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Design of a slider-crank leg mechanism for mobile hopping robotic platforms
장도영,김정률,Dongkyu Choi,조규진,서태원,김종원 대한기계학회 2013 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.27 No.1
Legged locomotion has been widely researched due to its effectiveness in overcoming uneven terrains. Due to previous efforts there has been much progress in achieving dynamic gait stability and as the next step, mimicking the high speed and efficiency observed in animals has become a research interest. The main barrier in developing such a robotic platform is the limitation in the power efficiency of the actuator: the use of pneumatic actuators produce sufficient power but are heavy and big; electronic motors can be compact but are disadvantageous in producing sudden impact from stall which is required for high speed legged locomotion. As a new attempt in this paper we suggest a new leg design for a mobile robot which uses the slider-crank mechanism to convert the continuous motor rotation into piston motion which is used to impact the ground. We believe this new mechanism will have advantage over conventional leg mechanism designs using electronic motors since it uses the continuous motion of the motor instead of sudden rotation movements from stall state which is not ideal to draw out maximum working condition from an electronic motor. In order to control impact timing from the periodic motion of the piston a mechanical passive clutch trigger mechanism was developed. Dynamic analysis was performed to determine the optimal position for the mechanical switch position of the clutch trigger mechanism, and the results were verified through simulation and experiment. Development of a legged locomotion with two degrees of freedom, slider-crank mechanism for impact and additional actuation for swing motion, is proposed for future work.
디지털기기의 메뉴구성에 관한 사용자 인터페이스 연구 : 디지털카메라의 중심으로
장도영,변승남 한국경영과학회 2003 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.- No.1(1)
Due to rapid computerization of many consumer electric products, user interface of digital products comes an important issue for the user satisfaction. Although Menu Driven Interface are frequently employed for user interfaces on many digital products, there still exists many problems. This study attempts to apply to usability guideline digital camera through the review. And the study also an alternative devises design for digital product menu interface. The general type design guidelines include menu depth/breadth, information architecture, categorize and consistency among design components.
장도영,왕성식,김춘원,박용배,추호성 한국전자파학회 2022 한국전자파학회논문지 Vol.33 No.6
본 논문에서는 발사체와 제어동 간의 텔레메트리 통신이 이루어질 때, 발사체 주변환경에 의한 전파특성을 예측하는방법을 제안한다. 발사체 주변 전파환경 분석을 위해 지형 및 건물을 실제와 유사하게 모델링하고, 이를 전파해석 도구에 반영해 통합 시뮬레이션 모델을 구축한다. 통합 시뮬레이션 모델을 사용하여, 발사체(송신)와 제어동(수신) 사이의전파 경로를 직접경로와 간접경로로 구분하여 분석하였을때, 지형지물에 의해 간접경로로 입사되는 신호는 직접경로로입사되는 신호 대비 7.6∼8 dB 낮은 것으로 확인되며, 구조물에 의한 영향이 지형 대비 더 큰 것으로 관측되었다. 분석결과를 검증하기 위해, 한국나로우주센터에서 송․수신기 사이의 전파손실을 측정하고, 이를 시뮬레이션과 비교분석하였다. 송신전력이 20 dBm일 때, 주파수 대역과 송신 위치에 따라서 수신전력은 최소 —77.3 dBm, 최대 —70.5 dBm으로잘 일치하는 것을 확인하였다.
