[32호]C.R.O.P
2015 ICT 융합 프로젝트 공모전 참가상
C.R.O.P(Car’s Revolver Option for Parking)
글 | 홍익대학교 안두기, 강재신, 김기완, 우택권, 이진우
심사평
뉴티씨 창의적인 개념 자체는 좋고, 기존의 설계를 최대한 적게 고치면서 주차 편의성을 고려하는 것은 점수를 줄 만하다. 그러나 구현 방법 등의 구체적인 프로젝트 수행 결과가 결여되어 있으며, 구현을 위한 실제적인 기술의 난이도를 이해하고 작성한 내용이 아닌, 영업쪽에서 고객의 투자를 유도하기 위한 서류로 판단된다. 따라서 작품의 완성도, 기술성 등은 낮은 점수를 주었다.
칩센 주차 공간이 부족한 도심지에서는 활용하기에는 좋은 아이디어임. 작품 아이디어만 있고 작품에 시뮬레이션 자료가 없음.
위드로봇 아이디어 수준의 내용을 제출한 것으로 보인다. 공모전의 성격을 고려하였을 때 그러한 아이디어를 어떤 스케줄로 어떻게 구현하여 데모를 보이는가가 중요하다는 관점에서는 본 제품의 평가는 점수를 받기가 어려워보인다.
작품개요
본 프로젝트는 초보 운전자를 위한 2WD 자동차 전륜의 조향과 회전방향 통제하여 원 궤도의 주차를 하는 시스템 설계에 관한 것으로서, 실제 평행 주차와 T자 주차 또는 그 외 주차 시에 초보 운전자의 주차편의를 도모하고 주차 공간의 제한을 줄이는 시스템을 제공한다. 본 프로젝트 제안서에는 배경, 설계 목표, 수행 방법, 예상결과물, 기대효과, 팀의 기능과 향후 계획을 제시한다.
작품설명
주요동작 및 특징
본 프로젝트의 배경은 두 가지 이슈에서 시작하였다.
1) 주차 공간 부족 문제가 계속 증가하고 있다.
2) 초보 운전자들의 주차 편의성이 주목을 받고 있다.
현재 4WS 자동차의 주차 시스템, 주차장 시스템, 주차 편의성 관련 전자 시스템에 대한 특허와 제품개발이 진행 중이지만 가격과 성능 등의 한계가 있고 과도기라는 분석이다. 이에, 본 프로젝트는 기존 2WD 자동차의 시스템 설계를 통해 두 문제의 대안을 제시한다. 따라서, 설계 목적은 기존의 자동차를 이용하여 주차 공간의 제약을 줄이고 초보 운전자의 주차 편의성을 높이는데 있다.
전체 시스템 구성
본 프로젝트의 설계 목표는 다음과 같이 설정하고 우선순위 한다.
1) 기존의 주차 공간에 대한 제약을 줄인다.
2) 기존의 주차 시간보다 짧은 시간을 소요한다.
3) 방법과 사용자의 숙련도 측면에서 보다 쉬운 방법을 제시하여 편의성을 추구한다.
세 가지의 설계 목표는 이후 프로젝트를 진행하면서 체계적으로 정량화한다. 그에 따른 개념설계로는 다음 두 가지를 통해 원 궤도로 주차를 하는 시스템을 고안한다.
1) 전륜의 조향 방향을 모은다.
2) 회전방향을 반대로 제어한다.
상세하게는 screw-and-nut gear로 타이로드(tie road)를 통해 조향 제어를 구현하고 베어링 방식을 이용하여 동력 전달 설계를 한다. 이를 통해, 기존 자동차에 설치가 용이한 옵션 개념의 시스템을 설계한다.
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| 바퀴를 모으는 메카니즘 | 베어링 방식을 이용해 회전을 반대로 가능케하는 휠 |
개발환경
수행방법은 다음과 같다.
1) 본 설계와 맞는 차종을 선택하고 해당 상황을 고려한다.
2) 기존의 자동차의 조향과 동력전달 장치 두 파트로 나누어 구조를 파악하고 상세 설계를 진행한다.
3) 손 계산, S/W을 이용한 해석, 모델링, 시뮬레이션 검증 과정을 실행한다.
4) 프로토타입을 시험 제작한다.
상세 설계 시 고려할 점은 다음과 같다.
1) 니즈, 차종, 상황과 프로젝트를 고려한 설계 목표의 정량화 실용성
2) 설계 문제 해결÷응력(집중), 강성, 피로파괴, 안정성, 기구학, 동역학, 제어
3) 공학도구 활용의 적절성: 해석 소프트웨어
4) 축소 사이즈 제작 고려; 제작 공정에 대한 고려; 가공성; 가격적 측면 접근; 공정 단계의 고려
5) 현실적 제한 조건 정리; 기존 자동차의 제한 조건; 법적 제한 조건
단계별 제작과정
본 프로젝트의 예상 결과물로는,
1) 시뮬레이션, 해석과정을 나타낸다.
2) 1/3 (또는 1/4) 사이즈의 프로토타입을 시험 제작한다.
이를 통해, 설계의 타당성을 검증하고 실제 자동차의 전륜 조향 장치와 동력 전달 장치의 구조장치와 제어를 통해 설계 메카니즘을 구현한다.
기대효과
본 프로젝트의 기대 효과로는 기존 자동차의 옵션 식으로 사용자에게 제공함으로써,
1) 주차 공간적 제약을 줄인다.
2) 초보 운전자에게 주차 시 많은 시간과 노력을 줄인다. 이에, 새로운 주차 패러다임을 제시하고 4WD 주차 시스템 이전의 과도기 기능을 수행한다.
참고 문헌 및 자료
■ KOCW(Korea Open Course Ware) : 조선대학교 홍명석 교수 저; 동력전달 장치 강의노트 8장; 2010.06.04
■ Bluemembers : 자동차칼럼(동력전달 장치); 2013.03.08
■ 자동차 용어사전 : 황덕수 저; 도서출판GoldenBell; 2008.02.11
■ 최인정의 자동차백과 : 최인정 저; 구동부품과 구동축;
■ H-Point – The Fundamentals of Car Design & Packaging : Stuart Macey, Geoff Wardle 저 ; DesignStudioPress; 2009.02.01
■ 조향 장치 구조 파악 : 핸들부터 바퀴까지 : https://www.youtube.com/watch?v=b0DKNIQFuzg
■ 조향 장치 구조 파악 2 : 핸들부터 바퀴까지 : http://www.mekanizm alar.com/car_steering_system.html
■ Power steering system : https://www.youtube.com/watch?v=uL2MOjyhqmo
■ BMW의 EPS : https://www.youtube.com/watch?v=ECUoL 5SpOoE
■ 기어를 이용한 같은 축의 바퀴 속도 제어 : https://www.youtube.com/watch?v=SOgoejxzF8c
■ 하버드 아이디어 : http://m.blog.naver.com/tykang23/601 69787860
■ 양산차의 실제 효과 : https://www.youtube.com/watch?v=9-nYr hXa8Wo
■ MIT 아이디어 : https://www.youtube.com/watch?v=G1M SMj08BVU
■ 수동식 시스템 아이디어 : https://www.youtube.com/watch?v=P Kg1UXso790