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3D 보조기기

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맞춤 서랍장
  • 이동재
  • 등록  2020-12-11
  •   2020-12-11
  • 1,959
  •  

3D 보조기기 설명


▪ 아이템 정보

1. 기기 개발 이유 및 사용 목적을 자세히 적어주세요.

 현재 대한민국의 갖갖은 사고에 따른 신체적 장애를 가지고 있는 사람이 증가하고 있다. 이와 더불어 발생하는 많은 문제점이 존재한다. 신체적 장애를 가진 사람 중에서도 다리를 다친 사람들를 중점으로 문제점을 해결하려 했다. 다리를 다친 사람들은 휠체어 혹은 목발을 이용하여 생활하기 때문에 낮은 곳 혹은 높은 곳에 존재하는 물건을 가져오기에 많은 문제점이 발생한다.

 이를 해결하기 위해 서랍에 존재하는 물건이 움직이거나 서랍 안에 존재하는 서랍장 자체가 움직이면 문제점을 해결할 수 있을 것 이라 생각했다. 그러나 서랍장 안에 있는 물건을 움직이는 것은 불가능할 것이라 판단하여 서랍장 자체를 움직이는 것이 설계 가능성이 있다 판단하여 해당 아이디어로 설계 및 아이디어 고안을 진행하였다.

 

2. 사용 방법을 자세히 적어주세요.

[하나의 모습, 다양한 사용] 

 해당 팀은 필요에 따라 수납공간 높이를 조절해 물건을 수납, 이용할 수 있는 서랍장의 디자인을 고려했다. 자동 버튼을 이용하여 원하는 방향으로 서랍장안 작은 서랍들을 회전시켜 수납공간들이 움직일 수 있는 구조이다. 전반적인 외적인 모양은 아래 그림1과 같이 ㅁ자 형태의 서랍장이다. 서랍들은 ㅁ자 형태로 회전하며 내부의 빈공간은 사용자의 목적성에 따라 휴식 공간, 추가 수납공간 등 여러 형태로 존재할 수 있다. 해당 서랍장의 내부모습은 그림2와 같다. 해당 제품의 경우 공간의 최적화된 사용을 위해 다음과 같이 디자인을 했다. 

 

 첫 번째로 서랍장 중심 부분을 비워 사용자가 원하는 방향으로 사용하도록 디자인했다. 휴식공간이 부족한 사람들은 내부 부분을 휴식공간으로, 보관공간이 부족한 분들은 추가 서랍장을 이용하여 내부를 보관공간으로, 집안 인테리어를 중요시 하는 사람들은 피규어 혹은 인테리어 소품, 제품을 이용하여 디자인 공간으로 이용할 수 있다. 

 두 번째로 서랍장 안의 서랍들의 크기를 최대로 하여 공간의 낭비를 최소화했다. 해당 그림2를 보면 내부 서랍의 크기는 서랍사이의 거리를 최소화하고 서랍장의 좌우와 최대한 밀접하게 디자인하여 공간의 낭비를 최소화했다.

 세 번째로 제품의 크기를 일반 가정집의 천장 높이(약 2.3M)를 기준으로 하여 공간의 낭비를 최소화했다. 일반적인 붙박이 서랍장의 경우 위 부분에 일정 높이의 공간이 남아 장소에서의 공간의 낭비가 존재했으나 해당 제품은 사용할 장소의 높이에 알맞게 제품의 높이를 설정하여 일반적인 붙박이 서랍장과 다르게 장소의 공간 낭비를 하지 않는다. 

 

 해당 제품의 목적은 사용자가 원하는 위치에 서랍을 배치시켜 사용자의 눈높이에 서랍을 사용할 수 있도록 디자인하는 것이다. 해당 디자인을 통해 사람들이 잘 닿지 않는 높이의 공간을 사용할 수 있고 높이 있는 물건을 꺼내기 위해 손을 과도하게 뻗어 올리거나 낮은 위치에 있는 물건을 꺼내기 위해 허리를 숙이거나 무릎을 굽히는 동작이 없이 안정적으로 물건을 두거나 꺼낼 수 있다. 예를 들어 평소 휠체어에 앉아 생활하는 사람, 키가 작은 사람 등 누구나 쉽게 사용이 가능하고 평소 사용하지 않던 위쪽 공간까지 수납공간으로 활용함으로써 효율적인 공간 활용이 가능하다. 반대로 키가 너무 큰 사람들은 해당 제품을 이용하여 낮은 위치에 있는 서랍을 이용하기 위해 허리를 숙이는 필요가 없게 디자인하고 허리디스크와 같은 문제를 가지고 있어 허리를 숙이기 힘든 사람들 또한 해당 제품을 사용하여 사용자의 눈높이에 있는 서랍장만 사용이 가능하도록 디자인했다.

