• 한국지능시스템학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.12-17
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• 2013

본 논문에서는 컴플라이언스 특성의 발을 갖는 이족 로봇의 다리 메커니즘을 제시한 후, 이족 로봇을 위한 전형적인 보행 패턴에서 발의 접촉 반발력과 이것이 무릎과 힙 관절에 미치는 영향을 고찰하고자 한다. 이러한 분석은 보행 로봇이 걸음 동작을 수행할때, 발의 물리적인 접촉력의 영향을 파악하는데 있어서 유용하고, 다리 메커니즘의 관절 사양을 결정하는데 활용될 수 있다. 결과적으로, 로봇 발 메커니즘의 컴플라이언스 특성이 발의 접촉 반발력에 의해 영향을 받는 보행 다리 관절의토오크 특성을 완화시키는데 기여할 수 있음을 보인다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권6호
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• pp.543-550
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• 2001

본 연구에서는 하퇴 절단환자에서 고정형. 단축형, 다축형 인공족관절 장착시 지면반발력과 에너지 소비량을 측정하여 하퇴의지에 대한 생체역학적 평가를 하였다. 실험에는 각각 2명의 남성과 여성 하퇴 절단 환자가 3종류의 의지를 착용하고 참여하였으며. 3차원 보행분석은 7개의 기준점에 대하여 전체 입각기에 대한 지면 반발력의 체중에 대한 비율로 나타내었다. 하퇴의지 에너지 소비량은 피 실험자들이 각각 2km/h, 3km/h 그리고 가장 걷기 편한 속도로 런닝머신 위에서 보행하게 하면서 측정하였다 실험결과는 지면반발력에서 다축형 인공족관절 장착시 추진력과 후진력의 보행특성에 대하여 우위를 보이며, 고정형 인공족관절 장착시에는 보행균형과 무게중심의 이동에 대해 상대적인 우위를 보였다. 에너지 소비량은 2.3km/h 이상의 보행속도에서 단축형 인공족관절 장착시 다른 두 의지에 비해 적은량의 에너지 소비를 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1160-1165
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• 2004

The purpose of this study was to calculate three dimensional angular displacements, moments and joint reaction forces of the ankle joint during the waist pulling, and to assess the ankle joint reaction forces according to different perturbation modes and different levels of perturbation magnitude. Ankle joint model was assumed 3-D ball and socket joint which is capable of three rotational movements. We used 6 cameras, force plate and waist pulling system. Two different waist pulling systems were adopted for forward sway with three magnitudes each. From motion data and ground reaction forces, we could calculate 3-D angular displacements, moments and joint reaction forces during the recovery of postural balance control. From the experiment using falling mass perturbation, joint moments were larger than those from the experiment using air cylinder pulling system with milder perturbation. However, JRF were similar nevertheless the difference in joint moment. From this finding, we could conjecture that the human body employs different strategies to protect joints by decreasing joint reaction forces, like using the joint movement of flexion or extension or compensating joint reaction force with surrounding soft tissues. Therefore, biomechanical analysis of human ankle joint presented in this study is considered useful for understanding balance control and ankle injury mechanism.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.424-433
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• 2019

