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[A-2 / 무빙맨] 6축 모션 플랫폼을 활용한 응급 환자 이송 침상

  • 송현우
  • 인천대학교
  • 작품구분일반형
  • 공개여부비공개
  • 카테고리전자, 전기, 기계
  • 등록일2022-09-13
  • 팀원(공동개발자)채희창 이치영 황성연 정건우 김정식
  • 출품 경진대회제18회(2022년) 창의적종합설계경진대회

상세설명

1. 수행배경

  • 구급차도 자동차인지라 주행 시에는 당연히 진동과 소음이 발생합니다.

    일분일초가 급박한 상황에서도 마찬가지로 진동과 소음이 발생합니다.

    긴급 상황에서 어쩔 수 없는 급출발, 급제동 또한 포함됩니다.

    동과 관성이 난무하는 구급차 뒷칸에서 환자들은 고스란히 그 진동과 관성을 몸으로 느껴야합니다.

    환자뿐만 아니라 응급처치를 진행하는 구급대원, 의료진은 주삿바늘에 스스로의 손이 찔리는 사고 또한 발생하기도 합니다.

    이에 정부에서는 사태의 심각성을 인지하고 “에어 서스펜션 무진동 구급차‘ 개발에 착수하였습니다.

    4년이 지난 지금, 에어 서스펜션 무진동 구급차는 이미 개발 완료되었지만,

    아직 전국으로 보급이 되지 않아 구급차 뒷칸에서 환자는 여전히 진동과 충격에 고통 받고 있습니다.

    이에 6축 모션 플랫폼과 쇼크 업소버를 동시에 활용하여 수평 유지 기능과 관성 상쇄 기능을 가진 환자 이송 침상을 개발해보고자 합니다.

2. 수행기간

  • 5월~6월 : 기계 설계, 제어 설계
  • 7월         : 기계 제작, 제어 설계
  • 8월         : 제어 제작, 테스트 및 수정
  • 9월         : 테스트 및 수정

3. 개발작품 설명

  • 앞의 문제를 해결하기 위해 비행기 조종 연습, 레이싱 게임 등에 사용되는 6축 모션 플랫폼과

    흔히 자동차에 주로 사용되는 쇼크 업소버를 활용했습니다.

  • 이에 기존 환자 이송에 쓰이는 침상과 6축 모션 플랫폼, 쇼크 업소버를 결합시켜 설계를 진행하였습니다.

    또한 6축 모션 플랫폼을 구동에 필요한 센서 활용, 모터 제어를 위한 회로까지 설계하였습니다.

  • 6축 모션 플랫폼은 급정거, 급출발, 급커브 구간 같이 큰 관성이 발생할 때 관성 상쇄 기능과

    방지턱, 장애물을 지나는 구간에서 발생하는 기울기를 바로 잡아주는 수평 유지 기능을 수행합니다.

    쇼크 업소버는 노면 상태에 의해 발생하는 진동을 감쇠해줍니다.

  • 시제품을 구매하여 서로 결합하기에는 예산이 부족하여 직접 프레임과 링크 등을 제작하였습니다.

    이후 각종 부품들과 조립을 진행하였습니다.

  • 여섯 개의 모터를 독립적으로 제어하기 위해 풀 브릿지 회로를 구성하였습니다.

    이는 아두이노와 6축 센서랑 연결하여 사용하며, 아두이노를 통한 pwm방식으로 모터를 제어합니다.

4. 활용방안

  • 환자를 이송하는 과정에서 안정성을 높임으로서 사고를 예방할 수 있습니다.
  • 추후에 무진동 구급차가 보급 완료될 예정임에 따라 해당 작품과의 시너지 효과를 기대해 볼 수 있습니다.
  • 전원 인가 외에는 별도의 조작 없이 능동적으로 사용 가능합니다.
  • 환자를 이송하는 용도가 아닌 정밀기기 산업, 교통 수단, 화물 운송 등 다른 용도로서 폭넓은 활용에 용이합니다.

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