KR101958156B1 - 스트레인 게이지로서 사용되는 복합 재료 - Google Patents

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아론 제이크 머렐
데이비드 티. 풀우드
앤톤 이. 보든
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나노 컴포지트 프로덕츠, 인코포레이티드
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Abstract

일반적인 일 양상에서, 기구는 복수의 보이드를 갖는 엘라스토머 중합체; 및 이 엘라스토머 중합체 내에 배치된 복수의 전도성 필러의 비적층 혼합물을 포함하는 재료를 포함한다. 기구는 변형에 대한 전기 반응을 생성하고, 따라서 스트레인 게이지로서 기능할 수 있다. 전도성 필러는 전도성 나노입자 및/또는 전도성 안정화제를 포함할 수 있다. 또 다른 일반적인 양상에서, 압축 스트레인을 측정하는 방법은 엘라스토머 중합체에 걸쳐 배치된 전도성 필러 및 보이드를 포함하는, 균일한 복합 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전기 반응을, 제1 축에 따라, 검출하는 단계 및 전기 반응에 기초하여 충격의 변형을 결정하는 단계를 포함한다. 충격은 제1 축과 다른 제2 축을 따라 있을 수 있다.

Description

스트레인 게이지로서 사용되는 복합 재료{COMPOSITE MATERIAL USED AS A STRAIN GAUGE}
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2013년 3월 15일자로 출원된 미국 가출원 제61/789,730호, 2013년 6월 8일자로 출원된 미국 가출원 제61/956,394호, 2013년 9월 9일자로 출원된 미국 가출원 제61/960,489호 및 2013년 10월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/961,970호(모두 본 명세서에서 그들 전문이 참고로 포함됨)에 대한 우선권 및 이들의 이익을 주장한다.
연방정부 지원 연구
본원은 국립 과학 재단(National Science Foundation)이 허여한 등록 번호 CMMI-1235365 하에 미국 정부 허가로부터 지원을 받아 이루어졌다. 정부는 본원에 대한 소정의 권한을 가질 수 있다.
기술 분야
본 설명은 동적 로딩 조건 및 준정적 로딩 조건 둘 다 하에서 변형 및 이완에 반응하여 압전(piezoelectric) 및/또는 압전저항(piezoresistive) 특성을 나타내는 균일한 복합 재료에 관한 것이다.
스트레인, 충격 에너지 및 힘 센서는 많은 역학 및 동역학 분야에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있다. 몇몇 스트레인 게이지(strain gauge)는 압전저항이고, 이것은 게이지의 전기 전도율이 압력 하에 변한다는 것을 의미한다. 이러한 게이지는 작동시키기 위해 배터리와 같은 전류 공급원을 필요로 한다. 다른 스트레인 게이지는 압전이고, 이것은 게이지가 스트레인 하에 측정될 수 있는 전압의 형태의 전기 전위를 생성한다는 것을 의미한다. 기존의 스트레인 게이지는 이것이 측정할 수 있는 스트레인의 규모의 면에서 제한되고, 주로 1 내지 2%의 스트레인의 스트레인 범위로 제한된다. 추가로, 많은 이러한 게이지는 비싸고 보정하기 어려워서, 실험실 설정으로 이러한 게이지의 사용을 제한한다. 사용의 양 및/또는 시간과 관련된 보정 기능의 수학의 변화로 정의되는 변위(drift)의 현상은 추가로 중요하다.
압전 반응을 통한 충격 및 변형의 격렬함을 측정하는 스트레인 게이지에서 사용될 수 있는 엘라스토머 복합 재료가 제공된다. 복합 재료는 보이드를 갖는 엘라스토머 중합체 및 이에 걸쳐 분산된 전도성 필러를 포함한다. 복합 재료는 스트레인 증가에 의한 전기 저항의 감소 및 변형에 대한 압전 반응의 예상치 못한 현상을 제공한다. 이들 특성 둘 다는 감지 분야에서 가치가 있다. 본 재료의 주요 차이점은, 이것이 80% 이상의 기계적 스트레인에서 예측 가능하고 반복 가능한 전자기계적 반응(압전 및/또는 압전저항)을 나타낸다는 점이다. 복합 재료의 일부 조성물은 변위를 경험하지 않는다. 복합 재료가 많은 상업용 폼(foam)과 유사한 기계적 특성을 보유하므로, 복합 재료는 기존의 상업용 제품의 풋프린트(footprint) 또는 이 제품의 기계적 반응 특성을 크게 변화시키지 않으면서 이 제품으로 임베딩되거나 대체될 수 있다. 이러한 대체 또는 임베딩은 기존의 제품에 감지 능력을 부가하다.
일반적인 일 양상에서, 기구는 복수의 보이드를 갖는 엘라스토머 중합체 및 이 엘라스토머 중합체 내에 배치된 복수의 전도성 필러의 균일한 복합 혼합물을 포함한다. 전도성 필러는 전도성 나노입자 및/또는 전도성 안정화제를 포함할 수 있다. 또 다른 일반적인 양상에서, 스트레인 센서를 제조하는 방법은 복수의 전도성 나노입자를 엘라스토머 중합체와 혼합하여 보이드를 갖는 균일한 복합 재료를 형성하는 단계를 포함하되, 균일한 복합 재료는 변형에 반응하여 전압을 생성한다. 또 다른 양상에서, 스트레인을 측정하는 방법은 엘라스토머 중합체에 걸쳐 배치된 전도성 필러 및 보이드를 포함하는, 균일한 복합 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전기 반응을, 제1 축에 따라, 검출하는 단계를 포함한다. 충격은 제1 축과 다른 제2 축을 따라 있을 수 있다. 상기 방법은 전기 반응에 기초하여 충격의 변형을 결정하는 단계를 또한 포함한다.
하나 이상의 실행의 상세내용은 도면 및 하기 상세한 설명에 기재되어 있다. 다른 특징은 상세한 설명 및 도면 및 청구범위로부터 명확할 것이다.
일 실시예에 따른 본 발명은 중합체 폼 및 상기 중합체 폼 내에 배치된 복수의 전도성 필러의 비적층 혼합물을 포함하는 재료; 상기 재료 내에 배치된 적어도 하나의 프로브; 및 상기 적어도 하나의 프로브에 커플링된 전압 검출기;를 포함하고, 상기 재료는 변형 시 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하는 것인, 기구에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 전기 전위는 상기 변형과 선형 관계를 갖는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 기구는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 전도성 필러는 상기 기구의 25중량%이하일 수 있다.
구체예에서, 상기 기구는 상기 재료 내에 배치되고, 제2프로브에 커플링된 제2프로브; 및
구체예에서, 상기 전압 검출기에 연결된 전류 생성 장치;를 추가로 포함하고, 상기 전압 검출기는 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 검출하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성은 변위 없이 반복가능한 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 중합체 폼 내에서 상기 복수의 전도성 필러의 배치는 양자 터널에 기초하여 압축 스트레인에 대한 전기 반응을 생성하는 나노-정션을 획정하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 기구가 압전 반응을 생성하는 것은 전류 생성 장치 없이 생성되는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 재료는 압축될 때, 제1 축을 따른 전기 저항의 감소 및 제1 축에 직각인 제2 축을 따른 전기 저항의 감소를 발생시키는 것일 수 있다.
다른 실시예에 따른 본 발명은 압축 스트레인을 측정하는 방법으로서, 중합체 폼 및 상기 폼에 걸쳐 배치된 전도성 필러를 포함하는 균일한 복합 재료에 가해진 충격에 반응하여 야기된 전기 전위의 생성 및 전기 저항의 감소를, 제1 축을 따라 측정하는 것이고, 상기 충격은 제2 축을 따르는 것으로 상기 제2 축은 제1 축과 상이하며, 상기 균일한 복합 재료는 충격에 반응하여 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하는 것인, 측정하는 단계; 및 상기 측정에 기초하여 충격의 변형을 결정하는 단계;를 포함하는 압축 스트레인의 측정 방법에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 전기 전위 또는 전기 저항의 감소를 나타내는 데이터를 외부 컴퓨팅 장치로 송신하는 단계; 및 상기 외부 컴퓨팅 장치에서 상기 충격의 변형을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 전도성 필러는 전도성으로 코팅된 섬유를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 균일한 복합 재료는 소비자 기구에서 패딩(padding)으로서 작용할 수 있다.
구체예에서, 상기 재료는 의지(artificial limb)의 일부에 적용되고, 상기 방법은 상기 충격의 변형에 대해 사용자에게 피드백을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 균일한 복합 재료는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 전기 전위 또는 전기 저항 감소에 기초하여 충격에 대한 변형률 및 변형을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 본 발명은 중합체 폼; 상기 중합체 폼 내에 비적층 상태로 균일하게 배치된 복수의 전도성 필러; 상기 중합체 폼 내에 배치된 적어도 하나의 제1 프로브 및 제2 프로브; 상기 적어도 하나의 제1 프로브 및 제2 프로브에 커플링된 전압 검출기; 및 상기 제2 프로브에 커플링된 전류 생성 장치; 를 포함하고, 상기 중합체 폼과 그 내에 배치된 전도성 필러는 변형 시 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하고, 상기 전압 검출기는 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 감지하도록 구성되는 것인, 기구에 관한 것이다.