 

 체인, 톱니, 모터, 스토퍼와 같은 딱딱하고 투박한 부품들은 뒤로 배치해 보이지 않게 두고, 서랍 전체를 덮음으로써 안정감과 균형감 있는 서랍장이 되도록 했다. 또한 해당 제품을 사용하는 사용자의 편의에 따라 디자인의 형태를 무수하게 바꿀 수가 있다. 서랍장 앞문을 유리로 만들어 그림2와 같이 서랍장의 움직임이 보이도록 설계하거나 앞막을 설치하여 그림1과 같이 보이지 않게 디자인의 수정이 가능하며 사용자의 집 인테리어에 따라 제품의 재질을 나무, 플라스틱, 철 등 여러 가지로 변환이 가능하다. 또한 해당 제품의 외관에 추가적인 디자인이 가능하며 사용자의 눈높이에 따라 서랍장의 문의 위치 또한 무수하게 변환이 가능하다. 

그림입니다.

원본 그림의 이름: KakaoTalk_20200729_222411932.png

원본 그림의 크기: 가로 430pixel, 세로 683pixel

 

그림1. 맞춤 서랍장 (외관)

그림입니다.

원본 그림의 이름: 최종본3.JPG

원본 그림의 크기: 가로 525pixel, 세로 928pixel

사진 찍은 날짜: 2020년 07월 30일, 오후 9:10

 

그림1. 맞춤 서랍장 (내관)

 

(2) 아이디어 차별성

 [획일화되지 않은 서랍장] 

 ‘맞춤 서랍장’은 기존 수납장과 같이 서랍들이 고정된 형태가 아닌, 서랍장이 움직인다는 점에서 독창성과 혁신성이 있다. 기존 서랍장의 형태를 보면 크기, 색 약간의 외형을 제외하면 전부 다 일정한 틀인 ‘고정된 서랍들을 빼내 서랍을 사용한다.’라는 형태를 가지고 있다. 그러나 ‘맞춤 서랍’은 그런 기존의 틀을 바꿔버리는 ‘서랍장안 서랍들이 움직인다.’라는 형태로 사용자의 편견과 고정관념을 벗어난 디자인이다. 수직 컨베이어 원리에 서랍장을 접목시켜 단순한 원리가 적용되어 있기 때문에 형태나 규모를 자유롭게 변형시켜 활용이 가능하다.

 이와 더불어 ‘맞춤 서랍장’은 외관의 모양 또한 기존 서랍장들과 다르다. 기존 서랍장의 경우 내부가 채워진 형태의 모양으로 그림13과 같은 형태가 대부분이다. 그러나 ‘맞춤 서랍장’은 그림1과 같이 ㅁ자 형태로 내부가 비어있는 외관이며 해당 부분에서 제품의 독창성과 혁신성이 확인가능하다.

 

 서랍장에 모터를 이용하여 전자동 회전 방식을 사용해 사용자가 편하게 제품을 사용할 수 있다는 점 또한 혁신성이 돋보인다. 이와 더불어 두 개의 체인벨트를 이용하여 서랍 바닥이 항상 땅과 수평한 점 또한 ‘맞춤 서랍장의 독창성을 확인할 수 있다. 상황에 맞게 보다 유연하게 활용이 가능하고 단순한 내부구조, 단순한 원리가 적용되었기 때문에 제작이 쉽고 사용방법도 쉽다. 

그림입니다.

원본 그림의 이름: chest-of-drawers-278355.jpg

원본 그림의 크기: 가로 1941pixel, 세로 2662pixel

사진 찍은 날짜: 2020년 07월 30일, 오후 9:18

 해당 제품은 무수한 발전 가능성이 있다. 현재 구상한 디자인은 그림1과 같은 1가지의 형태이나 사용자 및 사용하는 장소에 따라 디자인을 무수하게 변형이 가능하다는 점에서 디자인 측면에서 무수한 발전 가능성이 있다. 또한 ‘맞춤 서랍장’의 경우 아직까지 서랍과 서랍사이의 빈 부분이 미세하게 존재한다. 해당 부분을 서랍의 이동 방식과 서랍의 크기 등을 조절하여 서랍사이의 거리가 좁혀지면 현재 구상한 디자인보다 공간 사용의 낭비가 최소화된다는 발전가능성 또한 존재한다.

