KR101689108B1 - 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치 - Google Patents

침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 정확하게 측정할 수 있고 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업의 안정성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치에 관한 것이다.
본 발명은, 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치로서, 상기 침구용 매트리스의 상부면으로 낙하 및 반발하는 무게추와; 상하 지지대에 의해 상기 침구용 매트리스의 상부면으로부터 기설정된 높이만큼 이격되게 배치되는 수평 지지부와; 상기 수평 지지부에 대해 상기 무게추를 선택적으로 지지하는 지지부와; 상기 무게추의 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지하도록 구성되는 제1 센싱부와; 상기 제1 센싱부에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 계산하고, 상기 탄성 반발률 측정장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치에 관한 것이다.

Description

침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치{DEVICE FOR MEASURING RESTITUTION RATE OF MATRESS}
본 발명은 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치로서, 상세하게는 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 정확하게 측정할 수 있고 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업의 안정성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 침대에 사용되는 매트리스, 예를 들어 한국공개특허번호 10-2006-0082160호에 개시된 종래의 매트리스는 그 내부에 장착되는 스프링 구조물에 종횡 다수열로 배열 착설된 스프링들의 탄성, 정확하게는 탄성 반발성능에 의해 쿠션감 및/또는 수면 쾌적성이 좌우된다.
즉, 매트리스에서 탄성 반발성능 및/또는 탄성 반발률의 측정 과정은 사용자 만족도를 위하여 매우 중요한 작업 과정이다.
종래의 매트리스 탄성 반발률 측정 작업을 살펴보면, 완성된 또는 반완제품 형태인 매트리스의 상부면으로 상당한 무게(예를 들어, 약 34kg 정도의) 구형 무게추를 떨어뜨려 무게추의 반발 후 최고 상승높이인 반발높이를 수작업으로 측정하여, 구형 무게추의 최초 낙하높이 대비 반발높이의 비율로 탄성 반발률을 작업자가 직접 계산하였다.
이러한 종래의 매트리스 탄성 반발률 측정 작업 과정은 구형 무게추의 반발 방향이 일정하지 않아 구형 무게추의 반발높이를 정확하게 측정할 수 없어 탄성 반발률을 정확하게 구하기 어렵다는 문제점과, 상당한 무게의 구형 무게추의 반발 방향을 예측하기가 쉽지 않아 반발 후 구형 무게추를 잡기 위하여 다수의 작업자가 측정에 가담해야 하는 불편함과 돌발적으로 구형 무게추가 한 작업자에게 튀어올라 작업자의 작업안정성도 매우 낮다는 문제점이 존재하여 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 정확하게 측정할 수 있고 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업의 안정성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치를 제공하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치로서, 상기 침구용 매트리스의 상부면으로 낙하 및 반발하는 무게추와; 상하 지지대에 의해 상기 침구용 매트리스의 상부면으로부터 기설정된 높이만큼 이격되게 배치되는 수평 지지부와; 상기 수평 지지부에 대해 상기 무게추를 선택적으로 고정하는 지지부와; 상기 무게추의 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지하도록 구성되는 제1 센싱부와; 상기 제1 센싱부에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 계산하고, 상기 탄성 반발률 측정장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치를 제공할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 무게추는 상하로 관통된 관통구를 포함하고, 상기 탄성 반발률 측정장치는, 일단이 상기 수평 지지부에 탈착가능하게 결합되고, 상기 무게추의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동을 일직선 상으로 가이드하도록 상기 무게추의 관통구를 관통하여 배치되는 가이드봉;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 무게추는, 상기 관통구의 내부에서 상기 가이드봉과 외접하도록 배치되는 복수 개의 볼베어링 또는 볼부싱을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 볼베어링은 자기윤활성 소재(self-lubricative material)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제1 