KR101271728B1 - Finger flexion force estimation device and method based on thickness change of compressed finger - Google Patents
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Abstract
본 발명은 손가락 굽힘 힘을 측정하는 장치들 및 방법들에 관한 것으로서, 대상 물체와 손가락 사이에서 발생하는 접촉력을 직접 측정하지 않고도, 손가락의 압박된 굴근건(Flexor Tendon) 장력에 의한 손가락의 두께 변화를 이용하여 손가락의 굽힘 힘을 측정하는 장치 및 방법들에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예로서 손가락의 굽힘힘을 측정하기 위한 장치는, 손가락을 압박하기 위한 압박부; 압박부의 일측에 구비되고, 압박된 손가락의 두께 변화에 따라 압박부의 변형량에 대한 감지 신호를 발생하는 감지부; 및 감지 신호를 기반으로 손가락의 굽힘힘을 측정하는 신호처리부를 포함할 수 있다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to devices and methods for measuring finger bending force, wherein a finger thickness change due to a pressed flexor tendon tension of a finger without directly measuring the contact force generated between an object and a finger. Apparatus and methods for measuring the bending force of a finger using In one embodiment of the present invention, the device for measuring the bending of the finger, pressing portion for pressing the finger; A sensing unit provided at one side of the pressing unit and generating a detection signal for the deformation amount of the pressing unit according to a change in thickness of the pressed finger; And a signal processor configured to measure bending of a finger based on the sense signal.
Description
본 발명은 손가락 굽힘 힘을 측정하는 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대상 물체와 손가락 사이에서 발생하는 접촉력을 직접 측정하지 않고도, 손가락의 압박된 굴근건(Flexor Tendon) 장력에 의한 손가락의 두께 변화를 이용하여 손가락의 굽힘 힘을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to devices and methods for measuring finger bending force. In particular, the present invention is an apparatus and method for measuring the bending force of the finger by using the change in the thickness of the finger by the pressure of the flexor tendon tendon of the finger without directly measuring the contact force generated between the object and the finger It is about.
이하에서는 본 발명의 기술분야와 관련하여 일반적으로 사용되는 기술에 대하여 간략히 설명한다.Hereinafter, a brief description of techniques generally used in connection with the technical field of the present invention.
사람의 손가락 굽힘 힘을 측정하는 것은 사람과 상호작용을 하는 기계 및 로봇의 제어, 사람이 물체를 다루는 능력을 모방한 로봇의 제어, 사람의 물체 조작 의도 인식을 통한 활동 및 힘 보조 및/또는 사람의 물체 조작 행동에 대한 연구 등에 있어서 필수적인 요소이다.Measuring the finger bending force of a person can be controlled by the control of machines and robots that interact with the person, by the control of a robot that mimics the ability of a person to handle an object, by assisting and / or assisting activities and / or forces by recognizing a person's intention to manipulate an object. Is an essential element in the study of object manipulation behavior.
일반적으로 사람의 손가락 굽힘 힘을 측정하기 위한 방법으로는, (1) 접촉면의 압력을 측정할 수 있는 센서가 장착된 장갑 등의 장치를 손에 착용하여 손가락과 물체 사이에서 발생되는 압력을 계측함으로써 손가락 힘을 측정하는 방법, (2) 대상 물체에 접촉 압력을 측정할 수 있는 센서를 장착하여 손가락으로부터 물체에 가해지는 압력을 계측함으로써 손가락 힘을 측정하는 방법, (3) 손가락을 움직이는 데 사용되는 전완부의 근육으로부터 표면 근전도 신호(sEMG: surface ElectroMyoGraphy)를 취득하여 근육 활성화도를 측정함으로써 간접적으로 손가락 힘을 추정하는 방법이 있다.In general, a method for measuring a person's finger bending force is to (1) measure the pressure generated between a finger and an object by wearing a device such as a glove equipped with a sensor that can measure the pressure on the contact surface. A method of measuring finger force, (2) a method of measuring finger force by mounting a sensor capable of measuring contact pressure on an object, and measuring the pressure exerted on the object from the finger, and (3) There is a method of indirectly estimating finger force by acquiring a surface Electromyograph (sEMG) signal from the forearm muscle and measuring muscle activation.
접촉면의 압력을 측정할 수 있는 센서가 장착된 장갑 등의 장치를 손에 착용하여 손가락과 물체 사이에서 발생되는 압력을 계측함으로써 손가락 힘을 측정하는 방법의 경우, 손가락과 대상 물체 사이에 압력 센서 및 장갑 등 기타 구조물이 위치하며 압력 센서는 손가락과 물체에 의해 가해지는 압력에 대응되는 신호를 발생한다. 또한 압력 센서로부터 발생된 신호는 연산을 통해 손가락 힘을 계산하는 용도로 사용된다. 이때, 손가락과 대상 물체 사이에 존재하는 구조물로 인해 손가락의 감각 능력이 방해를 받을 수 있다. 사람의 손가락 감각은 조작 대상 물체의 무게, 물체 표면의 거칠기, 형상, 미끄러짐, 온도 등을 민감하게 받아들여 손가락 힘을 적절하게 조절할 수 있도록 하는 중요한 역할을 담당하고 있다. 따라서, 조작 대상 물체에 대한 손가락 감각이 올바르게 전달되지 않을 경우, 사람은 촉감을 통해 손가락 힘을 적절하게 조절하기 어려울 수 있다. 결과적으로, 물체의 조작 능력이 저하되며 극단적인 경우 대상 물체에 과도한 힘을 인가하여 대상 물체를 파손시키거나, 또는 지나치게 약한 힘으로 대상 물체를 잡음으로써 물체를 놓치는 등의 동작 오류를 범할 수 있다.In the case of measuring finger force by measuring a pressure generated between a finger and an object by wearing a device such as a glove equipped with a sensor capable of measuring the pressure on the contact surface, a pressure sensor and Other structures, such as gloves, are located and pressure sensors generate signals that correspond to the pressure exerted by fingers and objects. In addition, the signal generated from the pressure sensor is used to calculate the finger force through the calculation. In this case, the sensory ability of the finger may be disturbed due to the structure existing between the finger and the object. Human finger sensation plays an important role in sensitively accepting the weight of an object to be manipulated, the roughness, shape, slippage, temperature, and the like of the object to be properly adjusted. Therefore, when the finger sensation for the manipulation target object is not transmitted correctly, it may be difficult for a person to appropriately adjust the finger force through the touch. As a result, the operation ability of the object is deteriorated, and in extreme cases, an operation error such as applying an excessive force to the object may damage the object or miss an object by shaking the object with an excessively weak force.
