• 로봇학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.159-168
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• 2024

Lower limb amputees are increasing due to various reasons. It is difficult for lower limb amputees to walk without an assistive device such as a prosthetic leg. In this paper, an electronically controlled knee-type prosthetic leg with a 4-bar linkage structure for lower limb amputees was developed. The knee-type prosthetic leg has a 4-bar linkage structure and assists walking by using an integrated drive module. The torque is 90 Nm, the rotation speed is up to 120 deg, and it weight 1.9 kg, so it is lighter than a commercial prosthetic leg, so it can be used for a long time because there is less fatigue when walking. An integrated control board was developed by applying various sensors and microprocessor. The motor drive and encoder are built into the integrated drive module. The integrated control board and integrated drive module communicate using CAN. When a lower limb amputee wears a knee-type prosthetic leg and walks, it shows a shape similar to the swing phase graph of a normal people, and it is possible to walk naturally while walking.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.828-834
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• 2013

본 논문에서는 태양광 집광 효율 향상을 위한 많은 연구 방법 중 하나로서 태양광을 효율적으로 집광할 수 있는 TMC(Tracker Motion Controller) 시스템 구성하여 발전효율의 향상성을 갖춘 집광형 태양광 발전시스템(CPV)과 실리콘을 이용한 PV 시스템으로 실험하였다. 태양추적 발전시스템에 사용되는 마이크로프로세서는 실시간으로 태양광의 고도와 위도 각을 계산한다. 또 한 센서로부터 값을 받아들이고, 태양의 현재 위치 값을 계산하여 모터를 제어하며 중앙제어 시스템과의 통신을 하기 때문에 적용 가능성에 대한 부담이 커지고 있다. 따라서 집광형 태양광 발전시스템에 적합한 프로그램 방식과 센서방식을 혼합한 하이브리드 방식의 알고리즘 통하여 ARM코어를 내장한 TMC에 구현하였으며, 구현된 TMC를 통하여 기존 PV시스템, CPV 시스템 대비하여 국내에서의 발전효율을 비교 분석하였다. 실험결과 기존의 센서방식을 이용한 집광형 태양광 발전 시스템에 GPS통신 값을 통해 프로그램 방식의 천문학 계산에 의하여 지평좌표계에서의 태양의 방위각과 고도각을 계산하는 하이브리드 태양위치추적 방식을 실험한 결과를 보면 맑고 일사량이 높은 날에는 큰 차이를 보이진 않았다. 그러나 흐리고 맑은 날 등 일사량이 없어 센서가 태양의 위치를 추적하지 못하고 멈춘 상태에서 일정 시간이 지난 후 태양이 센서의 사각지대에서 나타나면 센서의 오류가 생길 수 있는 기후변화에서는 오히려 센서방식보다 더 우수함을 확인할 수 있었다. 태양전지의 발전효율이 높아지고 생산발전 단가가 줄이는 부분에 대한 지속적인 연구, 더불어 기후의 변화에 따른 최적의 발전 능력을 가진 TMC를 적용한 고효율 집광형 시스템에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권4호
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• pp.237-243
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• 2000

현재 온실에서 농작업을 작업기는 사람이 운전하고 있다. 온실 안은 무척이나 무덥고 열악한 작업조건이다. 그렇기 때문에 앞으로 무더운 온실내의 작업기 개발은 사람이 직접 운전하지 않고, 자동화에 의한 무인화 될 것으로 전망된다. 온실에서 자동화 및 무인화의 작업을 돕기 위하여 온실내의 경로(길)에 따라 자동적으로 이동할 수 있는 시스템을 개발하게 되었다. 이 시스템은 작업기의 자동화와 무인화를 위한 것이며, 이를 위하여 온실의 천장에 가이드를 연결한 후 이를 따라 시스템이 자동으로 이동할 수 있는 경로 자동변환 시스템이다. 이 시스템은 연마봉으로 만들어진 경로를 따라 선회 및 직선운동이 가능하며, 이 시스템은 경로 변경을 위한 리미트 스위치와 소프트웨어로 구성되어 있다. 이 시스템의 작동여부를 실험하기 위하여 시테핑모터를 가진 마이크로 마우스를 이용하였다. 견고한 실험실의 평면 위에서의 작동실험은 시스템 작동이 100% 성공률을 나타내었지만 모래위나 다른 조건에서는 성공률이 80% 이하로 낮게 나타났다. 실제 온실에서도 충분한 강도를 가진 연마봉을 이용하여 처짐에 대한 부분을 고려하여 사용한다면 경로를 따라 주행하는 이 시스템은 잘 작동할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.789-798
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• 2011

