• 제목/요약/키워드: joint angle & moment

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GFRP적층판을 활용한 보강보부재와 원통형 단판적층기둥재 접합부의 내력 성능평가 (Structural Performance of Joints for Partial Reinforced Beam Using GFRP Laminated Plate and Cylindrical Reinforced LVL Column)

  • 송요진;정홍주;이정재;서진석;박상범;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권3호
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    • pp.282-289
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    • 2014
  • 합판과 유리섬유강화플라스틱을 조합하여 적층 후 $1.96N/mm^2$의 압력으로 $150^{\circ}C$에서 1시간 고밀화시킨 유리섬유 강화플라스틱 적층판을 제작하였다. 제작된 5가지의 유리섬유강화플라스틱 적층판을 각각 기둥재와 접하는 집성재에 부착하여 부분보강보부재를 제작하였다. 더불어 합판과 시트형 유리섬유강화플라스틱을 적층한 보강적층목재핀과 유리섬유로 보강한 원통형 단판적층기둥재로 기둥-보 접합부를 제작하였다. 기준시험편으로는 원주목과 집성재로 제작한 보부재, 드리프트핀을 사용한 접합부를 제작하여 모멘트 저항 내력을 평가하였다. 시험결과 기준시험편과 비교하여 부분보강보부재를 사용한 시험체들이 평균 1.8배 높은 내력성능이 측정되었다. 모든 부분보강보부재와 원통형 단판적층기둥재에는 파단이 발생하지 않았으며 접합부의 인성과 강성이 모두 양호하게 측정되었다. 부분보강보부재의 보강효과는 시트형 유리섬유강화플라스틱이 직물형 유리섬유강화플라스틱으로 보강한 적층판보다 양호한 보강효과를 보였으며, 시트형 유리섬유강화플라스틱을 각층에 삽입한 적층판이 접합내력과 변형각 모두 양호하여 보부재의 부분보강에 적합한 것을 확인하였다.

동적 균형을 위한 동작 변환 (Motion Adjustment for Dynamic Balance)

  • 탁세윤;송오영;고형석
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.33-41
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    • 1999
  • 본 논문은 동적인 균형을 위한 새로운 동작변환 기법을 제시한다. 이는 불균형한 동작을 원래의 동작 특성을 최대한 보존하면서 균형잡힌 동작으로 고쳐주는 새로운 동작 편집 기법으로서, 정적 균형만을 다루었던 기존의 연구와는 달리, 동적인 동작의 균형잡기 문제를 해결한다. 이 알고리즘은 두발 로봇의 균형제어에 널리 쓰이는 개념인 zero moment point (ZMP)의 자취를 구한 후, 이를 분석하는 방법을 통해서 실현되며 구체적으로는 다음과 같은 네단계로 이루어진다. 먼저, 동작 데이타를 스플라인커브로 피팅한다. 그 다음 이 데이타를 사용하여 ZMP 자취를 계산하여, 동작중에 불균형이 되는 부분을 찾는다. 여기서, 불균형은 ZMP 자취가 지지영역 밖으로 벗어나는 구간으로 정의된다. 다음으로 벗어난 ZMP 자취를 지지영역 안으로 투영시켜 새로운 ZMP 자취를 구한다. 마지막으로 구해진 새로운 ZMP 자취에 부합하도록 원래의 동작을 수정한다. 이 과정은 원래의 동작을 최대한 보존할 수 있도록 constrained optimization problem으로 수식화된다. 우리는 실험을 통해 이 알고리즘이 kinematic한 방법으로 편집된 동작에 역학적 사실성을 보장하는 유용한 방법임을 입증한다.

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3-leg 랜딩 시스템 기반 쿼드콥터의 험지 착륙 기법 (Rough Terrain Landing Technique of Quadcopter Based on 3-Leg Landing System)

  • 박진우;최지욱;천동훈;이승준
    • 로봇학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.438-446
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    • 2022
  • In this paper, we propose an intelligent three-legged landing system that can maintain stability and level even on rough terrain than conventional four-legged landing systems. Conventional landing gear has the limitation that it requires flat terrain for landing. The 3-leg landing system proposed in this paper extends the usable range of the legs and reduces the weight, allowing the quadcopter to operate in various environments. To do this, kinematics determine the joint angles and coordinates of the legs of the two-link structure. Based on the angle value of the quadcopter detected via the IMU sensor, the leg control method that corrects the posture is determined. A force sensor attached to the end of the leg is used to detect contact with the ground. At the moment of contact with the ground, landing control starts according to the value of the IMU sensor. The proposed system verifies its reliability in various environments through an indoor landing test stand. Finally, in an outdoor environment, the quadcopter lands on a 20 degree incline and 20 cm rough terrain after flight. This demonstrates the stability and effectiveness of the 3-leg landing system even on rough terrain compared to the 4-leg landing system.