대상 물체에 접촉 압력을 측정할 수 있는 센서를 장착하여 손가락으로부터 물체에 가해지는 압력을 계측함으로써 손가락 힘을 측정하는 방법의 경우, 손가락과 대상 물체 사이에는 별도의 구조물이 필요 없다. 예를 들어, 대상 물체의 표층 하부 또는 내부에 압력 센서가 설치되고, 압력 센서는 손가락으로부터 전달되는 압력에 대응하는 신호를 발생시킨다. 이때, 압력 센서의 신호는 연산을 통해 손가락 힘을 계산하는 용도로 사용된다. 그러나, 대상 물체와 손가락 사이에 별도의 구조물이 없을 때에는 물체 표면의 상태와 미끄러짐 등에 대한 손가락의 감각을 유지할 수 있지만, 대상 물체에 센서가 설치되어야 하므로 물체의 형상과 특성에 따라 큰 영향을 받으며 일반적인 물체에 모두 적용할 수는 없다. 또한, 힘 측정을 위해 특별히 센서를 설치한 물체에 대해서만 적용되므로 일상적인 상황에서 사람의 손가락 힘을 보조하는 등의 목적으로 사용할 수 없다.In the case of measuring a finger force by mounting a sensor capable of measuring contact pressure on an object and measuring pressure applied to the object from a finger, a separate structure is not required between the finger and the object. For example, a pressure sensor is installed below or inside the surface layer of the object, and the pressure sensor generates a signal corresponding to the pressure transmitted from the finger. At this time, the signal of the pressure sensor is used to calculate the finger force through the calculation. However, when there is no separate structure between the target object and the finger, the finger's sense of the state and slippage of the object surface can be maintained, but since the sensor must be installed on the target object, it is greatly influenced by the shape and characteristics of the object. It cannot be applied to all objects. In addition, since it is applied only to an object that has a sensor installed specifically for force measurement, it cannot be used for the purpose of assisting human finger force in everyday situations.
전완부의 근육으로부터 표면 근전도 신호(sEMG)를 취득하여 근육 활성화도를 측정함으로써 간접적으로 손가락 힘을 측정하는 방법은, 근육에서 발생하는 힘에 대응되는 근전도 신호를 측정함으로써 수행된다. 따라서, 대상 물체와 손가락 사이 또는 대상 물체 내부에 별도의 압력 센서가 없는 상황에서 사람이 가하고 있는 손가락 힘을 측정할 수 있다. 이러한 방법의 경우, 물체 표면의 상태와 미끄러짐 등에 대한 손가락의 감각을 유지할 수 있으며, 특정 대상 물체에만 사용 가능성이 국한되지 않는다. 그러나 표면 근전도 신호는 피부 표면에 부착된 전극을 통해 수집되는 미약한 전기 신호이므로 피부 표면의 습도 등 피부 상태에 의해 큰 영향을 받기 쉬우며, 전극이 부착된 위치의 작은 변동에 따라서도 측정값이 크게 변화하는 문제점이 있다. 또한, 전극을 손가락 등에 부착하는 준비 과정이 번거로운 등의 어려움이 존재하기 때문에 간편하게 적용할 수 없다.The method of measuring finger force indirectly by acquiring a surface EMG signal (sEMG) from the muscle of the forearm and measuring muscle activation is performed by measuring an EMG signal corresponding to the force generated in the muscle. Therefore, a finger force applied by a person can be measured in a situation in which there is no separate pressure sensor between the object and the finger or inside the object. In this method, it is possible to maintain a sense of a finger about the state of the surface of the object and the sliding, etc., and the possibility of use is not limited to a specific target object. However, since the surface EMG signal is a weak electric signal collected through the electrode attached to the skin surface, the surface EMG signal is easily affected by the skin condition such as humidity of the skin surface. There is a problem that varies greatly. In addition, since the preparation process of attaching the electrode to a finger or the like is cumbersome, there is a difficulty in applying the electrode.
본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 효율적으로 손가락 굽힘 힘을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the general technique as described above, and an object of the present invention is to provide an apparatus and method for efficiently measuring finger bending force.
본 발명의 다른 목적은 손가락의 감각 능력 저하를 야기하지 않으면서 손가락 굽힘 힘을 측정하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring finger bending force without causing deterioration of the sensory ability of the finger.
본 발명의 또 다른 목적은 손가락과 대상 물체의 접촉면에서 접촉 힘을 직접적으로 측정하지 않고도 손가락 굽힘 힘을 측정하도록 하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide an apparatus and method for measuring finger bending force without directly measuring contact force at the contact surface of the finger and the object.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.Technical objects to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned matters, and other technical problems which are not mentioned are those skilled in the art from the embodiments of the present invention to be described below. Can be considered.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 손가락 굽힘 힘을 측정하는 다양한 장치들 및 방법들을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides various devices and methods for measuring the finger bending force.
본 발명의 일 양태로서 손가락의 굽힘힘을 측정하기 위한 장치는, 손가락을 압박하기 위한 압박부; 압박부의 일측에 구비되고, 압박된 손가락의 두께 변화에 따라 압박부의 변형량에 대한 감지 신호를 발생하는 감지부; 및 감지 신호를 기반으로 손가락의 굽힘힘을 측정하는 신호처리부를 포함할 수 있다. According to one aspect of the present invention, an apparatus for measuring bending of a finger includes a pressing part for pressing a finger; A sensing unit provided at one side of the pressing unit and generating a detection signal for the deformation amount of the pressing unit according to a change in thickness of the pressed finger; And a signal processor configured to measure bending of a finger based on the sense signal.
