공구 연삭기용 빌트인 스핀들의 열변위 분석에 관한 연구

표정대 경상국립대학교 융합과학기술대학원 2022 국내석사

A Study on Thermal Deformation Analysis to Built-in Spindle of Tool Grinding Machine. Recently, the production and manufacturing field require a high level of precision. Accordingly, there is an increasing demand for improvement of processing precision in the production of parts. Grinding machines are essential and essential equipment in the field of production and manufacturing. For the development of a high-precision tool grinder, it is necessary to secure a systematic grinding machine design technology that satisfies thermal-structural stability. In this study, for the development of a tool grinder for building a high-precision tool grinding system, the thermal stability of the spindle of the grinder was confirmed by analyzing the thermal displacement of the spindle, which greatly affects the precision of the grinding machine. The heat source of the grinding machine spindle was largely divided into bearings and built-in motors, and the amount of heat generated according to the operating conditions was calculated through a formula and analysis was performed. The thermal displacement of the grinding machine spindle was analyzed through thermal-structural ductility analysis, and the analysis value was verified through actual measurement.

3.5 Ton 웜기어 감속기의 최적설계 및 성능향상에 관한 연구

이동규 경상대학교 대학원 2018 국내박사

Reducer is a device to transmit and change torque and speed from drive shaft to driven shaft with excellent transmission efficiency, and it is widely used in many areas today. Reducer has a variety types of those using gear, belt or chain depending on methods of their respective power transmission systems, and reducer with gear is most widely used. Reducer has a variety types of those using gear, belt or chain depending on methods of their respective power transmission systems, and reducer with gear is most widely used. Reducer has a variety types of those using gear, belt or chain depending on methods of their respective power transmission systems, and reducer with gear is most widely used. Reduction gear consists of two axes, gear, bearing supporting axes, and housing. Reduction gear is classified according to shape, relative orientation of axes, and types of gear. Types of gear used in reduction gear, depending on relative location of drive and driven shafts, are classified into parallel-axis. The simplest method to transmit rotation or power to multiple axes is to attach circular plates to two axes and contact each other. However, in this case, if increasing number of rotations or if contact pressure is small, because of slipping, it cannot transmit power. Therefore, if bumps are made in equal interval around both wheels, and each one should go in gear, slipping will not occur in spite of increasing rotations. Worm gear, because of its screw action, causes fewer vibrations and noises than other gears, and is available for sleek and clean operation. It also provides bigger ratio of change of speed in the identical distance between centers than other gears. For use of worm gear reducer, it is generally used with worm gear reducer in the setting with less than 5 ton while it is used with planetary reduction gear in the setting with more than 5 ton. Worm gear reducer provides bigger reduction ratio by about 1/100 with a couple of gear, and engages in slipping motions during its operation, compared to other gears, and has merits of smaller noises and vibrations, and preventing reversion. However, despite these merits, there are a lot of deficiencies: its heating is too severe; it wears quickly or has damages in the surfaces of gear and worm; and the end of pinion processed with high frequency heat is broken. Also, the case of reducer is an important core part because it controls heating and is very closely related to noises and vibrations caused by reducer, and yet there are rarely studies about it. For problems for the current reducer case, it is heavy and its assembling and repair is difficult. In addition, there are few studies about manufacturing and performance testing of worm gear reducer, causing lack of the foundation to improve the product competition and the performance. Even though there are these deficiencies, worm gear cannot be replaced with others in various industrial sectors, and it is necessary to develop worm gear optimized for compensating its deficiencies in the current system as much as possible.

