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MyoVision 시스템을 활용한 허리 근육 건강 상태에 따른 피로도에 대한 생체지표 변화 연구
심현호(Hyun-Ho Shim),최경희(Kyeong-Hee Choi),공용구(Yong-Ku Kong),박채원(Chae-Won Park),김승연(Seoung-Yeon Kim),김민정(Min-Jung Kim),조민욱(Min-Uk Cho) 대한인간공학회 2020 大韓人間工學會誌 Vol.39 No.2
Objective: The aim of this study was to identify changes in bio-parameters before and after muscle fatigue according to the health status of the lumbar muscles. Background: Low back pain is frequently occurring pain area in various industrial field. There are a lot of researches that compare bio-parameters on healthy people and low back pain patients or analyze the change on bio-parameter by fatigue effect. However, researches that compare bio-parameters on lumbar muscle health and fatigue are insufficient. Method: The experiment was conducted on 15 male adults. All participants performed Sorensen test that was consist of 30 seconds of task / 30 seconds of rest for 20 minutes. Myovision was used to classify muscle and people health condition into three types (chronic, normal, acute) according to muscle activity and a variety of bio-parameters were used to compare fatigue pre/post. Results: As a result, the Flexion Relaxation Ratio (FRR) decreased in the normal muscle group and increased in the acute muscle group after muscle fatigue. Although generally the %frequency decreased in all of group, the decrease in normal muscle groups was lower than in chronic/acute muscle groups. Overall, subjective discomfort increased in all muscle groups, but the increase discomfort in normal muscle groups was lower than that of acute muscle groups. Conclusion: In general, healthy muscle groups showed a decrease in FRR after muscle fatigue, while non-healthy muscle groups showed an increasing trend. Therefore, when assessing muscle fatigue from performing a task using FRR, it might be said that post-classification of muscle health conditions should be performed and then interpreted. In addition, non-healthy muscle group was found to be more vulnerable to fatigue by using fatigue parameters and subjective discomfort. Therefore, nonhealthy muscle groups were likely to require continuous monitoring in industrial field. Application: Changes in FRR after fatigue would be evaluated differently between healthy and non-healthy muscle groups.
바코드 리더용 스캐닝 미러를 위한 무빙 코일 타입 VCM 설계
신부현(Bu Hyun Shin),이정우(Jeong Woo Lee),심현호(Hyun Ho Shim),박상구(Sang Goo Park),이승엽(Seung-Yop Lee) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.1
바코드 리더를 위한 전자기력을 이용한 소형 회전 무빙 코일 타입 보이스 코일 구동기를 개발하였다. 본 구동기는 1 개의 자석과 1 개의 코일 그리고 1 개의 복원핀으로 이루어진 간단한 구조이다. 구동기는 DC 모터의 선형으로 근사화한 이론적인 모델링으로 해석하고, 유한 요소 해석 프로그램으로 모터 상수와 복원력 상수를 계산하여 동적 성능을 예측하였다. 공진 주파수는 64 ㎐ 이며 바코드 리더를 위한 50 ㎐ 의 주파수에서 60 deg 의 반사각을 가짐으로 예측되었다. 시작품을 제작하여 실험을 통하여 3 V 의 입력 전압에서 50 ㎐ 의 주파수에서 61.8 deg 의 반사각을 가짐을 확인하였다. 제안된 구동기는 Op-amp 를 이용하여 간단한 개루프 제어 회로 구성이 가능하다. A voice coil actuator with moving coil type for scanning mirror system of barcode reader has been developed. The actuator has a simple structure including a magnet, a coil and a pin. The performance of the actuator is analyzed by a linearized theoretical model. And the dynamic performance of the proposed actuator is predicted through motor constant and restoring constant obtained by finite element simulations. The theoretical model was verified by the prototype which has 64 ㎐ resonance frequency and 60 deg reflecting angle. We also discovered that that 3 V input can make the actuator rotate over 61.8 deg reflecting angle at 50 ㎐ resonance frequency. The proposed actuator can simplify its driving configuration because of its implementation of open-loop control.
