KR20190126956A - Hand wearable device and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손 착용형 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hand wearable device and a method for manufacturing the same.
최근에는 손에 착용하여, 가상 현실에서 가상의 물체에서 발생하는 힘을 손가락에 전달하여 가상 물체와 상호작용하기 위한 손 착용형 장치에 대한 관심이 대두되고 있다.Recently, attention has been drawn to a hand wearable device for interacting with a virtual object by wearing it on a hand and transmitting a force generated from the virtual object in a virtual reality to a finger.
따라서, 손의 움직임에 대해 분석이 선행되어야 하며, 착용이 간편하면서도 손의 움직임을 보다 정확하게 측정할 수 있는 연구가 수행되어야 한다.Therefore, analysis of the movement of the hand should be preceded, and a study should be conducted to more accurately measure the movement of the hand while being easy to wear.
한편, 소프트 센서는 신축성과 유연성을 갖는 소재에 전도성 물질로 형성된 전극을 구성하여, 신축성과 유연성을 가지며 변위나 힘 등을 측정할 수 있는 센서이다. 최근에는 웨어러블 장비 등 적용 분야가 확대되면서 유연하고 신축성 있는 소프트 센서에 대한 요구가 증대되고 있다.On the other hand, the soft sensor is a sensor that is composed of an electrode made of a conductive material in a flexible and flexible material, and has a stretch and flexibility and can measure displacement or force. Recently, as the application fields such as wearable equipment are expanded, the demand for flexible and flexible soft sensors is increasing.
본 발명은 제조가 용이하며 성능이 향상된 손 착용형 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a hand wearable device and a method for manufacturing the same, which are easy to manufacture and have improved performance.
본 발명은 서로 마주보는 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층을 포함하는 신축성 시트; 상기 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층 사이에 소정의 전도성 액체 금속이 프린팅되어 형성되는 하나 이상의 센서부; 상기 센서부로부터 연장되어 형성되며 상기 센서부와 전기적으로 연결되는 하나 이상의 전선부; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 수근(手根)이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 수근 착용부; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 엄지 착용부; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 검지 착용부; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 중지 착용부;를 포함하는 손 착용형 장치를 제공한다. The present invention provides a stretchable sheet including a first stretchable layer and a second stretchable layer facing each other; At least one sensor unit formed by printing a conductive liquid metal between the first stretchable layer and the second stretchable layer; At least one wire portion extending from the sensor portion and electrically connected to the sensor portion; A carpal wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's carpal can be fitted; A second thumb wearing part extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's thumb can be fitted; A second index wear part extending from the stretchable sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's index finger may be inserted into the index finger; And a second stop wearing portion extending from the stretchable sheet and formed in a predetermined ring shape so that the user's middle finger can be inserted therein.
또한, 본 발명은 사용자의 손가락 중 적어도 일부가 끼워질 수 있도록 형성된 장갑; 상기 장갑의 적어도 일부와 결합하는 소프트 센서;를 포함하고, 상기 소프트 센서는, 서로 마주보는 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층을 포함하는 신축성 시트와, 상기 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층 사이에 소정의 전도성 액체 금속이 프린팅되어 형성되는 하나 이상의 센서부와, 상기 센서부로부터 연장되어 형성되며 상기 센서부와 전기적으로 연결되는 하나 이상의 전선부와, 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 수근 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 수근 착용부와, 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 엄지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 엄지 착용부와, 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 검지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 검지 착용부와, 상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 중지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 중지 착용부를 포함하는 손 착용형 장치를 제공한다. In addition, the present invention glove formed so that at least a portion of the user's fingers can be fitted; And a soft sensor coupled to at least a portion of the glove, wherein the soft sensor comprises a stretchable sheet comprising a first stretchable layer and a second stretchable layer facing each other, and between the first stretchable layer and the second stretchable layer. At least one sensor portion formed by printing a predetermined conductive liquid metal on the at least one wire portion, at least one wire portion extending from the sensor portion and electrically connected to the sensor portion, extending from the stretchable sheet, and the root of the glove. A carpal wearing portion formed in a predetermined annular shape to be fitted into the portion, a second thumb wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined annular shape so as to be fitted into the thumb portion of the glove; It is formed to extend from the elastic sheet and to be fitted to the index finger portion of the glove. It provides a hand wearable device comprising a second index wear portion formed in the shape and a second stop wear portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so as to be fitted to the middle finger portion of the glove. .
또한, 본 발명은 베이스 기재 상에 제1 신축성 층을 형성하는 단계; 상기 제1 신축성 층 상에 소정의 전도성 액체 금속을 기 설정된 패턴으로 프린팅하여 하나 이상의 센서부 및 전선부를 형성하는 단계; 상기 전도성 액체 금속이 프린팅 된 상기 제1 신축성 층 상에 제2 신축성 층을 형성하여, 상기 제1 신축성 층과 제2 신축성 층이 결합된 신축성 시트를 형성하는 단계; 상기 신축성 시트에서 상기 센서부들이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분들을 착용부위에 맞는 형상으로 자르는 단계; 상기 신축성 시트에서 연장 형성된 제1 수근 고리 형성부와 제2 수근 고리 형성부를 고리 형태로 결합하여 수근 착용부를 형성하는 단계; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 엄지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 엄지 착용부를 형성하는 단계; 상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 검지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 검지 착용부를 형성하는 단계; 및 상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 중지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 중지 착용부를 형성하는 단계;를 포함하는 손 착용형 장치의 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention comprises the steps of forming a first elastic layer on the base substrate; Printing at least one sensor part and a wire part by printing a predetermined conductive liquid metal on the first stretchable layer in a predetermined pattern; Forming a second stretchable layer on the first stretchable layer printed with the conductive liquid metal to form a stretchable sheet in which the first stretchable layer and the second stretchable layer are combined; Cutting the remaining portions of the elastic sheet except for the portion in which the sensor portions are formed into a shape suitable to a worn portion; Combining the first carpal ring forming portion and the second carpal ring forming portion formed in the elastic sheet in a ring shape to form a carpal wearing portion; Forming a second thumb wearing portion by engaging a thumb ring forming portion extending from the elastic sheet to a main body of the elastic sheet to form a predetermined ring shape; Detecting a ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a second detecting wear portion by engaging the body of the stretchable sheet to form a predetermined ring shape; And forming a second stop wearing portion by engaging the stop ring forming portion extending from the stretchable sheet to a main body of the stretchable sheet to form a predetermined ring shape.
본 발명의 손 착용형 장치 및 이의 제조 방법에 의해 손 착용형 장치의 제조가 용이해지고 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. By the hand wearable device of the present invention and a manufacturing method thereof, the hand wearable device can be easily manufactured and the performance can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 소프트 센서의 손가락 관절 변화에 따른 신호 라인의 길이 변화를 보여주는 모식도이다.
도 3은 도 1의 소프트 센서를 구비하는 손 착용형 장치의 전개 평면도이다.
도 4는 도 3의 손 착용형 장치의 조립 사시도이다.
도 5는 도 4의 손 착용형 장치를 손에 착용한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 손 착용형 장치를 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 4의 소프트 센서를 구비하는 손 착용형 장치의 제작 방법을 나타내는 도면이다. 1 is a perspective view illustrating a soft sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a change in length of a signal line according to a change in a finger joint of the soft sensor of FIG. 1.
3 is an exploded plan view of a hand wearable device having the soft sensor of FIG. 1.
4 is an assembled perspective view of the hand wearable device of FIG. 3.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the hand wearable device of FIG. 4 is worn on a hand. FIG.
6 is a plan view showing a hand wearable device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view illustrating a manufacturing method of a hand wearable device having the soft sensor of FIG. 4.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이에 대해 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. Shall be.
또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 각 실시예가 독립적으로 해석되거나 실시되어야 하는 것은 아니며, 각 실시예에서 설명되는 기술적 사상들이 개별적으로 설명되는 다른 실시예에 조합되어 해석되거나 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing various embodiments of the present invention, each embodiment should not be interpreted or implemented independently, and the technical spirit described in each embodiment may be interpreted or implemented in combination with other embodiments separately described. It should be understood that there is.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view illustrating a soft sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서(100)는, 신축성 시트(110), 센서부(120), 전선부(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
여기서, 본 발명의 일 실시예의 소프트 센서는 가상현실 또는 공존현실이나 재활 분야에서 관절의 각도를 측정하는데 사용될 수 있으며, 특히 손가락 관절의 각도를 측정하여 가상현실 기기 등에 데이터를 입력하는 수단으로 사용할 수 있다.Here, the soft sensor of an embodiment of the present invention can be used to measure the angle of the joint in the virtual reality, coexistence reality or rehabilitation field, in particular can be used as a means for inputting data to the virtual reality device by measuring the angle of the finger joint have.
