KR102363822B1 - Sensor assembly and measurement device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 조립체는, 대상물의 둘레에 밀착되어 대상물의 형상변화에 따라 함께 변형가능하도록 구성된 제 1 소재; 및 상기 제 1 소재의 변형에 따른 특정 위치에서의 선형 변위를 측정하도록 구성된 복수의 센서를 포함하고, 상기 복수의 센서는, 상기 특정 위치에서의 선형 변위에 따른 인덕턴스의 변화를 야기하도록 상기 대상물의 둘레 방향으로 복수의 특정 위치에 대응하여 서로 이격 배치되도록 상기 제 1 소재에 고정된다.
A sensor assembly according to an embodiment of the present invention includes: a first material configured to be in close contact with a periphery of an object and deformable together according to a change in shape of the object; and a plurality of sensors configured to measure a linear displacement at a specific position according to the deformation of the first material, wherein the plurality of sensors cause a change in inductance according to the linear displacement at the specific position of the object. It is fixed to the first material so as to be spaced apart from each other corresponding to a plurality of specific positions in the circumferential direction.
Description
본 발명은 센서 조립체 및 이를 이용한 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor assembly and a measuring device using the same.
일반적으로, 산업 현장의 근로자, 하역근로자, 택배근로자 등은 무거운 중량의 물체를 반복적으로 들고 이동하는 동작을 수행하는 경우가 많다.In general, workers in industrial sites, cargo workers, courier workers, etc. often perform an operation of repeatedly lifting and moving a heavy object.
이러한 작업은 여러 사람의 인력이 요구되거나 현장 상황에 따라 중장비나 기중기, 도르래 등의 보조장비가 사용되어야 하는 불편이 있다. 또한, 사람이 직접 작업할 경우에는 높은 작업 강도로 인해 근로자의 피로 증가와 작업능률의 저하는 물론이고, 근골격계 손상 등의 산업재해와 관련 직종의 기피 현상에 대한 문제가 있으며, 보조장비를 사용할 경우에는 비교적 넓은 이동공간이나 설치공간이 필요하므로, 사용범위가 제한적인 문제가 있다.This work requires several people, or depending on the site situation, heavy equipment, cranes, and auxiliary equipment such as pulleys are inconvenient to be used. In addition, when a person works directly, there is a problem with not only increased fatigue and decreased work efficiency, but also industrial accidents such as musculoskeletal damage and avoidance of related occupations due to high work intensity. Since it requires a relatively wide moving space or installation space, there is a problem that the range of use is limited.
이러한 문제로 인해 반복적인 하중을 들고 일어서는 동작이나 무거운 하중을 버티는 동작을 완화시키기 위한 착용형 근력보조장치의 필요성이 대두되고 있다.Due to these problems, there is a need for a wearable strength assisting device to alleviate repetitive load-bearing motions or motions to withstand heavy loads.
최근 개발되고 있는 근력보조장치는 모터와 프레임 등을 이용하여 팔이나 다리의 측면에 부착하여 구동되는 방식이 대부분이다. Most recently developed muscle strength assistive devices are driven by attaching them to the side of an arm or leg using a motor and a frame.
이러한 방식의 근력보조장치는 프레임이나, 각종 프레임의 구동을 위한 모터 등으로 구성되어 무게가 무겁고 딱딱하여 자연스러운 움직임을 방해할 뿐만 아니라, 착용이 불편한 문제점이 있다.This type of strength assisting device is composed of a frame or a motor for driving various frames, and thus has a heavy and hard weight, which prevents natural movement and is uncomfortable to wear.
따라서, 무게가 가볍고, 인체 근육과 유사한 위치에 부착되어 신체의 움직임을 방해하지 않을 뿐만 아니라 다양한 동작의 응답성을 향상시킬 수 있는 웨어러블 로봇(근력 증강용 의복)의 연구가 진행 중이다. Therefore, research on a wearable robot (clothes for strengthening muscles) that is light in weight and is attached to a position similar to that of a human muscle, does not interfere with the movement of the body, and can improve the responsiveness of various movements is in progress.
이러한 웨어러블 로봇의 설계 및 제어 관련하여, 착용시 특정 부위에 있어서의 길이 변동이나 압력 변화 등에 대한 정보가 요구될 수 있다. 즉, 둘레의 특정한 한 부위에만 신축가능한 측정소자를 배치하거나 긴 센서 1개로만 측정하여 전체적인 둘레의 길이 변화만 측정가능한 기술이 있으나, 이는 특정 근육이나 특정 부위만의 변화에 의한 비대칭적이고 불규칙한 둘레 형상 변화는 측정하지 못하는 한계가 있다. In relation to the design and control of such a wearable robot, information on length variation or pressure change in a specific part when worn may be required. In other words, there is a technology that can measure only the change in the length of the entire circumference by arranging a stretchable measuring element in only a specific part of the circumference or measuring only one long sensor, but this is an asymmetric and irregular shape of the circumference due to the change of only a specific muscle or a specific part. Change has a limit that cannot be measured.
