사회공헌형 교과목 아카이브

제조고려설계

제조고려설계
수업주제 *사회공헌과 관련된 전문가를 초빙하여 세미나를 진행하고 이를 토대로 학생들이 스스로 수행하고자 하는 프로젝트의 주제를 선정하고 결과물 창출
(기존결과물)
-스마트 블라인드 스틱
-빗방울 수직장치
-오일스퀴저가 있는 굴삭기 안전 그라인더
-Oysternut shell 자동필러(특허출헌)
수업 목적 및 목표 적정기술을 활용하여 소외계층과 개도국에게 적은 비용으로 필요한 혜택을 제공할 수 있는 프로젝트 진행
사회공헌 실천활동 분야 지역사회활동
사회공헌 실천대상 소외계층, 개도국

팀별활동내역

소속 기계항공공학부 담당교수 안성훈
활동기간 2019.09.02. ~ 2019.12.12 활동장소 서울
활동목적 건물 안에서 재난이 발생하여 탈출이 요구될 때 기존의 완강기의 경우 어린아이나 노약자가 사용하기 충분히 편리하거나 안전하지 못하다 판단된다. 이번 활동을 통하여 신체적 약자가 쉽고 안전하게 사용할 수 있는 완강기를 제시하고자 한다.
활동내용 우선 기존 완강기의 문제점을 분석하였다. 이후 어떤 기능이나 형태가 필요한지 파악하였다. 이를 바탕으로 공압을 활용하여 완강기 착용시 완강기에 변형을 주어, 기존의 완강기보다 안전하고 손쉽게 착용 가능한 완강기의 개념을 제안하였다.
활동소감 새로운 완강기의 개념에 대한 접근을 좋았지만 프로토타입 제작하는 과정에서 공압을 제어하는데 조금 어려움이 있었던 것이 아쉽지만, 이를 통하여보다 사회 안전, 특히 신체적 약자의 안전에 도움을 줄 수 있다고 생각한다.

활동자료

소속 기계항공공학부 담당교수 안성훈
활동기간 2019.09.01.~2019.12.15 활동장소 서울
활동목적 팀 프로젝트가 많아지고, 토론문화가 많아지면서, 어디에서든지 회의를 해야 하는 상황이 많이 생기고 있다. 실외나, 회의 여건이 갖추어지지 않은 실내에서 휴대용 화이트 보드를 사용할 수 있다면 더 효과적인 회의를 진행할 수 있을 것으로 생각된다.
활동내용 휴대가 가능한 화이트 보드와 빔 프로젝터를 만들었다. 화이트 보드는 휴대를 위해 foldable 하고, 확장을 위해 모듈 형식이 며, 사용성을 위해 reuseable 하고, inflatable 합니다. 빔 프로젝터는 다양한 모바일 기기를 mirroring할 수 있고 모바일 기기에서 자료를 빔 프로젝터에 casting 할 수 있다.
활동소감 외국 학생들과의 협업은 문화적/언어적 차이로 인하여 어려움이 존재하였지만, 다름을 배울 수 있는 시간이었다.

화이트 보드를 제작함에 있어서 3D 프린트를 사용하여 생각보다 많은 시간과 비용(재료비, 장비 운영)이 발생하였다.. 향후 injection molding을 통해서 수행하면 비용 및 시간을 줄여서 조금 더 활용도가 높은 제품이 될 것 같다.

활동자료

소속 기계항공공학부 담당교수 안성훈
활동기간 2019.09.05 ~ 2019.12.12 활동장소 서울
활동목적 스스로 눕고 일어나기 어려우신 분들의 경우, 병원의 전동침대와 같은 기구나 힘 있는 간호인의 도움이 필요하지만 경제적 사정이 좋지 못하여 이러한 도움을 받기 어려울 수 있다. 이러한 분들을 위하여, 20만 원 이하의 가격으로 이용할 수 있는 기립 보조 기구를 설계 및 제작하고자 한다.
활동내용 거동이 불편한 환자들과 반신마비 환자들을 위한 1인 환자용 기립보조 침대를 만들기 위해 알루미튬 프로파일과 같은 강도 높은 소재를 통하여 프레임을 설계 및 조립하고, 이에 맞는 시트를 선정하였다. 프레임의 경우, CAD(솔리드웍스) 를 이용해 환자들의 다양한 신체구조에 적합한 구조를 설계하고, 환자를 일으켜 세우기 위해 필요한 등부분 및 다리부분의 접힘 구조를 설계 및 시뮬레이션 하였다. 접힘부의 경우 가장 중요한 부분임과 동시에 힘이 가장 많이 집중되는 부분이므로, 계산과 시뮬레이션을 통한 설계와 검증을 거쳐 가장 안정적이며 내구도가 높은 디자인을 도출하였다. 또한 설계된 구조를 이용해 환자를 일으키는데 필요한 힘(토크)를 계산해 모터로 구동하였으며 실제 사람이 누웠을 때에도 기립이 가능한 것을 확인하였다.
활동소감 침대 위에 거치되어서 저렴한 모터로 구동되는 침대를 설계했다는 것에 의의가 있다. 시중에 판매되는 침대들 보다 저렴한 가격에 자동으로 구동이 되는 침대를 설계했기에 만약 약간의 구조 변경 및 재료 변경을 거친다면 대량 생산을 할 수도 있을 것이다.

