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리커다인 기반의 4-tracked Vehicle 험지 주행 동적해석을 위한 Track HM 설계
정형진(Hyungjin Jeong),유지원(Jiwon Yu),이동훈(Donghun Lee) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.4
본 논문에서는 험지를 주행하는 4-트랙 모바일 로봇을 대상으로 신뢰성 높은 험지 주행 동적해석을 위한 리커다인 track HM 모듈의 이론적 배경 및 최적 매개변수 선정에 대해서 기술한다. 리커다인과 같은 다물체 동역학 해석 소프트웨어 기반의 해석에서는 구동 트랙을 구성하는 부품과 부품 사이의 접촉 조건 및 이러한 부품과 지형과의 접촉 조건이 해석 결과의 신뢰도에 상당한 영향을 줄 수 있다. 따라서 해석 결과에 영향을 줄 것으로 판단되는 주요 매개변수들을 정의하고, 최소한의 실험 횟수로 이들이 해석 결과에 얼마나 영향을 미치는지 확인하기 위해 다구치 방법의 수준평균분석을 통해 설계 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과 모든 매개변수들이 어느 조건에서 최적의 해석결과를 도출할 수 있는지와, 그 중 스프로킷의 감쇠 계수가 가장 영향력이 큰 매개변수임을 확인하였다. 이를 바탕으로 초기조건과 최적 조건일 때의 모바일 로봇의 험지 주행을 해석하여 최적화로 인해 steep/sudden fluctuation 현상이 dramatic하게 감소한 것을 확인하였으며, 실제 실험 결과에 근접한 결과임을 확인하였다. This study presents a method for parameter optimization of the Recurdyn track HM module for reliable dynamics analysis of driving on rough terrain for the 4-track mobile robot. In multibody dynamics analysis, the contact conditions among all driving parts, even those in contact with the ground, have significant effects on the reliability of the simulation. Thus, in this study, two indices of the peak and RMS value of the driving torque were selected to determine the quantitative sensitivities of the parameters relating to the contact conditions using the level average analysis of the Taguchi methodology. The results of the parameter optimization confirm that the abnormal fluctuations in the driving torque were decreased dramatically compared to the experimental results on identical driving terrain.
FDM 쾌속 조형을 위한 적층-절삭 공정 일체형 3D 프린터 개발
정형진(Hyungjin Jeong),유지원(Jiwon Yu),이동훈(Donghun Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11
Since the fused deposition modeling (FDM) in additive manufacturing domain has a significant trade-off relationship between surface roughness and manufacturing time, the other industrial and product-level applications other than the production of small-scale prototypes have been very limited. In this study, an all-in-one new FDM printing platform that integrates additive-finishing process is proposed to reduce manufacturing time and improve surface quality at the same time. The platform consists of a XY-stage for printing nozzle, a 5-axis finishing stage, and a Zθ-stage for printing bed. The printing-stage and the finishing-stage share their workspaces, so that the printed products previously formed on the bed can be consecutively finished. For unified and seamless motion control of the finishing stage and printing bed, a virtual link-based serial-parallel hybrid kinematic model is proposed in this paper. Finally, an experimental study of the developed additive-finishing all-in-one process is performed to confirm its feasibility.
머신 비전 시스템 및 반사형 마커 기반의 평면형 과구동 병렬기구 보정을 위한 재귀 보정 방법
유지원(Jiwon Yu),정형진(Hyungjin Jeong),이동훈(Donghun Lee) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11
In the case of parallel kinematic mechanism (PKM), it is challenging to successfully identify the initial positions of all active joints with respect to the kinematic reference frame and kinematic error parameters due to its own mutually constrained and closed structural features. In this study, the reflective markers and a single down-looking machine vision camera are used to simultaneously perform the homing process to initially identify the angular positions of all active joints with respect to the reference frame and kinematic calibration to identify all parametric errors. First, the initial active joints’ positions with respect to the reference frame are identified with significant indexing errors through the nominal kinematic model and the pose of the reflective marker set mounted at the end-effector measured by the machine vision camera. And then, the kinematic calibration is consecutively performed to minimize the difference between the joint displacements measured by the joint encoders and calculated by the nominal kinematics with the least-square scheme. After the 1<SUP>st</SUP> round kinematic calibration, the calibrated kinematic model is used to find the more accurate active joints’ positions, and this recursive process can be repeated until static equilibrium control is possible under the redundant control. This paper describes the theoretical model and experimental method of the recursive kinematic calibration method for 3-DOF planar PKM.