인체를 예로 들면, 인체 관절 움직임에 의하여 근육 둘레 길이의 변화 및 호흡에 의하여 가슴, 복부 둘레 길이의 변화가 발생한다. 인체의 형상은 정확한 원의 형태로 둘레의 길이 및 형상이 변하는 것이 아니라 근육의 배치, 활성화되는 근육에 따라서 비대칭적이며 불규칙하게 둘레의 길이와 형상이 변하게 된다. 가령, 팔꿈치의 굽힘 동작시, 이두근의 수축과 삼두근의 이완으로 인해 이두근 부위 둘레가 길어지고 삼두근 부위 둘레는 짧아지게 되며, 팔꿈치의 폄 동작시, 이두근의 이완과 삼두근의 수축으로 인해 이두근 부위 둘레가 짧아지고 삼두근 부위 둘레는 길어지게 된다. 이는 호흡의 경우에서도 마찬가지이며, 가슴 호흡시 가슴 앞부분의 둘레는 상당히 길어지는 반면, 등 부위의 둘레는 약간 길어지게 된다. Taking the human body as an example, a change in the length of a muscle circumference due to joint movement of the human body and a change in the circumference of the chest and abdomen occur due to respiration. The shape of the human body is an exact circle, and the length and shape of the circumference do not change, but the length and shape of the circumference are changed asymmetrically and irregularly according to the arrangement of muscles and the activated muscles. For example, during elbow bending, the circumference of the biceps area becomes longer and the circumference of the triceps area becomes shorter due to the contraction of the biceps muscle and the relaxation of the triceps muscle. It becomes shorter and the circumference of the triceps lengthens. This is also the case in the case of breathing, and during chest breathing, the circumference of the front part of the chest becomes considerably longer, while the circumference of the back part becomes slightly longer.
이와 같이 특정 위치에서의 특히 비대칭적이고 불규칙한 형상의 근육 및 신체의 변화를 측정하기 위한 소프트 웨어러블 센서가 요구된다. As described above, there is a need for a software wearable sensor for measuring changes in muscles and body of a particularly asymmetric and irregular shape at a specific location.
본 발명은 전술한 문제 및 이와 연관된 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above problems and other problems related thereto.
본 발명의 일 예시적 목적은, 비교적 단순한 구성과 효율적인 비용으로 특정 위치에서의 규칙적 또는 불규칙적으로 형상 변형되는 대상물에 대한 길이 내지 압력 등의 측정이 가능한 센서 조립체를 제공하고자 한다.An exemplary object of the present invention is to provide a sensor assembly capable of measuring length, pressure, etc. of an object that is regularly or irregularly deformed in shape at a specific location with a relatively simple configuration and an efficient cost.
본 명세서에 개시된 기술의 기술적 과제는 예시적으로 설명하는 웨어러블 모션측정장치 분야에만 한정되는 것은 아니라, 압력용기, 타이어 등에서와 같이 소정의 압력 변동에 종속되어 그 형상이 변형될 수 있는 여하한의 대상물의 측정에도 적용 가능하다. 아울러, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the technology disclosed in this specification is not limited to the field of wearable motion measurement devices described by way of example, and any object whose shape can be deformed by being subject to a predetermined pressure fluctuation, such as a pressure vessel, a tire, etc. It is also applicable to the measurement of In addition, another problem not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 센서 조립체는, 대상물의 둘레에 밀착되어 대상물의 형상변화에 따라 함께 변형가능하도록 구성된 제 1 소재; 및 상기 제 1 소재의 변형에 따른 특정 위치에서의 선형 변위를 측정하도록 구성된 복수의 센서를 포함하고, 상기 복수의 센서는, 상기 특정 위치에서의 선형 변위에 따른 인덕턴스의 변화를 야기하도록 상기 대상물의 둘레 방향으로 복수의 특정 위치에 대응하여 서로 이격 배치되도록 상기 제 1 소재에 고정되도록 구성된다. A sensor assembly according to an embodiment of the present invention includes: a first material configured to be in close contact with a periphery of an object and deformable together according to a change in shape of the object; and a plurality of sensors configured to measure a linear displacement at a specific position according to the deformation of the first material, wherein the plurality of sensors are configured to cause a change in inductance according to the linear displacement at the specific position of the object. It is configured to be fixed to the first material so as to be spaced apart from each other corresponding to a plurality of specific positions in the circumferential direction.
상기 센서는, 상기 선형 변위를 측정하도록 상기 특정 위치에 설치되는, 전도성 소재의 스프링, 및 상기 스프링 각각에 대해 측정된 인덕턴스 변화를 길이 변화로 환산하도록 구성된 인덕턴스 측정회로를 포함한다. The sensor includes a spring of a conductive material installed at the specific position to measure the linear displacement, and an inductance measuring circuit configured to convert a change in inductance measured for each of the springs into a change in length.
상기 대상물은, 전체 둘레가 일정한 변화에 종속된다. The object is subjected to a constant change in its entire circumference.
바람직하게, 상기 대상물은, 전체 둘레의 적어도 일부가 비대칭적인 변화에 종속된다. Preferably, the object is subjected to an asymmetrical change in at least part of its entire circumference.
상기 센서는 상기 대상물의 형상 변화에 따른 상기 특정 위치에서의 둘레 길이 변화 또는 형상 변화를 측정하도록 구성된다. The sensor is configured to measure a circumferential length change or a shape change at the specific location according to a shape change of the object.
상기 센서는 상기 대상물의 형상 변화에 따른 상기 특정 위치에서의 압력을 측정하도록 구성된다. The sensor is configured to measure the pressure at the specific location according to the change in shape of the object.
상기 복수의 센서는 상기 대상물의 외측 둘레를 따라 위치하도록 설치된다. The plurality of sensors are installed to be located along the outer periphery of the object.
