• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.86-86
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• 2017

마늘파종기는 파종기구동부와 파종후 파종홀의 복토역할을 하는 파종기롤러, 지면과의 마찰을 통해 바퀴의 회전토크가 발생하며 발생된 토크는 파종기 내부 동력으로 전달되어 전체 파종시스템(배종, 호퍼캠, 파종부)을 동작 시키는 기능을 수행하는 파종바퀴, 마늘종구를 한알씩 집어올려 중간이송컵으로 이송하는 자세교정컵이 포함된 배종부와 자세교정컵에서 낙하된 마늘종구를 땅속으로 파종하는 파종장치로 구성된다. 배종율 95%, 2립 배종률 5% 성능을 확보할 수 있는 기술이 개발될 경우 세계적으로도 독보적인 기술 우위를 확보할 수 있다. 이와 같은 기본적인 기능을 구현할 수 있는 컨셉모델에 대한 설계를 수행하여 시제품개발 전 기구해석과 구조해석 등을 위한 기본설계를 수행하였다. 배종율 95% 이상을 확보하기 위해서는 기존의 현장경험의 의한 설계 방식으로는 한계가 있기 때문에 시뮬레이션 및 분석 개발이 필요한데, 프레임은 고정밀 마늘종구 배종부 장착을 위한 기본 구조물로써 작동시 동력을 얻기 위한 바퀴와 연계가 되도록 설계되었으며, 호퍼는 배종 수행을 위해 마늘을 저장해 두는 통으로써 배종부와 연결된다. 배종부의 배종판이 회전함에 따라서 배종판의 홈이 호퍼 내로 들어갔다 나오면서 마늘을 집게되며, 동력 전달부는 배종판을 회전시켜주고, 회전 속도 조절을 가능하게 한다. 파종부는 배종부에서 중간컵을 통해 하나씩 공급해준 마늘을 땅에 심는 부분으로서. 프레임의 바퀴 회전과 연동되어 회전하고 설계하였다. 배종판에서 중간컵으로 이송된 마늘을 파종부의 파종컵에 받아 회전하면서 땅속에 파종컵이 묻히면 파종컵이 열리면서 땅속에 마늘을 심는 원리이다. 조간조정은 7조식의 경우 초기설치시 고정되도록 설계되었으며 농촌진흥청 기계화 표준재배안에 따라 의성마늘 기준 $14{\times}14cm$(조간${\times}$주간)를 기준으로 개발하였다. 조간조정은 기계가 설치되면 조정하기 어려우므로 14cm로 설계하였으며, 주간조정은 원형배종장치의 구동기어부의 속도비로 간격을 조정할 수 있도록 기어장치를 설계하였다. 주간조정은 13에서 18cm의 범위에서 작동하도록 설계되었으며, 필요에 따라 간격조절이 가능함. 마늘은 그 크기가 다르고, 형상도 다르기 때문에 종자에 따른 개별적인 파종기술들이 개발되어야하기 때문에 개발 기간이 오래 걸리고, 수익에 비하여 개발비가 과다하게 요구되는 실정인데 축적된 시뮬레이션 툴을 이용한 파종기 분석 기술을 확보할 경우 다른 파종기의 연구 개발에도 크게 도움이 될 것으로 기대되며, 생육측정 실험과 동역학 해석 툴 RecurDyn을 통해 파종기의 기구학적 분석을 통한 설계반영 인자를 도출할 계획이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권5호
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• pp.449-458
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• 2001

한국형 양심실 보조 인공 심장의 효율 측정 방법과 측정 결과이다. 한국형 양심실 보조 인공 심장은 에너지 변환기로 브러시 없는 직류 모터를 사용한다 이 브러시 없는 직류 모터가 기어 열을 따라 원추운동을 하며 혈액주머니에 힘을 가하게 되고. 이 힘에 의해 혈액주머니 안의 혈액이 박출하게 된다. 효율 측정을 위하여 제어기 및 모터부, 기어부 및 작동기부. 혈액주머니 및 기타부 등 크게 세 부분으로 나누었으며. 각각을 다시 소자별로 나누어 입. 출력의 효율을 측정했다. 부하의 토크, 분당 회전수 각속도, 인가되는 전압 등을 바꾸어 가면서 시스템의 효율을 측정했고. 이 측정을 통해서 모터 운동시의 전체적인 효율과 부분별 효율을 알 수 있었다. 특히 양심실 보조 장치의 모터부와 작동기부의 효율측정에 중점을 두었다. 측정 결과 이동 작동기형 양심실 보조 장치의 평균 동작 영역인 4$\ell/min$ 박출량에서, 전체 효율은 8 %정도이며 구체적으로는 모터부 50 %, 작동기부 85 % 혈액주머니부 19 %정도의 효율을 보였다. 또한 6$\ell/min$ 박출량의 경우, 전체 효율은 5.5 %정도였다. 분석된 결과를 바탕으로 효율을 개선하기 위해 박출량에 따른 필요 구동 전압을 결정하고. 혈액주머니의 충만 상태에 따른 속도 파형을 연구. 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.371-378
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• 2015

