진동저감형 의료용 Saw-Blade System의 개발

안영명,이창훈 한국기계기술학회 2013 한국기계기술학회지 Vol.15 No.6

순환식과 비순환식 양끝 조건법에 의한 스플라인 곡면 구성

이혁,이종원,안영명 중앙대학교 생산공학연구소 1997 생산공학연구소 논문집 Vol.6 No.2

본 논문에서는 여러 가지 스플라인을 구성하는 방법 중에서 순환식과 비순환식 양끝 조건법에 의해서 곡면을 구성할 수 있는 새로운 알고리즘을 제시하였으며, 이들 두가지 방법에 의해서 구성된 곡면의 특성을 비교ㆍ검토하였다. In this paper, the advanced algorithm of constructing spline surface by the method of cyclic and anticyclic end conditions was developed. Using this algorithm, spline surface was constructed by the digitized control points. Also, the characteristics of each surface were compared.

4족 보행 로봇의 준 정적 보행 모의실험

안영명,김영탁 중앙대학교 생산공학연구소 2000 생산공학연구소 논문집 Vol.9 No.2

최근에 여러가지 형태의 보행로봇이 개발되었다. 그것들 중에 거밍하 같은 곤충의 형태는 무게중심에 있어 상대적으로 안정된 걸음새를 유지할 수 있다. 무게중심의 이동은 보행에 매우 중요한 요소이며, 로봇이 걷는 동안에 무게중심을 안정적으로 유지하기 위한 알고리즘의 개발이요구된다. 본 논문에서는 곤충의 다리 구조를 갖는 4족 보행로봇을 설계하였으며, 로봇을 제어하기 위해 기구학적 해석을 하였다. 또한, 안정적인 보행을 위해 지지다각형의 안정여유를 설정하여 안정도를 판정하였다. 그리고, 면적법과 오차추종법을 적용한 모의실험을 통해 무게중심의 이동경로를 비교하고, 오차추정법을 이용한 틸팅이 보행 안정성면에서 더 나는 방법임을 증명하였다. Recently, various types of walking robot have been developed. From among them, insect type walking robot like spider that have four legs arouse our interest because of it's mechanical stability. The movement of mass center is very important factor for control the robot when it walk. So development of efficient algorithm to stably keep the mass center is required. In this paper, a quadruped walking robot that have four legs is designed and kinematic analysis is performed for control the robot. Also, moving path of mass center is compared for two methods through computer simulation. The methods are area method and error trackng method. As the result, it was proved that the tilting using error tracking method is better than area method for stability of walking.

POE Formula를 이용한 모듈러 로봇 좌표독립 모델링

조영진,여인철,김영탁,안영명 중앙대학교 생산공학연구소 1999 생산공학연구소 논문집 Vol.8 No.2

모듈러 로봇은 우주, 건설산업, 원자력발전 및 여러 소비제품 생산분야에서 이미 오래 전부터 채용되어온 모듈러의 개념을 로봇에 적용한 것이다. 미리 규격화된 모듈을 응용작업 대상에 따라 효과적인 로봇구조로 조립하므로써 작업효율이 높은 로봇을 구성할 수 있게 한다. 따라서 모듈러로봇은 미리 정해진 한가지 로봇구조를 가지고 있지 않으며 더불어 관절간의 관계인 링크 파라미터도 정해져 있지 않다. 즉 로봇의 구조가 결정되어야 비로소 링크파라미터가 결정된다. 로봇구조에 따라 링크파마미터가 다르게 되고 모델링도 달라지는데 로봇제어를 위해서 그 때 마다 모델링을 해야 하는 것은 매우 번거롭고 시간과 노력을 요하는 일이다. 따라서 로봇구조에 상관없이 자동적으로 모델링이 가능한 수법의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 로봇의 모델링 기법으로써 계산량이나 컴팩트한 형태 때문에 최근에 많은 주목을 받고 있는 POE formula를 모듈러 로봇에 적용하여 로봇의 구조가 바뀌더라도 자동으로 모델링이 될 수 있는 방법에 대해 기술한다. Modularity in robotics is an extension of the general concept of modular system design which has been previously used in many areas as diverse as space applications, construction industry, nuclear power plants, and many consumer products. Modularity offers quick assembly of pre-constructed modules into robots which may have different kinematic configuration as given tasks. Thus modular robots have no pre-defined link and joint parameters, i.e., the link lengths, offsets, and joint twists. The kinematic model of a modular robot will be established only when its assembly configuration is determined. Therefore, a configuration independent kinematic and dynamic modeling techniques are necessary for the modular robots. In this paper, the configuration independent kinematic and dynamic modeling techniques for the modular robot is described. Product of exponentials (POE) formula is used for the modeling.