이때, 압박부는 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 포함할 수 있으며, 탄성체는 탄성력을 압박부에 인가하여 손가락을 압박할 수 있다. 또한, 압박부는 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 감지부는 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 따른 압박부의 변형량을 측정할 수 있다. 압박부는 손가락을 압박하기 위한 요철부를 더 구비할 수 있다.In this case, the pressing unit may include an elastic body for pressing the finger, and the elastic body may press the finger by applying an elastic force to the pressing unit. In addition, the compression unit may perform one or more of translational and rotational movements according to the change in the tendon tendon of the finger. The sensing unit may measure the amount of deformation of the compression unit according to one or more of translational and rotational motions. The pressing portion may further include an uneven portion for pressing the finger.
본 발명의 다른 양태로서 손가락의 굽힘힘을 측정하기 위한 장치는, 손가락을 압박하기 위한 제 1 압박부; 제 1 압박부와 함께 손가락을 압박하기 위한 제 2 압박부; 제 1 압박부 및 제 2 압박부와 결합하여 탄성력을 제 1 압박부 및 제 2 압박부에 인가하여 손가락을 압박하기 위한 탄성체; 제 1 압박부 및 제 2 압박부 중 하나 이상의 일측에 구비되고, 압박된 손가락의 두께 변화에 따른 제 1 압박부와 제 2 압박부의 상대적인 변위에 대한 감지 신호를 발생하는 감지부; 및 감지 신호를 기반으로 손가락의 굽힘힘을 측정 및 분석하는 신호처리부를 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, an apparatus for measuring bending of a finger includes: a first pressing portion for pressing a finger; A second pressing portion for pressing the finger together with the first pressing portion; An elastic body coupled to the first pressing unit and the second pressing unit to apply an elastic force to the first pressing unit and the second pressing unit to press the finger; A sensing unit provided at one or more sides of the first pressing unit and the second pressing unit and generating a detection signal for a relative displacement of the first pressing unit and the second pressing unit according to a change in the thickness of the pressed finger; And a signal processor that measures and analyzes bending of a finger based on the sense signal.
제 1 압박부 및 제 2 압박부는 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 이때, 감지부는 제 1 압박부 및 제 2 압박부의 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 따른 제 1 압박부 및 제 2 압박부의 상대적인 변위를 측정할 수 있다. 또한, 제 1 압박부 및 제 2 압박부는 손가락을 압박하기 위한 요철부를 더 구비할 수 있다. 이때, 탄성체는 스프링, 탄성 직물 또는 고무 밴드로 구성될 수 있다.The first pressing portion and the second pressing portion may perform one or more of translational and rotational movements according to the flexor tendon changes of the fingers. In this case, the sensing unit may measure a relative displacement of the first pressing unit and the second pressing unit according to at least one of translational and rotational movements of the first pressing unit and the second pressing unit. In addition, the first pressing portion and the second pressing portion may further include an uneven portion for pressing the finger. At this time, the elastic body may be composed of a spring, elastic fabric or rubber band.
본 발명의 또 다른 양태로서 손가락의 굽힘힘을 측정하기 위한 방법은, 굽힘힘 측정 장치의 압박부를 이용하여 손가락에 소정의 압력을 인가하는 단계; 굽힘힘 측정 장치의 감지부에서 손가락의 두께 변화에 따라 압박부의 변형량을 측정하는 단계; 감지부에서 변형량에 따른 감지 신호를 생성하는 단계; 감지부에서 감지 신호를 굽힘힘 측정 장치의 신호처리부에 전송하는 단계; 및 감지부 신호에 기반하여 손가락의 굽힘힘을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.As another aspect of the present invention, a method for measuring the bending of a finger, the method comprising the steps of applying a predetermined pressure to the finger using the pressing portion of the bending measuring device; Measuring the amount of deformation of the compression unit in accordance with the change in the thickness of the finger in the sensing unit of the bending measuring device; Generating a detection signal according to the deformation amount in the detection unit; Transmitting a detection signal by the detector to a signal processor of the bending measuring device; And measuring bending of the finger based on the detector signal.
이때, 압박부는 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 포함하되, 탄성체는 탄성력을 압박부에 인가하여 손가락을 압박할 수 있다. 또한, 변형량은 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 압박부에서 수행되는 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 의해 발생할 수 있다.At this time, the pressing unit includes an elastic body for pressing the finger, the elastic body may press the finger by applying an elastic force to the pressing unit. In addition, the amount of deformation may be caused by one or more of translational and rotational movements performed in the compression unit according to the flexor tendon tension of the finger.
상기 굽힘힘을 측정하는 단계는, 변형량에 따른 비선형적인 출력을 나타내는 감지 신호를 굽힘힘에 따라 선형적인 관계를 가지는 최종 출력값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring of the bending may include converting a sensing signal indicating a nonlinear output according to the deformation amount into a final output value having a linear relationship according to the bending.
본 발명의 또 다른 양태로서 손가락의 굽힘힘을 측정하기 위한 방법은, 굽힘힘 측정장치의 제 1 압박부 및 제 2 압박부를 이용하여 손가락에 압력을 인가하는 단계; 굽힘힘 측정장치의 감지부에서 손가락의 두께 변화에 따라 제 1 압박부 및 제 2 압박부의 상대적인 변위를 측정하는 단계; 감지부에서 상대적인 변형량에 따라 감지 신호를 생성하는 단계; 감지부에서 감지 신호를 굽힘힘 측정 장치의 신호처리부에 전송하는 단계; 및 감지 신호를 기반으로 손가락의 굽힘힘을 측정 및 분석하는 단계를 포함할 수 있다.In still another aspect of the present invention, a method for measuring bending of a finger includes applying pressure to a finger using a first pressing portion and a second pressing portion of a bending measuring device; Measuring a relative displacement of the first pressing portion and the second pressing portion in accordance with a change in the thickness of the finger in the sensing portion of the bending measuring device; Generating a detection signal according to the relative deformation amount in the detection unit; Transmitting a detection signal by the detector to a signal processor of the bending measuring device; And measuring and analyzing the bending of the finger based on the sense signal.
이때, 제 1 압박부 및 제 2 압박부는 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 또한, 제 1 압박부 및 제 2 압박부는 손가락을 직접 압박하기 위한 요철부를 더 구비할 수 있다.In this case, the first pressing portion and the second pressing portion may perform one or more of translational and rotational movements according to the change in the flexor tendon of the finger. The first pressing portion and the second pressing portion may further include an uneven portion for directly pressing a finger.