상기 복수의 센서는 상기 대상물의 내측 둘레를 따라 위치하도록 설치된다. The plurality of sensors are installed to be located along the inner circumference of the object.
본 발명의 다른 실시예에 의한 웨어러블 모션측정장치는, 의복; 및 상기 의복에 고정 또는 탈부착 가능하게 설치되는 앞서 설명한 센서 조립체를 포함한다. Wearable motion measurement device according to another embodiment of the present invention, clothes; and the sensor assembly described above that is fixedly or detachably installed on the garment.
본 발명의 다른 실시예에 의한, 소정의 압력에 종속되는 대상물의 특정 위치에서의 압력측정장치는, 상기 대상물에 고정 또는 탈부착 가능하게 설치되는 앞서 설명한 센서 조립체를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a pressure measuring device at a specific position of an object subject to a predetermined pressure includes the sensor assembly described above that is fixedly or detachably installed on the object.
본 발명의 실시예에 따르면 비교적 단순한 구성과 효율적인 비용으로 둘레길이 또는 내부 압력 등이 측정가능한 센서 조립체를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a sensor assembly capable of measuring a circumferential length or an internal pressure with a relatively simple configuration and an efficient cost.
한편, 앞서 기재된 효과는 예시적인 것에 불과하며 당업자의 관점에서 본 발명의 세부 구성으로부터 예측되거나 기대되는 효과들 또한 본원발명 고유의 효과에 추가될 수 있을 것이다. On the other hand, the effects described above are merely exemplary, and effects predicted or expected from the detailed configuration of the present invention from the point of view of those skilled in the art may also be added to the inherent effects of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 구성도이다.
도 2는 도 1의 웨어러블 로봇의 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 스프링을 이용한 인덕턴스 측정장치를 나타낸다.
도 4는 도 5의 인덕턴스 측정장치에 있어서 인덕턴스와 스프링 길이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 스프링 변위센서를 활용하여 구현한 센서 조립체의 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 도 5의 센서 조립체에 의한 둘레 길이/형상 측정을 위한 작동 예시들을 나타낸다.
도 7은 도 5의 센서 조립체에 의한 내부압력 측정을 위한 작동 예시들을 나타낸다. 1 is a block diagram of a wearable robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the operation of the wearable robot of FIG. 1 .
3 shows an inductance measuring apparatus using a spring according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between inductance and spring length in the inductance measuring device of FIG. 5 .
5 shows an embodiment of a sensor assembly implemented using the spring displacement sensor shown in FIG. 3 .
6 shows operational examples for measuring the circumference length/shape by the sensor assembly of FIG. 5 .
7 shows operation examples for measuring internal pressure by the sensor assembly of FIG. 5 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components will be given the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 개시내용은 도면 및 이상의 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 본 개시내용은 특성이 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 하고, 단지 소정의 실시형태가 도시되고 설명되었으며, 본 개시내용의 정신 내에 들어가는 모든 변화와 변형은 보호되는 것이 바람직함이 이해될 것이다.While the present disclosure has been illustrated and described in detail in the drawings and above description, the present disclosure is to be considered illustrative and not restrictive in nature, and only certain embodiments have been shown and described, which are within the spirit of the present disclosure. It will be understood that all changes and modifications that are introduced are desirably protected.
웨어러블 로봇 및 그 제어방법Wearable robot and its control method
먼저 이하에서는, 도 1 및 도 2를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 조립체가 적용가능한 웨어러블 모션측정장치와 이를 포함하는 웨어러블 로봇(또는 근력 증강용 의봇)에 대하여 설명하도록 한다.First, with reference to FIGS. 1 and 2 , a wearable motion measurement device to which a sensor assembly according to an embodiment of the present invention is applicable and a wearable robot (or a muscle augmentation prosthetic robot) including the same will be described below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 동작을 설명하기 위한 상태도이다.1 is a block diagram of a wearable robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a state diagram for explaining the operation of the wearable robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 로봇은 의복 본체(20)와, 의복 본체(20)에 연결되는 옷감형 유연구동기 조립체(10)를 포함할 수 있다. 1 and 2 , the wearable robot according to an embodiment of the present invention may include a
의복 본체(20)는 근력 증강용 의복의 베이스를 이루는 부분으로, 여기에서는 상의를 예로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하의에 적용될 수도 있다. The
의복 본체(20)는 내피 및 외피를 포함할 수 있으며, 옷감형 유연구동기(10)는 예시적으로 내피 및 외피 사이에 마련될 수 있다. 특히, 옷감형 유연구동기(10)는 의복 본체 상에서 착용자 신체의 관절에 대응되는 위치 부근에 배치될 수 있다.The
의복 본체(20)는 제 1 및 제 2 신체고정부(510, 520)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 신체고정부(510, 520)는 의복 본체(20)에서 관절이 대응되는 위치를 기준으로 서로 반대편에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 관절이 팔꿈치인 경우, 제 1 신체고정부(510)는 상박에 대응되는 부분이며, 제 2 신체고정부(520)는 하박에 대응되는 부분일 수 있다.The
이때, 유연구동기 조립체의 일 측은 제 1 신체고정부에 고정되고, 타 측은 의복 본체의 제 2 신체고정부에 고정될 수 있다. In this case, one side of the flexible actuator assembly may be fixed to the first body fixing part, and the other side may be fixed to the second body fixing part of the clothing body.
