초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
■ 트랙터 시트의 현황 파악
• 실제 작업 현장에서 트랙터 운전시의 진동 특성을 파악
- 일반도로(포장도로), 농로(험로), 논에서의 쟁기작업
• 트랙터 시트의 안락성을 평가하기 위해 체압분포를 측정
• 동작분석을 통한 시트의 레이아웃을 평가
- 기본적인 인체 측정항목에 대한 측정
- 트랙터 시트 개발시 적용가능한 인체특성치에 대한 측정
- 트랙터에서의 선호 운전자세 및 시트 조절량을 측정
- 시트 설계의 기준점인 HJ

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
■ 트랙터 시트의 현황 파악
• 실제 작업 현장에서 트랙터 운전시의 진동 특성을 파악
- 일반도로(포장도로), 농로(험로), 논에서의 쟁기작업
• 트랙터 시트의 안락성을 평가하기 위해 체압분포를 측정
• 동작분석을 통한 시트의 레이아웃을 평가
- 기본적인 인체 측정항목에 대한 측정
- 트랙터 시트 개발시 적용가능한 인체특성치에 대한 측정
- 트랙터에서의 선호 운전자세 및 시트 조절량을 측정
- 시트 설계의 기준점인 HJC의 측정 및 SAE J826과 비교
• 실제 트랙터 사용 농민 100명을 대상으로 트랙터 사용에 대한 실태조사 실시
■ 저진동 시트 설계
• 서스펜션 시트의 2자유도 모델을 통한 해석
- 서스펜션 시트의 진동 특성 파악
- 서스펜션과 쿠션의 물성치에 따른 진동 특성 변화 관찰
- 사용자의 무게에 따른 진동 특성 변화 파악
• 물성치가 다른 스폰지 폼으로 된 쿠션 제작
• 제작된 쿠션에 대한 진동 감쇄 성능 평가를 위한 실험 수행
- 수직 가진기를 이용하여 시트의 의자지수 도출
- 서스펜션 부분의 감쇄 성능과 쿠션의 감쇄 특성 파악
- 진동 감쇄를 위한 쿠션의 물성치 방향 도출
• 저진동 특성을 가진 쿠션의 제작
- 가진 실험을 통한 의자지수 도출 및 진동 특성 검증
■ 트랙터 시트의 인간공학적 평가 및 개발방향 제시
• 국내･외의 관련된 기술개발현황에 대한 조사를 실시
• 앉은 자세에 대한 생체역학적 고찰
• AutoCad를 이용하여 모델링
• 인체 모델링 소프트웨어(MannequinPro)를 이용하여 트랙터 레이아웃에 대한 적절성을 검토
■ 트랙터 시트 샘플제작 및 평가를 통한 시제품 개발
• 가진 실험을 통해 트랙터 작업시 발생하는 진동에 대한 저감효과를 가장 크게 할 수 있는 새로운 시트폼을 선정
• 트랙터 시트에 대한 안락성 평가를 위해 체압분포를 측정하였다.
• 새로운 시트 디자인
- 사용자들을 대상으로 트랙터 시트에 대한 요구감성을 조사
⇒ 이미지 mapping을 실시
- 이미지 mapping 결과에 의한 샘플 디자인
- 선호도 평가를 통한 최종 디자인안 선정
2. 활용에 대한 건의
• 국제적으로도 활발한 연구가 진행되지는 않지만, 선진국에서는 보다 편안하고 안락한 작업공간을 제공하고자 꾸준한 노력을 기울이고 있는 분야이며, 국내에서는 농업용 기계에 대한 인간공학적인 연구의 시도가 전무한 상황이다.
• 본 연구에서는 다양한 접근방법과 분석방법의 적용을 시도하여 인간공학적인 농기계의 개발 가능성을 제시하였다.
• 서스펜션 시트의 진동 특성을 파악하고 진동 감쇄 성능을 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.
• 농업 작업 환경에서 사용자에게 보다 나은 승차감을 제공할 수 있는 서스펜션 시트의 쿠션 설계의 방향을 제시하였다.
• 동 분야에 대한 지속적인 연구, 개발이 진행될 경우에는 이 분야에서의 국제적인 기술우위 확보가 예상되어 진다.
• 아울러, 1-2년 단위의 단발성 연구에서 그칠 것이 아니라 5-10년 정도의 중장기적인 안목으로 농기계에 대한 인간공학적 접근이 체계적으로 이루어져야할 것으로 보여진다.

