The purpose of this study was to develop the uniaxial force plate system which is measured by the vertical force. The VGRF(vertical ground reaction force) 1.0 was composed of 2 bath digital scales, 2 indicaters, and analyzing software. This system was newly renovated to VGRF 2,0 which are 2 industrial digital scales, 2 adjustable indicators, and enforced analyzing software. Changes of the new system were as follows. First, the height of the plate was 75% lower than before. Second, sensing ability of the load cell was changed from 90 - 0.05kg to 300 - 0.1kg. Third, the speed of data processing was changed from 17 per second to 60 per second. Fourth, analyzing software was enforced to develop and calculate the data. For the test of the system, two different types(bare foot, high-heeled shoes) gait was adopted. highly skilled female walker(23yrs, height 165cm, body mass 46.8kg) participated for the experimental study. During the dynamic performance(gait analysis), the data of each load cell were very similar to the previous studies. Specifically, bare foot walking had less vertical force than high-heeled shoes. Consequently, VGRF 2.0 can sense the general dynamic movements as well as static load conditions.
Among older persons falls are the leading cause of death resulting from injury. The research was conducted to investigate the effects of transitional floor surfaces and visual field obstruction on gait mechanisms in the elderly. Ten college students and ten elderly individuals participated in the experiment. The results indicated that walking on transitional floor surfaces and carrying a light load changed the elderly individuals biomechanical parameters of gait mechanisms more significantly than their younger counterparts in terms of slip severity. The result implies that the types of floor material placed in the homes of elderly individuals and in public places should minimize transitional floor surfaces and the elderly individuals should be made aware of the danger of slipping even when carrying a light load.
Mohammed El Sallah Zagane;Abdelmadjid Moulgada;Murat Yaylaci;Sahli Abderahmen;Mehmet Emin Ozdemir;Ecren Uzun Yaylaci
Structural Engineering and Mechanics
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제86권5호
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pp.635-645
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2023
This study aims to simulate the mechanical behavior of the total prosthesis model of Charnley (CMK3) by the 3D finite element method and to determine the state of the stresses in the femoral components (prosthesis, cement, and bone). The components are subjected to a dynamic load due to three activities (normal walking, climbing stairs, and standing up a chair). Static loading is by selecting the maximum load for the same activities mentioned. The results show that the maximum stresses in the proximal part of the cement are very important. Moreover, new results obtained for different parameters were discussed in detail. It is understood that current research provides important lessons for the surgeon to contribute to the clinical diagnosis of durable implantations and a better understanding of the process of bone remodeling and bone prosthesis.
본 연구에서는 로드셀 센서를 활용하여 편바미 환자의 환측에 부하되는 체중부하에 따른 청각적 피드백을 적용한 대칭 보행유도와 보행패턴 분석이 가능한 무선 보행훈련 시스템을 개발하였다. 또한 개발된 시스템의 유효성을 검증하기 위해 정상인군 및 편마비군 대상자에게 수행한 임상실험을 진행하였으며, 각 대상군마다 피드백 적용 후 보행 속도와 체중 부하량, 그리고 보행 시 입각기비율과 분속수가 증가하였음을 확인하였다. 연구 결과를 토대로 편마비 환자 뿐만 아니라 대칭적 체중부하가 요구되는 다양한 하지 질환자들에 대한 임상실험을 확대하고 장기간 훈련의 효과를 관찰한다면, 본 연구에서 개발된 청각적 대칭 체중부하 피드백 보행 시스템은 다양한 패턴 분석과 함께 보행 향상을 위한 기기 적용이 가능할 것으로 기대된다.
알려지지 않은 실내에서 인간형 로봇의 이동경로 생성을 위해서는 주변 장애물의 형태를 정확히 인식하여 이에 적합한 로봇 움직임을 만들어야 한다. 이 때, 인식된 장애물의 형태에 따라 로봇이 접촉없이 통과할 수 있고, 발과 접촉하여 통과할 수도 있으며, 회피할 수도 있다. 이를 위해 장애물이 어떤 형태를 갖고 있는지를 분류하여 로봇의 이동경로를 생성할 때 활용 가능한 장애물 인식 및 분류 방법을 제안한다. 특히 장애물 형태를 정확히 인식하기 위한 기존 알고리즘은 많은 계산량으로 실시간 활용에 어려움이 있으며, 불필요한 장애물도 함께 추출하기 때문에 연산자원의 낭비가 불가피하다. 본 연구에서는 장애물 인식의 계산량을 줄이기 위해 장애물의 영역을 분류한 후 정확한 형상이 필요한 장애물에 한해 크기 및 형태를 추출하도록 알고리즘의 적용 범위를 제한하여 계산량을 줄이는 방법을 제안한다.
