KR101896590B1 - Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same - Google Patents

Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same Download PDF

Info

Publication number
KR101896590B1
KR101896590B1 KR1020170057377A KR20170057377A KR101896590B1 KR 101896590 B1 KR101896590 B1 KR 101896590B1 KR 1020170057377 A KR1020170057377 A KR 1020170057377A KR 20170057377 A KR20170057377 A KR 20170057377A KR 101896590 B1 KR101896590 B1 KR 101896590B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
joint
resistance
flexible
angle
carbon nanotube
Prior art date
Application number
KR1020170057377A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
지승현
황성재
Original Assignee
주식회사 엠셀
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠셀 filed Critical 주식회사 엠셀
Priority to KR1020170057377A priority Critical patent/KR101896590B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101896590B1 publication Critical patent/KR101896590B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/107Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof
    • A61B5/1071Measuring physical dimensions, e.g. size of the entire body or parts thereof measuring angles, e.g. using goniometers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00Controls for manipulators
    • B25J13/08Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/22Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a multi-joint angle. More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for measuring a multi-joint angle to measure a multi-joint angle with a single reading module. According to an embodiment of the present invention, the apparatus for measuring a multi-joint angle comprises: a plurality of flexible resistance members disposed on each joint of a multi-joint; a plurality of connection members connecting the plurality of flexible resistance members in series; and a reading module connected to the connection member. A resistance value of the flexible resistance member is changed by a length change according to an angle change of the joint, and the reading module can calculate an angle of the multi-joint by reading the resistance value of the plurality of flexible resistance members.

Description

다중 관절 각도 측정장치 및 측정방법{Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same}Technical Field [0001] The present invention relates to a multi-joint angle measuring apparatus and a multi-

본 발명은 다중 관절 각도 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 독출모듈로 다중 관절의 각도를 측정하는 다중 관절 각도 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-joint angle measuring apparatus and method, and more particularly, to a multi-joint angle measuring apparatus and method for measuring the angle of multi-joint with a single read module.

최근 들어, 로봇, 웨어러블 디바이스 등의 다양한 디바이스의 출현을 넘어서서 신체(특히, 손가락)의 동작에 의한 다양한 정보를 만들어 낼 수 있는 디바이스가 등장하고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, there have been emerged devices capable of generating various information by the motion of the body (particularly, a finger) beyond the appearance of various devices such as robots and wearable devices.

손가락의 경우, 엄지 손가락에는 관절이 2개, 다른 손가락들에는 각각 관절이 3개씩 존재하며, 각 관절의 각도(또는 굽힘 정도)를 측정하기 위해서는 센서가 각 손가락마다 관절의 수만큼(즉, 2~3개씩) 존재해야 하고, 센서를 읽을 수 있는 리더기(Reader)도 센서의 수만큼 존재해야 한다.In the case of a finger, there are two joints on the thumb and three joints on each of the other fingers. To measure the angle (or degree of bending) of each joint, the sensor measures the number of joints ~ 3), and the number of readers that can read the sensor must be equal to the number of sensors.

이는 디바이스의 크기 및 무게 증가, 불편함 증가, 소모전력 상승을 초래하며, 이에 따라 센서의 리더기(또는 읽음장치)를 최소로 줄이는 것이 필요하다.This results in increased size and weight of the device, increased inconvenience, and increased power consumption, thereby minimizing the reader (or reading device) of the sensor.

한국등록특허공보 제10-1571314호Korean Patent Registration No. 10-1571314

본 발명은 단일의 독출모듈로 다중 관절의 각 관절 각도를 동시에 측정하는 다중 관절 각도 측정장치 및 측정방법을 제공한다.The present invention provides a multiple joint angle measuring device and a measuring method for simultaneously measuring each joint angle of multiple joints with a single read module.

본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치는 다중 관절의 각 관절 상에 배치되는 복수의 가요성 저항부재; 상기 복수의 가요성 저항부재를 직렬로 연결하는 복수의 연결부재; 및 상기 연결부재에 연결되는 독출모듈;을 포함하고, 상기 가요성 저항부재는 관절의 각도 변화에 따른 길이 변화에 의해 저항값이 변화되며, 상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다.An apparatus for measuring multiple joint angles according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of flexible resistance members disposed on respective joints of multiple joints; A plurality of connecting members for connecting the plurality of flexible resistance members in series; And a reading module connected to the connection member, wherein the resistance value of the flexible resistance member is changed by a length change according to an angle change of the joint, and the reading module changes the resistance value of the plurality of flexible resistance members The angle of the multiple joints can be calculated.

상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 단일값으로 입력받을 수 있다.The readout module may receive a resistance value of the plurality of flexible resistance members as a single value.

상기 가요성 저항부재 각각은 초기 저항값이 상이할 수 있다.Each of the flexible resistance members may have different initial resistance values.

관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 상기 가요성 저항부재의 초기 저항값은 상기 복수의 가요성 저항부재 중에서 가장 클 수 있다.The initial resistance value of the flexible resistance member disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint may be the largest among the plurality of flexible resistance members.

상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 자릿수별로 구분하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다.The readout module may calculate the angle of the multiple joints by dividing resistance values of the plurality of flexible resistance members by digits.

상기 각 관절 상에 제공되는 신축성 섬유;를 더 포함하고, 상기 가요성 저항부재는 상기 신축성 섬유 상에 형성되는 탄소나노튜브층을 포함할 수 있다.The flexible resistive member may include a carbon nanotube layer formed on the elastic fibers. The flexible elastic member may include a carbon nanotube layer formed on the elastic fibers.

상기 가요성 저항부재는 상기 신축성 섬유의 길이 변화에 의해 상기 탄소나노튜브층의 저항값이 변화될 수 있다.The resistance value of the carbon nanotube layer may be changed by the change of the length of the flexible fiber.

상기 가요성 저항부재 각각은 상기 탄소나노튜브층의 두께가 상이할 수 있다.Each of the flexible resistance members may have a different thickness of the carbon nanotube layer.

상기 가요성 저항부재는 상기 신축성 섬유와 상기 탄소나노튜브층 사이에 개재되는 자가조립단층을 더 포함할 수 있다.The flexible resistance member may further include a self-assembled monolayer interposed between the stretchable fiber and the carbon nanotube layer.

상기 가요성 저항부재 상에 코팅되는 연성의 보호층;을 더 포함할 수 있다.And a soft protective layer coated on the flexible resistive member.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 관절 각도 측정방법은 다중 관절의 각도 변화에 따른 복수의 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지하는 과정; 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 한 번에 입력받는 과정; 및 입력받은 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring multiple joint angles, comprising the steps of sensing a change in length of a plurality of flexible resistance members according to an angle change of multiple joints; Receiving a resistance value of the plurality of flexible resistance members at one time; And calculating an angle of the multiple joint by reading the input resistance value.

상기 저항값을 입력받는 과정에서는 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 합한 저항값을 입력받을 수 있다.In the process of receiving the resistance value, a resistance value obtained by adding the resistance values of the plurality of flexible resistance members may be inputted.

상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정은, 상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 구분하는 과정; 및 상기 자릿수별로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 산출하는 과정을 포함할 수 있다.The step of calculating the angles of the multiple joints may include the steps of: dividing the input resistance value by digits; And calculating each joint angle of the multiple joints by the number of digits.

상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정에서는 미리 설정된 룩업 테이블에 상기 입력받은 저항값을 대조하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다.In the process of calculating the angle of the multiple joints, the angle of the multiple joints can be calculated by comparing the input resistance value with a preset lookup table.

본 발명의 실시 형태에 따른 다중 관절 각도 측정장치는 다중 관절의 각 관절 상에 배치되는 복수의 가요성 저항부재를 직렬로 연결하여 단일의 독출모듈로 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 읽어들임으로써, 단일의 독출모듈로 다중 관절의 각 관절 각도를 동시에 측정할 수 있다. 이에 따라 다중 관절 각도 측정장치의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있고, 다중 관절 각도 측정장치의 전력 소모량 등을 감소시킬 수 있다.The multiple joint angle measuring apparatus according to the embodiment of the present invention includes a plurality of flexible resistance members arranged on respective joints of multiple joints connected in series to read resistance values of a plurality of flexible resistance members with a single reading module As a single readout module, each joint angle of multiple joints can be measured simultaneously. Accordingly, it is possible to reduce the size and weight of the multi-joint angle measuring device, and to reduce the power consumption and the like of the multi-joint angle measuring device.

또한, 신축성 섬유 상에 탄소나노튜브(Carbon NanoTube; CNT)층을 형성하여 신축성 섬유의 변형에 따른 탄소나노튜브층의 저항 변화를 측정함으로써, 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지할 수 있고, 착용자의 신체 움직임에 따라 변화되는 신축성 섬유의 변형에 의한 저항 변화를 판독하여 다중 관절의 각도를 측정할 수 있다.Further, it is possible to detect a change in the length of the flexible resistance member by measuring the resistance change of the carbon nanotube layer according to the deformation of the stretchable fibers by forming a carbon nanotube (CNT) layer on the stretchable fiber, The angle of the multiple joints can be measured by reading the change in the resistance due to the deformation of the stretchable fiber which changes according to the body movement of the wearer.

그리고 신축성 섬유 상에 자가조립단층을 형성한 후에 자가조립단층 상에 탄소나노튜브층을 형성함으로써, 신축성 섬유와 탄소나노튜브층의 결합력이 향상될 수 있고, 다중 관절 각도 측정장치의 민감도 및 내구성이 향상될 수 있다. 그리고 탄소나노튜브층 상에 연성의 보호층을 코팅하여 탄소나노튜브층의 박리를 방지할 수 있다.By forming the carbon nanotube layer on the self-assembled monolayer after forming the self-assembled monolayer on the stretchable fiber, the binding force between the stretchable fiber and the carbon nanotube layer can be improved and the sensitivity and durability of the multi- Can be improved. A soft protective layer may be coated on the carbon nanotube layer to prevent peeling of the carbon nanotube layer.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치를 이용한 다중 관절의 각도 측정을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 관절 각도 측정방법을 나타낸 순서도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a multi-joint angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating angle measurement of multiple joints using a multi-joint angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a flowchart illustrating a method for measuring multiple joint angle according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. In the description, the same components are denoted by the same reference numerals, and the drawings are partially exaggerated in size to accurately describe the embodiments of the present invention, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치를 나타낸 개략도로, 도 1(a)는 손가락을 핀 상태이고, 도 1(b)는 손가락을 굽힌 상태이다.FIG. 1 is a schematic view of a multi-joint angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) shows a state in which a finger is in a pin state, and FIG. 1 (b) shows a state in which a finger is bent.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치(100)는 다중 관절(10)의 각 관절(11,12,13) 상에 배치되는 복수의 가요성 저항부재(111,112,113); 상기 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 직렬로 연결하는 복수의 연결부재(120); 및 상기 연결부재(120)에 연결되는 독출모듈(130);을 포함할 수 있다.1, an apparatus 100 for measuring multiple joint angles according to an embodiment of the present invention includes a plurality of flexible resistance members 111, 112, 113 arranged on respective joints 11, 12, ); A plurality of connecting members (120) connecting the plurality of flexible resistance members (111, 112, 113) in series; And a reading module 130 connected to the connection member 120. [

복수의 가요성 저항부재(111,112,113)는 다중 관절(10)의 각 관절(11,12,13) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 다중 관절(10)은 연속되어 함께 움직일 수 있는 관절을 의미하며, 손가락 관절, 다리 관절, 팔 관절을 포함할 수 있다. 이때, 손가락 관절은 엄지 손가락에 2개, 엄지 손가락을 제외한 나머지 손가락에 3개씩 있으며, 다리 관절은 고관절, 무릎관절, 발목관절이 있고, 팔 관절은 어깨관절, 팔꿉관절, 손목관절이 있다.The plurality of flexible resistance members 111, 112, 113 may be disposed on each joint 11, 12, 13 of the multiple joint 10. Here, the multiple joints 10 refer to joints that can be moved together in succession, and may include finger joints, leg joints, and arm joints. At this time, there are two fingers on the thumb and three on the fingers except for the thumb. The leg joints are the hip joint, the knee joint and the ankle joint, and the arm joints are the shoulder joint, the hoof joint and the wrist joint.