구체예에서, 상기 전압 검출기는 상기 제2 프로브를 통해 저항의 감소를 감지하고, 상기 제1 프로브를 통해 생성된 전압을 감지하도록 구성된 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 기구는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 균일한 복합 재료는 등방성 특성 갖는 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 저항의 감소와 전기 전위는 반복 변형 사이클에서 재보정 없이 측정 가능한 것일 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 균일한 복합 재료의 고수준 도식적 다이어그램;
도 1d 및 도 1e는 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 균일한 복합 재료의 현미경사진 이미지;
도 2는 다양한 양의 전도성 필러와 혼합된 폴리우레탄 폼에 대한 공기의 용적 백분율 및 에너지 흡수 값을 표시한 그래프;
도 3a 내지 도 3c는 실행에 따른 압전 스트레인 게이지의 도식적 다이어그램;
도 4는 실행에 따른 압전 스트레인 게이지를 사용하는 시스템의 예를 보여주는 고수준 블록 다이어그램;
도 5는 복합 재료의 일 제형의 압전 반응과 스트레인의 양 사이의 선형 관계를 표시한 그래프;
도 6은 반복 스트레인 사건을 통한 복합 재료의 일 제형의 압전 반응의 전압 특징의 불변성을 표시한 그래프;
도 7은 복합 재료의 일 실행에 대한 충격 로딩 하의 압전 유도된 전압과 측정된 힘 및 가속도 사이의 상관관계를 표시한 그래프;
도 8은 실행에 따른 압전 스트레인 게이지를 제조하기 위한 예시적인 방법을 나타낸 흐름도;
도 9는 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 균일한 복합 재료를 제조하기 위한 예시적인 방법을 나타낸 흐름도;
도 10은 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 균일한 복합 재료를 사용하여 변형을 측정하기 위한 예시적인 방법을 나타낸 흐름도;
도 11은 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 균일한 복합 재료를 사용하여 반복 충격에 대한 전압 데이터를 수집하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 흐름도.
일반적인 일 양상에서, 기구는 엘라스토머 중합체 폼 내에 배치된 복수의 전도성 나노입자를 포함하는 균일한 복합 재료를 포함한다. 균일한 복합 재료는 변형되는 것에 반응하여 전압을 생성할 수 있다. 상기 기구는 균일한 복합 재료 내에 배치된 적어도 하나의 프로브 및 이 프로브에 커플링된 전압 검출기를 또한 포함할 수 있다. 상기 기구는 스트레인 게이지로서 기능할 수 있다. 상기 기구는 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전도성 나노입자는 제1 전도성 필러일 수 있고, 균일한 복합 재료는 제2 전도성 필러를 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 엘라스토머 중합체 폼은 폴리우레탄 폼 기제이다. 몇몇 실행에서, 균일한 복합 재료는 전도성 물질로 코팅된 섬유, 예컨대 니켈로 코팅된 탄소 섬유를 추가로 포함한다. 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 나노입자는 니켈 나노스트랜드(nanostrand), 니켈 분말, 은 나노와이어 및 금 나노와이어 중 적어도 하나를 포함한다. 또 다른 예로서, 상기 기구는 전압 검출기에 작동성으로 커플링된 무선 제어장치 및 이 무선 제어장치에 작동성으로 커플링된 컴퓨팅 장치를 또한 포함할 수 있고, 상기 컴퓨팅 장치는 전압 검출기에 의해 수집된 데이터를 분석하도록 구성된다. 몇몇 실행에서, 전압은 변형률(strain rate) 및 변형에 부합한다.
또 다른 일반적인 양상에서, 기구는 엘라스토머 중합체, 이 엘라스토머 중합체 내에 균일하게 배치된 복수의 전도성 나노입자 및 이 엘라스토머 중합체 내에 균일하게 배치된 복수의 보이드를 포함한다. 상기 기구는, 변형될 때, 제1 축 및 제1 축에 수직인 제2 축을 따라 검출 가능한 전기 반응을 생성한다. 상기 기구는 하나 이상의 하기 특징을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머 중합체에서의 복수의 전도성 나노입자의 배치는 양자 터널에 기초하여 전기 반응을 생성하는 나노-정션(nano-junction)을 획정할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 기구는 엘라스토머 중합체 내에 배치된 프로브 및 이 프로브에 커플링된 전압 검출기를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 나노입자는 기구의 대략 1중량% 내지 25중량%이다. 몇몇 실행에서, 복수의 보이드는 기구의 75용적% 이하이고/이거나, 복수의 보이드는 1000㎛ 이하의 범위일 수 있다. 몇몇 실행에서, 전도성 나노입자는 제1 전도성 필러이고, 상기 기구는 엘라스토머 중합체 내에 균일하게 배치된 제2 전도성 필러를 또한 포함한다.
또 다른 일반적인 양상에서, 기구는 복수의 보이드, 복수의 전도성 나노입자 및 복수의 전도성 안정화제를 갖는 엘라스토머 중합체의 비적층 혼합물을 포함하는 재료를 포함한다. 상기 기구는 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 재료는 전도성 나노입자 및 전도성 안정화제가 내부에 배치된 중간 구역을 포함할 수 있고, 중간 구역은 제1 축 및 제1 축에 직각인 제2 축을 따라 균일할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 재료는, 압축될 때, 제1 축을 따른 전기 저항의 감소 및 제1 축에 직각인 제2 축을 따른 전기 저항의 감소를 발생시킬 수 있다. 몇몇 실행에서, 전도성 나노입자는 상기 재료의 1중량% 내지 25중량%이고, 전도성 안정화제는 상기 재료의 1중량% 내지 20중량%이다. 몇몇 실행에서, 7중량% 이하로의 복수의 전도성 안정화제의 양의 증가는 재료의 에너지 흡수를 증가시킨다.
또 다른 일반적인 양상에서, 기구는 복수의 보이드를 갖는 엘라스토머 중합체 및 이 엘라스토머 중합체 내에 배치된 복수의 전도성 필러의 비적층 혼합물을 포함하는 균일한 복합 재료를 포함한다. 상기 기구는 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 필러는 복수의 전도성 나노입자를 포함한다. 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 필러는 전도성 물질로 코팅된 관 및/또는 전도성 물질로 코팅된 섬유를 포함한다. 복수의 전도성 필러는 복수의 전도성으로 코팅된 섬유와 복수의 전도성 나노입자의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 엘라스토머 중합체에서의 복수의 전도성 필러의 배치는 상기 기구를 통한 연속적 전도성 경로를 형성할 수 있다. 몇몇 실행에서, 엘라스토머 중합체에서의 복수의 전도성 필러의 배치는 양자 터널에 기초하여 압축 스트레인에 대한 전기 반응을 생성하는 나노-정션을 획정한다. 또 다른 예로서, 상기 기구는 상기 재료 내에 배치된 적어도 2개의 프로브, 전류 생성 장치 및 적어도 2개의 프로브에 커플링된 저항 검출기를 또한 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 기구는 상기 재료 내에 배치된 적어도 2개의 프로브, 적어도 2개의 프로브에 커플링된 전압 검출기 및 전압 검출기에 작동 가능하게 커플링된 메모리를 또한 포함할 수 있다.
또 다른 일반적인 양상에서, 스트레인 센서를 제조하는 방법은 복수의 전도성 나노입자를 엘라스토머 중합체와 혼합하여 보이드를 갖는 균일한 복합 재료를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 균일한 복합 재료는 변형에 반응하여 전압을 생성한다. 상기 방법은 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 균일한 복합 재료를 경화시키는 단계, 경화된 재료를 전압 검출기에 작동 가능하게 커플링하는 단계 및 전압 검출기를 컴퓨팅 장치에 작동 가능하게 커플링하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 방법은 금형 내에서 전도성 메쉬에 커플링된 적어도 하나의 프로브를 포함시키는 단계 및 금형 내에서 균일한 복합 재료를 경화시키는 단계(그래서, 균일한 복합 재료는 적어도 하나의 프로브 상의 메쉬를 적어도 부분적으로 둘러쌈)를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 나노입자는 균일한 복합 재료의 1중량% 내지 25중량%를 나타낸다. 몇몇 실행에서, 상기 방법은 복수의 전도성 나노입자를 엘라스토머 중합체와 혼합하기 전에 복수의 전도성 안정화제를 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 상기 방법은 복수의 전도성 안정화제를 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 복수의 전도성 안정화제는 1중량% 내지 25중량%를 나타낸다. 몇몇 실행에서, 상기 방법은 전도성 물질로 코팅된 복수의 섬유를 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 상기 방법은 전도성 물질로 코팅된 복수의 섬유를 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 섬유는 대략 0.1 내지 1밀리미터의 범위의 길이를 갖는다. 몇몇 실행에서, 상기 섬유는 전도성 물질로 코팅된 복수의 섬유를 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 전도성 물질은 코팅된 섬유의 35중량% 이하이다.
또 다른 예로서, 엘라스토머 중합체는 제1 파트 및 제2 파트를 포함할 수 있고, 상기 방법은 전도성 나노입자의 제1 부분을 엘라스토머 중합체의 제1 파트와 혼합하는 단계, 전도성 나노입자의 제2 부분을 엘라스토머 중합체의 제2 파트와 혼합하는 단계, 및 엘라스토머 중합체의 제1 파트와 엘라스토머 중합체의 제2 파트의 조합의 결과로서 보이드를 형성하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 이러한 몇몇 실행에서, 제1 부분은 제2 부분보다 작고/작거나, 제2 파트에 대한 제1 파트의 부분에 비례할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 방법은 균일한 복합 재료를 소비자 기구에 의해 결정된 형상으로 조각화하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 복수의 전도성 나노입자는 혼합 전에 스크리닝되고/되거나, 균일한 복합 재료를 경화시키는 단계는 균일한 복합 재료를 캐스팅하거나 성형하는 단계를 포함한다. 몇몇 실행에서, 균일한 복합 재료의 형상은 소비자 기구에 의해 결정되고/되거나, 균일한 복합 재료는 헬멧, 신발 내 신발창 또는 매트리스와 같은 소비자 기구에서의 패딩(padding)으로서 기능한다.
