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정진호(J. H. Chung),이광희(K. H. Lee),이철희(C. H. Lee) 한국재활복지공학회 2014 재활복지공학회논문지 Vol.8 No.4
본 논문에서는 능동형 대퇴의지 시스템의 설계 및 최적화에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구의 능동형 대퇴의지 시스템은 무릎부의 1 자유도를 통해 슬관절의 움직임을 모사하는데, 실제 다리의 기능을 대체하는 것이므로 사람의 다리 무게와 최대한 유사해야 하며, 경량화가 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 3-링크 구조의 능동형 의지 시스템의 문제점을 보완하기 위해 기어 구동 방식의 능동형 대퇴의지 시스템을 설계 및 제작하였고, 사용자의 만족감 향상 및 피로도 저감을 위해 최적화를 통한 경량화를 진행하고 유한요소해석을 통해 응력 및 변위 특성을 분석하고 안정성을 검증하였다. 또한 능동형 의지 시스템이 사용자의 보행 의도에 맞추어 작동하기 위해 의지의 인공 발에 스트레인 게이지를 부착하여 보행시 발의 앞, 뒷부분에 각기 다르게 가해지는 하중을 측정, 보행 주기를 판단할 수 있도록 한다. 이 때 스트레인 게이지는 미세한 변형에도 민감하게 반응하므로 유한요소해석을 통해 적절한 부착위치를 결정하고, 실제 제작 및 실험을 통해 안정성 및 보행주기 판단 여부를 검증한다. This paper presents a design and optimization of the fully-active transfemoral prosthesis leg system. As it has one degree of freedom in knee joint, this prosthesis leg can imitate the human’s gait. The weight of system, which makes the users more comfortable due to less tiredness, and the knee joint torque to rise stability of the system are major factors of prosthesis leg system. Thus the mechanism of prosthesis changes from 3-linkage type to geared type. The sensorized foot is also designed to effectively determine human’s gait by measuring deformation of the foot during gait. Topology optimization is carried out for the sensorized foot to remove its unnecessary weight. The safety of optimized foot is verified by carrying out finite element analysis.
밀러사이클 적용 스파크점화기관의 후기 흡기밸브 닫힘각 변화에 따른 연소성능 연구
정진호 ( J H Chung ),강선제 ( S J Kang ),김진수 ( J S Kim ),정석철 ( S C Jeong ),이진욱 ( J W Lee ) 한국액체미립화학회 2015 한국액체미립화학회지 Vol.20 No.3
In order to research engine characteristics of spark-ignited engine with intake valve closing timing change for Miller cycle, two cam for LIVC (Late Intake Valve Closing) were designed and fabricated an prototype valvetrain. And intake valve closing timing were adjusted to build low compressing and high expansion cycle for HEV. In experimental study, it were investigated with different engine speed, spark timing and air-fuel ratio to compare base cam and LIVC cam type. It was found that the volumetry efficiency and effective work of compression process were decreased in case of LIVC cam. When compared with the existing results, the maximum pressure in the cylinder was reduced about 12~13 bar and the volumetric efficiency was reduced about 16%.
능동형 의지의 보행주기 측정을 위한 인공 발의 설계 및 최적화 연구
정진호(J. H. Chung),이광희(K. H. Lee),이철희(C.-H. Lee) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.11
This paper presents a design and optimization of artificial foot of active transfemoral prosthesis leg. As the prosthesis leg should work according to the intention of the user, the artificial foot is used as a sensor to measure gait cycle. To measure the gait cycle, strain gauges are located front and back of the artificial foot to measure the loads on each part separately. The location of strain gauges determines by the result of finite element analysis. As the weight of the artificial foot is one of the important factors for users, the topology optimization is conducted to draw an optimized model which can stand the weight of the user with minimum volume.
정진호(J. H. Chung),이광희(K. H. Lee),이철희(C. -H. Lee) 한국재활복지공학회 2014 한국재활복지공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.11
This paper presents a design and optimization of the fully-active transfemoral prosthesis leg system. As it has one degree of freedom in knee joint, this artificail leg can mimic the human’s gait. As the weight of leg is one of major factors, the mechanism of prosthesis is change from 3-linkage type to geared type. The sensorized foot is also designed to effectively determine human’s gait by measuring deformation of the foot during gait. Topology optimization is carried out for the sensorized foot to remove its unnecessary weight. The safety of optimized foot is verified by carrying out finite element analysis.
LIVC 적용 밀러사이클 스파크점화기관의 유동특성 연구
정진호 ( J. H. Chung ),강선제 ( S. J. Kang ),김진수 ( J. S. Kim ),정석철 ( S. C. Jeong ),이진욱 ( J. W. Lee ) 한국분무공학회 2016 한국액체미립화학회지 Vol.21 No.1
In this study, to research in-cylinder flow characteristics of spark-ignited engine with intake valve closing timing change for Miller cycle. 3D simulation study were used 6 different intake valve profile with CAD10° gap for retard intake valve closing timing. Comparison of In-cylinder flow pattern characteristic were accompanied between Base and LIVC. And the efficiency of volume and the work of compression were analyzed with simulation study. When intake valve closing angle was retarded in CAD50°, the pressure in cylinder was decreased about 12~13 bar and volume efficiency was reduced about 16%. The efficiency of volume and the work of compression were reduced on LIVC.
대퇴 절단 환자를 위한 능동대퇴의지구조 설계 및 최적화 연구
이광희(K. H. Lee),정진호(J. H. Chung),이철희(C.-H. Lee) 한국재활복지공학회 2013 재활복지공학회논문지 Vol.7 No.2
본 논문은 대퇴 절단 환자를 위한 의지를 설계하고 최적화를 통해 경량화하는 것을 목적으로 한다. 대퇴절단환자의 경우 정상적인 보행을 위해서는 무릎 관절의 움직임을 모사하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 무릎 관절 움직임을 모사할 수 있는 1자유도의 능동형 대퇴 의지를 설계하였다. 3개의 링크들로 이루어진 기구학 식을 통해 능동형 대퇴 의지의 작동범위 및 토크를 계산하였다. 또한 의지를 구성하는 주요 부품에 대한 유한요소해석을 통해 작동 환경에서의 안정성을 검증하고 최적화 기법을 통해 중요 부품의 경량화를 진행하였다. 동일한 조건에서 형상최적화를 수행하여 안정성을 확보하면서 최소부피를 가지는 형상을 구현하였다. 해석 결과를 통해 주요 부품의 경우 약 35%정도 무게가 감소한 것을 확인할 수 있다.(abstract)와 동일한 내용으로 국문으로 작성하시면 됩니다. 본 논문은 생체신호를 기반으로 하여 노약자들이 사용할 수 있는 재활기기들의 훈련 프로그램 및 데이터 관리에 대한 것이다. 노약자의 신체조건, 취향에 대한 기능적, 감성적 특성을 반영하여 개발된 프로그램으로서 남녀 구분이 되어 있다. 65세 이상의 노약자 20명을 대상으로 수행한 일련의 실험을 통하여 프로그램의 신뢰성과 우수성을 확인하였다. IIn this paper, active trasfemoral prosthesis leg is designed for the handicapped who lost their legs upon knee. It is important to design proper knee joint to mimic walking motion of hyman. 1 degree-of-freedom active trasfemoral prosthesis leg is designed with knee joint. Operating angle and torque have been calculated using kinematics of three linkages in prosthesis leg. Finite element analysis of major components is performed to evaluate the safety under operating condition and to reduce weights. Minimum volumes of components are obtained by optimization as satisfying safety requirements. The results show that about 35% of weight of components is reduced.