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          All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇의 프로토타입 개발

          염동준,박예슬,김준상,김영석 대한건축학회 2019 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.35 No.2

          본 연구의 목적은 재래식 PHC 파일 두부정리 작업의 안전성, 생산성, 품질 제고를 위해 All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇의 프로토타입을 개발하는 것이다.  이를 위해 1)선행연구 및 선행기술 분석, 2)All-in-one 어태치먼트 기반 원커팅 두부정리 자동화 로봇 프로토타입 개발, 3)센싱부, 절단부, 핸들링부 성능 분석, 4)자동화 방식의 경제성 분석을 수행하였다. 수행 결과, PHC 파일의 원커팅 절단을 위한 센싱부, 절단부, 핸들링부의 성능이 확보되었으며, 재래식 방식 대비 우수한 경제성(ROR 215.44%, 손익분기점 5.52개월)이 도출되었다. 본 연구의 결과는 추후 개발로봇의 실용화에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. The primary objective of this study is to develop a prototype of all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot that improves theconventional work in safety, productivity, and quality. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review,2)development of an all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot prototype, 3)performance evaluation of each device, 4)economicanalysis of an automated method. As a result, PHC pile cutting level sensing device, PHC pile cutting device, PHC pile handling device aredeveloped. Futhermore, working process of an automated method is developed based on result of performance evaluation. According to theeconomic analysis result, the cost of the automated method was 21.37% less than that of the conventional method, and the economicefficiency was also superior(ROR 215.44%, Break-even Point 5.52month). It is expected that conclusions for future improvements are used inthe development of the all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot to practical use.

        • KCI등재

          건설기계 어라운드 뷰 모니터링(AVM) 시스템의 파일럿타입 개발

          염동준,서정훈,염한승,유현석,김영석,Yeom, Dong Jun,Seo, Jung Hoon,Yeom, Han Seung,Yoo, Hyun Seok,Kim, Young Suk 한국건설관리학회 2016 한국건설관리학회 논문집 Vol.17 No.3

          최근 건설 중장비 운용의 용이성 향상, 작업 효율성 제고 및 안전성 향상을 위해 어라운드 뷰 모니터링(Around View Monitoring) 시스템을 건설 중장비에 적용하려는 시도가 증가하고 있다. 그러나 현재까지 개발된 대부분의 선행기술은 차량형 장비를 위해 개발되었으며, 일부 건설 중장비에 적용되고 있는 AVM 시스템의 경우도 원천기술이 차량형 장비를 대상으로 개발됨에 따라 건설 중장비의 특성을 반영하지 못하고, 탑뷰로 표현할 수 있는 영역이 제한된다는 한계점을 지닌 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 건설 중장비에 특화된 건설 중장비 AVM 시스템의 파일럿타입을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 선행연구 및 기술개발동향 분석, 개발 요구사항 도출, 최적 센서 선정, 시스템 디자인, AVM 알고리즘 구축 등을 수행하여 건설 중장비 AVM 시스템 파일럿타입의 개발하고, 실험실 실험을 통해 시스템의 개선요구사항을 도출하였다. 개발된 시스템을 활용한 실험실 실험 결과, 최소 20fps 이상의 영상 Refresh Rate를 확보함에 따라 장비주변의 현황(장애물, 사람 등)에 대한 실시간 모니터링이 가능하고, 앵글 센서(Angle Sensor)를 통해 수집된 데이터를 토대로 붐, 암, 버킷의 현황이 AVM 디스플레이 위에 적합하게 표현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 1)AVM 영상의 품질 향상을 위한 보간(Interpolation) 방법의 개선, 2)다양한 건설 중장비 유형 및 제원에 적용 가능할 수 있도록 이를 지원하는 칼리브레이션(Calibration) 모듈의 개발이 필요한 것으로 분석되었다. Recently, the interest on applying AVM(Around View Monitoring) systems in construction equipments have been increasing due to the demand for better control, work efficiency and safety. Most of the existing AVM systems have been developed focusing on the application in automobiles and only several AVM systems have been developed for construction equipments. However, the original technology of AVM remained the same as in the automobiles that failed to consider the main properties of construction equipments and suggest appropriate range of AVM display (Top-view). Therefore, the purpose of this study is to suggest a pilot type of AVM system for construction equipment. Accordingly, literature review, deduction of main consideration factors, selection of sensors, system design, algorithm development of a pilot type of AVM system for construction equipment have been conducted. A laboratory experiment has also been conducted for the deduction of further improvements. As a result, a minimum image refresh rate of 20 fps has been achieved that clearly reflects the actual situation of the equipment and also, the actual motions of Boom, Arm, Bucket have been displayed appropriately on the AVM system based on the angle data collected by sensors. However, the experiment results have also shown that the following tasks still remain for future work: 1)Improvement of AVM image interpolation, 2)Development of calibration module for variety construction equipment.