Design, Development and Analysis of Haptic Biofeedback Devices for Gait Rehabilitation

무하마드라힐아파잘 경상대학교 대학원 2018 국내박사

전세계적으로 장애의 주요 원인 중 하나로 꼽히는 뇌졸중은 환자에게 균형/속도/근력 약화, 비대칭으로 인한 보행 능력 저하를 유발한다. 아급성(sub-acute) 및 만성(chronic) 뇌졸중을 겪는 환자는 자세 제어 능력의 결함, 보행 비대칭, 떨어진 감각 운동(sensorimotor) 및 속도를 향상시키기 위해 지속적으로 보행 보조 또는 지지 장치를 사용해야 한다. 최근의 연구에 따르면, 재활 및 보행 훈련은 아급성 및 만성 편마비 환자에게 도움이 될 수 있다고 보고되었다. 현재의 보행 재활 훈련을 진행하기 위해서는 물리 치료사의 참여가 절대적으로 필요하나, 높은 뇌졸중 발생률로 물리 치료사 보다 환자 비율이 증가하고 있는 상황에서 물리 치료사를 보조하기 위한 로봇공학 기술이 요구되는 실정이다. 보행 장애의 원인과 증상은 개인마다 다르기 때문에 현재의 재활 방법은 환자 개인에게 집중되기도 한다. 따라서 재활 훈련을 지원하기 위해 개발된 장치는 환자 맞춤형 재활 과정을 실행할 수 있을 만큼 유연(flexible)해야 한다. 아울러 재활 장치는 운동 과정에서 환자 동작을 물리적으로 돕거나 시각, 청각 및 햅틱(haptic) 정보를 통해 감각 신호를 환자에게 전달하는 데 사용될 수 있다. 햅틱 신호(haptic cue)라는 용어는 접촉 감각을 통해 사용자에게 정보 및 경험을 제공하는 것을 말한다. 시각 및 청각은 대부분 일상 생활 활동을 유지하기 위한 정보를 수신하는 것으로 사용되지만, 촉각(haptic sensation)은 일반적으로 활용도가 낮아서 신호 전달에 적합한 모드로 사용할 수 있다. 햅틱 신호는 외력으로써 제공하는 운동 감각(kinesthetic sensation) 또는 진동, 압력, 마찰 등으로 제공하는 촉감(tactile sensation)으로 사용자에게 전달할 수 있다. 최근의 연구에 따르면 햅틱 신호는 실 지면(over ground) 보행 재활에서 직관적인 상호 작용을 위한 유용한 치료 옵션이 될 수 있다고 보고되었다. 또한 보행 재활 뿐만 아니라 뇌졸중 발병 후 회복 훈련에 적용 될 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 본 논문에 서술된 연구는 뇌졸중 보행 재활을 위한 새로운 햅틱 바이오 피드백 시스템 개발을 목표로 수행되었고, 본 연구의 대상은 뇌졸중으로 인한 편마비 환자이다. 따라서 뇌졸중 환자의 보행 재활을 위한 새로운 장치가 개발되었고 기존 장치가 새롭게 적용되었다. 본 연구의 과정에서 개발 및 검증된 시스템은 다음과 같다: 운동 감각 햅틱 바이오 피드백 장치, 시각 및 운동 감각이 결합된 햅틱 다중 모드 바이오 피드백 장치, 휴대용 햅틱 보행 트레이너, 착용형 진동 촉각 바이오 피드백 시스템 및 수정된 버전, 반작용 휠 기반 운동 감각 균형 바이오 피드백 장치, 그리고 햅틱 보행 트레이너와 진동 촉각 바이오 피드백 장치로 구성된 통합 바이오 피드백 시스템. 본 장치들은 건강하고 젊은 피험자 그룹과 뇌졸중 발병 후 보행 장애를 앓고있는 피험자 그룹과 함께 실험이 수행되었다. 실험에서 얻은 결과는 각 시스템의 햅틱 모드가 정적, 동적 균형에 실질적인 영향을 미친다는 것을 보여준다. 게다가 다른 보행 매개 변수의 향상도 실험 중에 관찰되었다. 이러한 결과는 본 장치들이 보행 재활 장치로써 적합하다는 것을 나타낸다. 마지막으로 요약하자면 본 논문에서는 햅틱 신호(운동 감각 및 촉각)를 제공하는 새로운 장치 및 방법이 개발되고 검증되었다. 또한 실험을 통해 운동 감각 및 촉각 신호 모두 뇌졸중 환자 보행 훈련에 크게 기여할 수 있음을 밝혔고, 하지 재활 훈련을 위한 운동 감각 및 촉각 신호의 결합이 실현 가능한 과정임을 발견하였다. 본 연구는 햅틱 바이오 피드백 신호가 뇌졸중 보행 재활 훈련에 유의미한 결과를 나타내기 때문에 추가적으로 연구가 지속되어야 할 필요가 있다고 사료된다. Stroke ranks as the leading cause of disability, worldwide. Post-stroke, patients suffer from reduced gait ability due to balance, speed, symmetry and muscle strength deficiencies. Individuals suffering sub-acute and chronic stroke continuously need to use assistive or supportive devices in order to overcome postural control deficiencies, gait asymmetry, sensorimotor deficiencies and speed deterioration. Recent studies show that rehabilitation and gait training may also benefit sub-acute and chronic hemiplegic patients. Involvement of a physical therapist is necessary to administer gait rehabilitation procedures, but due to the high incidence of stroke, the patient to therapist ratio is increasing and creating a situation that demands the increased use of engineering technology to aid therapists in gait rehabilitation interventions. The causes and symptoms of gait disorders vary from person to person so rehabilitative methods are often focused on the individual patient. Therefore, any