또한, 가요성 저항부재(110)는 관절(11,12,13)의 각도 변화에 따라 그 길이가 변화할 수 있고, 이러한 길이 변화에 의해 저항값이 변화될 수 있다. 각 손가락 등의 다중 관절(10)의 굽힘 정도를 측정할 때, 각 관절(11,12,13)의 각도 변화에 따라 관절(즉, 관절 부분의 피부)에 접촉된 가요성 저항부재(110)가 늘어나거나 줄어드는 것(즉, 상기 가요성 저항부재의 길이 변화)을 측정할 수 있으며, 이러한 경우에는 각 관절(11,12,13)의 가요성 저항부재가 늘어나거나 줄어든 길이와 관절 각도의 관계로 각 관절(11,12,13)의 각도를 측정할 수 있고, 다중 관절(10)의 굽힘 정도를 측정할 수 있다.Further, the length of the flexible resistance member 110 may change according to the angle change of the joints 11, 12, and 13, and the resistance value may be changed by such a length change. The flexible resisting member 110 which is in contact with the joint (i.e., the skin of the joint portion) in accordance with the change in angle of each joint 11, 12, 13 when measuring the degree of bending of the multiple joints 10, (In other words, the change in length of the flexible resistance member) can be measured. In this case, the relationship between the length of the flexible resistance member of each of the joints 11, 12, 13 and the reduced length and the joint angle The angles of the respective joints 11, 12, and 13 can be measured, and the degree of bending of the multiple joints 10 can be measured.

여기서, 가요성 저항부재(110)는 관절(11,12,13)의 각도 변화에 따른 길이 변화에 의해 저항값이 변화될 수 있으며, 가요성 저항부재(110)의 길이 변화는 가요성 저항부재(110)의 길이 변화에 따른 저항값의 변화를 통해 측정할 수 있다. 이때, 가요성 저항부재(110)의 저항값을 측정하여 가요성 저항부재(110)의 길이를 측정할 수 있고, 가요성 저항부재(110)의 길이와 관절 각도의 관계로 각 관절(11,12,13)의 각도를 측정할 수 있다. 즉, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독하여 다중 관절(10)의 각도를 측정(또는 산출)할 수 있다.Here, the resistance value of the flexible resistance member 110 may be changed by a change in length of the joints 11, 12, 13, and the change in length of the flexible resistance member 110, Can be measured through the change of the resistance value according to the change of the length of the electrode 110. At this time, the length of the flexible resistance member 110 can be measured by measuring the resistance value of the flexible resistance member 110, and the lengths of the joints 11, 12, 13) can be measured. That is, it is possible to measure (or calculate) the angle of the multiple joints 10 by reading the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113.

복수의 연결부재(120)는 복수의 가요성 저항부재(111,112,113) 간을 연결할 수 있으며, 가요성 저항부재(110)와 가요성 저항부재(110) 사이사이를 연결할 수 있다. 연결부재(120)는 전선일 수 있으며, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113) 간을 전기적으로 연결할 수 있으면 족하다.The plurality of connecting members 120 may connect between the plurality of flexible resistance members 111, 112 and 113 and may connect between the flexible resistance member 110 and the flexible resistance member 110. The connecting member 120 may be a wire, and it is sufficient that the plurality of flexible resistance members 111, 112 and 113 can be electrically connected to each other.

독출모듈(130)은 연결부재(120)에 연결될 수 있으며, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 읽어들일 수 있다. 그리고 독출모듈(130)은 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독하여 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다. 즉, 독출모듈(130)은 관절(11,12,13)의 각도 변화에 따라 변화된 가요성 저항부재(110)의 길이에 대한 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독하여 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다.The readout module 130 may be connected to the connection member 120 and may read the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113. The readout module 130 may calculate the angle of the multiple joints 10 by reading the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113. That is, the readout module 130 reads the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, 113 with respect to the length of the flexible resistance member 110 changed in accordance with the angle change of the joints 11, 12, The angle of the light source 10 can be calculated.

복수의 연결부재(120)는 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 직렬로 연결할 수 있다.The plurality of connecting members 120 can connect the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 in series.

종래에는 다중 관절(10)의 굽힘 정도의 측정이 필요할 경우, 각 관절(11,12,13)에 센서를 부착한 후에 각 센서의 개수만큼 리더기(즉, 본 발명의 독출모듈)가 필요하였다. 특히, 신체의 움직임을 측정할 때, 많은 리더기가 존재해야 하며, 이는 디바이스의 크기 및 무게 증가, 불편함 증가, 소모전력 상승을 초래하였고, 이에 따라 센서에 따른 리더기의 개수를 최소로 하는 것이 요구되고 있다.Conventionally, when it is necessary to measure the degree of bending of the multiple joints 10, a reader (i.e., a readout module of the present invention) is required as many as the number of sensors after attaching the sensors to the joints 11, 12 and 13. In particular, when measuring body movements, many readers must be present, which leads to increased size and weight of the device, increased inconvenience, and increased power consumption, thereby minimizing the number of readers depending on the sensor .

예를 들어, 손가락의 경우에는 최대로 폈을 때부터 손을 쥐었을 때의 각도가 약 0 ~ 90° 사이에서 변화하며, 관절 각도의 변화는 어느 정도 비슷한 수준에서 변화하므로, 각 관절(11,12,13)마다 각도 변화를 대략적으로 추측할 수 있다. 그리고 각 손가락의 굽힘 정도를 측정할 때, 손가락(또는 다중 관절)의 굽힘 정도에 따라 손등 방향의 피부가 늘어나는 것을 이용하여 각 관절(11,12,13)에 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 배치한 후에 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 길이 변화를 감지하게 되는 경우에는 각 가요성 저항부재(111,112,113)의 길이 변화와 각 관절(11,12,13)의 각도 변화의 관계로 손가락의 굽힘 정도를 측정할 수 있다.For example, in the case of a finger, the angle at which the hand is grasped when the hand is grasped at maximum is varied between about 0 and 90 degrees, and the change in the joint angle changes at a similar level. , 13) can be roughly estimated. In measuring the degree of bending of each finger, a plurality of flexible resistance members 111, 112, 113 are provided on the respective joints 11, 12, 13 using the fact that the skin in the direction of the back of the user is stretched according to the degree of bending of the finger (or multiple joints) When a change in the length of the plurality of flexible resistance members 111, 112 and 113 is sensed after placement of the flexible resistive members 111, 112 and 113, Can be measured.

즉, 손가락의 제1 관절(11)이 약 60° 정도가 굽혀졌을 경우, 제2 관절(12)과 제3 관절(13)이 비정상적으로 움직이지 않는다는 가정 하에서 제2 관절(12)은 약 60 ~ 90° 사이에서 변화하며, 제3 관절(13)은 약 0 ~ 65° 사이에서 변화하게 되므로, 제1 관절(11)의 관절 변화에 따라 제2 관절(12)과 제3 관절(13)의 가동 각도(또는 운동가능 각도) 변화값이 제한되고, 제1 관절(11)과 제2 관절(12)의 관절 변화에 따라 제3 관절(13)의 가동 각도 변화값이 제한될 수 있다. 여기서, 제1 관절(11), 제2 관절(12) 및 제3 관절(13)은 손가락의 각 관절을 지칭할 수 있고, 제1 관절(11)은 손등뼈인 중수골(metacapals)과 손가락뼈인 수지골(즉, 수지골의 기절골) 사이일 수 있으며, 제2 관절(12)은 수지골(phalanges) 중 기절골(proximal phalanx)과 중절골(middle phalanx) 사이일 수 있고, 제3 관절(13)은 중절골과 말절골(distal phalanx) 사이일 수 있다.That is, assuming that the first joint 11 of the finger is bent by about 60 degrees, the second joint 12 is about 60 degrees under the assumption that the second joint 12 and the third joint 13 do not move abnormally And the third joint 13 and the third joint 13 change in a range of about 0 to 65 degrees in accordance with the joint change of the first joint 11. [ The movable angle change value of the third joint 13 may be limited according to the joint change of the first joint 11 and the second joint 12. [ Here, the first joint 11, the second joint 12, and the third joint 13 may refer to the respective joints of the finger, and the first joint 11 may include metacapals of the hand spine, The second joint 12 may be between the proximal phalanx and the middle phalanx of the resin phalanges and the third joint 12 may be between the proximal phalanx and the middle phalanx, The joint 13 may be between the abutment bone and the distal phalanx.

이에 각 관절(11,12,13)에 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 부착하고 이를 직렬 연결함으로써, 단일의 독출모듈(130)로 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 읽어들일 수 있고, 단일의 독출모듈(130)로 다중 관절(10)의 각 관절 각도를 동시에 측정할 수 있다. 이에 따라 손의 경우에는 각 관절마다 14개(즉, 엄지 손가락에 2개, 나머지 네 손가락에 3개씩)가 필요한 독출 모듈(130)을 손가락마다 하나씩 5개로 감소시킬 수 있다. 즉, 다중 관절(10)에서 2 ~ 3 개의 가요성 저항부재(111,112,113)를 직렬로 연결하고 독출모듈(130)을 한 개만 연결하여 독출모듈(130)의 수를 감소시킴으로써, 다중 관절 각도 측정장치(100)의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있고, 다중 관절 각도 측정장치(100)의 전력 소모량 등을 감소시킬 수 있다.A plurality of flexible resistance members 111, 112 and 113 are attached to the respective joints 11, 12 and 13 and are connected in series to read a resistance value of the plurality of flexible resistance members 111, 112 and 113 with a single reading module 130 And can simultaneously measure each joint angle of the multiple joints 10 with a single read module 130. Accordingly, in the case of the hand, it is possible to reduce the number of the reading modules 130 required for each of the four joints (that is, two for the thumb and three for the remaining four fingers) to five for each finger. That is, by connecting two or three flexible resistive elements 111, 112 and 113 in the multiple joints 10 in series and reducing the number of the readout modules 130 by connecting only one readout module 130, The size and weight of the multi-joint angle measuring apparatus 100 can be reduced, and the power consumption and the like of the multi-joint angle measuring apparatus 100 can be reduced.

그리고 독출모듈(130)은 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 단일값으로 입력받을 수 있다. 예를 들어, 상기 단일값은 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 모두 합한 저항값일 수 있다. 이때, 독출모듈(130)은 입력받은 상기 단일값(즉, 상기 모두 합한 저항값)을 자릿수(order of magnitude)별로 구분하여 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독할 수 있으며, 이를 통해 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다. 여기서, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값에서 맨 앞 두 자리는 제1 가요성 저항부재(111)의 저항값일 수 있고, 그 뒤 두 자리는 제2 가요성 저항부재(112)의 저항값일 수 있으며, 그 다음 두 자리는 제3 가요성 저항부재(113)의 저항값일 수 있다. 이에 간단하게 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독하여 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다.The readout module 130 can receive the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 as a single value. For example, the single value may be a resistance value that combines the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113. At this time, the readout module 130 can read the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, 113 by dividing the single received value (i.e., the combined resistance values) by an order of magnitude, Whereby the angle of the multiple joints 10 can be calculated. Here, the first two digits of the resistance value of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 may be the resistance value of the first flexible resistance member 111, And the next two digits may be the resistance value of the third flexible resistance member 113. [ Thus, the angle of the multiple joints 10 can be calculated by simply reading the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치를 이용한 다중 관절의 각도 측정을 설명하기 위한 개념도로, 도 2(a)는 가요성 저항부재별로 상이한 초기 저항값을 나타내고, 도 2(b)는 가요성 저항부재별로 상이한 두께의 탄소나노튜브층을 나타낸다.FIG. 2 is a conceptual view for explaining angle measurement of multiple joints using a multi-joint angle measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) shows a different initial resistance value for each flexible resistance member, (b) shows a carbon nanotube layer having a different thickness for each flexible resistance member.

