• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.837-848
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• 2014

본 논문에서는 보행이 불편한 노인들의 효과적인 자가 재활을 위한 보행 보조 로봇의 개발에 대해 연구하였다. 개발된 로봇의 주요 특징은 크게 유아보행기 및 전동휠체어 메커니즘을 융합한 안전성 및 운동성향상과 가변저항 및 스테레오 카메라를 이용한 정확한 보행 추종 제어 알고리즘으로 나눌 수 있다. 구체적으로, 유아보행기의 메커니즘을 적용하여 사용자가 보행 중 넘어지는 사고로부터 안전을 확보하는 동시에 다리근육의 부담을 줄여줄 수 있는 골반지지대를 설계하였으며, 전동휠체어와 같이 구동모터를 이용하여 사용자가 적은 힘으로도 로봇을 이동시킬 수 있도록 하였다. 다음으로, 골반지지대에 부착된 가변저항을 이용하여 사용자의 보행 의도 및 방향을 로봇이 자동적으로 판단하고 사용자를 추종할 수 있도록 하였으며, 스테레오 카메라를 이용한 사용자 하체모션분석 알고리즘으로부터 추종 반응속도와 정확성을 한층 높였다. 최종적으로, 단계적인 보행 보조 실험을 통해 개발된 로봇의 사용자 보행 추종 성능을 실험적으로 검증하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.161.2-161.2
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• 2017

희토류계 영구자석은 대부분의 전기, 전자 제품의 핵심부품이며 높은 보자력, $BH_{max}$를 가지고 있어 자기기록저장매체, MEMS(엑츄에이터), 소형센서, 소형모터 등의 응용 분야에 적용시키기 위해 다양한 연구들이 진행되고 있다. 그러나 영구자석에 들어가는 희토류계 원소의 수급의 어려움 및 가격의 문제점으로 친환경 자석으로의 전환 및 희토류나 중희토류를 사용하지 않는 비희토류계 영구자석을 제조 및 개발하는데 많은 연구가 이루어지고 있다. 이 중 Fe-N 계 자성물질인 $Fe_{16}N_2$는 포화 자화 값이 현재까지의 비희토류계 자성물질 중 가장 높은 값(240emu/g)을 나타내며 상대적으로 높은 결정자기이방성 상수를 가지고 있어 비희토류계 영구자석 물질 중 하나로 주목받으며 연구되어지고 있다. 본 연구에서는 $Fe_{16}N_2$ 박막을 얻기 위해 DC Magnetron Sputtering 방법을 이용하여 Si wafer 위에 박막을 증착하고 증착시간에 따라 두께를 제어하여 제조한 후 박막의 미세구조, 상 분석, 자성 특성을 관찰을 통해 최적의 공정 조건을 찾고자 하였다. 증착 시간에 따른 박막의 성장 속도는 일정하게 증가하였으며, 증착 시간의 증가에 따라 박막 내 $Fe_{16}N_2$의 상대적인 분율은 감소하였다. 모든 공정 조건에서 $Fe_3N$, $Fe_4N$, $Fe_{16}N_2$ 상들이 섞여 성장하였으며 XRD를 통한 상분석과 더불어 VSM을 통한 자성 특성을 분석해본 결과 $Fe_{16}N_2$의 분율을 가장 높게 성장된 공정 조건은 증착 시간이 10분이며 박막의 두께가 ${\sim}1{\mu}m$ 일 때, 최적의 조건을 얻을 수 있었으며, 이 때의 자성 특성을 분석한 결과 ~2.45T의 포화 자화 값과 ~1.41T의 잔류 자화 값을 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.60-65
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• 2003

회전분무시스템을 적용한 가스터빈연소기의 점화특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연료분사는 연료를 회전연료노즐의 내측에 공급한 후, 고속모터로 회전하는 연료노즐에서 발생하는 원심력을 이용하여 분사되는 방식을 이용하였다. 실물크기의 연소기 및 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비를 이용하여 대기압 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 이 연소기의 점화성능은 연료노즐의 회전속도를 증가하거나 감속할 경우 연소가스의 온도가 급격하게 변화되는 특성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2012

