이 논문에서는 모델 기반 설계에 근거한 이륜 도립진자 로봇의 제어이득을 설계하고 NXT 마인드스톰과 RobotC 언어를 이용하여 수업에 활용 가능한 로봇을 제작 및 실험한다. 이륜 도립진자 로봇은 NXT 마인드스톰, 서보 직류전동기, 자이로 센서, 가속도 센서로 구성된다. 직류전동기에 내장된 엔코더를 이용하여 바퀴의 회전각을 검출하며 이동평균을 이용하여 바퀴의 회전각속도를 계산한다. 자이로 센서는 몸체의 피치 각속도를 측정하며 가속도 센서는 몸체의 피치 각도를 측정한다. 자이로와 가속도의 센서 융합을 통해 몸체 각도를 계산한다. 제어기 이득 요소는 휠 각도, 휠 각속도, 몸체 피치 각도, 몸체 피치 각속도에 대한 가중치이다. 이들 제어이득의 변화에 따른 도립진자 로봇의 변화를 실험하며 유용성을 확인한다.
힘평형 서보 가속도계의 성능특성을 결정하는 4개의 팔로 구성된 질량지지 장치를 설계·제작하였다. 팔의 두께와 인가질량의 변화에 따른 질량지지 장치의 응답특성을 유한 요소법을 이용하여 계산하고, 레이저 간섭계를 이용하여 간섭무의 수의 변화와 응답 전압값을 이용하여 가속도계의 응답특성을 측정하였다 팔의 길이와 두께가 변화함에 따라 응답특성은 크게 변화하였으며, 인가질량의 변화는 질량지지 장치의 응답특성변화에 큰 영향을 미치지 못함을 알 수 있었다. 수치해석과 레이저 간섭계로 측정한 공진주파수가 5%차이의 근사한 값을 얻을 수 있었다.
Effective monitoring, reliable data analysis, and rational data interpretations are challenges for engineers who are specialized in bridge health monitoring. This paper demonstrates how to use the Global Positioning System (GPS) and accelerometer data to accurately extract static and quasi-static displacements of the bridge induced by ambient effects. To eliminate the disadvantages of the two separate units, based on the characteristics of the bias terms derived from the GPS and accelerometer respectively, a wavelet based multi-step filtering method by combining the merits of the continuous wavelet transform (CWT) with the discrete stationary wavelet transform (SWT) is proposed so as to address the GPS deformation monitoring application more efficiently. The field measurements are carried out on an existing suspension bridge under the normal operation without any traffic interference. Experimental results showed that the frequencies and absolute displacements of the bridge can be accurate extracted by the proposed method. The integration of GPS and accelerometer can be used as a reliable tool to characterize the dynamic behavior of large structures such as suspension bridges undergoing environmental loads.
본 연구에서는 여러 가지 시험조건으로 실제 현장규모로 다짐을 수행한 후 연속다짐방법과 새로운 다짐도 평가에 관한 절차를 제안하고 가속도계를 이용한 다점도 평가와 기존의 다짐도 평가 시험(평판재하시험, 현장들밀도시험 및 동평판재하시험 등)과의 상관관계를 분석하였다. 기속도계를 이용한 다짐도 평가를 현장에서 사용할 수 있는지에 대한 적용성을 평가하고 가속도계를 이용한 다짐도 평가를 통계적 방법에 의해 분석하고 평가하였다. 평가결과 선속성, 편리성, 숙련도 면에서 가속도계를 이용한 연속다짐평가가 가장 적합한 방법으로 판단되었다. 또한 현장다짐 시 사용되는 설계기준값을 제안하고 제안된 설계기준값과 추가적인 현장시험 결과와의 비교를 통해 가속도를 이용한 연속다짐 측정값에 대한 적용성을 검증하였다.
