• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.481-486
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• 2012

본 논문에서는 대변위 구동이 가능한 구동기의 설계를 위해 기존의 전자기력 구동기에 비해 낮은 스프링 상수를 갖는 굴곡형 스프링을 적용하고, 변위가 발생하는 방향으로만 로렌츠힘이 생기도록 굴곡형 스프링의 일부분만 자기장에 노출시키는 구동기를 제안한다. 굴곡형 스프링의 양쪽 부재가 자기장에 노출된 구조(prototype F)와 굴곡형 스프링의 한쪽 부재만을 자기장에 노출시킨 구조(prototype P)를 설계하고, 제작하여 실험한 결과 prototype P 가 굴곡형 스프링의 양쪽 부재를 자기장에 노출시킨 prototype F의 구동성능에 비해 $16.9{\pm}1.2%$의 진폭 증가를 보임을 실험적으로 검증하였다. 제안된 구동기는 제한된 면적 내에서 작은 전류(<50mA)와 작은 자기장(<0.3T)으로 대변위 구동을 가능케 하여 광 스위치 또는 광 단속기 등에 응용이 가능하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.359-364
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• 2013

직선형 진동모터가 휴대전화의 알림용이나 햅틱 인터페이스의 구동기로 적용되려면 빠른 응답속도와 긴 수명을 제공하여야 한다. 본 논문에서는 기존 직선형 진동모터를 개선하여 보이스 코일 구동기와 영구자석 스프링을 이용한 직선형 진동모터를 제시하고, 설계 제작하여 그 가능성을 검증하였다. Halbach 배열의 영구자석에 의해 구동되는 보이스 코일 구동기와 영구자석 간의 반발력을 이용하는 영구자석 스프링을 해석하고 설계하기 위해, 등가전류판 방법과 이미지 방법을 사용하였고, 방법의 적절성을 유한요소해석을 통해 검증하였다. 시작품 모터를 설계하고 제작하고, 실험을 통해 진동모터의 특성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권2호
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• pp.247-254
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• 2003

The paper presents the influence of spring dynamics and friction on dynamic responses in a spring-driven cam system. The characteristics of the friction on the camshaft are analyzed using the nonlinear pendulum experiment while the parameters of the friction model are estimated using the optimization technique. The analysis reveals that the friction of the camshaft depends on stick-slip, Stribeck effect and viscous damping. Spring elements are found to have much influence on the dynamic characteristics. Hence, they are modeled as four-degree-of-freedom lumped masses with equivalent springs. The appropriateness of the derived friction model and spring model is verified by its application to a vacuum circuit breaker mechanism of the cam-follower type.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1405-1411
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• 2012

위험지역에서의 작업을 위하여 전세계적으로 원격조작기가 널리 활용되고 있다. 특히 원격 시스템의 경우, 운영되는 환경의 특징상 안정적인 성능이 담보되어야만 하며, 조작기 몸체의 경량화 및 운용환경 외부에서의 유지보수 편리성을 위하여 구동부를 시스템의 기저부에 집중시킬 수 있는 장력구동방식 메커니즘이 주로 활용되고 있다. 본 연구에서는 장력구동 방식 원격조작기에 적용하기 위한 그리퍼 탄성 구동부의 설계를 위해 시도된 접근법을 소개하고자 한다. 제시된 그리퍼 시스템은 기본적으로 스프링 메커니즘에 기반을 둔 4 절 링크형 구조를 가지고 있으며 마스터 조작자에 의해 동작되는 슬레이브 조작기의 말단부에 결합되는 구조를 가진다. 본 논문에서는 이러한 조작기의 요구사항에 맞는 그리퍼의 파지력 및 복원력을 재현하기 위하여 그리퍼 상에서의 적정 스프링 결합위치 및 요구강성과 그에 따른 운동학적 영향계수 등을 분석 및 고찰하였다. 최종적으로는 이러한 분석내용들을 바탕으로, 실제 그리퍼 시스템에 적용함으로써 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.476-481
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• 2001

In a vacuum circuit breaker mechanism, a spring-actuated linkage system is used to satisfy the desired opening and closing characteristics of electric contacts. Because the opening dynamics of electric contacts is determined by such a linkage system, the stiffness, free length and attachment points of a spring become the important design parameters. In this paper, based on the energy conservation that the total system energy is constant throughout the operating range of a mechanism, a systematic design procedure of determining the spring design parameters is presented. The proposed procedure is applied to the design of an opening spring for satisfying the specified opening characteristics.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.788-792
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• 2007

