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재활시스템 구동용 수소저장합금 모듈의 열전달 특성 비교 분석
Analysis of Heat Transfer Characteristics of Metal-Hydride Module for the Actuation of a Rehabilitative System 원문보기

재활복지공학회논문지 = Journal of rehabilitation welfare engineering & assistive technology, v.11 no.2, 2017년, pp.165 - 171  

김경 (충북도립대학 의료전자기기과) ,  김성현 (충북도립대학 의료전자기기과)

초록
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고령자 및 장애인의 삶의 질을 높이기 위하여 일상생활동작을 보조하는 경량의 재활보조 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 수소저장합금 모듈 3가지를 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 수소저장합금 엑츄에이터의 성능을 높일 수 있는 수소저장합금 모듈을 선정하였다. 수소저장합금 엑츄에이터는 열전소자의 열전달을 통하여 수소저장합금 모듈 안에 담겨 있는 수소의 흡수/방출을 통하여 공압 엑츄에이터의 기계적인 동작을 구동시킨다. 수소저장합금 모듈의 열전달의 효과를 검증하기 위하여, 열전소자와 수소저장합금 모듈의 접촉 방식을 선접촉과 면접촉 방식의 3가지 타입으로 3D 모델을 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 열전달에 대한 특성을 비교하였다. 그 결과, 열전소자와의 열전달 방식이 선접촉 방식과 비교하여 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈이 열전달 특성이 4.4배 좋아지는 것을 확인하였다. 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈은 재활보조 시스템의 착용성을 높일 수 있는 수소저장합금 엑츄에이터 개발에 적용될 수 있을 거라 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

We suggested the novel actuator mechanism to apply to wearable assistive system for the improvement of quality of life of the elderly or the people with disability using it. Characteristics of metal-hydride (MH) actuator is investigated in the novel actuating concept. The hydrogen equilibrium pressu...

주제어

#Metal-hydride actuator   #MH module   #heat transfer simulation   #assistive rehabilitation system   #actuation system  

AI 본문요약
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  • 3가지 타입의 MH 모듈의 열전달 능력을 분석하 기 위하여 열전소자의 ‘가열-냉각’ 조건에 따른 열 전달 효율을 비교하였다. 수소저장합금은 재료의 종류 및 혼합 비율에 따라 압력(Pressure), 농도 (Concentration), 온도(Temperature)의 특성이 달라진다. 상하지 관절 동작을 보조하기 위한 재활 및 보조 기구에 적용될 공기압의 범위는 3-5기압(atm) 의 기준을 가지고 있다.
  • 본 논문에서 제안된 면접촉 방식의 MH 모듈은 수소저장합금을 담는 구멍 개수에 따라 Type 2와 Type 3로 나뉜다. 열전소자와 면으로 접촉되는 MH 모듈은 Type 1보다 접촉 면적이 넓기 때문에 열전달 방식에서 효율적이라고 가정하였다. 면접촉 방식의 MH 모듈은 직육면체의 전체를 구리로 제작하였고, 안쪽의 구멍을 파는 방식으로 제작되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
재활훈련 시스템의 특징은 무엇인가? 이러한 재활 시스템은 치료의 목적을 갖는 재활훈련 시스템과 일상생활 동작을 보조하는 보조 시스템으로 구분된다. 재활훈련 시스템은 대학병원, 재활전문 병원 등의 실내에서 주로 사용되고, 환자의 능력을 향상시키기 위한 목적이 가장 크다. 환자의 치료의 목적이 가장 크기 때문에 대부분의 재활시스템은 크기가 크고 설치 공간을 많이 차지하고 있 다.
재활 시스템 중 일상생활 보조시스템은 무엇인가? 일상생활 보조시스템은 가정 또는 야외에서 고령자 및 만성 장애인의 보행 동작 등의 일상생활동작(Activities of daily life, ADL)을 보조하는 역할을 하며, 사용자의 상하지의 골격 옆에 부착되는 외골격부(Exoskeleton part), 외골격부를 사용자의 몸에 고정시키는 고정부(Curf part), 및 동작 구동을 위한 구동부(Actuation part)로 구성된다. 일상생활 보조시스템의 착용감을 높이기 위하여, 시스템의 크기가 작고 가벼워야 하는 휴대성이 강조되고 있다. 특히, 일상생활 보조시스템의 구동부 설계는 시스템의 휴대성을 위하여 중요한 역할을 한다.
재활 시스템을 구분하면 무엇이 있는가? 고령자와 장애인의 인구가 증가함에 따라, 이들을 위한 다양한 형태의 재활 시스템에 개발되고 있다. 이러한 재활 시스템은 치료의 목적을 갖는 재활훈련 시스템과 일상생활 동작을 보조하는 보조 시스템으로 구분된다. 재활훈련 시스템은 대학병원, 재활전문 병원 등의 실내에서 주로 사용되고, 환자의 능력을 향상시키기 위한 목적이 가장 크다.
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참고문헌 (17)

  1. S. Shimizu, S. Ino, M. Sato, T. Odagawa, T. Izumi, M. Takahashi, and T. Ifukube, "A Basic Study of a Force Display using a Metal Hydride Actuator," Proceedings of 2nd IEEE International Workshop on Robot and Human Communication, 1993. 