상세히, 신축성 시트(110)는, 제1 신축성 층(111)과 제2 신축성 층(112)을 포함한다. 제1 신축성 층(111)과 제2 신축성 층(112)은 별도로 형성되며, 상하방향으로 적층된 구조일 수 있다. 여기서, 신축성 시트(110)는 제1 신축성 층(111)과 제2 신축성 층(112)의 두 개의 층을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 필요에 따라 신축성 시트(110)는 다양한 재질의 두 개 이상의 층으로 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다. In detail, the
제1 신축성 층(111)은 제1 신축성 소재를 도포하여 형성된 층이다. 제1 신축성 소재는, 신축성과 유연성을 갖는 비전도성 물질일 수 있다. 여기서는 제1 신축성 소재는 실리콘을 사용하는 것으로 예를 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 이와 같은 제1 신축성 층(111)은 베이스 기재(도 7a의 101 참조) 위에 제1 신축성 소재를 스핀 코팅, 실리콘 코팅(squeegeeing), 압축 성형 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 도포하여 형성될 수 있다. The first
제2 신축성 층(112)은 제2 신축성 소재를 도포하여 형성된 층이다. 제2 신축성 소재는, 신축성과 유연성을 갖는 비전도성 물질일 수 있다. 제2 신축성 소재는, 센서부(120)를 형성하는 전도성 액체 금속(도 7b의 121 참조)보다 표면 장력이 작은 물질이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 제2 신축성 소재로 실리콘을 사용하여, 제1 신축성 소재와 제2 신축성 소재가 동일한 소재인 것으로 예를 들어 설명하나, 본 발명의 사상이 이에 제한되지는 아니한다. 여기서, 제1 신축성 소재와 제2 신축성 소재는 동일한 실리콘을 사용할 경우, 실리콘이 단일(monolithic)의 시트로 형성될 수도 있다. 다만, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않고, 제2 신축성 소재가 전도성 액체 금속(121)보다 표면 장력이 작으면서 신축성과 유연성을 갖는 소재라면 어느 것이나 사용할 수 있다. 이와 같은 제2 신축성 층(112)은 제1 신축성 층(111)(및 그 위의 센서부(120)) 위에 제2 신축성 소재를, 스핀 코팅, 실리콘 코팅(squeegeeing), 압축 성형 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 도포하여 형성될 수 있다. The second
센서부(120)는 제1 신축성 층(111)과 제2 신축성 층(112) 사이에 형성될 수 있다. 여기서 센서부(120)는 제1 신축성 층(111) 위에 전도성 액체 금속(도 7b의 121 참조)을 이용하여 미리 설정된 패턴으로 형성될 수 있다. 이와 같은 센서부(120)는 3D 프린팅, 노즐 프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤투롤 프린팅 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. The
센서부(120)는 소정의 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 도포 가능한 액체 혹은 고체 형태의 전도성 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 센서부(120)는 상온에서 액체 상태를 유지하며 전도성을 갖는 전도성 액체 금속으로 형성될 수도 있다. 여기서 전도성 액체 금속은, EGaIn(Eutetic Gallium-Indium)을 사용하는 것으로 예를 들어 설명한다.The
EGain은 공정 갈륨 인듐 복합체라고도 한다. 상기 EGaIn은, 갈륨(Ga) 75.5wt%와 인듐(In) 24.5wt%을 포함할 수 있다. 상기 EGaIn는 약 15.7℃에서 녹아서 상온에서는 액체 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기 EGaIn은 3.4 x 104S/cm 수준의 전도성을 가져 전도성이 매우 높고, 점도가 낮아 잘 흐르며, 표면의 산화막으로 인해 높은 표면장력을 갖는다. 상기 EGaIn는 표면장력이 높기 때문에, 원하는 패턴으로 3D 프린팅시 형태를 유지하는 장점이 있어 마이크로 채널을 형성하는 것이 용이하다. 또한, 별도의 화학적 처리 없이도 CNC 설비에 결합된 주사기를 통해 주사하여 원하는 패턴으로 직접 프린팅하는 것이 가능하다.EGain is also known as eutectic gallium indium composite. The EGaIn may include 75.5 wt% of gallium (Ga) and 24.5 wt% of indium (In). The EGaIn may be dissolved at about 15.7 ° C. to maintain a liquid state at room temperature. In addition, the EGaIn has a conductivity of about 3.4 × 10 4 S / cm, which is very high in conductivity, low in viscosity, and flows well, and has high surface tension due to an oxide film on the surface. Since the EGaIn has a high surface tension, it is easy to form microchannels because it has an advantage of maintaining a shape when 3D printing in a desired pattern. In addition, it is possible to print directly in a desired pattern by injecting through a syringe coupled to a CNC facility without any chemical treatment.
이와 같이 센서부(120)가 전도성 액체 금속으로 형성됨으로써 충분한 신축성을 가질 수 있다.As such, the
한편, 소프트 센서의 위치는 손 착용형 장치의 표면 중 각 손가락의 관절 부위 및 엄지와 검지 사이에 구비될 수 있고, 엄지와 검지 사이에 구비되는 소프트 센서는 엄지의 내전 및 외전의 움직임을 감지하기 위한 것일 수 있다.On the other hand, the position of the soft sensor may be provided between the joint portion of each finger of the surface of the hand wearable device and between the thumb and index finger, the soft sensor provided between the thumb and index finger to detect the movement of the adduction and abduction of the thumb. It may be for.
또한, 각 손가락의 관절 부위에 구비되는 소프트 센서는 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서가 함께 구비될 수 있다. In addition, the soft sensor provided in the joint portion of each finger may be provided with a sensor for measuring flexion and extension movement, and a sensor for measuring the movement of adduction and abduction.
또는, 각 손가락의 관절 부위에 구비되는 소프트 센서는 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서가 각각 별도로 구비될 수도 있다. 이때, 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서는, 손가락들의 길이방향으로 길게 형성되어, 손가락들의 굴곡과 신전을 측정하는 센서 역할을 할 수 있다. 한편, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서는 손가락들의 길이방향에 수직하거나 손가락들의 내,외전 방향으로 길게 형성되어, 손가락들의 내전과 외전을 측정하는 센서 역할을 할 수 있다. 여기서, 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서는, 손가락들의 움직임에 따라 길이, 높이 및 폭이 변화하여 저항이 변화하게 되므로, 저항의 변화를 측정하여 손가락의 움직임을 측정할 수 있다. 이에 대해서는 도 2 및 도 3에서 더욱 상세히 설명하도록 한다. Alternatively, the soft sensor provided at the joint portion of each finger may be separately provided with a sensor for measuring flexion and extension movement and a sensor for measuring movement of adduction and abduction. At this time, the sensor for measuring flexion and extension movement is formed long in the longitudinal direction of the fingers, it may serve as a sensor for measuring the flexion and extension of the fingers. On the other hand, the sensor for measuring the movement of the adduction and abduction may be perpendicular to the longitudinal direction of the fingers or formed long in the direction of the internal, abduction of the fingers, it may serve as a sensor for measuring the adduction and abduction of the fingers. Here, the sensor for measuring the movement of the flexion and extension and the sensor for the movement of adduction and abduction, the resistance changes by changing the length, height and width according to the movement of the finger, so that the movement of the finger by measuring the change in resistance Can be measured. This will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.
전선부(140)는 센서부(120)와 전기적으로 연결되며, 센서부(120)에서 전달되는 전기적 신호를 후술할 전극 기판(미도시)으로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 전선부(140)는 3D 프린터 등을 이용하여 제1 신축성 층(111) 또는 베이스 기재(도 7a의 101 참조) 위에 전도성 액체 금속을 프린팅하여 형성될 수 있다. The
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서의 작동 원리에 대해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the operation principle of the soft sensor according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서의 손가락 관절 각도 변화에 따른 센서부(120)의 길이 변화를 보여주는 모식도이다. 2 is a schematic diagram showing a change in the length of the
도 2를 참조하면, 본 실시예의 소프트 센서의 원리는 다음과 같다.2, the principle of the soft sensor of this embodiment is as follows.