센싱부는, 상기 무게추의 상부면이 상기 지지부에 접촉상태인지 여부 및 상기 무게추의 낙하시작 시각을 감지하는 근접센서와; 상기 가이드봉의 하단 일측에 구비되어 상기 무게추가 낙하 후 상기 침구용 매트리스의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 도착시각 및 상기 무게추의 반발 후 다시 상기 매트리스의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 재도착시각을 감지하는 광센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 제1 센싱부에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 제1 탄성 반발률을 계산하고, 상기 제1 탄성 반발률은, 상기 무게추와 상기 가이드봉 사이의 접촉 마찰력 또는 마찰계수가 반영된 결과값인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 탄성 반발률 측정장치에서 상기 가이드봉이 제거된 상태에서 상기 무게추가 무마찰 낙하운동하여 상기 매트리스의 상부면으로부터 반발한 후의 높이인 반발높이를 감지하도록 구성되는 제2 센싱부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2 센싱부에서 감지된 상기 반발높이에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 제2 탄성 반발률을 계산한 후, 상기 제1 탄성 반발률와 상기 제2 탄성 반발률을 비교하여 상기 무게추와 상기 가이드봉 사이의 접촉 마찰계수를 계산하여 상기 접촉 마찰계수를 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제2 센싱부는, 상기 지지부에 대응되는 높이에서부터 상기 매트리스의 상부면에 대응되는 높이까지 상기 상하 지지부의 길이방향을 따라 복수 개 구비되며, 상기 무게추의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동 동안 상기 무게추의 위치 또는 높이에 대한 영상정보를 고속으로 촬영가능하게 구성되는 복수 개의 카메라 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 카메라 모듈과 상기 무게추 사이에는 광투과성 물질로 구성된 보호 칸막이벽이 구비되고, 상기 보호 칸막이벽은 상기 복수 개의 카메라 모듈의 촬영범위에 대응되게 제거된 복수 개의 화각확보용 천공부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 지지부는, 상기 탄성 반발률 측정장치에 구비되는 진공펌프와; 상기 진공펌프에 의해 형성되는 진공력을 상기 무게추에 가하는 진공흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 지지부는, 상기 수평 지지부의 하부면에 고정되는 제1 작동위치와, 상기 매트리스의 상부면에 안착된 상태의 상기 무게추의 상부면을 지지할 수 있는 제2 작동위치 사이에서 상하로 왕복 승강가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 과제의 해결수단에 의하면, 본 발명은 지지부, 제1 센싱부 및 제어부를 구비함으로써, 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 자동화할 수 있고, 이로 인해 1인의 작업자 또는 최소한의 작업자 만으로도 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 용이하고 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 가이드봉을 구비함으로써, 무게추의 낙하운동 및 재낙하운동을 가이드봉에 구속시켜 가이드봉의 길이방향인 일직선 상에서만 무게추가 상하 왕복 운동하도록 할 수 있으므로, 상당한 무게의 무게추가 돌발적으로 작업자에게 튀어 가는 것을 방지할 수 있어 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업의 작업 안정성을 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반발하는 무게추를 잡아줄 작업인력이 불필요하므로 1인의 작업자 또는 최소한의 작업자 만으로도 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 용이하고 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 무게추 내부에 볼베어링 또는 볼부싱을 구비함으로써, 가이드봉과 무게추 사이의 접촉 마찰력에 의한 탄성 반발률 측정오차를 최소화할 수 있어, 결과적으로 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정 정확성을 현저히 향상시킬 수 있다.
게다가, 본 발명은 볼베어링을 자기윤활성 소재로 구성함으로써, 가이드봉과 무게추 사이의 접촉 마찰력에 의한 탄성 반발률 측정오차를 더욱 최소화할 수 있어, 결과적으로 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제2 센싱부와, 제2 탄성 반발률와 제1 탄성 반발률로부터 접촉 마찰계수를 구함으로써, 이후의 탄성 반발률의 측정시 가이드봉을 장착한 상태에서 안정하게 탄성 반발률 측정작업을 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 가이드봉이 장착된 상태에서도 접촉 마찰계수의 반영으로 인해 접촉 마찰력이 없는 상태의 제2 탄성 반발률을 정확하게 계산할 수 있다.