전기자동차 레인지 익스텐더는 소형 엔진으로 구동되는 발전기 시스템(초소형 파워팩)으로서 자동차 운행 중 지속 충전을 통하여 운전 거리 및 시간을 연장한다. 기존 가솔린 엔진 파워팩은 복잡한 구조와 낮은 에너지 밀도로 인하여 고출력 소형 시스템 구현에 한계가 있다. 반면, 가스터빈 파워팩은 출력밀도가 매우 높고 고속화를 통해 시스템의 소형화가 가능하다. 본 연구에서는 전기자동차 레인지 익스텐더로 활용하기 위하여 초소형 가스터빈, 자동차용 알터네이터, 배터리를 사용한 초소형 가스터빈 파워팩 실험장치를 개발하고, 무부하 및 부하 조건에서 동력전달 기어비 및 알터네이터 전기부하에 따른 운전 특성 및 발전 성능을 측정하였다. 실험 결과, 부하 변화에 따른 발전 성능의 변화는 없었으며, 코어터빈 속도가 150 krpm 일 때 최대 전기적 출력은 0.8 kW 로 측정되었다. 또한, 동력축의 3:1 감속을 통해 전기적 출력은 1.5 kW 로 88% 증가하였다. 따라서, 본 연구의 초소형 가스터빈 파워팩은 배터리 부하변동에 대해 안정적인 전력생산이 가능하며, 전기자동차용 레인지 익스텐더로 적용가능함을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.77-77
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• 2017

현재 국내의 경우 4륜 승용관리기가 개발되었으나 성능 미비와 편이성 부족으로 승용관리기 및 부속 작업기 보급이 매우 저조한 상태이다. 3륜 승용관리기는 작업기 복부 장착으로 작업의 정밀도, 편이성, 관측의 용이성 향상과 함께 지상고 제고, 차폭 조절, 조향 등의 성능 개선을 기할 수 있다. 국내에서는 3륜 승용관리기용 복부 장착 부속작업기가 거의 개발되어 있지 않으며, 특히 두류 재배에 있어서 일관기계화 작업을 위한 관리작업기의 개발은 매우 필요한 실정이다. 승용관리기에 의한 중경제초는 잡초방제는 물론 물 빠짐과 토양 속 통기가 좋아지고, 지온 조절, 쓰러짐 방지, 부정근 발생을 조장하여 콩의 생육과 결실을 좋게 함으로써 수량이 증가되는 효과가 있다. 따라서 본 연구는 3륜 승용관리기에 적합한 복부장착형의 중경제초기를 설계 제작하였다. 3륜 승용관리기용 중경제초기는 승용관리기의 복부 PTO에서의 구동력 전달을 위한 연결 조인트, 중간축, 기어 및 체인 전동기구, 구동축으로 구성된 동력전달부, 중경제초를 위한 5개의 로타리 날과 후방 1개의 제초날로 구성된 3조의 작업날, 경심 조절을 위한 바퀴, 다양한 조간거리에 적응을 위한 조간조정 나사부, 흙의 비산 방지를 위한 로타리 날 커버 및 케이스, 3륜 승용관리기에의 부착을 위한 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성 설계 제작하였다. 로타리 날은 기존 시판 관리기용 로타리 중경 날을 사용하였는데 진행방향에 역으로 회전하도록 하였고, 날의 회전반경은 약 330 mm, 조당 경운 폭은 약 250 mm, 최대 경심 100 mm로 설계하였다. 조간거리의 조절범위는 수동나사에 의하여 620~900 mm 범위로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 중경제초기는 3륜 승용 관리기 복부의 평행링크에 부착되므로 작업기의 이동 및 부착 편이성을 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. 제작된 중경제초기의 크기는 길이${\times}$폭${\times}$높이가 $660{\times}2072{\times}880mm$, 중량은 약 200 kg으로 제작되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.76-76
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• 2017

