졸업호소인
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 자동차 트렁크 경사로 시스템
영문 : Car Trunk Slope System
과제 팀명
졸업호소인
지도교수
홍완식 교수님, 박아영 교수님
개발기간
2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 전*현(팀장)
서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 김*진
서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 창*진
서울시립대학교 국사학과 20206300** 김*은
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
자동차 트렁크는 적재 공간이 깊고 입구에 단차(둔덕)가 존재하여 무거운 짐을 꺼낼 때 허리와 팔에 큰 부담이 발생한다. 특히 여행용 캐리어, 캠핑 장비, 공구함 등 대형·중량물 적재 시 이러한 불편은 반복적인 신체 피로와 부상 위험으로 이어질 수 있다.
본 과제는 트렁크 내부 바닥이 버튼 조작을 통해 경사로 형태로 전환되는 시스템을 개발하여, 사용자가 짐을 들어 올리지 않고 끌어내리는 방식으로 쉽게 인출할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다.
개발 과제의 배경
자동차 트렁크는 일상생활에서 빈번히 사용되는 적재 공간이지만, 구조적으로 입구에 단차(둔덕)가 존재하여 무거운 짐을 꺼낼 때 상당한 신체적 부담을 유발한다. 특히 노약자, 여성 운전자, 근력이 약한 사용자의 경우 팔 힘만으로 적재물을 들어 올리는 동작은 어려움과 안전상의 위험을 동반한다. 이러한 불편은 단순한 사용성 문제를 넘어 반복적인 신체 피로 및 사고 위험으로 이어질 수 있으며, 트렁크 구조의 특성상 사용자 개인의 주의만으로는 해결하기 어렵다.
트렁크 구조로 인한 사용자 불편은 다음과 같은 문제를 가진다.
첫째, 입구 단차로 인해 무거운 적재물을 인출할 때 허리와 팔에 과도한 하중이 집중된다.
둘째, 단차 구조는 주행 중 적재물 이동 방지 및 충돌 안전을 위한 필수 요소이므로 단순한 구조 변경이나 제거가 현실적으로 어렵다.
셋째, 기존 트렁크 구조의 안전성을 유지하면서도 사용 편의성을 동시에 향상시킬 수 있는 보조 메커니즘이 부족한 실정이다.
따라서 기존 구조의 안정성을 유지하면서도 사용자가 적재물을 들어 올리지 않고 보다 쉽게 꺼낼 수 있는 새로운 방식의 접근이 필요하며, 본 과제는 트렁크 바닥을 경사로 형태로 전환하는 시스템을 통해 이러한 문제를 해결하고자 한다.
개발 과제의 목표 및 내용
본 과제의 목표는 트렁크 문이 열린 상태에서 버튼 조작을 통해 트렁크 바닥 일부가 일정 각도의 경사로 형태로 자동 전환되는 시스템을 구현하는 것이다.
경사로 전개 시 트렁크 둔덕과의 단차를 해소하기 위해 자동 전개형 롤러 구조를 적용하여, 적재물이 틈에 걸리거나 떨어지지 않고 연속적으로 이동할 수 있도록 한다. 또한 경사로 구조는 약 100 kg 이내의 하중을 안정적으로 지지할 수 있도록 설계하며, 경량 고강도 소재와 하중 분산 구조를 적용해 내구성과 반복 사용에서의 안정성을 확보한다.
