본 논문에서는 로잉 운동 시 팔의 운동 궤적별 상 하지 근육활성화와 근력변화를 고찰하였다. 피험자는 로잉운동이나 운동관련 상해경험이 없는 20대 남성 20명을 대상으로 진행하였다. 피험자들은 기존의 운동궤적으로 운동을 하는 대조군과 새로운 운동궤적으로 운동을 하는 훈련으로 각각 10명씩 나누어 실험을 진행하였다. 운동은 총 8주간 주 3일 운동을 실시하였다. 운동 중 실시간 근전도를 측정하였으며 매주 1회 관절토크를 측정하였다. 실시간 근전도 결과 운동궤적에 따라 서로 다른 근육활성개시구간을 나타냈다. 이는 운동궤적에 따라 운동추진력을 다른 근육에서 활성화 하는 것을 의미하며, 관절토크 변화에서도 운동궤적에 따라 다른 변화를 나타냈다. 직선궤적운동에서는 상지 보다는 하지의 토크 변화가 컸으며 이는 운동 추진력을 하지 위주로 발생되는 것을 의미한다. 타원궤적운동에서는 상지, 요추, 하지 모두에서 큰 토크 변화가 나타났으며 이는 운동 추진력을 단관절이 아닌 다관절에서 발생되는 것으로 판단된다.
이 연구의 목적은 등속성 장비를 이용하여 고등학교 야구선수들을 대상으로 주관절 근육의 평가 기준치를 설정하는데 있다. 상지에 의학적으로 문제가 없는 고등학교 야구선수 201명을 대상으로 하였다. 주관절 검사는 HUMAC NORM(CSMI, USA) system을 이용하여 굴곡, 신전운동을 부하속도 $60^{\circ}/sec$에서 4회를 실시하였으며, 절대근력(peak torque)와 상대근력(peak torque % body weight)을 측정하였다. Cajori의 5단계(6.06%, 24.17%, 38.30%, 24.17%, and 6.06%)로 구분한 구간추정(interval estimation)방식에 의해 평가 기준치를 나타내었다. 이 연구의 결과에서 각속도 $60^{\circ}/sec$에서 주관절의 절대근력(peak torque) 굴근의 평균은 $37.88{\pm}8.14Nm$ 신근은 $44.59{\pm}11.79Nm$으로 나타났으며, 상대근력(peak torque % body weight) 굴근의 평균은 $50.06{\pm}8.66Nm$ 신근은 $58.28{\pm}12.84Nm$로 나타났다. 각속도 $60^{\circ}/sec$에서 주관절 굴근(flexer)과 신근(extensor)의 절대근력(peak torque)과 상대근력(peak torque % body weight)의 평가기준치는 설정하였다. 이 연구에서 분석 된 결과를 토대로 다음과 같이 결론을 이끌어 냈다. 주관절은 야구선수들에게 가장 많이 발생되는 손상임에도 불구하고 국내외 주관절 근력에 관한 연구가 미비한 실정이다. 주관절 손상을 예방하고 경기력 향상을 위해 상대적 근력 수준과 훈련효과를 보다 객관적으로 평가할 수 있는 근력 척도가 필요하다. 주관절의 절대근력과 상대근력의 평가기준치를 제시함으로서 고교선수, 야구지도자, 선수트레이너, 재활전문가 등에게 손상회복 및 재활 복귀 시 유용하게 자료가 될 것으로 생각되며, 객관적인 임상 평가 데이터로 활용하는 데 매우 유용한 정보라고 사료된다.
In this paper, the torque optimization of a kinematically redundant manipulator for minimizing the torque demands is discussed. The minimum torque solution based on a local optimization has been known to encounter the instability problem and then the global torque optimization was suggested as one of the alternatives. Herein, by adopting the infinity-norm rather than the 2-norm for the magnitude of torques, we are to propose a new cost function more advantageous to the avoidance of torque limits. By the way, a solution to the global torque optimization formulated with the new cost function can not be obtained by the previous methods due to their difficulties such as inability to treat discontinuous cost functions and various constraints on the joint variables. Thus, to overcome those deficiencies, we are developing a new approach using the dynamic programming. The effectiveness of the proposed method is shown through simulation examples for a 3-link planar redundant manipulator.
This study determines the effect of 3D compression pants and Kinesio taping on muscular function of the leg during knee joint flexion and extension. Eight males participated in the experiment, wearing basic pants (BP), Kinesio taping on bare skin (KT), 3D compression pants with (KTP) and without Kinesio taping (CP). The test protocol for isokinetic muscular function was composed of four sets at three angular velocities (60, 180, $240^{\circ}/sec$) using Cybex 660. Peak torque and work per repetition of the lower limbs of eight males were analyzed from the result of Cybex. Agility and power of the subjects were examined from side step and sergeant jump. Peak torque, average power, work per repetition, force decay time of subjects wearing CP and KTP were significantly better than BP or KT, especially at low angular velocity of $60^{\circ}/sec$. The time to generate peak torque of subjects wearing BP was the longest, while the force-decay time of BP was the shortest. The application of Kinesio tape on skin did not increase muscle peak torque, work and power, but did shorten the time to generate peak torque.
