• 제목/요약/키워드: 지면반발력

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인체 족부관절의 각변위와 모멘트의 상관관계 (Correlation Between Joint Angular Displacement and Moment in the Human Foot)

  • 김시열;신성휴;황지혜;최현기
    • 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.

팔 흔들기가 정상인의 보행에 미치는 영향 (The Effect of Arm Swing on Gait in Healthy Adults)

  • 정화수;최수희;박선자;오혜진;조화영
    • 디지털융복합연구
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    • 제12권11호
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    • pp.451-459
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    • 2014
  • 본 연구는 정상 성인의 팔 흔들기 종류에 따른 보행 시 운동역학적인 변화를 알아보기 위해서 실시하였다. 정상 성인 대학생 45명을 대상으로 정상 팔 흔들기, 한 팔 흔들기, 두 팔 움직임 없음 보행, 인위적인 팔 흔들기의 4가지 팔 흔들기 종류에 따라 실험을 진행하였다. 이들의 운동역학적인 변화를 알아보기 위해 3차원적 관절 운동역학적 변화 검사인 6-camera Vicon MX motion analysis system을 통해 보행 변수를 측정하였다. 팔 흔들기에 따른 운동역학적인 매개 변수들인 각 관절에서 보행속도, 엉덩관절 일률, 말기 디딤기의 수직 지면반발력에서 유의한 차이를 보였다(p<.05). 이러한 연구결과는 팔 흔들기 종류에 따라서 정상인과 환자들의 치료와 평가를 위한 지침으로서 임상에서 사용할 수 있을 것으로 생각된다.

FSR 센서를 이용한 휴머노이드 로봇의 보행 간 실시간 안정성 구현 (Real-time Stability Implementation of a Humanoid Robot Using FSR Sensors)

  • 조형래;노경곤;김진걸
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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    • pp.1971-1972
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    • 2006
  • 본 논문에서는 휴머노이드 로봇의 예기치 않은 불규칙한 지면 환경 하에서 안정성을 확보하기위한 보행 전략을 제시한다. 휴머노이드 로봇의 안정성에 관한 지표로 널리 사용되는 ZMP(Zero Moment Point)나 COG(Center Of Gravity)를 이용한 방법은 많은 양의 연산을 필요로 하고, 주로 외부에서 가해지는 임의의 힘에 대처하는데 초점을 맞추고 있다. 휴머노이드 로봇의 불안정성을 유발하는 또 다른 주요한 원인으로 예기치 못한 지면 환경을 꼽을 수 있는데, 본 논문에서는 이러한 불규칙한 지형을 보행하는 휴머노이드 로봇의 실시간 안정성을 확보하는데 있어 ZMP나 COG가 아닌 지면으로부터의 반발력을 이용한 직관적인 알고리즘을 제시하며, 자체 개발된 휴머노이드 로봇 ISHURO II를 이용한 시뮬레이션으로 제시된 알고리즘을 검증한다.

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복싱 잽(jab) 동작 시 제자리 스텝의 사용이 운동역학적 변인에 미치는 영향 (The Effect of Using Standing Step Condition on Biomechanical Variables during Jab in Boxing)

  • 이성열;권문석
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.232-240
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    • 2020
  • 본 연구는 복싱 잽 동작 시 제자리 스텝의 사용이 운동역학적 요인들에 미치는 영향을 분석 하는데 목적이 있었다. 이를 위해 최근 1년간 근골격계에 상해가 없었던 오른손잡이 스탠스 유형의 대학교 복싱 선수 8명(나이: 20.38±0.52 yrs, 신장: 172.38±5.80 cm 체중: 63.45±8.56 kg, 경력 6.00±1.07 yrs)이 실험에 참여하였다. 잽 동작 시 제자리 스텝 사용이 운동역학적 요인들에 미치는 영향을 검증하기 위하여 대응표본 t-test(α = .05) 통계방법을 사용하였으며 다음과 같은 결과를 도출하였다. 첫째, W.S(with-step) 가 N.S(non-step) 보다 더 큰 충격력을 나타내었고, 근육의 활성도는 낮은 것으로 분석되었다. 둘째 W.S가 인체 분절의 전방의 속도의 영향을 미쳐서 골반과 발 분절이 더 빠르게 이동하는 것으로 분석되었다. 셋째, W.S는 골반의 회전 움직임이 더 빠른 것으로 나타났다. 넷째, W.S는 N.S보다 상대적으로 오른발과 왼발에 의해서 발생된 전방의 지면반발력이 더 큰 것으로 분석되었다. 이를 통해서 복싱 잽 동작 시 제자리 스텝의 사용은 지면반발력을 증가시켜 인체 분절의 이동 속도와 회전 움직임에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 더 빠르고 민첩한 움직임을 가능케 하여 상대적으로 적은 근육의 사용으로도 더 큰 충격력을 내는 것으로 확인되었다. 그러므로 복싱의 잽 동작 시 효율적으로 상대방에게 큰 충격력을 전달하기 위해서는 제자리 스텝을 동반하는 것이 효과적으로 분석된다.

