전북대학교 기계설계공학부 4학년 학생들이 모여 무동력 근력 보조 슈트를 제작하였습니다.

근골격계 질환자 수 감소를 위한 인간의 인지능력이 필요한 물류 및 산업 분야에서는 단순 노동력이 여전히 중요한 역할을 합니다.

근로복지공단의 통계에 따르면 2022년 발생한 산업 재해자 130,348명 중 근골격계 질환자 수가 11,945명으로 약 9.2%를 차지하고, 이는 2017년의 5,195명에 비해 약 2.3배 늘어난 수치로 점점 심각해지는 중입니다. 이러한 사회적 문제를 해결하기 위해 3D 프린터와 공압 근육, 선형 스프링으로 만든 근력 보조 슈트로 이를 해결하고자 했습니다.

기존 제품의 문제점 및 해결방안
현재 작업자들이 구매할 수 있는 웨어러블 슈트는 강한 강성이나 탄성을 가진 경량 소재의 메인 프레임, 해석과 설계 최적화로 만든 비선형 스프링, 액츄에이터 등으로 구성되어 있습니다. 이러한 기술 집약으로 인해 웨어러블 슈트는 높은 가격대를 형성하고 있으며 이에 대한 해결방안으로 3D 프린터 출력물의 메인프레임, 선형 스프링으로 대체하였습니다.


결과물의 특·장점 및 과제 수행 내용
본 제품은 들기 작업에서 작업자의 근력을 보조해 주는 무동력 웨어러블 슈트입니다. 양 옆에 직렬로 연결된 맥키븐식 공압 근육, 스프링 복합체가 허리에 작용하는 힘을 어깨와 등으로 분산 시켜주며, ANSYS 구조 해석을 통해 설계 최적화를 수행하여 3D프린팅 PLA 필라멘트로 메인 프레임을 제작한 것이 이 제품의 주요 특징입니다.

활용방안 / 수익성 분석
시중에 판매 중인 근력 보조 슈트의 경우 200〜1,000만원 가량으로 우리 제품은 가장 보편적인 현대 사의 H-Frame(290만원) 대비 약 41%(판매가 약 120만원) 정도의 가격 절감 효과를 불러오기에 슈트의 보급화에 도움이 될 것이라 기대됩니다.


기대효과
무동력 근력 보조 슈트를 통해 근골격계 질환 예방 및 작업 능력 향상을 기대할 수 있습니다. 단순 반복 작업을 수행하는 환경 뿐만 아니라 노동인구가 부족한 농촌에서도 보급하여 사용할 수 있고, 전력을 사용하지 않는 무동력이기에 재난 환경, 인명 구조와 같은 극한의 환경에서도 사용 가능합니다.