KR100471226B1 - 더미의 손목과 손가락 구조 - Google Patents

Abstract

더미의 손목과 손가락 구조가 개시된다. 개시된 더미의 손목과 손가락 구조는, 좌우 대향되게 설치된 프레임과; 상기 프레임 사이의 상부에 회동 가능하게 설치되어 차량의 스티어링 휠을 잡을 수 있도록 구비된 것으로, 상기 프레임 사이에 힌지 가능하게 상하로 설치되고, 상기 스티어링 휠을 직접 잡도록 안쪽으로 라운드가 대향되어 형성되며, 상기 스티어링 휠로부터 이탈되도록 상기 프레임 상에서 회동하는 제1,2핑거를 구비하여 된 손가락 조립체와; 상기 제1,2핑거의 회동 각도가 한정되도록 상기 프레임에 설치된 회동한정부재와; 상기 손가락 조립체에 악력이 형성되도록 상기 손가락 조립체의 일측과 연결되어 상기 프레임 사이에 설치되는 탄성부재와; 상기 손가락 조립체가 동시에 작동되도록 상기 손가락 조립체에 연결 설치된 링크부재와; 더미의 손목에 끼워 연결되어 회동되도록 상기 프레임의 하부에 설치된 연결부재;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 시험시 인체와 유사한 특성을 갖는 더미를 만들 수 있어 상체의 상해를 표현할 수 있는 이점이 있다.

Description

더미의 손목과 손가락 구조{STRUCTURE OF WRIST AND FINGERS FOR DUMMY}

본 발명은 더미의 손목과 손가락 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 손목과 손가락의 악력(握力)을 표시할 수 있도록 하여 인체와 유사하게 표현할 수 있도록 개선된 더미의 손목과 손가락 구조에 관한 것이다.

자동차 문화의 발전과 인간의 안전에 대한 관심의 증가로 자동차 충돌시 운전자의 동적 시뮬레이션 모델링(simulation modeling) 분야는 생체역학의 중요한 분야로 자리잡고 있다.

그리고 자동차 충돌시험용 운전자 모델은 크게 충돌시험용 더미(dummy) 모델과 컴퓨터 시뮬레이션용 모델로 나눌 수 있다. 상기한 컴퓨터 시뮬레이션용 모델은 다시 강체(rigid-body) 모델과 유한요소(finite element) 모델이 있다.

이러한 모델의 대표적인 약점은 근육을 능동적(active) 성분이 아닌 수동적(passive) 성분으로 다루고 있다는 것이다.

하지만, 근육의 능동적 거동이 충돌시 인체의 동적반응을 정확히 기술하는데 중요한 역할을 한다는 연구보고가 나오고 있다.

그리고 인체모델을 가능한 한 인간의 실제 인체에 가깝게 구현해야 한다는 바이오피델러티(biofidelity)의 관점에서 보아도 자발적으로 수축하여 힘과 모멘트(moment)를 생성시키는 근육의 액츄에이터(actuator)로서의 기능을 고려해야 한다는 것은 당연하다 할 것이다.

특히, 이러한 근육의 능동적 거동은 운전자가 충돌을 감지하는 상황이나 서브 맥시멀(sub-maximal) 충돌상황에서 더욱 중요한 역할을 한다.

상기한 바와 같은 더미의 손목 및 손가락 구조가 도 1에 개략적으로 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 더미의 손목 및 손가락 구조(10)는 인체와는 유사성이 존재하지 않은 상태이다. 실제로 차량의 저속 충돌시 더미는 손목이 구부러지며 또한 손가락의 악력에 의해 쉽게 스티어링 휠(steering wheel)(11)에서 손이 떨어지지 않으나 결국 어느 정도의 힘을 받게되면 스티어링 휠(11)과 탈거되어 클러스터(cluster) 쪽으로 이동을 하게된다.