여기서, 제 1 및 제 2 신체고정부는 밴드를 포함할 수 있고, 밴드는 착용자의 팔을 감싸, 인공 근육이 착용자의 팔에 밀착되거나, 제 1 및 제 2 신체고정부가 착용자의 신체 상에서 이동되지 않고 고정되도록 할 수 있다.Here, the first and second body fixing parts may include a band, and the band wraps around the wearer's arm, so that the artificial muscle is in close contact with the wearer's arm, or the first and second body fixing parts do not move on the wearer's body. can be made to be fixed.
도 1을 다시 참조하면, 본 실시예에 따른 유연 구동기는 제어부(300), 전기공급부(310), 감지부(320) 및 전원부(330)를 더 포함할 수 있으며, 감지부(320)는 힘 센싱부(320a)와 의도 인식부(100)를 포함한다. Referring back to FIG. 1 , the flexible actuator according to this embodiment may further include a
제어부(300)는, 열반응 부재가 수축 상태에서 이완 상태로, 또는 그 반대로 변경 작동될 수 있도록 열반응 부재에 전기 공급 여부를 제어하도록 구성될 수 있다. 이하에서는, 전기 공급에 의하여 열반응 부재가 수축되는 경우를 실시예로 하여 설명한다. The
구체적으로, 제어부(300)는 전기공급부(310)를 통해 열반응 부재에 전기 공급 여부를 제어할 수 있다. 제어부(300)가 전기공급부(310)에 전기공급신호를 전달하면, 전기공급부(310)는 열반응 부재에 전류를 공급할 수 있다. 또한, 제어부(300)가 전기공급부(310)에 전기공급중단신호를 전달하면, 상기 전기공급부(310)는 열반응 부재에 전류가 더 이상 흐르지 않도록 전류 공급을 중단할 수 있다. Specifically, the
이와 같은 전기 공급 여부 제어에 의하여 열반응 부재에 전류가 공급되면 열이 발생되어 열반응 부재가 수축되고, 전류 공급이 중단되면 온도가 감소되어 열반응 부재가 이완된다. When a current is supplied to the thermal reaction member by controlling whether electricity is supplied as described above, heat is generated and the thermal reaction member is contracted. When the current supply is stopped, the temperature is reduced and the thermal reaction member is relaxed.
전기공급부(310)는 열반응 부재에 연결되어 열반응 부재에 전류를 공급하도록 구성될 수 있는 등, 전류제어, 힘제어 또는 냉각제어를 위한 전류 드라이버에 해당하며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The
감지부(320) 중 의도 인식부(320a)는 통상적으로 착용자의 생체정보 또는 동작을 감지하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. 여기서, 생체정보는 근전도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 의도 인식부(320a)가 근전도 센서를 포함하는 경우, 상기 센서는 중량물의 파지, 이동, 및 지탱에 따라 착용자의 근육의 움직임 또는 동작(구체적으로, 수축 동작 또는 이완 동작)을 감지할 수 있다. 다른 예로서, 의도 인식부(320a)는 음성센서를 포함할 수 있으며, 이 경우 센서는 착용자의 음성정보를 통해 현재 착용자의 행동, 상태, 요구사항 등을 입력 받도록 구성될 수 있다. The
또한, 감지부(320) 중 힘 센싱부(100)는 수축/이완상태에서 작동가능한 열반응 부재의 변형을 감지하도록 구성된 센서를 포함할 수 있다. In addition, the
전원부(330)는 제어부(300), 전기공급부(310) 및 감지부(320) 중 적어도 하나에 전기를 공급하도록 구성될 수 있다.The
제어부(300)는 감지부(320)에서 감지되는 정보를 기초로 전기공급부(310)가 열반응 부재로 공급하는 전류를 제어할 수 있다.The
예를 들어, 착용자가 팔을 굽히는 동작과 같이 열반응 부재의 수축이 요구되는 동작을 수행하는 경우, 의도 인식부(320a)는 측정된 정보를 제어부(300)로 전달할 수 있으며, 제어부(300)는 이러한 정보를 기초로 착용자가 팔을 굽히려는 동작을 의도하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 착용자가 팔을 굽히는데 필요한 힘을 계산하여, 유연구동기(10)에서 출력되어야 하는 목표력을 산출할 수 있다. 그리고, 이를 구현하기 위해 제어부(300)는 산출된 목표력이 출력되도록 전기공급부(310)에서 열반응 부재에 공급하는 전류를 제어할 수 있다.For example, when the wearer performs an operation that requires contraction of the thermal reaction member, such as bending the arm, the
작동의 예시로서, 웨어러블 로봇은 착용자의 동작을 감지하도록 구성된 의도인식 센서(100)가 착용자의 이완 동작을 감지하는 경우, 웨어러블 로봇의 제어부(300)는 이완근 측에 배열된 구동기 내 열반응 부재로의 전원 공급은 차단하고 수축근 측에 배열된 구동기 내 열반응 부재로의 전원은 공급하도록 전기공급부(310)를 제어할 수 있다. As an example of operation, in the wearable robot, when the
한편, 옷감형 유연구동기를 길항(antagonistic) 구조로 배치하여 근력보조에 활용할 수 있다. 도 2를 참고하면, 예시적인 웨어러블 로봇은 한 쌍의 제 1 및 제 2 옷감형 유연구동기(10a, 10b)를 포함할 수 있다. 착용자가 웨어러블 로봇을 착용하면, 제 1 및 제 2 옷감형 유연구동기가 팔(또는 다리)의 내측 및 외측에 위치되도록 제 1 및 제 2 옷감형 유연구동기는 각각 서로 마주보도록 배치될 수 있다. On the other hand, fabric-type flexible actuators can be arranged in an antagonistic structure and used for muscle strength assistance. Referring to FIG. 2 , an exemplary wearable robot may include a pair of first and second cloth-type
여기서, 웨어러블 로봇의 제어부는, 착용자의 기 설정된 동작, 예를 들어, 팔(또는 다리)이 굽혀지는 동작이 감지되는 경우 제 1 옷감형 유연구동기(10a)는 수축하고, 및/또는 제 2 옷감형 유연구동기(10b)는 이완하도록 구성될 수 있다. 즉, 제어부는 제 1 옷감형 유연구동기(10a)의 열반응 부재에는 전원이 공급되도록 전기공급부를 제어하고, 및/또는 제 2 옷감형 유연구동기(10b)의 열반응 부재에는 전원 공급이 차단되고 동시에 제 2 옷감형 유연구동기(10b)의 냉각공기 공급부에는 전원이 공급되도록 전기공급부를 제어할 수 있다.Here, the control unit of the wearable robot, when a preset motion of the wearer, for example, a bending motion of the arm (or leg) is sensed, the first cloth-type