도 2를 참조하면, 가요성 저항부재 각각(111,112,113)은 초기 저항값이 상이할 수 있다. 이때, 가요성 저항부재 각각(111,112,113)은 길이 변화에 따른 저항 변화량(또는 관절 각도의 변화에 따른 저항 변화량)도 상이할 수 있으며, 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량은 초기 저항값에 비례할 수 있고, 초기 저항값에 따라 결정될 수 있다. 그리고 가요성 저항부재 각각(111,112,113)의 초기 저항값과 길이 변화에 따른 저항 변화량은 서로 중첩되지 않는 범위를 가질 수 있다.Referring to FIG. 2, each of the flexible resistance members 111, 112, and 113 may have different initial resistance values. In this case, each of the flexible resistance members 111, 112 and 113 may have a different resistance change amount (or a resistance change amount according to a change in joint angle) depending on a length change, and the resistance change amount according to the length change may be proportional to an initial resistance value , And can be determined according to the initial resistance value. The initial resistance value of each of the flexible resistance members 111, 112, and 113 and the resistance change amount due to the length variation may have a range that does not overlap each other.

예를 들어, 각 관절(11,12,13)의 위치 순서대로 초기 저항값이 결정될 수 있으며, 제1 가요성 저항부재(111)의 초기 저항값이 가장 크고, 제3 가요성 저항부재(113)의 초기 저항값이 가장 작을 수 있다. 제1 관절(11)의 제1 가요성 저항부재(111)는 초기 저항값이 100 ㏀일 수 있고, 제1 관절(11)의 관절 각도가 1° 변화(또는 상기 제1 관절의 1° 변화에 대응되는 상기 제1 가요성 저항부재의 길이가 변화)할 때에 100 ㏀씩 변화할 수 있으며, 제2 관절(12)의 제2 가요성 저항부재(112)는 초기 저항값이 1 ㏀일 수 있고, 제2 관절(12)의 관절 각도가 1° 변화(또는 상기 제2 관절의 1° 변화에 대응되는 상기 제2 가요성 저항부재의 길이가 변화)할 때에 1 ㏀씩 변화할 수 있다. 또한, 제3 관절(13)의 제3 가요성 저항부재(113)는 초기 저항값이 10 Ω일 수 있고, 제3 관절(13)의 관절 각도가 1° 변화(또는 상기 제3 관절의 1° 변화에 대응되는 상기 제3 가요성 저항부재의 길이가 변화)할 때에 10 Ω씩 변화할 수 있으며, 각 관절 각도의 범위는 약 0 ~ 90°(예를 들어, 상기 제1 관절의 각도 범위는 0 ~ 66°, 상기 제2 관절의 각도 범위는 0 ~ 92°, 상기 제2 관절의 각도 범위는 0 ~ 84°)일 수 있고, 각 관절 각도 변화의 분해능(Resolution)은 1°일 수 있다.For example, the initial resistance value can be determined in the order of the positions of the respective joints 11, 12, and 13, and the initial resistance value of the first flexible resistance member 111 is the largest and the resistance value of the third flexible resistance member 113 ) May be the smallest. The first flexible resistance member 111 of the first joint 11 may have an initial resistance value of 100 k ?, and the joint angle of the first joint 11 may be changed by 1 degree (or 1 degree change of the first joint 11) And the second flexible resistance member 112 of the second joint 12 may have an initial resistance value of 1 k [Omega] And may vary by 1 k? When the joint angle of the second joint 12 changes by 1 占 (or the length of the second flexible resistance member corresponding to the 1 占 change of the second joint changes). Also, the third flexible resistance member 113 of the third joint 13 may have an initial resistance value of 10 OMEGA, and the joint angle of the third joint 13 may be changed by 1 degree (or 1 of the third joint 13) The length of the third flexible resistance member corresponding to the change of the angle of the first flexible arm may change by 10 OMEGA, and the range of each joint angle may be about 0 to 90 degrees (for example, the angle range of the first joint The angle of the second joint may range from 0 to 92 degrees, the angle of the second joint may range from 0 to 84 degrees, and the resolution of each joint angle change may be 1 deg. have.

이때, 각 관절(11,12,13)의 굽힘 정도(또는 관절 각도)가 1° 이하의 변화는 없을 수 있으며, 관절 각도의 변화에 따라 가요성 저항부재(110)의 길이가 변화하게 되므로, 가요성 저항부재(110)의 길이 변화에 따른 저항 변화량과 각 관절(11,12,13)의 관절 각도의 변화에 따른 저항 변화량은 실질적으로 동일한 의미일 수 있다. 그리고 손가락 관절의 경우에는 손을 쥐었다 폈다 할 때에 각 관절(11,12,13)의 굽힘 정도가 상관 관계를 가지고 있다.At this time, the degree of bending (or joint angle) of each joint 11, 12, 13 may not change by 1 DEG or less, and the length of the flexible resistance member 110 changes according to the change of the joint angle, The resistance change amount according to the change in length of the flexible resistance member 110 and the resistance change amount according to the change in the joint angle of each joint 11, 12, 13 may have substantially the same meaning. In the case of the finger joint, the degree of bending of each joint (11, 12, 13) is correlated with the grasping of the hand.

따라서, 손에 착용하는 장갑 등의 각 관절(11,12,13)에 해당하는 부분에 상기 초기 저항값 및 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량이 상이한 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 부착하고, 이를 직렬 연결함으로써, 독출모듈(130)을 하나만 사용할 수 있다.Therefore, a plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 having different initial resistance values and resistance variation amounts depending on the lengths are attached to portions corresponding to the respective joints 11, 12, and 13 of a glove to be worn on the hand, By connecting them in series, only one read module 130 can be used.

한편, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값에서 일의 자리(또는 십의 자리까지)를 사용하지 않을 수 있다. 이러한 이유는 각 관절(11,12,13)의 미세한 움직임에 따른 가요성 저항부재(111,112,113) 각각의 저항 변화가 서로 간섭(또는 중첩)되지 않을 수 있도록 중첩 부분(또는 노이즈 부분)을 제거하기 위해서이다. 예를 들어, 제3 가요성 저항부재(113)의 저항값을 일의 자리부터 사용하게 되는 경우에는 제1 관절(11) 또는 제2 관절(12)의 미세한 움직임으로 인해 제1 가요성 저항부재(111) 또는 제2 가요성 저항부재(112)의 저항값이 1 ~ 10 Ω 변화할 수 있으며, 이러한 변화값(또는 노이즈)이 제3 가요성 저항부재(113)의 저항값에 더해져서 제3 가요성 저항부재(113)의 저항값을 판독할 수 없게 될 수 있다. 특히, 제1 가요성 저항부재(111) 또는 제2 가요성 저항부재(112)의 초기 저항값은 1 ㏀ 이상으로 높아 제1 관절(11) 또는 제2 관절(12)의 미세한 움직임으로 인해 제1 가요성 저항부재(111) 또는 제2 가요성 저항부재(112)의 저항값이 제1 관절(11) 또는 제2 관절(12)의 1° 변화에 대한 저항값의 변화폭 내에서 1 ~ 10 Ω의 작은 폭으로는 변화할 수도 있다.On the other hand, the resistance value of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 may not be used as a single digit (or a tens digit). This is because, in order to remove the overlapping portion (or the noise portion) so that the resistance changes of the flexible resistance members 111, 112 and 113 due to the minute movements of the respective joints 11, 12 and 13 may not be interfered to be. For example, when the resistance value of the third flexible resistance member 113 is used from one position, due to the fine movement of the first joint 11 or the second joint 12, (Or noise) may be added to the resistance value of the third flexible resistance member 113, so that the resistance value of the second flexible resistance member 112 may change by 1 to 10? 3 resistance value of the flexible resistance member 113 can not be read. In particular, the initial resistance value of the first flexible resistance member 111 or the second flexible resistance member 112 is as high as 1 k [Omega] or more, and the initial resistance value of the first flexible resistance member 111 or the second flexible resistance member 112 1 resistance value of the first flexible resistance member 111 or the second flexible resistance member 112 is within a range of variation of the resistance value with respect to the change of 1 degree of the first joint 11 or the second joint 12, It may change with a small width of?.

그리고 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량은 상기 초기 저항값에 따라 결정될 수 있으며, 상기 초기 저항값이 ‘0’인(또는 없는) 경우에는 가요성 저항부재(110)의 길이 변화에 따라 저항값이 변화할 수 없게 되고, 이에 따라 가요성 저항부재 각각(111,112,113)의 초기 저항값을 100 ㏀, 1 ㏀, 10 Ω으로 할 수 있다. 여기서, 각 관절(11,12,13)의 각도가 1° 변화할 때에 저항 변화량은 상기 초기 저항값과 동일할 수 있다.When the initial resistance value is '0' (or absent), the resistance value changes according to the length change of the flexible resistance member 110, The initial resistance values of the flexible resistance members 111, 112 and 113 can be set to 100 k ?, 1 k ?, and 10?, Respectively. Here, the resistance change amount may be equal to the initial resistance value when the angle of each joint 11, 12, 13 changes by 1 degree.

또한, 독출모듈(130)은 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 자릿수별로 구분하여 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 가요성 저항부재(111)는 초기 저항값이 100 ㏀일 수 있고, 제1 관절(11)의 관절 각도가 1° 변화할 때에 100 ㏀씩 변화할 수 있으며, 제2 가요성 저항부재(112)는 초기 저항값이 1 ㏀일 수 있고, 제2 관절(12)의 관절 각도가 1° 변화할 때에 1 ㏀씩 변화할 수 있다. 또한, 제3 가요성 저항부재(113)는 초기 저항값이 10 Ω일 수 있고, 제3 관절(13)의 관절 각도가 1° 변화할 때에 10 Ω씩 변화할 수 있으며, 각 관절 각도의 범위는 약 0 ~ 90°일 수 있고, 각 관절 각도 변화의 분해능은 1°일 수 있다. 이러한 경우, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값에서 맨 앞 두 자리는 제1 가요성 저항부재(111)의 저항값(또는 상기 제1 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있고, 그 뒤 두 자리는 제2 가요성 저항부재(112)의 저항값(또는 상기 제2 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있으며, 그 다음 두 자리는 제3 가요성 저항부재(113)의 저항값(또는 상기 제3 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있다. 이에 자릿수별로 구분하는 것만으로 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)의 저항값을 판독하여 간단하게 다중 관절(10)의 각도를 산출할 수 있다.In addition, the readout module 130 can calculate the angle of the multiple joints 10 by dividing resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 by digits. For example, the first flexible resistance member 111 may have an initial resistance value of 100 k [Omega], may change by 100 k [Omega] when the joint angle of the first joint 11 changes by 1 [deg.], Resistance resistance member 112 may have an initial resistance value of 1 k? And may change by 1 k? When the joint angle of the second joint 12 changes by 1 占. The third flexible resistance member 113 may have an initial resistance value of 10 OMEGA and may change by 10 OMEGA when the joint angle of the third joint 13 changes by 1 DEG. Can be about 0 to 90 degrees, and the resolution of each joint angle change can be 1 degree. In this case, the first two digits of the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 may be the resistance value of the first flexible resistance member 111 (or a value obtained by adding 1 to the angle of the first joint) , And the next two digits may be the resistance value of the second flexible resistance member 112 (or a value obtained by adding one at the angle of the second joint) (Or a value obtained by adding 1 to the angle of the third joint). The angles of the multiple joints 10 can be simply calculated by reading the resistance values of the plurality of flexible resistance members 111, 112, and 113 by dividing them by the number of digits.

