㈜위스피온 · TIPS R&D 과제 S3276452 · 사후평가 대응
전기 모터로 저항을 만드는 가정용 웨이트 트레이닝 머신의 성능 4개 항목을,
제3자가 확인할 수 있는 형태로 다시 측정하려 합니다. 그 방법을 설명드리는 문서입니다.
1평 공간에 놓는 가정용 웨이트 트레이닝 머신입니다. 최대 120 kg급, 146가지 운동을 지원합니다.
2024년에 모두 측정을 마쳤고 수치는 전부 목표를 만족했습니다. 문제는 수치가 아니라 “누가 측정했는가”였습니다.
| # | 항목 | 목표 | 실측 | 측정 주체 (2024) | 평가 결과 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 액츄에이터 출력밀도 | ≥ 200 W/kg | 279 W/kg | KETI 성적서 | 인정 |
| 2 | 토크 리플 | ≤ 5 % | 2.64 % | KETI 시험 데이터 | 인정 |
| 3 | 완제품 소음 | ≤ 55 dBA | 54.5 dBA | 자체 (계획서상 자체) | 인정 |
| 4 | 제어기 전원전압 안정성 | 리플 ≤ 20 % | 12.0 % | 자체 | 확인 불가 |
| 5 | 이상동작 감지 반응속도 | ≤ 1 초 | 0.313 초 | 자체 | 확인 불가 |
| 6 | 신장성/단축성 부하 비 | 0.7 ~ 1.5 배 | 0.637 ~ 1.541 | 자체 | 확인 불가 |
| 7 | 작동 내구 | 25,000 cycle | 미수행 | 필드 테스트로 대체 | 방법 준수 필요 |
※ 실측값은 2024년 최종보고서 별첨(기술개발목표 증빙)에 기재된 값입니다. #6은 본문 요약(0.625~1.6)과 별첨 실측표(0.637~1.541)에 표기 차이가 있어, 본 문서는 실측표 값을 사용했습니다.
각각 다른 것을 여쭙습니다. 아래 질문에 “가능/불가능”만 답해 주셔도 충분합니다.
※ 2024년 9월 발행해 주신 성적서(2024-039)와 같이 “의뢰기관 제시 시험방법” 형태를 염두에 두고 있습니다. 측정 항목 자체는 전압·전류·시간·장력으로, 특수한 물리량이 아닙니다.
※ 2024년 동국대 LINC 3.0 Priming 과제 「스마트 헬스케어 머신의 부하정밀제어 캘리브레이션 기술개발 및 출고 검사 장비 개발」로 제작된 장비입니다.
각 항목마다 ① 무엇을 보려는 것인지 → ② 2024년에 어떻게 쟀는지 → ③ 무엇이 부족했는지 → ④ 이번에 어떻게 하려는지 순서입니다.
사람 2명이 좌·우 핸들을 잡고 메트로놈에 맞춰 데드리프트를 수행하는 동안, 배터리 단자에 전압 프로브를 물려 오실로스코프로 pk-pk와 평균을 자동 측정했습니다. 부하 5단계(10/30/60/90/120 kg) × 속도 5단계(40~120 bpm) = 25 포인트. 결과는 부하가 크고 빠를수록 리플이 커지는 뚜렷한 경향을 보였고, 최댓값이 12.0 %였습니다.
| 속도 \ 부하 | 10 kg | 30 kg | 60 kg | 90 kg | 120 kg |
|---|---|---|---|---|---|
| 40 bpm | 0.8 | 1.5 | 3.0 | 3.8 | 4.7 |
| 60 bpm | 0.9 | 2.2 | 3.7 | 5.2 | 6.3 |
| 80 bpm | 1.0 | 2.9 | 4.4 | 6.6 | 7.8 |
| 100 bpm | 1.3 | 3.3 | 5.6 | 8.2 | 9.9 |
| 120 bpm | 1.6 | 3.7 | 6.8 | 9.8 | 12.0 |
원자료상 실제 계측은 40 / 80 / 120 bpm 3수준이며, 60 / 100 bpm은 보간값입니다. 이번 재시험에서는 5수준 전부 실측할 계획입니다.
사용자가 동작 최고점에서 손잡이를 일부러 놓고, 그 순간부터 모터 상전류가 사라질 때까지를 오실로스코프 커서로 읽었습니다. 부하 5단계 × 속도 5단계 = 25 포인트, 결과는 0.094 ~ 0.313 초로 전 구간 목표(1초) 이내였습니다.
| 속도 \ 총부하 | 10 kg | 30 kg | 60 kg | 90 kg | 120 kg |
|---|---|---|---|---|---|
| 40 bpm | 0.266 | 0.113 | 0.153 | 0.202 | 0.167 |
| 60 bpm | 0.251 | 0.186 | 0.150 | 0.171 | 0.204 |
| 80 bpm | 0.255 | 0.138 | 0.110 | 0.153 | 0.183 |
| 100 bpm | 0.270 | 0.193 | 0.153 | 0.149 | 0.191 |
| 120 bpm | 0.313 | 0.127 | 0.094 | 0.151 | 0.156 |
최댓값은 가장 가벼운 조건(10 kg)에서 나왔습니다. 반응 시간이 펌웨어 스케줄러 주기에 종속되기 때문으로 보고 있습니다.
