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문제 정의
- 따라서 본 연구는 2007년도 김의환 등에 의해 개발된 훈련용 인형의 문제점을 보완하여, 훈련하는 선수가 특정 유도기술을 사용하였을 때 상대선수가 반응 하는 힘과 운동궤적에 최대한 유사할 수 있는 유도인형을 개발하여 훈련상대자를 대신하여 유도의 여러 기본 기술 중 빈도수가 많은 기술인 (1) 당기기-밀기, (2) 후리기와 발기술, (3) 손기술과 허리기술을 연습할수 있는 다기능 유도인형훈련 시스템을 개발하는데 목적이 있다.
- 따라서 본 연구는 2007년도 김의환 등에 의해 개발된 훈련용 인형의 문제점을 보완하여, 훈련하는 선수가 특정 유도기술을 사용하였을 때 상대선수가 반응 하는 힘과 운동궤적에 최대한 유사할 수 있는 유도인형을 개발하여 훈련상대자를 대신하여 유도의 여러 기본 기술 중 빈도수가 많은 기술인 (1) 당기기-밀기, (2) 후리기와 발기술, (3) 손기술과 허리기술을 연습할수 있는 다기능 유도인형훈련 시스템을 개발하는데 목적이 있다.
가설 설정
- (1) 물체를 밀거나 당겨도 모두 힘이 발생해야 한다.
제안 방법
- 또한 유도 선수들의 당기기와 미는 힘이 매우 크기 때문에 훈련하는 빈도가 많아지면 스프링의 강도가 약해지게 된다. 몸통과 하지 에 동일한 스프링을 사용했기 때문에, 당기기 훈련에는 문제가 없으나 밧다리후리기 기술의 훈련 시 몸통을 기울이기가 힘들고 다리를 후리기 하는데도 힘들었으며, 기울이기 센서로 힘을 측정 하였는데 기울이기 정도와 힘의 관계는 비례하지 않았다. 또, 복잡하고 다양한 유도 기술의 연습과 유도경기에 필요한 전문체력을 향상시키는 데는 한계가 있었다.
- 2와 같은 순서에 준하여 과제를 수행한다. 먼저 동작분석을 통하여 유도인형 시스템이 구현해야 할 동작을 추출하고, 이를 바탕으로 힘 발생장치와 기구설계, 제어기설계 및 프로그램 개발을 수행한다. 기계 제작이 완료되면 유용성 평가를 통하여 유도인형 시스템을 평가한다.
- 대학교 스포츠 • 웰니스연구센터 생체역학실험실에서 수행하였다. 유도 기술 중 손기술, 발기술, 허리 기술 중 히나씩 각각 선택된 한팔업어치기, 밧다리후 리기, 허리후리기 동작들을 분석하기 위해 적외선 카메라 MX13(Vicon, UK)을 사용하였으며, 이때 샘플링 (sampling rate)은 100 Hz로 설정하였다.
- 대학교 스포츠 • 웰니스연구센터 생체역학실험실에서 수행하였다. 유도 기술 중 손기술, 발기술, 허리 기술 중 히나씩 각각 선택된 한팔업어치기, 밧다리후 리기, 허리후리기 동작들을 분석하기 위해 적외선 카메라 MX13(Vicon, UK)을 사용하였으며, 이때 샘플링 (sampling rate)은 100 Hz로 설정하였다.
- 실험 전 피험자에게 실험에 대한 상세한 의도와 절차를 세부적으로 설명하여 정확하게 이해하도록 하고, 양질의 데이터를 얻기 위해 피험자들에게 준비운동과 각 기술을 반복, 연습시킨 후, 기준좌표계 (Global reference frame) 설정을 위하여 L-&ame을이용하였으며, 이때 전후방향을 X축, 좌우방향을 Y 축, 상하방향을 Z축으로 설정하였다. 이어 공간상의 좌표 값을 얻기 위하여 T-wand를 사용하여 1분 정도 촬영하였다.
- 실험 전 피험자에게 실험에 대한 상세한 의도와 절차를 세부적으로 설명하여 정확하게 이해하도록 하고, 양질의 데이터를 얻기 위해 피험자들에게 준비운동과 각 기술을 반복, 연습시킨 후, 기준좌표계 (Global reference frame) 설정을 위하여 L-&ame을이용하였으며, 이때 전후방향을 X축, 좌우방향을 Y 축, 상하방향을 Z축으로 설정하였다. 이어 공간상의 좌표 값을 얻기 위하여 T-wand를 사용하여 1분 정도 촬영하였다.
