비탈오르기 자동차 term project

본문내용

급할 것)
다. 제작의 상세과정에 해당하는 사진 첨부
*자동차 구동에 대한 원리 탐색과 핵심요소 정리를 위해 Prototype 제작
ㆍ동력축 설계 및 실험
-전동 모터를 직접 바퀴에 연결하는 방식과 기어를 사용하는 방식 두가지를 구상
-전동 모터를 지접 바퀴에 연결한 경우 힘의 이득을 얻을 수 없으므로 폴리와 고무밴드(벨트전동장치)를 사용하기로 결정
-전동 모터가 각각 앞, 뒤바퀴를 구동시키는 4륜 구동형으로 설계
ㆍ차체는 HDD케이스를 사용, 차축에는 나무막대(원통형), 바퀴에는 스티로폼을 사용
ㆍPrototype 제작 및 측정
*개선점 도출
ㆍ차체의 재질 개선
-차체의 재질을 개선하기위해 ①무게, ②내구성, ③폐품여부, ④제작난이도를 고려
-금속, 목재의 경우 ②내구성, ③폐품여부는 만족하나, ①무게, ④제작난이도 불만족
-플라스틱의 경우 ①무게, ②내구성, ③폐품여부를 만족하나, ④제작난이도 불만족
-스티로폼의 ①무게, ③폐품여부, ④제작난이도 만족, ②내구성 불만족
--> 내구성이 조금 약하지만 다른 항목들을 만족하는 스티로폼으로 결정
ㆍ바퀴의 마찰력 개선
-바퀴 포면에 글루건 작업: 마찰력은 어느정도 있으나 바퀴 표면이 고르지 못해 안정성 및 직진성 이 떨어짐
-고무 밴드 : 마찰력이 높고, 안정성 및 직진성이 뛰어남
ㆍ자동차의 속도 개선
-바퀴의 반지름을 크게 함으로써 속도 향상
*개선된 모델 제작
ㆍ차체의 미학적 개선
- 차체의 덮개 제작함.
*완성된 모델 제작
(4) 시험 및 평가
가. 결과물의 시험 결과를 그래프와 도표로 정리
나. 제품의 견고성과 수명 검사
비탈오르기 자동차의 주재료가 스티로폼이므로 마모성, 내화성, 화학약품등에 약한 특성을 지니며, 특히 큰 충격에 조심해야한다. 이런 부분들에 많은 주의와 관심을 가진다면 비탈오르기 자동차의 수명은 지속될 것이다.
(5) 팀활동 소개
가. 팀원들의 역할분담 내역 및 실행사항, 기여도에 관한 표 작성
비 고
헬기 설계 및 제작
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실험데이터 작성
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실험데이터 정리
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보고서 작성
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PPT 자료 준비
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PPT 자료 발표
○
기여도
40%
30%
30%
나. Special Acknowledgment: @@조 000 학생의 XXX에 관한 도움에 감사드림 (필요시 기재)
다. 회의록은 부록에 첨부
3. 설계결과 및 결론
(1) 설계결과
이번 비탈 오르기 자동차 설계는 제한된 조건 하에서 최대한 가파른 비탈을 오르는 것이 목표였다. 먼저 출력을 높이기 위해 전지를 직렬로 연결하였고, 벨트 전동장치를 이용하여 제한된 모터출력에도 불구하고 바퀴쪽에 더 큰 돌림힘을 줄 수 있도록 풀리부분의 반지름을 모터의 정류자보다 크게 설계하였다. 이를 바탕으로 차체는 HDD케이스를 사용, 차축에는 나무막대(원통형), 바퀴는 반지름이 1.5cm인 스티로폼을 사용하고, 전동 모터가 각각 앞, 뒤바퀴를 구동시키는 4륜 구동형으로 Pototype을 제작 및 시험을 하였다. 첫 시험에서 평지는 잘갔으나, 1단계도 올라가지 못하고 바퀴가 헛돌았다. 이를 개선하기 위해 먼저 바퀴의 재질에 대해서 논의해 보았다. 바퀴에 글루건을 쏴서 입히는 방안과 고무줄을 감는 방안 2가지가 나왔는데, 글루건을 쏘는 경우 2단계를 올라갔고, 고무줄을 감은 경우 3단계를 올라갔다. 글구건을 쏘는 경우 바퀴면이 불규칙해 안정성이 떨어지는 단점이 있었고, 마찰계수도 고무줄에 비해 떨어지기 때문에 고무줄을 감는 것으로 결정하였다. 다음으로 운동에너지를 높이기 위해 자동차의 속도를 높이는 방안에 대하여 논의하였다. 그 결과 바퀴의 반지름을 크게하여 속도를 향상시키는 방안을 채택하였고, 바퀴 반지름을 4cm로 설계를 하였다. 차체의 재질을 개선하기위해 ①무게, ②내구성, ③폐품여부, ④제작난이도를 고려하여 스티로폼으로 제작하기로 결정하였고, 무게중심을 맞추기 위해 차체의 중심을 기준으로 동력장치 및 구동부를 대칭적으로 배치하여 무게중심을 차체 중앙에 오도록 설계하였다. 위 사항을 적용하여 개선된 모델을 제작하여 시험한 결과 4단계까지 올라갈 수 있었고, 건전지를 새것으로 바꿨을 경우 최종적으로 9단계 까지 올라갈 수 있었다.
(2) 결론
이번 설계를 통해 비탈 오르기 자동차 제작 시 다음 사항이 중요하다는 것을 알게 되었다.
① 재료를 가벼운 것을 사용하여 더 빠른 속력을 낼 수 있게 하여 운동에너지를 향상시킨다.
② 바퀴의 반지름을 크게 하여 동일한 각속도 상에서 더 큰 선속도를 이끌어 내어 운동에너지를 향상시킨다.
③ 벨트 전동장치를 이용해 돌림힘을 향상시킨다.
④ 전지를 직렬연결하여 모터의 출력을 높인다.
⑤ 바퀴의 재질을 고무밴드와 같이 마찰계수가 큰 것을 사용하여 비탈길을 오를 수 있는 충분한 마찰력을 가져야 한다.
위 5가지 사항을 모두 고려하여 비탈 오르기 자동차를 제작하였고, 그 결과 9단계까지 올라갈 수 있는 자동차를 만들 수 있었다.
4. 참고문헌
http://blog.naver.com/harrymschae?Redirect=Log&logNo=90081254275
http://blog.naver.com/karismaree?Redirect=Log&logNo=120026254412
http://blog.daum.net/yiyunki/16111143
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%95%EC%A7%80_%EB%A7%88%EC%B0%B0%EB%A0%A5
D. Halliday-R. Resnick-J. Walker 원저 일반물리학 범한서적(8판) 2009
http://kimposi.com.ne.kr/2005_2/2_2_2.htm
네이버 백과 사전
위키드 백과 사전
http://blog.naver.com/john5297?Redirect=Log&logNo=80106627837
http://blog.naver.com/jy7191?Redirect=Log&logNo=110087213241
5. 부록
- 과제에 사용된 재료의 목록 및 사양
스티로폼, 나무막대(원형), 모터 2개, 건전지 4개, 전지소켓 2개, 스위치1개
- 최종 설계도 및 결과물의 사진
- 회의록 (순서에 맞춰 일자별로 정리)

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비탈오르기,   자동차,   term project