활동자료

소속 기계항공공학부 담당교수 안성훈
활동기간 2019.10.07 ~ 2019.12.12 활동장소 서울
활동목적 ● 대한민국 65세 이상 노인에 대한 통계에 의하면, 2011년부터 2017년까지 뇌졸중 환자의 비율은 7% 내외로 유지되고 있음. 대한민국 뇌졸중 환자에 대한 2013년 통계에 의하면, 뇌졸중 환자 10만 명 중 50명(0.05%)이 사망하였으며, 이 비율은 그대로 유지되고 있음. 뇌졸중 환자에 대한 2009년 국제 통계에 의하면, 뇌졸중 환자 10만 명 중 200명(0.2%)이 사망하였으며, 개발도상국에서 뇌졸중 사망률이 더 높음. 해를 거듭할수록 인류의 기술과 의학이 발전하고 있음에도 불구하고, 뇌졸중 환자의 비율과 사망률은 줄어들지 않고 있음. 뇌졸중 환자에 대한 관심과 기술적·인도적 지원이 필요함.
● 많은 뇌졸중 환자들이 후유증으로 편마비 증세를 보임. 편마비 증세 중 뇌졸중 환자들의 보행에 어려움을 주는 족하수(foot drop) 증세가 있음. 족하수 환자들은 발목 근육이 마비되어 발등을 들지 못해 보행 장애를 겪음. 이는 족하수 환자들의 보행 기동성과 안정성을 제한함.
● 족하수 환자들의 보행 기동성과 안정성을 개선하기 위해 발목 보조기(Ankle-Foot Orthosis, AFO)를 제작하고 성능을 평가하고자 함.
활동내용 ● 일상에서 흔히 볼 수 있는 자전거 브레이크 시스템을 이용하여, 간단한 메커니즘으로 작동하는 반자동 발목보조기를 제작하였음. 족하수가 없는 발바닥에 위치한 압력스위치를 밟으면, 족하수가 있는 발이 보행에 적합하게 고정되도록 설계함. 족하수가 없는 발바닥을 들어 올리면 브레이크가 풀리면서 족하수가 있는 발이 자유롭게 움직일 수 있게 됨. 족하수 환자가 보행을 시작하면 환자의 보행 패턴에 맞게 브레이크가 반자동적으로 작동함.
활동소감 ● 수동 발목보조기를 사용했을 때보다 개선된 보행 자세를 얻을 수 있으며, 자동 발목보조기보다 저렴하게 사용할 수 있는 보조기를 개발함.
● 전 세계 어디에서나 볼 수 있는 자전거의 브레이크 시스템으로 발목보조기를 개발함으로써, 개발도상국에서도 충분히 보조기를 생산하고 개량할 수 있도록 함.

활동자료

소속 기계항공공학부 담당교수 안성훈
활동기간 2019.10.07. ~ 2019.12.02 활동장소 서울
활동목적 소화전, 소화기, 스프링클러 등 많은 일반인들이 사용할 수 있는 소화 시설은 주변에 많지만, 실제 화재 시 이러한 시설을 사용해 본 경험이 없는 사람은 큰 당혹감에 빠진다.
이에 화재 발생 시 화재를 자동으로 감지하고 노즐을 조준하여 소화할 수 있다면 사람이 없는 상황에서도 화재를 예방할 수 있을 것이다. 이를 발전시킬 수 있다면 일반 가정뿐만 아니라 초기 화재 진압이 중요한 요양 시설이나 창고, 공장 등의 산업체에서도 효과적으로 적용 가능할 것으로 기대한다.
활동내용 소화기를 대상으로 하여 화재 감지(Detecting) – 화재를 향해 노즐 조준(Aiming) – 손잡이 누름(Discharging)의 과정을 통해 자동 소화기의 기능을 수행하고자 함. 화재 감지를 위해 온도 센서와 가스 센서를 사용하였으며, 센서들을 여러 곳에 부착함으로써 노즐이 조준해야 하는 곳을 결정하도록 하였다. 또한 서보모터와 선형 기어를 사용하여 소화기의 손잡이를 누를 수 있도록 하였다. 여기에 디바이스의 아래에 모바일 장치를 넣어 원하는 방향으로 스스로 움직일 수 있도록 제작하였다.
고안된 디바이스는 하나의 박스 안에 손쉽게 들어갈 수 있도록 설계되었다. 따라서 기성 소화기의 안전핀을 빼고 단순히 상자 안에 넣으면 작동할 수 있도록 설계되었다. 또한 제조를 고려한 설계를 수행하여 부품 사용과 조립을 최소화 할 수 있도록 하였다.
활동소감 본 활동을 위해 화재 사례들을 조사하였고 예상과 달리 충분한 화재 예방 시설이 갖추어지지 않은 시설이 많다는 것을 확인하였다. 이에 최종 발표 시 화재는 우리 주변에 결코 드문 일이 아니라는 것을 명시하였다.
본 활동에서 제작된 화재 예방 솔루션은 알람 기능을 갖춘 무인 시스템이기 때문에 초기 화재 시 급속하게 대응할 수 없는 유치원이나 요양원 등에 큰 도움이 될 것으로 기대한다.

활동자료