초록 ▼

본 과제에서는 고령자 및 장애인의 신체기능을 고려하여, 안전하면서도 효율적으로 기립을 보조할 수 있는 전동식 기립보조의자의 메커니즘의 설계 및 구동 제어 모듈을 개발하고, 공유 가능한 부품 및 모듈의 시제작 및 제품화를 하였음. 먼저, 좌면과 지지대 그리고 팔걸이와 조작스위치를 포함한 기본 메커니즘을 설계하고 구동 제어모듈을 개발하여 승강구동 메커니즘을 구현하였으며, 제어장치를 설계하였음. 본체 시제작을 위하여 목업, 시금형 그리고 각종 모듈의 가공을 통한 제작을 하였으며, 기본형 기립지원의자의 디자인을 개발하여 제품 성능을 평가하

본 과제에서는 고령자 및 장애인의 신체기능을 고려하여, 안전하면서도 효율적으로 기립을 보조할 수 있는 전동식 기립보조의자의 메커니즘의 설계 및 구동 제어 모듈을 개발하고, 공유 가능한 부품 및 모듈의 시제작 및 제품화를 하였음. 먼저, 좌면과 지지대 그리고 팔걸이와 조작스위치를 포함한 기본 메커니즘을 설계하고 구동 제어모듈을 개발하여 승강구동 메커니즘을 구현하였으며, 제어장치를 설계하였음. 본체 시제작을 위하여 목업, 시금형 그리고 각종 모듈의 가공을 통한 제작을 하였으며, 기본형 기립지원의자의 디자인을 개발하여 제품 성능을 평가하였음. 또한, 추가기능이 포함된 응용 메커니즘을 설계하였으며 안전장치 및 제어장치를 설계함으로써 안전장치연계 구동 제어모듈을 개발하였음. 개발된 응용 메커니즘에 대한 목업, 시금형 그리고 각종 모듈의 가공을 통해 시제작을 하였음. 그리고 디자인의 개발을 통하여 제품화된 응용형 기립지원의자에 대한 성능을 평가하였음.

Abstract ▼

In this study, we developed two types of lifting chair that are called 'basic model' and 'applied model'. The basic model with lifting and hip-up functions is composed of a base frame to support whole body of the chair, a seat mechanism with the hip-up function, a lifting mechanism to adjust height

In this study, we developed two types of lifting chair that are called 'basic model' and 'applied model'. The basic model with lifting and hip-up functions is composed of a base frame to support whole body of the chair, a seat mechanism with the hip-up function, a lifting mechanism to adjust height of the seat, a sensing system to detect an entrapment of any obstacles including user's body part, and a control system.
The seat mechanism consists of back-rest, seat, the lifting part, links, and the hip-up mechanism. The back-rest was detachable type for washing. The hip-up mechanism was composed of the seat, a gas-spring to lift the seat to upright direction, and a support frame coupled with the seat frame. The hip-up angle of the hip-up mechanism is important because the moment torque on the knee and hip joints are highly related to the hip-up angle when user stands up. So we determine the hip-up angle from experiments to measure EMG on the femoral muscles.
The lifting mechanism was composed of two pipe-type columns fixed on the base frame, linear-bush moving on the columns, and linear actuator to lift the seat mechanism. The fixed angle of the columns is 80 degrees from the horizontal axis that was selected with consideration of human body structure.
The entrapment sensing mechanism under the seat was composed of a sensing part made of a limit switch to detect body and obstacle contacts.
We developed three applied models; the 1st version of the applied model was to actuate the tilting and reclining function by one linear motor. The 2nd version of the applied model used r wat-opened rectangle-shape column, and i modilting function was actuated a separated actuator. The 3rd version of the applied model was des wnuate tappform the lifting function using one actuator. But the applied 2nd veion using one the same lied ne the 1st version. Wd nlso des wnuata seat turnplable lo rolate the seat pactu within 180 degree range. The prololied of the 3rd version was then developed.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 목차 ...5
• I. 총괄현황 ...7
• 3. 보고서 요약서 ...9
• 4. 요약문(한글) ...10
• 5. 요약문(영문) ...12
• 6. 연구성과 실적 및 향후 계획 ...14
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ...14
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ...15
• 7. 참여연구원 현황표 ...20
• II. 총괄연구과제 연구결과 ...21
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ...23
• 1.1 배경 및 필요성 ...23
• 1.2 전동식 기립보조의자의 필요성 ...26
• 1.3 경제적·산업적 필요성 ...27
• 2. 국내외 기술개발 현황 ...28
• 2.1 전동식 기립보조의자의 기술 개요 ...28
• 2.2 국내외 기술동향 ...30
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ...33
• 3.1 과제구성도 ...33
• 3.2 추진전략 ...34
• 3.3 추진일정 ...35
• 3.4 기타 ...36
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ...37
• 4.1 연구개발 최종목표 ...37
• 4.2 연구개발 내용 ...40
• 4.2.1 1차년도 ...40
• 4.2.2 2차년도 ...59
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ...86
• 5.1 총괄연구개발과제의 목표달성도 ...86
• 5.2 관련분야 기여도 ...88
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ...89
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ...89
• 7.1 기술적 파급효과 ...89
• 7.2 경제.산업적 파급효과 ...89
• 7.3 사회적 파급효과 ...89
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ...90
• 8.1 연구개발결과의 활용계획 및 추가연구의 필요성 ...90
• 8.2 사업화 목표 달성도 및 계획 ...90
• 8.3 사업화 수준(계획 및 완료 포함) ...90
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...90
• 10. 참고문헌 ...91
• III. 제 1 세부 연구과제 연구결과 ...93
• 1. 연구개발과제의 목표 ...95
• 1.1 최종목표 ...95
• 1.2 연자별 목표 및 내용 ...95
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ...97
• 2.1 추진전략 ...97
• 2.2 추진일정 ...98
• 3. 연구개발과제의 내용 및 결과 ...99
• 3.1 1차년도 ...99
• 3.2 2차년도 ...113
• 4. 참고문헌 ...134
• IV. 제 2 세부 연구과제 연구결과 ...135
• 1. 연구개발과제의 목표 ...137
• 1.1 최종목표 ...137
• 1.2 연차별 목표 및 내용 ...137
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ...138
• 2.1 추진전략 ...138
• 2.2 추진일정 ...140
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ...141
• 3.1 1차년도 ...141
• 3.2 2차년도 ...152
• 3.3 기립보조의자 제품화 ...167
• 4. 참고문헌 ...179
• V. 첨부서류 ...181
• 1. 자체평가의견서 ...184
• 2. 실적 증빙자료 ...189
• 2.1 연구논문 ...191
• 2.2 지식재산권 ...201
• 2.3 제품개발 ...255
• 3. 추가 첨부서류 ...390