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기계공학 수업의 로보트 관련 해서 수업도 하나요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학의 커리큘럼을 살펴 보시면 됩니다.기계공학은 역사가 오래되었고근대화된 대학에서부터 교육되어온 학문으로커리큘럼이 어디든 비슷합니다.최근 4차 산업혁명에 따른 공장자동화/ 빅데이터 / 인공지능 / 로봇 등에 적용이 되는 학문이고그 부분을 따로 배운다기 보다는기존 커리큘럼에 있는 부분들이로봇에 적용된다고 보시면 되겠습니다.대학 커리큘럼 이전에수학/ 미적분/ 물리학/ 확률 통계는 기본적 소양이 되어야하고보통 1학년에 일반물리 , 미적분/ 통계학/ 컴퓨터 프로그래밍 / 공업수학을 거쳐2학년에열역학/ 동역학/ 재료역학/ 유체역학의 4대역학에공합수학 2/ 공업수학3/ 기계설계3학년에 기계설계/ 기계제작/ 공정설계/ 수치계산, 공학설계, 계측시스템설게, 기계공작, 컴퓨터 설계4학년에시스템설계. 탄성학 설계, 동력기계설계, 수송기계설계, 자동제어, 융합기계설게, 기계역학, 탄성학 등을 거치게 되므로이런 커리큘럼 안에서 배운 학문지식을 바탕으로로봇관련으로 응용되어 가게 됩니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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기계공학이란 학문에서 자동차 관련해서도 배우나요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 기계공학의 커리큘럼을 보시면 알 수 있습니다.기계공학 자체가 근대화된 대학에서부터 가르치기 시작한 학문으로다른 학문에 비해 배워야할 학문이 엄청 많습니다.4대역학(동역학, 열역학, 유체역학, 재료역학) 을 기본으로기계시스템이 어떻게 작동하는가기계에 사용되는 적절한 재료가 어떤것인가 등을 배우는데요과거에는 공장/ 산업현장, 가전제품이 주가 되었으나최근4차 산업혁명에 따른인공지능/ 로봇/ 빅데이터/ 공장자동화/ 선박개발/ 자율주행차 등 무수히 많은 부분에 범용적 으로 적용되는 학문입니다.당연히 자동차 관련된 부분을 배운다고 볼 수 있구요기계공학과에서 자동차만을 하는 것이 아니기에자동차분야만을 전문으로 하는 자동차 공학과가 따로 있습니다.자동차 한대를 만들기 위해약 2만 5천개의 부품이 필요한데한가지 형식만이 아닌휘발유/ 디젤/ 가스/ 하이브리드/ 전기/ 수소 자동차 등을 만들기 위해서는통신/ 각종재료/ 기계/ 전기 / 전자 등 복합적 분야를 공부해야합니다.따라서 자동차 설계와 제조, 조립 등 생산과정에서 발생하는다양한 문제를 분석/ 해결 하기 위한 전문가 양성을 위해자동차 공학과가 따로 있으며그 안에서 기계공학이 큰 부분을 차지한다고 보시면됩니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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자동우산중에 접히는 경우도 있던데, 원리가 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반적으로펴질때는 버튼으로 켜지고 접을 때는 수동으로 접는 우산이 일반적인데이런 우산은 반자동이라 합니다.말씀하시는 우산은펴질 때 뿐 아니라접을 때도 자동으로 접히는 우산을 말씀하시는 듯 하고그런 우산은 완전자동 우산이라 하는데요.중봉 속에압축 스프링을 내장하고, 외형에도 압축 스프링이 있는 상태인데요작동원리를 보면중봉에 전체 압축스프링을 내장하고끈을 도르레 형식으로 위쪽에서 당겨서우산 살대를 펼치게 만들고해체 시에는끈 힘만 해체되면 살대에 결합된 압축 스프링 작동으로 천 부분만 접히는 원리로 작동합니다.중심의 큰 대와 여러방향으로 퍼지는 작은 살로 이뤄지는 구조로방사형의 작은 살들을 중심대의 연결매체와 연결하는데그 연결매체를 밀고 당기면서우산이 접히거나 펴지는 구조입니다기본적인 작동원리들은 비슷하나각 자동우산마다특허 및 실용신안이 붙어있는 경우가 많아모든 자동 우산들이 동일하지는 않습니다.