팬터그래프기구를 응용한 로봇 매니퓰레이터의 제어

김영탁,여인철,안영명 중앙대학교 생산공학연구소 1996 생산공학연구소 논문집 Vol.5 No.2

본 눈몬에서는 대중량물 핸들리용 로봇기구로써 제안된 팬터그래프 기구를 응용한 5자유도 로봇 매니퓰레이터의 제어에 대하여 기술한다. 로봇의 제어계는 MEI 社의 PC/DSP 600을 이용하여 구성하였으며 각종 안전과 기게적원점을 위한 센서를 설계/장착하였다. 또한 제어계의 연산량을 줄이기 위한 좌표계선정방법을 제안하였다. 좌표계의 선정방법은 팬터그래프기구를 직렬링크기구로 등가변환하는 방법이다. 그리고 PTP제어방법과 CP제어방법을 이용한 제어프로그램을 개발하였으며 제어실험을 통하여 제어정밀도, 부하용량, 최대선단속도, 작업공간 크기 등의 제어성능을 평가하였다. 그 결과 팬터그래프기구는 대중량물 핸들링용 로봇기구로써 매우 유용함이 입증되었다. In this paper, the control of 5-degrees of freedom robot manipulator is studied in order to apply the robot to handle a heavy weight. The hardware of control board is constructed with PC/DSP 600 of MEI Co., and the peripheral units are also equipped with sensors for detecting datum signals and the safety. The improved coordinates are suggested for reducing the computing time of the control. That is that the pantotgraph linkage is transformed into the equivalent serial linkage. The path generation program using the PTP and CP is developed and is tested about the position repeatability, the maximum speed of the end effector, the workspace. As a result, the usefulness of the pantograph mechanism is proved for the robot of handling a heavy weight.

배기계의 Idle시 진동 해석

安永明 瑞逸大學 1999 論文集 Vol.17 No.-

The vibration of exhaust system by the firing force of a engine is related to the ride of a car and fatigue of exhaust system. The problem of mechanical vibration is investigated for exhaust system. The vibration reduction effect is systematically evaluted according to the of bellows at the exhaust system. Moreover, the optimal position of bellows is determined from the viewpoint of vibration isolation. And it is necessary to minimize the transfer force of exhaust system. The validity of the developed model is verified by comparing with experimental modal test results. It is shown that the exhaust system with a bellows at the optimal position is more excellent in the idle vibration behavior. It is also proved that this analytical method is quite useful in the design or concept stage of the exhaust system.

퍼지 제어기를 사용한 전자식 차량 제동력 제어에 관한 연구

안영명,김승대,김영탁 중앙대학교 생산공학연구소 2000 생산공학연구소 논문집 Vol.9 No.2

후륜 엔티로킹으로 각 휠 실린더에 제동 압력을 분배하는 브레이크 시스템에서 분배비는 차량의 안전과 밀접한 관계가 있다. 그러나, 차량의 무게가 무거워짐에 따라서 제동 성능의 손실을 감소하기 위하여 설정압력과 감압비율을 일정한 비율로 바꾼다는 것은 불가능하다. 그래서, 본 논문에서는 차량의 브레이크 성능을 향상시키기 위하여 퍼지 제어기를 사용한 전자 제동 압력 분배 시스템에 대하여 기술한다. 이 전자 제동 압력 분배 시스템은 이전 시스템보다도 훨씬 더 나은 성능을 갖는 브레이크 시스템이 되도록 하기 위하여 설정압력과 감압비율을 조정할 수 있게 한 것이다. In a brake systems a proportioning valve which distributes the brake pressure at each wheel cylinder for anti-locking of rear wheels is closely related with the safety of vehicles. But, it is impossible for a normal proportioning valve to change the cut-in-pressure and the slop of valve in order to reduce a loss of brake efficiency according as a weight of vehicle become heavily. So, In this paper we describe a electronic brake pressure distribution system using fuzzy controller in order to improve the brake efficiency of vehicle. The object of electronic brake pressure distribution system is to change cut-in pressure and valve slop of proportioning valve in order to have better good performance of brake system more than that of the previous system.