본 연구에서는 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물의 저감을 위한 후처리장치인 LNT(Lean NOx Trap, 흡장형 De-NOx 촉매)의 특성을 파악하였다. 먼저 희박한 배출가스 상태에서의 질소산화물 중 산화질소에 대한 촉매의 기본적인 흡장성능을 알아본 후, 다양한 환원제를 분사하여 인위적으로 배출가스를 농후한 상태를 만들었다. 농후한 상태에서는 희박한 상태에서 촉매 내에 흡장되어 있던 산화질소가 촉매의 환원반응에 의해서 질소로 전환된 후 촉매후단부에서 산화질소 배출농도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 LNT(Lean NOx Trap)시편은 실제 디젤 차량에서 사용되는 LNT 촉매로부터 Reactor에 장착될 수 있도록 작은 사이즈로 절단 및 가공된 후, SUS304의 stainless 재질로 재가공 처리한 후에 Micro bench-flow reactor에 장착하였다. 분사된 피드가스성분들은 실제 배출가스의 분위기를 만들기 위해서 각각 3가지의 가열성분, 비가열 성분으로 나누어 분사된다. 이러한 조건들에서 다양한 반응온도와 공간속도를 반응변수로 하여 LNT(Lean NOx Trap)의 흡장성능과 환원제종류에 따른 산화질소의 배출특성을 파악하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권6호
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• pp.84-99
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• 2021

마이크로 모빌리티 시장 규모가 성장함에 따라 오르막길 정보를 포함한 경로 안내에 대한 수요가 증가하고 있다. 전동모터에 따라 등판 각도가 다르므로 임계치 기준별 오르막길 정보구축이 필요하다. 도로의 선형정보는 주행의 안전성과 쾌적성을 좌우하는 매우 중요한 요소임에도 전자지도에 종단 경사도에 대한 정보는 부재하다. 자율주행차 시대를 대비하여 구축 중인 정밀도로지도는 기존 국가표준 노드링크와는 달리 고도정보를 추가 생성하였으나 일부 구간에만 고도정보가 있고 도로의 종단경사를 생성할 수 있는 정보는 여전히 부족한 실정이다. 이 연구에서는 현재 활용할 수 있는 데이터를 이용하여 도로의 종단 경사도를 산출하는 방안으로 국내 수치표고모델의 고도정보를 도로의 링크 정보와 매칭하는 방법을 제시하였다. 서울시 표준링크를 기준으로 4m 단위의 고도를 생성한 후 단위 거리당 개별 경사도를 산출하였다. 이를 활용하여 도로 링크 별로 대표 경사도를 부여한 후 마이크로 모빌리티가 운행할 수 없는 도로와 폭설시 노면이 미끄러워 운행할 수 없는 도로를 선정하였다. 또한, 도로 기반정보로 활용하는 수치표고모델의 한계점과 이슈를 설명하여 실제 활용 시 주의할 사항들을 기술하였다. 향후에는 본 연구의 결과를 바탕으로 기존에 부재했던 도로의 종단 경사 정보를 활용하여 다양한 융합 분석을 할 수 있기를 기대한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권2호
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• pp.93-104
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• 2023

도로법에 의거한 도로교통량 상시조사는 매설식 AVC를 통해 12종 차종분류가 이루어지고 있다. 하지만 매설식 AVC 장비는 차량과의 마찰, 도로 균열, 소성변형, 도로공사로 인한 센서의 물리적 파손 등으로 인해 장비 가동률이 낮고, 수집 정보의 정확도와 신뢰도 저하 문제가 발생하고 있다. 이로인해 장비보수 등 유지비용 또한 증가하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 비매설식 AVC 장비 도입을 위한 연구가 진행되고 있으나, 차종을 분류하기 위해 복수의 장비 또는 교통량 정보 매칭을 위한 별도의 DB 구축·운영이 필요하였다. 이에 본 연구에서는 자동차 관리법에 근거하여 운영 중인 자동차관리정보시스템(VMIS)의 차량 제원 정보와 번호판 자동인식 기술(ANPR)을 활용한 12종 차종분류 방안을 마련하고자 하였다. 이를 통해 기존 도로교통량 조사체계를 개선하고 자동차 제원 정보를 활용하여 친환경 차량 분류 등 도로교통량 통계 고도화, 다변화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.169-177
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• 2017

본 논문에서는 기어 전달오차의 EEMD 적용을 통한 기어 이빨의 박리결함과 균열결함의 분류법을 소개한다. 두 가지 결함을 적용한 기어의 유한요소모델을 바탕으로 전달오차를 획득하고 전달오차에서 나타나는 두 가지 결함의 특징과 정상상태의 전달오차와의 차이를 나타내는 RTE에서 나타나는 두 가지 결함의 특징을 확인했으며 유한요소해석 결과를 이용한 시뮬레이션 신호를 구성하여 신호처리를 통한 RTE 획득과정을 구성하였다. 시뮬레이션 신호로부터 얻은 RTE의 EEMD 적용을 통하여 박리과 균열의 신호가 각기 다른 IMF에서 비중이 크다는 것을 확인하였고, 이를 실험을 통해 검증하고자 하였다. 한 쌍의 기어와 서보모터, 파우더브레이크 그리고 기어의 회전량을 측정하기 위한 엔코더로 구성되어있는 테스트베드를 꾸려 전달오차를 획득하였다. 두 개의 기어를 이용하여 정상, 박리, 균열 세가지 상황에 대한 전달오차를 획득하여 시뮬레이션과 같은 과정을 거쳐 결함이 신호로 구분되는 것을 확인했다. 이를 정량화 하기위해 파고율을 각 IMF에 적용하였고 첫 번째 IMF와 세 번째 IMF의 파고율을 특징 신호로 선정하였다. 실험을 통해 확보된 데이터를 이용하여 Bayes decision 이론을 이용하여 분류 방법을 제시하였다.

