• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제16권4호
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• pp.124-129
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• 2008

Design practice has been made on an oil-less scroll air compressor as an air supply device for a 2 kW fuel cell system where air pressure of 2 bar and flow rate of 120 liter/min are required. Basic structure of the scroll compressor includes double-sided scroll wrap for the orbiting scroll driven by two crankshafts connected to each other by a timing belt. These features can eliminate thrust surface which otherwise would produce frictional heat and jeopardize reliable operation of the orbiting scroll and the scroll element's deformation as well. This study focuses on optimum scroll wrap design; orbiting radius has been chosen as an independent design parameter. As the orbiting radius changes, scroll sizes such as scroll base plate and discharge port diameters change accordingly. Gas compression-related losses and mechanical loss also change with the orbiting radius. With a scroll base plate diameter of 120mm at most and discharge port of at least 10mm, the orbiting radius should be within the range of 2.5-4.0mm. With this range of the orbiting radius, it was estimated by performance analysis that the compressor efficiency reached to a maximum of ${\eta}_c$=96% at the orbiting radius of $r_s$=3.5mm for the scroll wrap height-to-thickness ratio of h/t=5.

• 로봇학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.102-109
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• 2010

In this study, an anthropomorphic robot Hand, called "SKKU Hand III" is presented. The hand has thirteen DOF(Degree-Of-Freedom) and is designed based on the skeletal structure of the human hand. Each finger module(except thumb module) has three DOF and four joints with a saddle joint mechanism which has two DOF at the base joint. Two distal joints of the finger module are mechanically coupled by a timing belt and pulleys. The thumb module is composed of a finger module and an additional actuator, which makes it possible to realize the opposition between the thumb and the other fingers. In addition, the palm DOF of the human hand is mimicked with a spatial link mechanism between the index finger and the thumb. Thus, it can grasp objects more stably and more strongly. For the modularization of the robotic hand all the driving circuits are embedded in the hand, and only the communication lines supporting CAN protocol with DC power cable are given as an interface. Therefore, it is possible to apply it to any robot system the interface. To validate the feasibility of the SKKU Hand III, a series of the representative grasp experiments such as power, precision, intermediate grasp etc. are carried out with the object around us and its operation is demonstrated.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제16권2호
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• pp.15-21
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• 2019

In this study, the maximum system efficiency of the electro-hydrostatic actuators was experimentally investigated, where small size external gear pumps with volumetric displacement under 1.3 cc/rev were combined with a 400W servomotor as the prime mover. Since the efficiency data of the servomotor, gear pumps and hydraulic cylinder were not provided by the suppliers, experimental apparatuses for their efficiency measurement were extra built up. When a gear pump with a volumetric displacement of 1.27cc/rev was used on an electro-hydrostatic actuator system, the maximum system efficiency was not higher than 70%. This was because the most effective operation ranges of the motor and pump did not coincide each other. In order to match their operation ranges as one of the most crucial design factors, a speed reduction mechanism can be used, such as a timing belt. It was shown in the study that the maximum system efficiency could be increased from 70% to 76% in that way.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.151-171
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• 2012

