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보행보조로봇의 구동력 보조를 위한 고관절의 움직임에 따른 보행 단계 분석에 관한 연구
박성현(S. H. Park),김현철(H. C. Kim),이원영(W. Y. Lee),최태일(T. I. Choi),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2018 재활복지공학회논문지 Vol.12 No.4
착용형 보행보조로봇은 보행에 필요한 근력이 약화된 사용자에게 근력지원을 통해 보행을 지원하는 용도의 로봇으로, 근력의 올바른 지원을 위해 사용자의 보행 단계를 판별하는 기능을 갖고 있어야 한다. 본 논문에서는 보행 단계 판별을 위해 엔코더를 이용해 고관절의 각도 변화를 측정하여 보행 단계를 구분하는 기법을 제안한다. 이를 위해 보행 중 고관절의 움직임 변화 시점을 기준으로 보행 단계 판별에 필요한 조건을 제시하였고, 제시한 조건을 기준으로 상태머신 기반의 보행 단계 판별 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘의 검증을 위해 SEA 기반의 착용형 보행보조로봇에 알고리즘을 적용하여 실험을 진행하였으며, 그 결과 보행 단계의 판별이 가능함을 보였다. The hip exoskeleton is a robot that supports the gait by supporting the muscular strength to the weakened user. To support strength, the robot should be able to discriminate the user`s gait phase. In this paper, we propose a method to discriminate the gait phase by measuring the angle change of the hip joint using the encoder. For this purpose, we propose the conditions necessary for gait phase discrimination based on the change of the hip joint motion during walking, and proposed a state machine - based gait phase discrimination algorithm. In order to verify the proposed algorithm, it is shown that the gait phase can be discriminated by applying the algorithm to the SEA - based hip exoskeleton.
다이아몬드 터닝 단속 절삭 시 알루미늄 합금과 공구 경사각에 따른 가공 표면 특성 연구
박성현(S. H. Park),김영재(Y. J. Kim),강종균(J. G. Kang),함중규(J. K. Ham),곽영태(Y. T. Kwak),김건희(G. H. Kim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
소형, 경량화된 우수한 성능의 광학부품수요가 증가함에 따라 비철금속기반의 제품을 초정밀 가공할 수 있는 Diamond Turning (DT) 공정이 산업에서 널리 활용되고 있다. 특히 광학 부품의 형상이 다양화 됨에 따라 DT 가공 중 불연속한 형상을 가공하는 방법인 단속 절삭에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 알루미늄 합금 재료 표면을 단속 절삭 가공할 시, 절삭경계에서 공구 또는 피삭재에 충격이 발생하여 표면 스크래치와 거칠기가 증가하고 광학적 기능이 저하되는 문제점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 광학 부품의 재료로 활용되는 알루미늄 합금의 종류와 DT 가공 공구의 경사각을 가공 변수로 두어 DT 단속 절삭 시 나타나는 가공 표면의 특성을 실험, 관찰하였다. 시편은 총 4 종(Al6061-T6, T651, Al7075-T6, RSA6061-T6)의 알루미늄 합금 재료를 사용하였으며, 각 재료는 20 x 8 x 10 mm 크기의 직사각형 모양 시편으로 제작하였다. 공구경사각을 제외한 DT 가공 조건은 동일하게 하였으며, 공구경사각은 총 4 가지 각도(0, -5, -10, -15°)를 변수로 선정하여 실험하였다. 실험 후 가공된 표면을 평가하기 위해 백색광 간섭계를 이용하여 표면 거칠기를 측정하였고, 광학 및 전자현미경을 사용하여 표면 형상을 관찰하였다. 그 결과 모든 알루미늄 합금 소재는 공구경사각이 -5°일 때 공통적으로 가장 좋은 표면 거칠기를 얻었으며, 그 중에서도 알루미늄 외 기타 합금물 입자(Si, Fe 등)의 영향이 가장 적은 RSA6061-T6 소재의 표면 거칠기가 Ra 0.9 nm로 가장 우수한 값을 얻을 수 있었다.
