• 터널과지하공간
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• 제32권5호
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• pp.298-311
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• 2022

건설현장에서 근로자의 고령화, 저출산으로 인한 신규 인력감소와 숙련된 작업자 부족 등의 문제가 심화되고 있다. 이에 따라 전통적인 건설기술을 첨단 디지털 기술로 대체하여 생산성, 안전성, 및 품질 등을 향상시킬 수 있는 스마트 건설 기술 연구가 최근 정부 주도로 개발되고 있다. 특히, 도로 건설 장비 중에서 노면 평탄화를 주로 수행하는 모터 그레이더는 선형적이고 반복적인 공사로 자동화 기술의 적용이 반드시 요구되는 건설 기계이다. 시공 자동화를 통해 사람이 작업하기 힘든 험지나 야지 등과 같은 위험한 환경에서도 손쉽게 장비를 제어할 수 있는 원격제어 기술과 효율적인 작업 경로와 작업 조건에 따라 장비를 운영하는 경로 추종 및 자동화 작업 기술 등을 적용하여 기존의 운전자가 작업하는 것보다 공사 기간을 단축할 것으로 예측된다. 본 연구에서는 무인·자동화 기술을 적용하기 위한 스마트 모터 그레이더의 하드웨어 및 소프트웨어 구성 기술을 소개하고 기존 그레이더의 토공 작업 방식을 분석하였다. 이를 토대로 스마트 모터 그레이더의 경로 패턴 및 블레이드 제어 방식 등에 대한 적용 방안을 제시하였다. 더불어 블레이드 제어 성능과 작업 시나리오에 따른 경로점 기반의 경로 추종 성능을 시험을 통해서 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.423-438
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• 2021

모터 그레이더의 블레이드는 도로공사시 골재를 산포하고 평탄화하는 역할을 수행한다. 본 연구는 그레이더의 작업효율을 향상시키기 위하여 블레이드 부품의 설계개선 연구를 진행하였다. 블레이드와 골재 입자의 접촉, 절삭, 산포 과정을 모사하기 위하여 동해석 코드에 개별요소법을 도입하여 전산해석 모델을 수립하였다. 블레이드 설계인자를 4가지 선별한 후 작업 시나리오를 수립하였다. 실험계획의 직교배열을 통해 각 인자의 수준조합별 9개 모델에 대해 평탄화 작업에 대한 동해석을 수행하고, 각 설계인자의 영향도를 분석하였다. 이후 유의한 인자를 분산분석을 통해 선별하여 최적화기법으로 점진적 반응표면법을 적용하였다. 최종적으로 블레이드의 작업 효율성을 향상시킬 수 있도록 설계인자의 최적값을 제안하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제4권1호
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• pp.24-34
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• 1979

현재 실용테라스 (Terrace) 축조비용의 추정은 단위 테라스장이나 이동토양의 단가에 근거하고 있다. 그런, 근래 l국의 옥수수 지대 (corn belt)에서 널리 이용되고 있는 평행형 테라스의 경우 각 지점마다 성토 및 절토양이 다르기 때문에 이들 방법은 적합하지 않다. 이들 테라스의 경우 테라스장을 따라 토양의 이동이 불가피하므로 차륜형 자적식 스크레이퍼(scraper)가 테라스 축조에 널리 사용되고 있다. 본연구의 목적은 테라스 축조기계의 운행거리에 근거하여 테라스 축조시의 토공비용을 추정하기 위한 새로운 방법을 개발하는데 있었다. 테라스 축조시 토공작업은 전적으로 스크레이퍼에 의해서 , 그리고 테라스 경호장의 마무리 작업은 모트그레이터 (motor grader )에 의하여 수행되는 것을 가정하였다. 이들 기계의 세부적인 수행동작은 테라스 각지점에서의 절토와 성토량 및 이들 토양의 처리를 디지털 컴퓨터(digital computer)를 이용하므로서 계산할 수 있었다. 또한 테라스 축조에 소요되는 토양은 전적으로 테라스 수로부문에서 절취하는 것으로 가정하였다. (즉, 테라스 전장의 총절토양 과 총성토양은 같음) 연구결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 성토 및 절토양이 균형된 테라스에 있어서는 스크레이퍼의 운행거리에 근거하여 토공비용을 추정할 수 있는 방법의 개발이 가능하다. 2. 스크레이퍼의 수행구간, 회수 및 토공비용을 결정하기 위해서는 컴퓨터 방법을 이용하는 것이 필요하다. 3. 새로운 컴퓨터 모델은 예시의 테라스에 적용한 결과 테라스 토공비용을 추정하는 데 적합함을 보여주었다. 4. 이 방법은 테라스 축조에 있어서 효율적인 스크레이퍼의 적용에 지침이 될 수 있다.