일반적으로 소프트 센서의 마이크로 채널 양단 저항을 R(Resistance of conductive metal), 채널 내부 전도성 물질의 비저항을 ρ(electrical resistivity [Ω*m]), 채널 부피를 V(channel volume [m3]), 채널 단면적을 A(channel area [m2]), 채널 길이를 l(channel length [m]), 변형율을 ε 이라고 할 때, 높은 신축성을 가지는 소재 내부 마이크로 채널이 비압축성 물질로 채워져 있는 경우 마이크로 채널의 총 부피 V는 일정하게 유지되며 하기 수학식 1로 표현된다.Generally, the resistance of both ends of the microchannel of the soft sensor is measured by the resistance of conductive metal (R), the resistivity of the conductive material in the channel by ρ (electric resistivity [Ω * m]), and the channel volume by V (channel volume [m 3 ]). If the cross-sectional area is A (channel area [m 2 ]), the channel length is l (channel length [m]), and the strain is ε, then the total number of micro-channels in the highly elastic material inside the microchannel is filled with incompressible material. The volume V remains constant and is represented by Equation 1 below.
이때, 채널은 전도성 금속의 전자가 통과하는 경로로 볼 수 있으며, 전도성 금속의 외형이 변화하면 상기 채널의 길이, 높이, 폭 등이 변화할 수 있고 저항 역시 변화하게 된다.In this case, the channel may be viewed as a path through which electrons of the conductive metal pass, and when the outer shape of the conductive metal changes, the length, height, width, etc. of the channel may change, and the resistance may also change.
여기서, 채널 길이 l은 하기 수학식 2로 표현되고, 채널 단면적 A는 수학식 3으로 표현된다. Here, the channel length l is represented by Equation 2 below, and the channel cross-sectional area A is represented by Equation 3 below.
한편, 전도성 금속의 저항은 하기 수학식 4로 표현된다.On the other hand, the resistance of the conductive metal is represented by the following equation (4).
그리고, 현재의 저항(R)은 초기 저항(R0)과 변형율 ε에 의해 하기의 수학식 5로 표현될 수 있다.In addition, the current resistance R may be expressed by Equation 5 below by the initial resistance R 0 and the strain ε.
도 2를 참조하면, 손가락 관절에서 관절의 각도 변화(Δθ)와 반지름(r) 및 채널의 길이 변화(ΔL)은 다음의 수학식 6로 표현된다.Referring to FIG. 2, the angle change Δθ, the radius r, and the length change ΔL of the joint in the finger joint are represented by Equation 6 below.
상기 수학식 6을 이항하면 하기 수학식 7이 도출된다.Binary to Equation 6 leads to Equation 7 below.
이때, r은 상수이기 때문에 채널의 길이 변화(ΔL)를 통하여 손가락 관절의 각도 변화(Δθ)를 계산할 수 있다. In this case, since r is a constant, the angle change Δθ of the finger joint may be calculated through the change in length ΔL of the channel.
여기서, 소프트 센서의 저항 변화를 측정하기 위해 적절히 형성된 증폭기가 사용될 수 있으며, 증폭기의 성질에 따라 증폭기 출력으로 측정된 전압의 변화(ΔV)로부터 소프트 센서의 저항 변화(ΔR)를 계산할 수 있다.Here, an appropriately formed amplifier may be used to measure the resistance change of the soft sensor, and the resistance change ΔR of the soft sensor may be calculated from the change in voltage ΔV measured at the amplifier output according to the characteristics of the amplifier.
이때, 수학식 5에 따라 측정된 소프트 센서의 저항 변화(ΔR)를 이용하여 변형율(ε)을 계산하고 이를 이용해 채널의 길이 변화(ΔL)를 계산할 수 있다.In this case, the strain ε may be calculated using the resistance change ΔR of the soft sensor measured according to Equation 5, and the change in length of the channel ΔL may be calculated using the resistance change ΔR.
따라서, 본 실시예의 소프트 센서에 전압의 변화(ΔV)에 대한 센서를 구비하면 손가락 관절의 각도 변화(Δθ)를 구할 수 있는 것이다.Therefore, if the soft sensor of the present embodiment is provided with a sensor for a change in voltage ΔV, the angle change Δθ of the finger joint can be obtained.
설명의 편의상 손가락 관절을 예로 들어 설명하였지만, 본 실시예의 소프트 센서는 신체의 다른 부위의 관절에도 모두 적용 가능한 것은 당연하다.For convenience of explanation, the finger joint is described as an example, but it is obvious that the soft sensor of the present embodiment can be applied to all joints of other parts of the body.
도 3은 도 1의 소프트 센서를 구비하는 손 착용형 장치의 전개 평면도이고, 도 4는 도 3의 손 착용형 장치의 조립 사시도이고, 도 5는 도 4의 손 착용형 장치를 손에 착용한 모습을 나타내는 사시도이다. FIG. 3 is an exploded plan view of the hand wearable device having the soft sensor of FIG. 1, FIG. 4 is an assembled perspective view of the hand wearable device of FIG. 3, and FIG. 5 shows the hand wearable device of FIG. 4 worn on the hand. It is a perspective view showing a state.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 손 착용형 장치(200)는 손가락의 각 관절에 대응되도록 복수의 소프트 센서(100)가 형성된, 신축성 소재의 시트일 수 있다. 여기서 손 착용형 장치(200)는 손 모양의 적어도 일부와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 손 착용형 장치(200)는, 손등이나 장갑 등에 부착 가능하도록 손 모양으로 형성되고 시트 형상으로 형성된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 손을 끼울 수 있는 장갑 형태로 형성되는 것도 가능하다 할 것이다. 이와 같은 손 착용형 장치(200)는, 원하는 형상보다 큰 원형이나 사각형 형상으로 형성된 후 레이저 커팅에 의해 원하는 형상으로 재단되어 형성될 수 있다. 즉, 신축성 시트(110) 중에서 복수의 센서부(120)가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분들을 손가락 등의 착용부위에 맞는 형상으로 잘라내어 사용할 수 있다. 복수의 센서부(120)들은 손가락의 움직임을 감지할 수 있도록 각 손가락의 관절 부위에 위치될 수 있다.3, 4, and 5, the hand
도 3, 도 4 및 도 5의 손 착용형 장치(200)를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Referring to the hand
손 착용형 장치(200)는 엄지 센싱부(210), 검지 센싱부(220), 중지 센싱부(230)를 포함한다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 손 착용형 장치(200)는 약지 센싱부 및 계지 센싱부를 더 포함할 수 있다. The hand
또한, 손 착용형 장치(200)는 엄지 센싱부(210)와 검지 센싱부(220) 사이에 형성되는 제1 내/외전 측정 센서(260)와, 검지 센싱부(220)와 중지 센싱부(230) 사이에 형성되는 제2 내/외전 측정 센서(270)를 포함한다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 손 착용형 장치(200)는 검지의 내/외전 측정을 측정하기 위해 검지 측면에 형성되는 제3 내/외전 측정 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 나아가, 도면에는 도시되지 않았지만 손 착용형 장치(200)는 중지 센싱부(230)와 약지 센싱부(미도시) 사이에 형성되는 제4 내/외전 측정 센서(미도시)와, 약지 센싱부(미도시)와 계지 센싱부(미도시) 사이에 형성되는 제5 내/외전 측정 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. In addition, the hand
엄지 센싱부(210)는 제1 엄지부 센서(211), 제2 엄지부 센서(212), 제3 엄지부 센서(213)를 포함할 수 있다. 제1 엄지부 센서(211)는 엄지 손가락의 말절골(distal phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 엄지부 센서(212)는 엄지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제3 엄지부 센서(213)는 엄지 손가락의 중수골(metacapals)과 수근골(carpals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The
검지 센싱부(220)는 제1 검지부 센서(221), 제2 검지부 센서(222)를 포함할 수 있다. 제1 검지부 센서(221)는 검지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 검지부 센서(222)는 검지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The
중지 센싱부(230)는 제1 중지부 센서(231), 제2 중지부 센서(232)를 포함할 수 있다. 제1 중지부 센서(231)는 중지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 중지부 센서(232)는 중지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The
한편, 약지 센싱부(미도시)는 제1 약지부 센서 및 제2 약지부 센서를 포함할 수 있고, 계지 센싱부(미도시)는 제1 계지부 센서 및 제2 계지부 센서를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the ring finger sensing unit (not shown) may include a first ring finger sensor and a second ring finger sensor, and the lock sensing unit (not shown) may further include a first lock sensor and a second lock sensor. Can be.
