• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권spc1호
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• pp.377-387
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• 2005

The equations of motion of two-wheeled vehicles, e.g. bicycles or motorcycles, are developed by using Lagrange's equations for quasi-coordinates. The pure rolling constraints between the ground and the two wheels are considered in the dynamical equations of the system. For each wheel, two nonholonomic and two holonomic constraints are introduced in a set of differential-algebraic equations (DAE). The constraint Jacobian matrix is obtained by collecting all the constraint equations and converting them into the velocity form. Equilibrium, an algorithm for searching for equilibrium points of two-wheeled vehicles and the associated problems are discussed. Formulae for calculating the radii of curvatures of ground-wheel contact paths and the reference point are also given.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.332-340
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• 2013

본 논문은 실제 환경과 모의실험에서 이동 로봇의 위치 추정과 자율주행 구현을 위한 프로그래밍 툴킷에 대해 서술한다. 기존에 사용되고 있는 라이브러리들은 복잡성과 유용성의 결함으로 사용에 어려움이 있다. 제안된 툴킷은 추측항법, 운동 모델, 측정 모델, 그리고 방향 또는 지향각의 연산을 위한 툴킷들로 구성된다. 추측 항법과 운동 모델은 차륜 구동 로봇과 전, 후륜 속도에 의한 이륜차 로봇에 대해 다룬다. 툴킷들은 실제 환경과 모의실험에서의 자율주행을 위해 사용 가능하다. 툴킷의 사용가능성은 모의실험의 결과와 실제 실험의 결과를 보임으로써 증명한다. 제안된 툴킷은 이동 로봇의 위치추정, 지도 작성, 그리고 장애물 회피와 같은 자율주행의 구성 기술을 위한 알고리즘의 검사에 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.11-16
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• 2014

본 논문은 예측제어기를 이용하여 2휠 로봇의 실시간 균형을 유지할 수 있는 자세 제어에 대해 연구하였다. 또한 역방향 진자 제어는 로봇이 진행하는 동안 균형을 유지하기 위하여 도입되었다. 본 논문에서 구현에 사용한 프로세서는 dsPIC30F4013 임베디드 프로세서이며 자체 균형 알고리즘을 설계하고 구현 하는 것이다. 본 연구에서 ARS는 2축의 자이로 각(roll, pitch)과 3축의 가속도계 값(x, y, z)값으로 자세를 계산하도록 하였다. 따라서 본 연구에서는 외란에 대한 자세의 불균형을 극복하기 위한 예측제어기를 제안했으며 이를 원격 시스템의 제어문제에 도입하여 2바퀴 로봇의 선형 제어기와 예측제어기를 결합한 시스템의 시뮬레이션을 수행하였다. 또한 강인한 특성을 실현하기 위해 목표 필터루프를 설계하고 강인도-안정성을 만족하는 제어기를 설계하므로 제어시스템의 안정성을 향상시키고 시스템의 성능의 저하를 최소화함을 확인하였다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제7권7호
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• pp.821-826
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• 2006

This paper describes a rollover index (RI)-based rollover mitigation control (RMC) system. A rollover index which indicates an impending rollover has been developed by a roll dynamics phase plane analysis. The rollover index is calculated using the roll angle, the roll rate, the lateral acceleration and time to wheel lift (TTWL). A differential braking control law based on a 2-D bicycle model has been designed using the direct yaw control (DYC) method. An RMC threshold has been determined from the rollover index. The performance of the RMC scheme and the effectiveness of the proposed rollover index are illustrated using a vehicle simulator.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.233-238
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• 2001

The mechanism design of the interactive emotional robot has been carried out. The two-wheeled inverted pendulum type mechanism was adopted to improve the mobility and make the innate clumsy monoaxial bicycle motion. Even though the system is unstable in itself, it is expected for the robot to move freely in a plane, keeping the upright position only with two wheels. Two motors attached on head can make 4 motion sets, and two motors on the wheels can make 8. Therefore, 32 independent motion sets can be achieved from the robot to communicate the emotions with humans. The motion's equation of the robot was derived based on nonholonomic dynamics, and the necessary power to the wheel's rotational axis was found by simulation.

• 한국운동역학회지
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• 제18권4호
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• pp.171-177
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• 2008

본 논문에서는 자전거의 언덕 등판 시 페달릴 방향이 근육의 활성도에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위하여 정역구동이 가능한 특수유성기어와 언덕 경사각에 따른 마찰력을 후륜에 인가할 수 있는 자기제동장치가 장착된 자전거로 실험 장치를 구성하고 3차원 동작분석과 근전도 분석을 수행하였다. 근활성도는 장단지근, 대퇴사두근, 전경골근, 비장근에 대해서 측정하였으며 언덕 경사는 $0^{\circ}$에서 $6^{\circ}$까지 변화시켰다. 근전도 신호는 우선 평균제곱법을 적용하여 25 ms마다 평균값을 구하고 50개의 연속된 주기에 대한 ensemble 곡선을 구하여 분석하였다. 그 결과로부터 페달링 방향의 변화는 자전거 주행 속도 및 인체하지 근육의 활성도에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 구체적으로는 크랭크 각도에 따른 근활성도의 패턴 및 최대값의 분포에 있어 정방향 구동과 역방향 구동은 큰 차이를 보이는데 근활성도의 최대값은 정구동으로 페달링할 때가 역 구동으로 페달링할 때보다 큰 반면 근활성도의 평균값은 장단지근과 대퇴사두근에서는 정구등 페달링이 더 높게 나타나고 전경골근과 비장근에서는 역구동 페달링이 더 높게 나타나며 주행 등판각이 증가하면 페달링 방향이 바뀜에 따른 근활성도 최대값의 차이는 더욱 커진다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.397-397
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• 2016