반도체 및 디스플레이 공정등에서 고진공 및 급 배기 환경을 제공하기 위하여 사용되는 터보 분자펌프(Turbomolecular Pump, TMP)는 다층의 회전깃을 갖는 로터를 회전시켜 분자를 배출시키는 방식을 사용하는 진공펌프이다. 또한 최근에는 디스플레이 및 반도체 공정에서 높은 진공도뿐만 아니라, 높은 배기속도를 요구하는 추세에 따라, 터보 펌프와 드래그 펌프부분을 동시에 가지고 있어 상대적으로 작동 진공도 영역이 넓은 복합 분자펌프(Compound Turbomolecular Pump, CMP)의 활용도가 넓어지고 있다. 이러한 분자펌프가 장시간의 고속회전에 적합하고, 베어링에서의 오염을 없앨 수 있는 비접촉 방식인 자기부상 방식이 주로 적용된다. 자기베어링 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나누어질 수 있는데, 하드웨어는 회전하게 되는 블레이드로터 및 자기베어링 로터, 모터 로터 등이 포함된 축과 고정되어 있는 자기베어링 코어와 코일, 변위센서 등의 펌프 하우징 부분, 또한 이를 제어하기 위한 전력 증폭 시스템 등의 기전적인 요소들이 이루어져 있다. 소프트웨어라 할 수 있는 제어시스템에 있어서 자기베어링이 불안정한 특성을 갖는 개루프계를 갖고 있으므로 안정화를 위한 능동제어 시스템이 필수적이며 진동 제어 등의 기능을 갖도록 적용된다. 따라서 이러한 복합분자펌프의 성능은 이러한 시스템을 구성하는 개별 요소의 성능과 이를 통합한 제어시스템의 성능이 결정한다고 할 수 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 2,500 l/s급의 자기부상형 고진공 복합분자펌프의 시작품에 대하여 고속회전의 안정성에 대한 연구를 수행한 내용을 보고하고 있다. 디지털 제어시스템을 적용한 시작품의 최대 26,000 rpm 까지의 고속회전시의 회전 응답 및 진동 특성을 측정 분석하였으며, 로터의 고유진동수 및 진동 모우드를 분석하였다. 또한 연속 작동시의 발열특성과 각 부분의 온도와 회전 안정성과의 관계를 평가하였다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.298-305
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• 2016

본 연구에서는 p-cresol 초기 분해에 관여하는 기존의 lap과 pcu 유전자군 외에 새로운 pch 유전자군을 Pseudomonas alkylphenolica KL28로 부터 동정하였다. 이 유전자군(pchACXF-pcaHG-orf4-pcaBC)은 p-cresol을 ${\beta}$-carboxy-cis,cis-muconate로의 전환을 촉매할 수 있는 효소를 암호화하는 것을 알 수 있었다. 이 유전자 군은 영국에서 분리된 Pseudomonas putida NCIMB 9866과 9869의 plasmid에서 유래된 pch 유전자 군과 동일하여, 이들 유전자군은 종간 horizontal gene transfer로 전달되었을 가능성을 제시하였다. 각 유전자군의 관련 유전자의 변이와 gfp 레포터를 갖는 프로모터의 발현 분석을 통해 3개의 분해 유전자군이 모두 p-cresol의 분해에 관여하는 것을 알 수 있었으며, pch 유전자는 p-cresol에 의해 유도되며, 고체 및 액체 배지에서도 pcu 유전자군이 가장 높게 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 pcu 유전자 변이주는 p-cresol을 이용하여 버섯모양의 공중체(aerial structure) 형성하지 않았으므로, 탄소원의 이용 속도가 다세포 구조 형성에 영향을 주는 중요한 요소 중의 하나임을 알 수 있었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제16권2호
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• pp.123-128
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• 2010

비닐하우스용 소형 액비살포기를 설계, 제작하였으며, 납작호스용 일체형과 견고한 둥근호스 분리형으로 되어 있다. 살포장치의 구성은 권취기, 유압모터, 유압실린더, 배출장치, 호스, 3점링크히치, 호스고정장치, 프레임 등으로 되어있다. 살포 시스템은 일체형과 분리형으로 나누어진다. 일반적으로 납작호스는 일체형에 사용되고 둥근호스는 분리형에 사용된다. 분리형은 좁은 공간에서 선회 등을 할 때 작업의 활동성을 개선할 수 있다. 액비살포기를 사용함으로써 작업효율을 5배 정도 높일 수 있었으며, 인력소요는 1/3로 감소되었다. 원하는 살포량에 따른 작업속도를 맞추어주면 면적당 목표 살포량을 얻을 수 있다. 관리자에 대한 작업환경이 개선되었다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.65-72
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• 2016