대퇴신경 손상 환아의 보행분석 : 사례연구 (Gait Analysis of a Pediatric-Patient with Femoral Nerve Injury : A Case Study)

  • 황선홍;박선우;손종상;박정미;권성주;최익선;김영호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.165-176
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    • 2011
  • The femoral nerve innervates the quadriceps muscles and its dermatome supplies anteromedial thigh and medial foot. Paralysis of the quadriceps muscles due to the injury of the femoral nerve results in disability of the knee joint extension and loss of sensory of the thigh. A child could walk independently even though he had injured his femoral nerve severely due to the penetrating wound in the medial thigh. We measured and analyzed his gait performance in order to find the mechanisms that enabled him to walk independently. The child was eleven-year-old boy and he could not extend his knee voluntarily at all during a month after the injury. His gait analysis was performed five times (GA1~GA5) for sixteen months. His temporal-spatial parameters were not significantly different after the GA2 or GA3 test, and significant asymmetry was not observed except the single support time in GA1 results. The Lower limb joint angles in affected side had large differences in GA1 compared with the normal normative patterns. There were little knee joint flexion and extension motion during the stance phase in GA1 The maximum ankle plantar/dorsi flexion angles and the maximum knee extension angles were different from the normal values in the sound side. Asymmetries of the joint angles were analyzed by using the peak values. Significant asymmetries were found in GA1with seven parameters (ankle: peak planter flexion angle in stance phase, range of motion; ROM, knee: peak flexion angles during both stance and swing phase, ROM, hip: peak extension angle, ROM) while only two parameters (maximum hip extension angle and ROM of hip joint) had significant differences in GA5. The mid-stance valleys were not observed in both right and left sides of vertical ground reaction force (GRF) in the GA1, GA2. The loading response peak was far larger than the terminal stance peak of vertical ground reaction curve in the affected side of the GA3, GA4, GA5. The measured joint moment curves of the GA1, GA2, GA3 had large deviations and all of kinetic results had differences with the normal patterns. EMG signals described an absence of the rectus femoris muscle activity in the GA1 and GA2 (affected side). The EMG signals were detected in the GA3 and GA4 but their patterns were not normal yet, then their normal patterns were detected in the GA5. Through these following gait analysis of a child who had selective injuries on the knee extensor muscles, we could verify the actual functions of the knee extensor muscles during gait, and we also could observe his recovery and asymmetry with quantitative data during his rehabilitation.

견형 4족 로봇의 위치 이동: 걷기 및 속보 (Locomotion of Dog-like Quadruped Robots: Walk and Trot)

  • 임승철;김광한
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.51-59
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    • 2011
  • 본 논문은 다양한 지면에 적응 가능한 견형 4족 로봇의 위치 이동에 관한 것으로 정 보행과 동 보행의 구현 방법 및 특성을 주로 다루었다. 이를 위하여, 총 12 자유도의 로봇을 자체 제작하였으며, 몸통과 발의 운동궤적을 생체 모방 방식으로 생성한 후 역기구학에 의하여 그에 해당하는 각 다리의 관절각을 해석적으로 구하였다. 이러한 관절각 데이터를 상기 로봇의 ADAMS 모델에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 계획된 걷기 및 속보 걸음새가 동력학적으로 안정함을 확인하였다. 그러나 그 이전의 속보 패턴의 경우에는 시뮬레이션 결과와는 달리 실험 중 불안정한 거동을 보였다. 그에 따라 원인 분석을 하는 과정 중, 속보와 같은 동 보행의 경우 ZMP보다는 WSM의 개념을 적극적으로 활용하고 보행 주기를 최대한 단축시키는 것이 안정성 확보에 매우 중요함을 발견하였다.