        • KCI등재

          강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 프로토타입 개발

          염동준,한재현,정의현,김영석 한국건설관리학회 2018 한국건설관리학회 논문집 Vol.19 No.6

          강관말뚝 두부정리 작업은 안전성, 품질의 균일성, 작업 생산성 측면에서 개선이 필요하며, 이를 개선하기 위한 자동화 및 기계화 등 대안마련이 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 상기 문제점을 개선할 수 있는 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 풀스케일 프로토타입을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 1)선행기술 분석 및 현장 전문가 설문조사, 2)AHP 분석을 활용한 핵심 요소기술 선정, 3)상세설계 도출, 4)구조적 안정성 분석, 5)풀스케일 프로토타입 개발을 수행하였다. 핵심 요소기술 선정 결과, 레이저 레벨기 및 수광기(94.46점), 강관말뚝 절단 기능에서는 플라즈마 절단(96.72점), 강관말뚝 인양 및 운반 기능에서는 회전형 그래플(93.45점)이 선정되었으며, 구조적 안정성 분석 결과, 구조적으로 가장 취약할 것으로 판단되는 3개 부재(그립부, 실린더 피벗 브라켓, 그립부 베이스)에서 최소 2배 이상의 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 최종적으로 개발된 풀스케일 프로토타입은 센싱부 정확도 3.39㎜, 절단부 절단 속도 1분 59초로 강관말뚝 두부정리 작업의 자동화를 위한 충분한 성능을 확보한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 개발된 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇은 현업에서의 요구가 충분히 반영되고 기술적 타당성이 확보되었으므로 그 실용화 가능성이 높을 것으로 기대된다. The primary objective of this study is to develop an all-in-one based steel pipe pile cutting robot prototype that improves the conventional steel pipe pile head cutting work in safety, quality, and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review and expert survey, 2)selection of core technology using AHP analysis, 3)deduction of detail design, 4)verification of structural stability, 5)development of full-scale prototype. As a result leveling laser and laser detector(94.46), plasma cutter(96.72), rotary grapple(98.45) are selected as a core technologies. As an outcome, it is analyzed that gripper, cylinder pivot bracket and gripper base are structurally stable. Their maximum stresses are shown as 43.0%, 19.4%, 5.3% compared to their yield strength respectively. The development of full-scale prototype in this study will be utilized for the development of the all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot commercialization model.

        • KCI등재

          PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 장비의 상세설계 및 구조적 타당성 분석

          염동준,황지영,박예슬,김영석,Yeom, Dong Jun,Hwang, Ji Young,Park, Yesul,Kim, Young Suk 한국건설관리학회 2018 한국건설관리학회 논문집 Vol.19 No.2

          PHC 파일의 두부정리 작업은 안전성, 품질의 균일성, 작업 생산성 측면에서의 개선이 반드시 필요하며, 이를 개선하기 위한 자동화 등 대안마련이 시급하다. 본 연구의 목적은 상기 문제점을 개선할 수 있는 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 장비의 상세 설계 및 구조적 타당성 분석을 수행하는 것이다. 이를 위해 현장 전문가 설문조사 및 AHP 분석을 통해 핵심 요소기술을 선정하고, 상세설계 및 구조적 타당성 분석을 수행하였다. 핵심 요소기술 선정 결과, PHC 파일 절단위치 센싱 기능에서는 광학식 방식(4.338), PHC 파일 절단 기능에서는 다이아몬드 와이어 쏘(3.984), PHC 핸들링 기능에서는 회전형 집게(4.090)가 선정되었으며, 구조적 타당성 분석 결과, 그립부 및 그립부 거치 샤프트에서 각각 항복강도 대비 15.93%, 10.58%의 최대응력이 발생하여 구조적으로 매우 안정한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 도출된 상세설계 및 구조적 타당성 분석 결과는 실제 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 장비 시제품 개발에 활용될 예정이며, 이론적 고찰 및 기술적 타당성 분석의 결과가 충분히 반영된 시제품이 될 것이기 때문에 그 실용화 가능성이 높을 것으로 기대된다. The primary objectives of this study are to develop a detail design of automated PHC pile head cutting machine and structural stability analysis of detail design that improves the conventional head cutting work in safety, quality, and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review and field study, 2)expert survey and interview, 3)selection of core technology using AHP analysis, 4)deduction of detail design 5) verification of structural stability. As an outcome, it is analyzed that gripper and gripper bearing shaft are structurally stable. Their maximum stresses are shown as 15.93%, 10.58% compared to their yield strength respectively. The results of detail design and structural stability analysis in this study will be utilized for the actual development of the automated PHC pile cutting machine prototype.

