KR101400773B1 - 정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛 - Google Patents

정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛 Download PDF

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Abstract

정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치는, 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중 및 하중분포를 검출하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛을 포함하며, 상기 하중 검출유닛은, 상기 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 센싱모듈; 및 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈을 포함한다.

Description

정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛{LOAD MEASUREMENT APPARATUS AND CAPACITIVE-TYPE LOAD SENSING UNIT THEREFOR}
본 발명은, 정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정전용량 방식의 하중 검출유닛을 이용하여 대상체에 가해지는 하중 및 하중분포를 정밀하게 측정할 수 있는 정전용량방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛에 관한 것이다.
하중(무게)을 감지하기 위한 종래의 기술로서는 로드셀(load cell) 이 가장 대표적인 센서이다.
로드셀은, 먼저 하중을 직접 인가받는 탄성소재(알루미늄 또는 스틸)를 다양한 형태로 가공하여 구비하고, 탄성소재 표면의 다양한 위치에 여러 개의 스트레인 게이지(strain gage)를 부착한다.
스트레인 게이지에 대해 간략히 설명하면, 모든 재료는 외력(external force)을 받으면 변형된다. 이때, 미소한 길이의 변화를 스트레인이라하며, 이를 측정하는 센서를 스트레인 게이지라 한다.
로드셀은, 외력을 직접 받는 기초 재료로는 탄성체(Al, Steel)를 주로 사용하며 탄성체 표면의 스트레인이 발생하는 부위에 metal foil을 이용한 저항체인 스트레인 게이지를 본드로 접착하고 전자회로를 구성하여 저항의 변화를 읽어내는 것이다.
이러한, 로드셀은 하중에 의한 탄성소재의 물리적 변형량(strain)을 전기적 신호로 변환하여 하중을 감지하는 원리를 이용한다.
그러나, 로드셀은 기술적으로 경박단소(輕薄短小) 센서 제작이 불가하며, 제조공정이 복잡하여 자동화가 어려운 문제점이 있다.
[문헌1] 대한민국 공개특허 10-2011-0073546 (니혼샤신 인사츠 가부시키가이샤) 2011.06.29.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 경박단소(輕薄短小)이며 그 제조공정이 간단한 정전용량의 변화를 감지하는 센싱모듈을 구비한 정전용량 방식의 하중 측정장치 및 이에 사용되는 하중 검출유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중 및 하중분포를 검출하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛을 포함하며, 상기 하중 검출유닛은, 상기 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 센싱모듈; 및 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈을 포함하는 정전용량 방식의 하중 측정장치가 제공될 수 있다
상기 센싱모듈은, 제1 전극부; 상기 제1 전극부의 높이방향으로 이격되게 마련되어 상기 제1 전극부와 쌍을 이루는 제2 전극부; 및 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이에 마련되어, 하중이 가해지는 경우에 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 간격이 복원가능하게 탄성적으로 변형되는 탄성 유전체를 포함할 수 있다.
상기 센싱모듈은, 상기 제1 전극부와 상기 탄성 유전체 사이에 마련되어, 상기 제1 전극부와 상기 탄성 유전체를 결합시키는 제1 결합부재; 및 상기 제2 전극부와 상기 탄성 유전체 사이에 마련되어, 상기 제2 전극부와 상기 탄성 유전체를 결합시키는 제2 결합부재를 더 포함할 수 있다.
상기 센싱모듈은, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 및 상기 탄성 유전체가 하나의 단위 셀을 형성하며, 상기 단위 셀은, 상기 대상체의 바닥면에 상호 이격되어 복수 개 마련될 수 있다.
상기 대상체는 신체의 하중을 지지하며, 상기 단위 셀은, 상기 대상체의 전방부 및 후방부에 각각 상호 이격되게 복수 개 배치될 수 있다.
상기 하중 검출모듈은, 상기 복수의 단위 셀에 연결되되, 하중에 따른 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 정전용량 변화로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중을 검출하는 하중 검출부를 포함할 수 있다.
상기 하중 검출모듈은, 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중으로부터 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하는 작용방향 검출부를 더 포함할 수 있다.
상기 작용방향 검출부는, 상기 복수의 단위 셀 중 어느 하나의 단위 셀에서 검출된 제1 하중에 대한 다른 단위 셀에서 검출된 제2 하중의 비율에 따라 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하여 실제로 상기 복수의 단위 셀에 가해지는 하중을 검출할 수 있다.