초고속 초음파 영상의 효과적인 데이터율 저감을 위한 적응 양자화
장도영,윤희철 한국음향학회 2023 韓國音響學會誌 Vol.42 No.5
초고속 초음파 영상은 탄성 영상, 초고속 도플러, 초해상도 영상과 같은 다양한 초음파 기반의 기능성 영상기술에 폭넓게 적용되고 있다. 하지만, 획득하는 데이터의 양이 많아 실시간 영상 재구성이나 3차원 또는 모바일 초음파 영상 응용으로의 확장이 제한된다. 본 논문은 적응 양자화 기법을 통해 초고속 초음파 영상으로 획득되는 대용량Radio frequency(RF) 데이터의 전송 효율을 높이는 방법을 제안한다. 인체에서 반사된 초음파 신호는 높은 동적 범위를 가져 대부분의 현재 시스템에서 사용되는 고정 양자화 기법은 10 bits ~ 14 bits 이상의 높은 양자화 단계를 가진다. 양자화 단계 저감에 대한 화질 저하의 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 영상 깊이에 따라 구간을 설정하고, 각 영역별RF 데이터를 정규화하고 양자화하는 방안을 제안한다. 정량적인 검증을 위해, Field II 컴퓨터 모사 실험을 활용하여, 고정 양자화 방법과 제안하는 방법의 대조도 대 잡음 비, 공간 해상도 및 원본 대비 유사도를 비교하였다. 또한, 연구용초음파 장비를 활용한 인체 모사 실험 및 인체 실험을 통해 최종 3-bit로 재구성한 영상에서도 제안하는 방법이 효과적으로 적용되는 것을 입증하였다. Ultrafast ultrasound imaging has been applied to various imaging approaches, including shear wave elastography, ultrafast Doppler, and super-resolution imaging. However, these methods are still challenging in real-time implementation for three Dimension (3D) or portable applications because of their massive data rate required. In this paper, we proposed an adaptive quantization method that effectively reduces the data rate of large Radio Frequency (RF) data. In soft tissue, ultrasound backscatter signals require a high dynamic range, and thus typical quantization used in the current systems uses the quantization level of 10 bits to 14 bits. To alleviate the quantization level to expand the application of ultrafast ultrasound imaging, this study proposed a depth-sectional quantization approach that reduces the quantization errors. For quantitative evaluation, Field II simulations, phantom experiments, and in vivo imaging were conducted and CNR, spatial resolution, and SSIM values were compared with the proposed method and fixed quantization method. We demonstrated that our proposed method is capable of effectively reducing the quantization level down to 3-bit while minimizing the image quality degradation.
신호탐지 정확도를 높이기 위해 최적 배열형상을 고려한 16소자 배열안테나 설계
장도영,류성준,왕진천,이준용,추호성 한국전자파학회 2019 한국전자파학회논문지 Vol.30 No.6
In this paper, we proposed a 16-element array antenna design to improve signal detection performances. The array antenna characteristics, such as mutual coupling, pattern deviation, and half power beamwidth of the active element, were examined to obtain an optimal spacing between individual elements. The single element of the array antenna consists of an indirect feed using L-shaped feed and shorted radiating patch to achieve a broadband operation. Root mean square(RMS) errors based on the incident angle of the signal were calculated to verify the signal detection performance of the proposed antenna. The results demonstrate that the proposed array antenna with optimal spacing is suitable for detecting interference signals with low RMS error.
격리도 및 내구성이 개선된 X대역 이중루프 배열 안테나 설계
장도영(Doyoung Jang),왕성식(Sungsik Wang),주정명(JoungMyoung Joo),추호성(Hosung Choo) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.8
본 논문에서는 격리도 및 내구성을 고려하여 via cavity 구조를 적용한 적층형 X대역 이중루프패치 배열안테나를 제안한다. 제안된 안테나는 방사체의 크기를 줄이고 대역특성을 향상시키기 위해 간접급전구조를 포함하는 이중루프패치안테나를 개별소자로 사용한다. 또한, 내구성이 좋으면서도 격리도 특성을 개선시킬 수 있는 via cavity 구조를 포함하고 있다. 제안된 안테나의 검증을 위해 측정결과를 FEKO, CST, HFSS을 사용한 시뮬레이션 결과와 비교하였고, 제안된 안테나가 X대역에서 정재파비 3:1 이하로 동작함을 확인하였다. 또한 안테나를 3×3배열했을 때, 스캔 영역(0°<θ< 90°, 0°<φ<360°)에 대해서 배열안테나의 능동정재파비를 조사한 결과, 모든 조향 방향에서 3.7 이하의 능동정재파비가 나타나는 것을 확인하였다. Here, we propose an X-band dual-loop patch array with improved mutual coupling and durability. To reduce the radiator size and improve the bandwidth characteristics, individual elements of the proposed array antenna employ a dual-loop patch antenna that includes an indirectly fed structure. The proposed antenna includes a via cavity structure, which is advantageous for improving the isolation characteristics durability. To verify the performance of the proposed antenna, the measurement results are compared to the simulation results using FEKO, CST, and HFSS. The subsequent results demonstrate that the proposed antenna operates in the X-band with a VSWR less than 3:1. We also examine the VSWR in the scan range (0°<θ< 90°, 0°<φ< 360°) of the 3 × 3 array antenna, which exhibits active VSWRs less than 3.7 in all scan directions.