• 제목/요약/키워드: 복원 토크

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제어 모멘트 자이로스코프를 이용한 외바퀴 이동로봇의 균형 자세 제어 (Balancing control of one-wheeled mobile robot using control moment gyroscope)

  • 박상형;이수영
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제27권2호
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    • pp.89-98
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    • 2017
  • 외바퀴 로봇 제어에 있어 필수적인 균형 안정화 제어를 위해 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)를 이용할 수 있다. 단일 짐벌 CMG는 단순한 구조를 가지면서 외란에 대해 강력한 복원 토크를 로봇에게 전달할 수 있다. 그러나 CMG는 복원 토크 외에 원치 않는 방향의 토크도 발생시킨다. 원치 않는 방향 토크는 회전 자유도가 높은 외바퀴 로봇 시스템에서 불안정성 문제를 야기한다. 본 논문에서는 원치 않는 방향 토크를 제거하기 위해 CMG 가위쌍을 이용한 외바퀴 이동 로봇 제어 시스템을 제시한다. 외바퀴 로봇 동역학식에 있어서의 모델 오차에 강인한 특성을 갖는 LQR 제어 알고리즘을 설계하였다. 3D 비선형 동역학 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 CMG 가위쌍과 LQR 제어 알고리즘을 갖는 외바퀴 로봇 제어 시스템을 검증하였다.

사용 방법에 따른 임플란트 토크 조절기의 정확성 비교 분석 연구 (Comparative analysis of accuracy of how to use the implant torque controllers)

  • 조리라;박찬진;허윤혁;이지혜;김대곤
    • 대한치과보철학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.300-306
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    • 2013
  • 연구 목적: 임상에서 가장 보편적으로 사용되는 기계식 토크 조절기를 선택하여 토크 조절기를 사용하는 방법에 따라서 제조사에서 권장하는 토크를 적용하고 유지하는데 정확도의 차이가 있는지를 비교, 분석하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 36개월을 사용한 3개 제조회사 제품의 토크 최대값 제한 장치 형태의 기계식 토크 조절기를 대상으로 하였다. 토크 조절기를 사용할 때마다 핸들 부위를 조이고 사용 후에는 핸들 부위를 풀어서 토크 조절기 내부의 스프링이 압축력에 의해 변형되는 것을 막고자 한 그룹과 토크 조절기를 사용 후에도 핸들 부위를 풀어내지 않고 토크 조절기 내부의 스프링이 압축력 하에 유지되게 사용한 그룹으로 나누어, 총 6개의 토크 조절기를 이용하여 풀림 토크를 측정하였다. 반복 측정에 따른 풀림 토크값의 차이를 비교하기 위해 repeated measures of ANOVA test (${\alpha}=.05$)를 사용하였고, 사용 방법의 차이에 따른 두 그룹간의 비교를 위해 독립표본 t-검정(Independent sample t-test)을 시행하였다. 결과:모든 실험군에서 반복 측정에 따라 풀림 토크값이 유의성 있게 감소하는 것으로 나타났고(P<.05), 사용 방법에 따른 두 그룹 간에 풀림 토크값은 유의한 차이가 있었다. 결론: 토크 조절기를 사용한 뒤 다시 핸들부분을 풀어서 토크 조절기 내부의 스프링이 압축력에 의해 변형되는 것을 막고 스프링의 복원력을 회복한 그룹은 그렇게 사용하지 않은 그룹과 통계적으로 유의한 차이가 관찰됐고, 기준 토크값(30 Ncm)에 좀 더 가까운 풀림 토크값을 보였다.