상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향(ф)는, 상기 제1 하중(F1ф)에 대한 상기 제2 하중(F2ф)의 비율인
Figure 112012085032780-pat00001
에 의해 검출될 수 있다.
상기 하중 검출유닛을 제어하는 제어유닛을 더 포함하며, 상기 하중 검출모듈은, 상기 복수의 단위 셀 각각에서 검출된 하중을 상기 제어유닛에 송신하는 송신부; 및 상기 제어유닛의 제어신호를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 상호 이격되게 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량 변화를 감지하는 센싱모듈; 및 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중의 분포를 검출하는 하중 검출모듈을 포함하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛이 제공될 수 있다.
상기 센싱모듈은, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 및 상기 탄성 유전체가 하나의 단위 셀을 형성하며, 상기 단위 셀은, 상기 대상체의 바닥면에 상호 이격되어 복수 개 마련될 수 있다.
상기 센싱모듈에 연결되되, 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈을 더 포함하며, 상기 하중 검출모듈은, 상기 복수의 단위 셀에 연결되되, 하중에 따른 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 정전용량 변화로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중을 검출하는 하중 검출부; 및 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중으로부터 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하는 작용방향 검출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 가볍고 얇으며 크기가 작고 제조공정이 간단한 정전용량 방식의 센서모듈을 이용하여, 대상체에 가해지는 하중 및 하중분포를 정밀하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈 및 하중 검출모듈의 결합상태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈 및 하중 검출모듈의 결합상태를 나타내는 배면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 센싱모듈의 분해사시도이다.
도 5 및 도 6은 신발의 깔창에 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈이 배치된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 단위 셀의 조합을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 하중이 수직방향으로 작용하는 경우에 두개의 센싱모듈에서 검출되는 하중을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 하중이 경사지게 작용하는 경우에 두개의 센싱모듈에서 검출되는 하중을 나타내는 개념도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에 따른 대상체는, 신체의 하중이 가해지는 신발, 신발의 깔창 및 체중계 등과, 물건의 하중을 측정하는 중량계 등을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치는 정하중(靜荷重) 및 동하중(動荷重)을 검출하는데 사용될 수 있으며, 특히 정지상태에서 연속적인 운동모션(예를들어, 골프, 야구 등)에 따른 복수의 지점에 가해지는 하중의 분포를 보다 정확하고 실시간으로 파악하는데 사용될 수 있다.
이하에서는, 골프 운동을 함에 있어서, 신발에 작용하는 하중분포를 검출하는데 사용되는 본 발명에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈 및 하중 검출모듈의 결합상태를 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈 및 하중 검출모듈의 결합상태를 나타내는 배면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 센싱모듈의 분해사시도이고, 도 5 및 도 6은 신발의 깔창에 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈이 배치된 상태를 나타내는 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 단위 셀의 조합을 나타내는 평면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 하중이 수직방향으로 작용하는 경우에 두개의 센싱모듈에서 검출되는 하중을 나타내는 개념도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 하중이 경사지게 작용하는 경우에 두개의 센싱모듈에서 검출되는 하중을 나타내는 개념도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식의 하중 측정장치는, 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 마련되어 바닥면에 가해지는 하중의 분포를 검출하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛(100)과, 하중 검출유닛(100)을 제어하는 제어유닛(200)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 정전용량 방식의 하중 검출유닛(100)은, 정하중(靜荷重) 또는 동하중(動荷重)에 의해 대상체, 예를들어 신발의 바닥면에 가해지는 하중 및 하중분포를 검출하는 역할을 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하중 검출유닛(100)은, 대상체의 바닥면에 마련되어 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량의 변화를 감지하는 센싱모듈(110)과, 센싱모듈(110)에 연결되되 센싱모듈(110)에서 감지된 정전용량 변화로부터 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈(130)을 포함한다.
본 실시예에서 센싱모듈(110)은, 하중이 가해지는 경우에 정전용량 변화를 감지하여 대상체에 가해지는 하중을 검출하는 역할을 한다.
본 실시예에서 센싱모듈(110)은 정전용량 방식의 압력센서로서, 두 전극 사이의 정전용량 변화를 감지하여 대상체에 가해지는 하중을 검출한다.
