초록 ▼

□ 연구결과
1차년도에 수행한 주요 연구결과는 다음과 같다.
(1) 기존 제품에 대한 주관적 착용감, 요구도 및 문제점을 조사: 다리보호대 구매 및 착용 실태를 설문조사 함으로서 실제 구매자들의 요구사항을 파악하고 요구사항을 분류 및 정리 하였다. 설문조사 결과를 토대로 선호도가 높은 시판 다리보호대의 착용감 및 운동기능성 평가를 실시 해 주요 설계 요소를 추출 하였다.
(2) 다리보호대의 소재 파악, 2D & 3D 구성 방법 및 형태 파악: 보호대 착용 전후의 3D 데이터 획득하여 인체와의 밀착도 분석, 보호대

□ 연구결과
1차년도에 수행한 주요 연구결과는 다음과 같다.
(1) 기존 제품에 대한 주관적 착용감, 요구도 및 문제점을 조사: 다리보호대 구매 및 착용 실태를 설문조사 함으로서 실제 구매자들의 요구사항을 파악하고 요구사항을 분류 및 정리 하였다. 설문조사 결과를 토대로 선호도가 높은 시판 다리보호대의 착용감 및 운동기능성 평가를 실시 해 주요 설계 요소를 추출 하였다.
(2) 다리보호대의 소재 파악, 2D & 3D 구성 방법 및 형태 파악: 보호대 착용 전후의 3D 데이터 획득하여 인체와의 밀착도 분석, 보호대의 3D 외곽분석, 동작 시 인체의 길이변화와 보호대의 길이변화 분석, 착용 압력 분석을 실시하여 데이터를 구축하였다.
(3) 동역학 시뮬레이션, 핵심 동작의 운동학적 평가를 위한 다리보호대 3D 데이터 구축: 3D 모션 캡쳐 시스템으로 피험자 7인에게 무릎 보호대를 착용시키고 Up-Down 동작을 실시하여 운동역학적 특성을 분석 함. 동작 시 무릎 최대 각도, 무릎 최소 각도, 무릎 최대 각속도의 데이터를 구축하였다.
2차년도에 수행한 주요 연구결과는 다음과 같다.
(1) 포수 핵심 동작 시 피부/ 근육 형상 변화 3차원 분석: 3차원 인체 데이터를 기반으로 동작에 따른 체표면 길이를 분석하고 이를 근거로 120도 무릎 굴곡 동작 데이터를 기반으로 다리보호대 설계영역을 추출하였다.
(2) 3D 인간공학적 다리보호대 디자인 모델링: 도출된 영역별로 곡률반경, 횡·종단면 분석을 실시하여 모델링에 적합한 동작 자세를 선정하고 선정된 자세의 인체 데이터로부터 다리보호대 디자인을 설계하였다.
(3) 동작에 근거한 3D 동역학 해석 시뮬레이션: 설계된 다리보호대는 모션 데이터를 적용하여 착용 후 동작 시 다리보호대간의 차이가 있는지 동역학 해석 시뮬레이션으로 근육의 변화를 분석하여 근력에 효과적인 다리보호대 구조를 선정하였다.
(4) 3D 프린팅을 이용한 시제품 제작 및 평가: 3D 프린팅으로 제작된 시제품은 피험자의 착용평가를 통해 동작적합성 평가 및 피드백을 통해 제품 디자인을 최적화 하였다.
3차년도에 수행한 주요 연구결과는 다음과 같다.
(1) 남성의 하지 체형분석: Size Korea 2010의 20세에서 49세 사이의 남성의 인체치수 자료를 토대로 다리보호대 제작과 관련된 21개 항목에 대한 요인분석을 통해 하반신의 체형을 유형화 하였다. 그 결과 둘레와 높이 항목이 크고 하체 근육이 발달한 집단과 둘레와 높이 항목이 작고 하체근육이 덜 발달한 집단으로 나뉘었다.
(2) 다리보호대 사이즈 체계 개발: 다빈도치수 분석을 통해 사이즈 체계를 개발한 결과 각 체형 그룹별로 키를 기준으로 5 사이즈로 구분되었으며 키 구간의 사이즈에 넙다리 둘레를 변인으로 2개의 사이즈가 존재했다. 결과적으로 체형별로 인체 적합성이 높은 사이즈 체계를 구축하기 위해서는 10개의 사이즈로 제품을 개발해야 한다.
(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Result
The key research findings of the first year was as follows.
(1) Subjective wearing evaluation, collections of products information, and problem investigation for existing products: Survey was conducted to get feedbacks from buyers. The cons and pros for each leg guards model were obta

□ Result
The key research findings of the first year was as follows.
(1) Subjective wearing evaluation, collections of products information, and problem investigation for existing products: Survey was conducted to get feedbacks from buyers. The cons and pros for each leg guards model were obtained and improvement requirements were collected for each model. The user’s favorite models were selected and then wearing evaluation and athletic performance were tested to extract key design elements of the selected model.
(2) Assessment of materials used for leg guards and development of 2D & 3D modeling methods: Material assessment was conducted. 3D imaging of legs before and after wearing leg guards were analysed. From the 3D information, a gap between the leg and leg guards, 3D configuration of leg guards, change in length of the body and guards, and pressure were measured and built a database.
(3) Dynamic simulation, Kinematic assessment of the key action with leg guards: By adopting a 3D motion capture system, sports biomechanics were tested form seven subjects with leg guards while carrying out Up-Down operation. In the operation, the maximum knee angle, minimum knee angle, the maximum angular velocity of the knee were measured.
The key research findings of the second year was as follows.
(1) 3D analysis of skin and muscle deformation of catcher: Body surface length change was analysed for each motion from 3D analysis. According to the analysis result, design area was defined based on 120° knee flexion posture which has the highest radius of curvature during the knee movement.
(2) 3D ergonomic design modeling of leg guards: A standard posture of a catcher was selected based on the radius of curvature, transverse, and longitudinal analysis of some representative postures. 3D modeling of leg guards was conducted based on the selected posture.
(3) Simulation of 3D dynamics based on the action of a catcher: By applying motion data, dynamic simulation was conducted by investigating muscle change while moving with different leg guards. The better design was selected in terms of assisting muscular strength.
(4) Prototype making with 3D printing and performance evaluation: Prototype was prepared by 3D printing technology and the performance evaluations were conducted by subjective wearing evaluation of the prototype. Design optimization was also conducted based on the evaluation results.
The key research findings of the third year was as follows.
(1) Analysis of men’s lower limb : Through the factor analysis of 21 items, the representative body type was classified into two: A group with a large girth and height with muscular lower body and another group with a small girth and height with less muscular lower body.
(2) Development of the size system of leg guards: By using two-factor frequency analysis to develop the size system of leg guards, 5 size groups were classified according to height. For each height, 2 size groups were found based on the perimeter of thigh. As a result, 10 different size grades were recommended for leg guards of a catcher to enhance fit and function of the guards: human body protection from a fast ball and improvement of wearer’s athletic performance.
(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 29
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 29
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 30
• 7. 참고문헌 ... 31
• 8. 연구성과 ... 34
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설.장비 현황 ... 36
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 36
• 11. 기타사항 ... 36
• 끝페이지 ... 36