내구성 관련은제가 이제껏 사용해본 완전자동 우산들 에서는..3단 우산일 경우스프링 힘이 너무 강한 부분에 있어서접히기는 잘 접히나그 중앙대를 결국 또 밀어서 넣는 부분에서는너무 힘이 많이 들어가는 부분때문에자칫 손이 좀 다칠 염려가 있는 부분은 단점으로 보입니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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신체의 무릎 관절은 기계를 어느 장치와 비유가 될까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.저도 무릎 연골 수술로 인해재활을 2년여 해봐서 압니다만상당히 고생 많으실 듯 합니다무릎 관절 관련해서치료하실 경우는재활치료가 주축이 되는데관련해서는CPM(Continuous Passive Motion) 기계를 이용한 운동치료가 주를 이루지요다리를 끼워놓고 계속 접혔다..폈다 하는 운동기구 잘 아실듯합니다.이는 관절가동범위 증가, 관절 강직 예방, 근육강화, 재활 시간 단축에 많이 사용되는데요.기계적 구조로 반영해 본다면힌지 구조로 대입이 가능할 듯 합니다.구조물 지지점의 일종으로휨 모멘트에 대해서회전은 자유이지만 (물론 무릎은 한쪽으로만 회전이 되지요)수평 및 연직 이동은 불가한 고정 지점힌지로 대입 가능 하겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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장마가 지나가고 무더운 여름이 기승을 하는데 이때 기계장치 관리에 주의할 사항은?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.여름철은 단순히 온도만 높은 것이 아닌공기에 함유된 높은 습도, 습기가 위험한 부분입니다.기계장비는 모두전기가 공급되어 작동되기에기본 적으로 분전반 측 관리가 중요한데요사전에 차단기 성능을 점검하고높은 습도에 따른 누전에 대처해야합니다.또한 습도로 인해각종 전자장비의 제어가 에러도 많이 발생합니다.따라서 분전반 및 제어기판이 모여있는 실의 경우는적정 온도와 습도를 유지하도록 항온항습기를 설치하는 것이 중요합니다.수치제어나 정밀가공등을 하는 기계의 경우 제어기판 에러 발생 시 치명적인 기계성능 오류를 가져오기에미리 온도와 습도 제어할 방법을 강구해야합니다.온/ 습도 관리를 하다보면그에 따라오는 장비의 윤활관계 등설비 전반에 자연적으로 점검이 이뤄지게 됩니다.환경이 가장 중요합니다.기계설비를 가동하는 환경이 좋다면설비는 고장없이 장시간 유지가 가능할 것입니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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커다란 배가 어떻게 바다위를 건널 수 있는지 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.선박이 일단 물에 떠야만 바다르 항해 가능합니다.그렇다면선박이 물에 뜨는 원리를 살펴봐야겠지요배가 물에 뜨는 원리는 아르키메데스의 원리 인데물체나 체적이 부분적으로 또는 완전히 액체에 잠겨 있을 때그 물체에 작용하는 부력은그 물체가 압축된 액체의 무게와 같다는 원리 입니다.이 부력은 물체가 떠오르는 힘으로 작용하게 되고, 이로써 물체는 뜨게 됩니다.선박이 물에 뜨는 원리로 대입해보면선박의 형태와 부피선박의 형태가 물체의 부피를 결정하고, 이 부피가 선박이 물을 밀어내는 양과 관련아르키메데스 원리선박이 물에 떠있을 때, 물의 아래에서 밀어내는 부력이선박의 무게와 같아집니다. 이 부력은 선박의 부피와 형태에 따라 결정 되는데선박 무게가 부력보다 크다면 선박은 침몰합니다.밀어내는 액체의 무게선박이 물을 밀어내는 데 필요한 부력은선박의 부피와 형태에 의해 생성되는데 , 이 부력이 선박무게와 같아지면 선박은 뜹니다.선박의 형태와 부피에 따라 결정되며 선박에서 부력을 조절하는 방법은 아래와 같습니다.