• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.503-515
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• 2011

보행 재활 훈련용 보행보조 로봇을 개발하고, 시제품의 운동학적 특성을 평가하였다. 이 보행보조 로봇은 고관절(hip), 슬관절(knee), 족관절(ankle) 등으로 구성되며, 각 관절은 감속기가 포함된 모터에 의해 구동된다. 인체 보행 운동을 이론적으로 해석하여, 보행 운동 중 각 관절의 각도 변위를 계산하는 식을 구하였고, 계산된 각도 변위를 로봇 구동기에 입력하였다. 트레드밀(treadmill) 위에서의 실험을 통해 다양한 보행 속도(walking speed) 및 보폭(stride)에서 각 관절의 출력 각도 변위를 측정하고 입력 값과 비교하였다. 입력 각도 변위와 출력 각도 변위의 차이가 고관절에서는 5.22%, 슬관절에서는 2.97% 이내로 일치함을 확인하여, 설계대로 보행보조 로봇이 작동함을 입증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.149-156
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• 2018

현재 RC카는 남녀노소를 불문하고 정밀한 컨트롤과 질주 본능을 느끼고 싶어하는 모든 사람이 참여할 수 있는 하나의 문화로써 자리잡게 되었다. 또한 RC카는 직접 차량을 운전하면서 느끼는 체감을 작고 가벼운 몸체 하나로 경험할 수 있다는 것을 이유로 많은 사람들에게 주목받고 있다. 이러한 트렌드에 맞춰 다양한 개발 회사들은 각각의 환경에 맞는 주행, 속도 개선와 같은 기능적인 부분과 그 정교함에 초점을 두어 개발하고 있다. 물론, 주행 성능만으로도 굉장한 파급 효과를 불러올 수 있지만, RC카를 가지고 할 수 있는 것은 부품 변경, 모터 개조 정도 밖에 없다. 따라서, 라즈베리파이 기반의 RC카를 제작해 어플리케이션으로 컨트롤 하고 센서 인식을 통한 다양한 기능의 추가와 웹 캠을 사용해 얻을 수 있는 영상 정보를 통한 주행을 할 수 있는 RC카를 개발한다. 작은 RC카 한 대로 사람이 진입할 수 없는 다양한 건설,사고 현장에서 움직이는 로봇으로써의 사용과 사용자들의 흥미를 이끌 수 있을 만한 기능을 겸비할 수 있도록 연구를 수행한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.282-290
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• 2014

본 논문은 1인승 전기차량의 임베디드 전동 제어장치 설계를 제안하였다. 제안된 임베디드 장치는 PIC18F8720 프로세서, 16Mb flash ROM, 32Mb SDRAM과 신호처리회로로 설계되었다. 제안된 1인승 전기차량은 4KW 인휠 BLDCM, $180^{\circ}$ 도통 공간 벡터제어 3상 전압형 인버터, PID 속도제어기와 전동제어 장치와 임베디드 제어장치로 구성된다. 이 1인승 전기차량은 역 3륜 형태의 기계적인 구조를 가지고 있으며, 인휠 BLDCM과 틸팅 기능을 가지는 조향 메카니즘이 적용되었다. 또한 제안된 임베디드 전동제어장치의 성능은 PEV에 대한 Lab 실험과 도로 주행시험을 통하여 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권5호
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• pp.103-112
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• 2005