관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 초기 저항값은 복수의 가요성 저항부재(111,112,113) 중에서(또는 상기 복수의 가요성 저항부재의 초기 저항값 중에서) 가장 클 수 있다. 이때, 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량도 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)가 가장 클 수 있다. 반면에, 상기 초기 저항값은 관절의 가동 각도 범위가 가장 좁은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)가 가장 작을 수 있다. 이때, 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량도 관절의 가동 각도 범위가 가장 좁은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)가 가장 작을 수 있다. 상기 관절 각도의 변화에 따른 가요성 저항부재(110)의 저항 변화량은 상기 초기 저항값에 따라 결정될 수 있으며, 상기 초기 저항값이 클수록(또는 작을수록) 상기 관절 각도의 변화에 따른 가요성 저항부재(110)의 저항 변화량이 클(또는 작을) 수 있다.The initial resistance value of the flexible resistance member 110 disposed in the joint having the largest range of motion angles of the joint is set to be the same as the initial resistance value among the plural flexible resistance members 111, 112, 113 (or among the initial resistance values of the plural flexible resistance members) It can be big. At this time, the amount of resistance change according to the change in length may be largest in the flexible resistance member 110 disposed in the joint having the largest movable range of the joint. On the other hand, the initial resistance value may be the smallest value of the flexible resistance member 110 disposed at the joint having the narrowest movable angle range of the joint. At this time, the amount of resistance change according to the change in length may be smallest in the flexible resistance member 110 disposed in the joint where the movable angle range of the joint is the smallest. The resistance change amount of the flexible resistance member 110 according to the change of the joint angle can be determined according to the initial resistance value and the flexibility resistance member 110 according to the change of the joint angle as the initial resistance value is increased The amount of change in resistance of the electrode 110 may be large (or small).

즉, 상기 입력받은 저항값 중 맨 앞 자리부터 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값(또는 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절의 각도)이 위치할 수 있다.That is, the resistance value of the flexible resistance member 110 (or the angle of the joint having the widest movable angle range of the joint) disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint from the first position among the input resistance values Can be located.

관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절은 가요성 저항부재(110)의 저항값 변화 범위가 넓으므로, 다른 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 자리값(또는 상기 입력받은 저항값 중 다른 관절의 가요성 저항부재에 해당하는 자리의 값)에 간섭을 줄 수 있다.Since the range of variation of the resistance value of the flexible resistance member 110 is wide, the joint of the joint having the widest movable angle range has a larger value than the fixed value of the flexible resistance member 110 disposed at the other joint The value of the position corresponding to the flexible resisting member of the joint).

예를 들어, 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값이 상기 입력받은 저항값 중 중간 자리 또는 끝부분 자리에 위치하는 경우(즉, 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재의 초기 저항값이 가장 크지 않은 경우)에는 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 자리를 넘어 맨 앞부분 자리에 해당하는 관절에 배치된(또는 상기 초기 저항값이 가장 큰) 가요성 저항부재(110)의 자리값(또는 저항값)에 영향을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위해 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값에 해당하는 자리수를 늘리게 되는 경우에는 맨 앞부분 자리에 해당하는 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 초기 저항값이 늘어난 자리수만큼 커지게 되고, 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량도 커지게 된다. 여기서, 가요성 저항부재(110)의 초기 저항값과 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량이 너무 커지게 되면, 초기 저항값과 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량이 큰 가요성 저항부재(110)의 구성(또는 구현)이 어려울 수 있다.For example, when the resistance value of the flexible resistance member 110 disposed at the joint having the largest movable angle range of the joint is located at the middle or end of the input resistance value (i.e., The initial resistance value of the flexible resistance member disposed in the joint having the widest range is not the largest), the front end portion beyond the position of the flexible resistance member 110 disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint (Or the resistance value) of the flexible resistance member 110 disposed at the joint corresponding to the first resistance value (or the initial resistance value is the largest). In order to prevent this, when the number of digits corresponding to the resistance value of the flexible resistance member 110 disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint is increased, the flexible resistance member The initial resistance value of the resistor 110 is increased by an increased number of times, and the amount of resistance change due to the change in length is also increased. Here, if the initial resistance value of the flexible resistance member 110 and the resistance variation amount due to the length change become too large, the configuration of the flexible resistance member 110 having an initial resistance value and a large resistance variation amount according to the length change Or implementation) can be difficult.

또한, 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값이 상기 입력받은 저항값 중 끝부분 자리에 위치하는 경우에는 상기 노이즈가 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 자리값에 영향을 주어 정확한 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값을 판독할 수 없게 될 수 있고, 상기 노이즈가 반영되어 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 자리값이 더욱 커짐으로써 상기 입력받은 저항값 중 중간 자리에 해당하는 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 자리값에 영향을 줄 수 있다.When the resistance value of the flexible resistance member 110 disposed at the joint having the largest movable angle range of the joint is located at the end of the input resistance value, The resistance value of the flexible resistance member 110 placed in the joint having the largest movable angle range of the joint can not be read by influencing the seat value of the flexible resistance member 110 disposed at the widest joint And the position of the flexible resistance member 110 disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint is larger as the noise is reflected, so that the position of the flexible resistance member 110 disposed in the joint corresponding to the mid- The position of the flexible resistance member 110 can be influenced.

따라서, 관절의 가동 각도 범위에 따라 넓은 범위에서 좁은 범위의 순서로 상기 입력받은 저항값 중 맨 앞 자리부터 각 관절에 해당하는 가요성 저항부재(110)의 저항값이 위치하도록 할 수 있다.Therefore, the resistance value of the flexible resistance member 110 corresponding to each joint can be positioned in the order of a narrow range from a wide range according to the range of movable angles of the joints, from the first position of the input resistance values.

한편, 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절은 다중 관절(10)의 다른 관절이 움직이지 않을 때에도 소정 각도 움직일 수 있는데, 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)의 저항값이 상기 입력받은 저항값 중 맨 앞 자리에 위치하는 경우에는 다중 관절(10) 중 상기 관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절만을 소정 각도 움직이면서 상기 노이즈(또는 상기 노이즈 부분)를 파악할 수 있으며, 이에 따라 상기 입력받은 저항값에서 상기 노이즈를 제거할 수도 있다.The joints having the largest range of motion of the joints can move at a predetermined angle even when the other joints of the multiple joints 10 do not move. The flexible resistance member 110) is positioned at the first position among the input resistance values, the noise (or the noise portion) is detected while moving only the joint having the widest movable angle range of the joint among the multiple joints 10 by a predetermined angle So that the noise can be removed from the input resistance value.

그리고 상기 초기 저항값과 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량은 가장 많이 움직이게 되는(또는 쉽게 움직이는) 관절에 배치된 가요성 저항부재(110)가 가장 클 수 있다. 상기 가장 많이 움직이게 되는 관절은 관절 각도가 단계적으로 변화하지 않고 연속적으로 변화하게 되므로, 관절 각도 변화의 분해능을 얻기 힘들게 된다. 이에 상기 초기 저항값과 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량을 약 1 ㏀ 이상으로 크게 하여 관절 각도가 보다 단계적으로 변화할 수 있도록 할 수 있고, 상기 가장 많이 움직이게 되는 관절에서도 관절 각도 변화의 분해능을 얻을 수 있다.In addition, the initial resistance value and the resistance change amount according to the length change can be greatest in the flexible resistance member 110 disposed in the joints where the movement is the greatest (or easily moves). The joints that are moved most frequently change continuously without changing the joint angle stepwise, so that it is difficult to obtain the resolution of the joint angle change. Therefore, the initial resistance value and the resistance change amount according to the length change can be made larger than about 1 k? To make the joint angle change stepwise, and the resolution of the joint angle change can be obtained even in the joint have.

본 발명에 따른 다중 관절 각도 측정장치(100)는 각 관절(11,12,13) 상에 제공되는 신축성 섬유(141);를 더 포함할 수 있고, 가요성 저항부재(110)는 신축성 섬유(141) 상에 형성되는 탄소나노튜브층(110a)을 포함할 수 있다. 신축성 섬유(141)는 각 관절(11,12,13) 상에 제공될 수 있고, 탄소나노튜브층(110a)을 지지할 수 있다. 또한, 신축성 섬유(141)는 사람의 신체에 착용할 수 있는 장갑, 옷 등의 의복 소재일 수 있으며, 합성섬유 등일 수 있다. 그리고 신축성 섬유(141)는 고유한 결(grain)이 있으며, 그 결에 따라 늘어나는 길이 대비 저항의 변화량이 달라 탄소나노튜브층(110a)의 저항 변화시 방향성을 부가해줄 수 있다. 또한, 신축성 섬유(141)는 사이사이가 뚫려 있으므로, 탄소나노튜브(110a)는 신축성 섬유(141)의 표면에 남아있을 수 있고, 분산매 등의 액체는 신축성 섬유(141)를 통과하여 빠져나갈 수 있으며, 이에 신축성 섬유(141)를 사용하게 되면, 탄소나노튜브층(110a)을 형성하는 데에 진공흡착법을 사용할 수 있다.The multi-joint angle measuring apparatus 100 according to the present invention may further include elastic fibers 141 provided on the respective joints 11, 12 and 13, and the flexible resistance member 110 may include elastic fibers 141 may be formed of a carbon nanotube layer 110a. The elastic fibers 141 may be provided on the respective joints 11, 12, 13 and may support the carbon nanotube layer 110a. In addition, the stretchable fibers 141 may be a garment material such as gloves and clothes that can be worn on a human body, and may be synthetic fibers and the like. The stretchable fibers 141 have a unique grain shape, and the amount of change in the resistance relative to the length of the stretchable fibers 141 varies depending on the result, so that the directionality of the carbon nanotube layer 110a can be added when the resistance of the carbon nanotube layer 110a changes. The carbon nanotubes 110a may remain on the surface of the stretchable fibers 141 and the liquid such as a dispersion medium may escape through the stretchable fibers 141 since the stretchable fibers 141 are pierced When the elastic fibers 141 are used, a vacuum adsorption method can be used to form the carbon nanotube layer 110a.

사람의 신체 움직임을 센싱(sensing)하기 위해서는 착용자의 신체 움직임에 따라 탄소나노튜브층(110a)의 저항이 변화되어야 하는데, 신축성 섬유(141)인 경우에는 착용자의 신체 움직임에 따라 신축성 섬유(141)가 변형될 수 있고, 신축성 섬유(141)의 변형에 따라 탄소나노튜브층(110a)의 저항이 변화될 수 있으므로, 착용자의 신체 움직임에 따른 탄소나노튜브층(110a)의 저항 변화를 측정하여 착용자의 신체 움직임을 센싱할 수 있다.In order to sense the movement of a person's body, the resistance of the carbon nanotube layer 110a must be changed according to the body movements of the wearer. In the case of the stretchable fibers 141, the stretchable fibers 141, The resistance of the carbon nanotube layer 110a may be changed in accordance with the deformation of the stretchable fibers 141. The resistance change of the carbon nanotube layer 110a according to the body movements of the wearer is measured, It is possible to sense the body motion of the user.

한편, 신축성 섬유(141)는 천연섬유 표면의 수산화기를 활용한 천연섬유 복합재료일 수도 있고, 신축성 섬유(141)의 표면을 활성화시켜 신축성 섬유(141)의 표면에 수산화기(-OH)를 형성할 수도 있다.On the other hand, the stretchable fiber 141 may be a natural fiber composite material utilizing a hydroxyl group on the surface of the natural fiber, or may be formed by activating the surface of the stretchable fiber 141 to form a hydroxyl group (-OH) on the surface of the stretchable fiber 141 It is possible.

