KR20170089441A - 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템 및 장치에 관한 것으로, 제어 대상 장치의 온도를 감지하는 센서부, 제어 대상 장치를 제어하는 사용자의 신체에 부착된 발열체, 및 센서부의 온도 감지 결과에 대응하여 발열체의 발열 온도를 제어하는 제어부를 포함하며, 이를 통해 사용자가 제어 대상 장치의 발열 상황에 대해 직관적으로 깨달을 수 있도록 열 감각을 전달한다.
Description
본 발명은 정보를 피드백하는 기술과 관련한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 제어에 따라 동작하는 제어 대상 장치의 온도에 대한 정보를 피드백하여 사용자에게 전달하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템 및 장치에 관한 것이다.
사용자의 제어를 받아 동작하는 로봇이나 기계 등의 제어 대상 장치를 제어하기 위해서는, 사용자가 해당 로봇이나 기계의 상태를 파악하고 있어야 한다. 그리고 이러한 제어 대상 장치의 정보를 사용자에게 전달하기 위해서, 사용자가 시각적으로 확인할 수 있는 화면에 제어 대상 장치와 관련한 각종 정보를 문자나 수치화한 정보로 제공하는 방법이 사용되어 왔다.
그런데 이러한 종래의 방법은 정보 표시 화면에 너무 많은 정보가 표시되어 사용자가 이를 직관적으로 파악하기 어렵다는 단점이 존재한다. 이에 제어 대상 장치의 상황을 보다 효과적으로 전달할 수 있는 방안이 요청된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 사용자의 제어에 따라 동작하는 제어 대상 장치의 온도에 대한 정보를 열의 형태로 피드백하여 사용자에게 전달함으로써 사용자가 제어 대상 장치의 상황을 열 감각을 통해 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치는, 제어 대상 장치의 온도를 감지하는 센서부, 상기 제어 대상 장치를 제어하는 사용자의 신체에 부착된 발열체, 및 상기 센서부의 온도 감지 결과에 대응하여 상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치에 있어서, 상기 발열체는, 절연성 기판 위에 발열 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성된 나노탄소 복합 발열체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치에 있어서, 상기 발열 페이스트 조성물은, 탄소나노튜브 입자 및 그라파이트 입자를 구비하는 전도성 입자, 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트에 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 혼합 바인더, 유기 용매, 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치에 있어서, 상기 발열 페이스트 조성물은, 상기 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 입자는 1 내지 6 중량부, 그라파이트 입자는 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더는 10 내지 30 중량부, 유기 용매는 29 내지 83 중량부, 분산제는 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치에 있어서, 상기 혼합 바인더는, 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템은, 사용자의 제어에 따라 대응하는 동작을 수행하는 제어 대상 장치, 상기 제어 대상 장치의 온도를 감지하는 센서부, 상기 사용자의 신체에 부착된 발열체, 및 상기 센서부의 온도 감지 결과에 대응하여 상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템 및 장치에 따르면, 제어 대상 상치의 온도를 열의 형태로 사용자에게 피드백함으로써, 사용자가 제어 대상 장치의 발열 상황에 대해 열 감각을 통해 직관적으로 깨달을 수 있고, 신속히 대응하는 제어 동작을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 피드백 시스템의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 피드백 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 피드백 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 온도에 대한 정보를 피드백하는 기술과 관련한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 피드백 시스템의 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 피드백 장치(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예의 온도 피드백 시스템은 온도 피드백 장치(100)와 제어 대상 장치(3)를 포함한다.
이때 제어 대상 장치(3)는 사용자(1)가 제어기(2)를 조작하여 제어함에 따라 대응하는 동작을 수행하는 장치로서, 예를 들어, 수술용 로봇, 재해나 재난 환경에서 구호 작업을 벌이는 로봇, 건설이나 토목 분야에 이용되는 중장비 로봇, 폭발물 처리 로봇, 드론 등의 무인 항공기, 원격 제어를 이용해 주행하는 차량 등이 될 수 있다.
온도 피드백 장치(100)는 제어 대상 장치(3)의 온도 정보를 사용자(1)가 확인할 수 있도록 피드백하는 장치이다.
온도 피드백 장치(100)는 센서부(10), 발열체(20) 및 제어부(30)를 포함하여 구성된다.
센서부(10)는 제어 대상 장치(3)의 모터, 유압 파워팩, 엔진 등 온도를 파악할 필요가 있는 자리의 온도를 감지하는 역할을 한다.
도 1에서 센서부(10)는 제어 대상 장치(3)의 관절을 구동하는 모터에 부착되어 온도를 감지하며, 실시예에 따라서 센서부(10)는 열전도에 의해 온도를 측정하는 측온 저항체(resistance temperature detector, RTD), 서미스터, 열전대(써모커플), IC 온도 센서 등의 접촉식 온도 센서, 측온 대상으로부터 방사되는 열을 검출하여 온도를 측정하는 서모파일, 초전 센서 등의 비접촉식 온도 센서 등을 포함할 수 있다.