케이블 끝을 사람이 아니라 고정 앵커에 포스게이지를 통해 직결하고, 바벨 로우 동작을 수행하며 장력을 기록했습니다. 기본 부하 5단계(5/15/30/45/60 kg) × 신장성 집중·단축성 집중 2모드 = 10 포인트를 계획했고, 장비 최대 부하(한쪽 60 kg) 제한에 걸리는 2 포인트를 제외한 8 포인트를 측정했습니다.
| Test | 기본 부하 | 모드 | 실측 단축성 | 실측 신장성 | 비 |
|---|---|---|---|---|---|
| #1 | 5 | 신장성 집중 | 7.54 | 4.97 | 1.517 |
| #2 | 5 | 단축성 집중 | 4.99 | 7.55 | 0.661 |
| #3 | 15 | 신장성 집중 | 22.8 | 14.8 | 1.541 |
| #4 | 15 | 단축성 집중 | 14.5 | 22.5 | 0.644 |
| #5 | 30 | 신장성 집중 | 46.4 | 30.2 | 1.536 |
| #6 | 30 | 단축성 집중 | 29.6 | 46.5 | 0.637 |
| #7 | 45 | 신장성 집중 | 60.9 | 45.2 | 1.347 |
| #8 | 45 | 단축성 집중 | 45.4 | 62.2 | 0.730 |
#7·#8은 기기 최대 부하 60 kg 클램프가 작동해 가변폭이 줄어든 조건입니다. 기본 부하 60 kg인 2개 포인트는 가변 자체가 불가능해 측정에서 제외했습니다.
연 52주 × 주 5회 운동 × 5개 동작 × 5세트 × 15회 = 연 97,500회 → 3년 292,500회 → 안전율 1.2 적용 351,000회 → 1 cycle당 동작 14회로 나누어 25,071 cycle.
출처: 2022년 연구개발계획서 Part 2, p.12 및 Appendix 7. 계획서 표에는 25,000 cycle로 반올림 표기되어 있습니다.
KETI 다이나모미터(SUGAWARA TS-200KS급 토크미터)로 모터 단품의 회전수별 출력을 측정 → 최대 출력 1,004.4 W(21.5 Nm @ 446 rpm). 모터 중량 3.6 kg을 디지털 행잉 스케일로 실측 → 279 W/kg. 제품 전체 기준으로는 80.4 W/kg.
근거: KETI 시험성적서 2024-039(2024-09-04 발행). 시험대상 RF_EM2CV1 #1. 시험방법 “의뢰기관 제시 시험방법”.
두 가지 방법을 병행했습니다.
보수적으로 큰 값 2.64 %를 채택했습니다. 토크 리플 자체는 KETI에서 성적서 항목으로 발행이 불가하다는 회신을 받아(다이나모 토크센서 샘플링 125 ms), 성적서에는 코깅 토크·역기전력·TNI만 기재되어 있고 리플은 자체 산출로 제출했습니다.
완조립 제품 중앙 수직 1 m 지점에 적분형 소음계(SOUNDTEK ST-137, IEC 61672 Class 2)를 삼각대로 하향 고정. 일반적인 웨이트 트레이닝 동작 1 세트를 수행하는 동안의 순간 최대값을 채택했습니다. 구간 평균 48.8 / 최소 36.3 / 최대 54.5 dBA. 판독 근거로 2개 각도에서 동시 촬영한 영상을 남겼습니다.
이 항목은 협약서에서도 창업팀 자체 평가로 계획된 항목이라 평가에서 문제가 되지 않았습니다.
한 가지 이유입니다. 왕복 부하를 기계로 만들어 주는 장비가 생겼습니다.
어느 쪽이든 시험은 저희가 준비하고 수행합니다. 차이는 “누가 확인해 주는가”입니다.
| 준비물 | 이유 |
|---|---|
| 시험계획서 사전 합의 | 측정 지점·판정 기준·반복 횟수를 시험 전에 문서로 확정합니다. 사후에 “어떻게 읽었나”를 다투지 않기 위한 가장 값싼 장치입니다. |
| 계측기 교정성적서 | 오실로스코프·로드셀·소음계. 자체 시험이라도 교정 이력이 붙으면 신뢰도가 크게 올라갑니다. 비용 대비 효과가 가장 큽니다. |
| 원자료 + 영상 보존 | 파형 원본 파일과 타임스탬프 영상을 함께 남깁니다. |
| 시험 대상 이력 | 시료 번호, 펌웨어 버전, 제어보드 리비전을 성적서에 기재합니다. |
| 시점 | 내용 | 주체 |
|---|---|---|
| 2026-09-30 | TIPS 사후평가 기간 종료 | — |
| 2026-11-27 | 최종보고서 접수 마감 (확정 기한) | ㈜위스피온 |
| 가능한 한 빨리 | 본 문서 검토 후 가능/불가 회신 | KETI · 박수환 교수님 |
| 회신 후 1주 | 시험계획서 확정, 장비·시료 준비 | ㈜위스피온 |
| 10월 초 | #7 내구 시험 착수 (약 21일 연속) | — |
| 10월 중 | #4 · #5 · #6 시험 (각 반나절) | — |
| 11월 초 | 성적서/확인서 수령, 보고서 반영 | — |
본 문서는 초안(v0.1)이며, 내용 확정 권한은 ㈜위스피온 황성우 대표에게 있습니다. 시험 조건과 판정 기준은 두 기관의 의견을 반영해 시험계획서에서 최종 확정합니다.