This paper presents one-axis high precision scanning system and illustrates the design of modified $X-Y-{\theta}$ stage as a tracker using VCM and commercialized air bearings for it. The scanning system for 100nm resolution is composed of the 3-axis stage and one axis long stroke linear motor stage as a follower. In this study a previous proposed and presented structure of VCM for the fine stage is modified. The tracker has 3 DOF($X-Y-{\theta}$ motions by four VCM actuators which are located on the same plane. So 4 actuating forces are suggested and designed to create least pitch and roll motions. This article will show about the design especially about optimal design. The design focus of this fine stage is to have high acceleration to accomplish high throughput. The optimal design of maximizing acceleration is performed in restrained size. The most sensitive constraint of this optimal design is heat dissipation of coil. There are 5 design variables. Because the relationship between design variables and system parameters are quite complicated, it is very difficult to set design variables manually. Due to it, computer based optimal design procedure using MATLAB is used. Then, this paper also describes the procedures of selecting design variables for the optimal design and a mathematical formulation of the optimization problem. Based on the solution of the optimization problem, the final design of the stage is also presented. The results can be verified by MAXWELL. The designed stage has the acceleration of about 5 $m/s^{2}$ with 40kg total mass including wafer chuck and interferometer mirror. And the temperature of coil is increased $50^{\circ}C$. In addition, the tracker is controlled by high precision controller system with HP interferometer for it and linear scaler for the follower. At that time, the scanning system has high precision resolution about 5nm and scanning resolution about 40nm in 25mm/s constant speed

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.628-631
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• 2008

생산 공정라인에서 발생되는 제어 시스템의 편차는 전체의 생산라인에 심각한 문제를 발생할 수 있다. 공정라인중 TG(Tacho Generator) 피드백 방식을 이용한 제어 시스템은 매우 고가(高價)이며, 외산 TG임에도 불구하고 구동 모터의 발열로 인한 전압 검출부(Cabon Brush)의 잦은 마모로 소모적 제약 조건을 갖는다. 또한 이로 인한 오동작으로 작업현장의 문제점이 표출되어 생산성이 저하되고 품질 불만 및 불량품 발생으로 생산성에 큰 손실을 입고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 새로운 인버터 제어 시스템을 개발 하고자 한다. 여기에 따른 파급 효과는 제품의 생산성 향상과 소모성 부품의 수입 대처 및 부분적 제어시스템의 국산화 효과를 확보 할 수 있을 것으로 사료된다. 본 논문에서는 위에서 제시한 인버터 제어시스템의 최적설계를 수행하여 개발된 결과를 실제 산업현장에 적용하여 성능을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 현장농수산연구지
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• 제17권1호
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• pp.57-71
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• 2015

본 연구에서는 산업분야에서 다양하게 이용되고 있는 연동펌프를 농축양액 주입장치로 사용한 관비장치를 개발하고 성능시험을 실시하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다. 튜브 내경별, 회전수별, 롤러수별 유량특성 시험결과 펌프 회전속도가 빨라짐에 따라 유량은 직선적으로 증가하였으며, 튜브 내경이 커질수록 기울기도 커졌으며, 롤러수가 3개일 때가 4개일 때의 유량 보다 더 많은 것으로 나타났다. 또한 튜브재질에 있어서는 복원력이 우수한 재질의 노프렌 튜브에서 유량이 많은 것으로 나타났다. 관비장치의 농축양액 주입위치에 따른 혼삽성능 실험결과 안정화 시간은 농축양액을 공급펌프의 흡입 측에 주입한 경우에는 17초, 공급펌프의 토출 측에 주입한 경우에는 16초 이었으며, EC는 안정화 구간에서 각각 1.42±0.05, 1.39±0.02 dS/m로 나타나 주입위치에 따른 영향은 크지 않은 것으로 판단된다. 측정 센서 설치위치에 따른 안정화시간은 주관에 삽입 설치한 경우에는 17초, 여수관에 설치한 경우에는 27초로 나타나 센서는 주관에 삽입 설치하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. EC는 안정화 구간에서 각각 1.43±0.05, 1.45±0.07dS/m의 근소한 차이를 보였다. 시작기의 제어성능 실험결과 제어정밀도가 ±0.05dS/m로 나타나 제어성능이 우수한 것으로 나타났다. 농가 현장시험결과 개발한 관비장치에 의해 재배한 오이가 정상적인 생육을 하는 것으로 나타나 개발한 시험용 장치의 실용화가 이루어진다면 관비재배 농가에서 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권6호
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• pp.42-48
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• 2002