탄소나노튜브층(110a)은 탄소나노튜브(Carbon NanoTube; CNT)로 이루어질 수 있고, 신축성 섬유(141) 상에 형성될 수 있다. 또한, 탄소나노튜브층(110a)은 그 표면적의 변화 또는 탄소나노튜브(CNT)의 접촉점 개수의 변화에 의해 저항이 변화될 수 있다. 이에 탄소나노튜브층(110a)이 신축성 섬유(141) 상에 형성되는 경우에는 신축성 섬유(141)의 변형에 따라 탄소나노튜브층(110a)의 저항이 변화될 수 있고, 탄소나노튜브층(110a)의 저항 변화를 이용하여 센싱을 수행할 수도 있다. 즉, 가요성 저항부재(110)는 신축성 섬유(141)의 길이 변화에 의해 탄소나노튜브층(110a)의 저항값이 변화될 수 있다.The carbon nanotube layer 110a may be formed of carbon nanotubes (CNT) and may be formed on the stretchable fibers 141. In addition, the resistance of the carbon nanotube layer 110a may be changed by a change in the surface area thereof or a change in the number of contact points of the CNTs. When the carbon nanotube layer 110a is formed on the stretchable fiber 141, the resistance of the carbon nanotube layer 110a may be changed according to the deformation of the stretchable fiber 141, ) May be used to perform the sensing. That is, in the flexible resistance member 110, the resistance value of the carbon nanotube layer 110a may be changed by a change in the length of the elastic fibers 141. [

그리고 신축성 섬유(141)의 길이 변화시 고감도의 저항 변화를 통해 신체(예를 들어, 손가락)의 움직임을 분석할 수 있는 탄소나노튜브(CNT)를 이용한 웨어러블 다중 관절 각도 측정장치(100)를 제공할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브층(110a)이 신축성 섬유(141) 상에 형성되어 답답함과 불편함 없이 착용감이 우수한 웨어러블 다중 관절 각도 측정장치(100)를 제공할 수도 있다.And a wearable multi-joint angle measuring device 100 using carbon nanotubes (CNT) capable of analyzing the movement of a body (e.g., a finger) through a change in resistance of a high sensitivity when the length of the elastic fibers 141 changes can do. Also, the wearable multi-joint angle measuring apparatus 100 having a carbon nanotube layer 110a formed on the stretchable fibers 141 may be provided, which is excellent in comfort without being clunky and inconvenient.

가요성 저항부재 각각(111,112,113)은 탄소나노튜브층(111a,112a,113a)의 두께가 상이할 수 있다. 각 관절(11,12,13)의 신축성 섬유(141) 상에 형성되는 탄소나노튜브층(111a,112a,113a)의 두께를 상이하게 하여 가요성 저항부재 각각(111,112,113)의 초기 저항값을 상이하게 할 수 있다. 탄소나노튜브층(110a)은 그 두께에 따라 저항값이 달라질 수 있으며, 탄소나노튜브층(110a)의 초기 두께에 따라 탄소나노튜브층(110a)의 초기 저항값(또는 상기 가요성 저항부재의 초기 저항값)이 결정될 수 있고, 각 관절(11,12,13)의 탄소나노튜브층(110a)의 초기 두께를 다르게 함으로써, 길이 변화에 따라 저항값이 다를 수 있다. 즉, 탄소나노튜브층(110a)은 그 두께에 따라 상기 초기 저항값과 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량이 상이할 수 있다. 예를 들어, 탄소나노튜브층(110a)의 두께가 증가할수록 탄소나노튜브층(110a)의 초기 저항값이 감소할 수 있다.Each of the flexible resistance members 111, 112 and 113 may have different thicknesses of the carbon nanotube layers 111a, 112a and 113a. The thicknesses of the carbon nanotube layers 111a, 112a and 113a formed on the elastic fibers 141 of the respective joints 11, 12 and 13 are made different from each other so that the initial resistance value of each of the flexible resistance members 111, 112, . The resistance value of the carbon nanotube layer 110a may vary depending on the thickness of the carbon nanotube layer 110a and the initial resistance value of the carbon nanotube layer 110a And the initial thickness of the carbon nanotube layer 110a of each of the joints 11, 12, and 13 may be different from each other, the resistance value may vary depending on the change in length. That is, the initial resistance value of the carbon nanotube layer 110a may be different from the initial resistance value depending on the thickness of the carbon nanotube layer 110a. For example, as the thickness of the carbon nanotube layer 110a increases, the initial resistance value of the carbon nanotube layer 110a may decrease.

따라서, 탄소나노튜브층(110a)의 두께를 다르게 하는 것만으로 간단하게 가요성 저항부재 각각(111,112,113)의 초기 저항값이 상이하도록 할 수 있고, 복수의 가요성 저항부재(111,112,113)를 직렬로 연결하여 하나의 독출모듈(130)로 용이하게 다중 관절(10)의 각 관절 각도를 동시에 측정할 수 있다.Therefore, the initial resistance value of each of the flexible resistance members 111, 112 and 113 can be made to be different simply by changing the thickness of the carbon nanotube layer 110a, and a plurality of flexible resistance members 111, 112, So that it is possible to easily measure each joint angle of the multi-joint 10 with one read module 130 at the same time.

한편, 가요성 저항부재 각각(111,112,113)은 탄소나노튜브층(111a,112a,113a)의 길이가 상이할 수 있다. 여기서, 상기 길이는 전기적 신호(예를 들어, 전류)가 흐르는 방향의 길이일 수 있다. 탄소나노튜브층(110a)의 길이가 증가할수록 탄소나노튜브층(110a)의 초기 저항값이 증가할 수 있고, 복수의 탄소나노튜브층(111a,112a,113a)의 길이를 상이하게 함으써 가요성 저항부재 각각(111,112,113)의 초기 저항값이 상이하도록 할 수 있다.Meanwhile, the lengths of the carbon nanotube layers 111a, 112a, and 113a may be different from each other in the flexible resistance members 111, 112, and 113. Here, the length may be a length in a direction in which an electrical signal (e.g., current) flows. As the length of the carbon nanotube layer 110a increases, the initial resistance value of the carbon nanotube layer 110a may increase, and the lengths of the plurality of carbon nanotube layers 111a, 112a, and 113a may be different The initial resistance values of the resistance resistive members 111, 112, and 113 may be different from each other.

가요성 저항부재(110)는 신축성 섬유(141)와 탄소나노튜브층(110a) 사이에 개재되는 자가조립단층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 자가조립단층(Self-Assembled Monolayer; SAM)은 작용기를 포함할 수 있고, 신축성 섬유(141)의 적어도 일면에 형성될 수 있다. 신축성 섬유(141)의 표면에 자가조립단층(미도시)을 형성하여 신축성 섬유(141)를 표면처리하면, 신축성 섬유(141)와 탄소나노튜브층(110a)의 결합력이 향상되어 신축성 섬유(141) 상에 탄소나노튜브층(110a)이 잘 형성될 수 있다.The flexible resistance member 110 may further include a self-assembled monolayer (not shown) interposed between the stretchable fibers 141 and the carbon nanotube layer 110a. A self-assembled monolayer (SAM) may include functional groups and may be formed on at least one side of the stretchable fibers 141. When the self-assembling monolayer (not shown) is formed on the surface of the stretchable fiber 141 to surface-treat the stretchable fiber 141, the bonding force between the stretchable fiber 141 and the carbon nanotube layer 110a is improved, The carbon nanotube layer 110a can be formed well.

상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에는 수산화기(-OH)가 형성될 수 있다. 상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에서 적어도 일부의 카본 본딩이 끊어지고, 카본 본딩이 끊어진 자리에 수산화기가 형성될 수 있다. 상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에 수산화기가 형성되면, 상기 탄소나노튜브(CNT)의 수산화기와 상기 자가조립단층의 작용기가 이온 결합함으로써 탄소나노튜브층(110a)이 신축성 섬유(141) 상에 잘 흡착될 수 있다. 여기서, 상기 탄소나노튜브(CNT)의 수산화기(-OH)와 상기 자가조립단층의 작용기는 서로 이온 결합할 수 있다. 이에 따라 신축성 섬유(141)와 탄소나노튜브층(110a)이 더욱 강한 에너지로 결합하게 되어 신축성 섬유(141)와 탄소나노튜브층(110a)의 결합력이 향상될 수 있고, 가요성 저항부재(110)의 민감도 및 내구성이 향상될 수 있다.Hydroxyl groups (-OH) may be formed on the surfaces of the carbon nanotubes (CNTs). At least a part of the carbon bonding on the surface of the carbon nanotube (CNT) is broken, and a hydroxyl group can be formed in the place where the carbon bonding is broken. When hydroxyl groups are formed on the surfaces of the carbon nanotubes (CNTs), the hydroxyl groups of the carbon nanotubes (CNTs) and the functional groups of the self-assembled monolayer are ion-bonded to form carbon nanotube layers 110a on the stretchable fibers 141 Can be adsorbed well. Here, the hydroxyl group (-OH) of the carbon nanotube (CNT) and the functional group of the self-assembled monolayer may be ion-bonded to each other. The elastic fibers 141 and the carbon nanotube layer 110a are bonded with stronger energy so that the bonding force between the flexible fibers 141 and the carbon nanotube layer 110a can be improved, ) Can be improved in sensitivity and durability.

한편, 상기 탄소나노튜브(CNT)를 산처리하여 표면처리함으로써, 상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에 수산화기(-OH)를 형성할 수 있다. 산처리에 의해 상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에 불포화 결합(dangling bond)을 형성시켜 수산화기(-OH)가 상기 탄소나노튜브(CNT)의 표면에 형성되도록 할 수 있다.On the other hand, hydroxyl groups (-OH) can be formed on the surfaces of the carbon nanotubes (CNTs) by subjecting the carbon nanotubes (CNTs) to acid treatment and surface treatment. A hydroxyl group (-OH) may be formed on the surface of the carbon nanotube (CNT) by forming a dangling bond on the surface of the carbon nanotube (CNT) by an acid treatment.

그리고 탄소나노튜브층(110a)은 진공흡착법으로 신축성 섬유(141) 상에 형성될 수 있다. 신축성 섬유(141)의 타면에 진공압을 형성할 수 있는데, 진공배기수단(미도시)를 통해 이와 연결된 진공 용기(미도시)에 진공을 형성하여 신축성 섬유(141)의 타면에 진공압이 형성되도록 할 수 있다. 이를 통해 상기 탄소나노튜브(CNT)를 신축성 섬유(141)의 일면 상에 진공 흡착시킬 수 있는데, 상기 탄소나노튜브(CNT)가 분산매에 분산된 분산 용액에서 여과(filtering)되어 신축성 섬유(141) 상에 남게 되는 상기 탄소나노튜브(CNT)가 신축성 섬유(141) 또는 자가조립단층 상에 진공 흡착되어 신축성 섬유(141)의 일면 상에 탄소나노튜브층(110a)을 형성할 수 있다. 여기서, 신축성 섬유(141)마다 다른 특성의 결이 있으며, 그 결에 따라 늘어나는 길이 대비 저항의 변화량이 다르기 때문에 저항의 변형시 방향성을 부가해줄 수 있다.The carbon nanotube layer 110a may be formed on the stretchable fibers 141 by a vacuum adsorption method. Vacuum can be formed on the other surface of the elastic fiber 141. Vacuum is formed in the vacuum container (not shown) connected to the vacuum container through vacuum exhaust means (not shown) to generate vacuum pressure on the other surface of the elastic fiber 141 . The carbon nanotube (CNT) is vacuum-adsorbed on one surface of the stretchable fiber 141. The carbon nanotube (CNT) is filtered in a dispersion solution dispersed in a dispersion medium to form the stretchable fiber 141, The carbon nanotube (CNT) remaining on the stretchable fiber 141 may be vacuum-adsorbed on the stretchable fiber 141 or the self-assembled monolayer so that the carbon nanotube layer 110a may be formed on one surface of the stretchable fiber 141. Here, since the stretchable fibers 141 have different characteristics, and the amount of change in the resistance relative to the length varies depending on the result, directionality can be added when the resistance is deformed.

