Design of Backrest and Seat Pan of Chairs on the Basis of Haptics-Aided Design Method

The feeling that is evoked when products are handled has become increasingly important in the design of products primarily used by humans. In the traditional product design process, prototypes are built several times in order to evaluate the feeling evoked during use. However, these design processes can be optimized by adopting a haptic simulator that can serve as a prototype. The design method based on the use of the haptic simulator is called haptics-aided design (HAD), which is the main subject of this paper. Here, a new HAD method that can be effectively used to design a custom-made chair is proposed. A haptic simulator, which is composed of a haptic chair and an intuitive graphical user interface, was developed. The simulator can adjust the impedance of the backrest and seat pan of a chair in real time. The haptic chair was used instead of real prototypes in order to evaluate the comfort of the initially designed seat pan and backrest on the basis of their stiffness and damping values. It was shown that the HAD method can be effectively used to design a custom-made chair and can be extended to other product design processes.

햅틱 보조 설계 기법에 기반한 의자의 등판 및 좌판의 설계

인간 중심 제품의 개발을 위해서는 사용자가 제품을 사용하며 느끼는 사용감이 중요하다. 기존의 제품 개발 방법은 제품의 사용감을 평가하기 위해서 반드시 시제품을 제작하여야 하는 불편함이 있었다. 이러한 제품 개발 과정은 시제품을 햅틱 시뮬레이터로 대체함으로써 단순화할 수 있으며, 이러한 제품개발 방법을 햅틱보조설계 기법(Haptic-Aided Design, HAD)라고 한다. 본 논문은 맞춤형 의자의 제작에 효율적으로 사용될 수 있는 새로운 HAD 기법을 제안하였다. 햅틱의자와 직관적인 유저 인터페이스로 구성된 햅틱 시뮬레이터를 개발하였으며, 이를 이용하여 실시간으로 의자의 등판과 좌판의 임피던스를 조절하였다. 시제품을 대신하여 햅틱의자를 사용하여, 설계 초기에 설정된 의자의 등판과 좌판의 강성과 감쇠에 대한 안락감 평가를 실시하였다. 이를 통하여, 제안된 HAD 기법이 맞춤형 의자의 개발에 효율적으로 적용될 수 있고, 다른 제품의 개발에도 확장될 수 있다는 것을 보였다.