본 연구에서는 하지마비 장애인의 족하수 방지를 위하여 족배굴곡 보조를 위한 외골격 보조기를 개발하였다. 본 보조기는 인공 근육형 공압 액추에이터를 이용한 동력 전달부, 동력부의 고정을 위한 무릎 관절 착용부 및 보행 신호 검출을 위한 발목 관절 착용부로 구성되었다. 보조기는 무릎 관절 착용부와 발목 관절 착용부에 고정되어 족배굴곡 토크를 발생시켰으며, 발바닥 압력센서를 통해 사용자의 보행 단계를 검출하고, 족배굴곡 보조 타이밍을 감지하도록 하였다. 보행에 이상이 없는 건강한 65세 이상 고령자 7명과 20대 성인 10명을 대상으로 외골격 보조기의 족배굴곡 보조에 대한 성능을 확인한 결과, 인공 근육형 공압 액추에이터의 보조 시 전경골근의 근활성이 감소하는 결과가 나타났다. 향후 연구에서는 하지마비 환자를 대상으로 외골격 보조기의 효과를 검증할 것이다.
본 연구에서는 남자 고등부 태권도 선수들을 대상으로 하여 등장성운동과 등척성 등장성운동을 혼합하여 복합 훈련을 실시한 차이를 알아보기 위하여 등속성 근 기능 중 최대우력, 동측근력비율, 양측근력비율, 근지구력을 분석한 결과를 다음과 같은 결론으로 나타내었다. 첫째, 최대우력은 좌우측 신굴근 모두에서 등장성 운동집단에 비하여 복합 훈련집단이 유의하게 증가한 것으로 나타났다. 둘째, 동측근력비율, 근지구력은 두 집단 간에 유의한 차이는 나타나지 않았지만, 운동전후에 차이에 있어서는 두 집단 모두 유의하게 증가하였다. 셋째, 양측근력비율은 두 집단 간에 유의한 차이는 나타나지 않았지만, 운동전후에 차이에 있어서는 두 집단 모두 유의하게 감소하였다. 이러한 결과로서 태권도 선수들의 경기력 증가를 위한 주요 체력요소인 평형능력, 근 지구력의 향상을 위한 방법으로 등장성 운동과 복합훈련 중 어떠한 방법으로 실시하여도 근 기능을 향상 시킬 수 있는 운동법으로 생각된다. 그러나 등척성 운동과 등장성 운동을 복합적으로 실시하였을 경우 최대우력이 등장성운동을 실시한 집단에 비하여 유의하게 증가하는 현상으로 보면 태권도 발차기의 파워를 보다 증가시키기 위해서는 등장성 운동과 등척성을 복합적으로 실시하는 운동방법이 보다 효과적인 방법으로 생각된다.
This paper discusses the advantages of using Fourier-based periodic excitation and of combining internal and external models in dynamic robot parameter identification. Internal models relate the joint torques or forces with the motion of the robot; external models relate the reaction forces and torques on the bedplate with the motion data. This combined model allows to combine joint torque/force and reaction torque/force measurements in one parameter estimation scheme. This combined model estimation will yield more accurate parameter estimates, and consequently better predictions of actuator torque, which is shown by means of a simulated experiment on a CRS A465 industrial robot.
This paper proposes a decentralized robust adaptive control scheme for robot manipulators with input torque saturation in the presence of uncertainties. The control system should consider the practical problems that the controller gain coefficients of each joint may be nonlinear time-varying and the input torques applied at each joint are saturated. The proposed robot controller overcomes the various uncertainties and the input saturation problem. The proposed controller is comparatively simple and has no robot model parameters. The proposed controller is adjusted by the adaptation laws and the stability of the control system is guaranteed by the Lyapunov function analysis. Simulation results show the validity and robustness of the proposed control scheme.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권1호
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pp.76-85
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2008
Motivated by the fact that in many industrial robots the joint velocity is estimated from position measurements, the trajectory tracking of robot manipulators with output feedback is addressed in this paper. The fact that robot actuators have limited power is also taken into account. Let us notice that few solutions for the torque-bounded output feedback tracking control problem have been proposed. In this paper we contribute to this subject by presenting a theoretical reexamination of a known controller, by using the theory of singularly perturbed systems. Motivated by this analysis, a redesign of that controller is introduced. As another contribution, we present an experimental evaluation in a two degrees-of-freedom revolute-joint direct-drive robot, confirming the practical feasibility of the proposed approach.
By using an approach developed to determine the torque-tension relationship for bolted joints, frictional properties of several typical bolted joints were studied experimentally. The specific property by bolted joints certify that the most significant influence of materials and bearing surface condition. Experiments on thread friction shows that prevailing torque nuts with distorted threads provide benefit for preventing self-loosening of the nut. Repeated tightening-loosening generally increases frictions in a bolted joint. It was noted that the data scatter of the experimental results of frictions in a belted joint may overshadow the influence of size. speed, and contact positions. The results from the experimental investigation will help to better design bolted joints.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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