• 제목/요약/키워드: Motor Efficiency

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계단 보행을 위한 능동형 대퇴의지 무릎 관절의 설계 및 최적화 (Design and Optimization of an Knee Joint of Fully-active Transfemoral Prosthesis for Stair Walking)

  • 안형종;이광희;홍이;이철희
    • 재활복지공학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.65-72
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    • 2016
  • 본 논문은 계단 보행 조건에서 작동할 수 있는 능동형 대퇴의지를 설계하고 구조 최적화를 통해 경량화를 진행하는 것을 목적으로 한다. 계단 보행 시 무릎에 걸리는 토크는 일반 보행에 비해 크므로 능동형 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있는 동력 시스템이 필요하다. 또한 의지의 무게는 사용자의 착용감과 피로감과 연관이 되므로 의지의 경량화 설계 또한 필수적이다. 계단 보행 시 필요한 토크를 만들어내고 경량화와 소형화 구조를 적용하기 위해 플랫형 BLDC 모터를 사용하였다. 다양한 감속 장치를 이용해 필요 토크를 생성하고 작동각도 및 속도를 만족할 수 있게 감속비를 선정하였다. 구조 및 구동부 설계가 완료된 후 최적화를 통해 구조 경량화를 수행하였다. 계단 보행 시 나타나는 하중 조건을 고려하여 최적화를 수행하였으며, 해석 및 실험을 통해 최적화된 구조의 안정성을 검증하였다. 결과적으로 구조물의 강성은 유지하면서 위상 최적화와 형상 최적화를 통하여 무게를 감량하였으며, 공간 효율이 좋아졌다.

접촉식 센서 데이터를 이용한 지질 특성 추출 및 지질 분류 (Terrain Feature Extraction and Classification using Contact Sensor Data)

  • 박병곤;김자영;이지홍
    • 로봇학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.171-181
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    • 2012
  • Outdoor mobile robots are faced with various terrain types having different characteristics. To run safely and carry out the mission, mobile robot should recognize terrain types, physical and geometric characteristics and so on. It is essential to control appropriate motion for each terrain characteristics. One way to determine the terrain types is to use non-contact sensor data such as vision and laser sensor. Another way is to use contact sensor data such as slope of body, vibration and current of motor that are reaction data from the ground to the tire. In this paper, we presented experimental results on terrain classification using contact sensor data. We made a mobile robot for collecting contact sensor data and collected data from four terrains we chose for experimental terrains. Through analysis of the collecting data, we suggested a new method of terrain feature extraction considering physical characteristics and confirmed that the proposed method can classify the four terrains that we chose for experimental terrains. We can also be confirmed that terrain feature extraction method using Fast Fourier Transform (FFT) typically used in previous studies and the proposed method have similar classification performance through back propagation learning algorithm. However, both methods differ in the amount of data including terrain feature information. So we defined an index determined by the amount of terrain feature information and classification error rate. And the index can evaluate classification efficiency. We compared the results of each method through the index. The comparison showed that our method is more efficient than the existing method.

감정표현 표정의 영상분석에 의한 인지동작치료가 정서·행동장애아 감성재활에 미치는 영향 (The Effect of Cognitive Movement Therapy on Emotional Rehabilitation for Children with Affective and Behavioral Disorder Using Emotional Expression and Facial Image Analysis)

  • 변인경;이재호
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.327-345
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    • 2016
  • 본 연구는 인간발달 과정을 신경과학, 심리학, 운동학습, 근육 생리학 등의 행동과학 자료와 생체역학, 인체운동 분석, 운동조절 기반의 인지 동작치료 프로그램을 정서 행동장애 아동들에게 실시하여 표정에 따른 얼굴 움직임이 감정과 정서변화에 따라 어떤 특성을 갖는지를 표정 움직임의 변화로 정량화 하고자 하였다. 본 연구에서는 영상측정 및 키네마틱 분석의 정서 행동장애 아동의 표정변화를 중재 프로그램 피드백 자료로 활용하였고, 표정 변화를 통해 인지동작 치료프로그램 효과를 알 수 있었다. 또한 정서 및 행동치료의 영상분석과 키네마틱 분석의 정량적 데이터를 통하여 인간발달에 대한 융 복합적 측정 및 분석법을 적용하여 발달장애의 조기발견과 치료과정에 따른 데이터를 축적하는 것도 기대할 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과는 아동뿐만이 아니라 자기표현이 부족한 장애와 노인, 환자에게도 확대 적용할 수 있을 것이다.

