동력단절이 없는 크랭크축을 이용한 무단변속시스템 설계

목차

1. 서론
1.2 이론 및 구조
1.2.2 Atmega128(2)(3)
1.2.3 스텝모터(4)(5)
1.2.4 지그비 임베디드 모듈(6)

2. 설계를 위한 가정
2.1 크랭크축 설계를 위한 가정
2.2 제어프로세서 설계를 위한 가정

3. 설계 구조 및 제원
3.1 크랭크 축
3.2 제어프로세서
3.2.1 Speed meter control processor
3.2.2 Step motor circuit control processor

4. 설계 및 해석
4.1 크랭크 축 설계
4.2 제어프로세서 설계
4.2.1 Control processor of speed meter
4.3 해석

5. 결론

본문내용

환경보호와 레저활동의 활성화라는 시대적인 상황과 맞물려 자전거의 수요가 점점 증가하고 있다. 그래서 우리는 기존의 자전거에 존재하는 동력단절의 문제점을 해결하는 자동변속시스템을 개발해서 자전거에 편의성을 부여하고자 새로운 시스템의 설계를 계획하게 되었다. 기구학, 전자 회로, 프로그래밍의 전공지식을 기반으로 설계 및 제작을 하였다. 구동에 실패하였으나 문제점을 개선하고, 완성한다면 의미있는 논문이 될 것이다.
21세기에 접어들면서 환경오염의 문제가 대두되고, 더불어 레저활동에 붐이 일면서 자전거에 대한 수요가 많이 증가하고 있다. 우리는 사용이 증가하고 있는 자전거에 단점이 존재한다는 점에 착안했다. 바로 기어를 변속할 시에 순간적으로 자전거 체인에 동력단절이 발생한다는 사실이다.

<중 략>

① 구동디스크 판의 중심에 있는 큰 나사기어가 있다. 이 나사기어 중심에는 내경이 16mm인 레디얼 베어링이 부착되어 있는데 자전거의 페달축과 이격이 발생하면서 회전시에 회전방향과 무관한 방향으로 비틀림이 발생했다. 이러한 비틀림이 회전을 방해한 것으로 보이고, 페달축과 레디얼 베어링 사이의 이격을 제거할 수 있는 레디얼 베어링을 부착하면 문제가 해결될 수 있다.
② 스텝모터를 선정할 때 크랭크 축의 구조상 토크를 계산하기 어렵고, 스텝모터를 부착할 공간상의 제약으로 임의로 스텝모터를 선정했다. 우리가 선정한 스텝모터는 유니폴라 2상여자 구동모터중에서 1.7kg급으로 작은 축에 속하는 스텝모터이다. 유니폴라 구동방식은 고속회전에는 유리하나 강한 토크를 발생시키는데는 단점이 있는 스텝모터인데다 구동토크도 작은 축에 속하는 스텝모터를 선정했기 때문에 회전을 발생시키는데 실패한 것으로 보인다. 차후에 구동디스크 상에서 발생하는 토크를 정확하게 계산하고 작고 더 강한 토크를 발생시킬 수 있는 스텝모터를 선정해서 구동한다면 문제를 해결할 수 있다.

참고 자료

Kang, M. S., Shin, K. W., 2011, “chapter1. 기본개념, 04. 테브냉 등가회로와 노턴 등가회로”,pp. 38~44
http://www.newtc.co.kr, atmega 128 pro manual
Shin, D. W., Oh, C. H., 2006, AVR ATmega 128, pp. 54~94, 123~133.
Shin, D. W., Oh, C. H., 2006, “제3장 스텝 모터”AVR ATmega 128, pp. 342~347
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http://www.firmtech.co.kr, zigbee imbedded module “FZ750BC manual”