Development of Liquid Cooled Plate for Cooling of Amplifier
박성현(S. H. Park),성광훈(K. H. Seong),김은필(E. P. Kim),윤정인(J. I. Yoon) 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.-
통신용 전자기기에서 대부분의 열은 증폭기에서 발생한다. 일반적으로 증폭기를 냉각하기 위하여 공랭식을 사용하여 발생하는 많은 열을 냉각하였다. 그러나 전통적인 방법은 고성능 콤팩트화 되어가는 추세에서 발열되는 열을 충분히 냉각하기는 부족하다. 본 논문은 고발열 전자부품 냉각을 위해서 수냉식 방법을 사용하였다. 열전달 효율을 높이기 위하여 냉각판에 직접 냉각수를 흐르게하여 접촉저항을 줄였다. 그리고 냉각판의 유로에 대한 배열과 유량의 비의 효과를 조사하였다. 연구를 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 냉각수 순환량이 3 1/min인 경우, 유로 직경이 8 ㎜일 때의 냉각 성능이 10 ㎜일 때보다 우수한 것으로 나타났다. 냉각수 순환량이 3 1/min인 경우, 유로 직경이 8 ㎜일 때의 발열 소자 표면 온도 분포가 더욱 안정적으로 나타났으며, 상하부에 설치된 발열 소자 표면 온도가 더 낮게 나타났다. 동일한 유로 직경의 냉각판에서, 열유속 증가에 따른 냉각수의 전열 성능 증가로 인해 전체 발열량의 증가율보다 발열 소자의 온도 증가율이 낮게 나타났다.
박성현(S. H. Park),윤정인(J. I. Yoon),김은필(E. Kim) 한국마린엔지니어링학회 2007 한국마린엔지니어링학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.-
밀폐식 냉각탑의 튜브 번들 상부에 분무수를 뿌려 분무수가 중력에 의해 아래로 흐르면서 튜브를 완전히 적셔 수막을 형성하고 이 수막을 통하여 분무수 일부가 유입되는 공기 흐름에 의해 증발되어 튜브 내부의 유체가 냉각되게 된다. 본 연구에서는 멀티패스 밀폐식 냉각탑의 열교환기의 유동특성에 대한 수치해석적 연구를 수행하여 내부유동에 대해 해석하고 이를 바탕으로 냉각탑의 성능을 미리 예측하고 그 결과를 실험을 통해 얻어진 결과와 비교분석하였다. tube의 배열과 외경의 변화에 따른 온도변화에 대해 실험한 결과 삼각배열이 사각배열보다 성능이 우수하게 나타났으며, 외경의 변화에서는 1패스의 경우보다 2패스의 경우일 때, 25.4 ㎜일 때보다 15.88 ㎜의 외경을 가졌을 때 더 우수한 성능을 보였다.
보행보조차 사용자의 낙상 알림을 위한 낙상감지 방법에 관한 연구
박성현(S. H. Park),이상현(S. H. Lee),이응혁(E. H. Lee),최흥호(H. H. Choi),민홍기(H. K. Min) 한국재활복지공학회 2017 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.4
Most of the current fall detection is to detect an abnormal value by measuring the acceleration magnitude of the normal gait state. However, it is difficult to distinguish from the situation such as collision with an object and running by the acceleration size alone. Therefore, this study proposes a fall detection method using sum of acceleration magnitudes and gait angle.
휠 베어링 외경 가공용 센터리스 연삭기의 정·동적 특성을 고려한 지지 구조물 설계
박성현(S. H. Park),고한별(H. B. Ko),강효림(H. L. Kang),한승호(S. H. Han) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
휠 베어링 외륜은 표면조도 0.2-0.6, 가공정밀도 2 마이크로미터 이내를 만족해야하는 정밀 부품으로 이를 정밀연삭 할 수 있는 전용 공작기계가 필요하다. 이러한 외륜 가공용 연삭기는 요구 정밀도의 만족은 물론 대량 가공 및 정밀한 가공정확도 등과 같은 요구 조건을 만족해야 한다. 센터리스 연삭기는 원통형 공작물의 표면 마무리에 사용되는 연삭기로 원통형 공작물의 중심을 척(Chuck)이나 센터(Center)에 고정하지 않고 내면 및 외면 연삭을 수행 할 수 있다. 공작물이 축 방향으로 연삭축 및 조정차축 사이로 공급되는 쓰루 피드(Thru-feed) 방식을 주로 사용하며, 이러한 가공 방식은 연속적인 작업을 통한 대량생산에 적합해 생산성이 높고 가공 시 조정차축이 공작물을 지지해 가공 정확도가 높아 작업자의 숙련도와 관계없이 정밀 제품을 용이하게 가공할 수 있다는 장점이 있다. 따라서 센터리스 연삭기는 최근 휠 베어링 외륜의 표면 가공을 고 능률적으로 수행하기 위한 핵심 장비로 주목받고 있으며, 휠 베어링의 요구 정밀도를 만족시키기 위하여 가공 매커니즘의 특성상 연삭축 및 조정차축으로 구성되는 주축계의 정밀도와 상부구조를 지지하고 있는 베드의 구조적 강성의 확보가 중요하다. 본 연구에서는 휠베어링 센터리스 연삭기의 초기모델에 대한 정·동강성 평가를 위해 유한요소해석을 수행하여 정·동강성을 평가하였다. 또한 결과를 바탕으로 위상최적화를 수행하여 중량과 강성이 절충된 하부 지지구조물의 설계가 이루어졌다.