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대퇴 절단 환자를 위한 능동대퇴의지구조 설계 및 최적화 연구
Design and Optimization Study of Active Trasfemoral Prosthesis leg 원문보기

재활복지공학회논문지 = Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology, v.7 no.2, 2013년, pp.41 - 46  

이광희 (인하대학교 기계공학과) ,  정진호 (인하대학교 기계공학과) ,  이철희 (인하대학교 기계공학과)

초록
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본 논문은 대퇴 절단 환자를 위한 의지를 설계하고 최적화를 통해 경량화하는 것을 목적으로 한다. 대퇴절단환자의 경우 정상적인 보행을 위해서는 무릎 관절의 움직임을 모사하는 것이 무엇보다 중요하다. 따라서 무릎 관절 움직임을 모사할 수 있는 1자유도의 능동형 대퇴 의지를 설계하였다. 3개의 링크들로 이루어진 기구학 식을 통해 능동형 대퇴 의지의 작동범위 및 토크를 계산하였다. 또한 의지를 구성하는 주요 부품에 대한 유한요소해석을 통해 작동 환경에서의 안정성을 검증하고 최적화 기법을 통해 중요 부품의 경량화를 진행하였다. 동일한 조건에서 형상최적화를 수행하여 안정성을 확보하면서 최소부피를 가지는 형상을 구현하였다. 해석 결과를 통해 주요 부품의 경우 약 35%정도 무게가 감소한 것을 확인할 수 있다.(abstract)와 동일한 내용으로 국문으로 작성하시면 됩니다. 본 논문은 생체신호를 기반으로 하여 노약자들이 사용할 수 있는 재활기기들의 훈련 프로그램 및 데이터 관리에 대한 것이다. 노약자의 신체조건, 취향에 대한 기능적, 감성적 특성을 반영하여 개발된 프로그램으로서 남녀 구분이 되어 있다. 65세 이상의 노약자 20명을 대상으로 수행한 일련의 실험을 통하여 프로그램의 신뢰성과 우수성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

IIn this paper, active trasfemoral prosthesis leg is designed for the handicapped who lost their legs upon knee. It is important to design proper knee joint to mimic walking motion of hyman. 1 degree-of-freedom active trasfemoral prosthesis leg is designed with knee joint. Operating angle and torque...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 대퇴부 절단 환자를 위한 능동형 대퇴 의족을 설계하였고, 무릎 상부 부품에 대한 최적화 및 그에 대한 유한요소 해석을 통해 최적화에대한 검증을 진행하였다. 검증 결과에 따르면 해당 부품의 최대 하중은 약 8.
  • 본 연구에서는 1자유도(무릎)를 가지는 능동형 하퇴 의지를 설계하고 최적화를 통해 경량화 하는 것을 목표로 한다. 의지의 성능도 중요하지만 사용자의 만족감 향상 및 피로도 저감 또한 중요하므로 경량화를 통해 피로도를 낮추는 것이 필요하다.
  • 1mm의 정적 변형 조건이 적용되었다. 최적화를 위한 목표 함수는 위 제한조건 내에서의 최소 부피를 가지는 것을 목표로 하였다 (그림 11).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내 장애인 환자수 전망은? 국내 장애인 환자수가 지속적으로 증가중이며, 2011년 기준 약 250만 명에서 2050년 기준 약 500만 명까지 증가할 것으로 예상된다 [1]. 전체 장애인 중 지체 장애인 수는 전체의 약 50%를 차지하며, 지체 장애인 중 절반은 하지 장애로 인한 장애인이다.
전체 장애인 중 지체 장애인 수가 차지하는 비율은? 국내 장애인 환자수가 지속적으로 증가중이며, 2011년 기준 약 250만 명에서 2050년 기준 약 500만 명까지 증가할 것으로 예상된다 [1]. 전체 장애인 중 지체 장애인 수는 전체의 약 50%를 차지하며, 지체 장애인 중 절반은 하지 장애로 인한 장애인이다. 대부분 절단 장애인이며 대부분의 원인은 사고와 질환이 대부분을 차지한다.
하지 장애로 인한 장애인의 대다수를 차지하는 장애인은? 전체 장애인 중 지체 장애인 수는 전체의 약 50%를 차지하며, 지체 장애인 중 절반은 하지 장애로 인한 장애인이다. 대부분 절단 장애인이며 대부분의 원인은 사고와 질환이 대부분을 차지한다. 사고의 경우, 교통사고와 산업재해가 주요하며 질환성 절단으로는 당뇨로 인한 하지절단을 예로 들 수 있다.
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