4륜 승용관리기는 보통 후방이나 전방에 작업기를 장착하여 작업하나 3륜 승용관리기는 작업기를 복부에 장착함으로 작업의 정밀도, 편이성, 관측의 용이성 향상과 함께 지상고 제고, 차폭 조절, 조향 등의 성능 개선을 기할 수 있다. 국내에서는 3륜 승용관리기용 복부 장착 부속작업기가 거의 개발되어 있지 않으며, 특히 두류 재배에 있어서 일관기계화 작업을 위한 관리작업기의 개발이 매우 필요한 실정이다. 승용관리기의 중경배토기에 의한 작업은 기존 인력에 의한 작업보다 약 87%의 노력을 절감할 수 있으며, 잡초방제 효과도 인력에 비하여 크게 떨어지지 않고, 수량도 증가하는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 연구는 3륜 승용관리기에 적합한 복부장착형의 중경배토기를 설계 제작하였다. 3륜 승용관리기용 중경배토기는 승용관리기의 복부 PTO에서의 구동력 전달을 위한 연결 조인트, 중간축, 기어 및 체인 전동기구, 구동축으로 구성된 동력전달부, 4개의 로타리 날과 후방 1개의 배토날로 구성된 3조의 작업날, 로타리 날과 배토날의 경심 조절을 위한 3조의 바퀴, 흙의 비산 방지를 위한 로타리날 커버 및 케이스, 다양한 조간거리에 적응을 위한 조간조정 나사부, 3륜 승용관리기에의 부착을 위한 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성 설계 제작하였다. 로타리 날과 배토날은 기존 시판 관리기용 날을 사용하였다. 로타리 날은 진행방향으로 회전하도록 하였으며, 날의 회전반경은 약 330 mm, 조당 경운 폭은 약 230 mm 설계하였다. 최대 경심은 100 mm이며, 조간거리의 조절범위는 수동 나사에 의하여 620~900 mm 범위로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 중경제초기는 3륜 승용 관리기 복부의 평행링크에 부착되므로 작업기의 이동 및 부착 편이를 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. 제작된 중경배토기의 크기는 길이${\times}$폭${\times}$높이가 $660{\times}2072{\times}880mm$, 중량은 약 200 kg으로 제작되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.75-75
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• 2017

3륜 승용관리기는 4륜 승용관리기에 비하여 작업기를 복부에 장착함으로 작업의 정밀도, 편이성, 관측의 용이성 향상과 함께 지상고 제고, 차폭 조절, 조향 등의 성능 개선을 기할 수 있다. 국내에서는 3륜 승용관리기용 복부 장착 부속작업기가 거의 개발되어 있지 않으며, 특히 두류 재배에 있어서 일관기계화 작업을 위한 관리작업기의 개발이 매우 필요한 실정이다. 콩의 순 지르기 작업은 콩이 지나친 생육을 한 경우 미리 줄기의 윗부분을 제거하는 저심처리를 해주면 곁가지들의 왕성한 생육을 유도하여 많은 꼬투리를 얻고 쓰러짐도 줄어들어 수량을 높일 수 있다. 순 지르기 작업은 보통 낫이나 배부식 예취기를 이용하여 작업함으로 노동력이 많이 들고 작업부담이 심하여 개선이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구는 3륜 승용관리기에 적합한 복부장착형의 순 지르기 작업기를 설계 제작하였다. 3륜 승용관리기용 순 지르기 작업기는 승용관리기의 복부 PTO에서의 구동력 전달을 위한 연결 조인트, 중간축, 기어 전동기구, 구동축으로 구성된 동력전달부, 2 조의 원판형 작업 날, 다양한 조간거리에 적응을 위한 조간조정 나사부, 3륜 승용관리기에의 부착을 위한 프레임 및 부착보조 작업기 이동용 바퀴장치 등으로 구성 설계 제작하였다. 원판형 칼날은 시판 중인 예취기의 외경 305 mm, 칼날 톱니 수 90개의 초경 비트 부착 날을 사용하였다. 작업 날의 승강높이는 150~540 mm 범위로 조절하도록 하였다. 조간거리의 조절범위는 수동나사에 의하여 660~860 mm 범위로 무단조절 할 수 있도록 하였다. 순 지르기 작업기는 3륜 승용 관리기 복부의 평행링크에 부착되므로 작업기의 이동 및 부착 편이를 위하여 이동용 바퀴를 설치하였다. 제작된 순 지르기 작업기의 크기는 길이${\times}$폭${\times}$높이가 $514{\times}1138{\times}810mm$, 중량은 약 100 kg으로 제작되었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.257-265
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• 2016

이 연구는 과수원에 높은 통관 작업 기계에 적용되는 전동식 트럭 주행 시스템을 적용한 최적 설계가 제안되어 있습니다. 견인 성능과 언덕 등반 능력은 예측 및 기계 작업이 높은 틈새를 이용하여 과수원의 토양 특성을 고려하여 최적의 모터 주행 시스템을 평가 하였다. 견인 성능을 위한 설계 기준은 운동 저항을 뺀 견인력으로부터 산출 된 견인능력에 기초를 두었다. 등판 능력은 20%의 경사면을 3km/h의 속도로 수행되도록 하는 설계기준을 가지고 있다. 견인 및 등판 능력의 평가 결과에 따라 두 개의 DV48V, 4500rpm, 16kW AC 모터는 좌우 양쪽에서 독립적인 괘도를 갖는 것으로 적용된다. 각각의 모터는 50:1 감속기어 비율을 통하여 트랙형 주행 시스템의 구동 스프로켓에 동력을 전달하도록 설계되었다. 본 연구의 전동 트랙형 주행 시스템은 충분한 견인성능 및 등판 능력을 충분히 입증하고 20%의 경사지면을 갖는 과수원의 토양에서의 등반저항보다 12.5%가 더 높은 396kgf의 견인능력을 가지고 있는 것으로 밝혀졌습니다.