굽힘힘 측정 장치는 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 더 포함하되, 탄성체는 탄성력을 제 1 압박부 및 제 2 압박부에 인가하여 제 1 압박부 및 제 2 압박부가 손가락을 압박하도록 할 수 있다.The bending measuring apparatus further includes an elastic body for pressing the finger, the elastic body may apply an elastic force to the first pressing portion and the second pressing portion to allow the first pressing portion and the second pressing portion to press the fingers.
또한, 굽힘힘을 측정하는 단계는, 변형량에 따른 비선형적인 출력을 나타내는 감지 신호를 굽힘힘에 따라 선형적인 관계를 가지는 최종 출력값으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, measuring the bending may include converting a sensing signal indicating a nonlinear output according to the deformation amount into a final output value having a linear relationship according to the bending.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.
본 발명의 실시예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, the following effects are obtained.
첫째, 효율적으로 손가락 굽힘 힘을 측정할 수 있다.First, the finger bending force can be measured efficiently.
둘째, 손가락의 감각 능력 저하를 야기하지 않으면서 손가락 굽힘 힘을 측정할 수 있다.Second, the finger bending force can be measured without causing a deterioration of the sensory ability of the finger.
셋째, 손가락과 대상 물체의 접촉면에서 접촉 힘을 직접적으로 측정하지 않고도 손가락 굽힘 힘을 측정할 수 있다. 즉, 손가락과 대상 물체와의 접촉면에 센서가 위치하지 않으므로 손가락의 감각 능력 저하를 야기하지 않으면서 손가락 굽힘 힘을 추정할 수 있다.Third, the finger bending force can be measured without directly measuring the contact force at the contact surface between the finger and the object. That is, since the sensor is not located on the contact surface between the finger and the object, the finger bending force can be estimated without causing a deterioration of the sensory ability of the finger.
본 발명의 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtained in the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be found in the following description of the embodiments of the present invention, Can be clearly derived and understood by those skilled in the art. That is, unintended effects of practicing the present invention may also be derived from those skilled in the art from the embodiments of the present invention.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예로서 손가락 굽힘힘을 측정하기 위한 굽힘힘 측정 장치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 압박부(10) 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 신호처리부(30)의 일 동작 양태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예로서 도 1에서 개시한 굽힘힘 측정 장치의 일 구현례를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 굽힘힘 측정 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예로서 도 1에서 개시한 굽힘힘 측정 장치의 다른 구현례를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에서 설명한 굽힘힘 측정 장치의 분해도를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예로서 굽힘힘 측정 장치를 착용한 모습의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예로서, 굽힘힘 측정 방법의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are provided to facilitate understanding of the present invention, and provide embodiments of the present invention with detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute new embodiments.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the bending measuring apparatus for measuring finger bending as an Example of this invention.
2 is a view showing an example of the structure of the
3 is a diagram illustrating an operation of the
4 is a view showing an embodiment of the bending measuring apparatus disclosed in FIG. 1 as an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating an operation of the bending measuring device of FIG. 4. FIG.
6 is a view showing another embodiment of the bending measuring device disclosed in FIG. 1 as an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded view of the bending measuring apparatus described with reference to FIG. 6.
8 is a view showing an example of a state wearing a bending measuring device as an embodiment of the present invention.
9 is a view showing an example of a bending measurement method as an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예들은 본 발명은 손가락 굽힘 힘을 측정하기 위한 다양한 장치 및 방법들을 개시한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 대상 물체와 손가락 사이에서 발생하는 접촉력을 직접 측정하지 않고도, 손가락의 압박된 굴근건(Flexor Tendon) 장력에 의한 손가락의 두께 변화를 이용하여 손가락의 굽힘 힘을 측정하는 장치들 및 방법들을 개시한다.Embodiments of the present invention disclose various apparatuses and methods for measuring finger bending forces. In addition, embodiments of the present invention to measure the bending force of the finger using the change in the thickness of the finger by the tension flexor tendon tension of the finger without directly measuring the contact force generated between the object and the finger Disclosed are apparatuses and methods.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정의 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다.The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features.
또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에서 설명되는 구성요소의 결합 위치 및 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.In addition, some of the elements and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention. In addition, the order of coupling positions and operations of the components described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.In the description of the drawings, procedures or steps which may obscure the gist of the present invention are not described, and procedures or steps that can be understood by those skilled in the art are not described.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 그리고, 도면 및 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced. The same reference numerals are used for the same parts throughout the drawings and the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise. In addition, the terms “… unit”, “… unit”, “module”, and the like described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by combining hardware and / or software.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
In addition, the specific terms used in the embodiments of the present invention are provided to facilitate understanding of the present invention, and the use of such specific terms can be changed to other forms without departing from the technical idea of the present invention .
도 1은 본 발명의 실시예로서 손가락 굽힘힘을 측정하기 위한 굽힘힘 측정 장치의 일례를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows an example of the bending measuring apparatus for measuring finger bending as an Example of this invention.
도 1을 참조하면, 굽힘힘 측정 장치(100)는 손가락 마디에 압력을 인가하는 압박부(10), 압박부(10)의 일측에 구비되어 압박된 손가락의 두께 변화에 대응하는 신호를 발생하는 감지부(20) 및 감지부(20)에서 발생하는 신호를 이용하여 손가락 굽힘힘을 측정하는 신호처리부(30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the
또한, 굽힘힘 측정 장치(100)는 압박부(10), 감지부(20) 및/또는 신호처리부(30)의 동작을 제어하거나, 각 부의 동작에 따라 발생하는 신호 및 신호 처리 결과를 수집, 저장 및 관리하는 제어부(40)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
예를 들어, 제어부(40)는 신호처리부(30)에서 측정된 손가락 굽힘힘을 기반으로 굽힘힘 측정장치에 피드백 신호를 인가하여 압박부(10)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(40)는 손가락에 인가하는 압력을 현재 측정한 손가락 굽힘힘을 기반으로 또는 사용자가 인가하고자 하는 압력으로 변경할 수 있다.For example, the controller 40 may control the operation of the
또한, 도 1에서 신호처리부(30) 및 제어부(40)는 굽힘힘 측정 장치(100)에 직접 포함되지 않을 수 있다. 이러한 경우 신호처리부(30) 및 제어부(40)는 굽힘힘 측정 장치(100)와 연결된 외부의 특정 장치에 구비될 수 있다.In addition, in FIG. 1, the
도 1에서 설명한 굽힘힘 측정 장치(100)는 손가락의 근위지절(Proximal Phalanx) 또는 중위지절(Middle Phalanx)에 착용될 수 있으며, 압박부(10)는 손가락에 일정한 압력 또는 가변적인 압력을 적절히 인가할 수 있다.
