• 제목/요약/키워드: 반발력

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앉은 자세에서 일어서는 동안에 움직임의 속도가 최대 지면반발력에 미치는 영향 (Effect of Speed of Movement on Maximum Ground Reaction Force During the Sit-to-Stand Transfer)

  • 이상협
    • 한국전문물리치료학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.20-29
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    • 1998
  • 연구의 배경 앉은 자세에서 일어서기는 일상생활동작중 흔한 동작중의 하나이다. 노인들을 포함한 많은 환자들은 앉은 자세에서 일어서기에 어려움이 있고 속도가 감소한다. 이 연구의 목적은 다른 두 속도로 앉은 자세에서 일어서는 동작을 실행할 때 최대 지면반발력의 세개의 요소를 비교하는 것이다. 대상자 22명의 건강한 성인 (20-36세)을 대상으로 하였다. 실험방법 앉은 자세에서 일어서기동작 수행중 최대 지면반발력을 측정하기 위하여 힘판을 사용하였다. 대상자들은 메트로놈을 이용하여 각각 느린 속도 (3초: 총 앉은 자세에서 일어서기동작 수행시간)와 빠른 속도(1.5초)에서 앉은 자세에서 일어서기를 수행하였다. 느린 속도와 빠른 속도중 최대 지면반발력을 비교하기 위해 짝비교 t-검정을 사용하였다. 결과 빠른 속도시 최대 지면반발력의 수직(p<0.05), 전-후(p<0.05), 내-외(p<0.05) 요소에서 느린 속도시와 차이가 있었다. 최대 지면반발력의 모든 요소가 움직임의 속도의 증가에 비례하여 증가하였다. 토의 및 결론 빠른 속도의 앉은 자세에서 일어서기를 수행하기 위해서는 최대 지면반발력의 수직, 전-후요소의 추진력이 요구된다. 최대 지면반발력의 내-외요소는 상전방으로 작용하는 모멘트의 증가에 대한 제동력으로 생각된다. 또한, 빠른 속도로 앉은 자세에서 일어서기 동작을 수행하기 위하여 추진력은 일어서는 순간의 모멘트에 대한 지면반발력의 내-외요소에 영향을 미친다. 이라한 결과들은 앉은 자세에서 일어서기 동작에 어려움을 갖는 노인이나 환자들의 노력을 덜기위해 느린 속도의 움직임이 필요함을 제안한다.

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XY 선형 모션 스테이지 시스템의 반발력 보상 기구와 제어 (Mechanism and Control of Reaction Force Compensation of XY Linear Motion Stage System)

  • 조규중;최동수;안형준
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권6호
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    • pp.599-607
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    • 2011
  • 본 논문에서는 별도의 외부 격리 구조물이나 추가 모터가 필요 없는 XY 선형 모션 스테이지를 위한 반발력 보상 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 이동 가능한 마그넷 트랙, 스프링, 추가 질량을 포함한 자체 반발력 보상 구조를 가지고 있으며 이송용 모터 코일과 마그넷 트랙의 상대 위치를 검출할 수 있는 전용 센서를 개발하여 고정밀 추력 및 위치를 제어에 적용하였다. 먼저 반발력 보상 시스템을 모델링하고 모의 시험을 통해 이동 거리, 가속도, 하중, 허용 가능한 장비 크기와 같은 설계 요소를 최적화 하였다. 반발력 보상 시스템이 구비된 XY 모션 스테이지를 제작하였으며, 해당 시스템의 성능을 실험적으로 검증하였다. 실험결과 10m/$s^2$ 가감속 시에 85%의 반발력이 반발력 보상 시스템에 의해 흡수되었다.

무선 센서 네트워크 환경에서 반발력 기반 고-신뢰 데이터 라우팅 기법 (A Repulsive Force based High-Reliable Data Routing Scheme in Wireless Sensor Networks)

  • 성동욱;이윤정;박준호;유재수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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    • pp.171-174
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    • 2011
  • 무선 센서 네트워크를 이용한 응용에서는 데이터 저장 및 처리 기술, 데이터 전송 기술 등과 같은 다양한 기반 기술들이 요구된다. 특히 응용을 실제 환경에 적용하기 위해서는 데이터 보안 기술은 필수적이다. 본 논문은 여러 해킹 기술 중 하나인 스니핑(Sniffing) 공격으로부터 원천적인 방어를 위해 데이터 전송 경로를 위험 요소로부터 물리적으로 회피시키기 위한 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 크기와 방향 정보를 가지는 반발력 이라는 개념을 기반으로 위험 요소의 인근에 위치한 센서 노드들에게 반발력 정보를 설정한다. 데이터 라우팅 과정에서 반발력이 설정된 노드를 지나갈 경우 해당 정보를 이용하여 안전한 경로로 우회 라우팅을 수행한다. 본 논문에서는 제안하는 기법의 효과를 보이기 위해 시뮬레이션을 통한 동작 모습을 보인다.