devices developed to assist in the rehabilitation process need to be flexible enough to allow the implementation of customized rehabilitation plans. Rehabilitation devices may be used to physically assist patients during their exercise process or they may be used to just deliver sensory cues to the patients through visual, auditory and haptic modalities. The term haptic cue refers to the provision of information/experience to the user through their sense of touch. Visual and auditory senses are mostly occupied by receiving information to maintain the activities of daily life, whereas the haptic sensation is typically underutilized, thus making it a suitable mode of cue delivery. Provision of haptic cues can be achieved through devices that deliver kinesthetic and tactile sensations to the user. Recent studies have shown that haptic cues can be a useful therapeutic option for intuitive interactions in overground gait rehabilitation; the applications of which in post-stroke ambulation recovery can be further explored. The research work reported here was carried out with the aim of devising novel haptic biofeedback systems for post-stroke gait rehabilitation. The target beneficiaries of this work were patients suffering from hemiparesis as a result of stroke. This work has resulted in the development of a number of new devices and novel applications of pre-existing devices for the gait rehabilitation of post-stroke hemiparetic patients. The systems devised and tested over the course of this research are: A kinesthetic haptic biofeedback device, A combined visual and kinesthetic haptic multimodal biofeedback device, A portable haptic gait trainer, A wearable vibrotactile biofeedback system and its further refined version, A reaction wheel based kinesthetic balance biofeedback device, and An integrated biofeedback system consisting of the haptic gait trainer and the vibrotactile biofeedback device. These systems have been tested with groups of healthy young subjects and of subjects suffering from post-stroke hemiparetic gait. The results obtained from these tests show that the different modalities have a tangible effect on the stationery and dynamic balance of the subjects. Furthermore, improvements in the different gait parameters were also observed during these trials. These results indicate that these systems are suitable for use as gait rehabilitation devices and therefore warrant further exploration. In summation, novel devices and strategies for provision of haptic cues (kinesthetic and tactile) were developed and verified during this research. Through experimentation, it was found that both kinesthetic and tactile haptic cues can significantly contribute towards post-stroke gait training. It was also found that the integration of kinesthetic and tactile cues for lower-limb movement training is a feasible course of action. This research leads to the conclusion that haptic biofeedback based post-stroke gait rehabilitation holds promise and therefore needs further investigation.