본 연구는 양발 착지 시 성별에 따른 상해 경험이 무릎과 엉덩관절의 움직임 및 수직 지면반력에 미치는 영향을 분석하는데 목적이 있었다. 20대 남성 20명(상해 경험 8명, 비상해 경험 12명), 여성 20명(상해 경험 11명, 비상해 경험 9명)을 연구대상자로 선정하였다. 높이 45cm 박스에서 양발 착지를 통해 얻어진 운동역학적 변인을 Two-way mixed ANOVA를 실시하였으며, bonferroni adjustment를 이용하여 사후검증 하였다(p<.05). 본 연구결과 상해를 경험한 여성 그룹은 무릎 관절의 외반 및 내측회전 그리고 엉덩관절의 굴곡 및 외측회전 운동을 증가시켜 최대 수직 지면반발력의 감소를 유도할 수 있었던 것으로 판단된다. 상해를 경험하지 않은 여성 그룹의 경우 최대 무릎 굴곡각도가 가장 작게 나타났을 뿐만 아니라 엉덩관절의 굴곡과 외측회전 각도에서 가장 적은 수치를 나타내었고 최대 수직 지면반발력은 가장 높게 나타났다. 반면, 상해를 경험하지 않은 여성 INE 그룹의 경우 IE 그룹에 비해 상대적으로 무릎과 엉덩관절을 활용하지 못함으로서 높은 수직 지면반발력을 나타내었고, 이는 상대적으로 상해 위험성에 많이 노출되어 있음을 의미한다. 따라서 성별에 따른 상해 경험이 무릎과 엉덩관절의 운동과 최대 수직 지면반발력의 크기에 요인들에 영향을 주는 요인들임을 알 수 있었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.301-307
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• 2004

보행 중 각 관절의 모멘트를 계산하기 위한 역동역학 모델을 개발하였다. 모델은 1개의 상체와 3개의 체절로 하지를 구성하였고 3개의 병진 조인트와 12개의 회전조인트로 각 체절을 연결하고 뉴턴-오일러 방법으로 역동역학 해를 구하였다. 입력자료로서의 기구학적 사료는 3차원 동작분석 시스템에서 추출하였고 외력으로서 지면 반발력은 동기화한 힘측정판에서 구했다. 개발된 모델을 이용하여 비대칭 모델이나 질량중심의 이동을 포함한 해석 등 다양한 인체운동 해석이 가능하다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권3호
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• pp.209-215
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• 2003

본 연구에서는 지면반발력에 저항하는 족부관절의 기구학적 특성과 운동학적 특성 사이의 관계를 고찰하는 것을 목적으로 하였다. 관절의 수동탄성모멘트와 각변위는 3대의 카메라와 지면반발력 측정기를 이용한 실험을 통하여 얻어졌다. 최소자승법을 이용하여 관절의 각변위와 모멘트의 상관 관계를 수학적으로 모델링 하였다. 관절의 운동 범위(range of motion)는 중족지절관절(metatarsophalangeal joint)을 제외하고는 5$^{\circ}$~7$^{\circ}$ 값을 보였다. 이 모델을 이용하여 지금까지 일반적인 모션 분석으로부터 측정할 수 없었던 족부관절의 기구학적 데이터를 얻을 수 있다. 더 나아가 이러한 수학적은 보행을 시뮬레이션 하는 생체 역학적 모델과 임상적 평가에도 적용 가능하다.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제8권4호
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• pp.17-29
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• 2001