또 다른 예로서, 상기 방법은 공지된 변형을 갖는 충격을 균일한 복합 재료에 인가하는 단계, 충격에 의해 생성된 전압을 결정하는 단계 및 상이한 공지된 변형을 갖는 충격으로 상기 인가 단계 및 결정 단계를 반복하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 방법은 제1 방향 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에서 균일한 복합 재료를 절단하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 균일한 복합 재료는 하위구조물에 분사되거나 인쇄되고/되거나, 의지(artificial limb)를 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.
또 다른 양상에서, 변형을 측정하는 방법은 엘라스토머 중합체에 걸쳐 배치된 전도성 필러 및 보이드를 포함하는 균일한 복합 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전기 반응을, 제1 축을 따라, 검출하는 단계를 포함한다. 충격은 제1 축과 다른 제2 축에 따른다. 상기 방법은 전기 반응에 기초하여 충격의 변형을 결정하는 단계를 또한 포함한다.
상기 방법은 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 전기 반응에 기초하여 충격에 대한 변형률 및 변형을 결정하는 단계를 또한 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 방법은 전압을 나타내는 데이터를 외부 컴퓨팅 장치로 송신하는 단계 및 외부 컴퓨팅 장치에서 충격의 변형을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 전압은 제1 전기 반응일 수 있고, 상기 방법은 제2 전기 반응을, 제1 축 및 제2 축과 다른 제3 축을 따라, 검출하는 단계 및 제1 전기 반응 및 제2 전기 반응에 기초하여 충격의 위치를 결정하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 균일한 복합 재료는 소비자 기구에서 패딩으로서 기능하고/하거나, 재료의 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정할 수 있다. 몇몇 실행에서, 전기 반응은 반복된 검출 및 결정 후에 실질적으로 동일하고/하거나, 충격의 변형과 선형 관계를 갖는다. 몇몇 실행에서, 전도성 재료는 전도성으로 코팅된 섬유를 포함하여서, 균일한 복합 재료의 에너지 흡수 능력을 증가시킨다. 몇몇 실행에서, 상기 재료는 의지의 일부에 적용될 수 있고, 상기 방법은 충격의 변형에 대해 사용자에게 피드백을 제공하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
또 다른 양상에서, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 실행될 때, 컴퓨팅 장치가 엘라스토머 중합체 폼, 전도성 나노입자 및 전도성 안정화제를 포함하는 비적층 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전압을 검출하고, 메모리에서 전압을 나타내는 전압 데이터를 저장하고, 전압 데이터를 송신하게 하는, 명령어를 저장한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 하나 이상의 하기 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는, 실행될 때, 컴퓨팅 장치가 복수의 전압 데이터의 검출 및 저장, 생성을 반복하고, 외부 컴퓨팅 장치에서 실행된 명령어에 반응하여 외부 컴퓨팅 장치에 복수의 전압 데이터를 송신하게 하는, 명령어를 추가로 저장할 수 있다. 또 다른 예로서, 컴퓨터 판독 가능 매체는, 외부 컴퓨팅 장치에서 실행된 명령어에 반응하여 외부 컴퓨팅 장치에 전압 데이터를 송신하게 하는, 명령어를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는, 실행될 때, 컴퓨팅 장치가 메모리에서 전압 데이터를 저장하는 것에 반응하여 전압 데이터를 송신하게 하는, 명령어를 추가로 저장할 수 있다.
또 다른 양상에서, 스트레인 센서를 제조하는 방법은 복수의 전도성 필러를 경화된 엘라스토머 중합체와 혼합하는 단계, 전도성 필러와 비경화된 엘라스토머 중합체의 혼합물에서 보이드를 형성하는 단계, 및 보이드를 갖는 혼합물을 경화시켜 스트레인 센서를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 스트레인 센서는 압축에 반응하여 전기 반응을 생성한다. 몇몇 실행에서, 상기 방법은 전도성 필러와 비경화된 엘라스토머 중합체의 혼합물을 금형으로 도입하는 단계 및 금형으로 도입된 혼합물의 양을 조절함으로써 스트레인 센서의 모듈러스를 조정하여 기존의 제품에서 기존의 엘라스토머 폼의 모듈러스를 일치시키는 단계를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 스트레인 센서는 기존의 제품에서 기존의 엘라스토머 폼 대신에 사용된다. 몇몇 실행에서, 스트레인 센서는 본래의 스트레인 센서이고 상기 방법은 본래의 스트레인 센서로부터 복수의 스트레인 센서를 절단하는 단계를 또한 포함한다.
도 1a는 일 실행에 따라 압축 및 이완에 대한 압전 반응 및/또는 음의 압전저항 효과를 나타내는 복합 재료(100)의 고수준 도식적 다이어그램이다. 복합 재료(100)는 인장 응력에 반응하여 압전 반응 및/또는 압전저항을 또한 나타낸다. 복합 재료(100)는 몇몇 성분을 포함할 수 있다: 하나 이상의 전도성 필러(예를 들어, 전도성 나노입자(110), 전도성 안정화제(115)) 및 보이드(120)를 갖는 매트릭스(105). 보이드(120) 및 전도성 필러는 매트릭스에 걸쳐 균일하게 분산될 수 있다. 매트릭스(105)는 변형 후 이의 형태를 보유하는 임의의 엘라스토머 중합체, 예컨대 실리콘계 재료, 폴리우레탄 재료, 다른 폼 유사 재료 등일 수 있고, 이 재료에 걸쳐 보이드(120)를 포함한다. 즉, 매트릭스(105)는 탄성, 다공성 및 높은 파괴 스트레인(failure strain), 통상적으로 50% 내지 1000%의 스트레인을 갖는다.
몇몇 실행에서, 엘라스토머 중합체 매트릭스(105)는 예를 들어 화학 반응, 기포제의 도입, 가스 주입 등을 통해 보이드(120)를 형성하는 폼계 생성물일 수 있다. 보이드(120)는 복합 재료(100)에 비교적 낮은 중량, 비교적 낮은 밀도 및 비교적 높은 에너지 흡수를 제공할 수 있다. 즉, 고체 재료와 달리, 복합 재료(100)에서 보이드(120)는 매트릭스(105)에 걸쳐 분산된다. 예를 들어, 매트릭스(105)에 사용된 엘라스토머 중합체의 밀도는 보이드를 갖는 것보다 보이드 없이는 대략 2배 내지 3½배 초과일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실행에서, 복합 재료(100)는 350㎏/㎥ 내지 800㎏/㎥의 밀도를 가질 수 있다.
복합 재료(100)는 보이드(120)로 인해 다공도를 또한 가질 수 있다. 복합 재료(100)의 다공성는 공기의 용적 비율 및 보이드(120)의 크기의 면에서 정의될 수 있다. 이들 구성성분 각각은 매트릭스(105)로서 사용된 엘라스토머 중합체, 보이드(120)를 형성하기 위해 사용된 공정, 보이드의 형성 및/또는 경화 동안의 복합 재료(100)의 구속(예를 들어, 금형의 크기 및 형상, 및 금형으로 도입된 복합 재료의 양) 및 엘라스토머 중합체와 혼합된 전도성 필러의 양 및 유형 등을 포함하는 몇몇 인자에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 전도성 나노입자의 포함은 보이드의 크기를 감소시키는 경향이 있다. 보이드는 연속 기포(예를 들어, 보이드는 서로에 이어지거나 연결될 수 있음) 또는 독립 기포(예를 들어, 보이드는 서로로부터 분리됨)일 수 있고, 다수의 인자에 따라 크기가 변할 수 있다. 몇몇 실행에서, 보이드(120)는 1000㎛ 이하의 크기의 범위일 수 있다.
몇몇 실행에서, 매트릭스(105)로서 사용된 엘라스토머 중합체는 경화 전에 전도성 필러와 혼합될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 엘라스토머 중합체는 열경화성이거나, 열, 화학 반응 또는 조사를 통해 비가역적으로 경화될 수 있다. 경화 전에, 전도성 필러를 비경화된 엘라스토머 중합체와 조합할 수 있다. 예를 들어, 화학 반응을 통해 경화된 엘라스토머 중합체, 예컨대 폼은 2개의 파트를 포함할 수 있고, 엘라스토머 중합체는 2개의 파트가 혼합되거나 조합될 때 형성된다. 조합되면, 2개의 파트는 화학적으로 반응하여, 폼의 특징인 공기 포켓 또는 보이드를 생성하고 경화된다. 전도성 필러는 조합 전에 파트 중 하나 또는 둘 다와 혼합될 수 있다. 몇몇 엘라스토머 중합체는 경화 전에 기포제와 혼합될 수 있다. 이러한 엘라스토머 중합체는 기포제와 혼합 전에 전도성 필러와 조합될 수 있다. 보이드는 가스 주입, 휘핑(whipping) 등에 의해 엘라스토머 중합체에서 형성될 수 있다. 몇몇 엘라스토머 중합체는 열을 통해 경화될 수 있다. 열경화성 엘라스토머 중합체는 혼합 후에 및 이들이 경화되기 전에 캐스팅되거나, 성형되거나, 분사되거나, 압출될 수 있다.