배기계의 공전시 진동 해석

안영명,이종원 중앙대학교 생산공학연구소 2000 생산공학연구소 논문집 Vol.9 No.2

엔진의 가진에 의한 배기계의 진동은 차량의 승차감 및 배기계의 내구수명에 막대한 영항을 미친다. 배기계에서 진동 감소 효과는 벨로우즈 장치를 부착함에 의해서 체계적으로 평가할 수 있다. 더욱이 벨로우즈의 최적 장착 위치를 진동 절연의 관점에서 결정할 수도 있으며, 그것은 배기계의 전달력을 최소화하는데 필요하다. 본 논문에서 개발된 모델의 유효성을 실험적인 진동 테스트 결과와 비교하여 검증하였으며, 최적 위치에서 벨로우즈를 장착한 배기계는 이상적인 진동 형태에서 더욱 뛰어나다는 것을 확인하였다. CAE 프로그램을 이용하여, 배기계의 기하학, 질량, 강성도, 감쇠 특성 등을 유한요소해석법(FEM)으로 모델링하여 구조해석을 하였다. 또한, 이러한 해석기법은 배기 시스템의 계념정립 단계 및 설계에서 아주 유용한 방법임을 증명하였다. The vibration of exhaust system by the firing force of a engine is related to the ride of a car and fatigue of exhaust system. The vibration reduction effects are systematically evaluated according to the attachment of bellows at the exhaust system. Moreover, the optimal attachment position of bellows is determined from the viewpoint of vibration isolation. It is necessary to minimize the transfer force of exhaust system. In this paper, the validity of the developed model is verified by comparing with experimental modal test result. It is shown that the exhaust system with a bellows at the optimal position is more excellent in the idle vibration behavior. Using a CAE software, the exhaust system where the geometry, the mass, the stiffness and the damping properties are modeled is analyzed by the finite element method. It is also proved that this analytical method is quite useful in the design or concept stage of the exhaust system.

에르고노믹스 프로세스를 기반으로 한 고령자용 유니버설디자인 제품 개발

안영명,이종희 한국디자인리서치학회 2019 한국디자인리서치 Vol.4 No.2

In this research, it aimed at the information provision for the activation of the product development for elderly people, and the actual commercialization targeting the chair of the household used most in daily life. Researchers have developed a chair for the elderly based on universal design and Ergonomics process and sat high. For this purpose, the research process is divided into 3 stages of product commercialization research stage in the research stage of product manufacture in the basic material research stage, and the execution target and the way of achievement to be achieved in each stage are systematically I made a plan and proceeded my research. This paper details the product commercialization research stage, which is the final stage of the three stages of the research process. The maximum load bearing performance of the prototype manufactured based on the research and the endurance performance evaluation proposal of the main components of the chair are established and done. Performance tests included maximum seating load evaluation, auxiliary damper durability performance evaluation, backrest repeat behavior performance evaluation, and so on. In addition, we performed evaluation of satisfaction by using prototype chair for elderly people of real user. Based on this research process, we have acquired intellectual property rights with prototypes that have been completed, and achieved good design awards. 본 연구는 일상생활에서 가장 많이 이용하는 가구인 의자를 대상으로 하여 고령친화상품 개발의 활성화를 위한 정보제공과 실제 상품화를 위해 진행되었다. 연구자는 유니버설디자인과 Ergonomics 프로세스를 기반으로 고령자용 의자를 개발코자 하였다. 이 목적을 위해 연구의 프로세스를 기초자료 연구단계, 제품제작 연구단계, 제품의 상품화 연구단계 등 3 단계로 세분하고 각 단계마다 달성해야 할 실행목표와 진행방법에 대한 체계적인 계획을 세워 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 연구 프로세스 3 단계 중 마지막 단계인 제품의 상품화 연구단계에 대해 상술하였다. 연구에 따라 제작된 시제품의 최대 하중지지 성능과 의자 주요 구성품의 내구성능 평가 계획안 수립하고 이를 진행하였다. 성능의 시험은 최대 착좌하중 평가, 보조 댐퍼 내구성능 평가, 등받이 반복 거동 성능 평가 등을 실시하였다. 또한 시제품 의자를 실제 사용자인 고령자에게 사용하게 하여 만족도 평가를 실시하였다. 이와같은 연구 프로세스에 따라 완성된 시제품을 가지고 지식재산권을 획득하였으며 굿 디자인 상도 수상하는 성과를 이루었다.