김영식(Youngshik Kim),심현호(Hyun-Ho Shim),이경민(Kyung-min Lee),신부현(Buhyun Shin) 제어로봇시스템학회 2017 제어·로봇·시스템학회 논문지 Vol.23 No.7
The proposed two degree-of-freedom electromagnetic oscillatory actuator has a novel structure to combine two electromagnetic actuators of the moving-coil type. In order to rotate the actuator, the coil is attached to the moving frame, acting as the moving-coil type. There is three magnets, in the middle and inside each moving frame. The direction of the magnetism is perpendicular to the coil in order to change the direction of current induced to the coil and oscillate the moving frame. There are two types of forces applied to the 2-DoF electromagnetic oscillatory actuator. The magnetic force between the magnets holds the moving frame on the left or right side. That magnetic force is called as a holding force. The electromagnetic force generates the oscillatory motion when the current is applied to the coil. The overall size is 15 mm (W) × 15 mm (D) × 50 mm (H). All frames are made of ABS plastic using a rapid prototyping process to reduce inertia. The magnet material is ND35. The dynamic modeling and electromagnetic simulations and experiments are conducted. Resonance frequency is 18.5 Hz with only moving parts and 15.5 Hz including middle magnet. The laser beam profile shows 2-D motion for swing motion for various applications.
작업 자세 평가를 위한 AWBA 자동 평가 프로그램 개발 및 검증
공용구(Yong-Ku Kong),최경희(Kyeong-Hee Choi),심현호(Hyun-Ho Shim),김민정(Min-Jung Kim),박상수(Sang-Soo Park),심진우(Jin-Woo Shim),김승연(Seoung-Yeon Kim) 대한인간공학회 2021 대한인간공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
Objective: 본 연구는 영상이나 사진에 대하여 육안을 통해 작업 자세 평가 시 평가자에 의한 오류를 최소화하기 위하여 IMU 센서 모션 캡쳐 데이터를 이용한 AWBA 자동 평가 프로그램을 개발하고, 검증하고자 한다. Background: 농작업은 다른 산업에 비해 근골격계 질환 유병률이 높은 편이며, 농작업 특성상 다양한 하지자세로 인해 현재 널리 사용되고 있는 RULA, REBA, 그리고 OWAS와 같은 자세 평가 도구로는 정확한 평가에 한계가 있다. 또한 인간공학적 평가 도구를 이용하여 작업 자세 평가 시에는 평가자의 주관적인 요소가 평가 결과에 반영될 수 있어 객관적인 평가 결과를 도출하기 어렵다는 한계점이 있다. Method: 성인 남성 2명을 대상으로 웨어러블 IMU센서를 부착하고 AWBA의 상지 14개 자세와 하지 13개 자세를 측정하여 판별 기준과 필요한 신체각도를 선정하여 상지자세 평가도구(AULA)와 하지자세 평가도구(ALLA)의 평가 알고리즘을 설계하였다. 이를 기반으로 프로그램의 목적과 기능을 설정하여 JAVA와 Eclipse IDE를 이용하여 프로그램을 개발하였으며, 신뢰도 검증을 위해 성인 남성 1명을 대상으로 웨어러블 IMU센서를 부착하고 측정한 데이터 중 59개 자세를 선정하여 기존의 평가 방식인 수동평가 방식과 프로그램 평가 결과에 대한 일치도 분석을 수행하였다. Results: 평가 알고리즘은 AULA와 ALLA에 대하여 각각 도출하고, 이를 조합하여 전신자세(AWBA)의 위험도를 최종 도출하는 구조로 설계하였으며, 프로그램의 기능과 목적에 따라 4개 페이지로 개발하였다. 상지자세 평가(AULA)의 일치도는 90%이상으로 나타났으며, Kappa 계수 또한 매우 높은 일치도를 보인 반면, 하지자세 평가(ALLA)의 일치도는 71.2%를 나타났으며, Kappa 계수는 0.67로 상당한(Substantial)일치도를 보였다. Conclusion: Cohen’s Kappa 분석 결과, AULA는 매우 높은 정확성 및 일관성을 보여 프로그램을 통한 자세 평가가 가능하다고 판단되며, ALLA는 상당한(Substantial) 일관성을 보였지만, Sitting 자세의 일치도가 낮아 프로그램을 통한 평가에 한계가 있다고 판단된다. 추후에는 ALLA 평가 알고리즘을 수정하여 일치도를 개선하고자 한다. Application: 본 연구 결과는 대표 작업 자세 선정이 어려운 작업이나 육안으로 자세 평가를 수행하기 어려운 경우에 유용하다고 사료된다.