또한, 본 발명은 보호 칸막이벽 및 화각확보용 천공부를 구비함으로써, 고가의 장비인 고속 촬영가능한 카메라모듈이 무게추에 충돌하는 것을 방지하면서 동시에 무게추의 정확한 영상정보를 감지할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 지지부를 진공흡착구조로 구성함으로써, 무게추의 지지 및 지지해제를 용이하고 정확하게 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은 지지부가 제1 작동위치 및 제2 작동위치 사이에서 상하 왕복 운동 가능하게 구성함으로써, 이후의 탄성 반발률 측정작업의 자동화 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 측정 작업에 필요한 작업자수를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치에 대한 개략적인 블록선도이다.
도 3a는 도 1의 A-A선에 따른 개략적인 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 추가 실시예에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치를 이용하여 제1 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치를 이용하여 제2 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치를 이용하여 제2 탄성 반발률 측정 후의 제1 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 추가 실시예에 다른 탄성 반발률 측정장치에 대한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 알아보도록 하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)에 대한 개략적인 블록선도이고, 도 3a는 도 1의 A-A선에 따른 개략적인 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 추가 실시예(즉, 볼부싱)에 대한 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)를 이용하여 제1 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)를 이용하여 제2 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)를 이용하여 제2 탄성 반발률 측정 후의 제1 탄성 반발률 측정과정을 나타내는 개략도이다.
도 1 및 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 침구용 매트리스(M)의 탄성 반발률 측정장치(1000)는, 침구용 매트리스(M) 위로 낙하하는 무게추(400)와, 상기 무게추(400)를 지지하는 지지 프레임(100)과, 상기 무게추(400)의 상태에 대한 정보를 감지하는 제1 센싱부(1001) 및 제2 센싱부(1002)와, 상기 무게추(400)를 상기 지지 프레임(100)에 대해 고정 및/또는 지지하는 지지부와, 상기 무게추(400)의 상하 왕복이동 경로를 한정하는 가이드봉(200)과, 전술한 구성요소들을 제어하는 제어부(600)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 침구용 매트리스(M)의 탄성 반발률 측정장치(1000)를 제어 알고리즘 관점 또는 신호 흐름의 관점에 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 반발률 측정장치(1000)는, 상기 무게추(400)의 위치에 대응되는 시각에 대한 정보를 감지하는 제1 센싱부(1001)와, 상기 무게추(400)의 위치에 대한 정보를 감지하는 제2 센싱부(1002)와, 상기 지지부의 지지 및/또는 고정을 위한 구동력을 제공하는 진공펌프(540)와, 후술할 추가 실시예에서와 같이 상기 지지부를 승강 왕복이동시키는 구동모터(550)를 포함한다.
상기 지지 프레임(100)은, 바닥에 놓이며 침구용 매트리스(M)가 안착되는 베이스부(110)와, 상기 베이스부(110)에 대해 수직 방향으로 결합되는 상하 지지대(120)와, 상기 상하 지지대(120)에 의해 침구용 매트리스(M)의 상부면으로부터 기설정된 높이만큼 이격되게 배치되는 수평 지지부(130)를 포함한다.
도면에 도시되진 않았지만, 상기 지지 프레임(100)은 상기 베이스부(110)와 상기 상하 지지대(120) 사이의 기계적 및 구조적 강도를 보강하는 하부 보강리브와, 상기 상하 지지대(120)와 상기 수평 지지부(130) 사이의 기계적 및 구조적 강도를 보강하는 상부 보강리브를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 무게추(400)는 상기 지지부에 의해 수평 지지부(130)에 고정되어 있다가 상기 지지부에서 지지 해제되면 상기 침구용 매트리스(M)의 상부면으로 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동한다.
상기 무게추(400)는 금속물질로 구성되고, 예를 들어 약 30 kg 이상의 무게(바람직하게는, 34 kg의 무게)를 가진다.
