• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.39-40
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• 2006

The operation of wheel-loader is mainly divided into steering and excavating. The existing wheel-loader is used by handle for steering operation and by joystic for excavating operation. When we do steering and excavating operation simultaneously, we feel so uncomfortable because we have to use handle and joystic simultaneously. Therefore, we need to develop eletro-joystic steering system instead of hydraulic-handle steering system. So we can improve driving convenience in industrial field. This paper analyze spool of steering wheel and joystic and drive open area diagram. As a result, we can know characteristics of each valve before developing new electro-joystic steering system for wheel-loader.

• 국제학술발표논문집
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• The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.457-463
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• 2009

The earthwork is essential procedure for all civil engineering projects. Because of its importance in terms of cost and time, it should be managed effectively. In light of this, The Intelligent Excavating System (IES) research consortium has established to improve the productivity, quality and safety of current excavating/earthwork system by the Ministry of Land, Transportation and Maritime Affairs (MLTM) of Korea. This paper summarizes ongoing research aimed at development knowledge and presents a framework of task planning and visualization system for IES. The task planning and visualization system consists of three functions. 1) Using digital terrain model which created by 3D laser scanner, the system can divide it and generates global/local work area so that the excavator can work through the area. 2) In order to operate and/or control the excavator, the system exports the location, paths of boom, arm and bucket data of the excavator to control center. 3) The task planning system is visualized on the computer programming aided-graphic interface which simulates the planned work processes and eventually assists the operator for the control of the excavator. The case study which we have performed, demonstrates the effectiveness of the proposed system.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.184-192
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• 2008

현재, 전 세계적으로 건설 산업의 문제점으로 인식되고 있는 낮은 생산성, 숙련공 부족, 인력의 부족, 높은 재해율 등을 해결하기 위한 방법으로 낙후된 건설 생산시스템의 첨단 기술화를 위한 건설 자동화연구가 활발히 진행되고 있다. 국내에서도 1980년대부터 건설자동화 연구가 진행되고 있으며 기계화 및 반자동화를 통한 생력화를 위한 연구가 주로 진행되었다. 그러나 최근 IT기술의 비약적 발전과 함께 건설 로봇의 개발에 대한 관심이 집중되고 있으며 2006년 말부터 국토해양부의 건설기술혁신사업의 일환으로 토공자동화를 위한 지능형 굴삭시스템이 개발되고 있다. 본 논문에서는 지능형 굴삭시스템의 최종 개발 목표와 2차 년도까지 진행된 연구내용에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.68-73
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• 2007

Civil engineering construction work has always been accompanied by a high proportion of tasks that are either dangerous or unpleasant or both. Enhancing the general working environment and boosting safety levels are critical issues for the industry. In addition to that, the industry has been slow to utilize automation & robot technology, and there is substantial scope for the use of technology th boost efficiency, cut costs and improve quality levels in construction. In a bid to address this issue, Ministry of Construction & Transportation launched a five-year project in 2003 entitled Development of Intelligent Excavating System. The aim of the project is to use telecommunications and robotics technology to minimize inefficiencies and eliminate the dangerous and unpleasant aspects of tile construction process through the development of specific applications such as IT-equipped construction machinery and advanced construction management systems. In this paper, the project introduces on the research and development content related to multi-disciplinary, a intuitive operator control unit(Robot Technology) included.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제12권6호
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• pp.130-141
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• 2011

2006년부터 한국에서 개발중인 지능형 굴삭 시스템(IES)은 이동, 굴삭, 상차를 포함하는 굴삭 작업 일련의 과정을 전자동으로 실현하기 위한 프로젝트로서, 굴삭 로봇 주변 지형의 3차원 모델링과 상차트럭의 위치, 사람의 접근, 이동경로상의 장애물 등의 객체를 정확하게 탐지하는 기술은 굴삭 자동화 장비의 작업 품질과 안전성 확보 측면에서 필수적으로 요구되는 핵심 요소 기술이라 할 수 있다. 이 연구의 목적은 레이저 스캐닝 시스템을 이용하여 지능형 굴삭 로봇 주변의 지형과 객체를 3차원으로 탐지함으로써 자동화 굴삭 작업의 품질과 안전성을 확보하는 데 있다. 본 연구에서는 굴삭기 주변의 3차원 지형으로부터 객체의 위치, 높이, 너비, 형상 정보를 추출하는 알고리즘을 제안하였으며, 실제 토공현장을 대상으로 한 실험을 통하여 알고리즘의 성능을 검증하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.209-212
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• 2013

Global warming and climate change is now an important issue in every industry. Construction is not an exception. Greenhouse Gases (GHG) are emitted by construction activities such as fuel usage in construction equipment and so on. In light of this, Intelligent Excavating System (IES), which is a robotic excavator with site modeling capability, is developed by a research consortium formed in Korea to improve productivity, quality, and safety of the traditional earthwork. This paper presents that energy saving effect of IES in comparison to traditional method. Through this review, we propose a research strategy to achieve carbon reduction goals in construction industry.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.226-229
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• 2009