몇몇 실행에서, 전도성 필러는 전도성 나노입자(110)를 포함할 수 있다. 전도성 나노입자(110)는 1000나노미터 이하 측정되는 적어도 하나의 치수를 갖고, 전기를 전도하는 재료로부터 또한 제조된 입자이다. 이러한 전도성 재료의 예는 니켈, 백금, 금, 은, 구리 등을 포함한다. 전도성 나노입자의 예는 나노와이어, 분말 및 나노스트랜드를 포함한다. 포함될 수 있는 일 유형의 나노스트랜드는 니켈 나노스트랜드(NiN)이다. NiN은 컨덕티브 컴포지티브즈, 엘엘씨(Conductive Composites, LLC)(유타주 휴버 시티)로부터 구입 가능하고, 발명의 명칭이 "전기 전도성 복합 재료(Electrically Conductive Composite Material)"인 미국 특허 제7,935,415호 및 발명의 명칭이 "전기 전도성 나노복합 재료"인 미국 특허 제8,361,608호(본 명세서에 참조문헌으로 포함됨)에 기재되어 있다.
전도성 필러는 복수의 전도성 안정화제(115)를 또한 포함할 수 있다. 전도성 안정화제(115)는 보이드의 형성 전에 비경화된 엘라스토머 중합체에 또한 첨가될 수 있다. 전도성 안정화제(115)는 안정화제로서 작용하는 임의의 전도성 재료일 수 있다. 일 실행에서, 전도성 안정화제(115)는 전기를 전도하는 재료로 코팅된 섬유일 수 있다. 예를 들어, 전도성 안정화제(115)는 순수한 니켈로 코팅된 탄소 섬유일 수 있다. 몇몇 실행에서, 섬유는 전도성 재료로 대략 20 내지 40중량% 코팅될 수 있다. 섬유는 짧은 길이, 예를 들어 0.1 내지 1㎜로 절단될 수 있다. 섬유는 10㎛ 이하(예를 들어, 0.2㎛, 1㎛, 5㎛, 8㎛)의 직경을 가질 수 있다. 몇몇 실행에서, 섬유는 중공(예를 들어, 관)일 수 있다. 몇몇 실행에서, 섬유는 니켈 코팅된 탄소 나노관(CNT) 또는 니켈 코팅된 탄소 섬유(NCCF)일 수 있고, 이들은 또한 컨덕티브 컴포지티브즈, 엘엘씨로부터 구입 가능하다. 전도성 안정화제(115)는 복합 재료(100)의 강도 및 에너지 흡수 능력을 증가시킬 수 있다. 전도성 나노입자(110)는 복합 재료(100)의 강도 및 에너지 흡수 능력을 또한 증가시킬 수 있지만, 통상적으로 전도성 안정화제(115)보다는 적은 정도로 증가시킬 수 있다. 몇몇 실행에서, 전도성 나노입자(110)는 제1 전도성 필러일 수 있고, 전도성 안정화제는 제2 전도성 필러일 수 있다.
전도성 필러, 예를 들어 전도성 나노입자(110) 및/또는 전도성 안정화제(115)가 엘라스토머 중합체 매트릭스(105)와 혼합되고 따라서 이에 걸쳐 배치되므로, 복합 재료(100)는 균일하다. 다시 말하면, 복합 재료(100) 및 이에 따른 스트레인 게이지는 층을 갖지 않고, 이의 조성은 외부 표면(외부 벽)으로부터 외부 표면으로 거시적(예를 들어, 육안) 수준에서 일반적으로 일정하다. 복합 재료(100)는 바람직한 방향성을 나타내지 않는다는 점에서 거시적 수준에서 등방성 특성을 또한 가질 수 있다. 예를 들어, 전도성 재료(100)는, 도 1a에 예시된 바대로, x축, y축 및 z축을 따라 압전 반응 또는 압전저항을 나타낼 수 있다. 즉, 복합 재료(100)는, 어떠한 외부 표면이 사용되는지와 관련 없이, 재료의 일 외부 표면으로부터 또 다른 외부 표면으로 검출 가능한 압전 반응 또는 압전저항을 나타낼 수 있다. 도 1a에 예시된 바대로, 전도성 나노입자(110) 및 전도성 안정화제(115)는 확대, 예컨대 확대 구역(150 및 160) 없이는 용이하게 보이지 않을 수 있다. 예를 들어, 확대 구역(150 및 160)으로 예시된 미시적 수준에서, 복합 재료(100)의 성분은 구별 가능할 수 있지만, 임의의 축을 따라 일정한 또는 균등한 방식으로 일반적으로 분산될 수 있다. 따라서, 정확하게 동일하지 않지만, 구역(150 및 160)의 일반 조성은 심지어 미시적 수준에서 유사하다.
전도성 필러, 예컨대 전도성 나노입자(110) 및/또는 전도성 안정화제(115)의 포함으로 인해, 복합 재료(100)는 임의의 축, 예컨대 x축, y축 및 z축을 따라 인가된 충격 또는 다른 변형에 대한 음의 압전저항 및 압전 반응을 나타낸다. 다시 말하면, 측정된 전기 반응은 동일한 거리에 걸쳐 임의의 방향으로 일정하다. 예를 들어, 제1 축을 따라 전기 반응이 검출되는 경우, 동일한 거리는 제1 축이 직경인 구 내의 임의의 거리이다. 따라서, 스트레인 게이지로서 사용될 때, 복합 재료(100)는 복합 재료(100)와 관련하여 선결정된 배향으로부터 도달한 충격을 측정하는 것으로 제한되지는 않는다. 압전저항 효과를 나타내는 재료는 압축될 때 전기 저항을 변경시킨다. 음의 압전저항 효과를 갖는 게이지는 스트레인 증가로 인해 덜 저항이 되고, 이것은 전류가 이의 정지 상태의 재료를 통한 것보다 압축될 때의 재료를 통해 더 쉽게 흐른다는 것을 의미한다. 반면, 양의 압전저항 효과를 갖는 게이지는 스트레인 증가로 인해 더 저항이 되고, 이것은 전류가 쉽게 흐르지 않는다는 것을 의미한다. 전통적인 스트레인 게이지는 양의 압전저항을 이용함으로써 스트레인을 측정하고, 즉 전기 저항은 스트레인이 증가하면서 증가한다. 스트레인 게이지 재료의 포아송-씨닝(Poisson-thinning)으로 인해 전통적인 스트레인 게이지에서의 저항이 증가한다. 전류 생성 장치, 예컨대 배터리가 이 재료에 작동 가능하게 커플링될 때, 재료가 변형을 겪으면서 전류의 변화가 측정될 수 있다. 재료가 스트레인에 놓이지 않을 때, 음의 압전저항 효과를 갖는 센서는 전류를 끌어들이지 않거나 아주 적게 끌어들여서, 배터리 동력 분야에 대한 사용 시간을 잠재적으로 연장시키므로, 이 센서가 많은 분야에서 바람직할 수 있다. 전기 저항의 변화는 충격에 대한 전기 반응의 일 유형이다.
반면, 압전 반응을 생성하는 재료는 측정될 수 있는 전압의 형태로 전기 전위를 생성시킨다. 따라서, 압전 반응을 생성하는 재료는 외부 전류 생성 장치의 필요 없이 측정될 수 있는 전압을 생성할 수 있다. 생성된 전압은 충격에 대한 전기 반응의 또 다른 유형이다. 압전저항 효과를 나타내는 재료는 압전 반응을 자동으로 생성하지 않고, 그 반대도 그러하다.
복합 재료(100)는 외부 벽 사이에 균일하므로 복합 재료의 압전 반응 또는 압전저항 효과에 영향을 미치지 않으면서 임의의 방향으로 조각화될 수 있다. 즉, 복합 재료(100)가 층을 포함하지 않으므로, 이것은 압전 또는 압전저항 센서로서 작용하는 이의 능력에 영향을 미치지 않으면서 임의의 방향으로 캐스팅되고 이후 절단되거나 조각화될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 재료의 큰 시트 또는 블록이 제조되고, 많은 센서가 동일한 시트로부터 절단될 수 있다. 더구나, 복합 재료(100)는, 일단 경화되면, 충전될 필요가 없고, 압전 반응은 복합 재료(100) 자체에 고유하다.
매트릭스(105)의 탄성으로 인해, 복합 재료(100)는 영구적인 변형 없이 80% 스트레인을 측정할 수 있다. 이에 반해, 대부분 흔히 사용되는 스트레인 센서, 금속 호일 인장 응력 게이지는, 게이지에 사용되는 금속 재료의 항복점으로 제한되는, 대략 5% 이하의 스트레인인, 작은 스트레인만을 측정할 수 있다. 예를 들어, 니켈 합금 호일 게이지는 7% 초과의 스트레인에 놓일 때 영구적으로 변형되어, 게이지를 파괴할 것이다. 전통적인 금속 호일 스트레인 게이지와 달리, 복합 재료(100)는 5% 내지 40%의 차수의 스트레인을 일상적으로 경험하는 생물학적 설정에서 쉽게 사용될 수 있다. 복합 재료는 그 자체가, 인장 응력에 대한 압전저항 반응을 측정함으로써 40% 이하의 스트레인의 정확한 판독을 제공할 수 있는, 최근에 개발된 고변위 스트레인 게이지(High Deflection Strain Gauge: HDSG)와 다르다. HDSG는 다양한 생물기계적 상황에 성공적으로 적용되지만, 압축 스트레인이 아니라 인장 응력을 정량화하도록 특별히 구성된다. 많은 생물학적 설정에서 압축 또는 충격 스트레인을 정량화하는 것이 중요하므로, 이는 이의 유용성을 제한한다.