상기 무게추(400)는 상하로 관통된 관통구(401)를 포함한다. 상기 관통구(401)는 가이드봉(200)이 관통하여 가이드봉(200)에 의해 무게추(400)의 상하 왕복이동경로가 안내(또는 한정)되도록 하는 구성이다. 또한, 상기 관통구(401)의 내측면은 상기 무게추(400)의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동시 가이드봉(200)의 외측면과 마찰력이 작용하는 부분이기도 한다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 상기 무게추(400)는, 상기 관통구의 내부에서 상기 가이드봉(200)과 외접하도록 배치되는 복수 개의 볼베어링(410) 또는 볼부싱(420)을 구비할 수 있다.
예를 들어, 상기 볼베어링(410)은 더욱 바람직하게는 상기 무게추(400)와 상기 가이드봉(200)이 동심원 배치가 되도록 원주 방향으로 등간격으로 이격되게 3개 구비될 수 있다.
그리고, 볼부싱이 구비되는 경우, 상기 볼부싱(420)은 상기 볼베어링보다 직경이 작은 다수 개의 미세볼과, 상기 미세볼을 상기 관통구의 내측면에 지지하는 리테이너를 포함한다.
이렇게 볼베어링(410)을 구비함으로써, 무게추(400)와 가이드봉(200) 사이의 접촉을 점접촉으로 한정할 수 있어, 두 상대운동 요소 사이의 마찰면적을 최소화활 수 있다.
가이드봉(200)과 무게추(400) 사이의 마찰력을 더욱 최소화하기 위하여, 바람직하게는, 상기 볼베어링(410)은 자기윤활성 소재(self-lubricative material)로 구성될 수 있다.
상기 지지부는 상기 수평 지지부(130)에 대해 상기 무게추(400)를 선택적으로 고정 및/또는 지지할 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 본 실시예에 따르면, 상기 지지부는, 상기 탄성 반발률 측정장치(1000)에 구비되는 진공펌프(540)와; 상기 진공펌프(540)에 의해 형성되는 진공력을 상기 무게추(400)에 가하는 진공흡착부(300)와; 상기 진공흡착부(300)에 구비되는 복수 개의 흡착홀을 포함한다.
이렇게, 지지부를 진공흡착구조로 구성함으로써, 무게추(400)의 지지 및 지지해제를 용이하고 정확하게 제어할 수 있다.
상기 가이드봉(200)은 일단이 상기 수평 지지부(130)에 탈착가능하게 결합되고, 전체적으로 단면이 원형인 원기둥 형상을 구비한다.
상기 가이드봉(200)은 상기 무게추(400)의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동을 일직선 상으로 가이드(또는 한정)하도록 상기 무게추(400)의 관통구(401)를 관통하여 배치된다.
상기 가이드봉(200)의 일단부는 수평 지지부(130)에 고정되도록 결합되고, 상기 가이드봉(200)의 타단부는 상기 침구용 매트리스(M)의 상부면에 (거의) 닿도록 배치된다.
상기 가이드봉(200)는 상기 침구용 매트리스(M)의 두께 및/또는 사양에 따라 무게추(400)의 낙하높이를 조절할 수 있도록 상기 수평 지지부(130)에 결합된다.
이와 유사하게, 상기 수평 지지부(130) 또한 상기 침구용 매트리스(M)의 두께 및/또는 사양에 따라 무게추(400)의 낙하높이를 조절할 수 있도록 상기 상하 지지대(120)에 결합된다
상기 제1 센싱부(1001)는 상기 무게추(400)의 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지하도록 구성된다. 실질적으로, 상기 제1 센싱부(1001)는 상기 가이드봉(200)이 장착된 상태에서의 무게추(400)의 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지한다. 즉, 상기 제1 센싱부(1001)는 가이드봉(200)과 무게추(400) 사이의 접촉 마찰력 및/또는 접촉 마찰계수가 반영된 (즉, 실제와는 오차가 존재하는) 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지하게 되는 것이다. 반면에, 후술할 제2 센싱부(1002)는 가이드봉(200)과의 접촉 마찰력이 전혀 작용하지 않는 상태에서의 무게추(400)의 자유낙하 정보를 감지하게 되는 것이다.