트레드 블록을 고려한 타이어의 잔류 복원 토크 및 마찰 에너지에 대한 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis on Residual Aligning Torque and Frictional Energy of a Tire with Detailed Tread Blocks)

  • 김기운;정현성;조진래;양영수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.173-180
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    • 2004
  • The tread pattern of a tire has an important effect on tire performances such as handling, wear, noise, hydroplaning and so on. However, a finite element analysis of a patterned tire with detailed tread blocks has been limited owing to the complexity of making meshes for tread blocks and the huge computation time. The computation time has been shortened due to the advance in the computer technology. The modeling of tread blocks usually requires creating a solid model using a CAD software. Therefore it is a very complicated and time-consuming job to generate meshes of a patterned tire using a CAD model. A new efficient and convenient method for generating meshes of a patterned tire has been developed. In this method, 3-D meshes of tread pattern are created by mapping 2-D meshes of tread geometry onto 3-D tread surfaces and extruding them through tread depth. Then, the tread pattern meshes are assembled with the tire body meshes by the tie contact constraint. Residual aligning torque and frictional energy are calculated by using a patterned tire model and compared to the experimental results. It is shown that the calculated results of a patterned tire model are in a good agreement with the experimental ones.

FEM을 이용한 타이어의 벨트각도에 따른 PRAT 및 코너링 특성 연구 (A Study on Characteristics of PRAT and Cornering due to the Belt Angle of Tire by the FEM)

  • 성기득;김성래;김기현;김선주;조춘택
    • 한국정밀공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.104-112
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    • 2006
  • The influence of tire belt angle on the Plysteer Residual Aligning Torque(PRAT) and the cornering stiffness by the FEM has been studied. The PRAT is a performance factor of the tire about vehicle pull, and the cornering stiffness has relation to vehicle steering response of outdoor test. To validate FE model for analysis, simulation data for both the static stiffness(vertical, lateral) and the PRAT have been compared with the experimental data. In addition to the characteristics of the PRAT and the cornering stiffness due to the tire belt angle, rolling and cornering contact characteristics have been studied. The tendency of the PRAT and the cornering stiffness due to the belt angle can be used as a guide line for the tire design in relation to vehicle pull and vehicle steering response.

정상 상태 롤링 해석 기법 적용을 통한 타이어 패턴 형상에 따른 PRAT 특성 연구 (The Study on PRAT Performance due to Tire Pattern Shapes using Steady State Rolling Analysis Method)

  • 성기득;박현만;구병국;조춘택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.15-21
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    • 2008
  • It is generally known that the PRAT(Plysteer Residual Aligning Torque) is one of indicating a performance factors of a tire for assessing the vehicle pull, also tire pattern shape, which means lateral groove angle, is very important tire design factor in relation to the PRAT. Lateral grooves of tire pattern are widely divided into center and shoulder parts. So, this paper has studied the correlation between the PRAT and their lateral groove angles using FEM. Especially, the steady state rolling analysis among tire rolling analysis methods has been used for the PRAT performance study. Firstly, analysis result data have been compared with the experimental data to validate FE analysis for PRAT. Next, the PRAT due to the lateral groove angle about PCR(Passenger Car Radial) tire and SUV tire has been analyzed. The tendency of the PRAT due to the lateral groove angles can be used as a guide line for the tire design in relation to vehicle pull.

연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬 직접 복원 (Direct Reconstruction of Displaced Subdivision Mesh from Unorganized 3D Points)