        • KCI등재

          건설업 산업안전보건관리비 예측 모델 개발 - 일반건설공사(갑)의 공사비 50억미만 공사를 대상으로 -

          염동준,이미영,오세욱,한승우,김영석,Yeom, Dong Jun,Lee, Mi Young,Oh, Se Wook,Han, Seung Woo,Kim, Young Suk 한국건설관리학회 2015 한국건설관리학회 논문집 Vol.16 No.6

          최근 건설프로젝트가 고층화, 대형화, 복잡화됨에 따라 적정 수준의 건설업 산업안전보건관리비 확보 및 사용에 대한 중요성이 증가하고 있다. 그러나 현행 건설업 산업안전보건관리비 계상요율은 공사의 종류 및 규모로만 분류하여 일괄적으로 제시되어 있어 각각의 건설프로젝트가 지니고 있는 공사의 환경 및 특성을 반영하지 못한다는 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 연구의 목적은 건설업 산업안전보건관리비 산정 시 건설프로젝트별 공사 환경 및 특성을 고려할 수 있도록 하는 건설업 산업안전보건관리비 예측 모델을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 일반건설공사(갑) 50억 미만 공사현장에 대해 현장의 여건 및 건설업 산업안전보건관리비의 사용 실태를 조사하고, 이를 대상으로 통계적 기법인 다중회귀분석에 적용하였다. 분석 결과, 예측 모델은 검증군에 대해 기존 요율로써 산정할 때의 오차율(18.48%)보다 낮은 오차율(4.38%)을 보여, 기존의 방식보다 높은 예측정확도를 보이는 것으로 분석되었다. 개발된 예측 모델을 활용할 경우 각 건설프로젝트가 지닌 공사 환경과 특성이 반영된 보다 현실적인 건설업 산업안전보건관리비를 확보할 수 있을 것으로 예상되며, 이러한 적정 수준의 건설업 산업안전보건관리비 확보는 건설프로젝트에 양질의 안전관리를 제공함은 물론, 나아가 건설 안전사고 최소화 및 건설 재해율 감소에 기여할 것으로 기대된다. 본 연구는 건설업 산업안전보건관리비 예측 모델 개발을 위한 초기단계의 연구로 50억 미만의 일반건설공사(갑)으로 범위를 한정하였으나, 향후 추가적인 데이터 수집을 통해 건설업 전반에서 활용 가능한 건설업 산업안전보건관리비 예측 모델이 개발될 필요가 있다. The importance of the appropriate use and procurement of Safety and Health Expense has been increasing along with the recent increase of construction projects in height, size and complexity. However, the current standards for deducting the Safety and Health Expense have shown limitations in applying the properties and environment of the construction project due to its Safety and Health Expense Rate's classification method. Therefore, the purpose of this study is to develop a prediction model for the Safety and Health Expense that enables the consideration of different environment and properties of construction projects. The study uses multiple regression analysis to analyze the Safety and Health Expense of Ordinary(A) of less than 0.5 billion WON. The research results have shown that the use of multiple regression analysis reduces the error rate to 4.38% which the current standard calculation method have shown 18.48%. Therefore, the use of the suggested model provides reliable Safety and Health Expense prediction values that considers the properties of the project. It is expected that the results of this study contributes to the effective safety management by providing the appropriate amount of Safety and Health Expense to the project. In this study, only projects of less than 5 billion WON have been considered in the analysis. Therefore, more data is required for future studies to suggest an overall Safety and Health Expense predict ion model that covers the whole construction industry.

        • KCI등재후보

          Comparative evaluation of species diversity indices in the natural deciduous forest of Mt. Jeombong

          염동준,김지홍 한국산림과학회 2011 Forest Science And Technology Vol.7 No.2

          Based upon the vegetation data of woody plants by plot sampling method in the natural deciduous forest of Mt. Jeombong, the study was carried out to examine importance value, rank abundance curve, and species abundance curve, and comparatively evaluate seven different species diversity indices for Log series, species richness, Margalef index, Shannon–Wiener index, Simpson index, McIntosh index, and Berger–Parker index, according to canopy layer and life form. The minimal area which meant only few more species were increased was 3.48 ha in total. The dominant species of overstory was Quercus mongolica, while Acer pseudo-sieboldianum was the dominant species of both midstory and understory. According to rank abundance curve and species abundance curve, species evenness was low. Log series and the Margalef index had a similar tendency. Also, the Shannon–Wiener index, Simpson index,and McIntosh index showed a similar tendency. However, the Berger–Parker index showed a similar trend with Log series and Margalef index. The dominant species of all growth forms were Quercus mongolica, Acer mandshuricum, and Syringa reticulata var. mandshurica. According to rank abundance curve and species abundance curve, species evenness was also low. Log series and the Margalef index had a similar trend. Also, the Shannon–Wiener index, Simpson index, McIntosh index, and Berger–Parker index showed a similar tendency.