굴삭기는 다양한 산업 분야에서 폭넓게 이용되고 있는 대표적인 장비임에도 불구하고 작업 환경은 매우 열악하여 굴삭 조종자는 각종 소음이나 진동, 분진에의 노출뿐만 아니라 산업재해의 위험성 또한 높다. 이러한 문제점들을 타개하기 위하여 현재 국내에서는 2006년부터 지능형굴삭시스템(Intelligent Excavating System)에 의한 자동화된 굴삭기의 개발을 위하여 연구를 진행 중에 있다. 자동화 굴삭시스템 구축에 있어서 센싱(sensing)을 통해 획득된 지형 및 주변 환경정보를 활용하여 숙련공의 휴리스틱스(heuristics)를 바탕으로 설계된 모듈을 통해 최적의 굴삭 작업 계획을 세우고, GUI (Graphic User Interface)를 제공하여 실시간 작업진행 상태 파악 및 모니터링(monitoring) 내용을 굴삭기 조종자와 공사 감독관에게 제공하는 Task Planning System의 개발은 생산성, 안전성, 작업의 품질 및 장비의 성능에도 지대한 영향을 미치며 자동화된 굴삭시스템을 개발함에 있어서 필수적으로 요구되어지는 핵심기술이다. 본 논문에서는 자동화 굴삭시스템을 위한 자동화 계획생성 시스템인 Task Planning System의 현재까지 진행된 연구 내용과 모니터링 및 작업에 대한 최소간섭을 위한 Task Planning System Interface를 소개한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.41-53
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• 2022

본 연구에서는 도시철도에 인접하여 암반굴착공사를 실시할 때 발생하는 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 수치 해석을 통하여 검증하였다. 암반굴착공사는 발파공사와 굴착기계공사의 두 경우에 대하여 실시하였다. 발파공사는 굴착부지가 넓은 경우에 정밀진동제어방법과 소규모진동제어방법에 대한 해석을 실시하고 실무에서 기준처럼 사용하고 있는 발파진동 영향권을 검증하였다. 이 발파진동 영향권에서 제시하는 발파 이격거리는 범위가 매우 커서 범위 값 중 최소치에 발파점이 위치할 때 진동한계치를 넘어갈 수 있다. 굴착기계공사는 천공공사를 위한 어스오거와 착암공사를 위한 브레이커에 의한 지반진동이 도시철도 구조물에 미치는 영향을 검증하였다. 시험시공을 통하여 어스오거와 브레이커의 지반진동을 측정하고 보정을 거쳐서 수치해석을 위한 입력하중을 산출하였다. 수치해석은 터널구조, 개착식 박스구조, 고가교량구조에 대하여 실시하였다. 터널구조의 해석에서 결과는 어스오거는 현장 추정치와 비슷하나 브레이커에서는 현장에서 얻어지는 추정치보다 작다. 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 개착식 박스구조에서는 굴착공과 박스사이의 매립토가 지반진동을 증폭시키는 형상이 발생하며 진동파가 박스구조물에 도달하면 일정한 값으로 수렴한다. 고가교량의 경우에는 진동하중이 상대적으로 작은 어스오거 지반진동은 파일기초에 도달하면서 작아지는데, 상대적으로 크고 주기적인 브레이커 지반진동은 교량 상부구조에 추가적인 지반 진동하중으로 작용함을 볼 수 있다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.197-204
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• 2007

현재 건설산업 현장에서 나타나는 숙련공 부족 현상, 고령화 문제, 안전상의 문제로 인한 노무 생산성 저하, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품직 확보의 어려움 및 시공기술 경쟁력의 약화는 국내 건설산업이 해결해야 할 필수적인 당면과제이다. 한편 위험${\cdot}$유해한 작업환경에서 운용되는 토공장비나 매립지에서의 다짐 및 복토공사, 지뢰 및 폭탄 등에 의한 폭발의 위험이 있는 장소에서의 토공작업, 극한지 공사와 같은 환경에서의 공사수요도 점차 늘어가고 있다. 이와 같은 상황에서 토공의 생산성, 품질 및 안전도를 확보하기 위해서는 지능화된 자동화 장비를 이용하여 효율적으로 작업을 수행할 수 있도록 해야 할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 지능형 굴삭시스템의 개발을 통하여 작업현장의 안전성을 제고하고 품질, 생산성 및 채산성을 향상시키고 선진외국에 비해 보다 진보되고도 경제성 확보가 가능한 건설 자동화 기술의 구현과 기술개발을 통해 국내 건설산업에 있어 새로운 Market Sector의 창출하고자 한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.346-352
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• 2010

This paper presents an intuitive interface scheme for controlling a hydraulic backhoe, which is a piece of excavating equipment consisting of a digging bucket on the end of a two-part articulated arm, and typically mounted and rotated on the back of a tractor or front loader. The passive levers/joysticks for actuator operations of a hydraulic backhoe are replaced into electric joysticks with a robotic controller, which will generate the end-effecter command trajectories of the backhoe through joystick rate control in cylindrical coordinate. The developed backhoe with the hydraulic control system showed the maxim position error of 3 cm with intuitive coordinate operations, which would be helpful for conveniently performing various excavating tasks with natural and effective ways.