측정용 센서 조립체sensor assembly for measurement
앞서 설명한 웨어러블 장치의 설계와 제어를 위해서는 동 장치의 작동 과정동안 특정 부위에서의 둘레 길이, 형상 또는 압력 등의 변화에 대한 정보가 요구된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 측정용 센서 조립체는 이러한 정보에 대한 측정을 위하여 사용될 수 있다. 가령, 특정 근육이나 특정 부위만의 변화에 의한 비대칭적이면서 불규칙한 둘레 형상 변화는 기존의 측정장치로는 실현될 수 없는 한계가 있었으며 동 실시예에 의한 센서 조립체는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것이다. In order to design and control the above-described wearable device, information on changes in circumferential length, shape, or pressure in a specific region during the operation of the device is required. The sensor assembly for measurement according to an embodiment of the present invention may be used for measurement of such information. For example, asymmetric and irregular circumferential shape changes due to changes in specific muscles or specific parts have limitations that cannot be realized with conventional measuring devices, and the sensor assembly according to the embodiment is designed to solve this problem.
동 명세서에서는 설명의 편의상 웨어러블 모션측정장치를 예로 하여 기술될 것이다. 주의할 것은, 동 센서 조립체 및 이를 포함하는 모션측정장치가 이러한 웨어러블 장치 분야에만 한정되는 것은 아니라, 압력용기, 타이어 등에서와 같이 소정의 압력 변동에 종속되어 그 형상이 변형될 수 있는 여하한의 대상물의 측정에도 적용 가능하다는 것이다. In this specification, for convenience of description, a wearable motion measuring device will be described as an example. It should be noted that the sensor assembly and the motion measuring device including the same are not limited to the field of wearable devices, and any object whose shape can be deformed by being subject to a predetermined pressure fluctuation, such as a pressure vessel, a tire, etc. It can also be applied to the measurement of
본 발명은, 저렴한 스프링을 유연 밴드에 원주방향으로 배치하여 대칭적이고 균일한 둘레 길이, 둘레 형상 및 내부압력의 변화뿐 아니라 불규칙한 변화도 측정 가능하다는 것을 기본적인 기술사상으로 한다. The present invention has a basic technical idea that by arranging an inexpensive spring on a flexible band in the circumferential direction, it is possible to measure irregular changes as well as changes in symmetric and uniform circumferential length, circumferential shape and internal pressure.
본 실시예에서의 센서 조립체는, 대상물의 둘레에 밀착되어 대상물의 형상변화에 따라 함께 변형가능하도록 구성된 제 1 소재와, 이러한 제 1 소재의 변형에 따른 특정 위치에서의 선형 변위를 측정하도록 구성된 센서를 포함한다. The sensor assembly in this embodiment includes a first material configured to be in close contact with the periphery of an object and deformable together according to a change in shape of the object, and a sensor configured to measure a linear displacement at a specific position according to the deformation of the first material. includes
여기서 센서는 제 1 모션에서 제 2 모션으로 움직임이 인덕턴스(inductance)의 변화를 야기하도록 구성되며, 이러한 센서에서의 인덕턴스 변화 감지에 의하여 착용자의 특정부위의 변형을 측정하도록 구성되어야 한다. Here, the sensor is configured such that movement from the first motion to the second motion causes a change in inductance, and should be configured to measure the deformation of a specific part of the wearer by sensing the change in inductance in the sensor.
센서(120)는 선형 변위를 측정하도록 구성되며, 선형 변위는 가령 전도성 소재의 스프링(121)에 의하여 측정될 수 있다. 이러한 센서(120)는 전도성 소재로 만들어지는 스프링(121)이 길이방향으로의 변형에 대해 인덕턴스가 변화하는 원리를 이용한 것이다. The
도 3에 도시된 바와 같이, 구체적으로 스프링(121)의 인덕턴스(L)은 스프링 길이(l)의 함수 L(l)이며 다음과 같이 나타낼 수 있다. 도 3은 본 발명에 의한 웨어러블 변위측정장치의 일 실시예로서 스프링 센서를 이용한 인덕턴스 측정장치의 개략도를 나타낸다. As shown in FIG. 3 , specifically, the inductance L of the
L = (N2*d2)/(18d+40l) [수학식 1]L = (N 2 *d 2 )/(18d+40l) [Equation 1]
여기서, N은 스프링의 회전수, l은 스프링의 길이, r 및 d는 각각 스프링의 반경과 직경을 나타낸다. Here, N is the number of rotations of the spring, l is the length of the spring, and r and d are the radius and diameter of the spring, respectively.
