KR101722065B1 - 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치 - Google Patents

소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 외주면에 시편이 설치되는 에어쿠션, 에어쿠션 내부 상면에 위치하여 소정의 패턴으로 설치되는 다수개의 마커, 마커의 대향되게 위치하고 패턴의 변화를 촬영한 마커이미지를 수집하는 촬상장치부, 마커이미지를 판별정보로 생성하는 프로세서부를 포함하는 에어쿠션부, 에어쿠션부 하측에 위치하여 에어쿠션부를 고정하는 고정부, 에어쿠변부 상측에 위치하고 시편에 대하여 소정의 압력을 가하는 가압부, 가압부를 x축 방향으로 이동시키는 제1이동부, 가압부를 z축 방향으로 이동시키는 제2이동부를 포함하고, 프로세서부는 판별정보를 통해 접촉감을 판단하여 접촉감정보를 생성하는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치를 제공한다.

Description

소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치 {THE FEELING EVALUATION DEVICE USING AN AIR CUSHION FOR THE QUANTITATIVE EVALUATION OF THE FEEL}
본 발명은 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어쿠션 내부에 다수개의 마커를 구비하고 외부에 가해지는 압력에 따라 변화하는 에어쿠션의 내부 상면을 촬상장치부로 촬영하여 압력에 대한 에어쿠션 외주면의 마찰계수를 산출하여 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 관한 것이다.
촉감을 평가하기 위해서는 주로 사람의 손에 의한 감촉으로 많이 평가되었다. 인간의 손가락은 1㎜ 보다 멀리 떨어진 곳에서 발생하는 자극들에 대하여 서로 다른 자극으로 인지할 수 있으나, 이보다 근접된 곳에서 발생하는 자극들에 대해서는 서로 다른 자극으로 분리해내지 못하고 하나의 자극으로 인지한다. 이 경우 각각의 자극을 독립적인 자극으로 인지하는 것이 아니라 하나의 감각으로 인식하며, 이것을 질감(Texture)으로 정의한다. 질감은 공간적으로 세밀한 자극에 대해 인간이 느끼는 감성이다. 따라서 질감을 논의할 때 공간적으로 세밀한 자극에 대하여 물리적인 요소와, 그에 대해 인간이 느끼는 감성을 함께 고려할 필요가 있다. 즉, 차량 내장재의 촉감을 측정하고 평가하는데 있어, 사람의 손에 의한 촉감측정 및 평가는 정량적으로 평가될 수 없는 상대적인 수치이며, 객관화 될 수 없는 문제가 있다. 이를 개선하기 위해 경도 측정기와 미끄러짐 측정 장치 등을 혼합하여 측정 대상물인 차량 내장재의 촉감을 측정하고 평가하는 방법이 있으나, 이러한 장치 또한 단일화된 장치가 아니고 각각 분리된 계측기를 사용하여 측정한 후, 종합 평가하는 과정을 거치게 되어 측정과정이 복잡해지고, 측정 정밀도가 저하되는 등의 문제점도 있었다.