        • KCI등재

          PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇의 기술적 타당성 및 현장 적용성 분석

          염동준,김준상,김영석,Yeom, Dong-Jun,Kim, Jun-Sang,Kim, Young Suk 한국건설관리학회 2020 한국건설관리학회 논문집 Vol.21 No.2

          선행연구(Yeom, 2018)에서는 PHC 파일 두부정리 작업의 문제점을 인지하고 PHC 파일 두부정리 작업의 전 과정을 노무자의 투입 없이 수행할 수 있도록 하는 All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇의 프로토타입을 개발하였다. 본 연구의 목적은 선행연구(Yeom, 2018)를 통해 개발된 프로토타입의 개선요구사항을 반영하여 최종 프로토타입을 개발하고, 개발된 최종 프로토타입에 대한 설문조사 기반의 기술적 타당성 분석, 현장 적용성 분석을 수행하는 것이다. 최종 프로토타입에 대한 기술적 타당성 분석 결과, PHC 파일 절단 위치 센싱부에서 89.9%, PHC 파일 절단부에서 74.2%, PHC 파일 핸들링부에서 82.8%의 응답자가 기술적 타당성에 대해 높게 평가하였으며, 작업 안전성 측면에서 81.8%, 작업 생산성 측면에서 66.6%, 작업 편의성 측면에서 90.9%, 절단면 품질 측면에서 72.7%의 응답자가 재래식 방식 대비 해당 측면의 향상 효과를 우수하게 평가하였다. 본 연구 결과에 기대어 볼 때 추후 본 연구를 통해 개발된 All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇이 실제 현장에 적용될 경우 그 파급효과가 매우 우수할 것으로 기대된다. Conventional method of PHC pile head cutting work has several challenges with regard to safety, convenience, productivity, and quality. To address such problems, a prototype of the all-in-one attachment-based PHC pile cutting robot is developed(Yeom, 2018). The Primary objective of this study are to develop a final prototype of all-in-one attachment-based PHC pile cutting robot and to analyze technical feasibility and field applicability of final prototype. According to the technical feasibility and field applicability analysis result, at least 74.2% of the respondents are selected positive answer about technical feasibility of the final prototype, at least 66.6% of the respondents are selected positive answer about field applicability of the final prototype. It is expected that when deployed onsite, the final prototype can not only increase the practical use but also improvement the work safety and productivity of work at the PHC pile head cutting job site.

        • KCI등재

          강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 프로토타입 개발

          염동준,한재현,정의현,김영석,Yeom, Dong Jun,Han, Jae Hyun,Jung, Eui Hyun,Kim, Young Suk 한국건설관리학회 2018 한국건설관리학회 논문집 Vol.19 No.6

          강관말뚝 두부정리 작업은 안전성, 품질의 균일성, 작업 생산성 측면에서 개선이 필요하며, 이를 개선하기 위한 자동화 및 기계화 등 대안마련이 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 상기 문제점을 개선할 수 있는 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 풀스케일 프로토타입을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 1)선행기술 분석 및 현장 전문가 설문조사, 2)AHP 분석을 활용한 핵심 요소기술 선정, 3)상세설계 도출, 4)구조적 안정성 분석, 5)풀스케일 프로토타입 개발을 수행하였다. 핵심 요소기술 선정 결과, 레이저 레벨기 및 수광기(94.46점), 강관말뚝 절단 기능에서는 플라즈마 절단(96.72점), 강관말뚝 인양 및 운반 기능에서는 회전형 그래플(93.45점)이 선정되었으며, 구조적 안정성 분석 결과, 구조적으로 가장 취약할 것으로 판단되는 3개 부재(그립부, 실린더 피벗 브라켓, 그립부 베이스)에서 최소 2배 이상의 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 최종적으로 개발된 풀스케일 프로토타입은 센싱부 정확도 3.39mm, 절단부 절단 속도 1분 59초로 강관말뚝 두부정리 작업의 자동화를 위한 충분한 성능을 확보한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 개발된 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇은 현업에서의 요구가 충분히 반영되고 기술적 타당성이 확보되었으므로 그 실용화 가능성이 높을 것으로 기대된다. The primary objective of this study is to develop an all-in-one based steel pipe pile cutting robot prototype that improves the conventional steel pipe pile head cutting work in safety, quality, and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review and expert survey, 2)selection of core technology using AHP analysis, 3)deduction of detail design, 4)verification of structural stability, 5)development of full-scale prototype. As a result leveling laser and laser detector(94.46), plasma cutter(96.72), rotary grapple(98.45) are selected as a core technologies. As an outcome, it is analyzed that gripper, cylinder pivot bracket and gripper base are structurally stable. Their maximum stresses are shown as 43.0%, 19.4%, 5.3% compared to their yield strength respectively. The development of full-scale prototype in this study will be utilized for the development of the all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot commercialization model.

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