후륜구동 전기차량 감속기의 기어박스 설계에 관한 연구

김명호 경상대학교 융합과학기술대학원 2018 국내석사

The purpose of this thesis is to design the gearbox of electric vehicle using the method of the rear-wheel-drive. The gearbox is a set of gears and shafts revolving on the basis of programmed torque and rpm. In this case, safety strength and durability of gears and shafts should be taken into consideration. In the narrow vehicle room for light case, being used. The safety rate of gears and deflection should be designed and also the weight of vehicle should be reduced. Being adjusted to vehicle room, electric vehicle reducer gearbox was modeled. The strength analysis was conducted by using FE(Finite Elements) method. After analyzing strength, to verify stress distribution by using also FE method, the strength reinforcement modifying designing was conducted. And the strength reinforcement modifying designing was compared to the results of analyzing the changes of designing model by using FE method. As a result, reducer gearbox of electric vehicle was designed by safety factor of gears, deflection calculation of each gear, bearing durability calculation, and finite elements analysis of case. Test assessment, installation on vehicle and the production of real parts were performed.

8톤급 유압윈치 시스템 감속기의 기어 설계에 관한 연구

김형진 경상대학교 융합과학기술대학원 2019 국내석사

In this paper, the gears of hydraulic winch accelerators are designed to be applied to pipelines. Since it is not designed and manufactured in Korea and is dependent on imports, it was researched to obtain an alternative import effect. The conditions to be satisfied in the design were based on the performance of the imported products applied to the vehicle and the typical performance requirements were set as follows. First, rotate the moderator smoothly when it is driven forwards and backwards. Second, when applying external wire rope, the pulling force of the hydraulic winch shall be greater than 8 tons. Third, the efficiency of the machine shall be 85% or more when the hydraulic winch is operated. To satisfy the requirements of the design, five test winches were designed and manufactured using the deceleration rate of 1:22.485. The dimensions of the manufactured gears were assembled after measurement and tested for performance by producing a test device similar to the actual conditions applied with the hydraulic winch to verify compliance with the design conditions. The results of the test were satisfactory for all abnormalities, traction and mechanical efficiency of the intended operation. Hopefully, this will lead to an alternative import effect.

고중량물 핸들링용 수직다관절 로봇 설계

이도승 경상대학교 대학원 2019 국내석사

In recent years, medium to large scale transportation machinery and machine tool manufacturing process lines have shown a trend towards centralization, softening, lightening, and slimming to reduce costs and increase productivity. This has increased demand for the vertical articulated robot. Also, compared to the automobile production line with high automation rate, the robot automation rate is extremely low in the manufacturing process of medium and large scale transportation machines such as commercial vehicles, railroad cars, and construction equipment. Therefore, when developing and introducing a heavy-weight handling robot that can be easily applied to existing production lines, it is expected to have a great effect in securing industrial competitiveness by solving industrial obstacles such as a decrease in productivity due to heavy work and risk of accident. In this study, we design a 6-axis robot mechanism with heavy load handling of 700kg or more for large sized materials supplied in small quantity of various types. We propose a new mechanism by analyzing the existing high priced robot 's gravity compensator.

트랜스퍼 기어박스의 구동기어 최적 설계에 관한 연구

송명진 경상대학교 교육대학원 2019 국내석사

Gears are mechanical element parts with excellent power transmission efficiency and are widely used in automobile, industrial machinery, aviation industry and machine tools. In order to improve the performance of the gear, it is necessary to carry out optimization design of the gear geometry. In this paper, to optimize the geometric tooth profile of helical gears among the gears of the transfer case gearbox, the gears are modeled using the finite element program, Romax Designer, to analyze the load and gear teeth of the gearbox power transmission system. The optimized gears were fabricated and compared with the results of the gear tests.

Optimal Design of Two-Stage Planetary Gearbox for Special-purpose Industrial Machinery

