[No.10] 드론의 충격흡수를 위한 형상기억합금 기반 착용형 외골격
- 전혜림
- 인천대학교
- 작품구분일반형
- 공개여부비공개
- 카테고리기계, 전자
- 등록일2020-09-10
- 팀원(공동개발자)전혜림, 정용호, 유명석, 노현정
- 출품 경진대회제16회 인천대학교 창의적종합설계경진대회
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상세설명
1. 수행배경
- 공공, 군사, 산업 등 분야에서 드론의 활용 범위가 점차 증가하는 추세입니다.
- 그러나 기상악화, 드론의 오작동, 동물의 공격 등에 의해 드론이 추락하는 사고가 빈번히 발생하고 있습니다.
- 추락에 의한 드론의 파손을 최소화하기 위해 에어백, 낙하산 형태의 드론 보호 장치가 연구 및 개발되고 있으나, 회수 및 재사용에 한계가 있습니다.
- 이에 따라 재사용 및 소형화에 유리한 형상기억합금 스프링 기반의 충격흡수장치 모델을 제안합니다.
- 본 경진대회에서는 형상기억합금 스프링 기반 충격흡수장치를 제작하고, 낙하실험을 통해 장치 유무에 따른 충격력을 평가했습니다.
2. 수행기간
- 전체 수행 기간: 2020.05~2020.09
- 충격흡수장치 도면작업 및 제작: 2020.05
- 자유낙하 및 충격력 측정 장치 제작: 2020.05~2020.08
- 실험 및 결과분석: 2020.08~2020.09
- 드론제작: 2020.08~2020.09
- 드론에 충격흡수장치 부착하여 비행 테스트 실행: 2020.09
3. 개발작품 설명
- 충격흡수장치는 윗 디스크, 아랫 디스크, 3개의 봉, 고리, 형상기억합금 스프링으로 구성됩니다. [첨부파일1]
- 장치의 아랫 디스크와 드론이 연결됩니다.
- 충돌 시 봉이 윗 디스크를 밀어 형상기억합금 스프링이 인장됩니다.
- 이에 따라 충돌시간이 증가하여 드론에 가해지는 충격력이 완화됩니다.
- 이후 형상기억합금 스프링에 전류를 인가하게 되면, 줄 발열에 의해 온도가 상승하면서 형상이 복원되어 즉시 재사용 가능합니다.
- 충격흡수장치 미사용 대비 최대 충격력 완화: 48%, 형상회복 소요시간: 4초, 각 장치의 무게: 30g입니다.
4. 활용방안
- 본 장치는 형상기억합금 스프링을 사용함으로써 전류인가를 통해 빠르게 재사용이 가능합니다. 이에 따라 드론 배송에서 발생하는 추락 및 회수 등의 시스템 부하를 최소화 할 수 있습니다.
- 본 장치는 에어백, 낙하산 등에 비해 소형화에 매우 유리하므로 다양한 드론에 활용이 가능합니다.
- 본 장치를 통해 형상기억합금 스프링이 충격흡수에 효과를 가짐을 보였습니다. 따라서 이는 기반기술로써 다양한 형태의 드론보호장치로 발전될 수 있습니다. 뿐만 아니라 인체의 충격흡수를 위한 착용형 외골격 등 다른 분야에서도 활용될 수 있습니다.
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