선박의 부피/ 형태 조절선박의 부피를 증감시켜 부력을 증감시키는데, 선박의 설계 및 구조 변경으로 구성선박의 잠금밸브 조절선박 내부의 물의 양을 조절하여 부력을 조절화물조절화물야 조절로 부력조절 - 많은 화물을 실으면 부력이 증가/ 반대는 감소워터 밸러스트 제어물을 배출하는 장치로 물을 흡입/ 배출 하면서 부력 조절또한 선박의 구조는목적과 크기에 따라 다를 수 있는데선박의 용골(keel)은 선박에서 가장 중요하고 기본적인 구조 중 하나로선박 아래부분에 위치하는 길쭉한 구조물로서 중요한 역할 을 수행합니다주요 역할을 나열하면안정성 제공: 파도,바라 및 기타 외부 요인에 대해 선박이 물위에서 균형을 유지하도록 보조.선박의 중심선 : 선박의 전반적 구조/디자인에 영향을 주는 중심선으로, 이 중심선을 기준으로 배치됨부력조절 : 선박의 부력시스템이 용골과 상호작용하도록 설계됨러더 / 헬름 지원 : 선박의 헬름과 러더는 용골에 부착되어있는데 선박의 방향제어에 사용됩니다. 헬름은 용골 주위 장치 조종하여 선박의 방향을 변경\ 러더는 이 작업을 실제 수행합니다.구조적 지원 : 선박의 엔진, 동력시스템, 통신 장비 및 다른 시설 등이 용골에 부착되거나 연결되어 용골이 이들을 안정적으로 지탱하면서 선박기능 보장.참고로 배의 부력 조절 하는 부분에서 물의 흡입/ 배출 관련이 있었습니다만부력 조절 뿐 아니라선박 무게 중심을 위해배 밑바닥이나 좌우에 물을 채우거나 비우면서 배의 균형을 맞추는 역할 도 하는데요.이를 선박 형형수 라 합니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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기어비에 대해서 쉽게 좀 알려주세요.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기어비는두 기어의 이빨 수 또는 회전속도 비율을 나타내는 값입니다.기어비 조정으로 장비의 속도와 힘을 조절 가능하며이는 장비 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.기어비는두 기어 사이 속도비율을 나타내는 중요한 개념으로주로 두 가지 방법으로 표현됩니다.기어의 이빨 수 비율 두 기어의 이빨 수를 비교하여 기어비 산정 가능회전속도 비율구동기어와 구동되는 기어의 회전속도를 비교하여 기어비 계산가능계산방법은 간단하빈다.이빨 수 이용 계산구동기어 이빨 : 20개, 구동되는 기어 이빨 : 40개 일때 기어비는기어비 = 구동기어이빨 / 구동되는 기어 이빨 = 20 / 40 = 0.5이 경우 기어비가 0.5라는 것은구동기어가 한바퀴 회전할 때, 구동되는 쪽 기어는 반바퀴 회전한다는 개념입니다.회전속도를 이용한 계산구동기어 회전속도 : 1000 RPM, 구동되는 기어의 회전속도 : 500 RPM기어비 = 구동기어RPM / 구동되는 기어 RPM = 1000 / 500 = 2이 경우에 기어비가 2 라는 것은구동기어가 2바퀴 회전할 때, 구동되는 기어는 1바퀴 회전한다는 의미입니다.기어비가 1보다 크면구동기어는 구동되는 기어보다 더 많은 회전을 한다는 의미이며이는 속도 증가 와 토크 감소를 의미합니다.반대로기어비가 1 보다 작으면구동기어는 구동되는 기어보다 적은 회전을 하게 되며이는 속도 감소와 토크 증가를 의미합니다.자동차를 예로 들면저속 기어에서는 높은 기어비를 사용하여 더 큰 토크를 제공하고(오르막 같이 힘이 필요한 경우에 저속 기어가 사용되지요)고속 기어에서는 낮은 기어비를 사용하여 더 높은 속도를 제공합니다낮은 기어비의 장단점 이라면장점높은 속도 : 엔진회전당 더많은 바퀴 회전이 가능하여 고속 회전 시 유리연비 향상: 자동차라면 고속주행 시 엔진회전수를 낮추어 연료 소모를 저감가능단점낮은 토크 : 출발 시/ 언덕 통과 시 높은 토크 제공 불가부하 증가 : 엔진에 큰 부하가 걸려 엔진내구성 영향높은 기어비의 장단점장점높은 토크 : 엔진 회전력 강화로 더많은 토크 제공가능가속성능 향상 : 저속에서 가속성능 향상으로 도시주행 등 빈번한 출발/정지 상황에 유리단점속도제한 : 바퀴 회전수 감소로 최대속도가 낮아짐, 고속주행에 불리연비저하 : 엔진 회전수가 높아져 연료소모 증가로 연비 저하.