도 4를 참조하면, 센싱모듈(110)은, 제1 전극부(111)와, 제1 전극부(111)의 높이방향으로 이격되게 마련되어 제1 전극부(111)와 쌍을 이루는 제2 전극부(112)와, 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이에 마련되어 하중이 가해지는 경우에 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이의 간격이 복원가능하게 탄성적으로 변형되는 탄성 유전체(113)와, 제1 전극부(111)와 탄성 유전체(113) 사이에 마련되어 제1 전극부(111)와 탄성 유전체(113)를 결합시키는 제1 결합부재(114)와, 제2 전극부(112)와 탄성 유전체(113) 사이에 마련되어 제2 전극부(112)와 탄성 유전체(113)를 결합시키는 제2 결합부재(115)를 포함한다.
즉, 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112)는 소정간격 높이방향으로 상호 이격되게 마련되며, 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이에는 탄성 유전체(113)가 마련된다.
그리고, 제1 전극부(111)와 탄성 유전체(113)는 제1 결합부재(114)에 의해 상호 결합되며, 제2 전극부(112)와 탄성 유전체(113)는 제2 결합부재(115)에 의해 상호 결합된다.
그리고, 제1 전극부(111), 제2 전극부(112), 탄성 유전체(113), 제1 결합부재(114) 및 제2 결합부재(115)는 상호 연결되어 하나의 정전용량 방식의 단위 셀(S)을 형성한다.
본 실시예에서 정전용량 방식의 센싱모듈(110)의 제1 전극부(111) 및 제2 전극부(112)는 인쇄회로방식으로 박막형으로 제작될 수 있고, 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이에 탄성 유전체(113)를 삽입 설치하므로, 그 제작공정이 간단할 뿐 아니라, 센싱모듈(110) 자체가 가볍고 얇으며 또한 그 크기를 최소화할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 단위 셀(S)은 신발의 바닥면 또는 신발의 깔창에 상호 이격되게 복수 개 마련된다.
특히, 골프 등과 같이 정지상태에서 연속적인 운동모션에 따른 하중의 분포를 파악하기 위하여, 단위 셀(S)은 신발의 전방부 및 후방부에 각각 상호 이격되게 복수 개 배치된다.
이는, 체중은 발의 전방부 및 후방부에 의해 지지되므로, 운동모션에 따른 하중 분포 역시 발의 전방부 및 후방부에 분포되기 때문이다.
이와 같이, 단위 셀(S)을 신발의 바닥면 및 신발의 깔창에 용이하게 부착할 수 있어, 원하는 위치의 하중 분포를 용이하게 알 수 있다.
탄성 유전체(113)는 하중에 의해 탄성적으로 변형되어 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이에서 형성되는 정전용량을 변화시키는 역할을 한다.
탄성 유전체(113)는 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계 등의 탄성소재로 제작될 수 있으나, 탄성 유전체(113)는 제1 전극부(111)(510)와 제2 전극부(112)(520) 사이의 거리를 복원가능하게 탄성적으로 변형될 수 있으면 어떠한 소재든 가능하다.
한편, 제1 전극부(111) 및 제2 전극부(112)가 단위 셀(S)의 모양과 배치에 따라 분할되는 경우에도, 탄성 유전체(113)는 제1 전극부(111) 및 제2 전극부(112)의 분할되지 않고 일체로 구성된다.
그리고, 단위 셀(S)은 측정하고자 하는 위치에 따라 복수 개가 조합되어 사용될 수 있다.
예를 들어, 단위 셀(S)은 도 7(a)에서 도시한 바와 별모양을 이루는 복수의 단위 셀(S1 내지 S7)과, 도 7(b)에서 도시한 바와 같이 타원모양의 복수의 단위 셀(S1 내지 S8)과, 도 7(c)에서 도시한 바와 같이 반원 중공모양의 복수의 단위 셀(S1 내지 S4)과 같이 조합되어 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 하중 검출모듈(130)은 센싱모듈(110)에 연결되어 센싱모듈(110)에서 감지된 정전용량 변화로부터 대상체, 즉 신발의 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 역할을 한다.
하중 검출모듈(130)은, 복수의 단위 셀(S)에 연결되되 하중에 따른 제1 전극부(111)와 제2 전극부(112) 사이의 정전용량 변화로부터 복수의 단위 셀(S) 각각에 가해진 하중을 검출하는 하중 검출부(131)와, 복수의 단위 셀(S) 각각에 가해진 하중으로부터 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하는 작용방향 검출부(132)를 포함한다.
운동모션이 있는 경우에 신발의 전방부 및 후방부에 부착된 복수 개의 단위 셀(S)은 각각 다른 정전용량 변화값을 가지게 되며, 하중 검출부(131)는 복수 개의 단위 셀(S)에서 감지된 정전용량 변화값으로부터 단위 셀(S)이 배치된 위치에 가해진 하중을 검출한다.