제1 내/외전 측정 센서(260)는 엄지 센싱부(210)와 검지 센싱부(220) 사이에 형성되어 엄지의 내전 및 외전을 측정할 수 있다. The first abduction /
제2 내/외전 측정 센서(270)는 검지 센싱부(220)와 중지 센싱부(230) 사이에 형성되어 검지 및 중지의 내전 및 외전을 측정할 수 있다. The second abduction /
이 외에도 제3 내/외전 측정 센서(미도시)와 제4 내/외전 측정 센서(미도시)가 더 형성될 수 있다. In addition, a third internal / abduction measurement sensor (not shown) and a fourth internal / abduction measurement sensor (not shown) may be further formed.
여기서, 제1 엄지부 센서(211), 제2 엄지부 센서(212), 제3 엄지부 센서(213), 제1 검지부 센서(221), 제2 검지부 센서(222), 제1 중지부 센서(231), 제2 중지부 센서(232), 제1 내/외전 측정 센서(260), 제2 내/외전 측정 센서(270) 각각은 도 1의 소프트 센서(100)의 센서부(120)일 수 있다. 또한, 각각의 센서들(211, 212, 213, 221, 222, 231, 232, 260, 270)에서 연장형성되는 전선부(290) 각각은 도 1의 소프트 센서(100)의 전선부(140)일 수 있다.Here, the
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 착용형 장치(200)는, CAD를 이용하여 길이 및 형상이 다른 여러 손가락들의 각 관절에 각각 대응되는 복수의 채널 패턴들을 하나의 손 착용형 장치에 일체로 설계될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 CAD를 이용하여 채널 패턴들을 설계하기 때문에, 복수의 채널 패턴들을 한 번에 설계하는 것이 용이하다.Here, the hand
이와 같이 복수의 센서부(120)를 3D 프린팅 등을 이용해 한 번에 형성할 수 있으므로, 대면적 크기의 센서 제작이 용이하다. 또한, 복수의 채널 패턴들을 형성하기 위한 몰드가 필요하지 않으므로, 제조가 간편하고 비용이 절감될 수 있다.As described above, since the plurality of
한편, 도면에는 엄지, 검지, 중지의 세 개의 손가락에 착용되는 손 착용형 장치 및 이에 배치되는 소프트 센서들이 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 즉, 5개 손가락 전체, 또는 그 중 일부의 손가락에 해당하는 소프트 센서들이 손 착용형 장치에 배치될 수 있으며, 또는 각 손가락에서도 일부의 소프트 센서들이 추가 또는 생략될 수도 있다. On the other hand, the hand wearable device worn on the three fingers of the thumb, index finger, middle finger and soft sensors disposed therein are shown, but the spirit of the present invention is not limited thereto. That is, soft sensors corresponding to all five fingers or some of the fingers may be disposed in the hand wearable device, or some soft sensors may be added or omitted in each finger.
본 발명에 따른 소프트 센서는 크기에 제약을 받지 않으며 센서의 두께가 매우 얇고 신축성을 가지기 때문에, 다양한 개수와 형상의 센서부(120)를 형성하는 것이 가능하게 되어, 다양한 크기를 가지고 복잡한 움직임을 가지는 어깨, 발목, 손목, 손가락 등 관절에도 적용이 용이하다.Since the soft sensor according to the present invention is not limited in size and has a very thin thickness and elasticity, it is possible to form the
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 손 착용형 장치(200)는 칩(chip)을 더 포함할 수 있다. 칩은 신축성 시트(110)의 내부에서 손목에 대응하는 위치에 삽입될 수 있다. 이와 같은 칩은 인서트 프린트 방식에 의해 삽입될 수 있다. 이와 같은 칩은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 모터 드라이버, 마이크로컨트롤 유닛, 무선통신유닛 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the hand
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 착용형 장치(200)는 각 손가락 마디 착용부와 수근(手根) 착용부를 더 포함하는 것을 일 특징으로 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Here, the hand
손 착용형 장치(200)의 조립 전 평면도인 도 3을 참조하면, 조립 전의 손 착용형 장치(200)의 수근 측에는 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)가 각각 형성되어 있다. 물론 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고, 이와 같은 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)가 결합하여 도 5 또는 도 7(f) 등에 도시된 바와 같은 수근 착용부(240)가 형성된다. 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 여기서 수근 착용부(240)는 사용자의 수근에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 3, which is a plan view before assembling the hand
여기서, 수근(手根)은 손바닥 끝부분을 의미하며 수근(手根) 착용부(240)는 손바닥 끝부분에 걸쳐서 착용될 수 있다. Here, the hand root (手 根) means the palm end, and the hand root (手 根) wearing
한편, 도면에는 수근 착용부(240)가, 실리콘으로 형성된 두 개의 수근 고리 형성부가 본딩되어 닫혀진 구조로 형성된 형태로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 실제로는 버클 또는 손목시계 착용부와 같이 다양한 형태로 개폐 가능하게 만들어져서, 보다 용이한 착탈이 가능해질 수도 있다. On the other hand, in the figure is shown in the form of the
조립 전의 손 착용형 장치(200)의 엄지 센싱부(210)의 일 측에는 엄지 고리 형성부(217)가 형성되어 있다. 또한 엄지 센싱부(210)의 원위부에는 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있는 홀 형태의 제1 엄지 착용부(215)가 더 형성될 수 있다. 제1 엄지 착용부(215)는 신축성 시트(도 1의 110)의 일부가 제거되어 형성될 수 있다. 엄지 고리 형성부(217)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. The thumb
그리고, 이와 같은 엄지 고리 형성부(217)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 엄지 착용부(216)가 형성된다. 엄지 고리 형성부(217)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 엄지 착용부(216)는 사용자의 엄지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 엄지 착용부(216)는 엄지 센싱부(210)의 근위부, 즉 엄지 센싱부(210)에서 손목 측에 형성되는 것이다. And, such a thumb
조립 전의 손 착용형 장치(200)의 검지 센싱부(220)의 일 측에는 검지 고리 형성부(227)가 형성되어 있다. 또한 검지 센싱부(220)의 원위부에는 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있는 홀 형태의 제1 검지 착용부(225)가 더 형성될 수 있다. 제1 검지 착용부(225)는 신축성 시트(도 1의 110)의 일부가 제거되어 형성될 수 있다. 검지 고리 형성부(227)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. The detection
그리고, 이와 같은 검지 고리 형성부(227)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 검지 착용부(226)가 형성된다. 검지 고리 형성부(227)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 검지 착용부(226)는 사용자의 검지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 검지 착용부(226)는 검지 센싱부(220)의 근위부, 즉 검지 센싱부(220)에서 손목 측에 형성되는 것이다. The index
한편, 도 3 등에는 제1 검지 착용부(225)가 검지의 끝마디뼈(말절골, Distal Phalanx)에 끼워지도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 도 6에 도시된 바와 같이. 검지의 중간마디뼈(중절골, Middle Phalanx)에 끼워지도록 형성될 수도 있다. On the other hand, Figure 3, etc., but the first
조립 전의 손 착용형 장치(200)의 중지 센싱부(230)의 일 측에는 중지 고리 형성부(237)가 형성되어 있다. 또한 중지 센싱부(230)의 원위부에는 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있는 홀 형태의 제1 중지 착용부(235)가 더 형성될 수 있다. 제1 중지 착용부(215)는 신축성 시트(도 1의 110)의 일부가 제거되어 형성될 수 있다. 중지 고리 형성부(237)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. A stop
그리고, 이와 같은 중지 고리 형성부(237)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 중지 착용부(236)가 형성된다. 중지 고리 형성부(237)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 중지 착용부(236)는 사용자의 중지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 중지 착용부(236)는 중지 센싱부(230)의 근위부, 즉 중지 센싱부(230)에서 손목 측에 형성되는 것이다. Then, the stop
한편, 도 3 등에는 제1 중지 착용부(235)가 중지의 끝마디뼈(말절골, Distal Phalanx)에 끼워지도록 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 도 6에 도시된 바와 같이. 중지의 중간마디뼈(중절골, Middle Phalanx)에 끼워지도록 형성될 수도 있다. 여기서, 각 착용부는 신축성 시트(110)와 별도로 제작된 후 부착될 수도 있고, 또는 신축성 시트(110)와 일체로 형성될 수도 있다. Meanwhile, although the first
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 손 착용형 장치(200)는 전극 기판(미도시) 및 연결 전극(미도시)을 더 포함할 수도 있으며, 이를 이용하여 소프트 센서와 외부의 전자 기기를 용이하게 연결시킬 수도 있다. Although not shown in the drawing, the hand
이와 같은 본 발명에 의해서 손 착용형 장치(200)의 착용이 매우 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 상세히, 손 착용형 장치(200)가 착용 및 탈거가 편한 링/고리 구조로 형성됨으로써, 착용/제거 소요시간이 짧아지며, 사용자 편의성이 향상되고, 특히 부드러운 소재로 마디 착용부 및 끝 착용부를 형성했기 때문에 사용자의 움직임 범위 제한이 없어지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 사용자 혼자 착용/제거가 가능해지는 장점이 있으며, 착용 후 추가적인 위치 조정이 최소화 된다는 장점을 가진다. 나아가, 소프트 센서의 위치가 견고하게 유지되며, 제작 공정이 매우 단순해지는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention as described above, the
또한, 별도의 링 없이 장갑 모양의 소프트 센서 시트 전체에 실리콘을 도포하고 장갑 위에 면 전체를 접착할 경우, 센서가 견고하게 붙어있을 수는 있으나, 3차원 센서(특히 260, 270과 같이 손가락 사이를 가로지르는 센서)의 경우 측면으로 발생하는 힘을 장갑 구조가 버틸 수 없어 장갑이 딸려오는 문제가 발생하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명과 같이 실리콘으로 링을 견고하게 만들어주게 되면, 측면으로 발생하는 힘을 장갑 구조가 버틸 수 있게 되어, 장갑이 딸려오는 현상이 발생하지 않는 효과를 얻을 수 있다. In addition, if silicone is applied to the entire glove-shaped soft sensor sheet without a separate ring and the entire surface is adhered to the glove, the sensor may be firmly attached, but the three-dimensional sensor (especially 260 and 270, In case of traversing sensor), the glove structure could not stand the force generated by the side, so the glove came with a problem. In order to solve such a problem, if the ring is made of silicon as in the present invention, the glove structure can withstand the force generated on the side, and the effect that the glove does not occur can be obtained. .