The
도 2는 본 발명의 실시예들에서 사용되는 압박부(10) 구조의 일례를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an example of the structure of the
본 발명의 실시예들에서 압박부(10)는 제 1 압박부(11), 제 2 압박부(13) 및/또는 탄성체(15)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들에서 압박부(10)의 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부는 손가락과 직접 접촉하여 손가락을 압박하기 위해 사용된다. 이때, 탄성체(15)는 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)를 결합 또는 체결함으로써, 제 1 압박부 및 제 2 압박부가 손가락에 적절한 압력을 인가하도록 할 수 있다.In the embodiments of the present invention, the
본 발명의 실시예들에서 "적절한 압력"이란 굽힘힘 측정장치(100)의 장시간 착용시, 사용자에게 불쾌감을 초래하지 않을 정도의 최대 압력과 손가락의 굴근건 장력 변화를 민감하게 측정할 수 있도록 하기 위해 손가락의 피하 지방 등 연조직의 영향을 충분히 배제할 수 있을 정도의 최소 압력 사이에서 결정되는 것이 바람직하다.In the embodiments of the present invention, the "appropriate pressure" means that the long-term wearing of the
본 발명의 실시예들에서 탄성체(15)의 탄성은 최적의 조건 하에서 고정적으로 일정하게 유지될 수 있다. 다만, "적절한 압력"은 사용자마다 다르게 느낄 수 있으므로, 탄성체(15)의 탄성은 사용자에 따라 가변될 수 있다.
In embodiments of the present invention, the elasticity of the
도 3은 본 발명의 실시예들에서 사용될 수 있는 신호처리부(30)의 일 동작 양태를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an operation of the
신호처리부(30)는 감지부(20)로부터 발생된 신호에 대해 소정의 연산 과정을 수행하여 손가락의 굽힘힘을 측정할 수 있다. 신호처리부(30)는 손가락 굽힘힘을 측정하기 위해, 굽힘힘에 따라 비선형적인 출력을 나타내는 감지부(20)의 발생 신호(예를 들어, 감지 신호)를 굽힘힘에 따라 선형적인 관계를 가지는 최종 출력값으로 변환하기 위한 신호-굽힘힘 모듈(31)을 포함할 수 있다.The
신호-굽힘힘 모듈(31)은 감지부(20)에서 발생된 감지 신호와 굽힘힘과의 관계가 정립된 신호-굽힘힘 모델로 구현될 수 있다. 신호-굽힘힘 모델은 감지부(20)의 신호를 입력받고, 굽힘힘에 대응되는 최종 출력값을 내보내는 수학적 모델로서 기 취득한 정보를 기반으로 생성될 수 있다.
The signal-bending module 31 may be implemented as a signal-bending model in which a relationship between a sensing signal generated in the
도 4는 본 발명의 실시예로서 도 1에서 개시한 굽힘힘 측정 장치의 일 구현례를 나타내는 도면이다.4 is a view showing an embodiment of the bending measuring apparatus disclosed in FIG. 1 as an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 굽힘힘 측정 장치(100)는 제 1 압박부(11), 제 2 압박부(13) 및 탄성체(15)를 포함할 수 있다. 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)는 내측(예를 들어, 손가락에 직접 접촉하는 면)에 도출된 요철부(17)를 구비하여 손가락을 효율적으로 압박할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
굽힘힘 측정 장치(100)는 결합부와 개구부를 포함할 수 있다. 결합부는 굽힘힘 측정 장치(100)에서 제 1 압박부(11)의 일측과 제 2 압박부(13)의 일측이 결합 및 체결되는 부분을 의미하며, 개구부는 굽힘힘 측정 장치(100)에서 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부의 상대적인 변위(Displacement)를 측정하기 위한 부분을 의미한다.The bending
탄성체(15)는 도 4와 같이 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)가 결합되는 결합부에 부가되어, 탄성체(15)의 탄성력을 기반으로 압력부(10)에 일정한 압력을 인가할 수 있다.As shown in FIG. 4, the
감지부(20)는 개구부에 부가될 수 있다. 예를 들어, 감지부(20)는 개구부의 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부(13)의 사이에서, 제 1 압박부(11) 및/또는 제 2 압박부(13)의 일측 말단에 구비될 수 있다.The
또한, 제 1 압박부(11)의 상부에는 신호처리부(30)가 구비되어 감지부(20)에서 발생하는 신호를 측정하여 손가락(200)의 굽힘힘을 측정할 수 있다. 물론, 신호처리부(30)는 제 2 압박부(13)의 하부에 구비될 수 있으며, 사용자의 요구사항에 따라 제어부(40)에서 신호처리부(30)의 역할을 대신하는 경우에는 제 1 압박부 및 제 2 압박부에 직접 구비되지 않을 수 있다.In addition, the
사용자가 도 4에서 개시한 굽힘힘 측정 장치를 손가락에 착용하는 경우에, 제 1 압박부(11)는 손가락 마디의 손등 측(Dorsal Side)에 위치될 수 있다. 이때, 제 1 압박부(11)는 상부 구조로 불릴 수 있다. 또한, 제 2 압박부(13)는 손가락 마디의 손바닥 측(Volar Side)에 위치될 수 있다. 이때, 제 2 압박부(13)는 하부 구조로 불릴 수 있다.When the user wears the bend measuring device disclosed in FIG. 4 on the finger, the first pressing
굽힘힘 측정 장치의 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부(13)는 손가락(200)의 굴근건 장력의 변화에 따라 상대적인 운동이 가능하다. 예를 들어, 사용자가 굽힘힘 측정 장치(100)를 손가락(200)에 착용한 채로 대상 물체를 집거나 만지는 경우, 손가락(200)의 굴근건이 잡는 동작 또는 만지는 동작에 따라 변형된다. 따라서, 손가락(200)에 직접 접촉되는 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부(13)는 손가락의 두께 변화에 따라 상대적인 위치 운동을 수행하게 된다.The first