신축성 섬유(141)의 타면에 진공압을 형성하여 상기 탄소나노튜브(CNT)를 신축성 섬유(141)의 일면에서 타면 방향으로 흡착시키는 진공흡착법에 의해 탄소나노튜브층(110a)을 신축성 섬유(141)의 일면 상에 형성할 경우, 강한 진공압에 의한 흡착 에너지에 의해 신축성 섬유(141) 내부까지 상기 탄소나노튜브(CNT)가 침투할 수 있고, 탄소나노튜브층(110a)이 신축성 섬유(141) 상에 효과적으로 흡착될 수 있다. 그리고 진공압에 의해 상기 분산매가 진공을 형성하지 않는 것보다 신축성 섬유(141)를 잘 빠져나올 수 있기 때문에 빠르게 탄소나노튜브층(110a)을 형성할 수 있고, 이에 따라 탄소나노튜브층(110a)을 형성하는 공정 시간을 단축할 수 있으며, 신축성 섬유(141)의 표면에 균일하게 진공압이 형성되므로 균일한 탄소나노튜브층(110a)을 형성할 수 있다.The carbon nanotube layer 110a is bonded to the stretchable fiber 141 by vacuum adsorption which forms vacuum pressure on the other surface of the stretchable fiber 141 and adsorbs the carbon nanotube CNT on one surface of the stretchable fiber 141 The carbon nanotubes CNT can penetrate into the inside of the stretchable fibers 141 due to the strong adsorption energy by the vacuum pressure and the carbon nanotube layer 110a is stretched by the stretchable fibers 141 ). ≪ / RTI > The carbon nanotube layer 110a can be formed quickly because the dispersion medium can be easily removed from the stretchable fibers 141 by the vacuum pressure so that the dispersion medium does not form a vacuum, And uniform vacuum pressure is formed on the surface of the stretchable fibers 141, so that a uniform carbon nanotube layer 110a can be formed.

즉, 진공흡착법으로 탄소나노튜브층(110a)을 형성하여 강한 진공압에 의한 흡착 에너지에 의해 신축성 섬유(141) 내부까지 상기 탄소나노튜브(CNT)가 침투할 수 있을 뿐만 아니라 상기 탄소나노튜브(CNT) 표면의 수산화기(OH-)와 신축성 섬유(141)의 표면에 형성된 상기 자가조립단층의 작용기(예를 들어, NH+)가 이온 결합할 수 있어 더욱 강한 에너지로 신축성 섬유(141)와 탄소나노튜브층(110a)이 결합할 수 있다. 이에 진공흡착법을 통해 더욱 내구성이 높은 상기 탄소나노튜브(CNT)가 흡착(또는 코팅)된 신축성 섬유(141)로 웨어러블 다중 관절 각도 측정장치(100)를 제작할 수 있다.That is, the carbon nanotube layer 110a is formed by the vacuum adsorption method, and the carbon nanotube (CNT) can penetrate into the stretchable fiber 141 due to strong adsorption energy by the vacuum pressure, (OH <"> on the surface of the CNT) and the functional group (for example, NH + ) of the self-assembled monolayer formed on the surface of the stretchable fiber 141 can be ionically bonded, The nanotube layer 110a can be bonded. Accordingly, the wearable multi-joint angle measuring apparatus 100 can be manufactured by the elastic fibers 141 that are adsorbed (or coated) on the carbon nanotubes (CNT) having higher durability through vacuum adsorption.

본 발명에 따른 다중 관절 각도 측정장치(100)는 가요성 저항부재(110) 상에 코팅되는 연성의 보호층(미도시);을 더 포함할 수 있다. 보호층(미도시)은 연성의 재질로 이루어질 수 있고, 가요성 저항부재(110) 상에 코팅될 수 있다. 이때, 보호층(미도시)은 탄소나노튜브층(110a) 상에 코팅될 수 있다. 신축성 섬유(141)의 과도한 변형(예를 들어, 잦은 변형, 상기 탄소나노튜브층의 탄성한계 이상의 변형 등) 또는 급격한 변형으로 인해 탄소나노튜브층(110a)이 박리될 수 있는데, 신축성 섬유(141)의 변형에 따라 신축 가능한 연성의 보호층(미도시)을 통해 탄소나노튜브층(110a)의 박리를 방지할 수 있고, 신축성 섬유(141)의 변형에 따른 표면적 변화로 인한 탄소나노튜브층(110a)의 응력(stress)을 완화시켜 줄 수 있다. 또한, 가요성 저항부재(110)의 길이 변화에 따른 가요성 저항부재(110)의 이탈(또는 분리) 및/또는 변형을 억제 또는 방지할 수 있다. 상기 보호층은 수지(resin)로 이루어질 수 있는데, 이에 특별히 한정되지 않고, 신축성 섬유(141)의 변형에 따라 신축이 될 수 있도록 탄성력이 우수한 연성의 소재이면 족하다.The multi-joint angle measuring apparatus 100 according to the present invention may further include a soft protective layer (not shown) coated on the flexible resistance member 110. The protective layer (not shown) may be made of a soft material and may be coated on the flexible resistance member 110. At this time, a protective layer (not shown) may be coated on the carbon nanotube layer 110a. The carbon nanotube layer 110a may be peeled off due to excessive deformation (for example, frequent deformation, deformation of the carbon nanotube layer beyond the elastic limit of the carbon nanotube layer) or abrupt deformation of the stretchable fibers 141, It is possible to prevent peeling of the carbon nanotube layer 110a through a flexible protective layer (not shown) that can be stretched according to the deformation of the carbon nanotube layer The stress of the first and second electrodes 110a and 110a can be relieved. In addition, it is possible to suppress or prevent the deviation (or separation) and / or deformation of the flexible resistance member 110 according to the change of the length of the flexible resistance member 110. The protective layer may be made of a resin and is not particularly limited thereto and may be a flexible material having excellent elasticity so that it can be stretched or shrunk as the stretchable fibers 141 are deformed.

본 발명의 다중 관절 각도 측정장치(100)는 다중 관절(10)의 움직임에 따라 가요성 저항부재(110)의 길이가 자주 변화하게 되므로, 가요성 저항부재(110)가 이탈 및/또는 변형되지 않고 다중 관절(10)의 각 관절(11,12,13)에 잘 배치될 수 있도록 신축성 섬유(141)를 이용하여 장갑 등을 만들어 웨어러블하게 다중 관절 각도 측정장치(100)를 구성할 수 있으며, 상기 자가조립단층 및/또는 상기 보호층을 통해 탄소나노튜브층(110a)이 신축성 섬유(141) 상에 안정적으로 고정(또는 코팅)되도록 할 수 있다. 이에 따라 안정적이면서 내구성이 향상된 다중 관절 각도 측정장치(100)를 제공할 수 있다.Since the length of the flexible resistance member 110 changes frequently according to the movement of the multiple joints 10, the flexible joint member 110 of the multi-joint angle measuring apparatus 100 of the present invention is not deformed and / The multi-joint angle measuring apparatus 100 can be constructed in a wearable manner by making gloves or the like using the elastic fibers 141 so as to be disposed on the respective joints 11, 12, 13 of the multi- The carbon nanotube layer 110a can be stably fixed (or coated) on the stretchable fibers 141 through the self-assembled monolayer and / or the protective layer. Accordingly, it is possible to provide the multi-joint angle measuring apparatus 100 which is stable and improved in durability.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 관절 각도 측정방법을 나타낸 순서도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method for measuring multiple joint angles according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 관절 각도 측정방법을 보다 상세히 살펴보는데, 본 발명의 일실시예에 따른 다중 관절 각도 측정장치와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략하도록 한다.Referring to FIG. 3, the multi-joint angle measuring method according to another embodiment of the present invention will be described in detail. The multi-joint angle measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, .

본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 관절 각도 측정방법은 다중 관절의 각도 변화에 따른 복수의 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지하는 과정(S100); 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 한 번에 입력받는 과정(S200); 및 입력받은 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정(S300);을 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a multiple joint angle, comprising: sensing a change in length of a plurality of flexible resistance members according to an angle change of an articulated joint; A step (S200) of receiving the resistance values of the plurality of flexible resistance members at one time; And a step S300 of calculating the angle of the multiple joint by reading the input resistance value.

먼저, 독출모듈이 다중 관절의 각도 변화에 따른 복수의 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지한다(S100). 가요성 저항부재의 길이를 측정함으로써, 가요성 저항부재의 길이와 관절 각도의 관계로 각 관절의 각도를 측정할 수 있다. 이때, 상기 독출모듈은 상기 가요성 저항부재의 길이 변화에 따른 저항값의 변화를 통해 상기 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지할 수 있고, 상기 가요성 저항부재의 저항값을 통해 상기 가요성 저항부재의 길이를 측정할 수 있다.First, the read module senses a change in length of a plurality of flexible resistance members according to an angle change of the multiple joints (S100). By measuring the length of the flexible resistance member, the angle of each joint can be measured in relation to the length of the flexible resistance member and the joint angle. At this time, the reading module can sense a change in length of the flexible resistance member through a change in resistance value according to a change in length of the flexible resistance member, and can detect a change in the flexible resistance member The length of the member can be measured.

다음으로, 상기 독출모듈이 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 입력받는다(S200). 여기서, 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 한 번에(또는 동시에) 입력받을 수 있고, 상기 가요성 저항부재 각각은 초기 저항값과 길이 변화에 따른 저항 변화량이 상이할 수 있다. 그리고 상기 가요성 저항부재 각각의 초기 저항값과 길이 변화에 따른 저항 변화량은 서로 중첩되지 않는 범위를 가질 수 있다.Next, the readout module receives the resistance values of the plurality of flexible resistance members (S200). Here, the resistance values of the plurality of flexible resistance members may be received at one time (or simultaneously), and each of the flexible resistance members may have different initial resistance values and resistance variation amounts according to length changes. The initial resistance value of each of the flexible resistance members and the resistance variation amount according to the length change may have a range that does not overlap each other.

그 다음 상기 독출모듈이 입력받은 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출한다(S300). 상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 판독하여 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다. 즉, 상기 독출모듈은 관절의 각도 변화에 따라 변화된 상기 가요성 저항부재의 길이에 대한 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다.Next, the readout module reads the input resistance value to calculate the angle of the multiple joints (S300). The readout module may calculate the angle of the multiple joints by reading the resistance values of the plurality of flexible resistance members. That is, the reading module may calculate the angle of the multiple joints by reading the resistance value of the plurality of flexible resistance members with respect to the length of the flexible resistance member changed in accordance with the angle change of the joint.

이때, 상기 복수의 가요성 저항부재는 직렬로 연결될 수 있으며, 이에 따라 각 관절에 상기 복수의 가요성 저항부재를 부착하고 이를 직렬 연결함으로써, 단일의 상기 독출모듈로 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 읽어들일 수 있고, 단일의 상기 독출모듈로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 동시에 측정할 수 있다. 이를 통해 손의 경우에는 각 관절마다 14개가 필요한 상기 독출 모듈을 손가락마다 하나씩 5개로 감소시킬 수 있고, 상기 다중 관절에서 2 ~ 3 개의 상기 가요성 저항부재를 직렬로 연결하고 상기 독출모듈을 한 개만 연결하여 상기 독출모듈의 수를 감소시킴으로써, 다중 관절 각도 측정장치의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있고, 상기 다중 관절 각도 측정장치의 전력 소모량 등을 감소시킬 수 있다.At this time, the plurality of flexible resistance members may be connected in series, thereby attaching the plurality of flexible resistance members to the respective joints and connecting them in series so that the plurality of flexible resistance members The resistance value can be read, and each joint angle of the multiple joints can be simultaneously measured with a single readout module. In the case of a hand, the number of the reading modules required for each of the joints can be reduced to five for each finger, and two to three flexible resistance members may be connected in series in the multiple joints, By reducing the number of reading modules, it is possible to reduce the size and weight of the multi-joint angle measuring device and reduce the power consumption of the multi-joint angle measuring device.