쌍동선의 워터제트 추진 모형시험 (Waterjet Propulsion Model Experiment for Catamaran Ship)

  • 최군일;민계식;안유원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.65-76
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    • 1996
  • 현재 다양한 형태의 선박에서 채용되고 있는 프로펠러에 의한 추진 방법은 선박의 속력이 고속이 되면 프로펠러 날개 상에 발생하는 캐비테이션을 피할 수 없기 때문에 이로 인하여 프로펠러의 효율이 저하 되거나 날개 자체에 손상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 예방하고자 고속으로 항해하는 선박에서는 초월공동 프로펠러나 워터제트 등이 많이 사용되고 있다. 본고에서는 현대선박해양연구소에서 초고속선 개발의 일환으로 추진되고 있는 워터제트 추진 모형시험에 대하여 간략하게 논하고자 한다. 대상 모형선박은 길이가 5.3cm인 쌍동선으로서 내부에 워터제트를 설치하였다. 모형시험시 흔히 발생할 수 있는 오차를 최소화 하기 위하여 하나의 모터에 2개의 축을 연결하여 워터제트 내부의 임펠라를 구동하는 방식을 채용하였으며 워터제트 출구에서의 압력을 계측하여 유량으로 환산한 후 발생하는 추력을 계산하였다. 압력은 출구 주위에 pressure tab을 설치한 후 이를 비닐튜브를 사용하여 압력센서에 연결하여 계측하였다.

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푸쉬업플러스와 데드리프트 운동 시 골반압박이 견관절과 요골반부 주위근의 근활성도와 체간 신전근 근력에 미치는 영향 (The Effect of External Pelvic Compression on Shoulder and Lumbopelvic Muscle sEMG and Strength of Trunk Extensor During Push Up Plus and Deadlift Exercise)

  • 황천종;김선엽
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.1-11
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    • 2018
  • Background: Lumbopelvic stability is highly important for exercise therapy for patients with low back pain and shoulder dysfunction. It can be attained using a pelvic compression belt. Previous studies showed that external pelvic compression (EPC) enhances form closure by reducing sacroiliac joint laxity and selectively strengthens force closure and motor control by reducing the compensatory activity of the stabilizer. In addition, when the pelvic compression belt was placed directly on the anterior superior iliac spine, the laxity of the sacroiliac cephalic joint could be significantly reduced. Objects: This study aimed to compare the effects of EPC on lumbopelvic and shoulder muscle surface electromyography (EMG) activities during push-up plus (PUP) and deadlift (DL) exercise, trunk extensor strength during DL exercise. Methods: Thirty-eight subjects (21 men and 17 women) volunteered to participate in this study. The subjects were instructed to perform PUP and DL with and without the EPC. EMG data were collect from serratus anterior (SA), pectoralis major (PM), erector spinae (ES), and multifidus (MF). Trunk extensor strength were tested in DL exercise. The data were collected during 3 repetitions of all exercise and the mean of root mean square was used for analysis. Results: The EMG activities of the SA and PM were significantly increased in PUP with pelvic compression as compared with PUP without pelvic compression (p<.05). In DL exercise, a significant improvement in trunk extensor strength was observed during DL exercise with pelvic compression (p<.05). Conclusion: The results of this study indicate that lumbopelvic stabilization reinforced with external pelvic compression may be propitious to strengthen PUP in more-active SA and PM muscles. Applying EPC can improve the trunk extensor strength during DL exercise. Our study shows that EPC was beneficial to improve the PUP and DL exercise efficiency.

200 마력급 터보 블로워 적용을 위한 자기베어링 설계 (Design of Magnetic Bearings for 200 HP Class Turbo Blower)

  • 박철훈;윤태광;박준영
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.12-18
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    • 2015
  • Recently, the development trend of turbomachinery is high capacity and high efficiency. Most of turbomachinery in the market are adopting ball bearings or air foil bearings. However, ball bearings have a limit for high speed product over $2.0{\times}10^6DN$(product of the inner diameter of the bearing in mm (D) and the maximum speed in rpm (N)). Air foil bearings have a limit for high axial load for high power products over 200~300 HP(horse power). Magnetic bearing is one of the solutions to overcome the limits of high speed and high axial load. Because magnetic bearings have no friction between the rotor and the bearings, they can reduce the load of the motor and make it possible to increase the rotating speed up to $5.0{\times}10^6DN$. Moreover, they can have high axial load capacity, because the axial load capacity of magnetic bearing depends on the capacity of the designed electromagnet. In this study, the radial and thrust magnetic bearings are designed to be applied to the 200 HP class turbo blower, and their performance was evaluated by the experiment. Based on the tests up to 26,400 rpm and 21,000 rpm under the no-load and load condition, respectively, it was verified that the magnetic bearings are stably support the rotor of the turbo blower.

정상 보행과 발가락 보행의 하지 근육 근 활성도 비교 (Normal Walking Versus Toe-walking in Healthy Subjects: An Electromyographic Analysis)

  • 김택훈;최홍식;김창인;이진복
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.43-50
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    • 2002
  • This study was designed to identify the effects of walking conditions (normal walking vs. toe-walking) on electromyographic (EMG) activity of gastrocnemius, tibialis anterior, and soleus muscle. Seven healthy adult males participated in this study. The exclusion criteria were orthopedic or neurologic disease, congenital anomaly or acquired deformity, or pain in low back or lower extremities. The maximal voluntary isometric contraction for each muscle was used for the reference contraction, and EMG activity of each muscle during normal walking and toe-walking was expressed as a percentage of reference contraction. The gait cycle was determined with two foot switches, and gait was normalized as 100% gait cycle for each condition. The maximal values of EMG activity in terminal stance (30~50% of gait cycle) of each condition were compared for data analysis. No significant differences were found in EMG activity of the tibialis anterior and soleus (p>.05), whereas significant decrement was found in EMG activity of gastrocnemius during toe-walking compared to normal walking (p<.05). There is a limitation to generalize the results of this study, because small number of subjects participated for this study and only EMG was used for data collection. The treatment methods should be developed to improve gait efficiency by substituting the weakened muscles secondary to upper motor neuron, or by strengthening the distal muscles in lower extremity.