이때, 탄성체(15)는 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부(13)의 결합부분에 부가되어, 손가락(200)을 압박하기 위한 압력을 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예들에서, 탄성체(15)는 스프링, 탄성 직물 및/또는 고무 재질로 된 밴드 등으로 구성될 수 있다. 탄성체(15)의 탄성은 압박부(10)가 적절한 압력으로 손가락(200)을 압박할 수 있는 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.In this case, the
감지부(20)는 압박부(10)의 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)의 상대적인 변위(Displacement)를 감지할 수 있다. 즉, 감지부(20)는 사용자의 손가락(200)의 굴근건의 수축 및 이완에 따른 압박부(10)의 변형량을 계측함으로써 압박된 손가락(200)의 두께 변화를 측정할 수 있다.The
이때, 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)의 위치운동에 따른 상대적인 변위는 제 1 압박부(11) 및 제 2 압박부(13)의 상대적인 병진 운동(Translational Motion) 및/또는 회전 운동(Rotational Motion)에 의해 발생될 수 있다. 즉, 감지부(20)는 손가락의 두께 변화에 대응하는 감지 신호를 생성하여 신호처리부(30) 및/또는 제어부(40)로 전송할 수 있다. 이때, 감지 신호는 전압, 저항 또는 정전 용량 등의 전기적 신호로 발생될 수 있다.At this time, the relative displacement according to the positional movement of the first pressing
본 발명의 실시예들에서 감지부(20)로서 홀 효과 센서(Hall effect sensor), 가변 저항(variable resistor), 회전형 엔코더(rotary encoder), 직선형 엔코더(linear encoder), 스트레인 게이지(strain gage), 신장 센서(stretch sensor) 및 굽힘 센서(bending sensor) 중 하나 이상이 사용될 수 있다.
In the embodiments of the present invention, as the
도 5는 도 4의 굽힘힘 측정 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating an operation of the bending measuring device of FIG. 4. FIG.
도 5(a)는 굽힘힘 측정 장치가 사용자의 손가락에 착용된 최초 상태를 나타낸다. 즉, 사용자가 대상 물체에 접촉을 가하기 이전의 상태로서 손가락(200)의 굴근건이 이완된 상태이다. 이때, 감지부(20)가 구비된 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)의 상대적인 위치 거리는 d1으로 가정한다.Figure 5 (a) shows the initial state that the bending measuring device is worn on the user's finger. That is, the flexor tendon of the
도 5(b)는 사용자가 굽힘힘 측정 장치를 구비한 채로 대상 물체를 쥐거나 만지는 동작을 수행하는 경우의 굽힘힘 측정 장치의 변형 모습을 나타낸다. 예를 들어, 손가락이 굽혀짐에 따라 굴근건이 수축 또는 이완되어 손가락의 두께가 변화되면, 손가락(200)은 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)의 요철부(17)를 밀어 내게 되므로, 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)의 상대적인 위치 거리는 d2로 변형된다.FIG. 5 (b) shows a deformation of the bending measuring device when the user performs an operation of grasping or touching a target object with the bending measuring device. For example, when the flexor tendon contracts or relaxes as the finger is bent, and thus the thickness of the finger changes, the
감지부(20)는 d1와 d2의 변위(Displacement)를 측정하여 감지 신호를 생성하고, 생성된 감지 신호를 신호처리부(30)에 전달할 수 있다.
The
도 6은 본 발명의 실시예로서 도 1에서 개시한 굽힘힘 측정 장치의 다른 구현례를 나타내는 도면이다.6 is a view showing another embodiment of the bending measuring device disclosed in FIG. 1 as an embodiment of the present invention.
도 6의 굽힘힘 측정 장치는 제 1 압박부(11), 제 2 압박부(13), 탄성체(15) 및 감지부(20)를 포함하여 구성되는 점에서는 도 4의 굽힘힘 측정 장치와 동일하다. 다만, 도 6의 굽힘힘 측정 장치의 경우 탄성체(15)의 구비 위치가 도 4와 차이가 있다.The bending measuring device of FIG. 6 is the same as the bending measuring device of FIG. 4 in that the bending measuring device includes the first
도 6을 참조하면, 탄성체(15)는 결합부가 아닌 개구부에서 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)에 탄성력을 굽힘힘 측정 장치(100)에 인가할 수 있다. 도 6에서는 탄성체(15)의 일례로서 스프링이 사용되는 경우를 도시하였으나, 고무 재질로된 밴드 또는 탄성 성질을 갖는 섬유로 대체될 수 있다.
Referring to FIG. 6, the
도 7은 도 6에서 설명한 굽힘힘 측정 장치의 분해도를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is an exploded view of the bending measuring apparatus described with reference to FIG. 6.
도 7을 참조하면, 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)는 결합핀(19)으로 체결되어 병진 운동 및/또는 회전 운동을 수행할 수 있다. 또한, 탄성체(15)는 굽힘힘 측정 장치의 개구부에 구비되어 제 1 압박부(11)와 제 2 압박부(13)가 손가락(200)에 적절한 압력을 인가할 수 있게 한다. 즉, 탄성체(15)는 제 1 압박부(11)의 개구부 측 말단 일측 및 제 2 압박부(13)의 개구부 측 말단 일측에서 압박부(10)에 탄성력에 따른 압력을 인가한다. 또한, 탄성체(15)는 사용자의 요구 사항에 따라 둘 이상이 굽힘힘 측정 장치에 구비될 수 있다.