상기 저항값을 입력받는 과정(S200)에서는 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 합한 저항값을 입력받을 수 있다. 상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 모두 합한 저항값을 입력받을 수 있고, 입력받은 저항값(즉, 상기 모두 합한 저항값)을 자릿수별로 구분하여 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 판독할 수 있으며, 이를 통해 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 가요성 저항부재 각각의 초기 저항값과 길이 변화에 따른 저항 변화량은 서로 중첩되지 않는 범위를 가질 수 있고, 상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 구분하여 상기 가요성 저항부재 각각의 저항값을 판독할 수 있다.In the step of receiving the resistance value (S200), a resistance value obtained by adding the resistance values of the plurality of flexible resistance members may be inputted. The read module may receive a resistance value obtained by adding together the resistance values of the plurality of flexible resistance members, and may divide the input resistance value (i.e., the combined resistance value) by the number of digits, So that the angle of the multiple joints can be calculated. In this case, the initial resistance value of each of the flexible resistance members and the resistance variation amount according to the length change may have a range that does not overlap with each other, and the resistance value of each of the flexible resistance members may be divided Can be read.

상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정(S300)은, 상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 구분하는 과정(S310); 및 상기 자릿수별로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 산출하는 과정(S320)을 포함할 수 있다.The step S300 of calculating the angles of the multiple joints may include: S310 dividing the input resistance value by digits; And calculating the joint angles of the multiple joints according to the number of digits (S320).

상기 독출모듈이 상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 구분할 수 있다(S310). 예를 들어, 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값에서 맨 앞 두 자리는 제1 가요성 저항부재의 저항값(또는 상기 제1 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있고, 그 뒤 두 자리는 제2 가요성 저항부재의 저항값(또는 상기 제2 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있으며, 그 다음 두 자리는 제3 가요성 저항부재의 저항값(또는 상기 제3 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있다. 이때, 상기 제1 가요성 저항부재는 초기 저항값이 100 ㏀일 수 있고, 제1 관절의 관절 각도가 1° 변화할 때에 100 ㏀씩 변화할 수 있으며, 상기 제2 가요성 저항부재는 초기 저항값이 1 ㏀일 수 있고, 제2 관절의 관절 각도가 1° 변화할 때에 1 ㏀씩 변화할 수 있다. 또한, 상기 제3 가요성 저항부재는 초기 저항값이 10 Ω일 수 있고, 제3 관절의 관절 각도가 1° 변화할 때에 10 Ω씩 변화할 수 있으며, 각 관절 각도의 범위는 약 0 ~ 90°일 수 있고, 각 관절 각도 변화의 분해능은 1°일 수 있다.The readout module may divide the input resistance value by the number of digits (S310). For example, in the resistance values of the plurality of flexible resistance members, the first two digits may be the resistance value of the first flexible resistance member (or a value obtained by adding 1 to the angle of the first joint) The position may be the resistance value of the second flexible resistance member (or a value obtained by adding one at the angle of the second joint), and the next two digits may be the resistance value of the third flexible resistance member A value obtained by adding 1 to the angle). At this time, the first flexible resistance member may have an initial resistance value of 100 k ?, and may change by 100 k? When the joint angle of the first joint changes by 1 degree, and the second flexible resistance member may have an initial resistance The value may be 1 k [Omega], and when the joint angle of the second joint changes by 1 [deg.], It may change by 1 k [Omega]. In addition, the third flexible resistance member may have an initial resistance value of 10 OMEGA, and may change by 10 OMEGA when the joint angle of the third joint changes by 1 DEG, and the range of each joint angle is about 0 to 90 °, and the resolution of each joint angle change can be 1 °.

상기 독출모듈이 상기 자릿수별로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 산출할 수 있다(S320). 상기 입력받은 저항값 중 각 자리(또는 자릿수)의 저항값은 상기 각 관절의 각도 변화에 따라 변화된 상기 가요성 저항부재 각각의 저항값이므로, 상기 가요성 저항부재의 저항값과 상기 관절 각도의 관계로 상기 각 관절의 각도를 산출할 수 있다. 여기서, 상기 입력받은 저항값 중 각 자릿수별 값이 상기 다중 관절에서 각 관절의 각도(또는 상기 각 관절의 각도에서 1을 더한 값)일 수 있다. 상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 읽는 것만으로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 산출할 수도 있다.The read module may calculate the joint angles of the multiple joints according to the number of digits (S320). The resistance value of each digit (or number of digits) of the input resistance value is a resistance value of each of the flexible resistance members changed in accordance with the angle change of each joint, so that the relationship between the resistance value of the flexible resistance member and the joint angle The angles of the respective joints can be calculated. Here, the value of each digit of the input resistance value may be an angle of each joint in the multiple joints (or a value obtained by adding 1 to the angle of each joint). The joint angles of the multiple joints may be calculated only by reading the input resistance value in units of digits.

따라서, 손에 착용하는 장갑 등의 상기 각 관절에 해당하는 부분에 상기 초기 저항값 및 상기 길이 변화에 따른 저항 변화량이 상이한 상기 복수의 가요성 저항부재를 부착하고, 이를 직렬 연결함으로써, 상기 독출모듈을 하나만 사용할 수 있다.Therefore, by attaching the plurality of flexible resistance members having different initial resistance values and resistance variation amounts according to the length changes to portions corresponding to the respective joints, such as a glove to be worn by a hand, and connecting them in series, Can only be used.

표 1은 손을 폈을 때부터 쥐었을 때까지 10단계로 나누어 측정한 표이며, 각 값의 단위는 °이다.Table 1 is a table of ten steps divided from hand opening to gripping, and the unit of each value is °.

10단계Step 10 제1 관절First joint 제2 관절Second joint 제3 관절Third joint 손을 폈을 때When I opened my hand 00 00 00

손을 폈을 때부터 쥐었을 때까지 사이 8단계


Between hand opening and grasping 8 steps
00 2626 00
2222 4040 00 4242 5555 00 5353 6666 00 6262 8080 1919 6363 9090 2424 6565 9090 4343 6666 9090 6565 손을 쥐었을 때When you hold your hand 6666 9292 8484

표1을 참조하면, 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정(S300)에서는 미리 설정된 룩업 테이블(Look-Up Table; LUT)에 상기 입력받은 저항값을 대조하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다. 손가락의 제1 관절이 약 60° 정도가 굽혀졌을 경우, 제2 관절과 제3 관절이 비정상적으로 움직이지 않는다는 가정 하에서 상기 제2 관절은 약 60 ~ 90° 사이에서 변화하며, 상기 제3 관절은 약 0 ~ 65° 사이에서 변화하게 되므로, 상기 제1 관절의 관절 변화에 따라 상기 제2 관절과 상기 제3 관절의 가동 각도 변화값이 제한되고, 상기 제1 관절과 상기 제2 관절의 관절 변화에 따라 상기 제3 관절의 가동 각도 변화값이 제한될 수 있다. 여기서, 상기 제1 관절, 상기 제2 관절 및 상기 제3 관절은 손가락의 각 관절을 지칭할 수 있고, 상기 제1 관절은 손등뼈인 중수골과 손가락뼈인 수지골의 기절골 사이일 수 있으며, 상기 제2 관절은 기절골과 중절골 사이일 수 있고, 상기 제3 관절은 중절골과 말절골 사이일 수 있다.Referring to Table 1, in step S300 of calculating the angle of the multiple joints, the angle of the multiple joints may be calculated by comparing the input resistance value with a preset look-up table (LUT) . When the first joint of the finger is bent by about 60 degrees, the second joint changes between about 60 and 90 degrees under the assumption that the second joint and the third joint do not move abnormally, and the third joint The change of the movable angle of the second joint and the third joint is limited according to the change of the joint of the first joint and the change of the joint angle of the first joint and the joint of the second joint is limited, The movement angle change value of the third joint may be limited. Here, the first joint, the second joint, and the third joint may refer to the respective joints of the finger, and the first joint may be between the stiff bone of the resin bone, which is the spine of the hand and the finger bone, The second joint may be between the stunning bone and the abutment bone, and the third joint may be between the abutment bone and the horse abutment.

이와 같이, 손가락 관절의 경우에는 손을 쥐었다 폈다 할 때에 상기 각 관절의 굽힘 정도가 상관 관계를 가지고 있으며, 상기 다중 관절의 경우에 상기 각 관절의 굽힘 정도가 상관 관계를 가질 수 있다. 이에 따라 상기 다중 관절의 각 관절 각도의 상관 관계를 파악하여 룩업 테이블(LUT)을 설정할(또는 만들) 수 있으며, 미리 설정된 룩업 테이블(LUT)에 상기 입력받은 저항값을 대조하여 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있다.As described above, in the case of the finger joint, there is a correlation between degrees of bending of the respective joints when grasping the hand, and in the case of the multiple joints, the degree of bending of the joints may have a correlation. (LUT) can be set (or created) by grasping the correlation of each joint angle of the multiple joints, and the input resistance value is checked against a preset lookup table (LUT) Can be calculated.

상기 복수의 가요성 저항부재를 직렬로 연결하는 경우, 상기 각 관절의 미세한 움직임에 따른 상기 가요성 저항부재 각각의 저항 변화가 서로 간섭되어 노이즈로 작용할 수 있다. 이러한 경우, 정확한 상기 다중 관절의 각도를 측정(또는 산출)할 수 없게 된다.When the plurality of flexible resistance members are connected in series, resistance changes of the flexible resistance members due to the fine movement of the respective joints may interfere with each other and act as noise. In this case, it is impossible to accurately measure (or calculate) the angle of the multiple joints.

상기 각 관절의 굽힘 정도가 상관 관계를 가지고 움직이는 각 단계별로 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 입력받아 상기 노이즈를 파악할 수 있으며, 각 단계별로 상기 노이즈가 포함된 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 룩업 테이블(LUT)로 작성하여 상기 입력받은 저항값을 룩업 테이블(LUT)에 대조함으로써 각 단계(또는 상기 다중 관절의 각 각도)에서 상기 다중 관절의 각도를 산출할 수 있고, 상기 노이즈를 제거한 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 출력할 수도 있다. 이에 따라 상기 노이즈에 영향없이 정확한 상기 다중 관절의 각도를 측정할 수 있다.Wherein the resistance values of the plurality of flexible resistance members are input to each of the plurality of flexible resistance members in a manner that the degrees of bending of the respective joints move in correlation with each other, The angle of the multiple joints can be calculated at each step (or at each angle of the multiple joints) by creating the resistance value of the multi-joints with a look-up table (LUT) and checking the input resistance value against a lookup table (LUT) And output the resistance values of the plurality of flexible resistance members from which noise has been removed. Accordingly, it is possible to accurately measure the angle of the multiple joints without affecting the noise.

한편, 상기 다중 관절을 단계별로 움직이도록 제한하여 각 단계에서의 상기 각 관절의 각도를 측정함으로써, 상기 다중 관절의 각도를 측정할 수도 있다.Meanwhile, the angle of the multiple joints may be measured by restricting the multiple joints to be moved in stages and measuring the angle of each joint in each step.