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하이브리드 급전을 위한 다양한 가정용 교류부하의 직류특성연구 (DC Characteristics Analysis of Various AC loads for Hybrid Distribution)

  • 이영진;한동화;최중묵;정병환;김동진;최규하
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.207-217
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    • 2010
  • 현재 디지털 제품의 사용의 증가로 제품 내부의 DC 전원의 사용이 증가하는 가운데 시스템의 구동전압을 공급하기 위해 기기내부에 장착된 AC/DC컨버터로 인한 입력전류의 역률저하 및 고조파 증가, 그리고 AC/DC 컨버터에서 발생하는 변환 손실 등의 문제가 발생한다. 하이브리드 배전시스템은 기존의 AC부하(전동기 부하 및 변압기 부하)와 DC 부하(컴퓨터, TV, LED조명)에 AC 와 DC 전원을 동시에 공급하며, 직류출력 전원(신재생에너지 및 배터리뱅크)과 상용전원에서 전력을 공급받아 사용자에게 DC 및 AC 전력을 공급해주는 시스템으로 상용전원의 효율을 향상시키고 신재생에너지의 사용 편의성을 올리며 가정에 AC와 DC를 동시에 공급하는데 주목적이 있다. 본 논문을 통해 DC 및 AC 동시 배전을 위해 기존 교류부하의 직류특성에 관한 연구를 하며, 하이브리드 배전의 적절한 DC 전압레벨을 선정한다.

도로표지 관리 효율성 향상을 위한 Web GIS기반 통합시스템 개발 (Development of Web GIS Based Road Sign Integrated System for Enhancing Management Efficiency)

  • 이우식;나준엽;우제윤
    • Spatial Information Research
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    • 제15권3호
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    • pp.335-346
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    • 2007
  • 도로표지는 도로이용자의 편의제공을 목적으로 설치된 도로부속시설물 중의 하나이다. 도로표지의 타 시설물과 차이점은 관련규정에 의거한 표지 위치정보의 설정과 표지내 안내지명, 노선번호, 상징그림, 방위표기, 이정거리 등 다양한 속성정보를 포함하고 있어 정보화에 상대적으로 유리하다는 장점이 있다. 현재, 전국의 각급 도로상에 13만 여개의 도로표지가 설치되어 있으며, 280여개의 도로관리청이 각각 독립적으로 도로표지를 관리해 오고 있으나, 일관성, 시인성, 연계성, 위치적합성 등이 결여된 채 비효율적으로 관리되어 왔다. 이는 도로이용자로 하여금 많은 민원사항을 발생시키고 편의제공보다는 오히려 혼돈을 야기시킨 주요 원인으로 작용하였다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 개선하기 위하여 전국 도로표지에 대한 정보를 DB화하여 Web GIS 기반의 도로표지 관리시스템을 구축하였다. 본 연구에서 개발된 시스템에서는 도로표지 담당자 및 이용자들의 요구사항을 고려하여 시스템 설계에 반영하였으며, 본 시스템은 관리자측면에서의 업무 효율성 증진은 물론 대국민 도로표지 불편사항을 효과적으로 개선할 수 있을 것이다.

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1단구조방식의 PFC회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템의 특성해석 (Performance Analysis of Single-phase SRM Drive System with Single-stage Power Factor Correction)

  • 이동희;이진국;안영주;안진우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.328-339
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    • 2006
  • 본 논문에서는 1 단구조방식의 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템의 특성해석에 대해 다룬다. 단상 SRM은 기계적 및 전기적 구조가 단순하고, 견고하며, 고속운전특성이 우수하다. 다이오드 브릿지 정류기와 직류링크회로의 커패시터로 구성된 종래의 단상 SRM 구동방식은 커패시터의 짧은 시간의 충 방전 전류에 의해 역률이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 우선 부가적인 능동회로가 없는 1 단방식의 PFC 회로에 대한 분석을 통하여 역률개선 및 토크리플 억제를 위한 스위칭 토플로지를 새로 제안한다. 제안한 스위칭 토플로지로 작동하는 PFC 회로를 갖는 단상 SRM 구동시스템을 구축하고 시스템에 대한 수치해석을 통해 운전속도, 부하토크 및 커패시터 용량에 따른 토크리플, 역률 및 효율 등 시스템의 특성을 얻으며, 이를 실제 실험결과와 비교한다.