• 제목/요약/키워드: Relative Kinematics

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Determination of In-Vivo Glenohumeral Translation During Loaded and Unloaded Arm Elevation

  • Nishinaka, Naoya;Mihara, Kenichi;Suzuki, Kazuhide;Makiuchi, Daisuke;Matsuhisa, Takayuki;Tsutsui, Hiroaki;Kon, Yoshiaki;Banks, Scott A.
    • 대한견주관절학회:학술대회논문집
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    • 대한견주관절학회 2009년도 제17차 학술대회
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    • pp.44-44
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    • 2009
  • The purpose of this study was to investigate humeral translation relative to the glenoid invivo during loaded and unloaded shoulder abduction. CT scans of 9 healthy shoulders were acquired and 3D models were created. The subject was positioned in front of a fluoroscope and motions were recorded during active abduction. The subjects performed two trials of holding a 3kg weight and unload. 3D motions were determined using model-based 3D-to-2D registration to obtain 6 degrees of freedom kinematics. Glenohumeral translation was determined by finding the location on the humeral head with the smallest separation from the glenoid. Humeral translation was referenced to the glenoid center in the superior/inferior direction. The humerus moved an average of 2 mm, from inferior to central on the glenoid, during arm abduction for both conditions. The humeral head was centered within 1mm from the glenoid center above $70^{\circ}$. There were no statistically significant differences for both conditions. The standard deviation decreased gradually over the motion, with significantly lower variability at the end of abduction compared to the initial unloaded position. We assumed that the humeral translation to the center of the glenoid provides maximum joint congruency for optimal shoulder function and joint longevity. We believe this information will lead to better strategies to prevent shoulder injuries, enhance rehabilitation, and improve surgical treatments.

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주 입력장치를 이용한 가상 슬레이브 매니퓰레이터의 시각화 (Visualization of Virtual Slave Manipulator Using the Master Input Device)

  • 김성현;송태길;이종열;윤지섭
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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    • pp.388-394
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    • 2003
  • 밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링 된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링 된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한, Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

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공생별 AG Peg의 H 방출선 윤곽 분석 (An Analysis of the H Emission Line Profiles of the Symbiotic Star AG Peg)

  • 이강환;이성재;형식
    • 한국지구과학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.1-10
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    • 2017
  • 공생별 AG Peg는 적색거성(GS)과 백색왜성(WD)으로 구성된 성운으로 둘러싸인 쌍성계이다. AG Peg의 분광자료는 1998년, 2001년, 그리고 2002년의 세 시기에 미국 Lick 천문대에서 관측한 자료로 HI 발머 방출선 자료를 분석하였다. AG Peg의 선세기와 폭은 각 시기에 따라 변하는데, $H{\alpha}$$H{\beta}$ 선에서 모두 청색편이, 적색편이, 넓은 폭 성분이 나타났다. 가스 성운의 운동학적 특성을 보여주는 방출선은 WD주변에 형성된 강착원반의 반경이 매우 큼을 보여준다. 관측자의 시선 방향을 고려하면, 1998년 관측은 AG Peg의 GS와 WD가 나란히 하늘에 있는 반면, 2002년에는 WD가 GS의 전면에, 2001년에는 WD가 GS의 뒷면에 위치하였다. 이러한 상대적인 위치와 분광선의 변화를 고려하여, 우리는 GS에서 WD로의 가스유입이 지속적으로 이루어지고, 그 결과 형성된 두꺼운 원반의 회전이 관측된 분광선 윤곽의 형성을 가져온 것으로 결론지었다.

가상 환경에서 입력장치를 이용한 매니퓰레이터의 작업영역 분석 및 시각화 (Visualization and Workspace Analysis of Manipulator using the Input Device in Virtual Environment)

  • 김성현;송태길;윤지섭;이극
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.22-27
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    • 2004
  • 밀폐 및 차폐 공간을 갖는 핫셀에서 사용후핵연료와 같은 고방사선 물질을 취급하고 있으며, 핵주기시설에서 마스터-슬레이브 매니퓰레이터는 원격취급장비로서 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 차세대관리공정의 디지털 목업을 구축하고 원격유지보수를 위한 매니퓰레이터의 작업영역 및 작업분석을 수행하였다. 실제 환경과 동일한 가상 작업환경을 갖는 디지털 목업은 3차원 그래픽으로 모델링된 공정장치 및 원격 취급장비들로 구성된다. 모델링된 매니퓰레이터는 기구학 및 동작범위에 대한 속성을 부여되고 외부 입력장치는 space ball을 사용하여 매니퓰레이터의 동작을 구현하였다. 또한 Tele-operation 인터페이스를 사용하여 6축 외부 입력장치와 연계한 시스템을 개발하였으며 외부 입력에 따른 매니퓰레이터의 동작에 대한 동기는 만족할 만한 응답을 보였다. 이는 가상환경에서 작업자 교육을 위한 시스템 개발에 유용할 것이다.

