[2026학년도 1학기 캡스톤디자인]기계11조_집수정 토사 제거 장치 설계를 위한 2D 입자 기반 궤적 시뮬레이션

Abstract

빗물받이 내부에 퇴적된 토사를 제거하기 위한 포크레인형 토사 제거 장치를 설계. 빗물받이는 시간이 지남에 따라 토사, 낙엽, 이물질 등이 쌓이게 되며, 이는 배수 성능 저하와 도로 침수의 원인이 될 수 있다. 기존의 수작업 청소 방식은 작업 공간이 좁고 깊어 작업 효율이 낮으며, 작업자가 오염물이나 이물질에 직접 노출될 수 있다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 제한된 공간 안에서 토사를 굴착, 상승, 배출할 수 있는 소형 기계 장치를 제안하고자 한다. 장치의 기본 구조는 굴착기의 작업 원리를 참고한 포크레인형 3자유도 링크 기구로 설정하였다. 또한 삽의 궤적이 토사 제거에 적합한지 검토하기 위해 2D 입자 기반 시뮬레이션을 활용하였다. 이를 통해 삽의 굴착 및 배출 동작을 비교하고, 토사 제거에 적합한 작업 궤적과 링크 기구의 설계 방향을 제시하는 것을 목표로 한다.