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- 저자 : 황현창 (검색결과 2 건)
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히트파이프를 이용한 에너지 시스템의 열‧유동 특성에 대한 연구(태양열 온수 시스템과 AMTEC)
This study analyzed solar water heating system and Alkali-metal thermo to electric converter(AMTEC), which use the heat pipe system, based on analytical, numerical, and experimental methods. Typically, solar water heating system has an overheating issue during the summer time. The overheating of solar collector leads to damage components of solar heating such as embedded heat pipes, circulation pump, pipe line, and so on. In order to prevent this overheating, there are three methods such as shading curtain, cooling fan, and draining the working fluid. These methods have various problems to be applied to solar heating system. Alternatively, the geothermal heat exchanger is suggested as another easy solution. In this study, it solved the overheating problem by using the geothermal heat exchanger. To design geothermal heat exchanger, it evaluated influence of various parameters such as quantity of solar radiation, aperture area of collector and mass flow rate. It was found that pipe length of 50 m on the geothermal heat exchanger was suitable when the aperture area of solar collector was 15 m2. Second thermal system to be investigated in the present study is Alkali metal thermoelectric energy converter(AMTEC). AMTEC is thermally regenerative device for the direct conversion of heat to electrical energy with phase changes in liquid metals(Sodium and Potassium). It is characterized by high efficiency working without any moving part. This study was performed based on the numerical analysis method with effective thermal conductivity models, and effective thermal conductivity was verified by experiment. because of complicated internal phenomenon such as evaporation, condensation, and heat transfer in porous media. This AMTEC system was designed to carry out the power output of 100 W. It was found that geometric model of effective thermal conductivity was verified by comparison between experiment and effective thermal conductivity models. The simulation results show that current density of 0.37 A/cm2 on solid ceramic electrolytes was suitable when the temperature of heat source and heat sink were each 1100K and 600K.
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수동휠체어 탑재형 계단 승강 로봇의 자율 승강 시 충격 완화 및 안전사고 대응 시스템에 관한 연구
황현창 한국산업기술대학교 일반대학원 2021 국내석사
최근 이동의 어려움을 겪는 교통약자의 수가 매년 증가하고 있다. 이들의 주 이동 보조 기기는 휠체어지만 계단 승강 메커니즘이 구성되어있지 않아 계단을 이용하지 못해 불편함을 겪고 있다. 따라서 휠체어 사용자의 사회참여를 가능하게 하는 요소 중 하나인 이동권 확보를 위하여 장소와 보호자 여부에 상관없이 스스로 안전하게 승강 할 수 있는 로봇 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 무한궤도 기반 계단 승강 휠체어 어시스트 로봇이 안정적으로 계단 진·출입을 보조하는 ToF센서 및 IMU 데이터 기반 랜딩기어 활용 계단 진·출입 시 충격 완화 자율 승강 기법을 제시하고, 2D 라이다로부터 PCD(Point Cloud Data)를 얻고 클러스터링과 가공 과정을 통한 계단 승강 중 벽 충돌 및 주행 방향 틀어짐 등의 안전사고 감지 기법을 제안한다. 본 논문의 실험은 실제 계단 환경과 모니터링 프로그램을 구성하여 진행된다. 상승/하강 방향의 자율 승강 상태 머신을 거리 감지 센서 및 IMU의 데이터로 검증하고, 2D 라이다 데이터를 기반으로 위급상황 시 대처 과정을 확인한다. 본 논문에서 제안하는 랜딩기어를 활용한 계단 진·출입 시 충격 완화 자율 승강 기법을 적용한 결과 탑승자에 가해지는 충격을 줄여 안정감을 크게 높일 수 있었다. IMU를 통한 충격량 측정 실험 결과 랜딩기어의 사용이 상승 주행 중 계단 하단부 진입 시 충격량을 63.63% 줄였고, 상단부 평지 진입 시 52.63% 줄였다. 하강 주행 중 상단부 계단 진입 시 273.46% 감소한 모습을 보여 안전한 자율 승강이 진행됨을 확인할 수 있었다. 2D 라이다 기반 계단 승강 중 벽 충돌 및 주행 방향 틀어짐 등의 안전사고 감지 기법 적용 결과 26°~ 125°의 안전 주행 각도를 범위를 두고 범위 이탈 시 정지 후 모니터링 프로그램으로 탑승자에게 위험에 대한 메시지를 전달하는 것을 확인하였다. 벽과 로봇 사이 상대 위치 파악이 가능했고, 정상적인 위험 대응을 수행하여 벽과의 충돌을 방지하고 안정적인 승강이 가능함을 확인하였다.
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