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2022년 12월 21일 (수) 23:20 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 가변 트랙을 갖는 공간절약형 강아지 실내 운동기구

영문 : Space-Saving Dog Runner with Expandable Track

과제 팀명

시너지

지도교수

홍완식 교수님

개발기간

2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 김*준(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 박*승

서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 박*정

서울시립대학교 신소재공학과 20198600** 박*희

서울시립대학교 화학공학과 20173400** 윤*현

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

대형견과 소형견이 모두 사용할 수 있는 강아지 실내 운동기구를 개발한다. 이를 위해 트랙 전체 길이는 변화시키지 않으면서 상단에 노출되는 트랙의 길이는 변화시키기 위해 트랙의 경로를 추가한다. 트랙의 경로를 추가하기 위해서 두 개의 축을 가진 기존의 런닝머신에 추가적으로 2개의 보조 축을 배치하였다. 또한 상단 트랙의 길이가 줄어들거나 늘어나는 만큼 측면 프레임도 길이를 변화시키기 위해 프레임을 이단으로 나누어 요철 모양과 요철에 결합될 수 있는 모양으로 제작하였다.

개발 과제의 배경

 최근 날씨나 코로나 19 등 특수 상황과 관계없이 반려견의 운동을 도울 수 있어, 실내 산책이나 재활 치료를 목적으로 하는 강아지용 런닝머신이 많이 사용되고 있다. 이에 실내에 런닝머신을 보관할 경우 기기 보관에 따른 자리차지가 불편으로 떠오르게 되었다. 또한, 반려견의 몸집에 따라 다른 크기의 런닝머신을 사용해야 하는 점도 이슈가 될 수 있다.

 예를 들어, 대형종 강아지가 어린 시절 사용하던 작은 런닝머신은 성견이 되면 사용할 수 없어 큰 런닝머신을 새롭게 구매해야 한다. 본 과제는 대형종 강아지가 성견이 되어서도 사용하던 런닝머신을 그대로 사용할 수 있으면서 보관 면적을 최소화 할 수 있도록 하는 런닝머신을 구현하고자 한다.

 기존 런닝머신의 구동 방식에 베어링을 추가하고 프레임을 변화시켜 벨트의 교체없이 편리하게 사이즈를 바꾸어 구동 및 보관할 수 있도록 한다. 이는 작은 강아지들이 사용하기 좋은 (이하 소형견 모드) 사이즈와 큰 반려견이 사용하기 좋은 (이하 대형견 모드) 사이즈 모두 구동이 가능하여 강아지의 몸집에 관계없이 사용할 수 있으며, 소형견 모드의 작은 사이즈로 보관할 수 있는 기대효과를 가진다.

개발 과제의 목표 및 내용

- 대형견 모드와 소형견 모드에서 각각 구동이 가능하도록 한다. 
- 운동기구의 전체 길이를 약 40% 감소시켜 보관 면적을 최소화한다.

[해결하고자 하는 과제]

기존의 강아지 실내 운동기구 제품들이 소형 견종에 맞춰져 있거나 대형 견종에 맞춰져 있다. 또한 대형견이 사용하는 운동기구의 경우 그 보관 면적이 크다. 본 발명은 이 문제점에서 착안하여, 강아지의 크기 구분을 두지 않고 하나의 운동기구만을 사용할 수 있게 하면서, 동시에 기구의 보관 면적 또한 최소화 하고자 한다.

[과제의 해결 수단]

기존의 런닝머신은 트랙을 구동하기 위해 전 후방에 하나의 큰 베어링 축만을 배치한다. 이와는 다르게 본 제품은 트랙 길이 변화를 위해 운동기구 내부에 작은 보조 베어링 축 2개를 넣었다[도 1]. 모터와 직접 맞닿는 맨 앞의 큰 베어링 하나와 바로 뒤에 위치한 작은 베어링 하나는 고정시킨 채, 뒤의 큰 베어링과 작은 베어링이 앞의 바퀴 쪽으로 움직인다[도 2]. 이러한 작동 원리를 통해 트랙의 벨트 전체 길이는 변하지 않지만, 경로의 길이를 늘여서 더 짧은 트랙을 가진 런닝머신을 구현할 수 있다.

 발판 프레임을 2개로 나누어 프레임의 이동에 따라 발판 프레임의 총 길이가 변하도록 설계한다[도 3, 4]. 또한 발판 프레임은 고정 프레임과 이동 프레임에 각각 하나씩 고정하여 설치한다. 이를 통해 프레임이 이동하게 되면 발판 프레임이 동시에 이동하게 된다. 즉, 사용자의 외력이 프레임에 작용하면 발판에도 동시에 작용하게 하여 길이 변화가 용이하게 한다.

기존 런닝머신의 중앙 하단부에 베어링 두 개를 추가하여 별도의 벨트 교체 과정 없이도 런닝머신 구동력과 벨트의 길이를 그대로 유지한 채 사이즈를 변화시킬 수 있도록 한다. 전체적인 프레임은 대형견 구동모드에서 소형견 구동모드로 전환 시 줄어드는 길이만큼 쉽게 줄어들 수 있도록 슬라이딩으로 겹쳐지게 설계하며, 소비자가 적은 힘으로 프레임이 사이즈를 변화시킬 수 있도록 한다. 또한 하단에는 바퀴를 설치하여 지면과의 마찰을 적게 하고자 한다.

프레임 중앙부, 발판 아래 부분에 두 개의 보조 베어링을 위 아래로 설치한 뒤, 해당 보조 베어링에 런닝머신 벨트를 감아 배치한다[도 5]. 이때, 대형견 모드에서 소형견 모드가 될 때 상단에 있는 보조 베어링은 고정하고, 하단에 있는 보조 베어링은 이동한다. 그러면서 감긴 벨트의 길이가 길어지게 하여 실제 상단에 드러나 강아지가 밟는 벨트의 면적은 줄어들면서도 구동이 가능하도록 한다. 이 때 벨트가 서로 맞닿지 않으면서 구동하게 하여 소형견 모드에서도 안전하게 사용할 수 있도록 한다.
프레임 하단에 고정가능한 바퀴를 설치하여 강아지 런닝머신의 이동이 수월해지도록 한다. 이 때, 앞면과 뒷면 외에 중간에도 바퀴를 설치하여 하중이 바퀴에 의해 안정적으로 지지되도록 한다[도 6]
서랍 레일을 프레임 하단에 설치하여 길이 조절 시 마찰을 최소화하였다. 이 때 서랍 레일을 중앙부에 설치하여 바퀴와 위치가 겹치지 않게 한다[도 7].

개발 일정

-단계별 세부개발 내용 담당자 개발단위(월단위) 1. 아이디어 선정 김민준 3 2. 설계안 구체화 및 실현 가능성 박범승 4 3. 실제 제작 모든 조원 5 4. 성능 테스트 윤서현 5 5. 테스트 후 피드백 사항 반영 박상정 5 6. 개선점 고찰 및 상호 피드백 박선희 6

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

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특허 출원 내용

내용

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 ===기술개발 일정 및 추진체계===
 ====개발 일정====
-내용
+-단계별 세부개발 내용                  담당자           개발단위(월단위)
+. 아이디어 선정                       김민준           3
+. 설계안 구체화 및 실현 가능성        박범승           4
+. 실제 제작                           모든 조원        5
+. 성능 테스트                         윤서현           5
+. 테스트 후 피드백 사항 반영          박상정           5
+. 개선점 고찰 및 상호 피드백          박선희           6
 ====구성원 및 추진체계====
 내용