이 같은 내용으로기어비의 간략한 설명 및자동차를 예로 든 상황을 나타내보았습니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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전기차도 중량이 무거우면 연비가 떨어지는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.전기차는 전기로 구동되기에연료소비라는 개념이 아닌 전기량 효율 이란 용어로 사용되며일반적으로 전비 라고 표현됩니다.전비는 일반적으로 kwh 당 주행거리로 해서km / kwh 로 표현하기도 하며kwh / 100 km 로 100km를 주행하는데 소비하는 전력량 으로 표시하기도 하는데요.전비는 차량의 크기, 중량, 기술, 주행조건 등에 따라 달라집니다.당연히 차량 중량이 무거워 지면 전비또한 떨어지는 효과가 날 것입니다.일반적인 모터의 소요동력 계산식을 비교해서 본다면펌프에서의 모터 소요 동력 계산식을 비교해서 이해해볼 수 있겠습니다.Ph(kw) = Q x ρ x g x H = Q x ρ x g x H / (3.6 x 10^6)Q : 유량 (m^3 / hr) , ρ= 유체 밀도 (kg/m3) , g=중력 가속도 (9.81m/s^2) , H= 양정(m)Ph = 펌프 모터 소요동력여기서 차량의 중량이 늘어나는 부분을펌프에서의 양정이 늘어난다고 하는 부분과 비견해서 대입해볼 수 있겠습니다.펌프에서의 양정의 물높이가 그만큼높아서 밀어줘야하는 무게가 늘어난다고 이해하시면 되겠습니다.산술식에서 양정이 늘어남에 따라펌프 모터의 소요동력도 늘어납니다.즉, 그렇게 차량 모터에서의 차량 중량이 늘어나는 부분으로 이해한다면당연히 차량의 모터 소요 동력 또한 증가하므로차량 중량이 늘어남에 따라전비 또한 떨어진다고 비교해서 이해할 수 있겠습니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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dc 모토에 연결된 프로펠러를 회전시켜 생산되는 전류를 측정하고 싶은데요 아두이노로 측정할 수 있다면 코드를 어떻게 짜야 할까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.아두이노 측정 시일반적인 전류측정 소스코드는 #define CURRENT 20void setup() { Serial.begin(9600);} void loop() { float volt = analogRead(A0) * (5.0 / 1024); float current = (volt - 2.5) * (CURRENT / 2); Serial.print("volt: \t"); Serial.print(volt); Serial.print(" current: \t"); Serial.print(current); Serial.println(); delay(100);}로 알고있습니다// CURRENT 의 20 대신 30A 나 5A제품의 경우, 30 또는 5를 적어 주시면 됩니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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자동화기계 설비보전 하는일 괜찮을까요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.스마트머신 유지보수공유압제어전기 시퀀ㅅ 제어기계장비 도면해독HMI 프로그래밍 PLC 프로그램 제어스마트머신 운용 등 가능하다면설비보전 직종엔 어느곳이나 가능하겠는데요.일단 일을 하시다보면어떤 부분이 보완되야 더 나은 곳을 갈 수 있겠다라는소위 말하는 각이 나오는 것이니일단 지켜보시면서 본인 만의 시야를 넓히셔서새로운 길을 도전해 보는 것도 좋습니다.30대 되신듯한데 아직 한창 남았습니다힘 내시고안주해서 매너리즘에만 빠지지만 않으면기회는 항상 열려있으니항상 힘내시길 빕니다.
학문 / 기계공학
24.07.24
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