회전 및 잠금 기능을 위한 와이어 메커니즘 기반 가변형 버스 손잡이

Q: 이 논문에서 정의한 와이어 메커니즘이란 무엇인가?

와이어 메커니즘은 승객이 손잡이를 파지하는 힘을 이용하여 와이어의 장력을 발생시키고, 이 장력이 프레임과 고정 구 사이에 마찰력을 유발하여 손잡이를 원하는 각도에서 안정적으로 고정하는 기술이다. 작은 힘으로 높은 고정력을 달성하기 위해 캡스턴 방정식을 활용하여 와이어의 감긴 횟수에 따른 고정력을 이론적으로 평가한다.

Q: 와이어 메커니즘 기반 버스 손잡이의 최적 와이어 감김 횟수는 몇 회인가?

연구 결과, 와이어가 3회 감겼을 때 구조적 효율성을 확보하면서 승객의 안전을 위한 충분한 고정력을 제공하는 것으로 나타났다. 2회에서 3회로 변경 시 고정력이 약 35% 증가하지만, 3회에서 4회로 변경 시 증가율이 약 16%에 그쳐 3회 감김 방식이 가장 효율적이다.

주세영; 윤호영; 강희문; 이재서; 김중배

doi:10.3795/KSME-C.2025.13.2.061

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자료유형: 학술저널

저자정보: 주세영 (국립 공주대학교) 윤호영 (국립 공주대학교) 강희문 (국립 공주대학교) 이재서 (국립 공주대학교) 김중배 (국립 공주대학교)

저널정보: 대한기계학회 기술과 교육 기술과 교육 제13권 제2호

발행연도: 2025.9

수록면: 61 - 70 (10page)

DOI: 10.3795/KSME-C.2025.13.2.061

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본 연구에서는 버스 승객의 편의성과 안정성을 동시에 확보할 수 있는 와이어 메커니즘 기반 가변형 버스 손잡이를 제안한다. 기존 스트랩형 버스 손잡이는 방향이 완전히 고정되지 않아 버스의 급정거, 급출발 시 안전사고를 유발할 가능성이 높다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 승객의 손잡이를 파지하는 힘을 이용하여 원하는 각도에서 안정적으로 방향을 고정할 수 있는 구조를 개발한다. 작은 힘으로 높은 고정력을 달성하기 위해 본 연구에서는 와이어 메커니즘을 제안하였고 와이어의 감긴 횟수에 따른 고정력을 이론적으로 평가하기 위해 캡스턴 방정식을 활용하였다. 그 결과, 와이어를 3회 감았을 경우 승객의 안전이 확보된다는 결과를 도출하였다. 이 결과를 기반으로 3D 프린팅과 TPU(thermoplastic polyurethane)를 활용해 시제품을 제작하였고 실험 검증을 통해 그 효과를 증명하였다.

#Passenger Grip(탑승객 손잡이) #Wire Mechanism(와이어 메커니즘) #Rotation(회전) #Locking(잠금) #Capstan(캡스턴)

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