대한민국 등록특허 10-1553384호 (발명의 명칭: 차량 내장재용 촉감 측정장치, 이하 종래기술1이라 한다.)에 차량 내장재의 촉감을 측정하여 정량적으로 계측하기 위한 차량 내장재용 촉감 측정장치에 있어서, 베이스 플레이트, 베이스 플레이트의 상부에 장착되며, 고정 클램핑 유닛을 통해 촉감을 측정하기 위한 차량 내장재 시편이 고정되는 시편 고정대, 베이스 플레이트의 상부 일측에 장착블록을 통해 장착되는 포스트, 포스트의 내부에서 모터 구동을 통해 상기 포스트의 길이방향을 따라 Z축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1 이동유닛, 포스트에 수직방향으로 배치되며, 제1 이동유닛을 통해 상기 포스트의 길이방향을 따라 상, 하부로왕복 이동 가능하게 설치되는 장착 빔, 장착 빔의 내부에서 모터 구동을 통해 장착 빔의 길이방향을 따라 X축 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 이동유닛, 시편 고정대 상에 고정되는 차량 내장재 시편의 표면 감촉을 측정하기 위해 상기 제2 이동유닛을 통해 장착 빔의 길이방향을 따라 왕복 이동 가능하게 장착되며, 각도조절수단을 통해 회동 가능하게 장착되는 센싱유닛 및 제1, 제2 이동유닛, 및 각도조절수단과 전기적으로 연결되어 제1, 제2 이동유닛과 각도조절수단을 제어하는 제어기를 포함하고, 제2 이동유닛은 장착 빔의 일단에 장착되는 제2 구동모터, 장착 빔의 내부에 길이방향으로 회전 가능하게 장착되는 제2 리드 스크류, 장착 빔의 내부에z서 상기 제2 리드 스크류에 끼워진 상태로, 상기 제2 리드 스크류의 회전에 의해 상기 제2 리드 스크류 상에서 이동 가능하게 설치되는 제2 이동블록으로 이루어지고, 센싱유닛은상기 제2 이동블록에 하향 장착되는 연결 바와, 상기 연결 바의 단부에 설치되는 상기 각도조절수단을 통해 회동 가능하게 장착되는 압력 측정 센서를 포함하며, 각도조절수단은 연결 바의 단부 일면에서 회전축이 상기 연결 바를 관통하여 장착되는 각도조절 모터 및 연결 바의 단부 타면에서 각도조절 모터의 회전축에 장착되어 각도조절 모터를 중심으로 회동가능하게 장착되며, 하단에는 압력 측정 센서가 장착되는 센서블록으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 내장재용 촉감 측정장치가 개시되어 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1553384호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소재의 접촉감을 정량적으로 측정하는데 있어서 한정된 소재만을 측정한다는 제1문제점, 기존의 센서만을 이용한 정량적 평가에 있어서 정밀하지 못한 결과를 보여준다는 제2문제점을 해결하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 외주면에 시편이 설치되는 에어쿠션, 에어쿠션 내부 상면에 위치하여 소정의 패턴으로 설치되는 다수개의 마커, 마커의 대향되게 위치하고 패턴의 변화를 촬영한 마커이미지를 수집하는 촬상장치부, 마커이미지를 판별정보로 생성하는 프로세서부를 포함하는 에어쿠션부, 에어쿠션부 하측에 위치하여 에어쿠션부를 고정하는 고정부, 에어쿠변부 상측에 위치하고 시편에 대하여 소정의 압력을 가하는 가압부, 가압부를 x축 방향으로 이동시키는 제1이동부, 가압부를 z축 방향으로 이동시키는 제2이동부를 포함하고, 프로세서부는 판별정보를 통해 접촉감을 판단하여 접촉감정보를 생성하는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 판별정보는 가압부가 힘의 크기를 유지하며 이동함에 따라 변하는 마커이미지의 변화를 통해 산출되는 가압부의 이동속도 및 이동속도의 변화량을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 프로세서부는 판별정보에서 상기 시편의 마찰계수를 산출하고, 시편의 마찰계수를 정량평가하여 접촉감정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 프로세서부는 기준데이터를 저장하는 저장부를 더 구비하고, 기준데이터는 시편의 마찰계수와 접촉감에 대한 테이블로서 접촉감정보의 생성에 이용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 에어쿠션부는 공기압센서를 더 구비하고, 공기압센서는 가압부가 시편에 힘을 가하여 이동할 때 생기는 상기 에어쿠션 내부의 압력변화량을 상기 프로세서부로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 압력변화량은 프로세서부가 접촉감정보를 생성하는데 더 이용되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 프로세서부는 외부의 컴퓨터 또는 인터페이스장치와 소정의 연결 방법으로 연결되어 접촉감정보를 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 소정의 연결방법은 유선통신 또는 무선통신인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 