• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권5호
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• pp.221-228
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• 2022

인공지능 기술의 적용으로 로봇이 실생활에서 효율성 높은 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 본 연구에서는 단순 반복적 작업을 하는 산업용 매니퓰레이터와 달리 서비스 로봇 분야에서 장소의 제약 없이 단독으로 또는 협업하여 사용하기 위한 6자유도 로봇 팔의 설계방법과 지능적인 물체 검출 및 이동 방법을 제시하고 성능을 검증하였다. 로봇 팔에 포함된 임베디드 보드의 ROS 환경에서 깊이 카메라와 딥러닝을 이용하여 로봇팔은 물체를 검출하고, 역기구학 해석을 통해 물체 영역으로 이동한다. 또한 물체와 접촉 시 힘센서 값의 분석을 통해 물체를 정확히 잡고 이동하는 동작이 가능하게 하였다. 제작한 로봇 팔에 대한 성능검증을 위하여 딥러닝과 영상처리를 통한 물체의 정확한 위치 산출, 모터 제어 및 물체 분리에 대한 실험을 하였으며, 실제 동작 여부를 확인하기 위하여 카페에서 흔히 사용하는 다양한 컵들을 분리하는 실험을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권2호
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• pp.111-118
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• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1189-1198
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• 2021

When performing remote tasks using robots in nuclear power plants, a 3D shape measurement system is advantageous in improving the efficiency of remote operations by easily identifying the current state of the target object for example, size, shape, and distance information. Nuclear power plants have high-radiation and underwater environments therefore the electronic parts that comprise 3D shape measurement systems are prone to degradation and thus cannot be used for a long period of time. Also, given the refraction caused by a medium change in the underwater environment, optical design constraints and calibration methods for them are required. The present study proposed a method for developing an underwater 3D shape measurement system with improved radiation tolerance, which is composed of commercial electric parts and a stereo camera while being capable of easily and readily correcting underwater refraction. In an effort to improve its radiation tolerance, the number of parts that are exposed to a radiation environment was minimized to include only necessary components, such as a line beam laser, a motor to rotate the line beam laser, and a stereo camera. Given that a signal processing circuit and control circuit of the camera is susceptible to radiation, an image sensor and lens of the camera were separated from its main body to improve radiation tolerance. The prototype developed in the present study was made of commercial electric parts, and thus it was possible to improve the overall radiation tolerance at a relatively low cost. Also, it was easy to manufacture because there are few constraints for optical design.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.261-272
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• 2021

This study investigates the structural characteristics of oil-free, gas beam foil journal bearings (GBFJBs) for use in high speed motors. Mathematical modeling was carried out, and reaction force modeling for static load was performed to predict the structural characteristics of the GBFJB. Mathematical modeling and reaction force modeling for static load are performed to predict the structural characteristics of GBFJBs. The reaction force of the test bearing against static loads was measured during experiments and compared with the predicted results. The measured experimental data reveal the nonlinear stiffness characteristics of the GBFJB against varying displacement and agree well with the predictions. Dynamic load tests using an exciter allow to identify the vibration characteristics of the GBFJB. Test results show that the vibration displacement, dynamic force, and acceleration measured on the test bearing are most dominant at the applied dynamic load (synchronization) frequency. Futhermore, the test results show that the hysteresis area recorded during the dynamic tests increases with the excitation amplitude and frequency, and that the beam stick phenomena occurr at high excitation frequencies. The single degree of freedom (DOF) vibration model aids to identify the stiffness and damping coefficient of the GBFJB, which decrease as the excitation frequency increases.

• 한국가스학회지
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• 제26권2호
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• pp.9-13
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• 2022

벨트나 체인을 이용한 감속기는 간단한 장치이긴 하지만 공간을 많이 차지하여 공간상의 제약이 있기 때문에 전동휠체어 구동부에는 부적합하다. 하지만 유성기어형태의 감속기는 동일 축에서 감속이 이루어지기 때문에 부피를 작게 할 수 있어 공간의 제약이 벨트나 체인형태의 감속기보다 덜하다. 따라서 본 연구에서는 수·전동전환이 가능한 휠체어의 구동부에 대한 연구를 통하여 유성기어형태를 이용한 감속기로 큰 추진력을 얻을 수 있는 구동부를 개발하였다. 그에 따라 감속기에 적용되는 유성기어의 치형을 Kisssoft 프로그램을 이용하여 설계를 진행하였다. 또한 기존 휠체어 바퀴에 적용 가능하도록 구동부의 설계를 진행하였고, 구동부의 수·전동 전환원리 및 작동원리에 대한 메커니즘의 최적화를 진행하였다. 연구내용을 토대로 하나의 선기어와 2개의 유성기어, 하나의 링기어를 갖는 유성기어 형태의 휠체어 감속기 구동부의 최종 설계 및 제작을 진행하였다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권9호
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• pp.8-16
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• 2023