- 실험 전 피험자에게 실험에 대한 상세한 의도와 절차를 세부적으로 설명하여 정확하게 이해하도록 하고, 양질의 데이터를 얻기 위해 피험자들에게 준비운동과 각 기술을 반복, 연습시킨 후, 기준좌표계 (Global reference frame) 설정을 위하여 L-&ame을이용하였으며, 이때 전후방향을 X축, 좌우방향을 Y 축, 상하방향을 Z축으로 설정하였다. 이어 공간상의 좌표 값을 얻기 위하여 T-wand를 사용하여 1분 정도 촬영하였다. 받기의 복장은 검정색 스판덱스를 착용하였으며 , 인체 의 표면 마커 (직 경 25 mm)는 본 실험과 동일하게 39개 부위에 부착하였다.
- 본 연구에서 3차원좌표 및 운동학적 데이터 산출을 위해 Vicon Co.의 Workstation 5.2.4와 Polygon 3.1 (Vicon, UK) 분석 프로그램을 이용하여 각 5회 촬영된 동작 중 전문가와 협의 과정을 거쳐 가장 적합한 3회의 동작을 채택하여 분-석한 후 각 기술발휘 시 받기의 운동학적으로 분석하였다.
- 앞의 실험에서 얻어진 대량의 데이터 중 Fig. 5에서와 같은 4개의 포인트(C7, T10, RSHO, LSHO)에 대해서 정리를 하여 유도인형시스템의 초기위치, 운동반경 등의 기구학적 정보를 추출하였다. Fig.
- 앞의 실험에서 얻어진 대량의 데이터 중 Fig. 5에서와 같은 4개의 포인트(C7, T10, RSHO, LSHO)에 대해서 정리를 하여 유도인형시스템의 초기위치, 운동반경 등의 기구학적 정보를 추출하였다. Fig.
- 각 동작에서 4개 측정포인트를 실선으로 연결한 것이 동작의 초기위치를, 점선으로 연결한 것이 동작의 최종 위치를 보여준다. 그리고 이 삼차원 위치를 X-Y, YZ, Z-X 평면에 투영하여 기계제작에 필요한 기계 초기위치, 동작범위, 기울기 등을 추출하였다. 기계시스템에서 허리를 중심으로 앞뒤로 회전하는 운동, 어깨가 척추를 중심으로 회전하는 운동 등을 정의하였으며, 특히, 업어치기 동작에서 골반부분이 들려서 전방으로 이동하는 량을 추출하여 기구학적으로 구현 하였다.
- 각 동작에서 4개 측정포인트를 실선으로 연결한 것이 동작의 초기위치를, 점선으로 연결한 것이 동작의 최종 위치를 보여준다. 그리고 이 삼차원 위치를 X-Y, YZ, Z-X 평면에 투영하여 기계제작에 필요한 기계 초기위치, 동작범위, 기울기 등을 추출하였다. 기계시스템에서 허리를 중심으로 앞뒤로 회전하는 운동, 어깨가 척추를 중심으로 회전하는 운동 등을 정의하였으며, 특히, 업어치기 동작에서 골반부분이 들려서 전방으로 이동하는 량을 추출하여 기구학적으로 구현 하였다.
- 그리고 이 삼차원 위치를 X-Y, YZ, Z-X 평면에 투영하여 기계제작에 필요한 기계 초기위치, 동작범위, 기울기 등을 추출하였다. 기계시스템에서 허리를 중심으로 앞뒤로 회전하는 운동, 어깨가 척추를 중심으로 회전하는 운동 등을 정의하였으며, 특히, 업어치기 동작에서 골반부분이 들려서 전방으로 이동하는 량을 추출하여 기구학적으로 구현 하였다.
- 그리고 이 삼차원 위치를 X-Y, YZ, Z-X 평면에 투영하여 기계제작에 필요한 기계 초기위치, 동작범위, 기울기 등을 추출하였다. 기계시스템에서 허리를 중심으로 앞뒤로 회전하는 운동, 어깨가 척추를 중심으로 회전하는 운동 등을 정의하였으며, 특히, 업어치기 동작에서 골반부분이 들려서 전방으로 이동하는 량을 추출하여 기구학적으로 구현 하였다.
- 새로운 링크 시스템을 고안하기 위해 많은 브레인스토밍과 시행착오를 거쳐 Fig. 7과 같은 “L링크와이어” 힘발생장치를 고안하였다.
- 새로운 링크 시스템을 고안하기 위해 많은 브레인스토밍과 시행착오를 거쳐 Fig. 7과 같은 “L링크와이어” 힘발생장치를 고안하였다.
- 제안된 L링크-와이어 시스템에서의 장력 T가 주어졌을 때 L의 끝에서 느껴지는 힘 0의 크기를 각도 &에 대해서 계산하였다.