맨발 구조를 모사한 3D Bootie 공법을 적용시킨 트레킹화의 생체역학적 특성 평가 (Biomechanical Evaluation of Trekking Shoes using 3D Bootie Method as Mimics Barefoot Form)

  • 유찬일;전근환;원용관;김정자
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.4689-4696
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    • 2015
  • 본 연구에서는 F사가 맨발 보행 효과에서 착안하여 최적의 착화감과 압력 분산의 효과를 트레킹화에 접목시키기 위해 고안한 3D Bootie 공법을 적용시킨 트레킹화에 대한 생체역학적 분석을 수행하였다. 이를 위해 비교군으로써 M사, K사의 일반 트레킹화에 대하여, 신체 건강한 20대 남성 13명을 대상으로 보행 시 족저압력분포, 하지 근 활성도, 지면반발력을 측정하여 분석하였다. 연구 결과, F사의 트레킹화는 족저압력 분포에서 넓은 접촉 면적으로 인하여 최대 힘과 최대 압력의 감소를 야기했으며, 보행 시 발의 부하를 경감시켰다. 근 활성도 측면에서는 맨발 보행의 효과와 동일하게 작용했다. 지면반발력에서는 효과적으로 충격력을 흡수하여, 말기입각기 때 더욱 효율적인 보행이 가능하였다. 결과적으로 F사의 트레킹화는 맨발 보행의 장점을 이용한 3D Bootie 공법을 적용함으로써 넓은 접촉 면적으로 인해 보행 시 발생하는 발의 부하를 감소시킬 것으로 사료된다.

보행로보트의 보행과 지면 반발력 (Locomotion and ground reaction forces of a warking machine)

  • 홍형주;윤용산;손웅희
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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    • pp.125-130
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    • 1988
  • This study presents a method to determine the ground reation forces of a quadruped walking machine on its foot ends caused by the body weight and the inertia forces from the commanded acceleration. The method shows the same result as the Pseudo-Inverse Method when the 4 feet stand on a plane. However method can be applied even when the 4 feet stand on a non-planar surface for which, no feasible solution can be obtained by the Pesudo-Inverse Method.

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관절각과 지면반발력을 이용한 보행 단계의 분류: 역전파 신경망 적용 (Gait Phases Classification using Joint angle and Ground Reaction Force: Application of Backpropagation Neural Networks)

  • 채민기;정준영;박철제;장인훈;박현섭
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.644-649
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    • 2012
  • This paper proposes the gait phase classifier using backpropagation neural networks method which uses the angle of lower body's joints and ground reaction force as input signals. The classification of a gait phase is useful to understand the gait characteristics of pathologic gait and to control the gait rehabilitation systems. The classifier categorizes a gait cycle as 7 phases which are commonly used to classify the sub-phases of the gait in the literature. We verify the efficiency of the proposed method through experiments.

족저 압력 데이터 처리를 이용한 가상현실 트레드밀 연구 (A Study on Treadmill Interface Technology using Processing of Plantar Pressure Data)

  • 차무현;박찬석;정진규
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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    • pp.1064-1065
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    • 2017
  • 트레드밀 인터페이스는 사용자의 보행 모션을 인식하여 가상세계를 네비게이션 할 수 있는 보행 플랫폼이다. 특히 작은 보행 영역을 가지는 트레드밀의 경우, 보행자 속도 예측 방법에 의해 더욱 효과적인 지면 모션의 생성이 가능하다. 본 연구에서는 착용형 압력 센서로 부터 측정되는 족부 압력 데이터를 기반으로 하는 보행속도 예측 방법과 트레드밀 제어 방법을 제시하고자 한다. 속도 예측은 지면 반발력 데이터 중 압력중심의 변화 속도를 통해 도출되며, 예측된 속도를 트레드밀 속도 제어에 안정적으로 적용하기 위한 피드포워드 제어 방법을 제시한다. 또한 족부 압력 데이터 측정이 가능한 자율 제어 트레드밀 시스템 구현과 보행 실험 과정을 소개한다.

보행속도가 보행특성모수 및 지면반발력에 미치는 영향에 관한 연구 (A study of the effect of walking speed upon gait parameters and foot-ground reaction forces)

  • 황규성;정민근;이동춘
    • 대한인간공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.93-101
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    • 1992
  • Gait parameters for the Korean normal adults were compared with sex and age. Time-distance measurements and ground reaction force parameters were studied in relation to walking speed. Regression analysis was performed to establish functional relations between walking speed and various gait parameters. It is found that cardence and stride length varied linearly with walking velocity whereas time of double support was inversely proportional to walking velocity. The amplitude of ground reaction force was increased with increasing velocities of gait due to the greater heel-strike force and toe-off forces associated with these higher velocities. The results of this study can be usefull utilized as basic data to design and evaluate prosthetic devices, and to detect abnormal gait performances.

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