  • 정원기;김창헌
    • 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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    • 제29권6호
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    • pp.307-317
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    • 2002
  • 본 논문은 연결정보가 없는 3차원 점으로부터 차이분할메쉬를 직접 생성하는 새로운 메쉬 복원 알고리즘을 제안한다. 차이분할메쉬는 표현해야 하는 각 정점을 1차원 상수 차이 값으로 표현하는 메쉬로써 저장해야하는 데이타양을 획기적으로 줄이면서 분할메쉬의 장점인 분할연결성을 가지므로 다단계 표현이 가능한 새로운 메쉬 표현법이지만 차이분할메쉬를 생성하는 기존의 방법은 레인지 데이타로부터 복원된 비정형 메쉬로부터 차이분할메쉬로의 변환을 거쳐야 하는 문제점이 있다. 제안 알고리즘은 비정형 메쉬로부터의 메쉬 변환과정이 필요 없이 연결정보가 없는 레인지 데이타로부터 차이값에 기반한 분할메쉬를 매쉬 복원과정에서 직접 생성해 낼 수 있다. 기본 아이디어는 연결정보가 없는 점 데이타만을 이용하여 이에 근사한 파라메트릭 도메인을 생성한 후 도메인 상의 각 정점의 법선 벡터 방향으로 세부 표면 정보를 샘플링 하는 것이다. 이를 위하여 우리는 분할곡면 근사기법을 적용한 파라매트릭 도메인 생성기법을 적용하여 입력 점 데이타에 최대한 근사하는 기본메쉬를 생성하며, 연결정보가 없는 점 데이타로부터 세부 표면정보를 올바르게 샘플링 하기 위한 법선벡터와 교차하는 유효한 삼각형 판정기준을 제시한다. 또한 기존 메쉬 복원 기법에서 사용되던 전역 에너지 최적화 방법 대신 입력 데이타를 고려한 지역적 라플라시안 평활화를 이용하여 고품질의 메쉬를 빠르게 복원할 수 있다. 이렇게 복원된 차이분할메쉬는 적은 데이터로 자세한 표현이 가능해져 메쉬 간략화나 압축 등의 후처리 과정이 필요 없으며. 분할연결성을 이용한 다단계 애니메이션등의 다양한 응용분야에 활용 가능하다.6으로 남녀학생 모두 총 열량에 대한 지질의 섭취비율이 높았다. 인, 비타민 B$_1$, B$_{6}$, E를 제외한 칼슘, 철, 아연, 비타민 A, B$_2$, C, 나이아신, 엽산 등 대부분의 미량 영양소 섭취량은 권장량에 미치지 못하였다. 혈청 COT, GPT는 남학생이 여학생보다 각 항목에서 유의하게 높았고, 혈청 총 콜레스테롤, 중성지질, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤은 남녀학생 간에 유의한 차이가 없었다. 적혈구지수의 경우 적혈구수, 헤모글로빈, 헤마토크릿, MCHC가 남학생이 여학생보다 유의하게 높았다. 체중, 체질량지수, 비만지수는 모두 수축기 혈압과 유의한 정의 상관관계를 보였고(p<0.01, p<0.05, p<0.05), 체지방률은 영양지식과 유의한 부의 상관관계를 보였다(p<0.05). 비만도와 영양소 섭취량과의 관계에서 체중, 체질량지수, 비만지수는 콜레스테롤 섭취량과(p<0.01, p<0.05, p<0.05) 각각 유의한 정의 상관관계를 보였다. 비만도와 혈액성상과의 관계에서 체중은HDL-콜레스테롤과 유의한 부의 상관관계를(p<0.05), 적혈구수, 헤모글로빈, 헤마토크릿과는 유의한 정의 상관관계를(각 p<0.05) 보였다. 체질량지수와 비만지수는 각각 HDL-콜레스테롤과는 부의 (각 P<0.05), 적혈구수와는 정의(각 p<0.05) 상관관계를 보였다. 허리엉덩이둘레비는 혈청 GPT, glucose, MCV와 각각 유의한 정의 상관관계를 보였다(각 p<0.05). 이상의 연구결과를 종합할 때 남녀 비만 중학생 모두 총 열량 섭취량 중 지질로

10kW 급 풍력 블레이드의 수동형 피치제어 모듈의 설계를 위한 여러가지 익형의 공력 특성에 관한 연구 (Aerodynamic Characteristics of Several Airfoils for Design of Passive Pitch Control Module of 10 kW Class)