한편, 각각의 단위 셀(S)에 하중이 가해지는 경우에, 단위 셀(S)은 연직방향 하중만을 감지하게 되므로, 실제 운동모션에 있어 단위 셀(S)에 가해지는 경사방향 하중을 정확하게 예측할 수 없다.
따라서, 본 실시예에서는 운동모션에 의해 실제로 가해지는 경사방향 하중을 파악하기 위하여 작용방향 검출부(132)가 마련된다.
작용방향 검출부(132)는 신발의 바닥면 또는 신발의 깔창에 배치된 복수 개의 단위 셀(S)에서 검출된 하중으로부터 실제로 가해진 경사방향 하중의 작용방향을 검출하는 역할을 한다.
신발의 바닥면 또는 신발의 깔창에 배치된 복수 개의 단위 셀(S)에 가해지는 실제의 경사방향 하중을 예측하는 방법에 대해 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 8을 참조하면, 두 개의 단위 셀(S1,S2)의 중심에 연직방향의 하중(Ftot)이 가해지는 경우에, 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지되는 하중은 각각 F1=Fo와 F2=Fo이며, 전체하중(Ftot)은 [수학식 1]에서와 같다.
Figure 112012085032780-pat00002
그런데. 도 9에서와 같이, 전체 하중(Ftot)이 ф 의 각도로 인가되면 힘의 분력이 발생한다.
즉, 두 개의 단위 셀(S1,S2)은 연직방향 하중만 감지하게 설계되므로, 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지되는 연직방향의 하중은 도 9에서 도시한 바와 같이 각각 F1 '=Focosф와 F2 '=Focosф이다.
이처럼, 경사지게 하중이 가해지는 경우에, 두 개의 단위 셀(S1,S2)은 연직방향 하중만을 감지하므로 실제 두 개의 단위 셀(S1,S2)에 가해지는 하중과 차이가 발생하게 된다.
따라서, 실제로 두 개의 단위 셀(S1,S2)에 가해지는 전체 하중(Ftot)과 그 기울기를 알기 위해서는, 전체 하중(Ftot)이 두 개의 단위 셀(S1,S2)에 의해 감지된 하중에 모두 포함되고, 전체 하중(Ftot)의 기울기가 [수학식 1]을 만족한다는 전제가 성립됨을 의미한다.
도 9에서 전체 하중(Ftot)의 기울기에 따라 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지되는 연직방향 하중의 합 Fvert는 [수학식 2]를 만족한다.
Figure 112012085032780-pat00003
그리고, [수학식 1]과 [수학식 2]를 비교하면, [수학식 3]에서와 같다.
Figure 112012085032780-pat00004
두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지된 하중이 전체 하중(Ftot)과 동일하지 않은데, 이는 전체 하중(Ftot)이 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지된 하중에 모두 포함되지 않기 때문이다.
이 차이는 무게 중심의 변화로서 기울임 방향쪽 단위 셀(S2)에 하중이 추가되기 때문이다. 따라서 전체 하중(Ftot)의 기울기(ф)에 따른 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지되는 하중을 각각 F1ф 와 F2ф라고 하면, F1ф 와 F2ф는 각각 [수학식 4]와 [수학식 5]와 같다.
Figure 112012085032780-pat00005
Figure 112012085032780-pat00006
따라서, 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 감지된 하중의 비로 인가된 전체 하중(Ftot)의 기울기를 [수학식 6]에서와 같이 유추할 수 있다.
Figure 112012085032780-pat00007
[수학식 6]에서와 같이, 작용방향 검출부(132)는 두 개의 단위 셀(S1,S2)에서 각각 검출된 하중의 비율에 따라 대상체, 즉 신발의 바닥면 또는 신발의 깔창에 가해진 하중의 작용방향을 검출하여 이를 보정함으로써 대상체에 가해진 실제 하중을 검출한다.
전술한 바와 같이, 복수의 단위 셀(S)에서 검출된 하중 및 복수의 단위 셀(S)에 가해진 하중의 작용방향에 대한 데이타는 제어유닛(200)에 송신된다.
제어유닛(200)은 하중 검출모듈(130)의 복수의 단위 셀(S), 하중 검출부(131), 작용방향 검출부(132) 등의 작동 및 하중 데이터 수집에 대한 제어신호를 제공할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서 하중 검출모듈(130)은 복수의 단위 셀(S) 각각에서 검출된 하중을 제어유닛(200)에 송신하는 송신부(133)와, 제어유닛(200)의 제어신호를 수신하는 수신부(134)를 더 포함한다.