촬상장치부는 에어쿠션 내부 또는 고정부에 고정되어 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 고정부는 다수개의 3축로드셀을 더 구비하고, 3축로드셀은 고정부와 에어쿠션부의 사이에 위치하여 에어쿠션에 작용하는 힘을 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 에어쿠션의 소재는 측정하고자 하는 소재와 같은 소재로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 에어쿠션의 외주면의 상면은 시편 탈착부를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 에어쿠션 내부 상면에 위치하여 소정의 패턴으로 설치되는 다수개의 마커, 마커에 대향되게 위치하고 패턴의 변화를 촬영한 마커이미지를 수집하는 촬상장치부, 마커이미지를 판별정보로 생성하는 프로세서부를 포함하는 에어쿠션부, 에어쿠션부 하측에 위치하여 상기 에어쿠션부를 고정하는 고정부, 에어쿠변부 상측에 위치하고 일단에 시편고정부를 구비하여 에어쿠션에 소정의 압력으로 접촉하는 가압부, 가압부를 x축 방향으로 이동시키는 제1이동부, 가압부를 z축 방향으로 이동시키는 제2이동부를 포함하고, 프로세서부는 판별정보를 통해 접촉감을 판단하여 접촉감정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법에 있어서, 에어쿠션 외주면에 측정하고자 하는 소재의 시편을 부착하는 준비단계, 가압부가 준비단계의 에어쿠션에 대한 기준위치로 x축 및 z축 이동하는 이동단계, 가압부가 준비단계의 에어쿠션을 가압한 상태로 x축방향의 왕복운동하며 준비단계의 에어쿠션에 압력을 가하는 가압단계, 가압단계에서의 왕복운동에 의해 준비단계의 에어쿠션 내부의 다수개의 마커의 위치가 변화하고 촬상장치부가 이를 촬영하여 마커이미지를 생성하는 촬영단계, 가압단계의 가압부의 이동속도 변화량에 따라 촬영단계의 마커이미지의 변화가 생기고 프로세서부가 이를 판별정보로 생성하는 정보생성단계, 프로세서부가 정보생성단계의 판별정보에서 마찰계수를 산출하여 기준데이터를 비교 분석하여 정량평가하고 접촉감정보를 생성하는 평가단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법에 있어서, 정보생성단계와 평가단계의 사이에 공기압센서가 감지한 에어쿠션 내부의 압력변화량을 프로세서부로 전송하여, 프로세서부가 판별정보에 더 포함시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 소재의 접촉감을 정량적으로 측정하는데 있어서 지갑, 소파 또는 자동차시트 등에 사용되는 천연 가죽, 천, 인조피혁 또는 고무뿐만 아니라 화장품, 세제, 비누 등의 촉감 및 미끌미끌한 감각의 소재 등의 접촉감도 측정한다는 제1효과, 다수개의 마커와 촬상장치부를 구비한 에어쿠션을 이용하여 정밀한 정량적 평가를 수행한다는 제2효과를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉감 평가장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉감 평가장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 에어쿠션부의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어쿠션부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기압센서를 추가로 더 구비한 에어쿠션부의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다수개의 마커의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다수개의 마커가 가압부에 의해 위치변화를 일으킨 상태를 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가압부를 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 기계관절을 추가로 더 구비한 가압부에 대한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 시편장착부를 추가로 더 구비한 가압부에 대한 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서, 외주면에 시편이 설치되는 에어쿠션, 에어쿠션 내부 상면에 위치하여 소정의 패턴으로 설치되는 다수개의 마커, 마커에 대향되게 위치하고 상기 패턴의 변화를 촬영한 마커이미지를 수집하는 촬상장치부, 마커이미지를 판별정보로 생성하는 프로세서부를 포함하는 에어쿠션부, 에어쿠션부 하측에 위치하여 에어쿠션부를 고정하는 고정부, 상기 에어쿠변부 상측에 위치하고 상기 시편에 대하여 소정의 압력을 가하는 가압부, 상기 가압부를 x축 방향으로 이동시키는 제1이동부, 상기 가압부를 z축 방향으로 이동시키는 제2이동부를 포함하고, 상기 프로세서부는 상기 판별정보를 통해 접촉감을 판단하여 접촉감정보를 생성하는 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치를 포함한다.
