정상보행 중 운동학적 자료를 이용한 지면반발력과 지면반발모멘트 해석
Analysis of Ground Reaction Forces and Ground Reaction Moments During Normal Gait using Kinematic Data
- 주제(키워드) 도움말 지면반발력 , 지면반발모멘트 , 힘측정판 , 보행분석 , 운동학적 데이터
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 송성재
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 기계의용공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000008365
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
정상보행 과정 내에서 보행주기의 검출과 지면반발력, 지면반발모멘트의 측정에는 일반적으로 3차원 동작분석 시스템과 힘측정판이 사용된다. 특히 측정된 지면반발력과 지면반발모멘트는 보행 중 하지관절에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하는 역동역학 해를 구하는데 필수적인 요소이다. 하지만 힘측정판은 발끌림이 동반되는 비정상보행에 대해서는 지면반발력과 지면반발모멘트의 측정이 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 3차원 동작분석 시스템을 사용하여 얻은 운동학적 데이터를 이용하여 힘측정판 없이 지면반발력과 지면반발모멘트를 계산하는 방법을 제시하였다. 3차원 동작분석 시스템과 힘측정판을 사용하여 피험자의 보행실험을 수행하였고, 이를 통하여 피험자가 보행하는 동안 각 체절의 시간-궤적 데이터를 측정하였다. foot velocity algorithm(FVA)방식을 사용하여 피험자의 보행주기를 검출한 후에 이를 힘측정판을 통해 얻은 결과와 비교한 후 검토를 진행하였고, FVA 방식을 사용한 보행주기검출에 대한 타당성을 확인하였다. 지면반발력을 계산하기 위하여 링크-체절 모델을 사용하여 15개의 체절로 모델링 한 후에 운동학적 데이터를 사용하여 지면반발력을 계산하고 힘측정판을 통해 얻은 결과와 비교하였다. 수직방향의 지면반발력이 가장 잘 일치하였으며, 전진방향과 횡방향의 지면반발력은 다소의 오차가 있었으나 유사한 경향을 나타내었다. 지면반발모멘트를 계산하기 위하여 링크-체절 모델을 사용하여 신체를 7개의 체절로 모델링 하였다. 운동학적 데이터를 사용하여 지면반발모멘트를 계산한 후에 힘 측정판을 통해 얻은 결과와 비교한 결과 수직방향의 지면반발모멘트가 가장 잘 일치하였으며, 전진방향과 횡방향의 지면반발모멘트는 오차가 있었으나 유사한 경향을 보였다.
more목차 도움말
국문요약 Ⅰ
Abstract Ⅱ
목차 Ⅲ
표목차 Ⅳ
그림목차 Ⅴ
1. 서 론 1
2. 보행주기 3
3. 연구방법 6
3.1 실험방법 6
3.2 보행주기 검출 8
3.3 지면반발력 계산 12
3.3.1 이론적 배경 12
3.3.2 모델링 및 계산방법 13
3.3.3 계산결과 18
3.3.4 계산 결과에 대한 고찰 24
3.4 지면반발모멘트 계산 25
3.4.1 이론적 배경 25
3.4.2 모델링 및 계산방법 26
3.4.3 계산 결과 29
3.4.4 계산 결과에 대한 고찰 35
4. 결론 36
참 고 문 헌 38