국내외의 자동차 메이커는 고효율, 저공해 자동차 개발에 집중하고 있으며, 그 방법으로 하이브리드 자동차가 최우선시 되고 있다. 하이브리드 자동차의 밧데리 팩을 구성하는 핵심 부품 중 하나인 고전압 직류 릴레이는 주행 중 엔진 구동력을 보조하는 구동모터에 전기 에너지를 공급하는 밧데리의 출력을 개폐하는 기기이다. 고전압 직류 릴레이의 개폐 동작시 발생하는 소음은 자동차 운전 중 실내로 유입되어 운전자의 승차감을 떨어뜨리는 요인이 되므로 릴레이의 개폐 동작시 발생하는 소음 저감을 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 폐로(ON) 동작시 발생하는 소음 저감을 위해 소음원인 충격력을 감소시키기 위한 이중 접압스프링 구조를 제안하였으며, 소음 저감 성능평가를 수행하였다. 먼저 정확한 충격해석을 위해 고전압 직류 릴레이의 최소 동작 전압인 5.9V부터 상시 인가 전압인 12V까지 총 6개의 전압레벨에서 릴레이의 전자력을 측정하였으며, 기존 접압스프링 구조와 이중 접압스프링 구조에 관하여 외연적 탄소성 유한요소 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 충격해석을 수행하였다. 고전압 직류 릴레이의 소음원인 가동전극과 고정전극에서 발생하는 일차 충격력과 가동철심과 고정철심에서 발생하는 이차 충격력을 비교, 평가하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.269-274
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• 2016

본 연구는 호퍼와 같은 공정에서 필연적으로 발생하는 스케일 또는 막힘 현상을 방지하기 위해 적용할 수 있는 저주파 전자해머 구동 시스템의 개발에 관한 것이다. 전자기계식 hammering 구동 방식은 진동과 충격량을 동시에 발생시키는 방식으로, 본 논문에서는 전자해머의 특성을 고찰하기 위하여 전자해머에 장착된 직/병렬 스프링 상수 해석을 하였고 발생에너지는 E코어에 부착된 스프링 상수가 모두 같을 경우에 계산된 등가 스프링 상수와 E코어와 I코어 사이의 동작 변위의 곱으로 계산할 수 있음을 보였다. 또한 전자해머의 충격량을 최대화하기 위하여 맥동파 구동 알고리즘을 적용하였으며, 이 알고리즘은 논리 AND 연산과 마이크로 콘트롤러(atmega128)의 타이머 인터럽트와 PWM 기능을 사용하여 구현하였다. 전자해머의 구동회로는 IGBT로 구성된 H-브리지 방식으로 설계하였고, 가속도계 측정법으로 개발한 전자 해머 시스템의 성능을 검증하였다. 실험 결과 제안한 시스템이 기계적 에너지를 양호하게 발생시킬 수 있으며, 호퍼와 같은 공정에 적용할 수 있음을 보였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권5호
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• pp.28-33
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• 2023

본 연구에서는 기존 항공기 탑재 EO/IR 장비 내부 짐벌과 방진구를 스프링으로 대체하여, 외부 진동 감쇠 효과와 6자유도 구동이 가능한 내부 플랫폼 시스템을 분석하였다. 제안한 스프링 안정화 장치는 기계제작 스프링과 스프링 모듈, 스프링 모듈-내부 플랫폼 간 연결을 위한 지지 구조물로 구성된다. 본 연구에서는 모드 해석을 통해 스프링의 재질을 선정하였으며, 랜덤 진동 해석을 통해 스프링 안정화 장치의 구조 건전성을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.922-931
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• 2017

본 논문에서는 신규 방식의 발사관 덮개인 분리식 덮개의 설계과정과 해석 및 실험적 검증결과에 대하여 기술하였다. 발사관 덮개에 보편적으로 사용되고 있는 종래의 파열식 및 구동기 방식의 덮개의 단점을 극복하기 위하여 폭발볼트 및 스프링 레버를 이용한 분리식 덮개를 제안하였다. 분리식 덮개는 폭발볼트와 스프링 레버 구동시스템으로 단순하게 구성되어 있다. 첫 번째로, 수학적 모델에 의해 제시된 설계제원에 대하여 다물체 동역학 해석을 통하여 기계적 작동성능에 관한 검토를 실시하였다. 도출된 해석결과는 이후 초고속 카메라로 획득한 계측 결과와 잘 부합하였다. 또한 작동성능에 대한 설계인자별 영향을 파악하기 위한 경향분석이 수행되었다. 본 연구를 통해 구조적 단순성과 가격의 효율성을 보유한 신규방식의 발사관 덮개를 군수분야에 제시하는데 기여했다고 판단되며 특별히 다연장 발사관 시스템(MLRS)에 유용하게 적용될 것이라고 예상된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.457-463
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• 2009

본 논문에서는 위성 본체에 장착된 태양 전지 패널을 위성으로부터 분리하기 위한 새로운 개념의 비폭발식 분리 메커니즘을 제안하였으며, 구동기로서 형상기억합금을 이용한 스프링 형상의 구동기를 채택하였다. 먼저 제안된 분리 메커니즘을 구동하기 위해서 필요한 구동력을 측정하였으며, 구동하기에 적절한 구동기를 제작하기 위하여 이론적 계산을 통하여 스프링 형상의 형상기억합금 구동기를 설계/제작 하였다. 최종적으로 분리 메커니즘과 형상기억합금 구동기를 통합하고 분리 장치의 반응속도시험, 사전 하중(Preload) 시험, 충격시험을 통하여 검증하였다. 상기한 소형위성용 비폭발식 저충격 분리장치 개발을 통하여 그동안 사용되었던 선진국의 폭발식 분리장치를 대체할 수 있는 위성 부품의 국산화에 계기를 마련하고자 한다.