또한, 고정부가 설치되는 제1바디프레임을 구비하고, 제1바디프레임에 제2이동부가 제1바디프레임의 상면에 대하여 수직방향으로 고정되어 설치되며 제1이동부의 Z축 이동을 가능하게 할 수 있다. 제 1이동부는 제2이동부의 길이방향에 대하여 수직으로 설치되며 고정부의 X축 이동을 가능하게 해줄 수 있다. 가압부는 제1이동부의 하면에 설치되어 X축 이동을 하게 될 수 있다.
제1이동부와 제2이동부의 이동방법에 있어서는 랙-피니언 방식 또는 스크류 방식으로 구동될 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
제2이동부는 가압부에 포함되어 설치 될 수 있는데 도 2에 도시된 일실시예를 통하여 이를 확인할 수 있다. 가압부는 제1이동부에 설치되어 에어쿠션부의 상측에 위치할 수 있는데, 에어쿠션 상면에 형성되어 있는 시편에 대하여 수직으로 압력을 가할 수 있다. 또한, 가압부는 하측 일단에 시편장착부를 추가로 더 구비할 수 있다. 이때는, 에어쿠션에 시편을 형성하지 않고, 시편장착부에 시편을 형성하여 에어쿠션부에 대하여 압력을 가하고 이에 따른 에어쿠션 내부의 다수개의 마커의 위치변화 또는 내부의 공기압변화를 측정하여 마찰계수를 산출하고 접촉감정보를 생성할 수 있다.
또한, 가압부는 소정의 위치에 기계관절을 추가로 더 구비하여, 에어쿠션에 압력을 가할 때, 정밀한 움직임을 구현하여 접촉감정보를 효과적으로 생성할 수 있다. 도 9에 도시된 일실시예를 통해 가압부가 기계관절을 더 구비한 일실시예를 확인할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 일실시예에 따르면 촬상장치부는 에어쿠션 내부에 고정되어 설치될 수 있지만, 에어쿠션의 하면 및 고정부를 투명한 소재로하여 외부에 고정되어 설치될 수 있다. 또한, 고정부는 하나 또는 하나 이상으로 형성될 수 있는데 이는 본 발명의 일실시예에 따른 사용상의 요구, 제조상의 요구 또는 실장상의 요구에 따라 정해질 수 있다.
에어쿠션 외부에 촬상장치부를 구비할 경우 촬상장치부의 렌즈는 촬영각도가 높은 렌즈를 선택할 수 있다. 에어쿠션 내부에 촬상장치부가 구비되는 경우는 내부에 광원을 구비함으로서 촬상장치부의 촬영을 용이하게 수행할 수 있다.
마커이미지는 에어쿠션 내부에 위치한 다수개의 마커가 가압부에 의해 에어쿠션 외부에 압력이 가해지면 다수개의 마커가 촬상장치부에 대하여 위치가 변화하고, 이를 촬상장치부가 촬영한 것일 수 있다. 이때, 다수개의 마커가 실질적으로 크기나 형상이 변화하는 것은 아니지만 촬상장치부에 대한 위치변화로 인해 촬상장치부가 촬영한 마커이미지에서 다수개의 마커는 크기 또는 형상이 변화한 것을 확인할 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 일실시예에서 이를 확인할 수 있다. 촬상장치부는 가압부가 에어쿠션에 대하여 압력을 가하게 되면 소정의 시간을 주기로 하여 다수개의 마커를 촬영하여 마커이미지를 촬영하여 프로세서부로 전송할 수 있다. 실제로 다수개의 마커의 크기나 형상이 거시적으로 크게 변화하지는 않지만, 촬상장치부는 고정되어 있고 다수개의 마커의 위치가 변화함에 따라 촬상장치부가 수집한 마커이미지는 다수개의 마커의 형상과 크기가 변화한 것처럼 나오게 될 수 있다. 마커이미지를 소정의 주기로 촬영하여 마커이미지의 변화를 통하여 가압부와 시편 사이의 마찰계수를 프로세서부가 측정할 수 있다.
