보행의 자연스러운 상지 운동을 위한 재활 장치 개발 및 인간공학적 평가 연구
The research on rehabilitation training device development and ergonomic evaluation for natural upper limb motion of walking
- 주제(키워드) 인간공학 , 재활기구 , 보행재활 , 인간공학적 가이드라인 , 생체역학
- 발행기관 아주대학교대학원
- 지도교수 정명철
- 발행년도 2019
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000028643
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 연구는 인체의 보행 속도 변화에 대한 상체와 상지의 운동학적 변인을 생체역학적으로 분석·평가하여 보행 재활을 목적으로 하는 로봇 장치의 상지 스윙 기구 설계에 대한 인간공학적 가이드라인을 제안하였다. 또한 보행 시 상지의 자연스러운 스윙 운동을 구현한 상지 스윙 기구를 개발하였으며, 개발된 상지 스윙 기구에 대하여 기구 착용 시 보행과 기구를 착용하지 않은 일반 보행 동작의 상지의 스윙 동작의 운동학적 변인의 특성을 비교·분석 하고 인간공학적으로 평가하였다. 본 연구의 결과를 통해 뇌졸중 편마비 장애인의 보행 재활을 위한 상하지 연동 보행 운동이 가능한 재활 로봇의 개발에 인간공학적 설계 가이드라인으로 활용 될 것을 기대하며, 나아가 pHRI (Physical Human Robot Interaction)를 고려하여 웨어러블 타입의 재활로봇의 개발 시 임상적 효과가 높으며 사용자의 안전성을 확보하고 만족도 높은 인간공학적 로봇의 개발에 활용 될 것으로 기대한다.
more목차
제 1 장 서 론 1
제1절 연구 배경 및 필요성 1
제2절 연구의 목적 7
제 2 장 문헌 연구 8
제1절 뇌졸중 장애인 대상 로봇 활용 보행재활 연구 8
제2절 뇌졸중 장애인 대상 로봇 활용 상지재활 연구 10
제3절 재활로봇 관련 연구 11
제 3 장 상지 스윙 기구 설계 요인 추출 실험 27
제1절 연구 배경 및 목적 27
제2절 실험방법 30
1. 피실험자 30
2. 실험장비 32
3. 상체 주요 관절의 운동학 변인 분석을 위한 생체역학 모델 35
4. 실험설계 45
제3절 실험절차 및 계획 47
1. 실험절차 47
2. 데이터처리 및 통계처리 49
제4절 실험결과 51
1. 어깨 관절의 운동학 변인 51
2. 팔꿈치 관절의 운동학 변인 64
3. 손목 관절의 운동학 변인 70
4. 몸통 분절의 운동학 변인 73
제5절 토의 및 결론 81
1. 토의 81
2. 결론 88
제 4 장 상지 스윙 기구 개발 90
제1절 상지 스윙 기구의 기구학 메커니즘 설계 90
1. 상지 스윙 기구 개발의 배경 및 목적 90
2. 메커니즘 설계 95
제2절 상지 스윙 기구의 인간공학적 설계 100
1. 상지 스윙 기구 치수 설계 100
2. 상지 스윙 기구 구동 범위 설계 104
제3절 컨셉 디자인 107
제 5 장 상지 스윙 기구의 동작 평가 실험 110
제1절 실험 목적 110
제2절 실험방법 111
1. 피실험자 111
2. 실험장비 113
3. 상체 주요 관절의 운동학 변인 분석을 위한 생체역학 모델 116
4. 실험설계 123
제3절 실험절차 및 계획 125
1. 실험절차 125
2. 데이터처리 및 통계처리 128
제4절 실험결과 130
1. 어깨 관절의 운동학 변인 130
2. 팔꿈치 관절의 운동학 변인 141
3. 손목 관절의 운동학 변인 147
4. 몸통 분절의 운동학 변인 152
제5절 토의 및 결론 157
1. 토의 157
2. 결론 164
제 6 장 고찰 및 결론 165
참고문헌 167
Abstract 175
