후방 충돌 사고 대비 복귀가능한 능동형 헤드레스트 개발

목표 및 제작 동기

센서를 활용해 후방 접근 물체의 거리와 속도를 실시간으로 연산하여, 상해위험 시 미리 대응하는 시스템을 구축한다. 이는 불필요하게 전개되어 발생하는 2차 부상을 차단하고, 헤드레스트가 필요한 상황에서 전개시켜 경추 부상을 최소화하는 데 목적이 있다. 기존의 화약식 일회성 장치와 달리, 서보모터 기반의 재사용 및 복귀 메커니즘을 적용하여, 사고 후 교체 비용 없이 지속적인 사용이 가능하도록 설계함으로서 경제적 부담을 최소화한다. [기대효과] 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.

프로젝트 컨셉

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. [개발 역량] 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. [지원 동기] Advanced Mobility Global Contest 2026은 기존에 정립된 정답에 안주하지 않고, 미래 모빌리티의 새로운 한계를 정의하는 것을 목표로 하기에 지원했다. 대회 기간 동안 실시간 수치 오차와 기구적 변형이라는 수많은 시행착오를 마주하겠지만, 데이터화하여 끊임없이 매커니즘을 발전시킬 것이다. 정형화된 정답을 모방하는 것에 그치지 않고, 새로운 정답을 만들고 싶다.

팀원 기여도

• 심태민e4ds 회원
• 조세원e4ds 회원
• 이민재e4ds 회원
• 염승재e4ds 회원
• 이윤성e4ds 회원