[2026학년도 1학기 캡스톤디자인]기계 12조 _6륜 락커-보기 매커니즘을 적용한 지형적응형 성인용 보행기

Abstract

본 과제는 모터 동력에 의존하지 않고 순수 기계적 메커니즘만으로 험지 및 계단을 극복할 수 있는 '6륜 로커-보기(Rocker-Bogie) 기반 수동형 보행 보조 기구'를 설계하는 것을 목적으로 합니다.주요 설계 제원은 직경 160mm의 휠을 적용하여, 높이 180mm, 너비 260mm 규격의 계단을 간섭 없이 순차적으로 등반할 수 있도록 로커와 보기 링크의 최적 비율을 계산하고 설계하는 것입니다. 차체의 평형 유지를 위해 베벨 기어(Bevel Gear)를 활용한 차동 기어(Differential Gear) 시스템을 고안하여 기구학적 안정성을 확보했습니다. 또한, 실제 시제품 제작을 염두에 두고 프레임 소재로는 경량성과 내구성을 고려한 저탄소강 SS275를 채택했습니다.전체적인 설계 및 검증 과정은 3단계로 진행되었습니다. 첫째, Siemens NX 11을 이용해 부품의 3D 모델링 및 어셈블리를 진행하여 조립 간섭을 확인했습니다. 둘째, SolidWorks를 통해 동적 거동 시뮬레이션(Motion Simulation)을 수행하여 장애물 극복 시 메커니즘의 실제 작동성을 가상 환경에서 검증했습니다. 마지막으로 Ansys Workbench를 활용한 유한요소해석(FEA)을 진행하여, 하중이 가해지는 로커-보기 링크와 조인트 부위의 응력 및 구조적 안전성을 종합적으로 평가했습니다.