- 제안된 L링크-와이어 시스템에서의 장력 7가■ 주어졌을 때 厶의 끝에서 느껴지는 힘 0의 크기를 각도&에 대해서 계산하였다. Fig.
- (3) 몸통과 팔을 연결하는 어깨관절은 구형의 소켓을 사용하였다.
- 이 동작을 구현하기 위해서 4바 링크를 이용한 리프팅 기구를 설계하였다.
- 유도 훈련을 파트너 없이 수행할 수 있는 유도 인형훈련시스템을 개발하였다.
- 이 과정에서 유도 동작을 획득하고 이를 모사하는 기구 및 힘발생장치를 설계하였다.
대상 데이터
- 유도 인형 훈련시스템은 실제 사람 파트너(받기)가 유도 기술에 반응하는 동작을 시뮬레이션 해야만 한다. 반응동작의 운동학적 요소를 모방하기 위하여 훈련 파트너의 동작을 유도 선수 경량급 3명이 1명의 받기(방어자)를 대상으로 실험하였으며 실험 장소는 Y. 대학교 스포츠 • 웰니스연구센터 생체역학실험실에서 수행하였다. 유도 기술 중 손기술, 발기술, 허리 기술 중 히나씩 각각 선택된 한팔업어치기, 밧다리후 리기, 허리후리기 동작들을 분석하기 위해 적외선 카메라 MX13(Vicon, UK)을 사용하였으며, 이때 샘플링 (sampling rate)은 100 Hz로 설정하였다.
- 유도 인형 훈련시스템은 실제 사람 파트너(받기)가 유도 기술에 반응하는 동작을 시뮬레이션 해야만 한다. 반응동작의 운동학적 요소를 모방하기 위하여 훈련 파트너의 동작을 유도 선수 경량급 3명이 1명의 받기(방어자)를 대상으로 실험하였으며 실험 장소는 Y. 대학교 스포츠 • 웰니스연구센터 생체역학실험실에서 수행하였다. 유도 기술 중 손기술, 발기술, 허리 기술 중 히나씩 각각 선택된 한팔업어치기, 밧다리후 리기, 허리후리기 동작들을 분석하기 위해 적외선 카메라 MX13(Vicon, UK)을 사용하였으며, 이때 샘플링 (sampling rate)은 100 Hz로 설정하였다.
- 반응동작의 운동학적 요소를 모방하기 위하여 훈련 파트너의 동작을 유도 선수 경량급 3명이 1명의 받기(방어자)를 대상으로 실험하였으며 실험 장소는 Y. 대학교 스포츠 • 웰니스연구센터 생체역학실험실에서 수행하였다. 유도 기술 중 손기술, 발기술, 허리 기술 중 히나씩 각각 선택된 한팔업어치기, 밧다리후 리기, 허리후리기 동작들을 분석하기 위해 적외선 카메라 MX13(Vicon, UK)을 사용하였으며, 이때 샘플링 (sampling rate)은 100 Hz로 설정하였다.
- 이어 공간상의 좌표 값을 얻기 위하여 T-wand를 사용하여 1분 정도 촬영하였다. 받기의 복장은 검정색 스판덱스를 착용하였으며 , 인체 의 표면 마커 (직 경 25 mm)는 본 실험과 동일하게 39개 부위에 부착하였다.
- 이어 공간상의 좌표 값을 얻기 위하여 T-wand를 사용하여 1분 정도 촬영하였다. 받기의 복장은 검정색 스판덱스를 착용하였으며 , 인체 의 표면 마커 (직 경 25 mm)는 본 실험과 동일하게 39개 부위에 부착하였다.
- (2) 가슴부분은 몸통의 회전을 구현하기 위하여 스프링으로 지지되는 2개의 블록으로 제작되었다.
- L링크, 웨이트, 파우더 브레이크로 구성된 L링크-와이어 시스템이 상체에 1개, 하체에 각 1개 씩 총 3개가 설치되었다.
- 제어기는 Fig. 16에서 보는 바와 같이 32bit ARM7 마이크로프로세서와 블루투스 통신모듈로 구성되어 있다.
성능/효과
- (5) 와이어를 이용함으로써 복잡한 힘 발생 기구들을 인형에서 멀리 떨어트려서 설치할 수 있게 되었다.
- (4) 간결한 외형을 가지며, 전기사용이 최소화되어 유지비 가 매우 작다,
- 또한 마이크로프로세서와 블루투스를 이용한 제어기를 개발하여 훈련과정을 체계적으로 관리할 수 있게 되었다.
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