도 1d 및 도 1e는 전자 현미경으로 찍은 예시적인 복합 재료(100)의 이미지이다. 이미지 1d는 다양한 크기의 보이드(120)를 갖는 복합 재료(100)를 보여준다. 예시적인 전도성 안정화제(115) 및 전도성 나노입자(110)가 도 1d에 또한 예시되어 있다. 도 1d의 예에서, 엘라스토머 중합체는 쾌 큰, 연속 기포의, 보이드(120)를 갖는 실리콘 폼이다. 실리콘 폼에서의 보이드(120)는 평균 10㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 이미지 1e는 더 높은 배율로 찍은 예시적인 복합 재료(100)의 사진이다. 이미지 1e는 어떻게 전도성 나노입자(110)가 매트릭스(105)를 통해 균등하게 분산되고 배치될 수 있는지를 보여준다. 이미지 1e는 전도성 안정화제(115)의 크기가 전도성 나노입자보다 훨씬 크다(예를 들어, 전도성 나노입자보다 큰 규모의 차수)는 것을 또한 보여준다. 도 1e의 예에서의 엘라스토머 중합체는 보이드(120)가 더 적긴 하지만 도 1d의 예에서 사용된 동일한 전도성 필러를 갖는 우레탄 폼이다. 우레탄 폼에서의 보이드는 평균 80㎛ 내지 300㎛일 수 있다. 따라서, 도 1d 및 도 1e에 의해 예시되는 것처럼, 복합 재료(100)는 재료의 제제, 어떻게 재료가 혼합되고/되거나, 형성되고/되거나, 경화되는지에 따라 다양한 양 및 크기의 보이드를 가질 수 있다.
실행은 전도성 나노입자(110) 및 전도성 안정화제(115) 둘 다를 포함하는 복합 재료(100)로 제한되지는 않는다. 도 1b는 엘라스토머 중합체 매트릭스(105), 보이드(120) 및, 전도성 안정화제 없이, 전도성 필러로서의 전도성 나노입자(110)를 포함하는 복합 재료(100)의 실행을 나타낸다. 도 1c는 엘라스토머 중합체 매트릭스(105), 보이드(120) 및, 전도성 나노입자 없이, 전도성 필러로서의 전도성 안정화제(115)를 포함하는 복합 재료(100)의 또 다른 실행을 나타낸다. 도 1a 내지 도 1c에 예시된 복합 재료(100)의 변화는 모두 압전 반응을 나타내고, 음의 압전저항을 갖는다. 사용된 전도성 필러의 양 및 유형은 복합 재료(100)의 에너지 흡수의 양, 복합 재료(100)의 비용, 압전저항 효과의 강도, 압전 반응의 강도 등에 영향을 미친다. 양 및 비율이 패딩 또는 보호재로서의 복합 재료의 기능, 원하는 비용, 예상된 충격 진폭 등과 같은 많은 인자에 따라 달라질 수 있는 것으로 인식된다.
도 2는 어떻게 전도성 필러의 다양한 부분이 복합 재료 중에서 에너지 흡수를 변화시킬 수 있는지를 나타내는 그래프(200)이다. 도 2의 예에서, 매트릭스(105)는 다양한 농도의 전도성 필러가 내부에 배치된 폴리우레탄 폼이다. 도 2의 폴리우레탄 폼에 배치된 전도성 필러는 니켈 나노스트랜드(NiN) 및 니켈 코팅된 탄소 섬유(NCCF)이다. 하기 표 1은 그래프(200)를 생성하기 위해 사용된 샘플 조성을 보여준다.
Figure 112018010249616-pat00001
그래프(200)에 예시된 것처럼, 경화 전의 더 높은 농도의 전도성 나노입자(110)(예를 들어, NiN)와 폴리우레탄 폼의 혼합은, 복합 재료(100)의, 다공도의 일 성분인, 공기의 용적 비율을 더 증가시킬 수 있다. 더 높은 농도의 전도성 안정화제(115)(예를 들어, NCCF)는 에너지 흡수를 더 증가시킬 수 있다. 그래프(200)는 어떻게 다양한 양의 전도성 나노입자(110) 및 전도성 안정화제(115)가 복합 재료(100)의 특성에 영향을 미칠 수 있는지를 보여준다. 물론, 표 1 및 그래프(200)에 사용된 조성은 오직 예로서 제공되고, 실행은 그래프(200)를 생성하기 위해 사용된 양, 조성, 또는 성분 재료로 제한되지는 않는다.
상이한 양 및 유형의 전도성 필러는 복합 재료의 압전 반응 및 압전저항에 또한 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 전도성 필러가 전도성 입자의 연속적 전도성 경로(퍼콜레이팅(percolating) 네트워크) 및 이들 입자 사이의 나노규모 정션을 생성할 때, 복합 재료(100)는 스트레인의 증가로 인한 전기 저항의 감소의 형태로 더 우수한(예를 들어, 더 뚜렷한) 압전저항을 나타낼 수 있다. 전도성 필러가 (예를 들어, 전하 소산을 위해) 연속적 경로를 형성하지 않을 때, 복합 재료(100)는 더 우수하거나 더 뚜렷한 압전 반응을 나타낼 수 있다.
도 3a는 실행에 따른 압전 스트레인 게이지의 도식적 다이어그램이다. 도 3a의 스트레인 게이지는 복합 재료(100) 내에 배치된 2개의 프로브(305 및 310)와 함께 복합 재료(100)를 포함한다. 프로브는 와이어, 메쉬 스크린이 부착된 와이어, 또는 전도성 재료의 또 다른 형태일 수 있다. 프로브(305 및 310)는 경화 전에 복합 재료(100)에서 캐스팅되거나, 경화 후에 복합 재료(100)로 삽입되거나 배치될 수 있다. 프로브(305 및 310)의 적어도 일부는 복합 재료(100)의 외부 벽 뒤로 연장될 수 있다. 외부 벽 뒤로 연장되는 부분은 전압 검출기에 작동성으로 커플링될 수 있다(비도시). 프로브(305 및 310)는, 하나 이상의 전압 검출기에 작동성으로 커플링될 때, 도 3a에서 "F"로 표시된, 충격에 대한 압전 반응으로 인한 전압 증가를 검출하도록 사용될 수 있다. 도 3a에 예시된 것처럼, 충격(F)은 제1 축(A)을 따를 수 있다. 충격(F)은 축 B를 따라 하나 이상의 프로브(305 및 310)를 사용하여 검출될 수 있는, 전압 증가의 형태로, 압전 반응을 복합 재료(100)가 생성하게 할 수 있다. 도 3a에 예시된 것처럼, 복합 재료(100)는 충격(F)과 연관된 축 A와 다른 축 B를 따라 검출 가능한 전압을 생성한다. 따라서, 도 3a는 복합 재료(100)에서의 압전 반응의 검출이 충격의 방향(또는 축)과 무관하다는 것을 보여준다. 도 3b는 프로브(305 및 310)가 수평 축 또는 수직 축을 따를 필요가 없다는 것을 추가로 보여준다. 대신에, 프로브는 복합 재료(100)의 외부 벽을 따른 어디든 위치할 수 있고, 충격(F)에 대한 반응에서 생성된 전압을 검출하도록 여전히 사용될 수 있다. 물론, 프로브는 또한 복합 재료(100)의 내부로 배치되거나 삽입될 수 있다.
도 3c는 충격(F)의 변형 이외에 충격(F)의 위치를 결정하기 위해 사용된 데이터를 생성할 수 있는 압전 스트레인 게이지의 도식적 다이어그램이다. 도 3c에서, 스트레인 게이지는 격자 또는 그리드로 배열된, 복수의 프로브(305 내지 340) 및 복합 재료(100)를 포함한다. 격자 또는 그리드는 불규칙적일 수 있고(예를 들어, 직교하거나 균등하게 이격될 필요가 없음), 랜덤이지만 공지된 배열을 가질 수 있다. 격자 또는 그리드에서의 각각의 프로브(예를 들어, 프로브(305 내지 340))는 충격(F)에 대한 반응에서 생성된 전압을 검출하도록 사용될 수 있다. 충격 부위에 더 가까운 프로브, 예를 들어 프로브(305 및 340)는 충격 부위로부터 먼 프로브보다 더 높은 전압을 측정할 수 있다. 차이가 약간일 수 있지만, 이들은 충격이 발생한 복합 재료(100)의 외부 벽에서의 위치에 근사하도록 사용될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c의 예가 압전 반응의 검출을 기술하지만, 이 예가 복합 재료의 압전저항 효과의 검출에 또한 동등하게 적용되는 것으로 이해된다. 즉, 프로브는 생성된 전압보다는 복합 재료(100)의 전기 저항의 변화를 검출할 수 있다. 유사하게, 실행은 예시된 프로브 위치를 갖는 구성으로 제한되지는 않는다.
도 4는 실행에 따른 압전 스트레인 게이지를 사용하는 시스템(400)의 예를 보여주는 고수준 블록 다이어그램이다. 상기 시스템은 기구(410)를 포함할 수 있다. 기구(410)는 엘라스토머 중합체 매트릭스, 보이드 및 전도성 필러를 포함하는 복합 재료(100)를 포함할 수 있다. 복합 재료(100)는 도 1a 내지 도 1e와 관련하여 기재된 복합 재료(100)일 수 있다. 기구(410)는 복합 재료(100)에 작동 가능하게 커플링된 전압 검출기(432)를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 전압 검출기(432)는 복합 재료(100) 내에 배치된 하나 이상의 프로브를 통해 복합 재료(100)에 커플링될 수 있다. 몇몇 실행에서, 기구(410)는, 예를 들어 복수의 프로브를 통해, 복합 재료(100)에 각각 작동 가능하게 커플링된, 복수의 전압 검출기(432)를 포함할 수 있다. 복합 재료(100)가, 예를 들어 충격으로 인해 스트레인을 경험할 때, 전압 검출기(432)는 복합 재료(100)에 의해 생성된 전압을 검출할 수 있다. 복합 재료(100)가, 예를 들어 충격으로 인해 스트레인을 경험할 때, 전압 검출기(432)는 전기 저항의 감소를 또한 검출할 수 있다. 전압 검출기(432)는 전압이 검출될 때 불이 켜지고 저장될 수 있는 값을 생성하는, 예를 들어 라이트를 포함하는, 전압을 검출하거나 사용하는 임의의 장치일 수 있다. 몇몇 실행에서, 전압 검출기(432)는 다른 부품(비도시), 예컨대 메모리 및/또는 처리장치(processor)(예를 들어, 기판에서 형성된 처리장치)를 또한 포함할 수 있다.