발 압력 측정계(F-mat과 F-scan system)의 신뢰성과 타당성에 대한 연구 (Intermachine Validity and Reliability of The F-mat and F-scan)

  • 김경;박영한;배성수
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제12권2호
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    • pp.29-37
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 힘판(Force plate)의 지면반발력(Ground reaction force)의 비교에 따라 발압력 측정계(F-메트와 F-스킨)의 상호 기계간의 신뢰성과 타당성을 연구하는 데에 목적을 두고 있으며 정상인과 리스프랑크(Lisfranc) 골절을 가지고 있는 환자를 대상으로 분석 연구하게 되었다. 힘판의 지면 반발력을 기준치로 설정하고 정상인과 환자의 각각 오른발과 왼발의 스텝에 대해 F 메트(F-mat) 와 F 스캔(F-scan) 시스템의 그래픽 비교 모식과 시간에따른 보령분석의 차이에 따라 이 논문에 대한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 F 스킨 시스템의 데이터 분석기인 새로운 버전 3.622와 마이크로 소프트웨어인 엑셀 97을 통해 새 시스템의 힘의 평균치와 그래픽을 통해 비교 분석하게 되었으며 다음과 같은 세가지 결론을 얻을 수 있었다. 첫 번째로 F스캔의 지면 반발력은 힘판과 비교되어질 때 통계학적으로 중요한 차이점을 얻을 수 없을 것이다. 두 번째, F 메트를 위한 지면 반발력 역시 힘판과 비교되어질 때 통계학적으로 중요한 차이점율 얻음 수 없을 것이다. 세 번째로 정상군과 실험군의 지면 반발력에 대해 중요한 차이점이 있을 것이라는 것이 밝혀졌다. 특히 정상군의 대상자는 실험군의 대상자와 비교되어질 때 각 발에 대해 증가된 지면 반발력을 나타내었다. 이상 본 연구에 대해 다음의 결론을 내릴 수가 있었고 기존의 F 스캔 시스템이 임상적으로 많이 쓰여졌지만 F 스캔의 센서에 대해 많은 이견 차이를 보였었다. 한편. F메트 시스템에서 F메트 센서의 일관성에 대해서는 어느 연구 논문도 나오지 않았고 이에 대해 F스캔(F-scan)과 힘판(Force plate)를 상호 비교하여 F메트 시스템에 대한 신뢰성과 타당성을 연구하는데 목적을 두게되었다.

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로봇 발의 접촉 반발력이 무릎 및 힙 관절에 미치는 영향 (Contact Repulsion of Robotic Foot and Its Influence on Knee and Hip Joints)

  • 김병호
    • 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.

영구자석의 반발력을 이용한 자기부상레일의 해석 및 설계 (Analysis and Design of a Magnetic Levitation Rail using the Repulsive Force of Permanent Magnets)

  • 이강원;송창섭
    • 한국자기학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.48-54
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    • 1999
  • 자기부상형 리니어 모터와 비접촉 구동에 의한 크린룸 환경용 물류 운송장치를 개발하기 위하여 접촉 없이 완전하게 부상되는 자기부상레일을 개발하고자 하였다. 영구자석의 같은 극을 마주보게 배치할 때 생성되는 작용력에 의한 부상 특성을 파악하고, 해석을 통하여 외력 변화에 강인하고 부상위치의 변화가 작은 반발부상형 레일을 설계·제작하였다. 개발된 부상 레일은 고정자석 양면에서 서로 반발되게 자석을 배열하여 부상하는 구조로 상호 반발력에 의하여 평형이 이루어지기 때문에 부상체에는 횡력만 작용하게 된다. 부상계에서 발생되는 횡력은 부상체의 부상 중심 위치에 반발력을 이용한 보조자석을 설치하여 제어하고자 하였다.