한반도의 페름-삼첩기 송림 조산운동은 유라시아 동쪽 경계부에서 복잡한 충돌현상을 포함한 주요 지구조운동이다. 이번 연구는 기존의 송림 조산운동의 변성/변형작용의 특징을 토대로 태백산분지에서 송림조산운동의 특징과 시기에 대해서 알아보고, 또한 최대 압축운동(bulk crustal shortening) 방향, 변성 온도-압력 그리고 온도-시간 경로를 비교 분석하여 옥천 변성대와 임진강 변성대에서의 송림 조산운동의 변성/변형작용을 대비하고자 한다. 태백산분지 북동부 지역에 분포하는 평안누층군은 퇴적된 이후 초기에 저온/중압형 광역변성작용과 후기에 중생대 화강암 관입과 연관된 접촉변성작용으로 특징 지워진다. 중압형 광역변성작용은 2개의 시계방향 온도-압력-변형 경로 고리(loop)를 보이며, 4회의 변형작용($D_1-D_4$)을 수반한다. 첫 번째 고리는 약 $400-500^{\circ}C$, 1.5-3.0 kbar에서 $D_1$과 $D_2$ 변형작용과 관련되며 syn-$D_1$ 경녹니석, syn-$D_1$ 홍주석, post-$D_1$ 마가라이트, Ca이 풍부한 syn-$D_2$ 또는 post-$D_2$ 사장석의 형성에 영향을 주었다. 그리고 두 번째 고리는 약 $520-580^{\circ}C$, 2.0-6.0 kbar에서 $D_3$과 $D_4$ 변형작용과 관련되며, syn-$D_3$ 석류석과 십자석의 형성과 syn-$D_4$ 또는 post-$D_4$ 홍주석의 재성장으로 정의된다. syn-$D_1$ 경녹니석과 홍주석은 E-W 방향의 최대 압축운동 동안에 성장하였으며, 반면에 syn-$D_3$ 석류석과 십자석 그리고 syn-$D_4$ 또는 post-$D_4$ 홍주석 반상변정은 N-S 최대 압축운동 동안에 형성되었다. 기존의 옥천분지와 임진강 변성대에서의 변성작용과 최대 압축운동 방향에 대한 연구결과를 비교해 보면, 최고 변성 온도-압력 조건은 한반도 동쪽(태백산분지)에서 서쪽(임진강 변성대와 경기육괴 남서부 지역)으로 감에 따라 증가하는 경향을 보인다. 또한 E-W 방향의 최대 압축 운동은 송림 조산운동 초기 동안에 옥천 변성대의 동부 지역에 영향을 주었고, N-S 방향의 최대 압축 운동은 송림 조산운동 후기 동안에 임진강 변성대와 옥천변성대 지역에 영향을 준 변형작용의 결과로 판단된다. 결론적으로 페름기 후기에서부터 삼첩기 동안 한반도에 영향을 준 송림 조산운동은 북중국-남중국 지괴의 충돌작용 뿐만 아니라 유라시아 동쪽부에 분포했던 소규모 지괴들의 봉합(amalgamation) (예, 중한 지괴와 히다-오키 지괴의 충돌)에 대비될 수 있음을 시사한다.

• 암석학회지
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• 제19권1호
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• pp.19-30
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• 2010

옥천대의 중앙부에 위치하는 옥천지역에는 쥬라기 대보 옥천화강암이 분포한다. 본 논문은 옥천화강암에 발달하는 변형구조에 대한 구조암석학적 연구결과를 바탕으로 호남전단대의 운동시기를 새롭게 고찰해 보았다. 옥천화강암의 구조적 형태는 지질도상에서 동서 방향의 쐐기형 꼬리와 동북동 방향으로 약간 신장된 타원형 분포를 하고 있고, 주변암인 옥천누층군의 광역엽리 S1은 옥천화강암의 접촉부와 평행하게 발달한다. 이는 옥천화강암이 광역엽리 S1이 형성된 이후에 수동적으로 관입하였음을 지시한다. 옥천화강암의 주요 변형구조는 그 접촉부를 관통하는 고결후 형성된 남북 방향의 구조적 엽리와 동서 방향의 반화강암질 암맥 그 리고 그 동부 경계부에 북서 및 동서 방향의 좌수향 전단대 등이 있다. 남북 방향의 구조적 엽리와 동서 방향의 반화강암질 암맥은 옥천화강암이 관입후 냉각되는 약 $500{\sim}450^{\circ}C$ 부근의 변형온도에서 (북)북동 방향의 우수 주향-이동성 호남전단운동에 의해 형성되었으며, 북서 및 동서 방향의 좌수향 전단대는 옥천화강암의 원래의 관입위치에서 우수향 회전운동 동안에 옥천화강암과 주변암 사이에서 발생된 전단변형에 의해 형성되었다. 호남전단대의 활동시기 및 중생대 화성활동에 대한 기존 연구결과를 종합하여 옥천화강암의 관입 및 변 형작용사와 호남전단대의 운동시기를 고찰해 보면 다음과 같다. (1) 전기~중기 쥬라기 (187~170 Ma); 전기 호남전단운동과 관련된 동구조 엽리상 화강암의 관입. (2) 중기 쥬라기 (175~166 Ma); 쥬라기 화강암류의 주 관입기, 옥천화강암의 수동적 관입, (3) 중기~후기 쥬라기 (168~152 Ma); 쥬라기 화강암류의 주 냉각기, 후기 호남전단운동과 관련된 옥천화강암의 변형작용. 따라서 본 연구결과는 호남전단운동은 175~166 Ma 동안의 휴식기를 걸쳐 187~152 Ma 약 35 Ma 동안 적어도 2회 발생하였음을 제안한다.