전압 검출기(432)는 메모리(434) 및/또는 송신장치(transmitter)(436)에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 메모리(434)는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 유형의 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 몇몇 실행에서, 전압 검출기(432)는 검출된 전압을 메모리(434)에 저장된 값으로 변환할 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(434)는 전압 검출기(432)의 부품일 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(434)는 전압 값을 갖는 추가의 정보, 예컨대 값이 검출된 날짜 및/또는 시간을 저장할 수 있다. 몇몇 실행에서, 다수의 전압 검출기(432)에 의해, 추가의 정보는 값을 검출한 전압 검출기의 식별자(identifier)를 포함할 수 있다. 메모리(434)는 전압 값을 갖는 다른 정보를 또한 저장할 수 있다. 전압 값 및 추가의 정보는, 있는 경우, 전압 데이터로 생각된다. 따라서, 메모리(434)는 스트레인 사건, 예컨대 복합 재료(100)가 받은 충격 후에 검출된 전압 데이터를 저장할 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(434)는 복수의 전압 데이터를 저장하여, 복수의 스트레인 사건을 나타낼 수 있다. 메모리(434)는 무선 또는 유선 연결을 통해 컴퓨팅 장치에 송신될 때까지 복수의 전압 데이터를 저장할 수 있다.
몇몇 실행에서, 메모리(434)는 송신장치(436)에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 송신장치(436)는 데이터를 무선으로 송신하거나, 데이터를 유선 연결, 예컨대 유니버셜 시리얼 버스(Universal Serial Bus: USB) 케이블을 통해 송신할 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(434) 및 송신장치(436)는 무선 제어장치(430)에 포함될 수 있다. 무선 제어장치(430)는 무선 마이크로제어장치, 예를 들어 시냅스(Synapse) SNAP일 수 있다. 무선 마이크로제어장치는, 데이터를 분석할 능력을 갖는 컴퓨팅 장치로 전압 데이터를 여전히 송신할 수 있으면서, 기구(410)가 소형 인자(small form-factor)를 갖게 할 수 있다. 전압 검출기(432), 메모리(434) 및 송신장치(436)의 소형 인자는 상당한 재설계 없이 기존의 제품이 기구(410)를 포함하게 한다. 소형 인자는 또한 휴대성이 매우 좋은 기구(410)를 생성시켜서, 이 기구가 많은 생물학적 설정에서 유용하게 한다. 이는 생물학적 설정에서 스트레인을 측정할 때 부적절한 많은 현재 구입 가능한 높은 스트레인 센서에 비해 이점인데, 왜냐하면 이들이 다루기 어렵고 보정을 꺼리고 대개 비싸기 때문이다. 몇몇 실행에서, 송신장치(436)는 컴퓨팅 장치, 예컨대 컴퓨팅 장치(450)로부터의 명령에 반응하여 메모리로부터 전압 데이터 송신할 수 있다. 몇몇 실행에서, 송신장치(436)는 메모리에 저장되는 데이터에 반응하여 전압 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실행에서, 전압 검출기(432)는 송신장치(436)에 작동 가능하게 커플링될 수 있고, 메모리(434)는 임의일 수 있다. 이러한 실행에서, 송신장치(436)가 전압 데이터를 수신하자마자, 송신장치(436)는 전압 데이터를 송신할 수 있다.
송신장치(436)는 컴퓨팅 장치(450)에 전압 데이터를 송신할 수 있다. 컴퓨팅 장치(450)는, 기구(410)와 분리된, 외부 컴퓨팅 장치일 수 있다. 이러한 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)는 수신장치(receiver)(456)를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)는 기구(410)에 일체형일 수 있다. 컴퓨팅 장치(450)는 임의의 유형의 컴퓨팅 장치, 예컨대 제어장치(예를 들어, 처리장치, 마이크로제어장치 등), 태블릿, 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 서버, 처리장치를 갖는 텔레비전 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(450)는 압축 충격 분석 모듈(455)을 포함할 수 있다. 압축 충격 분석 모듈(455)은 기구(410)로부터 수신된 전압 데이터를 해석하도록 구성될 수 있다. 전압 데이터의 해석은 스트레인 사건에 대한 변형의 결정, 일련의 스트레인 사건에 대한 일련의 변형의 결정, 변형률의 결정 및/또는 변형(들) 및 변형률의 분석의 제공을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압축 충격 분석 모듈(455)은 압축 충격 분석 모듈(455)이, 전압 값을 충격의 결과로서 재료(100)가 경험한 변형을 나타내는 값으로 변환시키도록 하는, 보정 데이터(452)에 대한 액세스를 가질 수 있다. 변형은 압축 스트레인(예를 들어, 압축(%)), 인장 응력(예를 들어, 연신률(%)), 또는 스트레스, 힘, 진폭, 임펄스(예를 들어, 인가된 힘 및 힘이 인가된 시간의 양)과 관련된 다른 스트레인(기하학적 왜곡), 및/또는 충격 사건의 결과로서 흡수된 충격 에너지를 나타낼 수 있다. 몇몇 실행에서, 압축 충격 분석 모듈(455)은 충격 사건의 변형률을 또한 결정할 수 있다. 예를 들어, 복합 재료(100)가 동일한 변형을 갖는 반복 충격을 겪는 경우, 검출된 전압의 임의의 변화는 상이한 변형률로 인할 수 있다. 예를 들어, 공지된 변형을 갖는 충격은 충격이 더 빠른 속도로 발생할 때 더 큰 전압을 발생시킨다. 몇몇 실행에서, 압축 충격 분석 모듈(455)은, 예를 들어 사용자 인터페이스(예를 들어, 리포터, 디스플레이 등)를 통해, 사용자에게 분석을 제공할 수 있다.
컴퓨팅 장치(450)는 또한 보정 데이터(452)를 포함할 수 있다. 보정 데이터(452)는 전압 데이터를 분석하고 해석하기 위해 압축 충격 분석 모듈(455)에 의해 사용될 수 있다. 몇몇 실행에서, 보정 데이터(452)는 컴퓨팅 장치(450)에 제공될 수 있다. 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)는 보정 데이터(452)를 수집하고 저장하는 모듈(비도시)을 포함할 수 있다. 보정 데이터(452)는 공지된 변형 및 변형률의 충격과 연관된 전압 값을 나타낼 수 있다. 복합 재료(100)의 조성, 예를 들어 전도성 나노입자의 양 및 전도성 안정화제의 양이 복합 재료(100)의 압전저항 및 압전 특성에 영향을 미칠 수 있으므로, 제어 환경(예를 들어, 확립된 제조 공정) 외부에서 제조된 복합 재료(100)는 각각의 제조 후 보정될 필요가 있을 수 있다. 그러나, 제어 환경에서 제조된 복합 재료(100)는 매 번의 제조 후 보정될 필요는 없다.
몇몇 실행에서, 기구(410)는 헬멧에 임베딩되거나 삽입되거나 이식되거나 그렇지 않으면 배치될 수 있다. 이러한 실행에서, 복합 재료(100)는 패딩으로서 헬멧에 배치되고, 보호 패딩, 및 압축 스트레인 게이지로서 기능할 수 있다. 헬멧에 배치된 기구(410)는 외부 컴퓨팅 장치(450)에 전압 데이터를 송신할 수 있어서, 복합 재료(100)가 받은 충격은 실시간으로 분석될 수 있다. 이는 코치 및 의학 전문가가 예를 들어 거의 충격이 발생하자마자 뇌진탕의 위험을 평가하게 한다. 헬멧에서의 기구(410)는, 외부 컴퓨팅 장치(450)가 데이터를 요청할 때까지, 전압 데이터(또는 복수의 전압 데이터)를 또한 저장할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 의학 전문가는 받은 임의의 충격의 심각성을 평가하기 위해 자전거 사고와 같은 사고 후의 데이터를 검색할 수 있다. 몇몇 실행에서, 기구(410)는 복싱 글러브, 펜싱 자켓, 또는 다른 장비, 예컨대 펀칭 백(punching bag) 등과 같은 다른 유형의 보호 기어에 배치될 수 있다. 기구(410)는, 보호 기어 또는 다른 장비가 받은 충격에 대한 정보를 또한 제공하면서, 또한 보호 패딩으로서 이 장비에서 기능할 수 있다.
몇몇 실행에서, 기구(410)는 신발에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기구(410)는 제어 실험실 밖의 자연 환경에서 개인의 걸음걸이를 분석할 수 있는 스마트 신발창(smart insole)일 수 있다. 따라서, 복합 재료(100)는 패딩처리 삽입물(insert), 및 압축 스트레인 게이지로서 기능할 수 있다. 기구(410)는 정형외과 피팅(fitting), 훈련 및 칼로리 소모 등에 대한 피드백을 제공할 수 있다. 이러한 실행에서, 기구(410)는 사용자, 외부 컴퓨터 등의 요청으로 송신되는 각각의 충격 사건에 상응하는 복수의 전압 데이터를 저장할 수 있다.