최대 신장성 수축운동에 따른 인체 하지 족배굴곡근의 신경-기계학적 특성 변화 (Alterations in the Neuro-Mechanical Properties of Human Ankle Dorsiflexor after Maximum Eccentric Exercise)

  • 이해동;김승재;야수오카와카미
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.21-30
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    • 2008
  • 본 연구에서는 신장성 수축운동에 의한 미세 근수축 요소 손강 이론(Morgan & Allen, 1999)을 검증하고자 신장성 수축운동의 범위에 따른 골격근의 기계학적 특성 변화에 주안점을 두어 실험 연구를 수행 하였다. 12명의 건강한 피험자가 최대 발목 족배굴곡근의 신장성 수축운동을 수행하였고, 운동수행 전에 최대 등척성 발목 족배굴곡 모멘트-각도 관계로부터 최적 발목 각도의 변화를 측정하였다. 신장성 수축운동 추 최적 발목 각도 변화는 신장성 수축운동의 범위와 상관없이 근육의 길이가 긴 쪽으로 변화를 가져왔다(4도, p<.05). 따라서 본 연구의 결과는 현재 많은 연구에서 거론되고 있는 신장성 수축에 의한 근력 저하 및 지연성 근육통의 촉발 기전인 신장성 수축에 의한 미세 근수축 요소 손강 이론의 부합하지 않으며, 이 현상을 설명할 새로운 이론 개발을 위한 후속연구의 필요성을 제기한다.

SRC기둥-H형단면과 U형단면으로 구성된 합성보 접합부의 반복가력실험 (Cyclic Loading Test on Connection of SRC Column-Composite Beam Consisting of H-Section and U-Section Members)

  • 김영주;배재훈;안태상;김진원;유홍식
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.263-275
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    • 2014
  • 본 연구에서는 SRC 기둥-H형단면과 U형단면으로 구성된 합성보 접합부에 관해서 반복가력실험을 실시하였다. 합성보에 관한 핵심요소는 H형단면과 U형단면 간 용접접합부의 구조적 성능이다. 이 두 부재 접합부의 성능을 향상시키기 위해서는 수직스티프너와 사다리꼴 스티프너가 필요하다. 접합부의 반복적인 성능을 평가하기 위해서 5개의 실대형 실험체를 계획하였으며, 실험변수는 H형단면의 크기($H-500{\times}200{\times}10{\times}16$, $H-600{\times}200{\times}11{\times}17$), 스티프너와 상부근의 유무 및 용접접근공(WAH)의 유무 등이다. 실험결과, H-500 시리즈 및 H-600 시리즈 보가 있는 실험체의 회전각은 각각 4%와 3%로 나타났으며, 이는 특수모멘트골조와 중간모멘트골조에 요구되는 값이다. 실험결과는 스티프너와 상부근이 있는 실험체의 변형능력이 그렇지 않은 실험체에 비해서 우수한 결과를 보였다. 끝으로, 실험체의 에너지소산능력과 변형도 분포를 요약하였다.

TSC 합성보 - PSRC 합성기둥 접합부에 대한 주기하중 실험 (Cyclic Loading Test for TSC Beam - PSRC Column Connections)

  • 황현종;엄태성;박홍근;이창남;김형섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.601-612
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    • 2013
  • 본 연구에서는 중간 지진 영역대에서 사용 가능한 TSC 합성보-PSRC 합성기둥 접합부의 내진 상세를 개발하였다. 시공성 향상을 위하여 TSC보의 상하부 플랜지는 조인트를 관통시키지 않고, 웨브만 조인트를 관통하였다. 이에 따라 접합부 공칭강도 평가시 상하부 플랜지의 인장력은 고려하지 않았다. 두 개의 내부 접합부와 한 개의 외부 접합부에 대하여 반복가력 실험을 통하여 내진성능을 검증하였다. 내부 접합부의 실험 변수는 보 춤으로 슬래브 두께를 포함하여 600mm, 700mm이다. 실험결과, 실험체는 KBC 2009로 예측한 접합부의 하중재하능력은 실험결과와 잘 일치하였으며, 변형능력과 에너지 소산에 있어서 중간모멘트 골조 요구조건을 만족하는 우수한 성능을 보여주었다. 3%~4% 층간변위비 이후 보 웨브 강판의 좌굴 및 파단으로 인하여 실험체의 하중 재하능력이 감소하였다. ASCE 합성접합부 설계기준을 수정하여 TSC보-PSRC기둥 접합부의 전단강도를 평가하였다.