  • 강상균;이지현;이장호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권6호
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    • pp.609-617
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    • 2014
  • 풍력터빈 블레이드의 가변 피치제어는 풍력발전기의 과풍속 영역 설계에 있어 중요한 요소로 알려져 있으나 원가문제 때문에 소형 풍력터빈에는 적용되지 못하고 실속제어가 많이 적용되고 있다. 하지만, 블레이드 주변의 난류 때문에 설계된 실속이 구현되지 않는 실속지연 현상이 종종 발생되고, 이에 따른 풍력 블레이드의 과회전과 발전기의 과출력 위험이 발생하고 있다. 이에 따라 블레이드에서 발생되는 공력으로 피치가 변하고 스프링의 복원력으로 복귀되는 수동형 피치제어 모듈이 주목 받고 있다. 본 연구에서는 회전하는 블레이드의 익형에서 발생되는 양력과 항력을 이용하여 회전면으로 작용되는 토크와 블레이드의 Flap 방향으로 작용되는 추력을 계산하는 방법을 제시하고, 이러한 힘들의 크기를 여러 가지 익형에 대해 비교하였으며, 블레이드의 피치모멘트를 정량적으로 산출하여 수동 피치제어 모듈의 설계자료로 활용될 수 있도록 하였다.

FEM을 이용한 타이어의 벨트각도에 따른 강성 및 PRAT 특성 연구 (A Study on Characteristics of Stiffness and PRAT due to the Belt Angle of Tire using FEM)

  • 성기득;김성래;김기현;김선주;조춘택
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1371-1375
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    • 2005
  • The paper has analyzed the influence of tire design variable on the tire Force and Moment (F&M) characteristics, especially by the belt angle, the Plysteer Residual Aligning Torque (PRAT) which is considered as one of the causing factors for the vehicle pull. To validate the tire FE model, the tire stiffness and the PRAT which can be derived from the simulation data have been compared with the experimental data of test machine. In addition to PRAT characteristic, the tire stiffness and cornering characteristics due to the belt angle have been investigated. The effects of drum's curvature on the PRAT have been also investigated using the tire FE model and the usefulness of the current drum type F&M test machine can be confirmed.

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기도협착 측정을 위한 내시경 광 결맞음 단층촬영법을 이용한 3차원 이미징 (Three-dimensional Imaging with an Endoscopic Optical Coherence Tomography System for Detection of Airway Stenosis)

  • 권다영;옥철호;안예찬
    • 한국광학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.243-248
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    • 2019
  • 기관지는 호흡과정에 있어서 호흡기 시스템의 필수적인 부분이다. 그러나 기관에 협착이 발생하면 기관지 안쪽이 좁아져 호흡을 원활하게 유지하는데 문제가 되기 때문에 조기에 진단 및 치료를 함으로써 증상의 악화를 예방하는 것이 중요하다. 천식은 기도 협착의 가역적 원인의 전형적인 예이며, 급성 악화로 고통받는 환자의 수는 꾸준히 증가하고 있다. 고해상도의 광 결맞음 단층촬영법(optical coherence tomography, OCT)은 조직의 미세 구조를 관찰하는 데 적합하다. 본 연구에서는 내시경 광 결맞음 단층촬영법을 개발하였다. 1,300 nm 광 결맞음 단층촬영법과 고속으로 회전할 수 있는 서보모터를 결합하였다. 모터를 이용하여 360도 회전하면서 이미징하는 동안 프로그램으로 조작이 가능한 선형 스테이지를 사용하여 내시경 프로브를 풀백했다. 모터는 토크, 회전 속도 및 풀리의 기어비와 같은 다양한 요구사항을 고려하여 선정하였다. 샘플로는 생체 외토끼 기도 모델을 사용하였고, 샘플과 카테터는 모터 회전에 의해 흔들리지 않도록 아크릴 구조물로 고정시켰다. 광 결맞음 단층촬영 이미지는 점막 및 점막하층 구조에 대한 정보를 제공하며, 정상부분과 협착부분의 차이를 영상에서 확인할 수 있었다. 또한, 3차원 영상 복원 과정을 통해, 단면 영상과 더불어 3차원 영상에서도 기도의 협착을 식별할 수 있었다. 이 연구는 기도 협착증 진단에 도움을 줄 수 있는 영상법 개발 뿐만아니라 3차원 영상을 구현했다는 점에서 의미가 있다.

심폐바이패스 실험동물에서의 변형 초여과법 사용의 효과 (Effects of Modified ultrafiltration at cardiopulmonary bypass animal experiment.)