몇몇 실행에서, 기구(410)는 의지와 같은 구조물 위에 배치될 수 있다. 복합 재료(100)는 예를 들어 사용자에게 느낌을 제공하기 위한 보철용 피부로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 충격 사건은 경질 표면(터치)에 대해 보철 손가락이 눌러지는 것일 수 있고, 기구(410)는 충격 또는 터치에 관해 사용자의 신경 수용체에 피드백을 제공할 수 있다. 구조물은 또한 로봇 부속물(appendage)일 수 있고, 복합 재료(100)는 동일한 방식으로 터치에 대해 로봇에 데이터를 제공할 수 있다. 몇몇 실행에서, 복합 재료(100)는 핸들, 예컨대 테니스 라켓, 골프 클럽 또는 야구 방망이에 배치될 수 있고, 기구(410)는 사용자의 그립(grip)을 분석하도록 사용될 수 있다.
몇몇 실행에서, 기구(410)는 매트리스에 포함될 수 있다. 복합 재료(100)는 매트리스 또는 매트리스 패드, 및 스트레인 게이지로서 기능할 수 있다. 기구는 압통점을 검출하고, 상기 압통점에서 압력을 감소시키도록 기전을 액츄에이팅할 수 있다. 압통점의 감소는 간병인이 환자와 상호작용하지 않으면서 욕창의 빈도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 기구(410)는 시스템이 사용자가 자면서 하는 운동을 분석할 수 있게 한다. 본 명세서에서 제공된 예는 배타적이지 않고 제한인 것으로 의도되지 않는다.
도 4가 압축 스트레인과 관련하여 기재되어 있지만, 복합 재료(100)가 인장 응력 또는 다른 변형에 대한 압전저항 및 압전 반응을 또한 나타내는 것으로 이해된다. 따라서, 기구(410)는, 예를 들어 부싱(bushing) 구성(여기서, 플레이트는 사이클의 일부에 대해 갈라짐)에서 변형을 검출하고 측정하도록 용이하게 적합화될 수 있다. 따라서, 기구(410)는 압축 스트레인을 검출하고 측정하는 것으로 제한되지는 않는다.
도 5는 복합 재료(100)의 예의 압전 반응과 변형 사이의 선형 관계, 또는 스트레인의 양을 표시한 그래프이다. 복합 재료가 스트레인에 놓이면서, 이것은 압전 반응을 생성시켜서, 전압 검출기에 걸쳐 전압 차이를 발생시킨다. 반응은 경험한 재료의 변형의 양과 직접 상관될 수 있고, 도 5의 상부 라인에 도시된 것처럼, 변형과 관련하여 선형이다. 스트레인이 해제될 때, 재료는 상응하는 전압 반응의 감소를 생성한다. 재료의 이 특성은 스트레인이 나중에 정확하게 측정될 수 있도록 보정을 허용한다. 복합 재료(100)의 모든 실행이 선형 반응을 나타낼 수 있는 것으로 이해된다. 몇몇 실행은 비선형 반응을 나타낼 수 있지만, 적절한 보정으로, 반응은 경험한 재료의 변형의 양에 상관될 수 있다. 즉, 압전 반응은 후의 충격의 변형을 결정하도록 보정될 수 있는 방식으로 변형에 따라 변한다.
도 6은 반복 충격 사건을 통한 복합 재료의 몇몇 실행의 압전 반응의 불변성(예를 들어, 변위의 부재)을 표시한 그래프이다. 도　6은 복합 재료(100)의 몇몇 실행의 압전 반응이 매우 반복 가능하고, 반복 사이클에 따라 변위되지 않는다는 것을 나타낸다. HDSG를 포함하는 많은 압전 센서는 변위를 경험하고, 이것은 연장된 기간에 걸쳐 스트레인을 정확히 측정하는 능력에 영향을 미친다. 반복 스트레인 사건에 따라 시간에 걸쳐 게이지의 압전 반응 또는 압전저항이 저하될 때 변위가 발생한다. 예를 들어, 변위를 겪는 센서는 제1 시간 1뉴턴의 힘의 충격에 반응하여 1amp를 생성하고, 제2 시간 1뉴턴 충격에 반응하여 0.9amp를 생성하고, 제3 시간 1뉴턴 충격에 반응하여 0.8amp를 생성하는 등일 수 있다. 따라서, 센서는 재보정 없이 반복 사이클에 걸쳐 충격의 변형을 정확히 측정하지 못한다. HDSG를 포함하는 많은 압전 및 압전저항 센서와 달리, 도 6은 복합 재료(100)가 많은 생물학적 설정에 이상적인 반복 스트레인 사건에 반응하여 일정한 전압을 생성한다는 것을 보여준다.
도 7은 복합 재료의 일 실행에서 수행된 하강 시험 출력으로부터의 결과를 표시한 그래프이다. 도 7의 예에서, 매트릭스는 대략 3%의 전도성 안정화제 및 10%의 전도성 나노입자를 갖는 폴리우레탄 폼이다. 로드셀 상부에 탑재된 복합 재료의 조각에 충격을 주는 가속도계가 슬라이딩 해머에 장착된다. 도 7은 복합 재료의 이 샘플이 동시에 측정된 힘 및 가속도를 특징으로 하는 각각의 충격에 대해 일정한 전압 반응을 제공한다는 것을 보여준다. 이 도면은, 해머가 폼으로부터 제거되면서, 예시적인 복합 재료가 제2 반응을 나타내는 것을 또한 보여준다.
도 8은 실행에 따른 압전 스트레인 게이지를 제조하기 위한 예시적인 방법(800)을 보여주는 흐름도이다. 방법(800)은 적어도 80% 이하의 스트레인의 압축 스트레인을 측정하기 위한 압전 또는 압전저항 센서로서 사용될 수 있는 복합 재료 및 성분 파트를 생성한다. 805에서, 적어도 하나의 전도성 필러는 비경화된 엘라스토머 중합체와 혼합된다. 상기 표시된 바대로, 전도성 필러는 전도성 나노입자 및/또는 전도성 안정화제를 포함할 수 있다. 비경화된 엘라스토머 중합체와 혼합된 전도성 필러의 비율 및 양은 게이지의 원하는 특성에 따라 달라진다. 예를 들어, 추가의 에너지 흡수 또는 더 질긴 폼을 원하는 경우, 더 전도성인 안정화제를 비경화된 엘라스토머 중합체와 혼합할 수 있다. 다공도의 증가를 원하는 경우, 예를 들어, 더 많은 보이드를 갖지만 크기가 더 작은 재료를 위해, 더 전도성인 나노입자를 엘라스토머 중합체와 혼합할 수 있는데, 왜냐하면 나노입자의 증가는 핵형성 지점을 증가시키고, 이는 보이드의 수를 증가시키지만 보이드의 크기의 감소에 처할 수 있기 때문이다. 본 명세서에 기재된 바대로, 전도성 나노입자의 양은 재료의 다공도, 나노-정션의 형성, 전도성 경로 등의 형성에 영향을 미칠 수 있고, 이는 압전 및 압전저항 효과에 영향을 미칠 수 있다.
810에서, 보이드가 혼합물에서 형성된다. 보이드는 엘라스토머 중합체의 2개의 성분 파트가 혼합될 때 화학 반응의 결과로서 형성될 수 있다. 보이드는 가스의 분산 또는 기포제의 도입의 결과로서 또한 형성될 수 있다. 보이드는 엘라스토머 중합체의 경화 공정의 일부로서 형성될 수 있다. 보이드의 양(공기의 용적 비율) 및 크기는 재료의 다공도를 결정한다. 재료의 다공도는 복합 재료에서 관찰된 압전 및 압전저항 반응에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 공기의 대략 40% 내지 80%의 용적 비율을 갖는 폴리우레탄 폼 매트릭스를 갖는 복합 재료가 허용되는 압전 반응을 생성하지만, 공기의 80% 초과의 용적 비율에서는 압전 반응이 저하되는 것으로 밝혀졌다. 유사하게, 적합한 압전 반응이 10㎛ 내지 300㎛의 범위의 보이드를 갖는 복합 재료에서 관찰되었다. 압전 게이지에서 사용된 복합 재료의 최적 다공도는 또한 사용된 매트릭스의 유형 및 스트레인 게이지의 목적에 따라 달라질 수 있다. 더구나, 재료의 양을 증가시키면서(예를 들어, 전도성 필러와 혼합된 엘라스토머 중합체를 더 많이 금형에 도입함으로써), (예를 들어, 금형을 사용함으로써) 용적을 일정하게 유지시킴으로써, 생성된 복합 재료의 보이드의 크기가 감소하여서, 영 모듈러스가 상응하게 증가한다. 따라서, 복합 재료의 모듈러스는 기존의 폼에 일치될 수 있어서, 복합 재료는 일반 물체로 임베딩될 수 있어서, 스트레인 게이지로서 기능하고 일반 생리학적 설정에서 데이터를 수집한다.
815에서, 예를 들어 캐스팅, 인쇄, 분사, 압출 또는 성형에 의해 혼합물이 형성되고 경화된다. 형성되고 경화되면, 혼합물은 추가로 공정처리 없이 압전 센서로서 작용할 수 있는 복합 재료이다. 즉, 경화된 복합 재료는 충전될 필요가 없거나, 센서로서 작용하도록 다른 재료 또는 층이 첨가될 필요가 없다. 따라서, 복합 재료는 비첨가제이다. 추가의 부품, 예컨대 프로브 및 전압 검출기가 압전 반응을 검출하도록 필요할 수 있지만, 복합 재료는 추가 없이 반응을 생성한다. 몇몇 실행에서, 단계(815 및 810)가 조합될 수 있는 것으로 이해된다. 즉, 보이드는 혼합물이 형성되고/되거나 경화되면서 또는 경화 공정의 결과로서 발생할 수 있다.