이로써, 사용자는 하중 검출모듈(130)과 제어유닛(200) 간의 블루투스 등의 무선통신을 통하여 스마트폰 등의 이동통신 단말기로 운동모션에 따른 신발의 바닥면 또는 신발의 깔창에 가해지는 하중 및 하중분포를 실시간으로 파악할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 하중 검출유닛 110:센싱모듈
111: 제1 전극부 112: 제2 전극부
113: 탄성 유전체 114: 제1 결합부재
115: 제2 결합부재 S: 단위 셀
130: 하중 검출모듈 131: 하중 검출부
132: 작용방향 검출부 133: 송신부
134: 수신부

Claims (13)

  1. 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중 및 하중분포를 검출하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛을 포함하며,
    상기 하중 검출유닛은,
    상기 바닥면에 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량의 변화를 감지하도록, 제1 전극부와, 상기 제1 전극부의 높이방향으로 이격되게 마련되어 상기 제1 전극부와 쌍을 이루는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이에 마련되어 하중이 가해지는 경우에 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 간격이 복원가능하게 탄성적으로 변형되는 탄성 유전체를 구비하며, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 및 상기 탄성 유전체가 하나의 단위 셀을 형성하는 센싱모듈; 및
    상기 센싱모듈에 연결되되, 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈을 포함하며,
    상기 단위 셀은 상기 대상체의 바닥면에 상호 이격되어 복수 개 마련되며,
    상기 하중 검출모듈은,
    상기 복수의 단위 셀에 연결되되, 하중에 따른 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 정전용량 변화로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중을 검출하는 하중 검출부; 및
    상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중으로부터 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하는 작용방향 검출부를 포함하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱모듈은,
    상기 제1 전극부와 상기 탄성 유전체 사이에 마련되어, 상기 제1 전극부와 상기 탄성 유전체를 결합시키는 제1 결합부재; 및
    상기 제2 전극부와 상기 탄성 유전체 사이에 마련되어, 상기 제2 전극부와 상기 탄성 유전체를 결합시키는 제2 결합부재를 더 포함하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는 신체의 하중을 지지하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 작용방향 검출부는,
    상기 복수의 단위 셀 중 어느 하나의 단위 셀에서 검출된 제1 하중에 대한 다른 단위 셀에서 검출된 제2 하중의 비율에 따라 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하여 실제로 상기 복수의 단위 셀에 가해지는 하중을 검출하는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향(ф)는,
    상기 제1 하중(F1ф)에 대한 상기 제2 하중(F2ф)의 비율인
    Figure 112012085032780-pat00008
    에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하중 검출유닛을 제어하는 제어유닛을 더 포함하며,
    상기 하중 검출모듈은,
    상기 복수의 단위 셀 각각에서 검출된 하중을 상기 제어유닛에 송신하는 송신부; 및
    상기 제어유닛의 제어신호를 수신하는 수신부를 더 포함하는 정전용량 방식의 하중 측정장치.
  11. 하중을 지지하는 대상체의 바닥면에 상호 이격되게 마련되어 상기 바닥면에 가해지는 하중에 따른 정전용량 변화를 감지하도록, 제1 전극부와, 상기 제1 전극부의 높이방향으로 이격되게 마련되어 상기 제1 전극부와 쌍을 이루는 제2 전극부와, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이에 마련되어, 하중이 가해지는 경우에 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 간격이 복원가능하게 탄성적으로 변형되는 탄성 유전체를 구비하며, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 및 상기 탄성 유전체가 하나의 단위 셀을 형성하는 센싱모듈; 및
    상기 센싱모듈에 연결되되, 상기 센싱모듈에서 감지된 정전용량 변화로부터 상기 바닥면에 가해진 하중 및 하중분포를 검출하는 하중 검출모듈을 포함하며,
    상기 단위 셀은 상기 대상체의 바닥면에 상호 이격되어 복수 개 마련되며,
    상기 하중 검출모듈은,
    상기 복수의 단위 셀에 연결되되, 하중에 따른 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이의 정전용량 변화로부터 상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중을 검출하는 하중 검출부; 및
    상기 복수의 단위 셀 각각에 가해진 하중으로부터 상기 대상체에 가해진 하중의 작용방향을 검출하는 작용방향 검출부를 포함하는 정전용량 방식의 하중 검출유닛.
  12. 삭제
  13. 삭제
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