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다관절 복합이동 해저로봇에 적용된 탄소섬유 복합소재 프레임에 대한 진수/인양 조건에서의 구조해석
유승열(Seongyeol Yoo),전봉환(Bong-Huan Jun),심형원(Hyoungwon Shim),이판묵(Pan-mook Lee) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12
This paper describes finite element analysis(FEA) for the body frame of 200 meter class multi-legged subsea robot, Crabster200(CR200). The body frame of CR200 is designed as a rib cage in order to disperse applied external loads and is made of carbon fiber reinforced plastic(CFRP). Therefore, the frame is lighter and stronger than a frame of the other conventional materials. In order to perform the reasonable FEA for CFRP body frame, we carried out specimen test of CFRP. Using the obtained material properties from the test, we performed FEA with respect to load conditions of launch and recovery process on the sea. Also, we performed FEA of the frame with conventional material to compare characteristics to CFRP.
전방 입사조류에 대한 해저보행로봇의 동적 전복안정성 해석
전봉환(Bong-Huan Jun),심형원(Hyungwon Shim),유승열(Seongyeol Yoo) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.8
본 논문에서는 해저보행로봇 크랩스터(CR200)의 전방 입사 조류에 대한 동적 전복안정성에 대하여 연구하였다. CR200 은 우리나라 근해 환경의 특징인 강조류 환경에서 운용될 수 있도록 설계되었고, 몸체도 유체역학적 요소를 고려하여 제작되었다. 해저보행로봇의 동적 전복안정성을 판단하기 위하여 육상보행로봇의 동적 전복안정성의 개념을 도입하여 수중환경에 맞도록 전복 판별식을 재정의하고 이를 이용해 전방 조류에 대한 동적 전복안정성을 시뮬레이션으로 해석하였다. 이를 위하여 조류속도가 변할 때 CR200 의 자세변화에 따른 유동해석 결과를 이용하였다. 또한 CR200 의 지지다리를 이동하여 전복축의 위치가 바뀌었을 경우에 대하여 해석을 수행하여 전복축의 이동에 따른 CR200 의 전복안정성 개선효과를 확인하였다. In this paper, we describe the dynamic tumble-stability analysis of a seabed-walking robot named Crabster(CR200) in forward-incident currents. CR200 is designed to be operated in tidal-current conditions, and its body shape is also designed to minimize hydrodynamic resistances considering hydrodynamics. To analyze its tumble stability, we adopt the dynamic stability margin of a ground-legged robot and modify the definition of the margin to consider tidalcurrent effects. To analyze its dynamic tumble stability, we use the estimated hydrodynamic forces that act on the robot in various tidal-current conditions, and analyze the dynamic tumble-stability margin of the robot using the estimated results obtained for the various tidal-current conditions. From the analyses, we confirm the improved tumble stability of the robot according to the movement of the tumble axis caused by the supporting points of the legs.