• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.529-536
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• 2013

Most serious stroke patients have the paralysis on their wrists, and can't use their hands freely. But their wrists can be recovered by rehabilitation exercises. Recently, professional rehabilitation therapeutists help stroke patients exercise their wrists in hospital. But it is difficult for them to rehabilitate their wrists, because the therapeutists are much less than stroke patients in number. Therefore, the wrist twist-exercise rehabilitation robot that can measure the twist force of the patients' wrists is needed and developed. In this paper, the six-axis force/moment sensor was designed appropriately for the robot. As a test result, the interference error of the six-axis force/moment sensor was less than 0.85%. It is thought that the sensor can be used to measure the wrist twist force of the patient.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 합동 추계학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.461-464
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• 2001

본 연구에서는 생체 임피던스를 이용하여 3채널 상지(upper arm) 운동 분석 시스템을 제작하였다. 각 채널은 상지의 외전(supination)과 내전(pronation), 팔꿈치(elbow)의 폄과 굽힘, 손목(wrist)의 평과 굽힘에 따른 각 관절의 임피던스 변화를 얻을 수 있도록 설계되었다. 상체 임피던스는 전극의 부착위치에 의존하므로 정밀한 감지를 위해 상지 운동에 대한 임피던스의 변화와 각도계(goniometer)의 각도 변화와의 상관관계를 통하여 상관 관계가 높고, 변화량이 가장 크고 다른 관절의 움직임에 따른 영향이 최소인 곳을 찾아 이를 최적의 전극 위치로 정하였다. 그리고, 선정된 최적의 전극 위치에서 임피던스 변화를 얻어 상지 운동을 분석해 보았다. 최적의 전극 위치에서 손목과 팔꿈치의 각도 변화와 임피던스 변화의 상관 계수는 각각 0.94, -0.97로 아주 높은 상관 관계를 보였다. 또한 이전의 다른 연구에서 임피던스 방법으로 구현해 본적이 없는 팔의 회전(rotation)도 분석이 가능하였다. 이 시스템은 피검자의 동작에 거의 제한을 주지 않고, 가벼우며, 장시간 측정이 용이할 뿐만 아니라 시스템 구성이 영상 분석기에 비해서 단순하다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 제안하는 방법은 재활과 생체역학, 로봇의 원격 제어, 그리고 가상 현실에서의 동작 구현 등에 활용 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.259-278
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• 2002

본 연구에서는 볼 구질의 변화에 따른 스윙 동작의 운동학적인 변인을 3차원적으로 비교 분석하여 스윙 동작의 운동역학적인 원리를 제시하며, 볼 구질이 다른 스윙 동작의 차이점을 밝히는 데 목적이 있으며, 프로골퍼로 경력 3년 이상의 남자 선수 7명을 대상으로 스트레이트 성공, 페이드 성공과 실패로 구분하여 골프 스윙의 운동학적 변인들을 과학적으로 제시하기 위해 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 페이드 성공시에는 임팩트를 지나서도 계속 손목의 각도가 근소한 차이로 줄어드는 것으로 나타났고 실패시에는 각 프레임의 각도가 규칙적으로 변하지 않게 나타났다. 이는 스트레이트 성공과 페이드 성공에 대한 손목각도의 차이가 영향을 미치는 것으로 나타나 다른 요인과 손목각도와의 관계를 분석하는 것이 필요하다고 하겠다. 페이드 실패의 경우는 임팩트시의 몸통 비틀림각도가 성공때 보다 작아지면서 클럽헤드가 오픈되지 못한 것으로 나타났다. 골프스윙의 형태의 변화로 인하여 어깨관절의 회전력을 더 많이 사용하여 파워을 증진시키기 위한 동작이며, 골프 스윙에서 어깨회전 운동은 축을 중심으로 회전하기 때문에 어깨회전각도의 차이는 없는 것으로 나타났다. 스트레이트 성공시 보다 페이드 성공시에 고관절의 회전각도가 점진적으로 일정하게 각이 커졌다. 이는 고관절의 회전을 더 크게 하여 지연히팅을 보다 자연스럽게 한 것으로 나타났다. 페이드 볼 구사시 임팩트 존에서 클럽의 페이스가 닫히는 것과 팔의 자연스러운 롤링 동작을 억제시키는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 구질 변화에 따른 골프 스윙 동작을 스트레이트 성공, 페이드 성공과 실패시로 구분하여 운동학적 변인들을 3차원 동작 분석을 통하여 경기력 향사에 도움이 되고자 하였으며 앞으로 많은 연구자들이 각 종목에 있어서 경기력 향상을 위한 역학적인 분석이 계속 진행되어져야 할 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.189-199
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• 2004