위 수학식으로부터 스프링의 길이가 길어질수록 인덕턴스가 감소함을 알 수 있으며, 이는 도 4에서 확인되는 바와 같다. 도 4는 도 3의 인덕턴스 측정장치에 있어서 인덕턴스와 스프링 길이의 관계를 나타내는 그래프이다. It can be seen from the above equation that the inductance decreases as the length of the spring increases, as confirmed in FIG. 4 . FIG. 4 is a graph showing the relationship between inductance and spring length in the inductance measuring device of FIG. 3 .
본 실시예에서와 같이 전도성 소재로 만들어진 스프링이 변형에 대해 인덕턴스가 변화하는 원리를 이용한 센서는 종래의 고사양 센서에 비해 가격이 저렴하여 선형변위 측정에 많은 활용이 가능한 장점이 있다. As in this embodiment, the sensor using the principle that the inductance changes with respect to the deformation of a spring made of a conductive material has an advantage that it can be widely used for linear displacement measurement because the price is lower than that of a conventional high-spec sensor.
도 5는 일 실시예에 의한 스프링을 활용하여 구현한 센서 조립체 내지 웨어러블 모션측정장치를 나타낸다. 이하에서 설명되는 센서 조립체는 이해를 돕기 위해 복수의 스프링이 측정 대상물의 둘레방향 외측면에 설치되는 것으로 기재 내지 도시되어 있지만, 이는 측정 대상물의 속성에 따라 가령 타이어 내부 압력 측정용인 경우에서와 같이 측정 대상물의 둘레방향 내측면에 설치될 수도 있음을 이해할 것이다. 5 shows a sensor assembly or a wearable motion measurement device implemented using a spring according to an embodiment. The sensor assembly described below is described or illustrated as having a plurality of springs installed on the circumferential outer surface of the measurement object for better understanding, but this is measured as in the case of, for example, measuring the internal pressure of a tire depending on the properties of the measurement object It will be understood that it may be installed on the circumferential inner surface of the object.
도 5에 도시된 센서 조립체(100)는 비전도성의 신축성 밴드 또는 벨트와 같은 제 1 소재(110)와 제 1 소재(110)의 원주 방향으로 복수 개의 스프링이 일정한 간격으로 배치된 센서를 포함한다. The
제 1 소재(110)는 대상물의 둘레에 밀착되어 근육의 굵기변화와 같은 대상물의 형상변화에 따라 함께 변형가능한 비전도성 소재이면 족하다. 또한 근육의 형상 변화가 스프링(121)의 길이에 반영되도록 소재 선정이 필요하다. It is sufficient that the
이러한 신축성 있는 제 1 소재(110)의 예로서, 밴드, 벨트, 팔토시, 팔목보호대, 다리 보호대 등의 신체 일부에 착용하는 의복의 형태 또는 내복, 레깅스, 타이즈 형태의 전신 옷 형태일 수도 있다.As an example of the elastic
스프링(121)은 복수 개로 구성되고, 복수의 스프링은 대상물의 둘레 방향으로 복수의 특정 위치에 대응하여 서로 이격 배치되도록 제 1 소재(110)에 고정 설치된다. The
센서(120)는 복수의 스프링 각각의 길이변화에 대한 인덕턴스 변화를 측정할 수 있는 인덕턴스 측정회로(122), 즉 스프링 각각에 대해 측정된 인덕턴스 변화를 길이변화로 환산할 수 있는 회로를 포함한다. The
[둘레길이/둘레형상 측정용][For measuring circumference length/circumference shape]
도 6은 도 5의 센서 조립체에 의한 둘레 길이/형상 측정을 위한 작동 예시들을 나타내며, 특히, 도 6 (a)는 대상물의 전체 둘레가 일정한 변화에 종속되는 경우를, 그리고 도 6 (b)는 대상물의 전체 둘레의 적어도 일부가 비대칭적인 변화에 종속되는 경우를 나타낸다. 6 shows operational examples for measuring the circumference length/shape by the sensor assembly of FIG. 5 , and in particular, FIG. A case in which at least a portion of the entire perimeter of the object is subject to asymmetrical change.
도 6 (a)에 도시된 바와 같이, 둘레 길이가 일정한 형상으로 변하는 대상물의 경우에 센서 조립체의 모든 스프링의 길이가 일정하게 늘어나고, 스프링 각각의 스프링 길이 변화의 차이가 거의 없다. 이는 둘레 길이가 일정한 형상으로 변하고 있다고 판단된다. 이는 예시적으로 균일한 형상의 인공근육 둘레 길이 변화 측정에 활용될 수 있다. As shown in FIG. 6 ( a ), in the case of an object having a constant circumferential length, the lengths of all the springs of the sensor assembly are constantly increased, and there is little difference in the length of each spring. It is determined that the circumferential length is changing into a constant shape. This may be used for measuring the change in the circumference of an artificial muscle of an exemplary uniform shape.