Referring to FIG. 7, the first pressing
도 8은 본 발명의 실시예로서 굽힘힘 측정 장치를 착용한 모습의 일례를 나타내는 도면이다.8 is a view showing an example of a state wearing a bending measuring device as an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 사용자는 굽힘힘 측정 장치(100)를 검지손 근위지절에 착용한 것을 확인할 수 있다. 사용자가 굽힘힘 측정 장치(100)를 착용한 채로 대상 물체를 만지거나, 잡거나 쥐는 동작을 수행하는 경우, 손가락의 모양이 변형되면서 압박부(10)에 상대적인 변위가 발생할 수 있다(도 5 참조). 이때, 감지부(20)는 압박부의 변위를 측정하여 감지 신호를 생성하고, 생성한 감지 신호를 신호처리부(30)로 전송할 수 있다. 또한, 신호처리부(30)는 감지 신호를 처리 및 분석하여 손가락에서 발생하는 굽힘힘을 측정할 수 있다. 신호처리부(30)는 측정한 굽힘힘에 대한 정보를 제어부(40)로 전달하여 사용자가 확인할 수 있도록 할 수 있다.
Referring to FIG. 8, the user may confirm that the
도 9는 본 발명의 실시예로서, 굽힘힘 측정 방법의 일례를 나타내는 도면이다.9 is a view showing an example of a bending measurement method as an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 사용자는 도 8과 같이 굽힘힘 측정 장치를 착용하여 손가락의 굽힘힘을 측정할 수 있다. 사용자가 굽힘힘 측정 장치를 착용하면 굽힘힘 측정 장치의 탄성체(15)에 의해 손가락에 일정한 압력이 인가된다(S901).Referring to FIG. 9, a user may measure a bend of a finger by wearing a bend measuring device as shown in FIG. 8. When the user wears the bending measuring device, a predetermined pressure is applied to the finger by the
이때, 사용자가 굽힘힘 측정 장치를 착용한 손가락을 이용하여 대상 물체를 쥐거나 잡는 등의 동작을 수행하는 경우, 손가락의 변형(예를 들어, 굴근건의 장측 변위 (volar displacement: 손바닥 방향 변위))이 발생한다. 즉, 압박부(10)의 제 1 압박부 및 제 2 압박부는 손가락의 두께 변화에 따라 상대적인 병진운동 또는 회전운동을 수행하고, 감지부에서는 제 1 압박부와 제 2 압박부의 상대적인 변위를 측정한다(S902).In this case, when the user performs an operation such as holding or grasping an object using a finger wearing a bending measuring device, deformation of a finger (for example, a longitudinal displacement of a flexor tendon) is performed. This happens. That is, the first pressing portion and the second pressing portion of the
또한, 감지부는 측정한 상대적인 변위를 토대로 감지 신호를 생성하고, 생성한 감지 신호를 신호 처리부(30)로 전송한다(S903).In addition, the sensing unit generates a sensing signal based on the measured relative displacement, and transmits the generated sensing signal to the signal processor 30 (S903).
신호 처리부(30)에서는 수신한 감지 신호를 기반으로 도 3에서 설명한 바와 같이 굽힘힘을 측정할 수 있다(S904).
In operation S904, the
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention. In addition, claims that do not have an explicit citation in the claims can be combined to form an embodiment or included as a new claim by amendment after the application.
본 발명의 실시예들은 다양한 제어/계측 분야, 의료 분야, 로봇 분야 등에 적용될 수 있다.Embodiments of the present invention may be applied to various control / measurement fields, medical fields, robot fields, and the like.
10: 압박부
11: 제 1 압박부
13: 제 2 압박부
15: 탄성체
17: 요철부
19: 결합핀
20: 감지부
30: 신호 처리부
40: 제어부
100: 굽힘힘 측정 장치
200: 사용자 손가락10: pressure part
11: first pressing part
13: second compression
15: elastomer
17: uneven part
19: coupling pin
20: detector
30: signal processing unit
40:
100: bending measuring device
200: user finger
Claims (19)
상기 손가락을 압박하기 위한 압박부;
상기 압박부의 일측에 구비되고, 상기 압박된 손가락의 두께 변화에 따라 상기 압박부의 변형량에 대한 감지 신호를 발생하는 감지부; 및
상기 감지 신호를 기반으로 상기 손가락의 굽힘힘을 측정하는 신호처리부를 포함하는, 굽힘힘 측정장치.In the device for measuring the bending of the finger,
A pressing unit for pressing the finger;
A sensing unit provided at one side of the pressing unit and generating a detection signal for a deformation amount of the pressing unit according to a change in thickness of the pressed finger; And
And a signal processor for measuring bending of the finger based on the detection signal.
상기 압박부는 상기 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 포함하되,
상기 탄성체는 탄성력을 상기 압박부에 인가하여 상기 손가락을 압박하는, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 1,
The pressing unit includes an elastic body for pressing the finger,
The elastic body is a bending measuring device for pressing the finger by applying an elastic force to the pressing portion.
상기 압박부는 상기 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 상대적인 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행하는, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 2,
The compression unit is a bending measuring device that performs one or more of relative translation and rotational movement in accordance with the flexor tendon tension change of the finger.
상기 감지부는 상기 상대적인 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 따른 상기 압박부의 상기 변형량을 측정하는, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 3,
And the sensing unit measures the amount of deformation of the pressing unit according to at least one of the relative translational and rotational movements.
상기 압박부는 상기 손가락을 압박하기 위한 요철부를 더 구비하는, 굽힘힘 측정장치.5. The method of claim 4,
The pressing unit further comprises a concave-convex portion for pressing the finger, the bending measuring device.
상기 손가락을 압박하기 위한 제 1 압박부;
상기 제 1 압박부와 함께 상기 손가락을 압박하기 위한 제 2 압박부;
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부와 결합하여 탄성력을 상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부에 인가하여 상기 손가락을 압박하기 위한 탄성체;
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부 중 하나 이상의 일측에 구비되고, 상기 압박된 손가락의 두께 변화에 따른 상기 제 1 압박부와 상기 제 2 압박부의 상대적인 변위에 대한 감지 신호를 발생하는 감지부; 및
상기 감지 신호를 기반으로 상기 손가락의 굽힘힘을 측정 및 분석하는 신호처리부를 포함하는, 굽힘힘 측정장치.In the device for measuring the bending of the finger,
A first pressing part for pressing the finger;
A second pressing portion for pressing the finger together with the first pressing portion;
An elastic body coupled to the first pressing part and the second pressing part to apply an elastic force to the first pressing part and the second pressing part to press the finger;
A sensing unit provided at one or more sides of the first pressing unit and the second pressing unit and generating a detection signal for a relative displacement of the first pressing unit and the second pressing unit according to a change in thickness of the pressed finger; ; And
And a signal processor configured to measure and analyze the bending of the finger based on the detection signal.