Abstract ▼

Ⅳ. The results of the research and suggestion about the application
1. Results
■ Investigating the performance of a present tractor seat
• Investigated the dynamic characteristics of a tractor when drived in real situations
- driving on the paved road, country road and working in the far

Ⅳ. The results of the research and suggestion about the application
1. Results
■ Investigating the performance of a present tractor seat
• Investigated the dynamic characteristics of a tractor when drived in real situations
- driving on the paved road, country road and working in the farm.
• Investigate the body pressure distribution to see the seat comfort.
• Research for the seat layout through the motion analysis.
- Measured the basic human factors
- Measured the human factors needed to the design of tractor seat layout
- Investigated the preferred driving posture and seat moving range.
- measured the HJC, that is the base point in seat design, and compare with SAE J826
• Paper test for 100 tractor user about the its deficiency and their wants.
■ Design of a vibration reducing seat
• Analysis of a 2-dof suspension seat model
- Observation of the characteristics of the vibration response of the seat.
- Observation of the variation on the dynamic response when the material properties of a suspension and cushion are vary.
- Observation of the dynamic response on different mass of the subjects
• Produced cushions made from sponge foam having different material properties.
• Experiment to evaluate the vibration reduction ability of the produced cushions.
- evaluated the SEAT value of the cushions using a exciter
- Observed the vibration reduction by the suspension and the cushion separately
- Search for the material property of the cushion to reduce the ride discomfort
• Produced a cushion having efficient vibration reduction property.
- Verified the SEAT value and dynamic characteristics through the experiment using a exciter
■ Evaluation of the tractor seat and presentation of the design method on ergonomics
• Investigation the present state of the technology
• Investigation on the effect of the sitting posture on the view of biomechanics
• Modeling using AutoCad
• Verification of the tractor layout using a human modeling software(MannequinPro)
■ Development of a effective seat through producing and evaluation of some seat sample.
• Determining the material property of the seat foam that is more efficient in view of the vibration reduction through the exciter experiment.
• Investigation on the hip pressure distribution for the test of the static comfort
• Design a new seat
- Feeling test of the tractor seat for some users
⇒ image mapping
- Sample design based on the result of image mapping.
- Determine the final design through investigation of preference
2. Suggestion about the application
• In the advanced countries there are lots of studies to provide comfortable and efficient working environment when working in a agricultural machinery. But in out country there are few try to study on the agricultural equipment on ergonomics
• In this study we showed the agricultural equipment design method on ergonomics through the manifold approach and analysis.
• We suggested the method for evaluating the vibration reduction proper쇼 and investigating the dynamic characteristics of the suspension seat
• We investigated the material properties of the seat cushion that can provide more comfortable ride quality
• We can gain a technological superiority in this area when this studies are continued.