도 6 (b)에 도시된 바와 같이, 둘레 길이가 비대칭적이고 불규칙한 형상으로 변하는 경우에는 스프링의 길이가 해당 위치의 변화에 따라 다르게 늘어나게 된다. 스프링 각각의 스프링 길이 변화의 차이가 존재하며, 이로써 불규칙한 형상의 둘레 변화 판단이 가능하다. 예를 들어 도 6 (b)에서는 S2, S3>S1, S4>S8, S5>S7, S6로 스프링 길이 변화의 차이가 존재한다. 이는 예시적으로 불균일한 형상의 인체 근육 둘레 길이 및 형상 변화의 측정에 활용 가능하다. As shown in Figure 6 (b), when the circumferential length is asymmetrical and changes to an irregular shape, the length of the spring is increased differently according to the change of the corresponding position. There is a difference in the change in the length of each spring, so it is possible to determine the change in the circumference of the irregular shape. For example, in FIG. 6(b), there is a difference in the spring length change in S2, S3>S1, S4>S8, S5>S7, and S6. This can be used for measuring the length and shape change of the human muscle of a non-uniform shape.
[내부압력 측정용][For internal pressure measurement]
본 실시예에 의한 센서 조립체는 앞서 설명한 바와 같은 대상물의 형상 변화에 따른 둘레 길이, 형상뿐만 아니라 대상물의 내부 압력을 측정하는데 사용될 수 있다. The sensor assembly according to the present embodiment may be used to measure the internal pressure of the object as well as the circumferential length and shape according to the change in the shape of the object as described above.
도 7은 도 5의 센서 조립체에 의한 내부압력 측정을 위한 작동 예시들을 나타낸다. 도 7 (a)는 대상물의 전체 둘레가 일정한 변화에 종속되는 경우를, 그리고 도 7 (b)는 대상물의 전체 둘레의 적어도 일부가 비대칭적인 변화에 종속되는 경우를 나타낸다.7 shows operation examples for measuring internal pressure by the sensor assembly of FIG. 5 . Fig. 7 (a) shows a case in which the entire perimeter of an object is subject to a constant change, and Fig. 7 (b) shows a case in which at least a portion of the entire perimeter of the object is subject to an asymmetric change.
스프링의 길이변화를 Δx, 스프링 상수를 k 라고 하면 스프링에 가해지는 힘은 다음과 같다. If the change in length of the spring is Δx and the spring constant is k, the force applied to the spring is as follows.
F=k×Δx [수학식 2]F=k×Δx [Equation 2]
밴드와 같은 제 1 소재(110)에 가해지는 접선력을 T라고 하면 T는 스프링에 가해지는 힘 F와 같다. When the tangential force applied to the
밴드에 가해지는 접선력과 내부물체가 밴드를 외부로 밀어내는 내부압력 P[N/m2]는 다음과 같은 관계가 있다. The tangential force applied to the band and the internal pressure P[N/m 2 ] at which the internal object pushes the band to the outside has the following relationship.
P=T/(w·r) [수학식 3]P=T/(w·r) [Equation 3]
여기서 w는 밴드의 폭, r은 중심에서 밴드까지의 반경을 나타낸다. where w is the width of the band and r is the radius from the center to the band.
따라서 다음식을 이용하여 스프링 길이변화를 이용하여 근육 등의 팽창에 의해서 밴드에 가해지는 내부압력(또는 밴드가 내부 물체를 누르는 압력)을 측정할 수 있다. Therefore, it is possible to measure the internal pressure (or the pressure that the band presses on the internal object) applied to the band by the expansion of the muscle using the change in spring length using the following equation.
P=T/(w·r)=F/(w·r)=(k·Δx)/(w·r) [수학식 4]P=T/(w·r)=F/(w·r)=(k·Δx)/(w·r) [Equation 4]
비대칭적이고 불규칙적인 형상으로 둘레 길이가 변하는 경우 제 1 소재(110)인 밴드에 가해지는 내부압력도 부위에 따라 달라지게 된다. When the circumferential length is changed in an asymmetric and irregular shape, the internal pressure applied to the band, which is the
각각 부위의 내부 압력은 스프링 각각의 길이변화 Δxn 을 이용하여 다음과 같이 측정가능하다. The internal pressure of each part can be measured as follows using the length change Δx n of each spring.
Pn=(k·Δxn)/(w·rn) [수학식 5]P n =(k·Δx n )/(w·r n ) [Equation 5]
Pn은 스프링 n의 위치에 가해지는 내부압력을 의미한다. P n means the internal pressure applied to the position of spring n.
앞서 설명한 웨어러블 모션측정장치는 웨어러블 로봇과 결합 내지 연동하여 사용될 수 있으며, 동 측정장치를 통하여 획득된 정보를 이용하여 웨어러블 로봇의 제어가 가능하다. The wearable motion measurement device described above can be used in combination with or interlocking with the wearable robot, and the wearable robot can be controlled by using the information obtained through the measurement device.