바람직하게는, 상기 제1 센싱부(1001)는, 상기 무게추(400)의 상부면이 상기 지지부에 접촉상태인지 여부 및 상기 무게추(400)의 낙하시작 시각을 감지하는 근접센서(510)와; 상기 가이드봉(200)의 하단 일측에 구비되어 상기 무게추(400)가 낙하 후 상기 침구용 매트리스(M)의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 도착시각 및 상기 무게추(400)의 반발 후 다시 상기 매트리스의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 재도착시각을 감지하는 광센서(520);를 포함한다.
이때, 상기 제어부(600)는, 상기 제1 센싱부(1001)에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스(M)의 탄성 반발률을 계산한다.
구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 센싱부(1001)(또는 근접센서(510))는 상기 패드부의 하부면에 고정된 상태에 있는 무게추(400a)가 상기 패드부에서 떨어지는 시각(to)을 감지한 후, 상기 제1 센싱부(1001)(또는 광센서(520))는 무게추(400b)가 침구용 매트리스(M)의 상부면에 맞닿는 위치에서의 시각(t1)을 감지하고, 이후 상기 제1 센싱부(1001)(또는 광센서(520))는 무게추(400c)가 침구용 매트리스(M)의 상부면에서 반발하여 튀어오른 후 다시 자유낙하하여 침구용 매트리스(M)의 상부면에 맞닿는 위치에서의 시각(t2)을 감지한다. 이후, 상기 제어부(600)는 상기 제1 센싱부(1001)에서 감지된 정보(즉, t0, t1, t2)에 기초하여 상기 침구용 매트리스(M)의 제1 탄성 반발률을 계산한다.
여기서, 상기 근접센서(510)는 금속인 무게추와의 상대적인 거리변화로 인한 자기장 변화를 감지하여 무게추가 지지부에서 고정해제되어 낙하하는지 여부를 감지한다.
이때, 제어부(600)는 하기의 계산식을 참고하여 상기 제1 탄성 반발률(E1)을 계산한다.
E1 = H'(반발높이) / H (낙하높이) * 100
( H' = {g(중력가속도) * (t2-t1)²} / 8 )
여기서, 상기 제1 탄성 반발률은, 상기 무게추(400)와 상기 가이드봉(200) 사이의 접촉 마찰력 또는 마찰계수가 반영된 결과값(즉, 침구용 매트리스(M)의 실제 탄성 반발률와는 일정 범위의 오차가 존재하는 결과값인 것이다. 이때, 상기 제1 탄성 반발률은 선형성 요소인 마찰력에 의해 영향을 받으므로 상기 제2 탄성 반발률와의 관계에서 선형성을 가지는 것으로 가정할 수 있고, 이러한 결과는 다음과 같은 관계식으로 나타날 수 있다.
E1 = Kf (접촉 마찰계수) * E2 (여기서, 0 < Kf < 1)
상기 제2 센싱부(1002)는 상기 탄성 반발률 측정장치(1000)에서 상기 가이드봉(200)이 제거된 상태에서 상기 무게추(400)가 무마찰 낙하운동하여 상기 매트리스의 상부면으로부터 반발한 후의 높이인 반발높이를 감지하도록 구성된다.
구체적으로, 상기 제2 센싱부(1002)는, 상기 지지부에 대응되는 높이에서부터 상기 매트리스의 상부면에 대응되는 높이까지 상기 상하 지지부의 길이방향을 따라 배치되는 복수 개의 카메라모듈(530)을 포함한다.
상기 카메라모듈(530)은 상기 무게추(400)의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동 동안 상기 무게추(400)의 위치 또는 높이에 대한 영상정보를 고속으로 촬영가능하게 구성된다.