또한, 다수개의 마커의 형상은 원형 또는 다각형일 수 있지만 바람직하게는 원형을 사용할 수 있다.
프로세서부는 촬상장치부로부터 전송 받은 마커이미지들을 판별하여 마커이미지의 변화에 따라 가압부가 에어쿠션 외부에 압력을 가하고 있는 상태로 이동하는 이동속도 및 이동속도의 변화량을 정량화하여 판별정보를 생성할 수 있다.
프로세서부는 판별정보에서 에어쿠션에 부착 또는 형성된 시편의 마찰계수를 산출할 수 있고, 마찰계수를 정량평가하여 접촉감정보를 생성하여 컴퓨터 또는 인터페이스부에 전송 및 표시할 수 있다.
또한, 프로세서부가 접촉감정보를 생성하는데 있어서, 프로세서부는 저장부를 더 구비하여 저장부에 저장되어 있는 기준데이터를 참고할 수 있다. 기준데이터는 마찰계수에 따른 소재의 접촉감에 대한 테이블(Table) 또는 마찰계수에서 접촉감정보를 정량화하는 소정의 수식일 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다.
프로세서부는 컴퓨터 또는 인터페이스부와 소정의 연결방법으로 연결될 수 있다. 소정의 연결방법은 유선통신 또는 무선통신일 수 있다. 무선통신은 Wi-fi, Bluetooth 또는 Zig-bee중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 에어쿠션부는 공기압센서를 더 구비하고, 공기압센서는 가압부가 시편에 대하여 수직방향으로 힘을 가하고 x축 방향으로 왕복 이동할 때 생기는 에어쿠션 내부의 압력변화량을 측정할 수 있다. 에어쿠션 내부의 압력변화에 따라 에어쿠션의 진동이 생기고 이 정보를 프로세서부로 전송할 수 있다.
프로세서부는 공기압센서로부터 전송 받은 압력변화량을 접촉감정보를 생성하는데 사용할 수 있다. 에어쿠션 내부의 압력변화에 따른 에어쿠션의 진동으로 에어쿠션 상면에 위치한 시편에 대한 마찰계수를 산출하여 접촉감정보를 정밀하게 생성할 수 있다.
고정부는 다수개의 로드셀을 더 구비하고, 로드셀은 3축로드셀을 사용할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 3축로드셀은 고정부와 에어쿠션부의 사이에 위치하여 에어쿠션에 작용하는 힘을 정밀하게 측정하여 가압부가 에어쿠션에 대하여 정확한 압력을 가하고 있는지 확인을 용이하게 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 에어쿠션은 측정하고자 하는 소재와 동일한 소재로 제조되어 사용될 수 있고, 에어쿠션의 외주면 상측에 시편탈착부를 구비하여 측정하고자 하는 소재의 시편을 탈부착하여 사용할 수 있다. 시편탈착부를 구비한 형태로 에어쿠션을 제조하는 경우 지갑, 소파 또는 자동차시트 등에 사용되는 천연 가죽, 천, 인조피혁 또는 고무 등의 질감 및 촉감뿐만 아니라 화장품, 세제, 비누 등의 촉감 및 질감을 측정할 수 있다. 시편탈착부에 측정하고자 하는 대상을 고정하하고 가압부가 압력을 가하여 에어쿠션 내부의 다수개의 마커의 변화를 촬영하는 방식이기 때문에 한정되지 않은 다양한 소재를 측정할 수 있다.