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 손 착용형 장치를 나타내는 평면도이다. 6 is a plan view showing a hand wearable device according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 손 착용형 장치(400)는 소프트 센서(300)를 형성하는 신축성 시트(310)가 바로 사용자의 피부와 접촉하는 것이 아니라, 장갑(401)에 소프트 센서(300)가 끼워진 형태로 손 착용형 장치(400)를 구성하는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 6, the hand-
즉, 제2 엄지 착용부(416)가 형성된 엄지 센싱부(410), 제2 검지 착용부(426)가 형성된 검지 센싱부(420), 제2 중지 착용부(436)가 형성된 중지 센싱부(430), 및 수근 착용부(440)를 포함하는 소프트 센서(300)를 장갑(401)에 끼우고, 실리콘 또는 본드 등에 의해 소프트 센서(300)와 장갑(401)을 서로 고정시키는 것이다. That is, the
상세히, 도 4 등에 도시된 손 착용형 장치(200)의 각 손가락 착용부를 직접 착용하는 경우, 사용자의 숙련도가 필요하다. 또한, 착용을 위해 소프트 센서를 잡아 늘리는 경우가 많기 때문에 약한 부분이 쉽게 찢어질 수도 있다. 더욱이 장시간 손 착용형 장치(200)를 사용시 실리콘과 피부가 접촉하는 면에 땀이 날 수도 있어, 위생상의 문제가 있었다. In detail, when directly wearing each finger wearing portion of the hand
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 손 착용형 장치(400)는 각 착용부(416, 426, 436, 440)가 형성된 소프트 센서(300)를 장갑(401)에 부착한 형태로 손 착용형 장치(400)를 구현함으로써, 손 착용형 장치(400) 착용시 센서가 자동으로 착용되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 장갑 모양으로 소프트 센서 위치가 잡히기 때문에, 소프트 센서의 위치 조정을 최소화할 수 있으며, 나아가 착용에 요구되는 숙련도를 최소화하는 효과를 얻을 수 있다. In order to solve such a problem, the hand-
도 7은 도 1의 소프트 센서를 구비하는 손 착용형 장치의 제작 방법을 나타내는 도면이다. FIG. 7 is a view illustrating a manufacturing method of a hand wearable device having the soft sensor of FIG. 1.
도 7(a)를 참조하면, 베이스 기재(101) 위에 제1 신축성 소재를 도포한다. 제1 신축성 소재를 도포한 후, 소정의 시간이 경과하면 제1 신축성 소재가 굳어져서 제1 신축성 층(111)이 형성된다. 여기서, 도 7(a)에서는 제1 신축성 층(111)의 단면이 사각형 형상으로 이루어진 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 다양한 크기와 형상으로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7A, a first stretchable material is coated on the
여기서, 베이스 기재(101)로는 웨이퍼를 사용할 수 있다.Here, a wafer can be used as the
제1 신축성 층(111)은 두께가 매우 얇고 신축성이 좋기 때문에, 다양한 형상 및 크기로 제작이 가능하고, 원하는 형상에 맞게 잘라서 사용이 가능하다.Since the first
다음으로, 도 7(b)를 참조하면, 제1 신축성 층(111) 위에 노즐(103)을 이용하여 전도성 액체 금속을 프린팅한다.Next, referring to FIG. 7B, the conductive liquid metal is printed on the first
노즐(103)에는 전도성 액체 금속인 EGaIn이 수용될 수 있다. 노즐(103)은 CNC 설비에 결합되고, 3축 방향으로 이동가능하도록 제어될 수 있다. CNC 설비는, 3D 프린터기일 수 있으며, 나아가 3축 제어기, 주사 제어기, 현미경 등을 포함할 수 있다.The
노즐(103)은 3축 제어기의 제어에 의해 미리 설정된 경로로 이동하면서 전도성 액체 금속을 프린팅할 수 있다. 3축 방향의 경로는 채널 패턴에 따라 각각 설정될 수 있다. The
여기서, 채널 패턴은, 사용자가 CAD를 이용하여 원하는 마이크로 채널의 패턴으로 설계할 수 있다. 채널 패턴을 CAD를 이용하여 설계하기 때문에, 다양한 형상, 크기 및 개수로 설계가 용이하고, 수정도 용이하다. 채널 패턴의 형상, 크기 및 개수는 소프트 센서의 용도, 크기 등에 따라 설정될 수 있다.Here, the channel pattern can be designed in a pattern of the microchannel desired by the user using CAD. Since the channel pattern is designed using CAD, it is easy to design with various shapes, sizes and numbers, and is easy to modify. The shape, size, and number of channel patterns may be set according to the purpose, size, etc. of the soft sensor.
채널 패턴을 설계한 후, CAM을 이용하여 G코드를 생성하고, 시뮬레이터를 이용하여 G코드를 수정한 후, 3축 제어기에 전달될 수 있다. 따라서, 채널 패턴은 CAD/CAM을 이용하여 설계 및 수정이 용이한 이점이 있다. 또한, 채널 패턴을 형성하기 위한 별도의 몰드를 제작할 필요가 없는 이점이 있다.After the channel pattern is designed, the G code is generated using the CAM, the G code is modified using the simulator, and then transferred to the 3-axis controller. Therefore, the channel pattern has an advantage of easy design and modification using CAD / CAM. In addition, there is an advantage that there is no need to manufacture a separate mold for forming the channel pattern.
노즐(103)로 전도성 액체 금속을 프린팅 시, 공정 변수의 조절을 통해 센서부(120)의 형상, 크기 및 특성을 조절할 수 있다. 여기서 공정 변수는, 노즐(103)의 내경, 노즐(103)의 주사 압력, 노즐(103)과 제1 신축성 층(111) 사이의 거리, 노즐(103)의 이송 속도를 포함할 수 있다. 이러한 공정 변수들을 적절히 조합하여, 원하는 센서부의 형상, 크기 및 소프트 센서의 특성을 조절할 수 있다. 상기 공정 변수들은, 사용자가 직접 설정하거나, 미리 설정된 프로그램에 의해 최적의 조건으로 설정되는 것도 가능하다.When printing the conductive liquid metal with the
노즐(103)의 내경이 작을수록 센서부(120)의 단면의 폭과 높이가 작아질 수 있다. 그리고 센서부(120)의 단면의 폭과 높이에 따라 소프트 센서의 성능이 변화될 수 있다. 폭과 높이가 작을수록 소프트 센서의 민감도는 증가한다. As the inner diameter of the
한편, 노즐(103)은 CNC 설비에 착탈가능하도록 결합되어, 교체 가능할 수 있다. 또한, 상기 노즐(103)의 바늘만 교체하는 것도 물론 가능하다.On the other hand, the
노즐(103)에서 상기 전도성 액체 금속을 주사하는 압력이 높을수록 센서부(120)의 단면의 폭과 높이가 커진다. 노즐(103)의 압력은 노즐 제어기에 의해 제어된다.As the pressure for injecting the conductive liquid metal in the
노즐(103)과 제1 신축성 층(111) 사이의 거리가 가까울수록 노즐(103)의 바늘의 단부에 맺힌 전도성 액체 금속의 방울(droplet)이 제1 신축성 층(111)에 접하는 면적이 달라진다. 즉, 노즐(103)과 제1 신축성 층(111) 사이의 거리가 가까울수록 상기 방울 크기가 커지므로, 센서부(120)의 단면의 폭이 커진다. 노즐(103)과 제1 신축성 층(111) 사이의 거리는 3축 제어기가 노즐(103)의 높이를 조절하여 제어할 수 있다. As the distance between the
노즐(103)의 이송 속도가 빠를수록 센서부(120)의 단면의 높이가 작아진다. 노즐(103)의 이송 속도는 3축 제어기에 의해 제어된다.The faster the feed rate of the
이와 같이 제1 신축성 층(111) 위에 노즐(103)을 이용하여 전도성 액체 금속을 프린팅하여 도 7(c)에 도시된 바와 같이 센서부(120) 및 전선부(140)를 형성한다. As such, the conductive liquid metal is printed on the first
다음으로, 도 7(d)를 참조하면, 센서부(120), 전선부(140) 등이 형성된 제1 신축성 층(111) 위에 제2 신축성 소재를 도포하여 제2 신축성 층(112)을 형성한다. 그리고 제2 신축성 층(112)이 굳으면, 레이저 커팅, 재단기, 칼금형 등의 방법을 이용해 손이나 장갑 형상 등 사용자가 원하는 형상으로 재단할 수 있다. Next, referring to FIG. 7 (d), the second
다음으로, 베이스 기재(101)로부터 이를 떼어내어, 도 7(e)에 도시된 소프트 센서 및 이를 구비하는 손 착용형 장치의 전개도를 완성할 수 있다.Next, it can be removed from the
도 7(e)를 참조하면, 조립 전의 손 착용형 장치(200)의 수근 측에는 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)가 각각 형성되어 있다. 물론 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 7E, the first carpal
또한, 조립 전의 손 착용형 장치(200)의 엄지 센싱부(210)의 일 측에는 엄지 고리 형성부(217)가 형성되어 있다. 또한 엄지 센싱부(210)의 원위부에는 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 엄지 착용부(215)가 더 형성될 수 있다. 엄지 고리 형성부(217)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. In addition, a thumb
또한, 조립 전의 손 착용형 장치(200)의 검지 센싱부(220)의 일 측에는 검지 고리 형성부(227)가 형성되어 있다. 또한 검지 센싱부(220)의 원위부에는 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 검지 착용부(225)가 더 형성될 수 있다. 검지 고리 형성부(227)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. In addition, the detection
또한, 조립 전의 손 착용형 장치(200)의 중지 센싱부(230)의 일 측에는 중지 고리 형성부(237)가 형성되어 있다. 또한 중지 센싱부(230)의 원위부에는 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 중지 착용부(235)가 더 형성될 수 있다. 중지 고리 형성부(237)도 손 착용형 장치(200)의 다른 부분과 마찬가지로 신축성 시트(도 1의 110)의 일부로 형성되어, 소정의 탄성을 가지도록 형성될 수 있다. In addition, a stop
여기서, 각 착용부는 신축성 시트(110)와 별도로 제작된 후 부착될 수도 있고, 또는 신축성 시트(110)와 일체로 형성될 수도 있다. Here, each wearing part may be manufactured separately from the
다음으로, 도 7(f)를 참조하면, 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)가 결합하여 수근 착용부(240)가 형성된다. 제1 수근 고리 형성부(241)와 제2 수근 고리 형성부(242)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 여기서 수근 착용부(240)는 사용자의 수근에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. Next, referring to FIG. 7 (f), the first carpal
한편, 도면에는 수근 착용부(240)가, 실리콘으로 형성된 두 개의 수근 고리 형성부가 본딩되어 닫혀진 구조로 형성된 형태로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 실제로는 버클 또는 손목시계 착용부와 같이 다양한 형태로 개폐 가능하게 만들어져서, 보다 용이한 착탈이 가능해질 수도 있다. On the other hand, in the figure is shown in the form of the
한편, 검지 고리 형성부(도 7(e)의 227 참조)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 검지 착용부(226)가 형성된다. 검지 고리 형성부(도 7(e)의 227 참조)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 검지 착용부(226)는 사용자의 검지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. On the other hand, the index ring forming portion (see 227 of FIG. 7 (e)) forms a kind of ring, and one end thereof is coupled to the main body of the hand
한편, 중지 고리 형성부(도 7(e)의 237 참조)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 중지 착용부(236)가 형성된다. 중지 고리 형성부(도 7(e)의 237 참조)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 중지 착용부(236)는 사용자의 중지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. On the other hand, the stop ring forming portion (see 237 in FIG. 7 (e)) forms a kind of ring, and one end thereof is coupled to the main body of the hand
다음으로, 도 7(g)를 참조하면, 엄지 고리 형성부(도 7(e)의 217 참조)가 일종의 고리를 형성하고, 그 일 단부가 손 착용형 장치(200)의 본체에 결합됨으로써, 제2 엄지 착용부(216)가 형성된다. 엄지 고리 형성부(도 7(e)의 237 참조)는 실리콘 또는 본드 등에 의해 손 착용형 장치(200)의 본체에 고정될 수 있다. 여기서 제2 엄지 착용부(216)는 사용자의 엄지 손가락에 끼워졌다가 탈거될 수 있도록 형성될 수 있다. Next, referring to FIG. 7G, the thumb ring forming portion (see 217 in FIG. 7E) forms a kind of ring, and one end thereof is coupled to the main body of the hand
한편, 도면에는 수근 착용부(240), 제2 검지 착용부(226), 제2 중지 착용부(236), 제2 엄지 착용부(216)의 순서로 형성되는 것으로 도시되어 있으나 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 수근 착용부(240), 제2 검지 착용부(226), 제2 중지 착용부(236), 제2 엄지 착용부(216)는 제작 편의에 따라 다양한 순서로 형성될 수 있다. On the other hand, it is shown in the figure is formed in the order of the carpal wearing
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 손 착용형 장치(200)는 전극 기판(미도시) 및 연결 전극(미도시)을 더 포함할 수도 있으며, 이를 이용하여 소프트 센서와 외부의 전자 기기를 용이하게 연결시킬 수도 있다. Although not shown in the drawing, the hand
한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 도 7의 제작 방법을 이용하여 도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 손 착용형 장치를 제조하는 것도 가능하다 할 것이다. 즉, 도 7의 제작 방법을 이용하여 사용자의 손가락 중 적어도 일부의 움직임을 검출하는 소프트 센서를 형성하고, 사용자의 손가락 중 적어도 일부가 끼워질 수 있도록 형성된 장갑을 구비한 후, 장갑의 적어도 일부와 소프트 센서를 결합함으로써, 도 6에 도시된 손 착용형 장치를 제조할 수도 있다. On the other hand, although not shown in the drawing, it will be possible to manufacture a hand wearable device according to another embodiment of the present invention shown in Figure 6 using the manufacturing method of Figure 7. That is, by forming a soft sensor for detecting the movement of at least a portion of the user's fingers using the manufacturing method of Figure 7, and provided with a glove formed so that at least a portion of the user's fingers can be fitted, at least a portion of the glove By incorporating the soft sensor, the hand wearable device shown in FIG. 6 may be manufactured.
