루비

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 야구장 1인용 수평유지 테이블

영문 : The individual balance table at baseball stadium

과제 팀명

루비

지도교수

김현식 교수님

개발기간

2023년 9월 ~ 2023년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20174500** 천*현(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 김*수

서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 이*경

서울시립대학교 신소재공학과 20194500** 조*규

서울시립대학교 신소재공학과 20204500** 강*민

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

'야구장 1인용 수평유지 테이블’은 실시간으로 테이블 움직임(각속도, 가속도)을 감지해 테이블을 수평으로 유지하는 발명품이다. 테이블이 x축 방향(좌측 혹은 우측)으로 회전하면 x축 모터는 그와 반대 방향으로 회전한다. 테이블이 y축 방향(측면 혹은 후면)으로 회전하면, y축 모터는 그와 반대 방향으로 회전한다. 이는 간격이 좁은 야구장 좌석에서, 몸의 움직임이 발생해도 테이블이 수평을 유지해 음식이 쏟아지는 것을 방지한다.

우리는 이러한 작동 방식을 적용해, 야구장 내 격렬한 움직임에도 편안하게 음식물을 섭취 혹은 보관할 수 있도록 한다.

개발 과제의 배경

서울에서 가장 큰 서울종합운동장 야구장은 관람객 25,000명을 수용한다. 이때 테이블이 있는 좌석은 766석(약 3%)이다. 다른 야구장도 마찬가지로 일부 좌석만 테이블을 제공하고 있고, 관람객 대부분은 협소한 공간에서 음식을 섭취하고 있다. 특히 일어난 채 응원하면 음식을 바닥에 놓아야 하며 음식을 발로 차서 엎어지는 사고가 발생할 수 있다. 이 문제를 해소하고자 야구장 1인용 수평유지 테이블을 제작한다.

개발 과제의 목표

◇ 야구장 내 어떤 움직임에도 수평을 유지하는 1인용 테이블 설계 및 제작
◇ MPU-6050을 활용하여 각속도와 가속도를 실시간으로 감지하여 상대적인 기울기 값을 센싱하고, 이에 대한 보정값을 모터에 입력해 테이블 수평을 유지하는 테이블 시스템 설계 및 구현
◇ 야구장 좌석 크기와 간격을 고려해 테이블 크기 선정
◇ 휴대성, 안전성을 강화하는 수조형 테이블 설계 (마찰력이 높은 바닥, 탈부착 형태)
◇ 테이블과 몸통을 안정적으로 연결할 수 있는 디자인 설계
◇ 1인용 테이블을 장착한 후 움직임에 따른 수평 유지 정도를 테스트하고 평가해 테이블 성능 검증

개발 과제의 내용

◇ 테이블 디자인

야구장과 같은 좁은 장소에서 사용할 수 있는 휴대용 테이블을 제작한다. 테이블은 간이 테이블로 쉽게 옮기고 설치할 수 있어야 하며, 사용자가 편리하게 이용할 수 있는 크기와 기능을 갖추어야 한다. 테이블은 모터 부분과 벨크로 등을 이용해 탈부착이 가능하게 제작하여 보관과 이동을 용이하게 한다. 테이블 바깥쪽 테두리 부분을 턱이 있는 형태로 제작하여 보다 안전하게 설계한다. 마찰을 높일 수 있게 테이블을 요철과 같은 형태로 제작하여 음식물이 미끄러지지 않게 설계한다. 또한, 컵홀더를 테이블에 추가하여 음료를 안정적으로 보관할 수 있게 한다.

◇ 연결부 디자인

몸통과 테이블을 연결할 때는 허리에 찰 수 있게 벨트를 넣는 공간을 설계한다. 사람이 오랜 기간 무게를 감당할 수 있게 가볍게 제작한다. 실제 무게에 따른 시연 결과에 따라 신체와 연결하는 부분을 간소화할 수 있다.

◇ 센서와 제어 시스템

MPU-6050을 사용하여 테이블의 기울기와 각속도를 실시간으로 감지하고, 이 데이터를 활용해 모터를 제어하며 테이블의 수평을 조절한다. MPU-6050은 모터 접합부 상단에 부착한다.

◇ 안정성 평가

테이블이 안전하게 기능하고 사용자에게 어떤 부작용도 일으키지 않는지 확인하기 위해 안정성 테스트를 수행한다. 갑작스런 움직임에 대응하여 테이블이 수평을 유지할 수 있는 최대 각도와 반응 속도를 테스트하거나 테이블이 옆 사람에게 줄 수 있는 피해가 있을지에 대한 평가를 진행한다.

내용

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

내용

특허 출원 내용

내용

루비

목차