따라서 상기와 같은 종래의 더미의 손목 및 손가락 구조(10)는 충돌 특성을 제대로 표현할 수 없어 사고 재현 시험용으로 사용하기 어렵다. 이는 실제 인체와 유사하지 않은 거동을 하는 더미의 사용에 기인한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인체와 유사한 특성이 표현될 수 있도록 한 더미의 손목과 손가락 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 더미의 손목과 손가락 구조는, 좌우 대향되게 설치된 프레임과; 상기 프레임 사이의 상부에 회동 가능하게 설치되어 차량의 스티어링 휠을 잡을 수 있도록 구비된 것으로, 상기 프레임 사이에 힌지 가능하게 상하로 설치되고, 상기 스티어링 휠을 직접 잡도록 안쪽으로 라운드가 대향되어 형성되며, 상기 스티어링 휠로부터 이탈되도록 상기 프레임 상에서 회동하는 제1,2핑거를 구비하여 된 손가락 조립체와; 상기 제1,2핑거의 회동 각도가 한정되도록 상기 프레임에 설치된 회동한정부재와; 상기 손가락 조립체에 악력이 형성되도록 상기 손가락 조립체의 일측과 연결되어 상기 프레임 사이에 설치되는 탄성부재와; 상기 손가락 조립체가 동시에 작동되도록 상기 손가락 조립체에 연결 설치된 링크부재와; 더미의 손목에 끼워 연결되어 회동되도록 상기 프레임의 하부에 설치된 연결부재;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b에는 본 발명에 따른 더미의 손목과 손가락 구조를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 도 2b는 도 2a의 측면도이다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 더미의 손목과 손가락 구조는, 좌우 대향되게 설치된 한 쌍의 프레임(30)과, 이 프레임(30) 사이의 상부에 회동 가능하게 설치되어 차량의 스티어링 휠을 잡을 수 있도록 구비된 손가락 조립체(50)와, 이 손가락 조립체(50)에 악력이 형성되도록 손가락 조립체(50)의 일측과 연결되어 상기 프레임(30) 사이에 설치되는 탄성부재(63)와, 상기 손가락 조립체(50)가 동시에 작동 또는 연동되도록 손가락 조립체(50)에 연결 설치된 링크부재(55)와, 이러한 구조가 더미의 손목(20)에 끼워 연결되어 회동되도록 프레임(30) 사이의 하부에 설치된 연결부재(41)를 포함하여 구성된다.

상기 손가락 조립체(50)는 프레임(30) 사이에 힌지 가능하게 상하로 설치되고 차량의 스티어링 휠을 직접 잡도록 안쪽으로 라운드가 대향되어 형성되며 예컨대, 손가락이 굽혀진 상태의 형상으로 이루어지며 스티어링 휠로부터 이탈되도록 프레임(30) 상에서 회동하는 제1,2핑거(51,52)로 이루어진다.

그리고 이 제1,2핑거(51,52)의 회동 각도가 한정되도록 프레임(30)에는 회동한정부재가 설치된다. 이 회동한정부재는 제1,2핑거(51,52)가 일정 각도만큼 회동된 후, 제1,2핑거(51,52)의 하단부가 걸려 제1,2핑거(51,52)가 정지되도록 제1,2핑거(51,52)의 하단부 일측에 설치된 핀부재(61,64)로 이루어진다.

상기 연결부재(41)는 프레임(30)을 연결하는 연결핀(54)의 중앙에 소정 각도만큼 회동된 후, 정지되도록 설치된다. 이렇게 상기 연결부재(41)가 일정 각도 회동 후, 정지되도록 하는 회동한정부재는 탄성부재(63)가 설치되는 핀(62)에 의해 정지된다. 특히 이 연결부재(41)는 손목의 힘을 측정하여 이를 나사 산의 높이로 재현시킬 수 있도록 된 레볼류트 조인트(revolute joint)로 이루어진다.

또한 상기 손가락 조립체(50), 탄성부재(63) 및 링크부재(55)는 각각 두 개씩 구비된다.

한편, 상기 제1,2핑거 및 연결부재의 회동 각도는, 본 발명의 목적이 실현될 수 있을 정도의 각도 범위에 들면 특정한 각도에 한정되지 않는다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 더미의 손목과 손가락 구조의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도면을 다시 참조하면, 더미의 손목에 끼워져 시험시 차량의 스티어링 휠에 의한 제1,2핑거(51,52)에 발생되는 힘의 방향은 도 2a의 화살표 방향과 같다.따라서 힘의 발생에 의해 손가락으로 표현되는 부분은 굽혀져 닫힌 상태의 제1,2핑거(51,52)의 상태에서 즉, 두 개의 제1,2핑거(51,52)가 닫혀 있게 되는 힘은 궁극적으로 탄성부재(63)의 스프링 력(spring force)에 의해서 작용된다.그리고 오픈(open)된 상태의 제1,2핑거(51',52')의 상태는 더미의 팔 부분이 전반적으로 앞으로 이동하게 되면, 전술한 바와 같은 도 2a의 화살표와 같은 방향의 힘이 발생된다.

