조작력을 고려한 동적환경하의 안락각 분석.
Analyzing comfortable angle under dynamic environment consider actuating force.
- 주제(키워드) actuating force , joint angle
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박 범
- 발행년도 2006
- 학위수여년월 2006. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 산업공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
인간공학(ergonomics) 분야에서 최근 근골격계 질환(musculoskeletal system disease )에 대한 관심이 이슈(issue)화 되고 있다. 이는 반복적인 작업으로 인해 근골격계 재해가 빈번하게 발생하며, 특히 인간의 신체적인 작업영역밖에 작업을 하거나 기계의 자체적인 진동으로 인한 전신진동(whole body vibration) 노출현상(exposure phenomenon)이 인체에 나타나게 되어 이로 인하여 산업재해질환이 유발된다. 또한 부적절한 차량 내장 인터페이스(interface) 설계(design)로 인한 작업공간(work-space envelope)이 확보되지 못하면 운전의 복잡, 집중력저하로 인한 사고가 발생된다. 이와 같은 이유로 산업용차량(industrial vehicles) 특히 지게차(forklift truck)의 인간공학적 연구에 대한 관심이 대두 되었다. 산업용차량은 더 이상 짐을 운반하는 기계가 아닌 움직이는 일터라고 할 수 있겠으며, 인간의 가장 자연스러운 인간-기계 인터페이스(human-machine interface)로서의 “인간공학적 내장설계”가 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 인체 안락각(human body comfortable joint angle)과 조작력(actuating force)을 분석하여 운전자가 차량을 안전하고 편안하게 조작하기 위한 작업 영역(area)을 제시한다. 그 결과 본 연구에서는 운전 공간 내의 각 조작Object의 위치적인 관절각을 검증 할 수 있었다. 본 연구는 DMU(Digital Mock-up)를 활용하여 평가에 필요한 인체 안락각을 CATIA(Computer-graphics Aided Three-dimensional Interactive Application)에 적용하여 3차원적 Simulation 평가를 할 수 있게 하였으며, 그 결과 산업용차량의 내장 설계 시 운전자가 선호하는 보다 편안한 운전공간을 제공할 수 있었다. 본 연구는 작업 영역을 고려한 제품을 설계를 하는데 있어서의 인간공학적 설계 가이드라인으로써 도움이 될 것으로 기대된다.
more목차
제 1 장 서론 = 1
제 1 절 연구 배경 및 목적 = 1
제 2 절 선행 연구 = 3
제 3 절 연구 범위 및 연구 방법 = 6
제 2 장 지게차 작업관련 근골격계 질환의 정의 및 문제점 = 8
제 1 절 서론 = 8
제 2 절 반복적인 지게차 Objects 조작시 CTD 발생요인 = 9
제 3 절 지게차 작업 시 발생 가능한 CTD - 경견완 증후군 = 10
제 4 절 CTD 예방을 위한 인간공학적 접근방법 = 11
제 3 장 실험설계 및 실험방법 = 13
제 1 절 인체 관절의 안락각도 측정실험 = 13
제 1 항 피험자 = 13
제 2 항 실험장비 = 13
제 3 항 안락각 실험절차 = 14
제 4 항 실험방법 = 18
제 2 절 인체 관절각도와 장비조작력 측정실험 = 34
제 1 항 실험목적 = 34
제 2 항 실험환경 및 설계 = 34
제 3 항 실험방법 = 39
제 3 절 안락각 검증 평가 실험 = 42
제 1 항 실험목적 = 42
제 2 항 실험환경 및 설계 = 42
제 4 장 실험 분석 및 결과 = 46
제 1 절 인체관절 각도 분석 결과 = 46
제 2 절 안락각 측정 자세에서의 관절각 정의 = 48
제 1 항 경추관절 (Cervical vertebral joint) = 48
제 2 항 견관절 (Shoulder joint) = 49
제 3 항 주관절 (Elbow joint) = 49
제 4 항 수근관절 (Wrist joint) = 50
제 5 항 허리관절 (Vertebral joint) = 50
제 6 항 고관절(Hip joint) = 51
제 7 항 슬관절 (Knee joint) = 51
제 8 항 거퇴관절(Ankle joint) = 52
제 3 절 관절각도와 조작력 분석 결과 = 53
제 1 항 Accelerate pedal 조작 시 관절각도와 조작력 결과 = 53
제 2 항 Brake pedal 조작 시 관절각도와 조작력 결과 = 55
제 3 항 Control valve lever 조작 시 관절각도와 조작력 결과 = 56
제 4 항 Pedal force vs Pedal stroke 결과 = 60
제 5 항 Control valve lever 가동 영역 결과 = 60
제 6 항 힘측정 분석결과 = 60
제 7 항 인체관절각도 분석결과 = 61
제 8 항 인체관절 각도에 따른 장비조작력 결과 = 63
제 4 절 관절각 비교검증 결과 = 64
제 5 장 결론 및 추후 연구방향 = 65
참고 문헌 = 67
Abstract = 72