그림3. 일반적인 수납장

 

3. 기타사항(사용경험, 적용사례, 발전방안 등)

(3) 아이디어 실용성

[사람에 맞춰진 서랍장] - 사용성

 사람들이 서랍에서 물건을 꺼낼 때 문제점으로 느끼는 부분은 본인의 눈높이와 서랍의 위치가 동일선상에 존재하지 않는다는 점이다. 키가 작은 사람이거나 휠체어를 타고 다니는 사람은 높은 위치에 있는 서랍장은 손이 닿지 않아 사용하지 못하거나 다른 사람의 도움을 받아야한다. 반대로 키가 너무 큰 사람들은 낮은 위치에 있는 서랍장이 닿지 않아 허리를 숙여 서랍장을 사용해야 한다는 문제점이 있다. 해당 문제와 같이 현재 존재하는 서랍장들은 획일화된 형태로 존재하기 때문에 키가 작은 사람들과 키가 큰 사람 모두를 만족하지 못한다. 그러나 ‘맞춤 서랍장’은 사람이 서랍장을 사용하기 위해 움직이지 않고 서랍장안의 서랍들이 스스로 움직이는 형태이기 때문에 사용자가 불편함을 느끼지 않는 구조로 구성되어 있다.

 이뿐만 아니라 다리를 다쳐 편안하게 서있지 못하는 사람들, 허리디스크에 걸려 허리를 굽히기 힘든 사람들 등, 서랍장을 사용할 때 움직임이 불편한 사용자가 직접 움직여야 된다는 문제점을 해당 제품을 통해 해결할 수가 있다.

 

(4) 아이디어 목적성

[만인의 서랍] -

요소1. 공평한 사용

 위 3문단에서 계속 설명했듯이 해당 ‘맞춤 서랍장’은 다양한 사람들(키가 작은 사람, 키가 큰 사람, 다리가 다친 사람 등) 모두 공평하게 사용할 수 있는 형태이다. 장애인들에게는 자신의 눈높이에 알맞게 서랍이 조정가능하며 비장애인들도 자신의 눈높이에 서랍장이 오도록 하여 좀 더 편안하게 서랍장안에 있는 물건을 꺼내고 사용 가능하도록 설계했다.

 

[다양한 형태의 ‘맞춤 서랍장’] -

요소2. 사용상 융통성

 ‘맞춤 서랍장’은 하나의 디자인에 국한되어있지 않고 여러 가지 형태로 존재하기 때문에 사용자가 누구냐에 따라, 사용자의 편의성에 따라, 또는 사용 장소에 따라 여러 가지 형태로 존재가 가능하다. 또한 해당 제품은 버튼을 누를시 ‘맞춤 서랍장’안에 있는 서랍들이 회전하는 형식이다. 사용자의 편의성에 따라 해당 버튼의 크기 및 위치 등, 여러 형태로 존재가 가능하다. 해당 초기 모델로는 버튼이 좌우 및 하단에 각 2개씩 총 4개의 버튼이 존재한다.

 

[하나의 버튼, 한번 움직임] -

요소3. 간단하고 직관적 사용

 해당 제품은 위 요소2에서 설명했듯이 단순하게 버튼을 누르면 시계방향으로 움직이는 원리이다. 해당 버튼은 사람들에게 인식하기 쉽게 그림1과 같이 버튼을 눈에 띄게 표기한다. 

 

[단 하나의 버튼] -

요소4. 쉽게 인지할 수 있는 정보

 제품의 사용방법은 많이 단순하기 때문에 간단한 설명 방법을 표기하면 많은 사람들이 사용할 수 있을 것이다. 시력이 나쁘거나 시각장애인들이 사용가능하게 하기위해 점자를 버튼 근처에 배치하여 시각장애인들도 손쉽게 사용방법을 인식하고 사용가능하게 제작한다.

 

[튼튼한 서랍장] -

요소5. 오류에 대한 포용력

 서랍이 오류가 발생하는 경우는 서랍이 버틸 수 있는 허용 무게를 넘어서게 서랍장안에 물건을 보관했을 경우이다. 해당 문제를 해결하기 위해 서랍장안에 물건을 넣을 때 예상되는 최대 무게(약 20kg)을 견딜 수 있는 재료로 제품을 제작한다. 이와 더불어 역방향 움직임 방지 Stopper를 설치하여 역방향 움직임을 방지하면서 서랍장이 움직이지 않을 때 그림14와 같이 해당 부분을 받혀 무너지지 않게 설계한다. Stopper는 Snap-fit 및 Door latch의 원리를 활용하여 설계한 부품이다.

그림입니다.