• 암석학회지
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• 제19권4호
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• pp.269-281
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• 2010

쥬라기 동안 한반도에 관입한 심성암체들에 대한 최근의 정밀한 연대측정결과들을 종합해보면 남쪽에 위치한 영남육괴에서는 삼첩기와 쥬라기의 경계시기인 약 200 Ma 무렵부터 가장 먼저 화성활동이 시작되었으며 점차 북쪽으로 화성활동의 범위가 확대된 것으로 나타난다. 옥천대 및 그 주변지역에서의 화성활동은 영남육괴에서의 화성활동이 거의 종료된 약 180 Ma무렵부터 화성활동이 시작되었고, 더 북쪽의 경기육괴 및 그 주변지역에서의 주된 쥬라기 화성활동의 시작은 옥천대지역보다는 조금 더 후기인 약 170 Ma경부터이다. 쥬라기 화성활동이 종료된 시점도 옥천대 및 그 주변지역이 경기육괴 지역보다는 조금 일찍 종료되었다. 이와 같은 한반도에서의 쥬라기 화성활동 시기가 위치에 따른 차이를 보이는 것은 해구까지의 거리와 섭입 각도 및 섭입판의 침강각과 같은 요소들이 변화하였기 때문으로 생각된다. 따라서 한반도에서 확인된 정밀한 연령에 따른 화성활동의 변화는 당시의 동북아시아 고지리 및 지구조환경을 세밀하게 복원하는데도 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.274-283
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• 2006

Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM)는 볼스크류, 기어 및 타이밍 벨트를 이용하여 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 이러한 PMSM과 부하의 결합으로 구성된 시스템은 동력의 전달에 있어서, 고유의 공진 주파수를 가지며 공진 주파수 대역에서의 기계계의 응답 특성은 매우 불안정하고, 기계 시스템의 손상을 일으키게 된다. 본 논문에서는 PMSM을 이용한 직선 운동 시스템에서 기계적인 결합에 의한 기구부의 진동을 억제하기 위하여 진동 주파수를 자동으로 검출하여, 진동의 원인이 되는 토크 지령 신호를 억제하는 적응형 노치 필터를 포함하는 속도 제어 시스템을 제안한다. 하지만, 기계적인 진동 주파수와 주파수의 대역은 전동기에 결합된 결합 기구 및 부하에 따라서 변동하는 특성을 가지고 기계적인 진동의 크기도 진동원이 되는 신호에 따라 변동하므로, 이를 적응형 노치 필터부에서 이를 진단하여 진동 주파수를 자동으로 억제함으로써 안정적인 운전이 가능하도록 설계된다. 본 논문에서 제안된 기계적인 진동을 억제하기 위한 적응형 노치 필터의 성능은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 검증하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.612-619
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• 2004

회전형 전동기와 볼스크류 및 타이밍 벨트를 이용한 서보 시스템은 NC, 가공기, 로봇 및 공장 자동화를 포함하여 산업 시스템 전반에 널리 사용되고 있다. 하지만, 동력의 전달에서 발생하는 비선형적인 마찰 및 댐핑현상은 제어 시스템 전체의 성능을 감소시키고, 특히 저속 정역 운전에서 그 영향이 크게 나타난다. 본 논문에서는 서보 제어시스템에서 발생하는 비선형적인 마찰 토크의 보상을 위해 가중치를 가지는 이중 제어 구조를 적용하였다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조는 서보 제어 시스템에서 널리 사용되는 PI 속도 제어기 내부에 비선형적인 마찰 토크의 영향을 보상하는 내부 제어기를 가지는 구조이다. 특히, 내부의 제어기는 마찰 토크에 의한 시스템의 속도오차에 대하여 가중치를 가지는 구조로 설계되어 있고, 제어기의 이득은 외부 속도 제어기의 이득에 대하여 비례적으로 적용되므로, 안정성이 매우 높고 구조가 매우 간단하다. 본 논문에서 제안된 이중 제어 구조에 의한 비선형 마찰 토크 보상 방식은 시뮬레이션 및 실험을 통하여 그 성능을 검증한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권2호
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• pp.178-184
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• 2012

