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초록
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본 논문은 수중 로봇용 새로운 구조의 300W급 BLDC모터 기반의 수중 추진시스템의 개발에 대한 것이다. FEM을 통한 수중추진체의 구조해석, 유동해석을 통한 프로펠러 설계 등의 구조설계를 하였다. 또한, 수중추진체의 커플링이 없고, 무감속기 형태의 새로운 구조에 대해 설명하였다. 설계 및 제작한 수중추진체의 성능시험을 육상 및 수중에서 수행하였고 그 결과를 기존의 고성능 제품과 성능을 비교하였다. 그 결과 개발한 시스템이 전방 및 후방 추력성능에서 각각 16%, 및 12%를 개선한 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper is about the development of the 300W underwater thrusting system driven by a brushless DC motor (BLDC) for underwater robots. A design of the structure such as the structure analysis on the thrusting system using FEM and the design of the propeller using the fluid analysis has been perfor...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 300W BLDC 모터 기반의 수중 추진체에 대한 연구개발 내용을 기술하였다. 수중 추진체의 구조 설계와 제작한 시스템의 성능 시험을 하였다.
  • 국내에서는 현존 세계 최고 제품인 Tecnadyne사의 수중 로봇용 고성능 수중 추진체의 수준에 이르는 것을 개발한 예가 없다. 본 연구에서는 Tecnadyne사의 개발제품 중에서 300W급 BLDC 모터기반의 수중 추진체에 필적하는 새로운 구조의 수중 추진체를 개발하였고, 이에 대한 연구결과를 기술하였다.
  • 본 연구에서는 추진기의 저항에 따른 추진동력을 설계하였다. 추진체의 추진동력식은 다음과 같다[4].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
모터와 감속기, 자석커플링 등으로 구성된 제품의 장단점은? 이 중 기름으로 수밀구조를 구성한 추진체는 제작 방식은 간단하나 유지보수비가 높고, 일정 시간 경과 후 기름을 바꾸어야 하므로 환경오염의 단점이 있다. 그리고 모터와 감속기, 자석커플링 등으로 구성된 제품은 구조가 복잡하고 조립/제조가 어려우나, 방수 측면에서는 유리하다.
외부회전자/CAN/고정자로 이루어진 기어리스 모터타입의 구조는? 본 연구에서는 Figure 1과 같이 외부회전자/CAN/고정자로 이루어진 기어리스 모터타입으로 개발하였다. 이는 모터에서 바로 프로펠러로 동력전달이 가능한 구조이다. 또한 감속기와 마그네틱 커플링을 제거하여 간편한 구조인 outer rotor 방식을 채택하였다.
기름으로 수밀구조를 구성한 추진체의 장점은? 이 중 기름으로 수밀구조를 구성한 추진체는 제작 방식은 간단하나 유지보수비가 높고, 일정 시간 경과 후 기름을 바꾸어야 하므로 환경오염의 단점이 있다. 그리고 모터와 감속기, 자석커플링 등으로 구성된 제품은 구조가 복잡하고 조립/제조가 어려우나, 방수 측면에서는 유리하다.
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참고문헌 (6)

  1. 최현택, 김기훈, 이판묵, 이종무, 전봉환, "ROV(원격조종 수중로봇)의 소개와 ROV 해 미래의 운동제어 및 신호처리", 한국정밀공학회, 제 25권, 제 5호, pp. 41-47, 2009. 

  2. http://www.tecnadyne.com/ 

  3. http://www.seaeye.com/thrusters.html 

  4. Fossen. T. I. Guidance and control of ocean vehicles, chichester:wiley 

  5. T. Kenjo and S. Nagamori, Permanent Magnet and Brushless DC Motors, Sogo Electronics Publishing Company, 1984. 

  6. J. R. Hendershot Jr and T. J. E. Miller, Degine of Brushless Permanent- Magnet Motors. Magna Physics Publishing, 1994. 

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