진진 경상대학교 대학원 2019 국내석사

기어 박스는 다양한 분야에서 광범위하게 사용됨을 알고 있다. 수년 동안 기어 고장 및 기어 소음 방지에 대한 많은 연구가 이루어졌다. 최적의 디자인을 고안하는 것은 새로운 기어 박스를 개발할 때 가장 중요한 단계로 간주된다. 다른 용도에 따라 다양한 요구 사항이 필요한 것처럼 기어 박스 설계 최적화의 방향과 방법도 다양하다. 일반적으로 기어 지오메트리 최적화는 강도 및 전달 오차에 큰 영향을 미치며 이는 소음 및 진동에 영향을 미치는 인자이다. 본 논문의 목적은 유성 기어 박스의 지오메트리 최적화 방법을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 기계 설계 및 해석에 사용되는 고급 CAE 소프트웨어인 RomaxDESIGNER를 사용하여 3D 모델링하고 다양한 해석을 수행했다. 매크로 지오메트리 최적 설계 방법과 마이크로 지오메트리 수정 방법은 특수 산업 기계용 2단 유성 기어박스를 기반으로 수행된다. 최적의 매크로 지오메트리 파라미터는 기어 트레인의 각 기어를 계산하여 검증하였으며, 마이크로 지오메트리 형상 수정의 영향은 하중 분포 및 전달 오차 분석에도 반영되었다. 동력 전달의 중요한 평가 지표인 기계적 전달 효율은 ISO 국제표준을 기반으로 계산되었다 Gearboxes find extensive use in a wide variety of fields. Over the years, a great deal of research has been devoted to prevention of gear failures and gear noise. Devising an optimal design is often considered as the most important stage in the development of a new gearbox. Similar to the varying requirements of different applications, the directions and method of gearbox design optimization are also varied. Usually, gear geometry optimization has a great influence on the strength and transmission error which is the excitation factor that affects the noise level. The main objective of this article is to study the geometry optimization methodologies of planetary gearbox. In this study, RomaxDESIGNER which is advanced CAE software used for the design and analysis of mechanical was used to generate 3D models and calculate various of analysis. Macro geometry optimal design method and micro geometry modification method are carried out based on a two-stage planetary gearbox for special-purpose industrial machinery. The optimal macro geometry parameter was verified by calculations of each gear in gear train, and the effect of micro geometry modification was also reflected in the analysis of load distribution and transmission error. As an important evaluation index of power transmission, the mechanical efficiency was calculated based on ISO standard.

계선설비용 케이블 파이프의 벤딩성능에 관한 연구

주이환 경상대학교 융합과학기술대학원 2018 국내석사

고주파 유도가열을 이용한 고주파 벤딩은 파이프 및 형강류의 벤드 제작에 사용되며 현재 발전설비, 선박, 육상플랜트, 해양플랜트 등의 산업분야에서 널리 적용되고 있다[1-3]. 특히 기존의 용접이나 금형을 통한 파이프 벤드제품의 생산에 비해 생산성 향상과 단가 감소, 납기 준수, 양호한 기계적 성질 등의 장점이 있다. 최근 고사양 선박, 해양플랜트가 증가하면서 고주파 벤딩 물량이 증가하여 제품 품질을 높이고 공정의 최소화를 통한 비용절감이 필요하다[4-5]. 따라서 고주파 벤딩의 특성과 성능에 대해서 연구하고 설계 기술개발이 필요한 실정이다. 특히, 계선설비용 케이블 파이프의 고주파 벤딩에 대한 연구는 부족한 실정이다. 일반적으로 고주파 유도가열의 벤딩공정 중에 벤딩 외측은 인장응력으로 인해 두께가 감소하고 내측은 압축응력에 의해 두께가 증가하는 경향을 가진다. 파이프 벤드 제품이 주로 높은 온도와 압력을 가지는 유체의 수송에 사용되어짐을 감안할 때 공학적 설계요건에 따라 파이프 외측의 최대 두께 감소율을 12.5% 이내로 제한하고 있다[6]. 본 연구에서는 벤딩 곡률이 5D(outer diameter of pipe)인 파이프 벤딩 제품에 대하여 생산성 향상과 최대 두께 감소율이 12.5 % 이하로 하는 설계조건을 만족하는 고주파 벤딩 공정을 이해하고 최적화 설계를 목표로 한다. High-frequency bending using high-frequency induction heating is widely used in the manufacture of bends of pipes and section steels. Especially, it has advantages such as productivity improvement, reduction of unit cost, compliance with delivery time, and good mechanical properties. As high-end vessels and offshore plants are increasing in recent years, high-frequency bending increases, which should improve product quality and reduce costs by minimizing processes. Therefore, it is necessary to study the characteristics and performance of high frequency bending and to develop design technology. Especially, there is a lack of research on high frequency bending of cable pipe for laying equipment. During hot pipe bending using induction heating, outward wall thickness of a pipe is thinned due to tensile stress and the reduction of wall thickness is not allowed to exceed 12.5%. In this study, for pipe bending products with bending curvature of 5D, high frequency bending process which satisfies the design condition that the productivity improvement and the maximum thickness reduction rate are less than 12.5% is understood and the optimization design is aimed.