  • 한재진;원태희;박성수
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제32권10호
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    • pp.874-882
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    • 1999
  • 배경: 체외순환 후의 부종현상 및 이에 따른 여러 장치의 기능 저하를 방지하기 위하여, 최근에 체외 순환 이탈 후 환자의 혈액을 짧은 시간에 관류하여 여과해 주는 변형 초여과법의 사용이 늘고 있다. 이에 대한 긍정적인 임상결과들의 보고도 있으나, 다른 한편 체외 순환 후 염증반응을 포함한 폐손상의 기전에 혈구 성분의 영향이 보고되고 있는 바, 변형 초여과법의 효과, 특히 폐 조직에 대한 영향을 밝혀 보고자 하였다. 대상 및 방법: 몸무게 15에서 22 Kg(평균 16.5$\pm$0.5)의 16 쌍의 잡견을 이용한 정소성 심장이식, 실험에서, 통상적인 인공심폐기 작동군과 인공심폐기 작동 후 변형 초여과 관류를 시행한 군으로 무작위 구분하였다. 변형초여과법은 체외순환 정지 후에 대동맥관에서 나온 혈류를 Roller pump를 거쳐 Amicon Diafilter 초여과 관에 150 mL/m 정도의 속도로 10~15 분 정도 관류시켜 정맥관을 통하여 우심방에 직접 주입하였다. 혈액 채취 및 폐생검은 심폐기 시작 전과 정지 직후, 그리고 변형초여과 시행 군은 초여과 완료 직후에, 대조군은 심폐기 정지 10~15분 후에 각각 시행하였다. 혈류역학 측정요소는 동맥압, 우심방압, 좌심방압 등이었으며, 혈액 검사 항목은 동맥혈 가스분석, 혈색소 농도, 헤마토크릿, 백혈구 수, 혈소판 수, 혈중 단백 성분, 알부민 성분 등이었다. 폐 생검 조직으로는 냉동 건조법을 이용한 수분 함유량을 측정하였고, 광학 및 전자현미경으로 관찰을 하였다. 결과: 변형 초여과 군에서 혈중 혈색소 농도는 수술전 10.3$\pm$1.7 mg/dL, 심폐기 정지 직후 6.3$\pm$1.7 mg/dL, 초여과 직후는 8.3$\pm$2.8 mg/dL의 변화를(p=0.0078, 0.0117), 혈중 총 단백질의 농도 변화는 4.3$\pm$0.9, 3.1$\pm$1.5, 4.1$\pm$1.6 mg/dL, 혈중 알부민의 농도는 1.9$\pm$0.5, 1.4$\pm$0.7, 1.8$\pm$0.8 mg/dL로서, 각각 초여과법의 시행 전후에 유의한 증가를 가져왔고(p=0.0280, 0.0277), 폐조직의 수분 함유량의 변화는 수술전 75.1$\pm$8.6%, 심폐기 정지 직후 82.8$\pm$6.0%, 초여과 직후 77.88%를 보인 반면, 대조군에서는 각각 74.7$\pm$4.9, 82.1$\pm$5.9, 82.3$\pm$5.1%의 변화를 보였다. 미세 구조의 관찰에서, 폐포의 내포세피의 융합 기저막층과 미토콘드리아에서의 부종은 변형 초여과 후에 급격히 감소하였으나, 미토콘드리아내 크리스티의 파괴성 변화와 막성 파괴 성향이 초여과 후에 심화되게 관찰되었고, 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 세포질 내 소체의 팽창과 공포화 현상도 심폐기 가동 후 발생하여 초여과 후에 더 심화되게 관찰되었다. 폐조직 내의 백혈구는 심폐기 작동 후에 그 수에 있어서 증가하였으며 백혈구의 괴변, 탈과립 정도도 심폐기 작동 후 및 초여과 후에 증가한 소견을 보였다. 결론: 변형 초여과법은 인공 심폐기 후의 혈색소 농도 및 혈중 단백질 농도의 복원에 효과가 있었으며 변형 초여과 관류후 폐의 미세 조직내에서 부종의 급격한 감소 등을 관찰할 수 있었다.

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