고도의 자동화 기술이 매우 유용할 수 있음을 보여주고 있다. 그러나 첨단기술의 일부만이 건설업에 적용되고 있는데 이것은 작업의 위치가 수시로 변경되고 재료, 장비 및 작업자가 항상 움직이는 건설현장의 특성 때문이다. 단지개발과 같은 토공작업은 매우 반복적이고 지루한 작업이며 많은 건설장비가 필요한 작업이기 때문에 자동화 기술을 적용하기에 좋은 후보분야이다. 본 논문에서는 자동화 토공을 위하여 옥트리 모델을 이용하여 작업환경을 모델링하고 효과적인 굴삭기 플랫폼 이동계획을 생성하는 방법을 제시하고 있다. 굴삭기 플랫폼의 이동경로를 생성하기 위하여 숙련된 작업자와 공사관리자의 노하루를 제안된 토공작업계획 모델에 반영하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.373-376
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• 2007

현재 건설 산업에서 나타나고 있는 숙련공 부족 현상, 기술자의 고령화 문제, 안전상의 문제 등을 해결하기 위한 대안으로 자동화 건설기계들의 개발 요구가 점점 높아지고 있다. 이러한 요구에 따라 본 연구에서는 효율적인 토공작업을 가능하도록 하고 안전성을 보장할 수 있는 안전관리시스템 개발의 선행연구로서 굴삭기 주변 장애물 탐지를 위한 개념 알고리즘을 개발하여 그 적용방안을 제안하고자 한다. 또한 이를 통해 자동화 굴삭기 개발에 있어 기반기술을 개발하고, 더욱 안전한 건설 환경 조성에 일조할 수 있을 것으로 사료된다.