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자전거에서 서스펜션 종류에 따른 인체영향 시뮬레이션
Evaluation of Shock-Absorbing Performance of Three-Different Types of Bicycle Suspension Systems 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.34 no.7=no.298, 2010년, pp.943 - 946  

정경렬 (한국생산기술연구원 웰니스시스템개발단) ,  형준호 (한국생산기술연구원 웰니스시스템개발단) ,  김사엽 (한국생산기술연구원 웰니스시스템개발단)

초록
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본 연구에서는 소형자전거의 핸들에 적용할 수 있는 전방 서스펜션을 제안하고 시뮬레이션을 통해 충격흡수 성능을 평가하였다. 서스펜션이 없는 경우, 기존의 전방포크서스펜션이 장착된 경우 그리고 제안된 핸들서스펜션이 장착된 경우 등 3가지 서스펜션 종류에 대해 인체모델을 이용한 주행시뮬레이션을 수행하여 각각의 완충성능을 비교평가 하였다. 시뮬레이션 결과 제안된 핸들 서스펜션의 경우 손과 머리에 전달된 가속도가 기존의 전방포크서스펜션이 장착된 경우보다 크게 측정되었지만 서스펜션이 없는 자전거의 경우보다는 현저히 작게 측정되었다. 이 같은 결과는 제안된 핸들 서스펜션이 상당한 완충 성능을 보여주었으며 이는 경량화가 중요한 소형자전거에 적용이 가능할 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a front suspension system, which is mounted on the handle itself, was suggested because of its light weight and cost efficiency. The shock absorption was evaluated for the three types of suspension models; non-suspension, suspension on front forks (existing model), and suspension on h...

주제어

#자전거 완충장치   #인체 진동   #인체모델 시뮬레이션  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 소형자전거에서 완충기능을 할 수 있는 보다 간단한 메커니즘을 고안하고 기존의 전방포크완충방식과 성능을 비교평가해 보고자 한다. 완충 성능의 비교 방법은 자전거와 인체모델을 이용하여 충격 상황을 시뮬레이션하고 손, 머리 등 인체의 부위에서 발생하는 충격을 비교하였다.
  • 그러나 원하지 않은 충격은 인체의 관절과 근육에 부하를 주고 승차감 저하와 피로감을 불러일으키는 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 소형 자전거에 적용 될 수 있는 핸들 서스펜션을 고안하여 기존의 서스펜션과 비교평가를 하였다. 가상 인체모델을 이용한 충격 시뮬레이션에서 머리, 손 및 관절에 가해진 충격량은 기존 서스펜션일 때 보다 컸지만 서스펜션이 없는 경우보다는 현저하게 작게 측정되어 상당한 완충기능을 보였다.

가설 설정

  • 자전거 주행 시 발생하는 충격을 정의하기 위해 5cm 높이의 턱(raised spot)을 가정하였다. 이는 자전거 전용도로에서 흔히 나타나는 단차에 해당한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자전거를 이용하면서 발생하는 진동이 머리에 전달될 경우 유발되는 문제는? 자전거는 온전히 운전자의 힘으로 움직여지기 때문에 자전거와 운전자는 페달 토크의 크기, 주행방향, 좌우 기울어짐, 핸들링 힘과 토크, 운전자의 자세 등 복잡한 상호 영향을 주고받는다.(1) 그러나 차량으로부터 인체, 특히 머리에 전달되는 진동은 불쾌한 승차감을 유발하거나 건강에 유해할 수 있으며 탑승자의 피로, 시계의 곤란, 운전 방해 등을 야기할 수 있다.(2) 산악용 자전거는 전후방 서스펜션이 장착되어 노면의 충격을 상당히 감쇄시켜 준다.
자전거 이용이 늘어나고 있는 배경은? 건강 증진과 환경보호라는 유익한 점이 부각되면서 자전거 이용이 늘어나고 있다. 유가 상승과 심각한 주차난은 자동차 이용자가 자전거 이용에 눈을 돌리는 계기가 되고 있다.
자전거 주행이 다른 교통수단과 비교하여 드러나는 특징은? 자전거 주행이 다른 교통수단과 다른 특징은 운전자와 상호작용이 크다는 점이다. 자전거는 온전히 운전자의 힘으로 움직여지기 때문에 자전거와 운전자는 페달 토크의 크기, 주행방향, 좌우 기울어짐, 핸들링 힘과 토크, 운전자의 자세 등 복잡한 상호 영향을 주고받는다.
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참고문헌 (6)

  1. Song, J.K, Shin, J.C. and Lee, C.W., 2002,"Experimental Analysis of Tilt Stability in Bicycling,"Proceedings of the KSNVE Annual spring conference,pp.604-609. 

  2. Park Y.H. and Cheung W.S., 2001, "ExperimentalInvestigation on the Transmission of Seat Vibration tothe Head for Korean Seated Postures," Proceedings ofthe KSNVE 10th Anniversary conference, pp.138-143. 

  3. Pritlove, J., Reid, M. J., Lee, A. and D. G. E.,Robertson, 1997, "Comparison of Suspension andNon-Suspension Front Forks on Mountain Bikes,"Proc. of NACOB III. 

  4. Chung, K. R., Hyeong, J. H. and Kim, S. Y.,2009, "The Study on the Influences of VibrationAssociated with Cycling on the Human Body"KSNVE Annual spring conference, pp.643-646. 

  5. Myeong, S. S., 2009, "Human VibrationCharacteristics Analyze Using Virtual Human Modeland Vehicle Dynamics," Proceedings of the KSNVEAnnual spring conference, pp.234-236. 

  6. Woo, C.K., Cheung, W.C., Kim, S.H. and Kwak,Y.K., 1996, "Survey on the Vibration TrasferCharaceristics of the Human Body VibrationMedels," Proceedings of the KSNVE Annual springConference, pp.29-33. 

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