에르고노믹스 기술을 도입한 고령자 안락의자 개발

안영명,김명희,이종희 인제대학교 디자인연구소 2018 Journal of Integrated Design Research (JIDR) Vol.17 No.4

Background: The needs of the elderly users, who are gradually increasing in proportion to the global aging trend, will become more important in various fields than ever before. The purpose of this study is to develop a multifunctional recliner for the elderly and a portable table by organically connecting engineering and product design and applying the principle of Ergonomics. Methods: Analysis of chair usage behavior and needs of the elderly were done through CCTV analysis and survey in the elderly welfare center and private housing. The basic data analysis for elderly chair design obtained through the previous research was used. The chair design for the elderly was presented by integrating the results obtained through this process. Result: Details of the chair design developed through the Ergonomics design process are divided into the operating unit, the structural unit, the variable expansion unit, the contact material unit, and the net. First, the operating unit includes chair seat elevation as a support function to aid the weakened muscular strength and joints and incorporates the backrest tilting function to satisfy the main purpose of life including relaxation, leisure, and work. Second, the structural unit incorporates the ergonomic design suitable for the body size and shape of the elderly. Third, the variable expansion unit assists daily life as a portable table. Finally, the contact material unit applies finishing material and color based on the user's preference satisfying the emotional needs. Conclusion: The chair design developed in accordance with the principle of Ergonomics will contribute to improve the activity of the elderly, to promote psychological stability, and to live a happy and comfortable life. Based on the results of these studies, we will proceed with prototype production and performance tests for mass production and sales, and expect to obtain patent registration and the good design award. 연구배경: 전 세계 고령화의 추세에 따라 점차 비중이 높아지는 고령 사용자의 니즈는 여러 분야에서 예전보다 더욱 중요해질 것으로 사료된다. 본 연구는 공학과 제품 디자인을 유기적으로 연결하여 사용자로 하여금 최대의 사용 효과와 만족감을 누리게 하자는 에르고노믹스( Ergonomics) 원리를 적용하여 고령자를 위한 다기능 1인용 안락의자 및 생활보조장치인 이동형테이블을 개발코자 한다. 연구방법: 고령자의 의자사용행태분석을 위해 노인종합복지관과 개인주택에 설치한 CC TV 분석 및 방문 대면 조사를 통해 고령자의 니즈를 파악하고, 선행연구를 통해 얻어진 고령자용 의자 디자인을 위한 기초자료분석 연구결과를 참조한다. 이 프로세스를 통해 도출된 결과를 종합하여 고령자를 위한 의자 디자인을 제시한다. 연구결과: 에르고노믹스 설계 프로세스를 통해 개발한 의자 디자인의 상세 내용은 동작구동부, 동작구조부, 가변확장부, 접촉소재부, 넷으로 구분한다. 먼저 동작구동부는 약화된 근력, 관절을 보조키 위해 의자좌판이 들리는 써포트 기능을 적용하고 주생활목적인 휴식, 여가, 작업을 모두 충족하는 등받이 틸팅 기능을 접목한다. 둘째, 동작구조부는 고령자의 신체 치수와 형태에 적합한 에르고노믹스 디자인을 적용한다. 셋째, 가변확장부는 일상생활을 보조하는 Unit로 이동형테이블 개발한다. 마지막으로 접촉소재부는 사용자의 선호도에 기초한 마감재 및 컬러를 적용하여 감성적 요구도 충족시킨다. 결론: 에르고노믹스 원리에 따라 개발된 의자 디자인은 고령자의 활동성을 향상시키고, 심리적 안정을 도모하며, 행복하고 편안한 일상의 삶을 영위하는데 기여할 것으로 사료된다. 추후 이러한 연구결과를 바탕으로 양산 및 판매를 위한 시제품제작과 성능실험을 진행코자하며 특허 등록과 우수디자인(GD) 획득도 기대한다.