• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.464-469
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• 2001

This work provides the biomechanical evaluations of a manual wheelchair with a bi-directional driving system. The new propulsion strategy can be accomplished by employing a special gear system that converts the oscillatory motion of a handrim into the unidirectional output motion of a wheel. A main feature of the forward. backward propulsion is to supply continuous driving torque without break. Motion. analysis has been performed through 2-dimensional image processing for measuring the kinematic properties of the upper arm and fore arm. Then, the inverse dynamics analysis has been done for obtaining the joint torques, the handrim forces and input/output powers. Results show that the output power by the forward. reverse propulsion is almost twice as much as that by conventional propulsion. Also, the new propulsion is expected to reduce the fatigues and injuries at arm joints by employing more muscle groups for movement. In conclusion, the forward. reverse propulsion can greatly improve the performances of manual wheelchairs by providing better mobility as well as by guaranteeing several advantages from a biomechanical viewpoint. Future development of a manual wheelchair optimized for the bi-directional propulsion will further improve the propulsion performances.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.108-116
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• 2023

본 논문에서는 복합재료로 제작된 구조물의 유지보수 자동화를 위한 소형 매니퓰레이터 플랫폼 개발을 위해 기구학적 설계와 다물체 동역학 해석을 수행하였다. 매니퓰레이터의 기구학적 설계를 수행하기 위해 기존복합재 보수 공정을 고려하였다. 보수용 패치 적층 공정을 고려하여 매니퓰레이터와 엔드 이펙터의 기본 제원을 선정한 뒤 3-D 설계를 수행하였다. 이후 보수공정을 고려한 역기구학 해석을 통해 시뮬레이션 및 제어에 필요한 변수를 MATLAB에서 생성하였다. 플랫폼의 구조안정성 평가를 위해 Altair Inspire와 Optistruct를 통한 다물체 동역학 해석을 수행하였다. Inspire에서 진행된 시뮬레이션을 기반으로 Optistruct에서 다물체 동역학 해석을 수행한 뒤 시간에 따른 최대 변위와 Von-Mises 응력 결과를 통해 구조안정성을 검증하였다. 설계검증을 위해 플랫폼의 실제 제작 및 제어를 수행하여 시뮬레이션과 비교한 결과, 실제 보수과정 경로와 시뮬레이션이 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제6권4호
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• pp.403-411
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• 2005

The bus is regarded as one of the most frequently used public transportation systems, the research and development on driving stability, safety, and convenience for drivers and passengers has tremendously increased in recent days. This paper investigated the design of the bus door mechanism composed of an actuator (or motor) and linkages. The bus door mechanism is divided into many types according to the coupling of the linkages and the driving system. The mathematical models of all types of door mechanism have been constructed for computer simulation. To design the bus door mechanism, we developed a simulation program, which automates the kinematic and dynamic analysis according to the input parameters of each linkage and the driving system. Using this program, we investigated the design parameters that affect the kinematic and dynamic characteristics of the bus door mechanism under various simulation conditions. In addition, simple examples are examined to validate the developed program.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.869-876
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• 2017

기계시스템을 제어한다든지 그 부재를 설계하기 위하여 그리고 구동기의 용량을 결정하는데 있어서 구동력이나 조인트반력을 해석하는 것이 필요하다. 본 논문은 주어진 시스템의 운동을 구현하는 다양한 형태의 구동조건에 따른 구동력(또는 토크)을 조인트좌표 공간에서 계산하는 알고리즘을 제시한다. 조인트좌표를 기구학적 시스템의 일반좌표로 사용하며 운동방정식과 구속조건의 가속도식은 속도변환법을 이용하여 직교좌표공간으로부터 조인트좌표공간으로 변환한다. 수치예제를 통하여 제시된 알고리즘의 유용성을 확인한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.648-657
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• 2014

본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권3호
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• pp.704-713
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• 1998

The analysis of dynamic forces is essential to the design of systems, stress analysis, or life prediction of part of machine. Calculation of dynamic forces has very close relations with multibody dynamics algorithm. In this paper, an algorithm which calculates joint reaction force/moment of flexible multibody dynamic systems is proposed by using inverse dynamic algorithm and velocity transformation technique.

• 한국학교수학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.173-190
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• 2021

본 연구는 Newton의 의 핵심으로 일컬어지는 역제곱 법칙의 증명을 기하학적 극한과 관련하여 분석하고, 이를 수학교육에 활용하는 방안과 관련한 교육적 시사점을 제공하고자 하였다. Newton은 무한소에 대한 논쟁을 의식하여 전통적인 Euclid의 기하 방식으로 역학 문제를 해결하였다. Newton은 힘, 시간, 관성 궤도 이탈 정도 등을 기하 선분으로 표현함으로써 역학을 기하의 차원에 포함시키는 결과를 이뤄냈다. Newton은 특히 포물선 근사, 다각형 근사, 선분의 비의 극한이라는 기하학적 극한을 도입함으로써 Euclid 기하를 역학을 아우르는 새로운 차원으로 발전시킬 수 있었다. 이러한 분석을 바탕으로 Newton의 기하학적 극한을 수학의 유용성을 보여주는 도구로 활용, 곡선면적은 정적분이라는 통념을 깨는 수단으로 활용할 것을 제안하였다. 더불어 학교수학에서 기하학적 극한의 바람직한 활용을 돕기 위해서는 미시 세계에서의 동등성 확대 강조, 발견술로서 활용하게끔 유도하는 질문 활용, 미시 세계에서 선분의 동등성 파악에는 비의 접근이 유용하다는 인식을 돕는 과정이 필요할 것이라는 교육적 시사점을 제안하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.359-363
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• 2004

Numerous studies have been performed to analyze various phenomena of human's walking, gait. In the present study, unrecognized walking and recognized walking were analyzed by three dimensional motion capture system(VICON motion system Ltd., England) and simulated by computer program. Two normal males participated in measuring the motion of unrecognized and recognized walking. Six infrared cameras and four force plates were used and sixteen reflective markers were attached to the subject to capture the motion. A musculoskeletal model was generated anatomically by using ADAMS(MSC software corp., USA) and LifeMOD(Biomechanics Research Group Inc, USA). The inverse dynamic simulation and forward dynamic simulation were also performed. The result of simulation was similar to the experimental result. This study provides the base line for dynamic simulation of the falling walking. It will be useful to simulate various another pathologic gaits for old peoples.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.566-569
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• 2000

This hybrid position/force control for the dynamic walking of the biped robot is performed in this paper. After the biped robot was modeled with 14 degrees of freedom of the multibody dynamics, the equations of motion are constructed using velocity transformation technique. Then the inverse dynamic analysis is performed for determining the driving torques and the ground reaction forces. From this analysis, obtains the maximum ground contact force at the moment of contacting which act on the rear of the sole of swing leg and the distribution curve of the ground reaction. Because these maximum force and distribution type acts an important role to the stability of the whole dynamic walking, they are reduced and distributed smoothly by means of the trajectory of the modified ground reaction force. This new trajectory is used to the reference input for more stable dynamic walking of the whole walking region.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.261-267
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• 2000

A mathematical model was developed to calculate the muscle force of lower extremity during the gait. We constructed a model of human locomotion, which includes a muscle-skeletal system with 7 segments and 16 lower limb muscles. Using a optimization technique, muscle forces variation of the lower extremity during the gait were generated and its result was verified by comparing a experimental results of EMG analysis. Moreover. the walking movement of the model could be compared quantitatively with those of experimental studies in human by inverse dynamics.