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덕트 팬의 동특성 연구 (Dynamic Characteristics of Ducted Fan: A Study)

  • 백상민;권재룡;이욱
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.84-91
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    • 2017
  • 덕트 팬의 정지 비행시 동특성에 관한 연구를 수행하였다. 팬에 적용되는 블레이드에 대해서 단면 모델링을 수행하였으며, 로터 시스템의 구성요소들을 고려하여 해석 모델을 구축하였다. 로터의 회전수 및 피치각 조건에 따른 동특성 해석을 수행하였으며, 해석 결과 제안된 덕트 팬 시스템은 설계 운용범위 내에서 진동 증가와 같은 공탄성학적 불안정성이 적음을 확인하였다. 해석 절차의 검증을 위해 실제덕트 팬 회전 시험장치를 구성하였다. 기능 시험을 수행하여 덕트 팬 시험장치의 구성품간 거동 및 간섭 여부를 확인하였다. 동특성 시험을 위해 유압가진기를 사용하여 콜렉티브 가진을 하였으며, 비회전/회전시 블레이드의 고유진동수를 측정하였다. 시험 결과와 해석 결과의 비교를 통해 시험 장치와 해석 모델간의 상관관계가 잘 정립되어 있음을 확인하였다.

다 관절 재활운동을 위한 생체역학적 운동구현 시스템 개발 (Development of a Biomechanical Motion System for the Rehabilitation of Various Joints)

  • 이용석;백춘석;장재호;심형준;한창수;한정수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.511-517
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    • 2004
  • 기존의 재활운동 장치들은 상지 또는 하지의 특정한 관절에 대해서만 재활운동이 가능하게 개발되었다. 따라서 여러 관절을 재활시키고자 할 경우, 그에 맞는 다양한 종류의 재활기구 들이 필요하다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 각 관절에서 이루어지는 다양한 재활운동을 통합 구현하는 CMRS(CIM and Robotics Lab. Multi - joint Rehabilitation System)을 제안하였다. 이 시스템을 위해 인체의 상지 및 하지에 대한 기구학적 특성을 이용하여 각 관절의 회전 특성 및 좌표관계를 조사하였으며, 이와 같은 연구를 바탕으로 재활운동 기구 제작 시 알맞은 메커니즘을 제시하고. 다양한 재활 부위와 이를 재활 운동시키는 헤드부의 위치관계를 연구하였다. 시뮬레이션을 통하여 재활운동 시스템의 가능성을 판별하였고. 안정되고 편리한 위치 조정을 위한 베이스프레임을 개발하였다. 이를 고려하여 최종적으로 8개의 자유도를 가진 CMRS을 개발하였으며 다 관절을 하나의 시스템으로 재활 가능할 것이라 사료 된다.

자동변속기 적용 유성기어의 헬릭스 각 방향에 의한 쓰러스트 베어링 작용 축 하중 연구 (A Study of Effects of the Helical Angle Directions of Planetary Gear Sets on the Axial Forces on Thrust Bearings in an Automatic Transmission)

  • 권현식
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.92-99
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    • 2021
  • An automatic transmission, which consists of several decks of planetary gear sets, provides multiple speed and torque ratios by actuating brakes and clutches (mechanical friction components) for connecting central members of the planetary gear sets. The gear set consists of the sun gear, the ring gear, and the carrier supporting multiple planet gears with pin shafts. In designing a new automatic transmission, there are many steps to design and analyze: gears, brakes and clutches, shafts, and other mechanical components. Among them, selecting thrust bearings that not only allow the relative rotation of the central members and other mechanical components but also support axial forces coming from them is important; doing so yields superior driving performance and better fuel efficiency. In selecting thrust bearings, the magnitude of axial forces on them is a critical factor that affects their bearing size and performance; its results are systematically related to the direction of the helical angle of each planetary gear set (a geometric design profile). This research presents the effects of the helical angle direction on the axial forces acting on thrust bearings in an automatic transmission consisting of planetary gear sets. A model transmission was built by analyzing kinematics and power flows and by designing planetary gear sets. The results of the axial forces on thrust bearings were analyzed for all combinations of helix angle directions of the planetary gear sets.