슬관절 주위 글격의 기초과학 및 스포츠 손상 (KNEE: Basic Science and Injury of Bone)

  • 김희천
    • 대한정형외과스포츠의학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.77-81
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    • 2003
  • 목적: 슬관절 주위 골격의 기초과학을 생체역학을 중심으로 설명하고 빈도가 높은 스포츠 손상들에 대해 기술하고자 한다. 해부 밀 운동학: 슬관절은 순수한 경첩 관절이 아니며 적합하지 않으므로 여섯 방향의 운동이 가능하다. 경골대퇴간 운동역학: 슬관절의 굴곡-신전 축은 시상면에 수직이 아닐 뿐 아니라, 관상면상 관절선과 평행하지 않으므로, 경골대퇴관절은 굴곡 시 내반과 내회전이 동반되고 신전 시에는 외반과 외회전이 동반된다. 슬개대퇴 관절: 슬개대퇴 관절 압박력은 슬관절의 굴곡 각도와 사두고근력에 비례한다 슬개골은 신전기전의 moment arm을 증가시켜 신전기전의 효율을 증대시키고 지렛대 역할을 한다. 슬개골 골절: 비전위성 골절이면서 하지 직거상 운동이 보존된 경우에 비수술적 치료의 적응증이 되며 수술적 치료 시 고정 방법의 선택은 골절 양상에 따라 결정되겠으나 어느 술식을 선택하여도 신전지대의 봉합은 필수적이며 중요하다 슬개골 불안정성: 선행 해부학적 이상을 조사해야 하며 급성 탈구에서도 골연골 골절편이 있거나 재발의 위험이 높은 운동선수에서 인대 봉합을 고려할 수 있다. 비수술적 치료 및 재활에도 불수하고 계속되는 재발성 아탈구나 탈구는 수술이 필요하다 학령기 스포츠 손상: Idiopathic Adolescent Anterior Knee Pain, Osgood-Schlatter Disease, Sinding-Larsen-Johansson Disease 등이 흔하다

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포스트텐션을 도입한 넓은 보에서 기둥 폭 내부에 배근된 보강재의 정착비에 따른 비탄성 거동 평가 (Inelastic Behavior of Post-tensioned Wide Beam System with different Reinforcement ratios within Column core)

  • 최윤철;임재형;문정호;이리형;권기혁
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.85-94
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    • 2005
  • PPS(post-tensioned precast concrete system)공법은 U자형 PC로 제작한 넓은 보와 PC 또는 현장 타설 콘크리트로 제작한 기둥으로 구성되며 PC 보와 기둥의 일체성 확보를 위하여 프리스트레스를 도입하였다. 본 연구는 PPS 공법 개발의 일부로 넓은 보의 기둥 폭 내부에 정착되어진 휨철근의 양에 따른 거동특성을 분석하고자 실험적 연구를 수행하였다. 실험체는 기둥 폭내, 외부에 위치한 휭 철근의 양을 달리한 정착비와 동일한 정착비내에서 철근과 긴장재의 양을 주요변수로 하여 대상건물의 내부접합부를 대상으로 1/2크기로 제작하였다. 그 결과 NEHRP 권고사항에서 규정한 한계변위각 0.035까지 내력저하 없이 충분한 내력을 보유하였으며, 보의 휨 파괴가 주요 파괴모드로 접합부에서 전단파괴는 일어나지 않았다. 그리고 넓은 보에 포스트텐션을 도입한 PPS 공법은 기둥 폭 내부의 정착비가 $35\%$인 경우 다소 높은 비틀림 응력을 나타내었으나, 기둥 폭 외부에 위치한 인장철근의 항복 이후 긴장재가 응력을 충분히 발휘함으로서 일체식 구조의 넓은 보-기둥 접합부와 달리 비탄성 이력거동을 통하여 에너지를 효과적으로 소산하였다. 또한 ACI의 proposed provisional standard의 PC 접합부 구조성능 평가지침에 의해 분석한 결과, 모든 실험체에서 허용기준을 모두 만족하고 있으며, 강도의 큰 저하 없이 연성적인 거동을 하고 있음을 알 수 있었다.