기계식 마스터-슬레이브 매니퓰레이터의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 차세대관리 공정장치 원격 유지보수용 천정이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시스템을 개발하고 있다. 서보 매니퓰레이터는 핫셀 내 천정이동 브릿지(bridge)에 부착되는 슬레이브 매니퓰레이터와 핫셀 밖 운전지 역에 설치되는 마스터 매니퓰레이터로 구성된다. 각각의 매니퓰레이터는 몸체 회전, 상부 팔 틸트(tilt), 하부 팔 틸트, 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트(pan & tilt) 및 잡는 운동(grasp motion)의 7 자유도를 갖는다. 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트 및 잡는 운동은 매니퓰레이터의 무게에 비해 취급 용량을 크게 하고, 마찰을 작게 하기 위하여 와이어 구동 메카니즘을 채택하였다. 그러나, 와이어 구동 메카니즘은 한 축이 움직일 때 다른 축도 영향을 받을 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 극복하기 위해 와이어 구동 링크(link) 사이의 전달 특성을 수식화 하였다. 와이어구동 링크들간의 전달특성 분석 및 실험을 통해서 이들의 기대하지 않은 동작 특성을 확인하였다. 또한, 제안한 보상식을 통해서 기대하지 않은 동작을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1391-1398
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• 2011

본 논문은 장비의 동작분석기법을 이용하여 운전자가 핸들을 돌릴 때 팔의 관절 운동에 대한 생체역학적 해석을 수행하였다. 모형 운전석에서 운전자가 핸들을 돌릴 때 모션 캡쳐(motion capture) 시스템을 이용하여 팔의 3차원 운동궤적을 구하고, 이 결과를 이용하여 팔의 근-골격계 모델에 대한 역기구학 해석과 역동역학 해석을 수행함으로써 팔 관절의 변위와 관절 토크의 크기를 계산하였다. 각 관절의 회전 운동은 동시에 복합적으로 발생하며, 관절 운동의 크기의 관점에서 팔꿈치 관절의 회내-회외, 어깨 관절의 내전-외전, 굴곡-신전, 손목 관절의 굴곡-신전 등이 주요한 운동임을 확인할 수 있었다. 모형 운전석의 운전 자세, 핸들의 각도 및 좌석에 대한 상대적 위치와 관련된 설계변수에 대한 관절운동의 민감도 해석을 통하여 운전 자세와 핸들의 위치가 조향 동작에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.959-965
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• 1986

본 논문에서는 모듀울 로봇은 공장 자동화를 달성하기 위한 경제적인 방법으 로 기대되고 있다. 모듀울 로봇을 구성하는 모듀울을 개발 설계하기 위해서는 먼저 유용한 로봇을 기본 구조를 연구하여야 한다. 일반적으로 로봇의 처음 3개의 관절은 로봇 손의 위치를 결정하는 데 쓰이고 나머지 관절은 로(positional maneuverability matrix)과 방향기동행열로 구성됨음을 보이고, 가분성(separability)의 조건을 제시하 였다.또한 희전관절이나 미끄름관절로 이루어진 3자유도 로봇 팔의 3차원 공간에서 의 기본형태는 12개임을 밝히고, 3자유도 손목이 3개 방향을 완전히 조정할 수 있기 위해서는 3개의 회전관절축이 서로 직교하여야 함을 보였다.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.381-392
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• 2002

