후방 충돌 사고 대비 복귀가능한 능동형 헤드레스트 개발

교통량이 많은 도로상에서 발생하는 추돌 사고 시 탑승자의 목 부위를 능동적으로 지지하여 부상을 최소화한다. 이는 근로자의 건강을 보호하고 노동력 손실을 방지하는 실질적인 효과를 가져온다. 또한 사고 후 매번 교체해야하는 일회성 안전장치와 달리 재사용 기능을 통해 요지보수 비용을 절감함으로써 경제적 부담을 줄인 안전 기술을 지역사회에 기여할 수 있다. 이는 미래 모빌리티에 잘 맞다고 생각한다.

구현 과정은 기구 설계, 시스템 구축, 프로토타입 제작 및 검증이 3단계로 진행한다.
기구 설계 단계에서 솔리드웍스를 활용해 모델링을 한 후, 추돌 상황 시 가해지는 충격을 적용하여 항복응력과 안전계수 해석을 바탕으로 모터 사양과 기어비를 산출한다.
차량 후방에 레이다 센서를 배치한 후, 접근 물체의 실시간 상대속도를 감지해 메인모터(서보모터1)가 전개되어 헤드레스트가 전개되며, 서브모터(서보모터2)가 전개되어 전개 된 헤드레스트가 충격에 의해 복귀되지 않도록 잠금장치 역할을 한다.
가공 및 3D프린팅 기술을 활용해 설계된 기구 부품을 제작한다. 제작된 기구부와 센서 및 모터를 결합해 프로토타입을 완성한 후 실제 추돌과 유사한 환경에서 검증한다.

실시간 알고리즘 및 구동 제어: 3~5m 거리에서 5km/h 이상의 상대속도 감지 시, 1초 이내에 60mm를 전개하는 메커니즘을 구현한다.
메커니즘 설계 및 구조 해석: 솔리드웍스를 기반으로 전개부와 잠금장치를 설계하여 추돌 충격에 의한 복귀 현상을 차단한다. 또한 솔리드웍스 해석을 이용하여 시트백이 일어나는 힘까지 구조적 변형 없이 버틸 수 있도록 안전계수를 최적화한다.