원본 그림의 이름: 최종본-snap-fit2.jpg

원본 그림의 크기: 가로 477pixel, 세로 405pixel

사진 찍은 날짜: 2020년 07월 31일, 오후 1:35

 해당 제품이 발생할 수 있는 또 다른 문제는 레일을 따라 서랍장이 움직일 때 해당 동력(모터)가 서랍장의 무게를 견디지 못해 작동이 되지 않은 경우와 이다. 이를 해결하기 위해 해당 서랍장의 최대 무게(서랍장 1개 20kg X 10개 = 200kg)를 예상하여 최대 무게일 때 움직일 수 있도록 알맞은 해당 동력(모터)을 사용한다. 해당 모터의 경우 고토크 스테핑 모터등 (약 3마력 = 2.25kw) 다양한 모터가 존재한다. 해당 모터는 아래 그림15와 같으며 이는 10:38의 기어비로 감속시켜 더 큰 토크를 얻어 무거운 서랍장의 움직임에도 방해가 없게 한다.

그림4. 맞춤 서랍장’의 Stopper  

그림입니다.

그림5. 모터

 체인은 앞서 설명했듯이 ‘Vertical Lift Conveyor’ 방식을 사용하여 설계하였으며 이는 서랍장안의 서랍들의 무게가 두 개의 체인으로 인해 무게가 분산되는 것을 의미한다. 

 이를 통해 아무리 무게가 많이 나가는 서랍이라도 해당 설계를 통해 무너지지 않고 하중을 버틸 수가 있다.

 

[사용자가 아닌 물체의 움직임] -

요소6. 적은 물리력 노력

 움직이는 서랍은 사용자가 아닌 제품(서랍)이 움직이기 때문에 적은 물리력을 요구한다. 해당 제품을 움직이기 위해 사용자는 자동 버튼을 누르기만 하며 움직이는 형태이기 때문에 많은 물리력을 요구하지 않는다. 또한 해당 제품을 편하게 사용하기 위해 서랍장을 움직이게 하는 버튼을 하단과 ‘맞춤 서랍장’양옆에 존재하여 해당 버튼을 건드리면 움직이게 하여 사용자의 움직임을 최소화한다.

 

[변하지 않은 서랍장] -

요소7. 접근. 사용을 위한 충분한 공간 준수

 ‘맞춤 서랍장’과 기존에 존재하는 붙박이 서랍장의 크기는 크게 차이가 나지 않는다. 따라서 기존 제품인 서랍장을 놓을 공간에 해당 제품의 배치가 가능하며 사용자의 키 와 상황에 맞게 설계된 제품이여서 무리가 없이 사용 가능하다. 여기에 ‘맞춤 서랍장’은 내부가 비어있는 형태이기 때문에 사용자의 편의성에 따라 추가적인 공간 사용이 가능하다.

 

 - 실현 가능성 및 기대효과

(1) 실현 가능성

[현존하는 기술의 집합체] - 실현가능성

 해당 제품을 제작하기위해 3D CAD 프로그램인 Solid Works라는 프로그램을 이용하여 시제품 제작을 진행했고 작동여부를 확인했다. 서랍장의 외형은 기존 서랍의 제작방법과 같은 형태로 진행한다. ‘맞춤 서랍장’의 내부 비어있는 부분은 제품의 무게중심을 측정 및 이용하여 제품이 무너지지 않게 설계한다. 해당 제품의 주요 기능인 서랍을 회전시키는 기어는 현존하는 기술인 ‘Vertical Lift Conveyor’ 방식을 사용하여 제품 제작을 진행할 예정이다. 

 현존하는 제조기술방식을 활용하는 ‘린 개발방식’을 사용하여 제품의 실현가능성과 신뢰성을 높일 예정이며 오류 발생 가능성은 최소화가 된다.

 

(2) 기대효과

 해당 제품을 이용하여 다리가 다친 사람들은 높은 곳, 낮은 곳 상관없이 모든 공간에 본인의 물품을 수납이 가능하기 때문에 수납 공간이 늘어나며, 추가적인 낮은 수납 용품을 살 필요가 없어지기 때문에 불필요한 지출이 없어진다.

 

▪ 신청자 정보(양식에 맞게 입력)

 

성명

소속(해당자만 작성)

개인 신청자

 

 

E:3D

팀원1(대표)

이동재

아주대학교

팀원2

안승민

아주대학교

팀원3

박지현

아주대학교

3D 보조기기 정보

카테고리
일상생활
저작권
저작권 표시-변경금지(CC BY-ND)
사용 재료
PLA
내부 밀도
20
보조기기 크기
출력 시간
설계 프로그램
Solid Works
3D 프린터
큐비콘
영상 URL
https://youtu.be/0ifQW1kfv6g
변경 보조기기
품목고시
기타사항
0.2 mm 노즐 사용

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