본 연구는 볼링의 운동학적 변인들을 규명하고 변인들간의 관계를 분석하여 볼링의 운동학적 변인들에 대한 주요인 구조를 파악할 뿐 아니라 나아가 본 연구를 통하여 볼링 지도자와 볼러들에게 경기력 향상에 관한 유익한 자료를 제공하고자 한다. 볼링의 운동학적 변인을 분석하고 변인들간의 관계 및 중요 요인을 분석함으로써 볼러들과 지도자들에게 유익한 자료를 제공하기 위해 시도되었으며 프로 1명, 국가대표 2명, 일반 볼러 6명으로 선정하였으며 분석시 방향의 일치성을 위해 모두 오른손잡이로 선정하였다. 스트라이크 포켓 존(1-3번핀 사이)에 볼이 진입된 시기만을 선택하였으며 선택된 시기 가운데 스트라이크가 발생된 3회의 시기와 스트라이크가 발생되지 않는 3회의 시기로 총 54회의 시기 가운데 2회의 시기를 제외하고 52회의 시기를 선택하여 분석하였다. 볼링의 운동학적 변인들의 집단간 차이를 보기위한 t-test결과 x1(오른쪽 어깨 위치), x2(볼중심 위치), x8(볼의 회전수), x9(손끝 위치), x10(손등위치), x11(손끝 속도), x12(손등 속도), x13(손등 각도)는 집단간 유의한 차이가 나타났지만, x3(오른쪽 어깨 속도), x5(오른쪽 손목 각도), x6(오른쪽 어깨 각도), x7(소요시간)은 집단간 유의한 차이가 나타나지 않았다. x8(볼의 회전수)의 경우 우수집단이 $12.25{\pm}0.90$, 비우수집단이 $8.39{\pm}1.88$로 집단간 평균차는 3.86이며 p<.001수준에서 t = 7.48로 유의한 차이가 나타났다. 요인점수는 관측대상이 각 변수에 대해 회답한 결과를 요인별 가중치를 이용하여 요인 공간상의 점수로 변환시켜 연구자가 각 관측대상의 요인 공간상의 위치를 파악할 수 있게 해준다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제23권1호
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• pp.32-42
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• 2005

목적 : 본 연구의 목적은 유방암 치료 후 상지의 림프부종, 어깨관절 운동범위 감소, 주관적 증상과 이에 영향을 미치는 변수를 파악하기 위함이다. 대상 및 방법 : 본 대학 병원에서 유방암 진단을 받고 수술 또는 수술 후 방사선치료 및 항암치료를 받은 환자 159 명을 대상으로 림프부종 정도와 어깨관절 운동범위를 측정하였고, 질문지를 이용하여 주관적 증상을 측정하였다. 대상 환자의 $47.2\%$인 75명이 40대였으며 89의 환자가 병기 I 또는 II 이었다. 결과 : 림프부종(건측과 환측의 차이가 2 cm 이상)은 52명($32.7\%$)의 환자에서 발생하였다. 이 중 상지 하부 림프부종은 3명, 상지 상부 림프부종은 34명에서 발생하였으며 상지 상부와 하부 모두 림프부종이 발생한 경우는 15명이었다. 각 부위별 발생 빈도는 손목으로부터 10 cm 지점에서 $6.3\%$, 20 cm 지점에서 $10.7\%$, 30 cm 지점에서 $22.6\%$, 40 cm 지점에서 $23.3\%$이었다. 어깨관절 운동범위 감소(건측과 환측의 차이가 $20^{\circ}$ 이상)의 빈도는 굴곡에서 $37.2\%$, 외전에서 $37.7\%$, 내회전에서 $48.4\%$, 외회전에서 $24.5\%$이었다. 이 중 내회전의 경우 정상운동범위의 $50\%$ 이상 감소되는 경우도 흔하였다. 주관적 증상으로 통증 호소가 $63.5\%$, 팔을 움직이기 힘들다고 하는 경우가 $48.4\%$, 팔저림 호소가 $59.8\%$, 뻣뻣함(stiffness) 호소가 $69.2\%$이었다. 특히 림프부종이 없는 108명의 환자 중 65명($61.1\%$)이 통증을 호소하였다. 림프부종의 발생과 유의한 관계가 있는 요인으로는 연령, 체질량지수(BMI), 치료방법 및 수술 후 경과 기간이 있었고, 어깨관절 운동범위 감소의 경우 치료방법과 수술 후 경과기간이었다. 주관적 증상의 경우는 치료방법과 수술 후 경과기간 그리고 항암화학요법 종류가 유의한 관계가 있는 요인이었다. 다변량분석 결과 체질량지수(BMI)와 수술 후 경과기간이 림프부종에 영향을 미치는 유의한 변수인 것으로 나타났다. 결론 : 림프부종은 수술 후 기간이 경과되어도 계속 진행되며 특히 체질량지수가 유의한 요인으로 확인되어 지속적인 체중관리를 포함한 예방대책이 필요하다. 그리고 어깨관절 운동범위의 감소도 환자의 약 1/3에서 발생하였으며 특히 굴곡, 외전, 내회전 운동범위의 감소가 빈번하였고 내회전의 경우 그 정도가 심하였으며 이를 근거로 한 치료 후 재활관리 프로그램이 환자에게 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.91-107
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• 2002