• Long-term study is needed to make a systematic investigation on the agricultural equipment on ergonomics.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• Contents ... 11
• Tables ... 16
• Figures ... 17
• 차례 ... 23
• 표차례 ... 28
• 그림차례 ... 29
• 제1장 서론 ... 34
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 34
• 1. 기술적 측면 ... 34
• 2. 경제·산업적 측면 ... 35
• 3. 사회·문화적 측면 ... 36
• 제2절 국내·외 관련기술의 현황과 문제점 ... 37
• 1. 국외의 경우 ... 37
• 2. 국내의 경우 ... 38
• 제3절 연구 개발의 목표 및 내용 ... 39
• 1. 연구개발 목표 ... 39
• 2. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 39
• 제4절 연구 개발 추진 체계 ... 42
• 제2장 트랙터 시트의 현황 파악 ... 44
• 제1절 체압분포(body pressure distribution) 측정 ... 44
• 1. 시스템 구성 ... 44
• 2. 센서 교정(calibration) ... 44
• 3. 측정 결과 ... 45
• 제2절 동작분석을 통한 시트 레이아웃 평가 ... 48
• 1. 인체측정 ... 48
• 2. 인체 부위별 측정 방법 ... 48
• 3. 인체측정 결과 ... 50
• 4. 선호 운전자세 조사 ... 53
• 5. 착좌자세 분석 ... 57
• 6. Safework을 이용한 시트 설계 ... 61
• 제3절 트랙터 사용에 관한 조사설문 ... 64
• 1. 응답자의 통계학적 특성 ... 64
• 2. 트랙터 사용정보 ... 65
• 3. 트랙터의 레이아웃 ... 67
• 4. 트랙터 시트에 대한 설문 ... 71
• 5. 트랙터 사용실태 ... 73
• 6. 설문조사 결과 요약 ... 75
• 제4절 트랙터 시트의 진동 특성 ... 77
• 1. 승차감 지수 ... 77
• 2. 실험 조건 및 실험장비 ... 81
• 3. 분석결과 ... 83
• 4. 요약 및 결론 ... 88
• 제3장 시트폼 제작 및 시트폼 물성치에 따른 진동 특성 ... 89
• 제1절 서스펜션 시트의 진동 모델 ... 89
• 1. 서스펜션 시트의 2자유도 모델 ... 89
• 2. 랜덤 가진에 대한 응답 특성 ... 90
• 3. 스프링 계수의 변화에 따른 진동 특성의 변화 ... 91
• 4. 무게의 변화에 따른 진동 특성의 변화 ... 93
• 제2절 시트폼의 제작 ... 96
• 1 폴리우레탄(Polyurethan) ... 96
• 2. 폴리우레탄 원료 ... 96
• 3. 폴리우레탄 폼 가공 ... 97
• 4. 낙하 시험 ... 97
• 제3절 시트 물성에 따른 진동 평가 ... 100
• 1. 실험 조건 및 실험장비 ... 100
• 2. 실험 결과 분석 ... 103
• 제4장 트랙터 SEAT의 인간공학적 평가 ... 108
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 108
• 1. 연구개발의 필요성 ... 108
• 2. 연구개발의 목표 및 내용 ... 109
• 제2절 국내외 기술개발 현황 ... 110
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 110
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 110
• 제3절 연구개발수행 내용 및 결과 ... 111
• 1. 트랙터 시트 레이아웃 평가 및 고찰 ... 111
• 2. 앉은 자세의 생체역학적인 고찰 ... 112
• 3. 트랙터 실내 조작장치 종류 ... 116
• 제4절 작업공간 평가 변수도출 ... 119
• 1. 조정공간 ... 123
• 2. 가시도 ... 127
• 3. 조종장치와 기구 ... 128
• 4. 브레이크와 액셀레이터 ... 128
• 5. 전진/후진 조절레버 ... 129
• 6. 발판높이 ... 129
• 제5절 트렉터 모델링 ... 130
• 1. 트랙터 모델링 ... 130
• 2. 트랙터 조정석 모델링 ... 131
• 3. 트랙터 시트 및 조정장치 모델링 ... 131
• 제6절 트랙터 레이아웃의 적합성 검토 ... 132
• 1. 인체 모델링을 위한 인체측정치 도출 ... 132
• 2. MannequinPro를 이용한 3차원 인체 모델링 ... 132
• 3. 트랙터 시트와 조절장치 레이아웃의 적합성 평가 ... 134
• 제7절 트랙터 조작장치 및 내부공간 평가결과 ... 141
• 제5장 시트 샘플 평가 및 감성 디자인 ... 142
• 제1절 체압 분포 패턴에 의한 안락감 평가 ... 142
• 1. 실험시트 및 피실험자 ... 143
• 2. 체압의 측정 ... 143
• 3. 체압분포 패턴에 의한 트랙터 시트의 정성적 평가 ... 143
• 4. 트랙터 시트의 영역 분할 ... 144
• 5. 시트 구역별 체압분포 ... 145
• 6. 시트의 구역별 체압 ... 148
• 7. 좌판 체압의 좌우 대칭성 ... 150
• 제2절 트랙터 SEAT의 감성 image mapping ... 152
• 1. 감성 디자인 개요 ... 153
• 2. 요인분석 ... 153
• 3. 트랙터 시트에 대한 소비자 감성 평가 ... 158
• 4. 트랙터 시트의 감성 image mapping ... 165
• 제3절 트랙터 SEAT의 감성 design ... 168
• 1. 트랙터 SEAT 디자인 컨셉 ... 168
• 2. 시트의 디자인 ... 169
• 3. 디자인에 대한 소비자 만족도 조사 ... 172
• 제4절 트랙터 시트의 가진 평가 ... 181
• 1. 실험 조건 및 실험장비 ... 181
• 2. 실험 결과 분석 ... 183
• 3. 요약 및 결론 ... 194
• 제6장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 195
• 제1절 연구개발 목표 달성도 ... 195
• 1. 트랙터 시트의 현황 파악 ... 195
• 2. 저진동 시트 설계 ... 195
• 3. 트랙터 시트의 인간공학적 평가 및 개발방향 제시 ... 196
• 4. 트랙터 시트 샘플제작 및 평가를 통한 시제품 개발 ... 196
• 제2절 관련 분야 기여도 ... 197
• 1. 학문, 기술분야 ... 197
• 2. 산업, 경제분야 ... 197
• 제7장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 197
• 제1절 전신진동(whole-body vibration)에 관한 연구 ... 197
• 제2절 진동평가용 인체모델에 대한 연구 ... 199
• 제3절 서스펜션시트 설계에 대한 연구 ... 200
• 제4절 운전자세(작업제세) 및 생체역학적 고찰 ... 201
• 제8장 참고문헌 ... 201
• 끝페이지 ... 206