  2. S. Shimizu, S. Ino, M. Sato, T. Izumi, T. Ifukube, M. Muro, H. Takeda, and Y. Wakisaka, "A New Method of Variable Compliance for a Force Display System Using a Metal Hydride Actuator," Proceedings of 3rd IEEE International Workshop on Robot and Human Communication, 1994. 

  3. Y. Wakisaka, M. Muro, T. Kabutomori, H. Takeda, S. Shimizu, S. Ino, and T. Ifukube, "Application of Hydrogen Absorbing Alloys to Medical and Rehabilitation Equipment," IEEE Transactions on Rehabilitation Engineering, vol. 5, no. 2, pp. 148-157, 1997. 

    상세보기 crossref

  4. T. Tsuruga, S. Ino, T. Ifukube, M. Sato, T. Tanaka, T. Izumi, and M. Muro, "A Basic Study for a Robotic Transfer Aid System Based on Human Motion Analysis," Advanced Robotics, vol. 14, no. 7, pp. 579-595, 2000. 

  5. S. Ino, M. Hosono, M. Sato, S. Nakajima, K. Yamashita, and T. Izumi, "A Soft Metal Hydride Actuator Using LaNi5 Alloy and a Laminate Film Bellows," IEEE International Conference on Industrial Techonology (ICIT), 2009. 

  6. S. Ino, M. Sato, M. Hosono, S. Nakajima, K. Yamashita, T. Tanaka and T. Izumi, "Prototype Design of a Wearable Metal Hydride Actuator Using a Soft Bellows for Motor Rehabilitation," 30th Annual International IEEE EMBS Conference, 2008. 

  7. S. Ino, M. Sato, M. Hosono, and T. Izumi, "Development of a Soft Metal Hydride Actuator Using a Laminate Bellows for Rehabilitation Systems," Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 136, pp. 86-91, 2009. 

    상세보기 crossref

  8. K. Kurosaki, T. Maruyama, K. Takahashi, H. Muta, M. Uno, S. Yamanaka, "Design and Development of MH Actuator System," Sensors and Actuators A vol. 113, pp. 118-123, 2004. 

    상세보기 crossref

  9. M. Sato, S. Ino, N. Yoshida, T. Izumi, and T. Ifukube, "Portable Compressor System Using MH Alloys, Employed as Assistive Devices," IEEE Resion 10 Conference (TENCON 2006), 2006. 

  10. S. Ino, M. Sato, M. Hosono, S. Nakajima, K. Yamashita, and T. Izumi, "Preminary Design of a Simple Passive Toe Exercise Apparatus with a Flexible Metal Hydride Actuator for Pressure Ulcer Prevention," 32nd Annual International Conference of the IEEE EMBS, 2010. 

  11. M. Hosono, S. Ino, M. Sato, K. Yamashita, and T. Izumi, "A System Utilizing Metal Hydride Actuators to Achieve Passive Motion of Toe Joints for Prevention of Pressure Ulcers: A Pilot Study," Rehabilitation Research and Practice, vol 2012, 2012. 

    상세보기

  12. G. M. Lloyd, K. J. Kim, "Smart Hydrogen/Metal Hydride Actuator," Inernational Journal of Hydrogen Energy, vol. 32, pp. 247-255, 2007. 

    상세보기 crossref

  13. T. K. Kwon, D. Y. Pang, K. H. Choi, Y. Y. Kim, S. C. Lee, and N. G. Kim, "Development of a SMH Actuator System using Hydrogen-absorbing Alloys," Smart Mater. Struct. vol. 15, pp. 1-7, 2006. 

    상세보기 crossref

  14. T. K. Kwon, K. J. Hong, K. Kim, W. S. Jeon, D. Y. Pang, S. C. Lee, and N. G. Kim, "Development of SMH Actuator System Using Hydrogen-Absorbing Alloy," Journal of Control, Automation and Systems Engineering, vol. 13, no. 11, pp. 1067-1073, 2007. 

    원문보기 상세보기 crossref

  15. K. Kim, J. N. Kim, J. J. Kim, W. S. Chong, and T. K. Kwon, "The Study of Novel Actuator Using Special Metal-Hydride for Bio-Inspired Rehabilitation System," 014 Rehabilitation Engineering & Assistive Technology Society of Korea (RESKO) Academic Symposium, 2014. 

  16. K. Kim, J. J. Kim, J. N. Kim, W. S. Chong, C. H. Yu, and T. K. Kwon, "Suggestion of Novel Actuator for Assitive & Rehabilitative Device of the Elderly and People with Disability," 37th Annual International Conference of the IEEE EMBS, 2015. 

  17. J. M. Park, "A Study on the Hydrogenation Characteristics of Zr-based Laves Phase Intermetallic Compounds," These for Ph.D., Dept. of Materials Science and Engineering, KAIST, Korea, 1990. 

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