이 연구는 배드민턴 경기기술 중 클리어에 대한 연구 대부분 경기분석 및 타법사용에 대한 연구에 국한되어 있어 여자중학생 배드민턴 선수를 대상으로 하이클리어 동작을 운동학적 변인으로 측정 분석하였다. 이 연구의 대상자는 충청북도에 위치한 C여자중학교 배드민턴 선수 4명이었으며, 동작의 분석 범위는 준비자세에서 동작의 시작순간, 라켓이 최대로 백 스윙 된 순간, 라켓과 셔틀콕이 임팩트 되는 순간, 임팩트 이후의 마무리 스윙동작까지로 단계별 동작을 설정하였다. 여자중학생 하이클리어 동작을 운동학적으로 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 피험자 대부분 백 스윙 단계에서 어깨 및 팔꿈치 관절을 충분히 회전하지 못한 것으로 나타났고, 특정 관절 부분에만 좋은 동작을 나타내 관절의 협용동작이 떨어지는 것으로 보였다. 피험자 S1과 S2가 임팩트 단계에서 어깨 및 팔꿈치 관절은 크게 천천히 스윙하다가 오른 손목관절 및 라켓헤드의 속도는 빠르게 나타나 다른 피험자 보다 관절의 협웅동작이 잘 이루어진 것으로 나타났다. 피험자 모두 성장기에 있는 학생으로서 관절의 유연성에 기인하여 오른 어깨각도 변화는 큰 각도를 보였고 각속도는 피험자 S3이 다른 피험자 보다 기술적 차이를 보여 개선될 점으로 나타났다. 피험자 모두 오른 팔꿈치 각도 변화는 비슷한 양상을 보였고 각속도에서 피험자 S2는 백 스윙단계부터 임팩트 시 심한 굴곡의 형태를 보여 힘을 효과적으로 사용하지 못한 것으로 나타났다. 피험자 모두 오른 손목각도의 변화는 백 스윙 직후 큰 각도를 이루지 못하고 임팩트 직후 손목의 빠른 굴곡이 형성되지 못하여 셔틀콕의 속도가 감속될 것으로 나타났다. 그러나 각속도는 피험자 S1과 S4는 임팩트 시 음(-)의 각속도 값을 보여 강한 스냅을 이용하고 빠르게 움직이고 있다고 볼 수 있다. 피험자 모두 임팩트 시 무릎각도의 크기는 큰 각도를 이룬 반면 고관절 각도는 작은 각도를 보여 무릎관절과 고관절과의 합성동작인 강한 허리힘을 이용하지 못한 것으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.789-796
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• 2019

본 연구는 엘리트 골프 선수와 초보자들의 퍼팅 동작에 따른 운동학적 변인을 비교하는 것에 그 목적이 있다. 대학 엘리트 골프 선수 23명과 초보자 19명이 참여하였으며, 퍼팅 시 운동학적 변인을 수집하기 위해 SAM Putt을 이용하였다. 산출된 자료는 Two-way Mixed ANOVA를 통해 주효과와 상호작용효과를 실시하였고, 사후검증은 student t-test로 분석하였다. 통계적 유의수준은 .05로 설정하였다. 퍼터헤드의 회전 각도 결과 follow-through에서 통계적 유의한 차이를 보였으며, 그룹간과 거리간의 주효과를 보였다. Impact, backswing, 그리고 loft angle에서 통계적 유의한 차이를 보였으며, 그룹간의 주효과를 보였다. 백스윙 리듬 및 임팩트 타이밍 결과, 통계적 유의한 차이를 보였으며, 그룹간의 주효과를 보였다. 그러므로 초보자들은 퍼팅 스트로크 시 손목의 움직임을 최소화시키고, 퍼팅 스트로크 리듬과 타이밍을 일정하게 유지하는 것이 퍼팅 능력을 향상시키는데 도움이 될 것으로 생각된다.