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
내용
- 특허조사 및 특허 전략 분석
내용
- 기술 로드맵
1단계: 경사로 매커니즘 구현
- 버튼 조작 기반 경사로 전개 및 복귀 구조의 구현
- 롤러 구조를 통해 둔턱과 경사로 사이의 단차를 제거
2단계: 구동 시스템 설계
- 전동 액추에이터 기반 구동 구조 설계
- 경사로 전개 및 복귀 동작에 대한 기본 제어 로직 구현
3단계: 구조 강도 및 하중 검증
- 실제 트렁크 내부 치수 기준 구조 설계
- 약 100 kg 하중에 대한 반복 하중 테스트
4단계: 구조 최적화 및 시스템 완성
- 내부 부품 배치 최적화
- 경사각 조건에 따른 작업성 및 안정성 개선
시장상황에 대한 분석
- SWOT 분석
- 경쟁제품 조사 비교
내용
- 마케팅 전략 제시
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
경사로와 롤러 구조를 활용함으로써 짐을 들어 올리는 동작 없이 이동시킬 수 있어, 사용자 편의성을 실질적으로 향상시킬 수 있다. 또한 단순한 기계 구조 기반으로 구현 가능하여 시스템 복잡도가 낮고, 반복 사용 환경에서도 안정적인 동작이 기대되며, 기존 트렁크 구조를 크게 변경하지 않고 적용할 수 있다는 점에서 기술적 실현 가능성이 높다.
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
기회 요인 측면에서는 고령자 및 근력 약자 운전자의 증가와 함께, 차량 이용 과정에서의 편의성을 중시하는 소비자 요구가 지속적으로 확대되고 있다. 특히 반복적인 적재, 인출이 이루어지는 복지 차량이나 상용 차량 분야에서는 본 기술의 활용 가치가 높을 것으로 예상된다. 더 나아가 차량 제조사의 선택 사양이나 애프터마켓용 편의 장치로 확장될 가능성도 존재하며, 기존 전동 트렁크 기능과 차별화되는 내부 적재 편의 기술로서의 경쟁력을 가질 수 있다. 반면, 차량 경량화 및 원가 절감을 중시하는 산업 전반의 흐름과 자동 적재 시스템 등 대체 기술의 존재는 본 과제가 고려해야 할 외부 환경 요인으로 작용한다.
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
구성원 및 추진체계
전재현: 산관학 업체 컨택, 예산 관련 증빙 서류 작성
김형진: 부품 제작 업체 선택, 이론적 구조 계산, 제품 제작
창규진: 아두이노 코드 설계 및 알고리즘 구현, 전체적 설계 총괄, 제품 제작
김지은: 아이디어 제시, 제품 설계안 및 3D 모델링 디자인, 제품 제작
설계
설계사양
제품의 요구사항
개념설계안
- 구성요소
① 액추에이터 구동부
- 경사로 시스템의 구동을 담당하는 핵심 구동 장치로, 버튼 입력 시 직선 운동을 발생시켜 지지 막대를 밀어주는 역할을 한다. 액추에이터의 신장 및 수축에 따라 전체 구조가 연동되어 경사로 전개 및 복귀 동작이 이루어진다. 하중 조건을 고려하여 충분한 추력을 확보하도록 선정된다.
② 지지 막대
- 액추에이터 구동부와 롤러 부분을 연결하는 지지 막대로, 액추에이터의 직선 운동을 롤러에 전달하는 역할을 한다. 액추에이터가 늘어나면 지지 막대가 전방으로 이동하며 롤러를 밀어 올려 경사로 하단부를 지지하고, 구조 전체의 안정성을 확보한다.
③ 롤러 구조
- 경사로와 트렁크 둔덕 사이의 단차를 완화하기 위한 회전형 롤러 구조로, 적재물이 이동할 때 마찰을 줄이고 걸림 현상을 방지한다. 지지 막대(②)에 의해 위치가 제어되며, 경사로 전개 시 자동으로 연동되어 단차 구간을 연속적인 이동 경로로 변환한다.
④ 트렁크 밑면(차체 고정 구조물)
- 차량 차체에 고정된 트렁크 하부 구조물로, 본 시스템의 설치 기준면이 되는 요소이다. 기존 차량 구조를 변경하지 않고, 액추에이터 및 롤러 연동 메커니즘이 이 밑면을 기준으로 배치되도록 설계된다.
이론적 계산 및 시뮬레이션
액추에이터 구동 회로 설계
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
관련사업비 내역서
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