Triboelectric nanogenerators (TENG) can produce power from ambient mechanical sources and have strong points of high output performance, light weight, low cost, and easy manufacturing process. It is expected that TENG can be utilized in the fields of wireless electronics and self-powered devices in the world which pays attention to healthcare and the IoT. In this work, we focus on scavenging ambient rotational energy by using a durably designed TENG. In previous studies regarding harvesting rotation mode energy, the devices were based on sliding mechanism and durability was not considered as a major issue. However friction by rotation causes reliability problems due to wear and tear. Therefore, in this study, we convert rotary motion to linear motion utilizing a cam by which we can then utilize contact-mode TENG and improve device reliability. In order to increase output performance, bumper springs were used below the TENG and the optimum value for the bumper spring constant was analyzed theoretically. Furthermore, the inserting a soft substrate was proposed and its effect on high output was determined to be due to an increase in the contact area. By increasing the number of cam noses, the output frequency was shown to increase linearly. For the purpose of maximum power transfer, the input impedance of the device was determined. Finally, to demonstrate the use of the C-TENG as a direct power source, it was installed on a commercial bicycle wheel and connected to 180 LEDs. In conclusion we present a rotational motion TENG energy scavenger system designed for enhanced durability and optimized output by appropriate choice of spring constants and substrate.

• 문화기술의 융합
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• 제7권3호
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• pp.215-222
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• 2021

뒤샹이 레디메이드를 선택한 주요 요인은 망막적 회화의 부정, 그리고 그의 내면에 자리하고 있는 변화에 대한 욕망과 유동적 사유 때문이었다. 뒤샹의 그러한 사유는 레디메이드 작품에서 잘 드러난다. 그의 레디메이드 초기 작품 <자전거 바퀴> 는 존재자들과 자본과의 상관관계를 표현한 것으로 그 본질은 자본과 존재자들의 욕망을 염두에 둔 것이다. 이것은 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리가 사회의 변혁과 창조적 모델로 제시하였던 욕망 또는 욕망기계와도 연관된다. 그런데 <자전거 바퀴> 가 단순하게 자본과 존재자들의 욕망 관계로 끝나는 것은 아니다. 존재자들이 지닌 욕망이 긍정적 욕망으로 전환했을 때는 그것이 끊임없이 반복적이고 유동적이며 새로운 것을 창안·창조한다. 뒤샹은 이러한 긍정적 욕망을 레디메이드 <샘> 을 통해 전달하고자 했다. 뒤샹이 변기라는 기성품을 <샘> 이라는 개념으로 창조시켰던 것은 그에게 유동하는 욕망 자리하고 있기 때문이며, 이것은 정착하지 않고 끊임없이 유동하면서 새로운 풍경을 찾아다니는 노마드의 속성과 연관된다. 이러한 그의 사유는<여행 가방 속 상자>라는 작품에서 확연하게 드러난다. 뒤샹이 <여행 가방 속 상자> 작품을 제작하게 된 동기는 그의 유동적 사유가 주요했다. 그런데 이 작품은 장소와 배치라는 두 가지 요소의 향방에 따라 다양한 상황이 수시로 전개될 수 있다. 여기서 장소는 유동성, 배치는 가변성 또는 욕망을 담보하고 있다. 유동성은 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리에 의하면 흐름과 변주(變奏)의 특성을 지닌 노마드인 것이며, 욕망은 생산성 즉 생성 또는 창조라 할 수 있다. 따라서 <여행 가방 속 상자> 는 노마드 그 자체라 할 수 있다. 질 들뢰즈와 펠릭스 가타리의 노마드는 끊임없이 유동하면서 새로운 세계를 창조하는 특성을 가지고 있다. 이것은 한곳에 정착하기를 거부했었던 그리고 기존 질서로부터 탈주하여 새로운 예술세계를 창조했었던 뒤샹의 사유와 부합한다. 이 노마드는 혁명가, 차이를 긍정하고 생성을 만들어 내는 창조자라는 할 수 있다. 노마드는 기존 질서에 대한 저항의 개념도 담고 있다. 들뢰즈와 가타리는 이 저항의 모델로 전쟁기계라는 것을 제시하였다. 그러므로 뒤샹과 그의 레이메드 작품 등은 모두 전쟁기계로 볼 수 있다.