그리고, 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 카메라 모듈과 상기 무게추(400) 사이에는 광투과성 물질로 구성된 보호 칸막이벽(570)이 구비될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 보호 칸막이벽(570)은 상기 복수 개의 카메라 모듈의 촬영범위에 대응되게 제거된 복수 개의 화각확보용 천공부를 구비할 수 있다.
이러한 보호 칸막이벽(570) 및 화각확보용 천공부를 구비함으로써, 고가의 장비인 고속 촬영가능한 카메라모듈(530)이 무게추(400)에 충돌하는 것을 방지하면서 동시에 무게추(400)의 정확한 영상정보를 감지할 수 있는 효과를 가진다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 센싱부(1002)(또는 카메라모듈(530))는 상기 패드부의 하부면에 고정된 상태에 있는 무게추(400a)의 위치 및/또는 높이(H)를 나타내는 영상을 촬영한 후, 상기 제2 센싱부(1002)(또는 카메라모듈(530))는 무게추(400b)가 침구용 매트리스(M)의 상부면에 맞닿는 위치 및/또는 높이에서의 영상을 촬영하고, 이후 상기 제2 센싱부(1002)(또는 카메라모듈(530))는 무게추(400c)가 침구용 매트리스(M)의 상부면에서 반발하여 반발높이(H")까지 튀어오른 후 다시 자유낙하하여 침구용 매트리스(M)의 상부면에 맞닿는 과정 동안의 무게추(400)의 위치 및/또는 높이에 대해 촬영한다. 이후, 상기 제어부(600)는, 상기 제2 센싱부(1002)에서 감지된 상기 반발높이에 기초하여 상기 침구용 매트리스(M)의 제2 탄성 반발률을 계산하며, 이때 상기 제어부(600)는 하기의 계산식을 참고하여 제2 탄성 반발률(E2)을 계산할 수 있다.
E2 = H"(반발높이) / H (낙하높이) * 100
이후, 제어부(600)는 상기 제1 탄성 반발률와 상기 제2 탄성 반발률을 비교하여(즉, 상기 제1 탄성 반발률와 상기 제2 탄성 반발률 사이의 선형 관계식을 고려하여) 상기 무게추(400)와 상기 가이드봉(200) 사이의 접촉 마찰계수를 계산하여 상기 접촉 마찰계수를 메모리부(700)에 저장한다. 여기서, 상기 접촉 마찰계수는 하기와 같다.
Kf = E1 / E2
이렇게 저장된 접촉 마찰계수는 도 6과 같이 이후의 탄성 반발률 측정과정에서 측정된 제1 탄성 반발률에 적용되어, 침구용 매트리스(M)의 탄성 반발률인 제2 탄성 반발률을 제어부(600)에 의해 계산될 수 있다. 이러한 과정을 통하여 탄성 반발성능 관점에서 불량제품을 매우 정확하고 신속하게 색출해 낼 수 있다.
따라서, 본 발명은 1차로 제1 센싱부(1001) 및 가이드봉(200)을 이용하여 제1 탄성 반발률을 구하고, 2차로 제2 센싱부(1002)를 이용하여 제2 탄성 반발률을 구하며, 이후 제1 탄성 반발률 및 제2 탄성 반발률로부터 접촉 마찰계수를 도출하여, 3차 이후의 측정과정에서는 제1 탄성 반발률만 구해도 실제 탄선 반발률인 제2 탄성 반발률을 용이하고 신속하며 정확하게 구할 수 있으므로, 탄성 반발성능 관점에서의 불량 매트리스를 정확하게 색출해 낼 수 있다.
도 7은 본 발명의 추가 실시예에 다른 탄성 반발률 측정장치(1000)에 대한 개략도이다.