본 논문은 계단 보행 조건에서 작동할 수 있는 능동형 대퇴의지를 설계하고 구조 최적화를 통해 경량화를 진행하는 것을 목적으로 한다. 계단 보행 시 무릎에 걸리는 토크는 일반 보행에 비해 크므로 능동형 상대적으로 큰 토크를 낼 수 있는 동력 시스템이 필요하다. 또한 의지의 무게는 사용자의 착용감과 피로감과 연관이 되므로 의지의 경량화 설계 또한 필수적이다. 계단 보행 시 필요한 토크를 만들어내고 경량화와 소형화 구조를 적용하기 위해 플랫형 BLDC 모터를 사용하였다. 다양한 감속 장치를 이용해 필요 토크를 생성하고 작동각도 및 속도를 만족할 수 있게 감속비를 선정하였다. 구조 및 구동부 설계가 완료된 후 최적화를 통해 구조 경량화를 수행하였다. 계단 보행 시 나타나는 하중 조건을 고려하여 최적화를 수행하였으며, 해석 및 실험을 통해 최적화된 구조의 안정성을 검증하였다. 결과적으로 구조물의 강성은 유지하면서 위상 최적화와 형상 최적화를 통하여 무게를 감량하였으며, 공간 효율이 좋아졌다.

• 전기학회논문지
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• 제66권11호
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• pp.1584-1590
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• 2017

This paper presents a implementation method of reliable speed limitation controller considering motor parameter variation in high speed operation. In spinning process of drum washing machine, speed increase has to be limited when unallowable imbalance mass is detected. Otherwise, severe noise and vibration can happen because noise and vibration are proportional to imbalance mass. To detect imbalance mass, d-axis current magnitude is used. However, we have to compensate for back-emf and power supply variation by means of detecting them because d-axis current is affected by both of them. On the other hand, we have to carefully estimate back-emf because back-emf is affected by stator resistance variation and inverter voltage error. Stator resistance variation can happen by manufacturing process for mass production or temperature variation in running. And there are inverter voltage errors between command voltage from micro-computer to inverter and real voltage from inverter to motor because of rising and falling time delay and turn-on resistance of power semiconductor switch. To solve this problem, we propose 2-step align current injection method which is to inject step-wise current right before starting. By this method, we can simply obtain stator resistance by ratio of voltage without inverter voltage error and current, and we can measure inverter voltage error. So we can obtain more exact model current, and then by simple calculation with compensation gain, we can estimate more accurate motor back-emf. We show that this method works well. It is verified through experiments.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.133-142
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• 2005

본 연구는 지난 5년간 개발해온 인홀 발진자를 터널 막장의 강성도 계측에 사용가능하도록 개선하는데 주력하였다. 프로브는 터널의 폭파를 위해 점보드릴로써 천공된 직경 45m의 홀에 맞추기 위하여 소형화되었다. 또한 트리거 시스템은 감속모터를 사용함으로서 편리하게 되었고, 에어 팩킹 시스템은 압축공기 없이 사용하기위한 플레이트 스프링으로 교체하였다. 이러한 개선은 프로브를 터널내부의 환경에 적합하게 만들고 추가되는 비용 없이 실험하기 위함이다. 프로브와 테스트 과정은 암반의 강성을 측정하기 위해 터널의 막장의 수평 홀에 성공적으로 적용되었다. 측정된 전단파 속도는 터널 해석을 위한 암반의 변형 특성을 측정하는 것에 사용될 수 있다.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.195-201
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• 2017

대용량 무선 전력 전송 시스템은 ESS, 배터리 장치 등의 발전을 위한 핵심 기술이다. 무선 전력 전송 장치는 현재 자기유도 및 자기공진 기술들이 주를 이루고 있으며 유선 전력 전송에 비해 전력 전송 용량이 낮고 효율이 낮은 단점이 있다. 이 논문에서는 자기 결합을 갖는 가변속 모터 시스템을 기반으로 하는 대용량 무선 전력 전송 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 방식은 대용량 전력 전송이 가능하며, 고효율과 낮은 고장 가능성의 장점을 가지고 있으며 시뮬레이션과 실험을 통해 제안된 기법의 성능을 검증하였다.