이상에서 설명된 장치 및 이에 대한 제어는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성도 가능하다.The above-described apparatus and its control may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, the apparatus and components described in the embodiments may include a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA), and a programmable logic unit (PLU). It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a logic unit, microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device may include a plurality of processing elements and/or multiple types of processing elements. It can be seen that there is For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소, 물리적 장치, 가상 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures the processing device to operate as desired or, independently or in combination, instructs the processing device to operate as desired. can do. The software and/or data may be permanently or temporarily on any machine, component, physical device, virtual device, computer storage medium or device of any type to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. can be materialized. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
10 유연구동기
300 제어부
310 전기공급부 320 감지부
100 의도 인식부 330 전원부
100 센서조립체/웨어러블 모션측정장치
110 제 1 소재(밴드) 120 센서
121 스프링 122 인덕턴스 측정회로
10 Flexible actuator
300 control
310 Electricity supply unit 320 Sensor unit
100
100 Sensor assembly/wearable motion measurement device
110 1st material (band) 120 Sensor
121
Claims (10)
상기 제 1 소재의 변형에 따른 복수의 특정 위치 각각에서의 선형 변위를 측정하도록 구성된 복수의 센서를 포함하고,
상기 대상물은, 전체 둘레의 적어도 일부가 비대칭적인 변화에 종속되고, 상기 복수의 센서는, 상기 복수의 특정 위치 각각에서의 선형 변위에 따른 인덕턴스의 변화를 야기하도록 상기 대상물의 둘레 방향으로 복수의 특정 위치 각각에 대응하여 서로 이격 배치되도록 상기 제 1 소재에 고정되어, 상기 대상물의 형상 변화에 따른 복수의 특정 위치 각각에서의 상기 대상물의 둘레 길이의 변화 및 형상 변화를 측정하도록 구성되고,
상기 센서는,
상기 선형 변위를 측정하도록 상기 특정 위치에 설치되는, 전도성 소재의 스프링, 및 상기 스프링에 대해 측정된 인덕턴스 변화를 길이 변화로 환산하도록 구성된 인덕턴스 측정회로를 포함하는,
센서 조립체.
a first material configured to be in close contact with the periphery of the object and deformable together according to a change in the shape of the object; and
a plurality of sensors configured to measure a linear displacement at each of a plurality of specific positions according to the deformation of the first material;
The object, at least a part of its entire circumference is subject to an asymmetric change, and the plurality of sensors are configured to cause a change in inductance according to a linear displacement at each of the plurality of specific positions in a plurality of specific directions in the circumferential direction of the object. It is fixed to the first material so as to be spaced apart from each other in correspondence with each position, and is configured to measure the change in the circumferential length and the shape change of the object at each of a plurality of specific positions according to the change in the shape of the object,
The sensor is
a spring of a conductive material installed at the specific position to measure the linear displacement, and an inductance measuring circuit configured to convert a change in inductance measured for the spring into a change in length,
sensor assembly.
상기 제 1 소재의 변형에 따른 복수의 특정 위치 각각에서의 선형 변위를 측정하도록 구성된 복수의 센서를 포함하고,
상기 복수의 센서는, 상기 복수의 특정 위치 각각에서의 선형 변위에 따른 인덕턴스의 변화를 야기하도록 상기 대상물의 둘레 방향으로 복수의 특정 위치 각각에 대응하여 서로 이격 배치되도록 상기 제 1 소재에 고정되어, 상기 대상물의 형상 변화에 따른 상기 특정 위치에서의 압력을 측정하도록 구성된,
센서 조립체.
a first material configured to be in close contact with the periphery of the object and deformable together according to a change in the shape of the object; and
a plurality of sensors configured to measure a linear displacement at each of a plurality of specific positions according to the deformation of the first material;
The plurality of sensors are fixed to the first material so as to be spaced apart from each other corresponding to each of the plurality of specific positions in the circumferential direction of the object to cause a change in inductance according to the linear displacement at each of the plurality of specific positions, configured to measure the pressure at the specific location according to the change in shape of the object,
sensor assembly.
상기 복수의 센서는 상기 대상물의 외측 둘레를 따라 위치하도록 설치되는,
센서 조립체.
7. The method of claim 1 or 6,
The plurality of sensors are installed to be located along the outer periphery of the object,
sensor assembly.
상기 복수의 센서는 상기 대상물의 내측 둘레를 따라 위치하도록 설치되는,
센서 조립체.
7. The method of claim 1 or 6,
The plurality of sensors are installed to be located along the inner circumference of the object,
sensor assembly.
의복; 및
상기 의복에 고정 또는 탈부착 가능하게 설치되는 제 1 항 또는 제 6 항에 의한 센서 조립체를 포함하는,
웨어러블 모션측정장치.
A wearable motion measurement device comprising:
cloth; and
Comprising the sensor assembly according to claim 1 or 6, which is fixedly or detachably installed on the garment,
Wearable motion measurement device.
상기 대상물에 고정 또는 탈부착 가능하게 설치되는 제 1 항 또는 제 6 항에 의한 센서 조립체를 포함하는,
압력측정장치.
As a pressure measuring device at a specific position of an object subject to a predetermined pressure,
Including the sensor assembly according to claim 1 or 6, which is fixedly or detachably installed to the object,
pressure measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200060176A KR102363822B1 (en) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Sensor assembly and measurement device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210143435A KR20210143435A (en) | 2021-11-29 |
| KR102363822B1 true KR102363822B1 (en) | 2022-02-16 |
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ID=78698146
Family Applications (1)
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Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101693306B1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-01-05 | 금오특수프라스틱주식회사 | The tension sensor based inductance, sensor for measuring vital signal using this and its clothes and conductive member |
Family Cites Families (1)
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- 2020-05-20 KR KR1020200060176A patent/KR102363822B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101693306B1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-01-05 | 금오특수프라스틱주식회사 | The tension sensor based inductance, sensor for measuring vital signal using this and its clothes and conductive member |
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| KR20210143435A (en) | 2021-11-29 |
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