한국과 인도네시아 인성 교과 교육과 생활문화 비교 연구 : 두 나라의 교육과정 비교를 중심으로

Ika, Kusumawati 진주교육대학교 2017 국내석사

한국과 인도네시아의 바른 생활과 도덕 교과와 판짜실라 도덕과 종교에 대한 것을 살펴보았다. 한국과 인도네시아의 도덕(바른생활 포함) 교과에 나타난 인성 교육과 관련된 내용은 같은 점도 있지만, 다른 점이 상당히 많다. 같은 점은 정직하게 살기, 공중도덕이나 규칙, 및 법을 지키기, 생명체를 존중하기 등이고, 다른 점은 자신과의 관계에서는 한국은 개인적으로 몸과 마음의 건강, 감정 조절하기 등인데 반해 인도네시아에서는 종교, 부족에 관한 내용을 배운다. 다종교국가이고 다민족국가이어서 서로 이해하는 교육이 필요해서 그렇다고 볼 수 있다. 타인과의 관계에서는 한국에서는 서로 이해하고, 우애하며, 봉사하는 생활을 지도하는 데 반해 인도네시아에서는 집과 학교가 달라도 이해하고 행동하며 한 나라 한 나라를 이해하고 또 각 언어 하나하나의 의미를 알아 언어가 서로 달라도 소통하기를 원하는 지도를 하고 있다. 사회 공동체와의 관계에서는 한국이 통일 의지를 갖고, 타문화 이해하기 등 한국의 분단된 현실, 다문화 사회의 현실 등의 내용인데 반해 인도네시아에서는 여러 부족이 하나로 되고, 중앙 정부에 협력하는 태도를 갖는 것을 지도 내용으로 하고 있다. 여러 부족이 모여 이루진 인도네시아 나라의 특성을 잘 반영하고 있다. 자연 초월과의 관계에서는 한국에서는 마음을 다스리기 등이 있는데, 인도네시아에서는 풍부한 자연자원 때문인지 생명체 존중은 물론 환경에 대한 세계화 영향 알기 등을 지도하도록 하였다. 그런데 인도네시아에는 한국 학교 교육에는 없는 종교 교육이 있다. 여러 종교를 믿고 있는 사람들이 자기 종교에 따라 생활해 가고 있고, 또 각 종교별로 종교 교육도 실시하고 있다. 그러나 그 교과의 지도 내용들을 보면 기본적으로 인간의 생활과 관련된 내용들이 제시되어 있어 올바른 생활을 해 갈 것을 지도하고 있다. 즉 바른 인성을 가지고 사람과 사람 사이에서 바르게 살아갈 것을 지도하고 있는 것이다. 마치 한국이 유교가 오늘날까지 한국인의 생활 방식에 영향을 미치고 있는 것과 같이 인도네시아에서는 종교 교육이 바른 인성을 가지고 생활해 가도록 지도하고 있는 것이다. 인도네시아와는 달리 한국의 교육은 종교 교육은 없고, 지식 교육에 치중함으로써 학생들을 서열화 하고, 경쟁만 시키는 교육을 하고 있다. 그러나 인도네시아는 도덕 교육 및 종교 교육을 시켜 가정, 학교, 사회생활을 바람직한 방향으로 해 가도록 하고 있다. 그래서 한국도 인도네시아의 종교교육과 한국의 지식교육을 접목한 제도를 도입하면 좋겠다. 종교는 지식을 전달하면서도 마음을 잡을 수 있는 좋은 교육 도구인 것이기 때문이다.