This paper presents a transformable track mechanism for wall climbing robots. The proposed mechanism allows a wall climbing robot to go over obstacles by transforming the track shape, and also increases contact area between track and wall surface for safe attachment. The track mechanism is realized using a timing belt track with one driving actuator. The inner frame of the track consists of serially connected 5R-joints and 1P-joint, and all joints of the inner frame are passively operated by springs, so the mechanism does not require any actuators and complex control algorithms to change its shape. Static analysis is carried out to determine design parameters which enable $90^{\circ}$ wall-to-wall transition and driving over projected obstacles on wall surfaces. A Prototype is manufactured using the transformable track on which polymer magnets are installed for adhesion force. The size of the prototype is $628mm{\times}200mm{\times}150mm$ ($Length{\times}Width{\times}Height$) and weight is 4kgf. Experiments are performed to verify its climbing capability focusing on $90^{\circ}$ wall to wall transition and driving over projected obstacle.

• 암석학회지
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• 제19권2호
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• pp.157-165
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• 2010

옥천대의 중앙부에 위치하는 옥천지역에서 시대미상 옥천 변성퇴적암류와 이를 관입하는 쥬라기 옥천화강암이 분포한다. 본 논문은 옥천 변성퇴적암류의 파랑습곡작용과 옥천화강암의 접촉변성작용 사이의 상대적인 시간관계에 대한 미구조 연구로부터 호남전단대의 운동시기를 새롭게 고찰해 보았다. 옥천 변성퇴적암류의 S1 엽리를 습곡시키는 D2 파랑습곡은 전기 파랑습곡(D2a)과 후기 파랑습곡(D2b)으로 구분된다. 전자는 구-홍주석 반상변정에 의해 포획되어 그 내부에 발달하고 후자는 구-홍주석 반상변정을 포획하며 그 외부에 발달한다. 그러나 이들은 동일한 우수향 전단운동감각, 상호 평행한 축면 자세, 노두 규모에서 하나의 파랑습곡구조를 보여준다. 옥천화강암의 관입에 의한 홍주석-규선석형 접촉변성작용은 D2a 이후-D2b 이전의 비변형작용 조건하에서 발생하여 전기 파랑습곡을 형성하는 백운모를 교대시키는 섬유상 규선석과 전기 파랑습곡을 포획하는 구-홍주석 반상변정을 성장시켰다. 후기 파랑습곡작용은 옥천화강암이 냉각되는 동안 즉 주변온도가 여전히 고온인 상태(D2b의 전기단계)에서 발생하였고, 신-홍주석 반상변정은 D2b 전기단계 동안에 구-홍주석 반상변정의 압력음지 내지 최외곽 맨틀부에서 성장하였다. 그리고 후기 파랑습곡작용은 옥천화강암이 완전히 냉각되어 신-홍주석 반상변정의 성장이 정지된 이후(D2b의 후기단계)에도 계속되었다. 본 연구결과로부터 옥천지역 옥천 변성퇴적암류의 파랑습곡구조와 호남전단대의 운동시기를 고찰해 보면 다음과 같다. (1) 전기 호남전단운동 발생기; 전기 파랑습곡 형성기(D2a 변형단계). (2) 쥬라기 화강암류의 주 관입기; 옥천화강암의 관입과 관련된 구-홍주석 반상변정과 섬유상 규선석 성장기, (3) 쥬라기 화강암류의 주 냉각기; 후기 호남전단운동과 관련된 후기 파랑습곡 형성기(D2b 변형단계), D2b 전기단계에 신-홍주석 반상변정 성장기. 따라서 본 연구결과는 호남전단운동은 쥬라기 화강암류의 주 관입 시기 동안의 휴식기를 걸쳐 그 전후로 적어도 2회 발생하였음을 제안한다.