In the paper, a design method of knee and pelvis joint in the biped robot is proposed for shock absorption and gravity compensation. Similarly to the human's body, the knee joints of the biped robot support most body weight and get a shock from the landing motion of the foot on the floor. The torque of joint motor is also increased sharply to keep the balance of the robot. Knee and pelvis joints with the spring are designed to compensate the gravity force and reduce the contact shock of the robot. To verify the efficiency of the proposed design method, we develope a biped robot with the joint mechanism using springs. At first, we experiment with the developed robot on the static motions such as the bent-knee posture both without load and with load on the flat ground, and the balance posture on the incline plane. The current of knee joint is measured to analyze the impact force and energy consumption of the joint motors. Also, we observe the motor current of knee and pelvis joints for the walking motion of the biped robot. The current responses of joint motors show that the proposed method has an effect on shock reduction and gravity compensation, and improve the energy efficiency of walking motions for the biped robot.
본 연구에서는 2방향 중공슬래브의 효율적인 진동해석을 위하여 등가의 플레이트 모델을 개발하였다. 이를 위하여 3차원 입체요소 중공슬래브 모델에 대응하는 플레이트 슬래브 모델의 등가 질량과 강성을 산출하였다. 개발된 등가 플레이트 모델의 정확성과 효율성을 검증하기 위하여 예제해석을 수행하였다. 해석결과 등가 플레이트모델의 고유진동수는 3차원 입체요소모델과 비교하여 매우 정확한 것을 확인하였다. 또한 보행하중이 가해지는 2방향 중공슬래브에 대해 등가플레이트 모델과 3차원 입체요소 모델을 사용하여 시간이력해석을 수행한 후 그 결과를 비교하였다. 해석결과 등가의 플레이트 모델이 해석시간을 상당히 줄이면서도 3차원 입체요소 모델과 거의 일치하는 결과를 나타내는 것을 확인하였다.
최근의 건축구조물은 대형화되어 가고, 경량화와 유연화에 따라 진동에 의한 사용성 문제가 제기되고 있다. 일반적으로 RC슬래브의 경우 강성이 우수하여 진동에 대해 비교적 사용성이 우수한 것으로 알려져 있으나, 최근에 시공되고 있는 초고층 아파트의 경우 슬래브가 경량화 되어가고 장스팬을 갖게 되어 이에 대한 사용성의 검토가 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기초적인 연구로 RC슬래브에 대하여 진동에 의한 사용성을 검토하여 보았다. 실험에 사용된 구조물은 충남 천안에 위치한 지하1층 지상5층 규모의 구조물이며 교사로 사용되고 있는 구조물이다. 실험은 모래주머니에 의한 충격하중으로 감쇠율과 구조물의 고유진동수를 측정해 보았으며 가속도센서를 이용하여 1인보행, 2인보행, 1인뛸때의 사용성을 검토해 보았다.
Purpose : The study was designed to investigate analysis of kinematics of lower extremity in healthy adults during walking with external loads on trunk. Methods : Fifteen healthy adults were recruited and The subjects provided written and informed consent prior to participation. They walked on a ten-meter walkway at a self-selected pace with loads of 0, 5, 10, and 15kg. They completed three trials in each condition and kinematic changes were measured. A three-dimensional motion analysis system was used to analyze lower extremity kinematic data. The data collected by each way of walking task and analyzed by One-way ANOVA. Results : There were significant differences in hip and knee joint on saggittal plane at initial contact and preswing, and significant differences in ankle joint on transverse plane at preswing. Conclusion : These findings revealed that increased external loads were changed joint angles and influenced postural strategies because of kinematic mechanism and future studies is recommended to find out prevention from damage of activities of daily living.
Purpose: The purpose of this study was to obtain detailed and quantified data concerning the effects of plantarflexor muscle fatigue induced in the non-paretic side on the spatial and temporal gait parameters of the bilateral lower extremities during walking in stroke patients. Methods: This study was conducted on 20 patients with chronic stroke. The load contraction fatigue test was applied to induce muscle fatigue in the non-paretic plantarflexor muscle. Step length, stride length, double support, gait velocity and cadence, and functional ambulatory profile (FAP) score in the bilateral lower extremities were measured using a gait analysis system in order to investigate changes in temporal and spatial gait parameters caused by muscle fatigue on the non-paretic side. The statistical significance of the results was evaluated using a paired t-test. Results: A review of the results for gait parameters revealed a significant increase in double support (p<0.05) and a significant decrease in step length, stride length, gait velocity and cadence, and FAP score (p<0.05). Conclusion: These results indicate that the muscle fatigue in the non-paretic side of the stroke patients also affected the paretic side, which led to a decrease in gait functions. This implies a necessity to perform exercise or training programs in a range of clinical aspects not causing muscle fatigue.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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