풋웨어 개발을 위한 생체역학 기반 인간공학적 분석 : B-boy 신발 개발을 중심으로

A Biomechanics-Based Ergonomic Analysis for Footware Development

Abstract

본 연구의 목적은 비보이들이 선호하는 기존 신발 5종류를 대상으로 인간공학적 사용성 평가를 통하여 최적신발제작을 위한 생체역학적 변인을 규명하는 것이다. 실험대상자는 전문가 10명, 비전문가 10명이 참가하였고, 자료획득을 위하여 적외선카메라 12대(Qualisys, Oqus), 지면반력기(Kistler, 9286AA)와 족저압력기(Zebris Gmbh, Zebris PDM-System)를 사용하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 접지능력과 안전성 면에서 마찰계수 0.38, 자유모멘트가 $0.32N{\cdot}m/kg$인 P사 신발이 바람직하다. 둘째, 쿠션면에서 충격량이 숙련자, $2.51N{\cdot}m/kg$과 비숙련자, $2.86N{\cdot}m/kg$인 N사 신발이 적절한 것으로 나타났다. 셋째, 보행균형성은 전족부의 평균 족저압력이 10.11 KPa(우측), 10.05 KPa(좌측)인 C사 신발, 후족부의 평균 족저압력이 8.40 KPa(우측), 8.36 KPa(좌측)인 V사 신발 적정하다고 판단된다. 결론적으로 접지능력과 안전성은 P사, 쿠션면은 N사와 보행 균형성은 C사와 V사 신발들의 구조와 재질을 조합한 신발을 개발하여야 한다.

The purpose of this study is to find biomechanical parameters for optimal shoes production through an ergonomic usability assessment of five existing types of shoes preferred by B-BOY. Ten experts and ten non-experts participated in the experiment, and 12 infrared cameras (Qualis, Oqus), force plate (Kistler, 9286AA) and foot pressure plate (Zebris Gmbh, Zebris PDM-System) were used to obtain the data. The results of the study are as follows. First, P shoes with a friction coefficient of 0.38 and a free moment of 0.32 N/m/kg are desirable in terms of traction capability and safety. Second, on the cushion, it was found that the N shoes 2.51 N, sec/kg and non-expert, and 2.86 N and sec/kg were suitable. Third, it is deemed appropriate for C shoes with a forefoot average pressure of 10.11 KPa (right), 10.05 KPa (left), and V shoes with a rearfoot average pressure of 8.4 KPa (right) and 8.36 KPa (left). In conclusion, the combination of the structure and material of V shoes should be developed for traction and stability, N shoes for cushion, and walking balance for C and V shoes.

Fig. 1. Indian step

Fig. 2. Rainbow jump

Fig. 3. Turn movement

Table 1. the traits of experts

Table 2. the traits of non-experts

Table 3. Five kinds shoes

Table 4. Research Variables

Table 5. Coefficients of Frictions in five kinds of shoes

Table 7. Free moments of right ankles joint during turn- movement

Table 8. Results of stability questionnaire

Table 9. Impulses of five kinds of shoes

Table 10. Results of cushion questionnaire

Table 11. Mean foot pressures for five kinds shoes

Table 12. Differences of foot pressures for five kinds shoes

Table 6. Results of traction questionnaire