다목적 방사선 조사장치의 설계, 제작 및 성능검사에 대해 기술하였다. 세슘-137을 사용한 다목적 방사선조사장치는 생물학에서 저선량 방사선에 대한 영향연구, 혹은 TLD(Thermo Luminescent dosimeter)의 교정을 위해 사용되어진다. 본 조사장치는 방사선 동위원소를 안전한곳에 저장하고 있다가 방사선조사시에만 조사실로 180도 회전하여 설정된 시간만큼 시료에 방사선 조사가 이루어 진 후, 사용이 끝나면 다시 차폐된 저장위치로 복귀하게된다. 제어시스템은 PLC 기반으로 구축하여 저선량율 조사장치의 시제품을 제작하였으며, 또한 컴퓨터를 통해 방사선 조사장치의 제어 및 세부 동작 상태 등을 실시간 검색, 원격제어 및 관리 할 수 있는 종합 관리 프로그램을 개발하였다. 조사실 내부 구성은 시료의 종류에 따라 최대 20RPM까지 다양하게 회전하면서 균일 조사될 수 있도록 조사실 및 챔버를 설계 제작하였으며, 조사실내 넣을 수 있는 조사체 최대 용량은 4.5리터이다. 조사실내의 방사선량의 분포도는 가프크로믹 필름을 사용하여 측정한 결과 2Ci 범위내에서 세슘-137의 경우 공기중에서 0.13cGy/min이었고 일반 물질과 등가인 물에서는 0.11cGy/min로 나타났으며, 오차는 약 ${\pm}$7%의 한도내에서 균일한 분포를 보였다. 또한 실제 누설선량은 조사실 밖 표면에서 최대 0.35mR/hr이였으며 1m 떨어진곳에서는 최대 0.03mR/hr로 허용치 이내였다.

• 한국산림과학회지
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• 제97권1호
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• pp.61-70
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• 2008

본 연구는 급경사 지형과 간벌사업, 소규모 목재생산 등에 효율적인 가선계 집재기계인 트랙터 부착형 타워집재기를 개발하고자 수행하였다. 타워집재기의 유압동력원은 트랙터의 PTO를 이용한 3개의 유압펌프를 장착하여 4개의 드럼 구동용 모터와 인터록크용 클러치 실린더, 타워신장용 실린더, 아웃트리거 실린더를 작동시킬 수 있도록 설계 제작하였으며, 런닝스카이라인 삭장방식과 인터록크 기능을 채택하고 더블캡스턴드럼과 와이어로프 저장드럼, 인터록크 클러치를 장착한 타워집재기를 개발하였다. 또한 더블캡스턴 드럼의 윈치 구동력 및 견인력과 가선의 이송속도를 산출하여 윈치 구동력은 $191kg{\cdot}m$, 윈치 견인력은 1,910kgf, 더블캡스턴 드럼의 회전수는 220.5rpm, 가선의 이송속도는 138.5m/min의 타워집재기를 개발하였다. 메인라인 250m와 홀백라인 450m을 저장하기 위해서는 메인라인 및 홀백라인 저장드럼의 플랜지 직경은 각각 약 360mm와 약 460mm가 최적이라는 것을 알 수 있었다. 런닝스카이라인 삭장방식에 맞고 쵸킹작업이 용이하고 집재목의 처짐을 방지하기 위한 잠금장치를 장착한 반송기를 개발하였으며, 타워집재기의 인터록크 기능을 고려하고 조작의 수월성과 작업의 효율성을 위한 유선 리모트 콘트롤러를 개발하였다. 타워집재기의 견인 및 이동을 위해 트랙터의 후방 3점 히치 연결장치와 고무바퀴를 장착하였으며, 타워집재기의 안전성과 작업의 효율성을 높이기 위해 아우트리거와 버팀줄을 장착한 타워집재기를 개발하였다.