파이프 체결을 위한 3차원 측정 및 기구적 구속조건 기반의 설계 방식 (Designs of Pipe Fitting with Three Dimensional Measurement and Kinematic Constrained Equations)

  • 양정연
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.54-61
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    • 2022
  • 선박은 다양한 파이프 배관을 필요로 하는 거대한 시스템에 해당한다. 내부의 복잡한 파이프를 배치하는 것은 설계 도면을 따라 진행되지만, 실제 현장에서는 측정 및 시공 오차에 의해 파이프간 체결 위치가 서로 맞지 않는 경우가 다수 발생하게 된다. 이러한 경우, 연결할 양쪽 파이프의 위치를 측정하여 어긋난 위치를 보정하는 파이프 체결부를 새로 설계하여 연결작업을 완료하게 된다. 본 연구는 이러한 오차를 가진 파이프 체결 공정을 기술적 접근을 통해 보완하고자 한다. RGBD 센서의 질점 정보를 이용하여 파이프 위치를 측정하고 양쪽 파이프간의 상대적 위치, 방향의 틀어짐을 로봇의 역기구학으로 해석하여 체결부 파이프의 외관을 보정, 설계하는 방법론을 제시하고자 한다. 파이프의 위치 측정을 위한 질점기반의 정합 과정 및 확률 기반 접근론인 RANSAC을 이용하여 파이프의 좌표계를 추정하고 실험을 통해 제시한 방법의 정확도를 논하고자 한다. 또한 파이프 체결부 설계를 위해 최소한의 자유도를 이용하여 연결가능한 기구학적 정보의 추출 방법론을 다루고자 한다.

한반도 동부 울진 죽변-부구 지역 암맥군과 단열계의 상대연령과 지구조적 의미 (Dyke Swarms and Fracture System and their Relative Chronology and Tectonic Implications in the Jukbyeon-Bugu Area, Uljin, East Korea)

  • 김창민;김종선;송철우;손문;최성자
    • 암석학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.173-189
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    • 2011
  • 한반도 동부 울진 죽변-부구 지역 맥암과 단열의 기하와 운동학적 특성 그리고 횡절관계를 파악하고, 맥암의 암석기재와 지화학을 분석하였다. 총 144 암맥과 370개 절리의 방향성과 횡절관계를 이용하여 암맥은 세 개의 염기성 암맥군(M-10, M-80, M-100)과 한 개의 산성 암맥군(AD)으로 구분하고 절리는 네 개의 절리군(J-10, J-40, J-80, J-150)으로 분류하였다. 또한 J-150 절리들 중 최후기에 우수향으로 재활된 것들을 F-340R로 분류하였다. 암석기재, 지화학 그리고 산상을 종합하면, M-80과 M-100은 동일한 마그마와 응력장 하에서 각각 기존 단열과 마그마압력에 의해 새로이 만들어진 수압파쇄단열을 통로로 주입되었다. 또한 연구지역 암맥과 단열군은 ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ ${\rightarrow}$ 순서로 형성되었다. 그리고 M-80과 M-100은 $N10^{\circ}E$ 그리고 M-10은 북서-남동의 최소수평응력장에서 지각이 신장된 결과이다. 한편 기존 절대연령 연구결과와 종합하여 분석하면, 이번 연구에서 확인된 암맥과 단열군들 중 M-80, M-10 그리고 F-340R은 64-52 Ma, 에오세~올리고세 그리고 마이오세에 각각 만들어진 것으로 해석된다.

스테레오 시각과 Kalman 필터링을 이용한 강인한 3차원 운동추정 (Robust 3-D Motion Estimation Based on Stereo Vision and Kalman Filtering)

  • 계영철
    • 방송공학회논문지
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    • 제1권2호
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    • pp.176-187
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    • 1996
  • 본고는 로보트 팔의 선단에 부착된 카메라에 의하여 촬영된 일련의 스테레오 영상을 이용하여 운동물체의 3차원 자세 (위치와 방향)를 정확히 추정하는 방법을 다룬다. 본고는 이미 발표된 바 있는 연구결과를 확장한 것으로서[1], 2차원 영상의 측정잡음 뿐만아니라[1], 또한 로보트 팔의 죠인트 각도의 랜덤잡음이 함께 존재할 경우 world 좌표계 (또는 로보트 기지좌표계)를 기준으로 한 운동물체의 3차원 자세의 추정에 중점을 둔다. 이를 위하여, 다음 사항에 근거하여 선형 Kalman 필터를 유도한다. (1) 2차원 영상의 측정잡음이 3차원 공간으로 전파되는 것을 분석함으로써, 이에 기인한 물체좌표계의 방향오차를 카메라 좌표계를 기준으로 하여 모델링한다; (2) 죠인트 각도 오차에 의한 로보트 선단좌표계의 방향오차를 (1)의 결과와 결합하여 extended Jacobian matrix를 유도한다; 그리고 (3) 본질적으로 비선형인 물체의 회전운동을 quaternion을 도입함으로써 선형화 한다. 운동 파라메터는 추정된 quaternion으로부터 반복 최소자승 방법을 이용하여 계산된다. 모의실험 결과, 추정오차가 상당히 감소되고, 실제의 운동 파라메터가 참 값으로 정확히 수렴함을 알 수 있다.

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