발목에 대한 유착성 테이핑의 적용은 물리치료 분야와 운동 트레이닝 분야에서의 일반적인 치료 접근 방법이라 할 수 있다. 즉 발목 염좌 같은 손상을 예방하기 위한 방법과 재활의 부가적인 치료 형태로 이용될 수 있는 것이다. 본 연구는 발목의 테이핑과 트레드밀에서의 30분간 보행이 수직 착지 동작 동안 하지의 운동 역학적 요소들에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위해 시행되었다. 14명의 신체 건강한 대상자들 (남:10, 여:4)이 본 연구에 참여하였다. 한발로 서있는 동안 40 cm의 높이로 뛰게 하였다. 가자미근, 전경골근, 안쪽넓은근, 넙다리 두갈래근에 근전도 전극이 부착되었다. 테이핑된 신체 부위로 착지하는 동안 근전도와 힘판(force plate) 자료가 500 Hz의 주파수로 수집되었다. 대상자들의 우세쪽 하지 발목에 테이핑을 하였고, 대상자는 한발로 뛰어 내리는 동작을 반복하였다. 트레드밀에서 30분 동안 발목에 테이핑을 한 채로 보행하였고 이후 한발로 뛰어 내리는 동작을 반복하여 수행하였다. 테이핑을 적용한 상태와 테이핑한 채로 30분 동안 트레드밀에서 걷기 운동을 한 조건에서 수직 지면 반발력의 통계학적으로 유의미한 증가가 있었다. 착지 동안에 네 가지 상황에서의 최대 내측 가속도의 유의한 차이가 있었고, 그 차이는 테이핑 전과 테이핑을 한 채로의 운동 조건에서 유의한 차이가 있었다. 테이핑한 상태에서 가자미근은 접촉되는 착지 순간부터 최대 수직 지면 반발력이 나타나는 동안의 평균 근전도의 수치에 있어서 유의한 감소가 있었다. 반면에 다른 근육들에서는 아무런 변화를 보이지 않았다. 비록 발목 테이핑이 발목 손상의 위험을 줄이는데 효과적이라고 일반적으로 인식되고 있으나 이번 실험의 결과는 30분 동안의 트레드밀에서의 보행 후 테이핑은 발목의 움직임을 제한하는 효과는 있지만 한편으로는 가자미근의 활동을 감소시키는 것을 보여주었다. 따라서 이 연구의 결과는 테이핑을 하면 점프와 착지로 이어지는 동작 중에 발목관절 손상 위험을 증가시킬 가능성이 있음을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.535-540
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• 2015

등판이 기울어지는 사무용 의자에서 등판 회전축 위치를 인체의 엉덩관절에 일치시키면 인체와 등판이 일체화되어 기울어짐으로써 사용성을 향상시킬 수 있다. 그러나 등판 힌지가 외부로 돌출되지 않도록 하기 위해 적용되는 핀인슬롯 조인트에서 기구적인 마찰이 발생해 등을 기울이고 세우는 동안 사용자에 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마찰 정도가 다른 조인트 부품으로서 슬라이더, 롤러 그리고 베어링 세 가지 유형을 적용하고, 등판 기울임 시 대비 복귀 시의 반발력 비율을 측정하였다. 실험 결과 베어링, 롤러, 슬라이더를 적용한 경우 등판 반발력 비율은$[{\pm}SD]$은 각각 $59.7[{\pm}10.3]%$, $47.2[{\pm}13.6]%$, $30.3[{\pm}18.1]%$로 나타나 베어링을 적용할 경우 마찰이 가장 작았다. 그러나 각 부품들은 생산단가 측면에서 차이를 보이기 때문에 부품 선정 시 마찰감소 성능뿐만 아니라 사용자의 주관적인 만족도를 함께 고려할 수 있음을 제시하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권3호
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• pp.509-515
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• 2020

본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구는 최근 1년간 하지 근골격계 병력이 없는 성인 남성 19명과 여성 8명이 연구대상자로 참여하였다. 딥 스쿼드 시 발목 관절 유연성과 하지 관절의 운동역학적 요인들과 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수(pearson's correlation coefficient)를 이용하였고(SPSS 24.0, Armonk, NY, USA), 통계적으로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기분석(simple regression analysis)을 실시하였으며, 유의 수준은 .05로 설정하였다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력을 결정하는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권5호
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• pp.197-204
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• 2005

In this study, ground reaction force(GRF), absolute symmetry index(ASI) and coefficient of variation(CV) of fixed, single-axis and multi-axis prosthetic ankle assemblies were investigated to show the biomechanical evaluation for above knee amputees. In the experiments, 37 normal male volunteers, two male and two female AK amputees were tested with fixed, single-axis and multi-axis prosthetic ankle assembly. A gait analysis was carried out to derive the ratio of GRF to weight as the percentage of total stance phase for ten points. The results showed that fixed-axis ankle was superior to the other two ankle assemblies for the characteristic of forwarding and breaking forces. Multi-axis ankle was relatively superior to the other two ankle assemblies for gait balancing and movement of the center for mass. single-axis ankle was relatively superior to the other two ankle assemblies for CV and ASI of GRF.