• 한국정밀공학회지
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• 제21권11호
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• pp.209-218
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• 2004

The purpose of this paper is to suggest a practical and simple method for the identification of the joint mechanical properties and to apply it to human knee joints. The passive moment at a joint was modeled by three mechanical parts, that is, a gravity term, a linear damper term and a nonlinear spring term. Passive pendulum tests were performed in 5 fat and 5 thin men. The data of pendulum test were used to identify the mechanical properties of joints through sequential quadratic programming (SQP) with random initial values. The identification was successful where the normalized root-mean-squared (RMS) errors between the simulated and experimental joint angle trajectories were less than 10％. The parameter values of mechanical properties obtained in this study agreed with literature. The inertia, gravity and the damping constant were greater at fat men, which indicates more resistance to body movement and more energy consumption fer fat men. The suggested method is noninvasive and requires simple setup and short measurement time. It is expected to be useful in the evaluation of joint pathologies.

• 한국감성과학회:학술대회논문집
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• 한국감성과학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-35
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• 2004

• 한국정밀공학회지
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• 제22권4호
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• pp.188-193
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• 2005

The purpose of this paper is to develop a more precise damper model of the joint for the quantification of the joint mechanical properties. We modified the linear damper model of a knee joint model to nonlinear one. The normalized RMS errors between the simulated and measured joint angle trajectories during passive pendulum test became smaller with the nonlinear damper model than those of the linear one which indicates the nonlinear damper model is better in precision and accuracy. The error between the experimental and simulated knee joint moment also reduced with the nonlinear damper model. The reduction in both the trajectory error and the moment error was significant at the latter part of the pendulum test where the joint angular velocity was small. The nonlinearity of the damper was significantly greater at thin subject group and this indicates the nonlinearity is a useful index of joint mechanical properties.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1391-1398
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• 2011

본 논문은 장비의 동작분석기법을 이용하여 운전자가 핸들을 돌릴 때 팔의 관절 운동에 대한 생체역학적 해석을 수행하였다. 모형 운전석에서 운전자가 핸들을 돌릴 때 모션 캡쳐(motion capture) 시스템을 이용하여 팔의 3차원 운동궤적을 구하고, 이 결과를 이용하여 팔의 근-골격계 모델에 대한 역기구학 해석과 역동역학 해석을 수행함으로써 팔 관절의 변위와 관절 토크의 크기를 계산하였다. 각 관절의 회전 운동은 동시에 복합적으로 발생하며, 관절 운동의 크기의 관점에서 팔꿈치 관절의 회내-회외, 어깨 관절의 내전-외전, 굴곡-신전, 손목 관절의 굴곡-신전 등이 주요한 운동임을 확인할 수 있었다. 모형 운전석의 운전 자세, 핸들의 각도 및 좌석에 대한 상대적 위치와 관련된 설계변수에 대한 관절운동의 민감도 해석을 통하여 운전 자세와 핸들의 위치가 조향 동작에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1190-1193
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• 2004

The purpose of this study is to evaluate the possibility of identifying joint damping property through commercially available isokinetic ergometer (BIODEX). The proposed method is to estimate the damping torque of the knee joint from the difference between the external joint torque for maintaining isokinetic movement and the gravity torque of the lower leg. The damping torque was estimated at various joint angular velocities, from which the damping property would be derived. Measurement setup was composed of the BIODEX system with an external force sensor and Labview system. Matlab was used in the analysis of the damping property. The experimental result showed that the small variation in angular velocity due to acceleration and deceleration of the crank arm resulted in greater change of inertial torque than the damping torque, so that the estimation of damping property from the isokinetic movement is difficult.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권3호
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• pp.509-515
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• 2020

본 연구의 목적은 딥 스쿼트 동작 시 발목 관절 유연성이 무릎 관절의 운동역학적 요인들간의 관련성을 분석하는데 있었다. 본 연구는 최근 1년간 하지 근골격계 병력이 없는 성인 남성 19명과 여성 8명이 연구대상자로 참여하였다. 딥 스쿼드 시 발목 관절 유연성과 하지 관절의 운동역학적 요인들과 상관관계를 검증하기 위해 pearson의 적률상관계수(pearson's correlation coefficient)를 이용하였고(SPSS 24.0, Armonk, NY, USA), 통계적으로 유의미한 상관성을 나타낸 변인들은 단순회기분석(simple regression analysis)을 실시하였으며, 유의 수준은 .05로 설정하였다. 본 연구를 통해 발목 관절 유연성과 무릎 관절의 압력을 결정하는 최대 관절모멘트와 관절반발력 요인들 간의 관련성을 확인할 수 있었다. 그러므로 근력 트레이닝 시 딥 스쿼트와 같은 무릎 관절에 많은 부하를 발생시킬 수 있는 운동을 적용할 때 개인에 신체적 특성 중 발목 관절의 유연성의 정도를 확인하는 것은 신체의 안정성과 무릎 관절의 상해 위험성을 감소시킬 수 있는 운동 강도를 설정하는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국운동역학회지
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• 제19권2호
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• pp.399-406
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• 2009

본 연구의 목적은 롤러 신발과 조깅 신발 착용 후 보행 시 운동학적 변인에 대하여 비교 분석 하는데 있다. 이를 위해 하지 근골격계에 이상이 없는 중학생 8명을 피험자로 선정하여 3차원 동작 분석을 실시하였다. 분석 결과, 활보장, 인체무게 중심변위 및 선속도, 관절각 및 각속도에서 집단 간 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 특히 롤러 집단의 경우 지지 시 발목 관절각이 증가하고 무릎각의 각속도가 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 롤러 신발의 경우 장착된 휠에 의해 지지 시 적절한 배측굴곡이 이루지지 못하고, 불안정성을 극복하기 위해 무릎의 과도한 굴곡이 나타난 것으로 사료되어 진다. 이러한 운동학적 변인의 차이는 롤러 신발 보행 시 정상 패턴과는 다른 불안정한 보행 동작을 유발시키고 이러한 동작이 지속적으로 이루어진다면 하지 근골격계에 변화를 유발시켜 부상 유발의 가능성이 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 연구 결과를 토대로 향후 보다 안정성 높은 롤러 신발을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.