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햅틱 보조 설계 기법과 요추 각도의 예측을 이용한 사무용 의자 등판의 인간 중심적인 설계
이상덕(Sang-Duck Lee),이해아(Hae-A Lee),송재복(Jae-Bok Song),채수원(Soo-Won Chae) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11
The time and cost of the product development can be reduced by replacing the physical prototype with a haptic device., This design methodology is called a haptic aided design (HAD). Although both the physical and the emotional factors are equally important, only the emotional factors were considered in the design procedure of the HAD. Consequently, the products sometimes suffers from the poor design from the ergonomic point of view even though the users are satisfied with it. To cope with this problem, a new humanoriented design methodology, complemented by the inspection of the physical factors during the design procedure, was proposed in this paper. A tilt mechanism of an office chair was designed using the HAD scheme with the haptic chair capable of adjusting the stiffness of the backrest, and then the design was simulated with MADYMO. It is shown that the proposed method can reflect both the physical and the emotional factors to modify the design in real-time.
햅틱보조설계 기법과 요추각도의 예측을 이용한 의자등판의 인간중심적인 설계
이상덕(Sang-Duck Lee),이해아(Hae-A Lee),송재복(Jae-Bok Song),채수원(Soo-Won Chae) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.11
인체와의 물리적인 접촉이 수반되는 제품의 설계 및 개발에서 필요한 시제품을 햅틱 시뮬레이터로 대체하는 설계 기법을 햅틱보조설계(Haptics-Adided Design, HAD)라 하는데, 이를 통하여 개발 비용 및 시간을 감소시킬 수 있다. 제품설계에 있어서 사용자의 감성적인 요소뿐만 아니라 제품이 사용자의 신체에 미치는 영향이 중요함에도 불구하고, 기존의 HAD 는 사용자의 감성적인 평가만을 설계에 반영하였다. 그 결과, 사용자가 편하게 느끼는 설계와 인체공학적인 측면에서 권장하는 설계 사이에 차이가 발생하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 기존의 HAD 과정에 제품의 사용 시에 사용자의 신체 변화를 관찰하는 단계를 추가하여 인간중심의 설계를 구현할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안된 설계방식을 검증하기 위하여, 등판의 강성을 조절할 수 있는 햅틱의자 시뮬레이터를 사용하여 사무용 의자 등판의 틸트구조 설계에 HAD 를 적용하였고, MADYMO 를 이용한 시뮬레이션을 통하여 인체공학적인 측면에서 제품이 올바르게 설계 되었는지 검증하였다. 이를 바탕으로 제안한 설계방법이 감성적인 요소와 신체적인 요소를 모두 실시간으로 설계에 반영할 수 있음을 확인하였다. Haptic-aided design (HAD) involves the use of a haptic simulator in place of physical prototypes in the design and development of products with which human beings interact physically. The development time and cost can be significantly reduced by adopting this HAD scheme. Although both physical and emotional factors are equally important, only the emotional factors were taken into consideration in the previous HAD process. Consequently, the design of the products was sometimes unsatisfactory from the viewpoint of ergonomics, even though users were emotionally satisfied with the products. To overcome this problem, in this study, we propose a new human-oriented design methodology that is enhanced by taking the physical factors into consideration. The HAD scheme was verified by using a haptic chair simulator to design a tilt mechanism of an office chair for which the stiffness of the backrest can be adjusted; then, the design was simulated using MADYMO. The results show that the proposed method can reflect both the physical and emotional factors to modify the design in real-time.
로봇 팔의 원격제어를 위한 스튜어트 플랫폼 기반의 조작장치
이상덕(Sang-Duck Lee),유홍선(Hong-Sun Yu),안국현(Kuk-Hyun Ahn),송재복(Jae-Bok Song),김종원(Jong-Won Kim),유재관(Jae-Kwan Ryu) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.2
최근 국방 및 보안 분야 등과 같은 위험 환경에서 임무를 수행하는 로봇 팔의 원격제어와 관련된 연구가 활발히 진행되고 있다. 로봇 팔의 원격제어를 위해서는 조작장치가 필수적이므로, 본 연구에서는 스튜어트 플랫폼을 기반으로 로봇 팔을 직관적으로 제어할 수 있으며, 기존의 조작장치와 비교하여 이동성 및 휴대성이 우수한 조작장치를 개발하였다. 조작장치의 크기와 무게를 최소화하기 위하여 스튜어트 플랫폼을 기반의 기구부를 구성하였으며, 조작장치의 동작범위를 최대화하기 위하여 와이어를 적용하였다. 개발된 조작장치를 검증하기 위하여 상용 IMU와 비교실험을 수행하였으며, 실험 결과를 바탕으로 개발된 조작장치의 실용성과 신뢰성을 검증하였다. Teleoperation of a robot arm working in hazardous environments has been studied in the field of defense and security. A master system is an essential part that plays an important role in the teleoperation. We developed a master system, which is an essential part in the teleoperation, so that it can operate the slave robot arm intuitively and has excellent mobility and portability compared to conventional master systems. The master system adopted a Stewart platform to minimize the size and weight, and the legs of the Stewart platform are composed of wires to improve the operation range of the system. The experimental validation of the developed master system is conducted with a commercial IMU, and the experimental results show that the proposed master system can perform reliable and dexterous teleoperation.