본 실시예에 따른 탄성 반발률 측정장치(1000)는 전술한 도 1 내지 도 6의 탄성 반발률 측정장치(1000)에 포함되는 구성요소 및 기술적 특징을 그대로 포함하며, 이에 추가로 지지부의 상하 승강구조를 구비한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 상기 지지부는, 상기 수평 지지부(130)의 하부면에 고정되는 제1 작동위치(300a 참고)와, 상기 매트리스의 상부면에 안착된 상태의 상기 무게추(400)의 상부면을 지지할 수 있는 제2 작동위치(300b 참고) 사이에서 상하로 왕복 승강가능하도록 구성된다.
이를 위하여, 상기 상하 승강구조는 지지부의 상부면에 고정되는 동력전달용 선재(예를 들어, 케이블 또는 체인 또는 로프 등)와, 상기 동력전달용 선재를 권취 및/또는 권출하는 권취휠(551)과, 상기 권취휠(551)의 회전축을 시계방향 및/또는 반시계방향으로 회전구동하는 구동모터(550)를 포함한다.
전술한 바에 의하면, 본 발명은 지지부, 제1 센싱부 및 제어부를 구비함으로써, 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 자동화할 수 있고, 이로 인해 1인의 작업자 또는 최소한의 작업자 만으로도 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 용이하고 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 가이드봉을 구비함으로써, 무게추의 낙하운동 및 재낙하운동을 가이드봉에 구속시켜 가이드봉의 길이방향인 일직선 상에서만 무게추가 상하 왕복 운동하도록 할 수 있으므로, 상당한 무게의 무게추가 돌발적으로 작업자에게 튀어 가는 것을 방지할 수 있어 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업의 작업 안정성을 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 반발하는 무게추를 잡아줄 작업인력이 불필요하므로 1인의 작업자 또는 최소한의 작업자 만으로도 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정작업을 용이하고 효율적으로 실시할 수 있도록 하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 무게추 내부에 볼베어링을 구비함으로써, 가이드봉과 무게추 사이의 접촉 마찰력에 의한 탄성 반발률 측정오차를 최소화할 수 있어, 결과적으로 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정 정확성을 현저히 향상시킬 수 있다.
게다가, 본 발명은 볼베어링을 자기윤활성 소재로 구성함으로써, 가이드봉과 무게추 사이의 접촉 마찰력에 의한 탄성 반발률 측정오차를 더욱 최소화할 수 있어, 결과적으로 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정 정확성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제2 센싱부와, 제2 탄성 반발률와 제1 탄성 반발률로부터 접촉 마찰계수를 구함으로써, 이후의 탄성 반발률의 측정시 가이드봉을 장착한 상태에서 안정하게 탄성 반발률 측정작업을 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 가이드봉이 장착된 상태에서도 접촉 마찰계수의 반영으로 인해 접촉 마찰력이 없는 상태의 제2 탄성 반발률을 정확하게 계산할 수 있다.
또한, 본 발명은 보호 칸막이벽 및 화각확보용 천공부를 구비함으로써, 고가의 장비인 고속 촬영가능한 카메라모듈이 무게추에 충돌하는 것을 방지하면서 동시에 무게추의 정확한 영상정보를 감지할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 지지부를 진공흡착구조로 구성함으로써, 무게추의 지지 및 지지해제를 용이하고 정확하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 무게추를 강자성체 금속으로 구성하고 지지부를 전자석으로 구성함으로써, 측정장치의 전체적인 크기를 상당히 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 지지부가 제1 작동위치 및 제2 작동위치 사이에서 상하 왕복 운동 가능하게 구성함으로써, 이후의 탄성 반발률 측정작업의 자동화 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 측정 작업에 필요한 작업자수를 최소화할 수 있다.