김연정(Kim Yeonjeong),유삼환(You Samhwan),정형진(Jeong Hyungjin),백승철(Baek Seungcheol),이성민(Lee Sungmin),서을원(Seo Eulwon) 한국지반환경공학회 2010 한국지반환경공학회논문집 Vol.11 No.4
본 논문은 반변천 상류지류(임하댐 유입지천 유역)의 토양들에 의해 탁수 발생 시 부유된 물질의 특성을 규명하고자 하였다. 토양시료는 탁수유발 지역인 영양 일대 5개 지점과 청정지역인 청송 일대 2개 지점에서 시료를 채취하여 실험을 수행하였다. 청정지역 토양에 비하여 탁수지역 토양을 증류수에 분산 시 pH가 높게 나타나는 경향을 보이고 있었다. 탁수지역 토양의 XRD 분석결과 침전 전에는 모든 시료에서 석영, 일라이트, 장석 등이 확인되었다. 3일간 침전 후 탁수지역의 부유물은 대부분 석영(Quartz)과 일라이트(Illite)가 주로 존재하였다. 청정지역의 신흥교 토양에는 일라이트(Illite)만 조사되었다. 원소 분석결과 모든 지점에서 침전 전 다량의 SiO₂로 구성되었던 광물질들이 3일간 침전 후, SiO₂의 함량은 줄어든 반면 일라이트의 주요 구성성분인 K₂O, MgO, CaO, Al₂O₃ 및 Fe₂O₃의 함량은 상대적으로 증가하는 양상을 보였다. 따라서 탁수를 유발시키는 주요 광물질은 일라이트(Illite)임을 확인하였다. The present study was undertaken to investigate the characteristic of suspended matter in soils of Imha-Dam area by turbidity. Soil sampling was conducted at 5 points of Yeongyang (Turbid area) and 2 points of Cheongsong (Clean area). Experimental analysis was conducted using those samples. The pH of water in the soils at turbid area was higher than that of clean area. X-ray diffraction analysis showed that every sample consists in mainly quartz, illite and feldspar before precipitation. After precipitation for 3 days, the content of quartz and feldspar was decreased and the content of illite was increased at turbid area. The soil of Sinheung (St. 6) at clean area was analyzed only illite. SEM-EDS analysis showed the much content of SiO₂ as to every sample before precipitation, but K₂O, MgO, Al₂O₃, CaO and Fe₂O₃ with illite was increased after precipitation for 3 days as to every sample. Experimental results exhibited that the major mineral of turbid water was illite at turbid area and clean area.
전하늘(Haneul Jeon),김소연(Soyeon Kim),전동수(Dongsu Jeon),정형진(Hyungjin Jeong),이동훈(Donghun Lee) 대한기계학회 2022 大韓機械學會論文集A Vol.46 No.2
본 논문은 multimodal human-robot interactions를 위해 개발된 지능형 소셜 로봇들의 성능평가를 위한 테스트 벤치 개발에 대하여 기술한다. 로봇과의 자연스러운 physical and emotional interactions에 대한 소비자들의 성능 기대치가 점차 높아지고 있기 때문에, 지능형 로봇은 그 세대가 거듭될수록 요소 인지 및 판단 기능들이 고도화뿐만 아니라 서로 복잡하게 통합되고 있다. 하지만 우리는 이러한 지능형 로봇들의 인지 및 판단을 위한 인공지능기술에 쏟는 노력 대비 지능형 로봇의 성능들을 종합적으로 평가하기 위한 방법 및 기술 분야에는 상대적으로 많은 성과가 없었던 것에 주목할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 소셜 로봇의 HRI 성능평가를 위한 테스트 벤치 개념을 제안하고, 그 핵심 구성 요소로서 평가지표 및 평가시나리오의 개발에 주목하고자 한다. 테스트 벤치는 최대 2인의 피험자와 통합 HRI 기능을 탑재한 로봇 원형 Cube의 위치 및 자세를 실시간으로 측정할 수 있는 모션 캡쳐 시스템 및 운영/결과 분석을 위한 운영 콘솔로 구성된다. 피험자 인식/재인식, 피험자 및 소리 종류와 위치 추정과 관련된 5가지 성능지표를 제시하고 최종적으로 Cube의 인식 및 판단 견실성을 가늠할 수 있다. 결론 부분에서 시나리오별 성능의 종합적 평가 결과 및 소셜 로봇의 성능 개선 방향을 제시한다. This study describes the development of a test bench for the performance evaluation of intelligent social robots developed for multimodal human-robot interactions (HRI). As consumers" performance expectations for natural physical and emotional interactions with robots are gradually increasing, the generation of intelligent robots continues. Currently, the cognitive and judgment functions are not only advanced, but also complexly integrated with each other. However, there has been relatively little achievement in the field of methods and technologies for comprehensively evaluating the performance of intelligent robots compared to the efforts devoted to artificial intelligence technology for cognition and judgment of these intelligent robots. Therefore, the concept of a test bench for evaluating the HRI performance of social robots is proposed in this study with a focus on the development of evaluation indicators and evaluation scenarios as the key components. The test bench consists of a motion capture system that can measure the position and posture of a robot Cube equipped with integrated HRI functions with up to two subjects in real time, and an operating console for operation/result analysis. Five performance indicators related to subject recognition/re-recognition, subject and sound type and position estimation are presented, and finally the reliability of the Cube recognition and judgment can be evaluated. In conclusion, the comprehensive evaluation results of the performance for each scenario and the direction of improvement of social robot performance are presented.