• 대한정형외과학회지
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• 제54권4호
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• pp.309-316
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• 2019

목적: 뇌성마비 환자의 주거 환경과 재활 접근성을 조사하여 현재 시행되고 있는 장애인 주거 관련 법률에 대한 문제점에 대해 고찰해보고 장애인 건강권에 관한 법률 제정의 기초 자료를 제공하고자 한다. 대상 및 방법: 주거, 재활, 접근성 3개의 키워드로 문헌을 검색하여 주거 환경, 재활 접근성이라는 2개의 아이템을 선정한 후 설문지를 작성하였다. 문항은 총 51문항을 작성하였고 그중 24문항은 리커트 척도, 27문항은 다지선다형으로 구성되어 있다. 뇌성마비 환자와 보호자를 대상으로 설문조사를 시행하였다. 결과: 연구대상자 100명 중 재가보호 중인 환자는 93명, 시설보호 중인 환자는 7명으로 나타났다. 재가보호 중인 경우 65%는 아파트에 거주하고 있었고, 주로 2층 이상의 지상층에 거주하고 있었으며 그중 40%는 엘리베이터가 없는 건물에 거주하고 있었다. 연구 대상자의 Gross Motor Function Classification System (GMFCS) 단계에 따라 GMFCS I, II, III은 보행가능군, IV, V는 보행불가군으로 나누어 군별로 느끼는 어려움을 조사하였다. 재가보호 중인 경우 두 군 모두 혼자서 재활센터 방문하는 것을 가장 어려워했고, 시설보호 중인 경우 보행가능군은 혼자 시설 밖으로 나가기, 보행불가군은 혼자서 화장실 이용하기를 가장 어려워하는 것으로 나타났다. 응답자의 83%는 뇌성마비 환자에게 재활이 필요하다고 생각하지만, 실제로 재활을 받는 뇌성마비 환자는 33%에 불과했다. 재활을 받는 경우, 평균 주 3.6회, 회당 39분 동안 치료를 받는다고 응답하였다. 결론: 주거약자법은 접근로와 관련된 규정이 없고 장애인등편의법에서는 공동주택에 대한 주 출입구 접근로의 항목만 규정하고 있다. 하지만 본 연구에서 단독주택에 거주하는 뇌성마비 환자는 18%로, 이들은 접근로가 확보되지 않은 주거 환경에서 살고 있다. 뇌성마비 환자들이 고층으로 이동하기 위한 수단에 대한 법률은 없으며, 실내로 진입하기 위한 접근로에 관한 법률은 미흡한 실정이다. 현재 시행 중인 장애인등편의법, 주거약자법 그리고 2017년 12월에 시행된 장애인건강권법의 성공적인 시행을 위해서는 장애인과 보호자가 현실적으로 느끼는 어려움을 반영한 시행 규칙이 제정되어야 할 것이다. 이를 위해 본 연구 결과를 바탕으로 대규모 설문을 통해 뇌성마비 환자의 주거와 재활에 대한 조사가 필요하다고 생각한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.1123-1132
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• 2018

본 논문에서는 사물 인터넷과 액세스 코드 배포가 가능한 스마트폰 애플리케이션을 기반으로 하는 공공 자전거 공유 시스템을 설계하고 구현하였다. 스마트폰 사용자는 애플리케이션을 사용해 자전거 대여 신청을 하면 서버에서 암호화된 액세스 코드를 받게 되고, 이 코드는 도킹 스테이션에서 자전거의 잠금을 해제하는 용도로 사용되며 자전거 반환 시에도 동일한 코드가 사용된다. 스테이션의 하드웨어 프로토타입은 라즈베리 파이, 아두이노, 키패드, 모터드라이버와 같은 사물 인터넷 디바이스를 기반으로 하여 구현되었으며, 스마트폰 애플리케이션은 기본적으로 액세스 코드를 이용한 공유 자전거 대여 및 반환 기능과 더불어 사전에 자전거를 예약할 수 있는 부가 기능도 포함하고 있다. 구현한 시스템을 테스트 해 본 결과 3~4초의 매우 적은 지연시간을 보여주고 있어 효율적인 시스템임을 알 수 있다. 본 시스템은 단일 콘트롤 박스에서 다수의 자전거를 관리할 수 있도록 구현할 수 있으며, 사용자 역시 스마트폰 애플리케이션만으로 시스템을 이용할 수 있어 비용 효율적이라 여겨진다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.