상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
M : 침구용 매트리스
1000 : 탄성 반발률 측정장치
1001 : 제1 센싱부
1002 : 제2 센싱부
100 : 지지 프레임
110 : 베이스부
120 : 상하 지지대
130 : 수평 지지부
131 : 결합용 관통구
200 : 가이드봉
300 : 진공흡착부
310 : 결합수단
320 : 흡착홀
400 : 무게추
401 : 관통구
410 : 볼베어링
510 : 근접센서
520 : 광센서
530 : 카메라모듈
540 : 진공펌프
550 : 구동모터
551 : 권취휠(wheel)
570 : 보호용 칸막이벽
571 : 천공부
600 : 제어부
700 : 메모리부

Claims (11)

  1. 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치로서,
    상기 침구용 매트리스의 상부면으로 낙하 및 반발하는 무게추와;
    상하 지지대에 의해 상기 침구용 매트리스의 상부면으로부터 기설정된 높이만큼 이격되게 배치되는 수평 지지부와;
    상기 수평 지지부에 대해 상기 무게추를 선택적으로 지지하는 지지부와;
    상기 무게추의 낙하시간 및 반발 후 재낙하시간을 감지하도록 구성되는 제1 센싱부와;
    상기 제1 센싱부에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 탄성 반발률을 계산하고, 상기 탄성 반발률 측정장치를 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 무게추에는 상하로 관통된 관통구가 형성되고,
    일단이 상기 수평 지지부에 탈착가능하게 결합되고, 상기 무게추의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동을 일직선 상으로 가이드하도록 상기 무게추의 관통구를 관통하여 배치되는 가이드봉;을 더 포함하며,
    상기 제1 센싱부는,
    상기 무게추의 낙하시작 시각을 감지하는 센서와;
    상기 가이드봉의 하단 일측에 구비되어 상기 무게추가 낙하 후 상기 침구용 매트리스의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 도착시각 및 상기 무게추의 반발 후 다시 상기 매트리스의 상부면에 접촉할 때의 시각인 매트리스 재도착시각을 감지하는 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무게추는, 상기 관통구의 내부에서 상기 가이드봉과 외접하도록 배치되는 복수 개의 볼베어링 또는 볼부싱을 구비하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 볼베어링은 자기윤활성 소재(self-lubricative material)로 구성되는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 센싱부에서 감지된 정보에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 제1 탄성 반발률을 계산하고,
    상기 제1 탄성 반발률은, 상기 무게추와 상기 가이드봉 사이의 접촉 마찰력 또는 마찰계수가 반영된 결과값인 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 탄성 반발률 측정장치에서 상기 가이드봉이 제거된 상태에서 상기 무게추가 무마찰 낙하운동하여 상기 매트리스의 상부면으로부터 반발한 후의 높이인 반발높이를 감지하도록 구성되는 제2 센싱부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 센싱부에서 감지된 상기 반발높이에 기초하여 상기 침구용 매트리스의 제2 탄성 반발률을 계산한 후,
    상기 제1 탄성 반발률와 상기 제2 탄성 반발률을 비교하여 상기 무게추와 상기 가이드봉 사이의 접촉 마찰계수를 계산하여 상기 접촉 마찰계수를 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 센싱부는,
    상기 지지부에 대응되는 높이에서부터 상기 매트리스의 상부면에 대응되는 높이까지 상기 상하 지지부의 길이방향을 따라 복수 개 구비되며, 상기 무게추의 낙하운동 및 반발 후 재낙하운동 동안 상기 무게추의 위치 또는 높이에 대한 영상정보를 고속으로 촬영가능하게 구성되는 복수 개의 카메라 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수 개의 카메라 모듈과 상기 무게추 사이에는 광투과성 물질로 구성된 보호 칸막이벽이 구비되고,
    상기 보호 칸막이벽은 상기 복수 개의 카메라 모듈의 촬영범위에 대응되게 제거된 복수 개의 화각확보용 천공부를 구비하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 탄성 반발률 측정장치에 구비되는 진공펌프와;
    상기 진공펌프에 의해 형성되는 진공력을 상기 무게추에 가하는 진공흡착부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 수평 지지부의 하부면에 고정되는 제1 작동위치와, 상기 매트리스의 상부면에 안착된 상태의 상기 무게추의 상부면을 지지할 수 있는 제2 작동위치 사이에서 상하로 왕복 승강가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 침구용 매트리스의 탄성 반발률 측정장치.















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