에어쿠션은 공기가 충진되어 있고, 공기를 주입 및 배출 할 수 있는데 이로 인해 운전자가 편의에 따라 공기의 양을 조절하여 에어쿠션의 부피를 조절 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 소재의 접촉감에 대하여 정량적 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법에 있어서, 에어쿠션 외주면에 측정하고자 하는 소재의 시편을 부착하는 준비단계, 가압부가 준비단계의 에어쿠션에 대한 기준위치로 x축 및 z축 이동하는 이동단계, 가압부가 준비단계의 에어쿠션을 가압한 상태로 x축방향의 왕복운동하며 준비단계의 에어쿠션에 압력을 가하는 가압단계, 가압단계에서의 왕복운동에 의해 준비단계의 에어쿠션 내부의 다수개의 마커의 위치가 변화하고 촬상장치부가 이를 촬영하여 마커이미지를 생성하는 촬영단계, 가압단계의 가압부의 이동속도 변화량에 따라 촬영단계의 마커이미지의 변화가 생기고 프로세서부가 이를 판별정보로 생성하는 정보생성단계, 프로세서부가 정보생성단계의 판별정보에서 마찰계수를 산출하여 기준데이터를 비교 분석하여 정량평가하고 접촉감정보를 생성하는 평가단계를 포함할 수 있다.
또한, 정보생성단계와 평가단계의 사이에 공기압센서가 감지한 에어쿠션 내부의 압력변화량을 프로세서부로 전송하여, 프로세서부가 판별정보에 더 포함시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 에어쿠션부
11 : 에어쿠션
12 : 촬상장치부
13 : 마커
14 : 프로세서부
15 : 시편탈착부
16 : 공기압센서
20 : 시편
30 : 고정부
31 : 3축로드셀
40 : 가압부
41 : 시편장착부
42 : 기계관절
50 : 제1이동부
60 : 제2이동부
70 : 제1바디프레임

Claims (24)

  1. 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치에 있어서,
    외주면에 시편이 설치될 수 있도록 상기 에어쿠션의 외주면 상측에 시편탈착부가 구비되고 공기를 주입 및 배출하여 부피를 조절할 수 있도록 마련되는 에어쿠션, 상기 에어쿠션 내부 상면에 위치하여 소정의 패턴으로 설치되는 다수개의 마커, 상기 마커의 대향되게 위치하고 소정의 시간을 주기로 상기 패턴의 변화를 촬영한 마커이미지를 수집하는 촬상장치부, 상기 마커이미지를 판별정보로 생성하는 프로세서부를 포함하는 에어쿠션부;
    상기 에어쿠션에 작용하는 3축 방향에 대한 힘을 측정하는 3축로드셀을 갖고, 상기 에어쿠션부 하측에 위치하여 상기 에어쿠션부를 고정하도록 마련되는 고정부;
    상기 에어쿠션부 상측에 위치하고, 소정의 위치에 기계관절을 더 구비하며 상기 시편에 대하여 수직으로 소정의 압력을 가하는 가압부;
    제1바디프레임의 상면에 대하여 수직방향으로 고정되어 설치되며, 상기 가압부를 z축 방향으로 이동시키는 제2이동부; 및
    상기 제2이동부의 길이방향에 대하여 수직으로 설치되며, 하면에 설치된 상기 가압부를 x축 방향으로 이동시키는 제1이동부를 포함하며,
    상기 에어쿠션부는 상기 가압부가 상기 시편에 힘을 가하여 이동할 때 생기는 상기 에어쿠션 내부의 압력변화에 따라 발생하는 진동을 프로세서부로 전송하는 공기압센서를 더 구비하고,
    상기 프로세서부는 상기 공기압센서로부터 전송된 상기 에어쿠션 내부의 압력변화에 따라 발생한 상기 진동과, 상기 촬상장치부가 마커의 위치, 크기 및 형상을 소정의 주기로 촬영하여 수집한 마커이미지의 변화를 분석하여 마찰계수를 산출하고, 산출된 상기 마찰계수 및 상기 3축 방향에 대한 힘에 대한 정보가 더 포함된 상기 판별정보를 분석하여 접촉감을 판별함으로써, 접촉감정보를 생성하는 것을 특징으로 하며,