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부는 상기 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행하는, 굽힘힘 측정장치.The method according to claim 6,
And the first compression unit and the second compression unit perform one or more of translational and rotational movements according to the change in the flexor tendon tension of the finger.
상기 감지부는 상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부의 상기 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 따른 상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부의 상기 상대적인 변위를 측정하는, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 7, wherein
And the sensing unit measures the relative displacement of the first pressing unit and the second pressing unit according to at least one of the translational and rotational movements of the first pressing unit and the second pressing unit.
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부는 상기 손가락을 압박하기 위한 요철부를 더 구비하는, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 7, wherein
The first pressing portion and the second pressing portion further comprises a concave-convex portion for pressing the finger, bending measuring apparatus.
상기 탄성체는 스프링, 탄성 직물 또는 고무 밴드인, 굽힘힘 측정장치.The method of claim 7, wherein
The elastic body is a bending measuring device, spring, elastic fabric or rubber band.
굽힘힘 측정 장치의 압박부를 이용하여 상기 손가락에 소정의 압력을 인가하는 단계;
상기 굽힘힘 측정 장치의 감지부에서 상기 손가락의 두께 변화에 따라 상기 압박부의 변형량을 측정하는 단계;
상기 감지부에서 상기 변형량에 따른 감지 신호를 생성하는 단계;
상기 감지부에서 상기 감지 신호를 상기 굽힘힘 측정 장치의 신호처리부에 전송하는 단계; 및
상기 감지부 신호에 기반하여 상기 손가락의 굽힘힘을 측정하는 단계를 포함하는, 굽힘힘 측정방법.In the method for measuring the bending of the finger,
Applying a predetermined pressure to the finger by using the pressing portion of the bending measuring device;
Measuring a deformation amount of the compression unit in accordance with a change in the thickness of the finger in the sensing unit of the bending measuring device;
Generating a detection signal according to the deformation amount in the detection unit;
Transmitting the detection signal by the detection unit to a signal processing unit of the bending measuring device; And
And measuring the bend of the finger based on the detector signal.
상기 압박부는 상기 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 포함하되,
상기 탄성체는 탄성력을 상기 압박부에 인가하여 상기 손가락을 압박하는, 굽힘힘 측정방법.The method of claim 11,
The pressing unit includes an elastic body for pressing the finger,
The elastic body is a bending measurement method for pressing the finger by applying an elastic force to the pressing portion.
상기 변형량은 상기 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 상기 압박부에서 수행되는 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상에 의해 발생하는, 굽힘힘 측정방법.The method of claim 12,
The deformation amount is caused by one or more of the translational and rotational movements performed in the pressing portion in accordance with the flexor tendon change of the finger, bending measurement method.
상기 굽힘힘을 측정하는 단계는;
상기 변형량에 따른 비선형적인 출력을 나타내는 상기 감지 신호를 상기 굽힘힘에 따라 선형적인 관계를 가지는 최종 출력값으로 변환하는 단계를 포함하는, 굽힘힘 측정방법.The method of claim 12,
Measuring the bending;
And converting the sensing signal indicative of the nonlinear output according to the deformation amount into a final output value having a linear relationship with the bending.
굽힘힘 측정장치의 제 1 압박부 및 제 2 압박부를 이용하여 상기 손가락에 압력을 인가하는 단계;
상기 굽힘힘 측정장치의 감지부에서 상기 손가락의 두께 변화에 따라 상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부의 상대적인 변위를 측정하는 단계;
상기 감지부에서 상기 상대적인 변위에 따라 감지 신호를 생성하는 단계;
상기 감지부에서 상기 감지 신호를 상기 굽힘힘 측정 장치의 신호처리부에 전송하는 단계; 및
상기 감지 신호를 기반으로 상기 손가락의 굽힘힘을 측정 및 분석하는 단계를 포함하는, 굽힘힘 측정방법.In the method for measuring the bending of the finger,
Applying pressure to the finger using a first pressing portion and a second pressing portion of the bending measuring device;
Measuring a relative displacement of the first pressing portion and the second pressing portion in accordance with a change in the thickness of the finger in the sensing unit of the bending measuring device;
Generating a detection signal according to the relative displacement in the detection unit;
Transmitting the detection signal by the detection unit to a signal processing unit of the bending measuring device; And
Measuring and analyzing the bend of the finger based on the detection signal.
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부는 상기 손가락의 굴근건 장력 변화에 따라 병진운동 및 회전운동 중 하나 이상을 수행하는, 굽힘힘 측정방법.16. The method of claim 15,
And the first pressing portion and the second pressing portion perform one or more of translational and rotational movements according to flexural tendon changes of the fingers.
상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부는 상기 손가락을 압박하기 위한 요철부를 더 구비하는, 굽힘힘 측정방법.17. The method of claim 16,
And the first pressing portion and the second pressing portion further include an uneven portion for pressing the finger.
상기 굽힘힘 측정 장치는 상기 손가락을 압박하기 위한 탄성체를 더 포함하되,
상기 탄성체는 탄성력을 상기 제 1 압박부 및 상기 제 2 압박부에 인가하여 상기 손가락을 압박하는, 굽힘힘 측정방법.17. The method of claim 16,
The bending measuring device further includes an elastic body for pressing the finger,
The elastic body is a bending measurement method for applying pressure to the finger by applying an elastic force to the first pressing portion and the second pressing portion.
상기 굽힘힘을 측정하는 단계는;
상기 변위에 따른 비선형적인 출력을 나타내는 상기 감지 신호를 상기 굽힘힘에 따라 선형적인 관계를 가지는 최종 출력값으로 변환하는 단계를 포함하는, 굽힘힘 측정방법.19. The method of claim 18,
Measuring the bending;
And converting the sensing signal indicative of the nonlinear output according to the displacement into a final output value having a linear relationship with the bending.
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JPH07236625A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Terumo Corp | Pulse oxymeter probe for finger |
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KR20110069503A (en) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | 한국전자통신연구원 | Thimble-type mediated device and method for recognizing thimble gesture using the device |
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- 2011-09-27 KR KR1020110097279A patent/KR101271728B1/en not_active IP Right Cessation
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