이와 같은 본 발명에 의해서 손 착용형 장치(200)의 착용이 매우 용이해지는 효과를 얻을 수 있다. 상세히, 손 착용형 장치(200)가 착용 및 탈거가 편한 링/고리 구조로 형성됨으로써, 착용/제거 소요시간이 짧아지며, 사용자 편의성이 향상되고, 특히 부드러운 소재로 마디 착용부 및 끝 착용부를 형성했기 때문에 사용자의 움직임 범위 제한이 없어지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 사용자 혼자 착용/제거가 가능해지는 장점이 있으며, 착용 후 추가적인 위치 조정이 최소화 된다는 장점을 가진다. 나아가, 소프트 센서의 위치가 견고하게 유지되며, 제작 공정이 매우 단순해지는 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention as described above, the
또한, 별도의 링 없이 장갑 모양의 소프트 센서 시트 전체에 실리콘을 도포하고 장갑 위에 면 전체를 접착할 경우, 센서가 견고하게 붙어있을 수는 있으나, 3차원 센서(특히 260, 270과 같이 손가락 사이를 가로지르는 센서)의 경우 측면으로 발생하는 힘을 장갑 구조가 버틸 수 없어 장갑이 딸려오는 문제가 발생하였다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명과 같이 실리콘으로 링을 견고하게 만들어주게 되면, 측면으로 발생하는 힘을 장갑 구조가 버틸 수 있게 되어, 장갑이 딸려오는 현상이 발생하지 않는 효과를 얻을 수 있다. In addition, if silicone is applied to the entire glove-shaped soft sensor sheet without a separate ring and the entire surface is adhered to the glove, the sensor may be firmly attached, but the three-dimensional sensor (especially 260 and 270, In case of traversing sensor), the glove structure could not stand the force generated by the side, so the glove came with a problem. In order to solve such a problem, if the ring is made of silicon as in the present invention, the glove structure can withstand the force generated on the side, and the effect that the glove does not occur can be obtained. .
한편, 이와 같은 방법으로 제작된 소프트 센서는, 제1 신축성 층(111)과 제2 신축성 층(112) 사이에서 센서부(120)가 액체 상태를 유지하기 때문에 센서부(120)의 신축성이 유지될 수 있다. 또한, 소프트 센서는 몰드를 이용하여 제작하는 경우에 비해 두께를 얇게 제작할 수 있으며, CAD/CAM을 이용하여 채널 패턴을 용이하게 설계하고 변경할 수 있다.On the other hand, the soft sensor manufactured by the above method maintains the elasticity of the
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Particular implementations described in the present invention are embodiments and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important" may not be a necessary component for the application of the present invention.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the specification (particularly in the claims) of the present invention, the use of the term “above” and the similar indicating term may be used in the singular and the plural. In addition, in the present invention, when the range is described, it includes the invention to which the individual values belonging to the range are applied (if not stated to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as Finally, if there is no explicit order or contrary to the steps constituting the method according to the invention, the steps may be performed in a suitable order. The present invention is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the examples or exemplary terms unless defined by the claims. It is not. In addition, one of ordinary skill in the art appreciates that various modifications, combinations and changes can be made depending on design conditions and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, such a computer program may be recorded on a computer readable medium. In this case, the medium may be to continuously store a program executable by the computer, or to store for execution or download. In addition, the medium may be a variety of recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, not limited to a medium directly connected to any computer system, it may be distributed on the network. Examples of the medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, And ROM, RAM, flash memory, and the like, configured to store program instructions. In addition, examples of another medium may include a recording medium or a storage medium managed by an app store that distributes an application, a site that supplies or distributes various software, a server, or the like.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, it is provided only to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. Those skilled in the art may make various modifications and changes from this description.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is defined not only in the claims below, but also in the ranges equivalent to or equivalent to the claims. Will belong to.
100: 소프트 센서
110: 신축성 시트
120: 센서부
140: 전선부100: soft sensor
110: elastic sheet
120: sensor
140: electric wire part
Claims (14)
상기 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층 사이에 소정의 전도성 액체 금속이 프린팅되어 형성되는 하나 이상의 센서부;
상기 센서부로부터 연장되어 형성되며 상기 센서부와 전기적으로 연결되는 하나 이상의 전선부;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 수근(手根)이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 수근 착용부;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 엄지 착용부;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 검지 착용부;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 중지 착용부;를 포함하는 손 착용형 장치. An elastic sheet comprising a first elastic layer and a second elastic layer facing each other;
At least one sensor unit formed by printing a conductive liquid metal between the first stretchable layer and the second stretchable layer;
At least one wire portion extending from the sensor portion and electrically connected to the sensor portion;
A carpal wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's carpal can be fitted;
A second thumb wearing part extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's thumb can be fitted;
A second index wear part extending from the stretchable sheet and formed in a predetermined ring shape so that a user's index finger may be inserted into the index finger;
And a second stop wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so that the user's middle finger can be inserted therein.
상기 장갑의 적어도 일부와 결합하는 소프트 센서;를 포함하고,
상기 소프트 센서는,
서로 마주보는 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층을 포함하는 신축성 시트와,
상기 제1 신축성 층 및 제2 신축성 층 사이에 소정의 전도성 액체 금속이 프린팅되어 형성되는 하나 이상의 센서부와,
상기 센서부로부터 연장되어 형성되며 상기 센서부와 전기적으로 연결되는 하나 이상의 전선부와,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 수근부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 수근 착용부와,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 엄지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 엄지 착용부와,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 검지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 검지 착용부와,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성되며 상기 장갑의 중지 손가락 부분에 끼워질 수 있도록 소정의 고리 형상으로 형성되는 제2 중지 착용부를 포함하는 손 착용형 장치. A glove formed to allow at least a portion of a user's finger to be fitted; And
A soft sensor coupled to at least a portion of the glove;
The soft sensor,
An elastic sheet comprising a first elastic layer and a second elastic layer facing each other;
At least one sensor unit formed by printing a conductive liquid metal between the first stretchable layer and the second stretchable layer;
At least one wire part extending from the sensor part and electrically connected to the sensor part;
A carpal wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so as to fit in the carpal portion of the glove;
A second thumb wearing portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so as to be fitted into the thumb portion of the glove;
A second index wear portion extending from the elastic sheet and formed in a predetermined ring shape so as to be fitted to the index finger portion of the glove;
And a second stop wear portion extending from the elastic sheet and formed into a predetermined ring shape to be fitted to the stop finger portion of the glove.
상기 손 착용형 장치에는,
사용자의 엄지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 엄지 센싱부;
사용자의 검지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 검지 센싱부;
사용자의 중지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 중지 센싱부;가 형성되며,
상기 제2 엄지 착용부는 상기 엄지 센싱부의 근위부에 형성되고,
상기 제2 검지 착용부는 상기 검지 센싱부의 근위부에 형성되고,
상기 제2 중지 착용부는 상기 중지 센싱부의 근위부에 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치. The method according to claim 1 or 2,
The hand wearable device,
A thumb sensing unit which is formed to cover at least a portion of a user's thumb and includes at least one soft sensor;
An index sensing unit formed to cover at least a portion of a user's index finger and including one or more soft sensors;
It is formed to cover at least a portion of the user's middle finger, and a stop sensing unit having one or more soft sensors;
The second thumb wearing portion is formed in the proximal portion of the thumb sensing portion,
The second index wearing portion is formed in the proximal portion of the index sensing unit,
The second stop wearing part is a hand wearable device, characterized in that formed in the proximal portion of the stop sensing.
상기 엄지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 엄지 착용부가 형성되고,
상기 검지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 검지 착용부가 형성되고,
상기 중지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 중지 착용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치. The method of claim 3, wherein
A first thumb wearing part may be formed in one region spaced apart from the proximal portion of the thumb sensing unit, to which a user's thumb can be fitted.
A first index wear portion may be formed in one region spaced apart from the proximal portion of the index sensing unit to insert an index finger of a user.
The first wearable device, characterized in that the first stop wearing portion that can be inserted into the user's middle finger is formed in the area spaced from the proximal portion of the middle of the stop sensing unit.
상기 신축성 시트의 적어도 일부, 상기 각각의 센서부 및 상기 각각의 전선부는 각각 소프트 센서를 형성하며,
상기 신축성 시트는 손 모양의 적어도 일부와 대응되는 형상으로 형성되며,
상기 각각의 소프트 센서는 손의 관절들 중 적어도 일부와 대응되는 위치에 형성되는 손 착용형 장치.The method according to claim 1 or 2,
At least a portion of each of the stretchable sheets, each sensor portion and each wire portion respectively form a soft sensor,
The elastic sheet is formed in a shape corresponding to at least a portion of the hand shape,
Wherein each soft sensor is formed at a position corresponding to at least some of the joints of the hand.
상기 수근 착용부는,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 제1 수근 고리 형성부와 제2 수근 고리 형성부를 고리 형태로 결합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치. The method according to claim 1 or 2,
The carpal wearing portion,
Hand-held device, characterized in that formed by coupling the first carpal ring forming portion and the second carpal ring forming portion extending from the elastic sheet in the form of a ring.
