한국융합학회논문지 (Journal of the Korea Convergence Society)

  • 제8권9호
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  • Pages.365-372
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  • 2017
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  • 2233-4890(pISSN)
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  • 2713-6353(eISSN)
한국융합학회 (Korea Convergence Society)
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스쿼트운동장치의 풋플레이트 구조해석에 관한 연구

A Study of Structural Analysis Simulation for Squat Exercise Foot Plate

  • 정병균 (서영대학교 임상병리과) ;
  • 김지원 (남부대학교 물리치료학과) ;
  • 정병호 (남부대학교 자동차공학부)
  • 투고 : 2017.08.08
  • 심사 : 2017.09.20
  • 발행 : 2017.09.28
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초록

스쿼트운동은 운동방법과 자세에 대한 이론적 근거 및 동작에 대한 기준 확립을 통해 안전하고 효과적으로 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동 중의 하나이다. 그러나 바르지 못한 운동에 의한 부작용과 그에 대한 과학적 대응방안에 대한 연구와 운동모형의 개발 또한 필요하다. 스쿼트운동을 위한 풋플레이트를 설계하기 위한 구조해석의 주안점은 동적 거동을 단순화하여 구분 동작으로 모델링을 수행한다. 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트 바닥면에 위치한 로드셀의 한계 하중으로 인한 구조적 안전성 여부를 변형율과 응력의 크기를 산출함으로써 구조의 안정성과 이로 인한 운동기구의 설계방법을 제시한다. 이러한 스쿼트운동에 따른 세그먼트별 모델링과 지면반발력에 대응한 역학적 시뮬레이션 분석, 그리고 하중해석을 통한 운동역학분석의 결과를 통해 프리웨이트운동을 지원하는 운동보조장치, VR, 등의 기구에 적용하여 관련 시스템설계를 완성할 수 있다. 본 논문에서는 스쿼트운동 기구에 활용되는 풋플레이트의 설계 시에 인가되는 수직하중분포에 대한 설계방법을 제시하고 이러한 결과를 토대로 보다 안전하고 신뢰성 높은 운동보조기구시스템의 설계 및 제작기술을 제시하였다.

Squat exercise is one of the important free weight exercises that can safely and effectively expect the athletic performance by establishing the rationale. Therefore, it is necessary to study the side effects caused by incorrect exercise, scientific countermeasures and to develop a exercise estimation model. It is effective and accurate to use a variety of assistive devices to calibrate athletic posture. The issues of the structural analysis for designing a foot plate for squat exercise is to model the behavior by the dynamic behavior. It should be consider that the center of gravity of each segmented body is different when the maximum load is applied. It is applied to complete system design through simulation method with kinematic dynamic, ground reaction force and load analysis for the free weight exercise equipment, VR device, and safety foot plate. In this paper, the authors propose the design method for the vertical load distribution applied in the design of the foot plate used for the squat exercise mechanism, and based on these results, design make the more safe and reliable free weight exercise equipment system.

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참고문헌

  1. M. S. Kim, "The Effect of the Squat Exercise by Different Baseform on Balance Ability Enhancement in Normal Adult", J. of the Korean Society of Integrative Medicine, Vol. 1, No. 3, pp. 63-78, 2013, https://doi.org/10.15268/ksim.2013.1.3.063
  2. Brad J. Schoenfeld, "Squatting Kinematics and Kinetics and Their Application to Exercise Performance", J. of Strength and Conditioning Research, Vol. 24, pp. 3497-3506, 2010. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e3181bac2d7
  3. Nicholas Soleyn, "Starting Strength- Analyzing the Squat", StartStrength.com, 2013.
  4. J. H. Lee, "Study on Convergence Technique through Structural Analysis due to the Height of the Walker", J. of the Korea Convergence Society, Vol. 6, NO. 2, pp.19-24, 2015. https://doi.org/10.15207/JKCS.2015.6.2.019
  5. James C. Walsh, "Three-dimensional Motion Analysis of the Lumbar Spine During "ree Squat" Weight Lift Training", The American J. of Sports Medicine, Vol. 35, No. 6, pp. 927-932, 2007. https://doi.org/10.1177/0363546506298276
  6. Mohd Fadzil Abu Hassan, "SQUAT EXERCISE ABNORMALITY DETECTION BY ANALYZING JOINT ANGLE FOR KNEE OSTEOARTHRITIS REHABILITATION", J. Teknologi (Sciences & Engineering) 72:1, pp. 1-6, 2015.
  7. S. Futamure, "Dynamically consistent inverse kinematics framework using optimizations for human motion analysis," 2016 IEEE-RAS 16th International Conference on Humanoid Robots (Humanoids), Cancun, pp. 436-441, 2016.
  8. S. H. Cho, "A Effect of the Squat Convergence Exercise Among Knee Joint Angle on Quadricpes Strength in the Patients With Patellofemoral Pain Syndrome", J. of the Korea Convergence Society, Vol. 7, No. 2, pp. 43-52, 2016. https://doi.org/10.15207/JKCS.2016.7.2.043
  9. M. S. Kim, "Bioelectrical Impedance Analysis of Multi-frequency using Portable Small Impedance Measuring System", J. of the Korea Convergence Society, Vol. 8, No. 2, pp. 121-126, 2017. https://doi.org/10.15207/JKCS.2017.8.2.121
  10. Pocock, G. "Electromyographic study of the quadriceps during resistance exercise", American Physical Therapy Association Journal, Vol. 43, pp. 427-434, 1963.
  11. Dale RB, "The effect of visual perturbation upon femoral acceleration during the single and bilateral squat.", Phys Ther Sport. 20;27: pp. 24-28, 2017.
  12. Dutta, T. "Evaluation of the Kinect sensor for 3-D kinematic measurement in the workplace", Applied Ergonomics, 43(4), 645-649, 2012. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2011.09.011
  13. Han, J., "Enhanced computer vision with Microsoft Kinect sensor: A review", IEEE Transactions on Cybernetics, 43(5), pp. 1318- 1334, 2013. https://doi.org/10.1109/TCYB.2013.2265378
  14. Luiz Radavelli, "A COMPARATIVE STUDY OF THE KINEMATICS OF ROBOTS MANIPULATORS BY DENAVITHARTENBERG AND DUAL QUATERNION", Mecanica Computacional Vol. XXXI, pp. 2833-2848, 2012.