The purpose of this study was to assess the physical activity of preschool children using an accelerometer and investigate differences related to epoch length setting during use of the accelerometer. Subjects of the study were 26 children (12 boys and 14 girls) at the age of 5, enrolled in one preschool located in Gangneung. From 9:00 a.m. to 4:00 p.m. (7 hours period), every child wore a total of four accelerometers (ActiGraph $GT3X^+$, USA), including three attached to the left hip (with epoch length set at 5 seconds, 15 seconds, and 30 seconds). For comparison purposes, a forth was attached to the opposite position, with epoch length set at 5 seconds. Data collected using 15s epoch and 30s epoch (single larger epoch) were compared with those obtained after reintegration of 5s to 15s epoch, 5s to 30s epoch, and 15s to 30s epoch, respectively (smaller epochs reintegrated). According to the results of this study, there were no significant differences in VM between 30s epoch and 5s to 30s epoch reintegrated and in MVPA (moderate-to-vigorous physical activity), between 15s epoch and 5s to 15s epoch reintegrated. From the Bland-Altman plot, reintegration of 15s to 30s epoch in VM and reintegrations of 15s to 30s epoch and 5s to 15s epoch in MVPA can be recommended for assessing physical activity in preschool children. Further research is needed into the reintegration method while using an accelerometer for assessment of energy expenditure in children.
In this study, a silicon piezoresistive accelerometer is designed and fabricated using $p^+$ etch stop layer. The accelerometer consists of a seismic mass and tour cantilevers, and is fabricated mainly by the anisotropic etching method using EPW as an etchant. Eight piezoresistors are properly arranged and connected to make a bridge circuit so that acceleration in only one direction may be measured. The etch stop method is adequate to the mass-production and the precise thickness control of the diaphragms as well, whet compared with the electrochemecal etch stop method.
A shift algorithm of an automatic transmission is decided by the compromise between the performance and the fuel economy of the vehicle. But because in the traditional shia algorithm, throttle opening and vehicle speed are used to decide the shift points, the actual load of the vehicle is not exactly considered. In this paper, to consider the actual load, that is, the road grade and the vehicle acceleration, the longitudinal accelerometer is used to decide the shift points. As the result, the performance and the fuel economy of the vehicle which adapts the new shift algorithm are shown better than the traditional one.
The cutting force is the most important variable to understand the mechanics of ultra-precision machining. Most dynamometers, however, monitor the static cutting force only. But it is necessary to measure the dynamic cutting force to clarify the machinability of the material, the formation of the chip, chatter and the wear of the tool. In this research, measurement of the dynamic cutting force in order to clarify the machin-ability of the material, the formation of the chip, chatter and the wear of the tool has been conducted. A combined-type dynamometer which could measure the static cutting force and the dynamic cutting force by use of strain gauges and a piezo-film accelerometer has been developed. An analysis of the dynamometer also has been carried out.
Most of the measurement and the evaluation of hand-transmitted vibration have been performed by using a small size single axis accelerometer between the handle and the hand palm or a three axis accelerometer attached on an adapter outside the hand(indirect measurement). It is most desirable for the correct evaluation of hand-transmitted vibration form the power tool handle to measure the acceleration between the handle surface and the hand palm in the three axis(direct measurement) as recommended in ISO 5349-1. In the study three axes acceleration measurement device was developed of which the thickness was less than 7mm so that it can be placed between the handle and the palm without any inconvenience during the measurement. To verify the performance of the developed device, measured acceleration by the two methods, direct and indirect, were compared in the study.
This paper describes design of an algorithm for analyzing human activity using body-fixed 3-axis accelerometer in the small of the back. In the first step, we distinguish static and dynamic activity period using AC signal analysis. Then five postures were classified by applying the threshold in DC signal corresponding to the static activity period. Also, after comparison of average power and taking negative peak signal in the dynamic activity period, the four dynamic activities were classified by adaptive threshold method. To evaluate the performance of the proposed algorithm, the measured signals obtained from six subjects were applied to the proposed algorithm and the results were compared with the simultaneously measured video data. As a result, the activity classification rate of 95.7% on average was obtained. Overall results show that the proposed classification algorithm has a possibility to be used to analyze the static and dynamic physical activity.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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