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헥사포드 기구를 이용한 다축 힘/토오크 센서 교정장치 개발
이해순(Hae-Soon Lee),소병록(Byung-Rok So) 대한기계학회 2023 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2023 No.11
In this study, we have developed a hexapod-type 6-axes force/torque calibration system suitable for application across diverse industries, including the automotive, robot and aviation sectors. A 3DOF load cell can be calibrated with relatively accurate results for measuring forces in three orthogonal directions. Nevertheless, the precise measurement of pure torque when subjected to orthogonal forces on a cantilever presents considerable challenges. To enhance torque calibration accuracy, we propose a novel design inspired by kinematic analysis of the hexapod structure. This innovative design comprises two distinct components: an upper structure serving as an actuator and a lower structure serving as a measuring unit. The upper structure employs six precise linear actuators and twelve Universal Prismatic Spherical joints to efficiently transmit loads in parallel, while the lower structure for force measurement integrates six precise uniaxial load cells and twelve flexible joints. An analysis has been conducted to confirm that designed the moving plate possesses adequate rigidity to measure linear forces up to 20kN and torques up to 5kNm. Additionally, a dedicated control system has been developed to regulate the speed and positioning of the moving plate. By introducing this 6-axis calibration system and conducting comprehensive experimental evaluations of multi-axis load cells, we have contributed to the increased feasibility of multi-axis load cell calibration within domestic calibration institutions.
이종선(Chong Sun Lee),박병강(Byung Kang Park),정인욱(In Wook Chung),이성일(Sung Il Yi),소병록(Byung Rok So) 대한스트레스학회 2011 스트레스硏究 Vol.19 No.1
본 논문에서는 개인의 스트레스를 알아내기 위하여 설문에 의한 점수와 측정에 의한 점수를 합쳐서 산출되는 스트레스지수를 개발하였다. 스트레스설문은 일반인을 위하여 병원 및 보건소에서 사용하는 기존의 스트레스설문 중에서 뽑아내서 신체, 행동, 심리/감정과 관련된 20개의 질문을 활용하여 재구성하였다. 스트레스측정 점수를 나타내기 위하여 심박수변이도의 퓨리어 스펙트럼의 저주파와 고주파 성분에 대한 적분값들의 크기를 사용하여 점수화 하는 방법을 개발하였다. 개발된 스트레스지수의 유효성을 평가하기 위해 종합병원에서 임상실험을 실시하였다. 스트레스지수는 보건소에서 활용하는 스트레스 설문지의 점수와 뚜렷한 상관관계를 보였다. 스트레스설문 점수는 나이에 따른 변화가 거의 없었으나 개인에 따른 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 스트레스측정 점수는 나이에 따라 큰 기울기로 감소하는 것으로 나타났으며 나이 상관계수도 높았다. 그러므로 나이가 들어감에 따라 스트레스가 누적되어 자율신경의 활동이 약화되고 스트레스에 대한 저항력이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 본 연구에서 산출한 스트레스 측정점수는 IEMBIO(주)의 Canopy7에서 제공하는 스트레스지수와 0.868의 높은 상관계수를 나타냈다. 그러므로 상용의료기기에서 산출되는 스트레스지수는 자율신경 활동도와 관련된 스트레스 저항력을 나타내며, 본 연구의 스트레스 상태를 알아보는 설문과 심박수변이도의 측정으로 나타나는 스트레스 저항력을 각각 50%씩 반영하여 산출하는 스트레스지수와는 차별된다. In order to identify personal stress, we developed a stress index calculated by combining scores from survey and measurement. Stress survey utilized 20 questions related to physical, behavior, and psychology/emotion chosen from existing stress surveys being used in the hospital or public health center. Stress measurement score was estimated by developing a method of scoring by using the integrated values of the low frequency and high frequency components of Fourier spectrum of the hearth rate variability (HRV). A clinical trial was conducted in a general hospital to evaluate validity of the developed stress index. The stress index showed a good correlation with the existing stress survey score available in the public health center. The stress survey score showed very large variations among individuals with little correlation with age. However, the stress measurement score decreased with a large slope with age, and the age correlation coefficient was high. Therefore, we were able to observe that as age progresses, stress is accumulated and the autonomic nerve activity weakens resulting in the decrease in the stress resistance. The stress measurement score calculated in this study showed a high correlation coefficient of 0.868 with the stress index provided by Canopy7 of IEMBIO. Therefore, the stress index calculated from the employed equipment indicates stress resistance related to the autonomic nerve activity, and therefore it is distinguished from the stress index developed in this study calculated by reflecting both the current stress state through the survey and the stress resistance through the HRV measurement. (Korean J Str Res 2011;19:11∼19)