Transcript 창 원 대 학 교
노약자를 위한 자동차용 파워시트 개발 창원대 기계공학과 첨단 복합재료 실험실 강혜진, 천태진 1 창원대학교 차례 1. 연구 배경 및 목적 2. 파워시트의 설계 3. 파워시트의 구조해석 4. 결 론 첨단 복합재료 실험실 2/23 창원대학교 장애인 이동권에 대한 관심 첨단 복합재료 실험실 3/23 창원대학교 장애인 이동권에 대한 관심 • 민주노동당이 장애인 이동 보장법 제정 공동대책위(이하 이동보장 공대위) 와 공동으 로 '장애인·노인·임산부 등의 교통수단 이용 및 이동보장에 관한 법률'을 발의했다. 아직 민주노동당 의원들을 중심으 로 14명만이 법안에 서명한 상태지만, 장애인 이동권에 대한 법률의 국회 발의는 이번 이 처음이다. 첨단 복합재료 실험실 4/23 창원대학교 연구배경 파워시트 개발의 필요성 증대 노약자 및 장애인 이동권 보장 노령화 인구 증가 후천성 장애인 증가 장애인 기본권 보장 첨단 복합재료 실험실 5/23 창원대학교 연구목적 • 파워시트:휠체어를 탄 장애인이 보다 쉽게 차량에 탑승하기 위한 장치 *메커니즘이 간단하고 turndown 기능을 가진 승용과 승합차에 적용 가능한 국산 전동의자를 개발 첨단 복합재료 실험실 6/23 창원대학교 파워시트의 구동 방식 Turn-out type DC모터로 90°회전 후 슬라이드에 의해 구동. Turny type (Turn-down) Turn-out 방식 으로 구동 한 후 hand controller 로 원하는 높이 까지 낮춤. Turn-out Turny with Carony with Carony Carony란 슬라이드를 통해 Seat가 미끄러져 휠체어에 바로 결합되는 구동방식. 첨단 복합재료 실험실 7/23 창원대학교 파워시트의 구동 방식 Turn-out type Turny type (Turn-down) Turn-out with Carony Turny with Carony 첨단 복합재료 실험실 8/23 창원대학교 파워시트의 구동 방식 장 점 단 점 •측면 주차공간 부족 시 Turn-out type •작동 Mechanism이 비교적 간단 사용불가 •Flatform과 Slide가 독립적 •차체가 높은 차량 적용 시 승하 차 불편 •휠체어 사용자가 직접 높낮이 제어 Turny type (Turndown) (Hand Controller에 up/down 버튼 이용 •승하 차 용이 ) •측면 주차공간 부족 시 승,하차의 어려움 •상용화 어려움 Carony type •앉은 채로 Transport wheelchair 로 직접 이동 가능 •별도의 Lifting 필요 없음 (별도의 Transport wheelchair필요) •타인의 도움 필요 (Installation과 이동 시) 첨단 복합재료 실험실 9/23 창원대학교 본 연구에서 수행한 파워시트 설계 첫번째 기존 Turny type (turn-down)의 Turn동작과 Slide동작을 기구학적으로 병합 두번째 회전동작 및 슬라이드 동작을 자동으로 수행. 세번쨰 ADA platform deflection 규정에 만족되게 제작 슬라이드 길게 함으로 승,하차 용이 *ADA=> 미국 장애인 협회 첨단 복합재료 실험실 10/23 창원대학교 참 고 ADA 운송차량에 대한 지침 Lift part 규 정 Design load Working parts 안전계수 6 Nonworking parts 안전계수 3 Platform barriers 양쪽 끝에 38mm 이상 Platform surface 길이 720mm, 폭 1220mm 이상 Platform deflection 270kgf의 하중부여시 기울기 3˚ 이하 Platform movement up/down 동안 151mm/sec 이하 Deployment or stowage 동안 303mm/sec 이하 Power or equipment failure 전개,낙하,접힘이 303mm/sec 이하 사용자 추락 방지 첨단 복합재료 실험실 11/23 창원대학교 파워시트 설계사양 소재 구동 Size 회전각 슬라이드 범위 승하강 높이 ASTM A514 DC모터 2EA 체인 647*318*657 (mm) 90 ˚ 475 (mm) 200 (mm) 첨단 복합재료 실험실 12/23 창원대학교 파워시트 구동방식 연구 • CATIA를 이용한 모델링 첨단 복합재료 실험실 13/23 창원대학교 파워시트 구동방식 연구 • 조립과정 1.상부플레이트 2.Arm 3.고정기어부 4.구동부 5.하부플레이트 6.지지대 첨단 복합재료 실험실 14/23 창원대학교 파워시트 구동방식 연구 첨단 복합재료 실험실 15/23 창원대학교 파워시트 구조해석 모델링 조건 ➡ Model을 실제 모형과 똑같이 구현 ➡ 하중은 사람의 무게와 시트무게를 합한 90kg이라 가정하고 안전계수 3을 적용, 270kg(약 2700N)의 하중 적용 ➡ 하중은 seat 장착 부위에 분포하중으 로 간주 ➡ 지지대와 구동부의 회전중심에서 파워시트를 지지하고 있다고 가정 첨단 복합재료 실험실 16/23 창원대학교 파워시트 구조해석 해석결과 90도 회전후 475mm 슬라이드 상태 1.최대 발생응력 <항복 응력 (415.9MPa) (1213MPa) 2. 상부플레이트와 고정기어 접촉부위에서 최대 응력 발생 첨단 복합재료 실험실 17/23 창원대학교 파워시트 구조해석 해석결과 슬라이드 후 200mm 하강한 상태 1.최대 발생응력 < 항복 응력 (561MPa) (1213MPa) 2. 상부플레이트와 고정기어 접촉부위에서 최대 응력 발생 3. 최대 변형은 상부플레이트 전면 부에 0.1mm 발생 첨단 복합재료 실험실 18/23 창원대학교 파워시트 구조해석 결과 ✶ 상부플레이트와 고정기어 접촉부위에서 최대 응력 발생 ✶최대 변형량은 시트가200mm 하강했을 때 상부플레이트 전면부에서 0.1mm(0.2º)발생 ADA platform deflection규정(3º이하)에 충분히 만족. ✶ 최대 응력, 변형 해석결과 구조적으로 안전하다고 판단. 첨단 복합재료 실험실 19/23 창원대학교 파워시트의 실제 구동 동영상 첨단 복합재료 실험실 20/23 창원대학교 결론 • 구동부에 turn 동작과 slide동작을 기구학적으로 병합하여 간단한 메커니즘의 turn-down방식의 국산 파워시트를 설계. • 설계한 파워시트를 구조해석 한 결과 최대 응력과 최대 변위를 확인 한 결과 ADA platform deflection을 만족 구조적으로 안전함을 확인. • 간단한 메커니즘의 설계된 국산 파워시트를 시제작. 첨단 복합재료 실험실 21/23