발열체(20)는 사용자(1)의 신체에 부착되어 제어부(30)의 제어에 따라 발열한다.
발열체(20)는 사용자(1)의 신체에 부착된 상태로 발열하여 사용자(1)가 열을 느낄 수 있도록 하며, 플렉서블 기판에 위치하여 사용자(1)의 신체에 부착되거나, 사용자(1)가 착용하는 웨어러블(wearable) 기기에 위치할 수 있다.
제어부(30)는 센서부(10) 및 발열체(20)를 포함한 온도 피드백 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 하며, 이를 위한 연산 유닛, 응용프로그램 저장소, 메모리 등을 포함한다.
제어부(30)는 센서부(10)에서 감지한 온도 감지 결과에 따라 발열체(20)의 발열 온도를 제어한다. 이때 발열체(20)가 발열하면 사용자(1)는 발열 온도에 따라 제어 대상 장치(3)의 발열 상황을 파악할 수 있다.
예를 들어 제어부(30)는 센서부(10)에서 감지한 제어 대상 장치(3)의 온도가 임계치 이상인 경우, 발열체(20)로 전원이 공급되도록 제어하여 사용자(1)에게 열 감각을 전달할 수 있다. 이때 제어부(30)는 제어 대상 장치(3)의 온도에 비례하여 발열체(20)의 온도가 증가하거나 감소하도록 제어할 수 있고, 이 경우 발열체(20)의 발열 온도는 사용자(1)의 신체에 위해를 가하지 않는 범위 내에서 조절된다.
한편 제어부(30)는 제어 대상 장치(3)의 온도에 따라 발열체(20)가 계단식으로 발열하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 센서부(10)에서 감지한 제어 대상 장치(3)의 온도가 제1 온도 범위에 있는 경우 제어부(30)는 발열체(20)가 특정 온도로 발열하도록 제어할 수 있고, 이후 센서부(10)에서 감지한 제어 대상 장치(3)의 온도가 더욱 상승하여 제2 온도 범위에 있는 경우 제어부(30)는 발열체(20)가 상대적으로 더 높은 온도로 발열하도록 제어하여 사용자에게 제어 대상 장치(3)의 온도 상승을 경고할 수 있다.
이를 위해 발열체(20)는 플라스틱, 유리, 세라믹 등의 소재로 이루어진 절연성 기판 위에 발열 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성된 나노탄소 복합 발열체를 포함한다.
이때 발열 페이스트 조성물은 탄소나노튜브 입자 및 그라파이트 입자를 구비하는 전도성 입자, 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트에 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 혼합 바인더, 유기 용매 및 분산제를 포함한다.
이 경우 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 입자는 1 내지 6 중량부, 그라파이트 입자는 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더는 10 내지 30 중량부, 유기 용매는 29 내지 83 중량부, 분산제는 0.5 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
이때 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부가 혼합될 수 있다.
발열 페이스트 조성물을 플렉서블 기판에 인쇄하여 발열체(20)를 구성하는 경우, 사용자(1)의 신체 굴곡에 맞도록 발열체(20)의 형상을 구성하고, 나노탄소 복합 발열체의 발열 특성을 이용해 사용자(1)에게 열 감각을 전달할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
10: 센서부
20: 발열체
30: 제어부 100: 온도 피드백 장치
30: 제어부 100: 온도 피드백 장치
Claims (6)
- 제어 대상 장치의 온도를 감지하는 센서부;
상기 제어 대상 장치를 제어하는 사용자의 신체에 부착된 발열체; 및
상기 센서부의 온도 감지 결과에 대응하여 상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발열체는;
절연성 기판 위에 발열 페이스트 조성물을 인쇄하여 형성된 나노탄소 복합 발열체인 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발열 페이스트 조성물은,
탄소나노튜브 입자 및 그라파이트 입자를 구비하는 전도성 입자;
에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트에 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 혼합 바인더;
유기 용매; 및
분산제;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치. - 제3항에 있어서,
상기 발열 페이스트 조성물은,
상기 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 입자는 1 내지 6 중량부, 그라파이트 입자는 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더는 10 내지 30 중량부, 유기 용매는 29 내지 83 중량부, 분산제는 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치. - 제3항에 있어서,
상기 혼합 바인더는,
에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 장치. - 사용자의 제어에 따라 대응하는 동작을 수행하는 제어 대상 장치;
상기 제어 대상 장치의 온도를 감지하는 센서부;
상기 사용자의 신체에 부착된 발열체; 및
상기 센서부의 온도 감지 결과에 대응하여 상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 대상 장치의 온도 피드백 시스템.
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