In Japan, high-speed ground transportation service using linear motors at speeds of 500 km/h is scheduled to begin in 2027. To accommodate 5G services in trains, a subcarrier spacing frequency of 30 kHz will be used instead of the typical 15 kHz subcarrier spacing to mitigate Doppler effects in such high-speed transport. Furthermore, to increase the cell size of the 5G mobile system, multiple base station antennas will transmit identical downlink (DL) signals to form an expanded cell size along the train rails. In this situation, the forward and backward antenna signals are Doppler-shifted in opposite directions, respectively, so the receiver in the train may suffer from estimating the exact Channel Transfer Function (CTF) for demodulation. In a previously published paper, we proposed a channel estimator based on Delay and Doppler Profiler (DDP) in a 5G SISO (Single Input Single Output) environment and successfully implemented it in a signal processing simulation system. In this paper, we extend it to 2×2 MIMO (Multiple Input Multiple Output) with spatial multiplexing environment and confirm that the delay and DDP based channel estimator is also effective in 2×2 MIMO environment. Its simulation performance is compared with that of a conventional time-domain linear interpolation estimator. The simulation results show that in a 2×2 MIMO environment, the conventional channel estimator can barely achieve QPSK modulation at speeds below 100 km/h and has poor CNR performance versus SISO. The performance degradation of CNR against DDP SISO is only 6dB to 7dB. And even under severe channel conditions such as 500km/h and 8-path inverse Doppler shift environment, the error rate can be reduced by combining the error with LDPC to reduce the error rate and improve the performance in 2×2 MIMO. QPSK modulation scheme in 2×2 MIMO can be used under severe channel conditions such as 500 km/h and 8-path inverse Doppler shift environment.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.23-32
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• 2010

U-헬스케어는 인간에게 많은 편의를 제공하고 건강을 지켜준다. 하지만 시설중심의 의료 환경이 환자 중심의 의료 환경으로 변함에 따라 다양한 문제점들이 발생되고 있다. 이 문제점들은 제도적인 문제부터 기술적인 문제, 생산자의 문제, 사용자의 문제에 이르기까지 다양한 원인에 의해 발생된다. 연구자는 이 문제들 가운데 사용자로부터 기인한 문제, 그 중에서도 특히 노인환자 또는 노인이 환자의 보호자인 경우에 관심을 가졌다. 주요 연구내용은 U-헬스케어 관련 기기들의 HMI 숙달훈련과 응급상황대처능력 훈련을 위한 학습용 기능성콘텐츠의 설계방향이다. 이는 노인의 인지심리학과 노인운동반응에 관한 연구로부터 출발하여 다양한 디지털 콘텐츠 형식들의 특성을 연관 짓는 과정을 거쳤다. 연구 결과는 가파른 성장세를 보일 노령인구와 그에 따른 U-헬스케어 산업분야에서 쓰임새를 가질 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.330-335
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• 2017

최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.117-124
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• 2018

본 논문은 KM-SAM 다기능레이더용 축류형 송풍기에 대한 국산화 개발 내용을 서술하고 있다. KM-SAM 다기능레이더는 중/저고도 위협표적을 탐지 및 추적하는 핵심 장비로 지속적인 외부 환경의 영향을 받는다. 이러한 장비의 원활한 운용을 위해서는 내부 온도 및 습기를 조절하는 송풍기가 필수적이며, 현재까지 다기능레이더용 송풍기는 전량 해외업체 수입에 의존하고 있다. 이러한 문제점 해결을 위해 국산화 개발 연구가 제안되었으며, 국산화 개발은 원제작사와 체계장비 규격 등 관련 기술자료 검토를 통한 요구도 분석, 시제품 설계, 성능시험 및 환경시험을 통한 설계요구조건 검증 등을 포함한다. 송풍기는 가이드 베인이 있는 축류형 팬으로 구성되고 모터는 최대 970 CFM의 풍량과 4.8 IWG 풍압을 발생하도록 제작되었다. 또한 신뢰성 있는 데이터 획득을 위해 AC 전원 공급기, 팬 성능시험기 및 데이터 수집 장비를 구축하여 시험평가를 수행하였으며, 시제품 모두 수입품 대비 동등수준 이상의 설계 요구도 검증이 이루어졌다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.483-490
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• 2016

자동차 도어 래치는 스프링, 사출품, 소형 모터 등의 작은 부품들을 조립하여 제조된다. 이를 위해서는 각 부품의 정밀설계 및 조립기술이 요구된다. 도어 래치는 자동차의 문을 열리지 않게 고정시켜 운전자의 안전에 직접적인 영향을 미치는 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 자동차 도어 래치의 주요 구성요소인 커넥터 단자의 트리밍 시, 롤오버를 저감하고 적합한 유효전단면을 찾기 위한 연구를 수행하였다. 유한요소해석과 실험계획법의 직교배열을 통한 다구찌법을 이용하여 차량용 도어 래치커넥터 단자의 전단면 품질 향상을 위한 최적 설계변수를 설정하였다. 해석에 사용된 설계변수는 클리어런스, 곡률반경, 블랭크 홀딩력이며, 커넥터 단자의 재질은 C2600이다. 해석을 통해 제안된 최적 트리밍 공정 조건은 실험을 통해 검증되었으며, 최종제품의 전단면 형상과 치수가 성형해석 결과와 잘 일치하였다. 이상의 결과로부터 차량용 도어 래치커넥터 단자의 최종 롤오버 및 유효전단면 향상을 위한 최적화에 다구찌법을 유용하게 적용할 수 있음을 알 수 있으며, 트리밍 공정 이외의 다양한 금속성형공정에도 유용하게 적용할 수 있을 것으로 사료된다.