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안전모 충격 흡수 성능에 관한 분석 (Analysis of collision absorption test on safety helmet)

  • 신운철
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.93-99
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    • 2011
  • 안전모는 낙하, 비례물에 대한 두부를 보호하는 보호구로 낙하물의 충격을 일부 흡수하여 완화시켜주는 기능을 하고 있다. 안전모 충격 흡수 성능으로 최고전달충격력이 있으나 낮을수록 성능이 좋은 것으로 나타나지만 안전모 제조과정에서 얼마 만큼의 충격이 흡수되는지는 알 수 없었다. 이로 인하여 성능 향상을 위한 충격력의 명확한 제어 가능한 성능 향상의 기준을 잡는데 어려움이 있었다. 본 연구에서는 충격량과 연관된 반발계수로 충격흡수 성능의 정도를 찾고자 하였다. 연구 대상은 시중에서 주로 착용되고 있는 ABS 재질의 안전인증 합격품을 대상으로 선정 하였다. 연구 방법으로는 운동량과 충격량의 이론으로 안전모 충격흡수성능 시험장치를 활용하여 인두에 전달된 충격량을 활용하여 충격흡수시의 반발계수를 구하고, 충격을 흡수치 않을 때를 가정하여 추정 충격력 곡선을 유도하고 충격흡수 전의 추정 최고 전달충격력과 반발계수를 구하여 충격흡수의 성능을 나타내었다. 연구결과 국내 안전인증 H사의 안전모의 최고전달충격력은 4100 N 이였고, 충격흡수 성능은 400 N 으로 약 9 %를 흡수되는 것으로 나타났다.

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응집 구조 제어에 의한 세라믹 분말 공정

  • 이해원;김상우;전형우;송휴섭
    • 세라미스트
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    • 제1권1호
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    • pp.28-36
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    • 1998
  • 세라믹 분발의 분산안정성은 입자의 입경 및 형상, 배열형태, 그리고 분산기구에 따라 크게 달라진다. 대체로 입경이 콜로이드 범위내에 존재하면 일반적인 정전반발력이나 입체반발력에 의하여 분산이 가능하지만, 콜로이드 범위를 넘는 조대한 입경을 가지는 분말에서는 진정한 분산안정성을 얻는 것은 불가능하다. 비록 콜로이드 범위에 속히는 입경을 가지더라도 Hamaker 상수가 매우 높거나 기하이방성을 가진 입자가 우선배향성을 가지는 경우에도 마찬가지의 결과를 보여 준다. 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 경우 입자 간 포텐셜 에너지의 절대값이 최소가 되도록 함과 더불어 고분자 흡착층이나 전기이중층의 두께를 조정하여 입지간 평형거리를 조정하여 후속공정에서의 균일성을 유지하는 것이 기능하다. 이와 같은 제한응집은 진정한 의미의 분산안정성을 얻을 수 없는 분말을 구성분말로 하는 단미는 물론 복합재료에서도 활용이 가능하다. 나노 크기의 입경을 가지는 분말에서는 반데르발스 인력은 상대적으로 작지만, 정전반발력도 동시에 작아지기 때문에 에너지 장벽의 높이가 충분하지 않은 경향을 보인다. 따라서, 나노 분말의 분산안정성은 흡착층의 두께가 크지 않는 저분자량의 고분자를 흡착시켜 입체반발력을 부여하는 것이 바람직하다.

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새로운 S-Chain 모델을 이용한 MR 햅틱 시뮬레이터 제어 (Control of MR Haptic Simulator Using Novel S-chain Model)

  • 오종석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.291-297
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    • 2018
  • 의료 현장에서의 최소침습수술(MIS)의 어려움 때문에 시뮬레이터 훈련이 활발히 연구되고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 S-chain모델을 사용하여 가상 장기와 변형과정을 표현하고 반발력 제공이 가능한 햅틱 시뮬레이터를 개발하고자 한다. S-chain알고리즘의 주요 원리는 반발력이 체인 요소의 수에 비례하는 것이며, 대상인 장기의 변형이 클수록 많은 계산시간을 요구한다. 이에 본 연구에서는 계산속도가 개선된 S-chain알고리즘을 회전움직임에 적용하여 제어성능을 평가하였다. 본 연구에서는 자기 점성 점성(MR) 유체를 사용하는 햅틱 마스터 시스템을 제안하고 S-chain모델을 개발한다. 결과적으로, 이 S-chain모델을 사용하여 가상의 장기와 실제 마스터 장치를 결합함으로써 반발력과 수술로봇의 좌표 위치를 서로 전달하는 햅틱 시스템을 구축하여, 햅틱 시뮬레이터의 제어 성능을 실험을 통해 평가하였다.