이처럼, 본 발명에서는 다중 관절의 각 관절 상에 배치되는 복수의 가요성 저항부재를 직렬로 연결하여 단일의 독출모듈로 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 읽어들임으로써, 단일의 독출모듈로 다중 관절의 각 관절 각도를 동시에 측정할 수 있다. 이에 따라 다중 관절 각도 측정장치의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있고, 다중 관절 각도 측정장치의 전력 소모량 등을 감소시킬 수 있다. 또한, 신축성 섬유 상에 탄소나노튜브층을 형성하여 신축성 섬유의 변형에 따른 탄소나노튜브층의 저항 변화를 측정함으로써, 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지할 수 있고, 착용자의 신체 움직임에 따라 변화되는 신축성 섬유의 변형에 의한 저항 변화를 판독하여 다중 관절의 각도를 측정할 수 있다. 그리고 신축성 섬유 상에 자가조립단층을 형성한 후에 자가조립단층 상에 탄소나노튜브층을 형성함으로써, 신축성 섬유와 탄소나노튜브층의 결합력이 향상될 수 있고, 다중 관절 각도 측정장치의 민감도 및 내구성이 향상될 수 있다. 그리고 탄소나노튜브층 상에 연성의 보호층을 코팅하여 탄소나노튜브층의 박리를 방지할 수 있다. 한편, 진공흡착법으로 탄소나노튜브층을 형성하여 탄소나노튜브층이 신축성 섬유에 잘 흡착될 수 있을 뿐만 아니라 탄소나노튜브층의 형성을 위한 공정 시간을 단축할 수도 있다.As described above, in the present invention, a plurality of flexible resistance members disposed on each joint of the multiple joints are connected in series to read the resistance values of a plurality of flexible resistance members by a single readout module, Each joint angle of the joint can be measured simultaneously. Accordingly, the size and weight of the multi-joint angle measuring device can be reduced, and the power consumption and the like of the multi-joint angle measuring device can be reduced. Further, by measuring the resistance change of the carbon nanotube layer according to the deformation of the stretchable fibers by forming the carbon nanotube layer on the stretchable fibers, the change in the length of the flexible resistance member can be detected, The angle of the multiple joints can be measured by reading the resistance change due to the deformation of the stretchable fibers. By forming the carbon nanotube layer on the self-assembled monolayer after forming the self-assembled monolayer on the stretchable fiber, the binding force between the stretchable fiber and the carbon nanotube layer can be improved and the sensitivity and durability of the multi- Can be improved. A soft protective layer may be coated on the carbon nanotube layer to prevent peeling of the carbon nanotube layer. On the other hand, the carbon nanotube layer is formed by the vacuum adsorption method, so that the carbon nanotube layer can be adsorbed well on the stretchable fibers, and the process time for forming the carbon nanotube layer can be shortened.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments may be possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 다중 관절 11 : 제1 관절
12 : 제2 관절 13 : 제3 관절
100 : 다중 관절 각도 측정장치 110 : 가요성 저항부재
110a: 탄소나노튜브층 111 : 제1 가요성 저항부재
112 : 제2 가요성 저항부재 113 : 제3 가요성 저항부재
120 : 연결부재 130 : 독출모듈
141 : 신축성 섬유
10: multiple joints 11: first joint
12: 2nd joint 13: 3rd joint
100: Multi-joint angle measuring device 110: Flexible resistance member
110a: carbon nanotube layer 111: first flexible resistance member
112: second flexible resistance member 113: third flexible resistance member
120: connecting member 130: reading module
141: stretchable fiber

Claims (13)

다중 관절의 각 관절 상에 배치되는 복수의 가요성 저항부재;
상기 복수의 가요성 저항부재를 직렬로 연결하는 복수의 연결부재;
상기 연결부재에 연결되는 독출모듈; 및
상기 각 관절 상에 제공되며, 그 표면에 상기 복수의 가요성 저항부재가 형성되는 신축성 섬유;를 포함하고,
상기 복수의 가요성 저항부재는 관절의 각도 변화에 따른 길이 변화에 의해 저항값이 변화되며,
상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하고,
상기 복수의 가요성 저항부재 각각은,
표면에 수산화기가 형성된 탄소나노튜브로 이루어지며, 상기 신축성 섬유 상에 형성되는 탄소나노튜브층; 및
작용기를 포함하며, 상기 신축성 섬유와 상기 탄소나노튜브층 사이에 개재되어 상기 작용기와 상기 수산화기의 이온 결합을 통해 상기 탄소나노튜브층을 상기 신축성 섬유 상에 흡착 고정시키는 자가조립단층을 포함하는 다중 관절 각도 측정장치.
A plurality of flexible resistance members disposed on each joint of the multiple joints;
A plurality of connecting members for connecting the plurality of flexible resistance members in series;
A reading module connected to the connecting member; And
And elastic fibers provided on the respective joints, wherein the plurality of flexible resistance members are formed on a surface thereof,
Wherein the resistance values of the plurality of flexible resistance members are changed by a length change according to a change in angle of a joint,
Wherein the reading module reads the resistance value of the plurality of flexible resistance members to calculate an angle of the multiple joints,
Wherein each of the plurality of flexible resistance members comprises:
A carbon nanotube layer formed on the stretchable fiber, the carbon nanotube layer comprising a carbon nanotube having a hydroxyl group formed on its surface; And
And a self-assembled monolayer interposed between the stretchable fiber and the carbon nanotube layer to adsorb and fix the carbon nanotube layer on the stretchable fiber through ionic bonding of the functional group and the hydroxyl group, Angle measuring device.
청구항 1에 있어서,
상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 단일값으로 입력받는 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the readout module receives a resistance value of the plurality of flexible resistance members as a single value.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 가요성 저항부재 각각은 초기 저항값이 상이한 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of flexible resistance members has a different initial resistance value.
청구항 1에 있어서,
관절의 가동 각도 범위가 가장 넓은 관절에 배치된 상기 가요성 저항부재의 초기 저항값은 상기 복수의 가요성 저항부재 중에서 가장 큰 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the initial resistance value of the flexible resistance member disposed in the joint having the largest movable angle range of the joint is the largest among the plurality of flexible resistance members.
청구항 1에 있어서,
상기 독출모듈은 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 자릿수별로 구분하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the readout module calculates the angle of the multiple joints by dividing resistance values of the plurality of flexible resistance members by digits.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 가요성 저항부재 각각은 상기 탄소나노튜브층의 두께가 상이한 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of flexible resistance members has a different thickness of the carbon nanotube layer.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 가요성 저항부재 상에 코팅되는 연성의 보호층;을 더 포함하는 다중 관절 각도 측정장치.
The method according to claim 1,
And a soft protective layer coated on the flexible resistance member.
그 표면에 복수의 가요성 저항부재가 형성된 신축성 섬유를 다중 관절의 각 관절 상에 제공하는 과정;
상기 다중 관절의 각도 변화에 따른 상기 복수의 가요성 저항부재의 길이 변화를 감지하는 과정;
상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 한 번에 입력받는 과정; 및
입력받은 저항값을 판독하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정;을 포함하고,
상기 복수의 가요성 저항부재 각각은,
표면에 수산화기가 형성된 탄소나노튜브로 이루어지며, 상기 신축성 섬유 상에 형성되는 탄소나노튜브층; 및
작용기를 포함하며, 상기 신축성 섬유와 상기 탄소나노튜브층 사이에 개재되어 상기 작용기와 상기 수산화기의 이온 결합을 통해 상기 탄소나노튜브층을 상기 신축성 섬유 상에 흡착 고정시키는 자가조립단층을 포함하는 다중 관절 각도 측정방법.
Providing a flexible fiber having a plurality of flexible resistance members on its surface on each joint of the multiple joints;
Sensing a change in length of the plurality of flexible resistance members according to an angle change of the multiple joints;
Receiving a resistance value of the plurality of flexible resistance members at one time; And
And calculating an angle of the multiple joint by reading the input resistance value,
Wherein each of the plurality of flexible resistance members comprises:
A carbon nanotube layer formed on the stretchable fiber, the carbon nanotube layer comprising a carbon nanotube having a hydroxyl group formed on its surface; And
And a self-assembled monolayer interposed between the stretchable fiber and the carbon nanotube layer to adsorb and fix the carbon nanotube layer on the stretchable fiber through ionic bonding of the functional group and the hydroxyl group, Angle measurement method.
청구항 10에 있어서,
상기 저항값을 입력받는 과정에서는 상기 복수의 가요성 저항부재의 저항값을 합한 저항값을 입력받는 다중 관절 각도 측정방법.
The method of claim 10,
And a resistance value of resistance values of the plurality of flexible resistance members is input in the step of receiving the resistance value.
청구항 11에 있어서,
상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정은,
상기 입력받은 저항값을 자릿수별로 구분하는 과정; 및
상기 자릿수별로 상기 다중 관절의 각 관절 각도를 산출하는 과정을 포함하는 다중 관절 각도 측정방법.
The method of claim 11,
Wherein the step of calculating the angle of the multi-
Dividing the input resistance value by the number of digits; And
And calculating each joint angle of the multiple joints by the number of digits.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 다중 관절의 각도를 산출하는 과정에서는 미리 설정된 룩업 테이블에 상기 입력받은 저항값을 대조하여 상기 다중 관절의 각도를 산출하는 다중 관절 각도 측정방법.
The method according to claim 10 or 11,
Wherein the step of calculating the angle of the multiple joints calculates the angle of the multiple joints by comparing the input resistance value with a preset lookup table.
KR1020170057377A 2017-05-08 2017-05-08 Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same KR101896590B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170057377A KR101896590B1 (en) 2017-05-08 2017-05-08 Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170057377A KR101896590B1 (en) 2017-05-08 2017-05-08 Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101896590B1 true KR101896590B1 (en) 2018-09-10

Family

ID=63593988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170057377A KR101896590B1 (en) 2017-05-08 2017-05-08 Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101896590B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113910270A (en) * 2021-10-25 2022-01-11 哈尔滨工业大学 Soft joint bending angle sensor and rigid-flexible mixed hand feeling sensing and measuring method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611032U (en) * 1992-04-20 1994-02-10 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 Input device
KR20030006020A (en) * 2001-07-11 2003-01-23 삼성전자 주식회사 Information input apparatus and method using joint angle of body
JP2008185391A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic sensor and inclination angle sensor using it
KR20100024879A (en) * 2008-08-26 2010-03-08 서울대학교산학협력단 Carbon nanotube structure
KR101571314B1 (en) 2015-02-24 2015-11-26 한국과학기술연구원 Device for identification of finger joint-angles
JP2016130940A (en) * 2015-01-14 2016-07-21 東洋紡株式会社 Glove type input device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611032U (en) * 1992-04-20 1994-02-10 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 Input device
KR20030006020A (en) * 2001-07-11 2003-01-23 삼성전자 주식회사 Information input apparatus and method using joint angle of body
JP2008185391A (en) * 2007-01-29 2008-08-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic sensor and inclination angle sensor using it
KR20100024879A (en) * 2008-08-26 2010-03-08 서울대학교산학협력단 Carbon nanotube structure
JP2016130940A (en) * 2015-01-14 2016-07-21 東洋紡株式会社 Glove type input device
KR101571314B1 (en) 2015-02-24 2015-11-26 한국과학기술연구원 Device for identification of finger joint-angles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113910270A (en) * 2021-10-25 2022-01-11 哈尔滨工业大学 Soft joint bending angle sensor and rigid-flexible mixed hand feeling sensing and measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11331005B2 (en) Sensing device
Carbonaro et al. Exploiting wearable goniometer technology for motion sensing gloves
Mengüç et al. Soft wearable motion sensing suit for lower limb biomechanics measurements
Tognetti et al. Characterization of a novel data glove based on textile integrated sensors
EP2010868B1 (en) Biomimetic tactile sensor
Castellini et al. A wearable low-cost device based upon force-sensing resistors to detect single-finger forces
Fatema et al. A low-cost pressure sensor matrix for activity monitoring in stroke patients using artificial intelligence
US20200405195A1 (en) Computational fabrics for monitoring human joint motion
JP2013518660A (en) Method, apparatus and system for measuring torsion or bending at a joint between two limbs
US20220003577A1 (en) Kirigami-based sensor devices and systems
Büscher et al. Tactile dataglove with fabric-based sensors
Mura et al. Piezoresistive goniometer network for sensing gloves
CA2593027A1 (en) Devices and method for monitoring the form of three-dimensional objects
Nassour et al. Design of new sensory soft hand: Combining air-pump actuation with superimposed curvature and pressure sensors
KR101896590B1 (en) Apparatus for measuring angle of multi-joint and method for measuring the same
Dankovich et al. Gesture recognition via flexible capacitive touch electrodes
Saggio et al. A novel application method for wearable bend sensors
Liu et al. EMG-force estimation for multiple fingers
Senthil Kumar et al. Soft tactile sensors for rehabilitation robotic hand with 3D printed folds
De Rossi et al. Electroactive fabrics and wearable man-machine interfaces
JPWO2018131354A1 (en) Tactile sensor
Lorussi et al. Wearable sensing garment for posture detection, rehabilitation and tele-medicine
US20200064918A1 (en) Capacitive flex sensors
US20240044732A1 (en) Conformable impedance sensor assembly and sensor system
Moreton et al. Investigation and characterization of a planar figure-of-eight coil as a curvature sensor

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant