| 초록 |
최종목표 〇 머리의 마사지를 통한 혈액 순환 개선용 인체공학적 비합선 저주파 자극기기의 개발 〇 두뇌의 마사지를 위한 인체 공학적 헬멧 방식의 전기 자극기구 시스템 개발 〇 저주파 자극을 위한 비합선 전기 전극 발생 시스템 컨트롤러 개발 〇 내•외부 노이즈 간섭을 최소화한 공기관, 전극 라인이 일체화면 1-line cable 제작 〇 노인 및 간병인이 간편하게 사용할 수 있는 구조 및 UI 기술 개발 〇 시제품의 성능 및 전자파 안전성, 생체적합성 검증 개발내용 및 결과 가. 기술 개발의 내용 및 원리 〇 미세전류 저주파 컨트롤러와 헬멧 전극 개발 1) 두뇌의 마사지를 위한 인체공학적 헬멧 방식의 전기 자극 기구 시스템과 저주파 자극을 위한 비합선 전극 전기 발생 시스템( 주관기관의 특허 보유 기술 : 특허등록번호 제 0483970호 ) 컨트롤러 개발 • 미세전류 마사지를 위한 전기 자극 특허 기술을 이용한 발진 회로 설계 • 개인별 두상에 따라 조절과 전극 접촉이 가능한 인체공학적 헬멧 구조 설계, 가볍고 편한 구조의 기구설계 • 한국인의 60세 이상 여성과 남성의 머리 둘레 통계치를 이용하여 통계치의 10~90% 범위 내의 이용이 가능하도록 설계 • 내부 공압 커프에 생체적합한 스테인레스 재질 SUS316L을 사용한 전극 부착 • 제품의 최적화, 경량화를 통하여 착용 시 편안한 구조의 기구 설계 • 케이스를 전체 플라스틱 재질로 설계하여, 착용 시 목관절에 무리가 가지 않고, 가볍게 구성하며, 공기압이 두상의 구조에 따라 부풀 수 있도록 인체공학적 커프 구조 설계 • 제품 소형화 설계 및 개발 : Target Weight - Helmet 1.3Kg 이내 • 컨트롤러 구성 최소화 • Enclosure는 공압 펌핑 시 케이스 고정의 안전을 같이 고려하여 설계 . IEC60601-1 의 의료기기의 전기적, 기계적 안전 규격에 만족하도록 하고, 특히 제품의 내구성 및 보호정도에 안전하도록( 운반, 진동, 낙하 등 파손으로 인한 위험으로부터 규격에 적합한 안전한 성능 구현 )설계 • 컨트롤러와 헬멧의 시작품, 시제품 기구물 설계 및 제작 • 비합선 방식의 소형, 저전력 동작 제어 시스템 개발 • 공기압 센서의 센싱값에 따른 공압펌프 및 배기 밸브컨트롤 시스템 설계 및 개발 • Graphic LCD 컨트롤 및 저전력 전력 소모 컨트롤 • 배터리와 DC input이 가능하도록 전원 시스템 구성 • 사용자 안전을 위한 비상 배기 part 구성 2) 외부 및 내부 노이즈 간섭에 안전한 공기관, 전극 라인이 일체화된 1-line 케이블 제작 • 공기관, 전극 라인을 일체화 한 1-Line 케이블 제작 • 전극 +, - 라인은 미세한 전류가 흐르므로, 외부 영향 및 양극 간의 영향을 미치않도록 일체형으로 제작. • 케이블 단선 및 꺾임 둥의 위험성으로부터 안전성이 높은 트위스트 써스 와이어를 사용하고, 튜브는 우레탄 재질을 사용하여 설계 및 제작 3) 노인 및 간병인이 간편하게 사용할 수 있는 구조 및 UI 기술 개발 • 가정에서 노인 및 일반인이 사용하기 편하고 알기 쉬운 UX, UI 구조 개발 • 제품이 갖는 독창적이고 차별적인 디자인 개발 방향성 글로벌 경쟁력율 확보 할 수준의 디자인 개발 사용자의 편리성과 사용성을 위한 효을적 구조 및 형상 개발 전문성 및 안전성을 기조로 하는 기능에 충실한 디자인 개발 차별되는 Form 과 C.M.F(Cdor/Material/ Finish)를 통한 고급감 개발 및 생산비를 절감하고 설치 및 유지관리가 편리한 구조 • 글로벌 경쟁력을 갖출 수 있도록 사용자 중심의 디자인 • 제품의 각 Part와 메커니즘 이해, 사용자의 행위 분석을 통한 최적의 모델 개발 4) 시제품의 성능 및 전자파 안전성, 생체적합성에 대한 공인인증기관의 검증 • 공인 인증 기관을 통한 성능 및 전자파 안전성, 생체적합 성 검증 진행 〇 제품에 대한 기술적인 원리 1) 미세전류 마사지를 위한 전기 자극 특허 기술의 원리 이용한 발진 회로 설계 비합선 양극 전기 치료 특허 기술( 특허등록번호 제0483970호 )은 합선의 작용이 없는 양극(+)과 음극(-) 또는 다극(+, +, -,+, 등)의 맥동전류를 발생하게 하여 안전하게 사용할 수 있으며, 신체의 비정상적인 부위를 찾아 농축된 음이온과 양이온을 제거하고 조절함으로써, 비정상적인 전위차의 조절을 통해 세포 조직을 정상적으로 재생시켜 각종 질병을 완화시키고, 예방 하는 기술. 2) 외부 및 내부 노이즈 간섭에 안전한 공기관, 전극라인이 일체화된 1-line 케이블 제작 • 전극 +, • 라인은 미세한 전류가 흐르므로, 외부 영향 및 양극 간의 영향을 미치지 않도록 일체형으로 제작. • 케이블 단선 및 꺾임 등의 위험성으로부터 안전성이 높은 트위스트 써스 와이어를 사용하고, 튜브는 우레탄 재질을 사용하여 설계 및 제작 나 . 연구 내용 및 결과 〇 1차 시제품 개발 및 결과 1) 디자인 개발 가) 국•내외 자료 조사 • 치매 치료기기 • 뇌상태 실시간 측정하는 장비 • 저주파 치료기(가정용/병원옹) • 혈압계(펌프기능) • 헬멧(일반용 / 의료용) (1) 국내 유사품 조사 (2) 해외 유사품 조사 (2) 기타디자인 유사품 조사 나) 시장 제품의 문제점 파악 및 디자인 컨셉 설정 ① 문제점 - 단순한 BOX형태에서 크게 벗어나지 않아 완성도가 부족하고 디자인적 요소가 결여 ② 해결방안 - 주관기관만의 독자적인 Identity를 확립하여 제품에 적용. - 확실한 차별성을 갖추어 경쟁력을 강화. - 기존 유사제품 (혈압계,저주파치료기,뇌파 자극용 헬멧등) 디자인사례를 통해 제품트렌드를 파악하고 개선사항, 참고사항에 필요한 자료 작성 ③ 디자인 요구사항 - Design concept 사용자 편의성을 위한 사용자중심의 디자인 - 감성적이고 고급스러운 이미지 - 사용자가 친근함을 가질 수 있도록 전문성 있고 신뢰성이 보이는 디자인 ④ Concept Image 다) 1차 디자인 설계 ① Design Solution •사용자 친근함율 위한 간결한 선과 면 구성 -가정용 의료기기로 주변 환경과의 조화 •의료기기로서의 전문성과 신뢰성 있는 디자인 -Accent Point Color 적용 전제 제품의 Identity 고려 -플라스틱 소재나 메탈,실리콘 등 고유 질감 표현 - Glossy와 Matte콜 적절히 조화하여 고급감 표현 -친환경적 디자인 적용 ■ - 안전성(헬멧 장착), 편리성, 양산성, 고려한 디자인 -사용자의 인지성율 위한 디스플레이 위치 모색 •메커니즘의 이해를 통한 기능 및 사용성에 충실한 디자인 •구조 및 부품의 모듈화를 통해 개발 및 생산비 원가 절감 ② 컨트롤러의 디스플레이 각도 ③ 내부 스펙 배치 ④ 헬멧 타입 ⑤ 디자인 시안 - 컨트롤러 시안들 - 헬멧 시안들 ⑥ 1 차 시제품 디자인 설계 확정 2) 기구 설계 개발 가) 파트 설계 내용 나) 시스템 Assy. - 1차 Mock up Data 다) 1차 Mock up 실물 사진 3) 커프 설계 및 제작 ① 1차 개발 - 1차 개발의 문제점 : 중간점이 많아 커프가 부풀지 않음. ② 2차 개발 4) H/W 설계 개발 (1) 회로 개발 ① 1차 시제품 제작 보드 ② 회로 및 테스트 5) 1-line 일체형 케이블 개발 ① 시제품 제작 케이블 ② 도면 및 시금형 ③ 특성 테스트 6) S/W, F/VV의 설계 개발 (1) S/W - F/W 의 Flowchart 설계 (2) Main MCU ① MCU : ATMEL ATmega128A( 128kbytes Flash ROM, 4Kbytes RAM ) ② Language : ANSI C ③ Program Ver. / Coding Size : hh_head_main_v1.0 / 10kbytes ④ 역 할 - 물리적 키입력에 따른 전체 시스템 컨트롤 - SUB( display part ) MCU와 UART 통신 : 9600bps/stop 1bit/non parity/8bit - 펌프, 솔레노이드밸브 1,2 컨트롤 - 압력 센서 ADC 센싱 : 10bit resolution - 출력 스위칭 : Timer 1,2, 3 PWM control (3) SUB MCU ① Module : Raspberrypi2 B+ 1GB( made in England ) ② OS : Raspbian Wheezy 2015.05.05 ③ Coding Language : Python2.7 / |