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또한 닫혀진 상기 제1,2핑거(51,52)의 상태에서 탄성부재(63)의 스프링 력 보다 강한 힘이 몰리게 되면서 자연스럽게 오픈된 제1,2핑거(51',52')의 상태로 전환됨으로써 스티어링 휠로부터 자연스럽게 풀리게 된다.

그리고 상기 제1,2핑거(51,52)의 연동 동작은 상기 링크부재(55)에 의해서 연동되어 안쪽의 제1핑거(51)가 힘에 의해 이동하면서 바깥쪽의 제2핑거(52)를 밀어 올려서 자연스럽게 벌어질 수 있다. 이렇게 제1,2핑거(51',52')가 벌려지면 상기 링크부재(55')도 연동한다.

또한 상기 연결부재(41)의 레볼류트 조인트는 손목의 효과를 대신해 줄 수 있도록 이루어져, 손목의 힘을 측정하여 이를 나사산의 높이로 재현시킬 수 있다. 즉, 나사산이 높을 수록 강한 손목의 힘을 나타낼 수 있다.상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 손가락 조립체(50)인 제1,2핑거(51,52)의 악력은 상기 탄성부재의 힘에 의해 발생된다.부연하면, 더미(인체 모텔)의 사용은 차량 충돌시 인간을 대신하여 시험차에 올려지며 스티어링 휠의 림(핸들)에 손가락을 일정한 힘을 받을 수 있게 고정하도록 되어있다. 상기 손가락 조립체(50)의 구조 자체는 지속적으로 오므리고 있는 형상을 유지하며, 이를 펴서 스티어링 휠의 핸들 부분을에 고정시키게 되며, 실제 시험시(충돌 발생시) 더미의 상체는 전방(앞유리)을 향하여 날라가며, 이 힘을 이기지 못할때(즉, 제1,2핑거(51,52)에 가해지는 힘이 스프링의 힘을 능가할때) 자연스럽게 풀리고, 다시 탄성부재(63)의 힘에 의해 원래의 닫혀있는 모습으로 복원되면서 충돌시험에 이용된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 더미의 손목과 손가락 구조는 다음과 같은 효과를 갖는다.

시험시(특히 저속 충돌시험) 인체와 유사한 특성을 갖는 더미를 만들 수 있어 상체의 상해를 표현할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 더미의 손목과 손가락 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 사시도.

도 2a는 본 발명에 따른 더미의 손목과 손가락 구조의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2b는 도 2a의 측면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30. 프레임

41. 연결부재

50. 손가락 조립체

63. 탄성부재

55. 링크부재

Claims (8)

1. 좌우 대향되게 설치된 프레임과;

   상기 프레임 사이의 상부에 회동 가능하게 설치되어 차량의 스티어링 휠을 잡을 수 있도록 구비된 것으로, 상기 프레임 사이에 힌지 가능하게 상하로 설치되고, 상기 스티어링 휠을 직접 잡도록 안쪽으로 라운드가 대향되어 형성되며, 상기 스티어링 휠로부터 이탈되도록 상기 프레임 상에서 회동하는 제1,2핑거를 구비하여 된 손가락 조립체와;

   상기 제1,2핑거의 회동 각도가 한정되도록 상기 프레임에 설치된 회동한정부재와;

   상기 손가락 조립체에 악력이 형성되도록 상기 손가락 조립체의 일측과 연결되어 상기 프레임 사이에 설치되는 탄성부재와;

   상기 손가락 조립체가 동시에 작동되도록 상기 손가락 조립체에 연결 설치된 링크부재와;

   더미의 손목에 끼워 연결되어 회동되도록 상기 프레임의 하부에 설치된 연결부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 회동한정부재는 상기 제1,2핑거가 일정 각도만큼 회동된 후, 상기 제1,2핑거의 하단부가 걸려 상기 제1,2핑거가 정지되도록 상기 제1,2핑거의 하단부 일측에 설치된 핀부재를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.
5. 제1항에 있어서,

   상기 연결부재는 상기 프레임을 연결하는 연결핀의 중앙에 설치된 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.
6. 제1항에 있어서,

   상기 연결부재는 소정 각도만큼 회동된 후, 정지되도록 설치된 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.
7. 제1항에 있어서,

   상기 연결부재는 손목의 힘을 측정하여 이를 나사산의 높이로 재현시킬 수 있도록 된 레볼류트 조인트로 이루어진 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.
8. 제1항에 있어서,

   상기 손가락 조립체와, 상기 탄성부재와, 링크부재는 각각 두 개씩 구비되는 것을 특징으로 하는 더미의 손목과 손가락 구조.