상기 제2 엄지 착용부는,
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 엄지 고리 형성부가 소정의 고리 형상을 이루면서 상기 손 착용형 장치의 본체에 결합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치. The method according to claim 1 or 2,
The second thumb wearing portion,
And a thumb ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a predetermined ring shape and is coupled to the body of the hand wearable device.
상기 제1 신축성 층 상에 소정의 전도성 액체 금속을 기 설정된 패턴으로 프린팅하여 하나 이상의 센서부 및 전선부를 형성하는 단계;
상기 전도성 액체 금속이 프린팅 된 상기 제1 신축성 층 상에 제2 신축성 층을 형성하여, 상기 제1 신축성 층과 제2 신축성 층이 결합된 신축성 시트를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트에서 상기 센서부들이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분들을 착용부위에 맞는 형상으로 자르는 단계;
상기 신축성 시트에서 연장 형성된 제1 수근 고리 형성부와 제2 수근 고리 형성부를 고리 형태로 결합하여 수근 착용부를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 엄지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 엄지 착용부를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 검지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 검지 착용부를 형성하는 단계; 및
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 중지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 중지 착용부를 형성하는 단계;를 포함하는 손 착용형 장치의 제조 방법.Forming a first stretchable layer on the base substrate;
Printing at least one sensor part and a wire part by printing a predetermined conductive liquid metal on the first stretchable layer in a predetermined pattern;
Forming a second stretchable layer on the first stretchable layer printed with the conductive liquid metal to form a stretchable sheet in which the first stretchable layer and the second stretchable layer are combined;
Cutting the remaining portions of the elastic sheet except for the portion in which the sensor portions are formed into a shape suitable to a worn portion;
Combining the first carpal ring forming portion and the second carpal ring forming portion formed in the elastic sheet in a ring shape to form a carpal wearing portion;
Forming a second thumb wearing portion by engaging a thumb ring forming portion extending from the elastic sheet to a main body of the elastic sheet to form a predetermined ring shape;
Detecting a ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a second detecting wear portion by engaging the body of the stretchable sheet to form a predetermined ring shape; And
And a stop ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a second stop wearing portion by engaging the main body of the stretchable sheet so as to form a predetermined ring shape.
사용자의 손가락 중 적어도 일부가 끼워질 수 있도록 형성된 장갑을 구비하는 단계; 및
상기 장갑의 적어도 일부와 상기 소프트 센서를 결합하는 단계;를 포함하고,
상기 소프트 센서를 형성하는 단계는,
베이스 기재 상에 제1 신축성 층을 형성하는 단계;
상기 제1 신축성 층 상에 소정의 전도성 액체 금속을 기 설정된 패턴으로 프린팅하여 하나 이상의 센서부 및 전선부를 형성하는 단계;
상기 전도성 액체 금속이 프린팅 된 상기 제1 신축성 층 상에 제2 신축성 층을 형성하여, 상기 제1 신축성 층과 제2 신축성 층이 결합된 신축성 시트를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트에서 상기 센서부들이 형성된 부분을 제외한 나머지 부분들을 착용부위에 맞는 형상으로 자르는 단계;
상기 신축성 시트에서 연장 형성된 제1 수근 고리 형성부와 제2 수근 고리 형성부를 고리 형태로 결합하여 수근 착용부를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 엄지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 엄지 착용부를 형성하는 단계;
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 검지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 검지 착용부를 형성하는 단계; 및
상기 신축성 시트로부터 연장 형성된 중지 고리 형성부를, 소정의 고리 형상을 이루도록 상기 신축성 시트의 본체에 결합하여 제2 중지 착용부를 형성하는 단계;를 포함하는 손 착용형 장치의 제조 방법.Forming a soft sensor to detect movement of at least a portion of a user's finger;
Providing a glove formed to allow at least a portion of a user's finger to be fitted; And
Coupling the soft sensor with at least a portion of the glove;
Forming the soft sensor,
Forming a first stretchable layer on the base substrate;
Printing at least one sensor part and a wire part by printing a predetermined conductive liquid metal on the first stretchable layer in a predetermined pattern;
Forming a second stretchable layer on the first stretchable layer printed with the conductive liquid metal to form a stretchable sheet in which the first stretchable layer and the second stretchable layer are combined;
Cutting the remaining portions of the elastic sheet except for the portion in which the sensor portions are formed into a shape suitable to a worn portion;
Combining the first carpal ring forming portion and the second carpal ring forming portion formed in the elastic sheet in a ring shape to form a carpal wearing portion;
Forming a second thumb wearing portion by engaging a thumb ring forming portion extending from the elastic sheet to a main body of the elastic sheet to form a predetermined ring shape;
Detecting a ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a second detecting wear portion by engaging the body of the stretchable sheet to form a predetermined ring shape; And
And a stop ring forming portion extending from the stretchable sheet to form a second stop wearing portion by engaging the main body of the stretchable sheet so as to form a predetermined ring shape.
상기 손 착용형 장치에는,
사용자의 엄지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 엄지 센싱부;
사용자의 검지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 검지 센싱부;
사용자의 중지 손가락의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 하나 이상의 소프트 센서를 구비하는 중지 센싱부;가 형성되며,
상기 제2 엄지 착용부는 상기 엄지 센싱부의 근위부에 형성되고,
상기 제2 검지 착용부는 상기 검지 센싱부의 근위부에 형성되고,
상기 제2 중지 착용부는 상기 중지 센싱부의 근위부에 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치의 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
The hand wearable device,
A thumb sensing unit which is formed to cover at least a portion of a user's thumb and includes at least one soft sensor;
An index sensing unit formed to cover at least a portion of a user's index finger and including one or more soft sensors;
It is formed to cover at least a portion of the user's middle finger, and a stop sensing unit having one or more soft sensors;
The second thumb wearing portion is formed in the proximal portion of the thumb sensing portion,
The second index wearing portion is formed in the proximal portion of the index sensing unit,
And the second stop wearing portion is formed proximal to the stop sensing portion.
상기 엄지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 엄지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 엄지 착용부가 형성되고,
상기 검지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 검지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 검지 착용부가 형성되고,
상기 중지 센싱부의 상기 근위부와 이격된 일 영역에는 사용자의 중지 손가락이 끼워질 수 있는 제1 중지 착용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치의 제조 방법.The method of claim 10,
A first thumb wearing part to which a user's thumb can be inserted is formed in one region spaced apart from the proximal part of the thumb sensing unit.
A first index wear portion may be formed in one region spaced apart from the proximal portion of the index sensing unit to insert an index finger of a user.
And a first stop wearing part in which a stop finger of a user can be inserted in a region spaced apart from the proximal part of the stop sensing part.
상기 센서부를 형성하는 단계는,
3축 방향으로 이동 가능한 노즐에 의해 프린팅이 수행되는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치의 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
Forming the sensor unit,
A method of manufacturing a hand wearable device, characterized in that printing is performed by a nozzle movable in three axes.
상기 센서부는 복수 개가 형성될 수 있으며,
상기 복수 개의 센서부 각각과, 이에 접촉하는 신축성 시트가 결합하여 소프트 센서를 형성하는 것을 특징으로 하는 손 착용형 장치의 제조 방법.The method according to claim 8 or 9,
A plurality of sensor units may be formed,
And each of the plurality of sensor units and an elastic sheet in contact therewith to form a soft sensor.
상기 손 착용형 장치는 사용자의 손 모양의 적어도 일부와 대응되는 형상으로 형성되며,
상기 하나 이상의 소프트 센서는 손의 관절들 중 적어도 일부와 대응되는 위치에 형성되는 손 착용형 장치의 제조 방법.The method of claim 13,
The hand wearable device is formed in a shape corresponding to at least a portion of a user's hand shape.
The one or more soft sensors are formed at a position corresponding to at least some of the joints of the hand.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180050677A KR20190126956A (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Hand wearable device and manufacturing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180050677A KR20190126956A (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Hand wearable device and manufacturing method of the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190126956A true KR20190126956A (en) | 2019-11-13 |
Family
ID=68535106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180050677A KR20190126956A (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | Hand wearable device and manufacturing method of the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190126956A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160136894A (en) | 2015-05-21 | 2016-11-30 | 한국과학기술원 | Method of manufacturing strain sensors, strain sensors and wearable devices including the same |
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2018
- 2018-05-02 KR KR1020180050677A patent/KR20190126956A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160136894A (en) | 2015-05-21 | 2016-11-30 | 한국과학기술원 | Method of manufacturing strain sensors, strain sensors and wearable devices including the same |
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