    상기 가압부는 하측 일단에 시편이 장착되는 시편장착부를 더 구비하고, 상기 시편은 상기 시편탈착부 또는 상기 시편장착부에 장착되는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 판별정보는 상기 가압부가 힘의 크기를 유지하며 이동함에 따라 변하는 상기 마커이미지의 변화를 통해 산출되는 상기 가압부의 이동속도 및 이동속도의 변화량을 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서부는 기준데이터를 저장하는 저장부를 더 구비하고, 상기 기준데이터는 상기 시편의 마찰계수와 접촉감에 대한 테이블로서 상기 접촉감정보의 생성에 이용되는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로세서부는 외부의 컴퓨터 또는 인터페이스장치와 소정의 연결 방법으로 연결되어 상기 접촉감정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 소정의 연결방법은 유선통신 또는 무선통신인 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬상장치부는 상기 에어쿠션 내부 또는 상기 고정부에 고정되어 설치되는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어쿠션의 소재는 측정하고자 하는 상기 소재와 같은 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 청구항1의 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법에 있어서,
    i) 상기 에어쿠션 외주면 상측에 마련된 상기 시편탈착부 또는 상기 가압부의 하측 일단에 마련된 상기 시편장착부에 측정하고자 하는 소재의 시편을 부착하는 준비단계;
    ii) 상기 가압부가 상기 준비단계의 에어쿠션에 대한 기준위치로 x축 및 z축 이동하는 이동단계;
    iii) 상기 가압부가 상기 준비단계의 에어쿠션을 가압한 상태로 x축방향의 왕복운동하며 상기 준비단계의 에어쿠션에 압력을 가하는 가압단계;
    iv) 상기 가압단계에서의 왕복운동에 의해 상기 준비단계의 에어쿠션 내부의 상기 다수개의 마커의 위치가 변화하고 상기 촬상장치부가 이를 촬영하여 마커이미지를 생성하는 촬영단계;
    v) 상기 가압단계의 가압부의 이동속도 변화량에 따라 상기 촬영단계의 마커이미지의 변화가 생기고 상기 프로세서부가 이를 판별정보로 생성하는 정보생성단계;
    vi) 상기 프로세서부가 상기 정보생성단계의 판별정보에서 마찰계수를 산출하고, 산출된 상기 마찰계수를 기준데이터와 비교 분석하여 평가하고 접촉감정보를 생성하는 평가단계;
    를 포함하며,
    상기 iii) 단계에서, 상기 3축로드셀은 상기 에어쿠션에 작용하는 3축 방향에 대한 힘을 측정하고,
    상기 v) 단계 이후에 상기 에어쿠션 내부의 압력변화에 따라 발생하는 진동을 프로세서부로 전송하여, 상기 프로세서부가 상기 판별정보에 더 포함시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 vi) 단계에서, 상기 프로세서부는 상기 공기압센서로부터 전송된 상기 에어쿠션 내부의 압력 변화에 따라 발생한 상기 진동과, 상기 촬상장치부가 마커의 위치 크기 및 형상을 소정의 주기로 촬영하여 수집한 마커이미지의 변화를 분석하여 마찰계수를 산출하고, 산출된 상기 마찰계수 및 상기 3축 방향에 대한 힘에 대한 정보가 더 포함된 상기 판별정보를 분석하여 접촉감을 판별함으로써, 접촉감정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 소재의 접촉감에 대하여 평가를 하는 에어쿠션을 이용한 접촉감 평가장치의 구동방법.
  24. 삭제
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