820에서, 경화된 복합 재료, 또는 압전 스트레인 센서는 전압 검출기에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 예를 들어, 전압 검출기는 재료에 배치된 하나 이상의 프로브를 통해 커플링될 수 있다. 프로브는 복합 재료와 캐스팅될 수 있거나, 복합 재료가 경화된 후 삽입될 수 있다. 전압 검출기가 메모리를 포함하지 않는 경우, 전압 검출기는 825에서 메모리에 작동성으로 또한 커플링될 수 있다. 메모리는 충격 또는 다른 스트레인 유발 사건에 반응하여 검출된 전압을 나타내는 전압 데이터를 저장할 수 있다. 전압 데이터는 전압 검출기에 의해 검출된 전압 및 추가의 정보, 예컨대 일자/시간, 전압 검출기 식별자 등을 나타내는 전압 값을 포함할 수 있다. 전압 데이터는 분석을 위해 컴퓨팅 장치로 송신될 수 있다.
도 9는 실행에 따른 스트레인 센서로서 기능하는 복합 재료를 제조하기 위한 예시적인 방법(900)을 보여주는 흐름도이다. 공정(900)은 도 800의 단계(805)의 일부로서 전도성 필러와 비경화된 엘라스토머 중합체를 혼합하는 것의 예일 수 있다. 공정(900)의 예에서, 전도성 필러는 전도성 안정화제 및 전도성 나노입자 둘 다를 포함하고, 비경화된 엘라스토머 중합체는 형성 및 경화까지 별개로 있는 A 파트 및 B 파트를 포함한다. 이러한 엘라스토머 중합체의 예는 실리콘 폼, 폴리우레탄 폼, 라텍스 폼, 비닐 나이트릴 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 905에서, 비경화된 엘라스토머 중합체의 A 파트 및 B 파트의 원하는 양을 측정한다. 910에서, 전도성 안정화제, 예를 들어, 니켈 코팅된 탄소 섬유의 원하는 양을 측정한다. 일 실행에서, 전도성 안정화제의 양은 엘라스토머 중합체의 대략 1중량% 내지 7중량%이다. 915에서, 측정된 전도성 안정화제의 일부는 엘라스토머 중합체의 A 파트에 첨가된다. A 파트와 혼합된 부분은 엘라스토머 중합체의 B 파트와 혼합된 부분보다 작을 수 있다. 몇몇 실행에서, 전도성 안정화제의 측정된 양의 대략 40%는 A 파트에 첨가되고, 60%는 B 파트에 첨가된다. 몇몇 실행에서, A 파트와 혼합된 부분은 A 파트 및 B 파트의 중량의 비율과 관련될 수 있다. 몇몇 실행에서, 예를 들어 교반함으로써 및/또는 특수 혼합기, 예컨대 원심분리 혼합기를 통해 혼합을 성취할 수 있다. 예를 들어, 전도성 안정화제는 유리 봉을 사용하여 A 파트와 혼합되고 이후 원심분리 혼합기에 위치하고 혼합될 수 있어서, 전도성 안정화제가 A 파트에 완전히 균등하게 분산되도록 보장한다. 혼합 시간은 사용된 엘라스토머 중합체에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 폼은 2000rpm에서 10초 동안 혼합되어 폼을 금형으로 도입할 시간을 허용할 수 있지만, 우레탄 폼은 2000rpm에서 20초 동안 혼합될 수 있다. 전도성 안정화제의 남은 부분은 단계(920)에서 비경화된 엘라스토머 중합체의 B 파트와 혼합될 수 있다. 남은 부분은 단계(915)와 관련하여 기재된 것과 동일한 방식으로 혼합될 수 있다.
단계(925)에서, 전도성 나노입자의 원하는 양을 측정한다. 몇몇 실행에서, 측정된 전도성 나노입자의 중량은 엘라스토머 중합체의 대략 5중량% 내지 20중량%일 수 있다. 몇몇 실행에서, 전도성 나노입자는 측정 전에 스크리닝될 수 있다. 예를 들어, 전도성 나노입자를 메쉬에 밀거나 메쉬에 걸쳐 긁어낼 수 있어서, 측정된 전도성 나노입자는 큰 덩어리를 포함하지 않는다. 930에서, 측정된 전도성 나노입자의 일부는 비경화된 엘라스토머 중합체의 A 파트와 혼합되고, 935에서 남은 부분은 비경화된 엘라스토머 중합체의 B 파트와 혼합된다. 몇몇 실행에서, A 파트와 혼합된 전도성 나노입자의 부분은 B 파트와 혼합된 부분보다 적고, 예를 들어 40%이다. 전도성 안정화제에서처럼, 전도성 나노입자는 원심분리 혼합기를 사용하여 혼합되어, 비경화된 엘라스토머 중합체에 걸쳐 나노입자를 완전히 균등하게 분산시킬 수 있다.
940에서, 비경화된 엘라스토머 중합체의 A 파트 및 B 파트는 함께 혼합될 수 있다. 이 파트들을 교반에 의해, 진탕에 의해 또는 특수 혼합기, 예컨대 원심분리 혼합기에 의해 혼합될 수 있다. 몇몇 실행에서, 이 파트들은 사용된 엘라스토머 중합체에 따라 2000rpm에서 10초 내지 20초 동안 원심분리 혼합기에서 혼합될 수 있다. 혼합되면, 복합 재료가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복합 재료는 캐스팅, 성형, 분사, 인쇄 등이 되고 경화될 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머 중합체는 보이드의 형성 및 경화를 위해 가열된 금형에 부어질 수 있다. 예를 들어, 2 파트 중합체에서, 2개의 파트가 함께 혼합되고 금형에 부어진 후, 보이드의 형성 및 가열된 금형에서의 굳어짐 또는 경화로 인해 엘라스토머 중합체가 생길 수 있다. 가열된 금형은 폼이 생기는 것을 도울 수 있고, 경화 시간을 감소시킬 수 있지만, 금형은 반드시 가열될 필요는 없다. 방법(900)은 단계가 변경될 수 있는 예시적인 방법인 것으로 이해된다. 예를 들어, 실행은 전도성 안정화제와 엘라스토머 중합체의 일 파트의 혼합 및 전도성 나노입자와 엘라스토머 중합체의 또 다른 파트의 혼합을 포함할 수 있다. 실행은 다른 변동을 또한 포함할 수 있다.
도 10은 실행에 따른 스트레인 게이지로서 기능하는 복합 재료를 사용하여 변형을 측정하기 위한 예시적인 방법(1000)을 보여주는 흐름도이다. 방법(1000)은 스트레인 센서로서 상기 기재된 복합 재료를 사용하는 시스템에 의해 수행될 수 있다. 1005에서, 전압 검출기는 복수의 보이드 및 전도성 필러를 갖는 엘라스토머 중합체를 포함하는 비적층 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전압을 검출할 수 있다. 전도성 필러는 상기 기재된 바대로 전도성 나노입자, 전도성 안정화제, 또는 2개의 조합을 포함할 수 있다. 비적층 재료는 충전, 적층 또는 다른 첨가된 성분 없이 경화 시 압전 반응을 생성할 수 있는 복합 재료이다. 1010에서, 기구는 전압을 나타내는 데이터를 컴퓨팅 장치에 송신할 수 있다. 컴퓨팅 장치는 외부 컴퓨팅 장치일 수 있고, 전압 데이터는 무선 송신될 수 있다. 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치는 마이크로제어장치일 수 있다. 몇몇 실행에서, 송신은 스트레인 센서 및 컴퓨팅 장치를 포함하는 기구 사이의, 예를 들어 유니버셜 시리얼 버스 연결을 통해 유선일 수 있다. 몇몇 실행에서, 데이터는 전압 검출에 반응하여 송신될 수 있다. 즉, 데이터는 실시간으로 송신될 수 있다. 1015에서, 컴퓨팅 장치는 전압에 대한 변형을 결정할 수 있다. 몇몇 실행에서, 변형은 흡수된 에너지의 양을 나타낼 수 있다. 몇몇 실행에서, 변형은 진폭, 임펄스, 충격 에너지, 스트레인 등을 나타낼 수 있다. 컴퓨팅 장치는 사용자에게 변형에 대한 정보를 제공할 수 있다.
도 11은 실행에 따른 압전 반응을 나타내는 복합 재료를 사용하여 반복 충격에 대한 전압 데이터를 수집하기 위한 예시적인 방법(1100)을 보여주는 흐름도이다. 방법(1100)은 스트레인 센서로서 복합 재료를 포함하는 시스템에 의해 수행될 수 있다. 1105에서, 전압 검출기는 복수의 보이드 및 전도성 필러를 갖는 엘라스토머 중합체를 포함하는 비적층 재료에 대한 충격에 반응하여 생성된 전압을 검출할 수 있다. 전도성 필러는 상기 기재된 바대로 전도성 나노입자, 전도성 안정화제, 또는 2개의 조합을 포함할 수 있다. 비적층 재료는 충전, 적층 또는 다른 첨가된 성분 없이 경화 시 압전 반응을 생성할 수 있는 복합 재료이다. 시스템은 1110에서 메모리에서 전압을 나타내는 전압 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는 전압, 전압이 검출된 일자 및/또는 시간, 전압 검출기의 식별자 또는 전압을 검출하도록 사용된 프로브 등을 나타내는 값을 포함할 수 있다.
시스템은 이후 1115에서 데이터를 전송할지를 결정할 수 있다. 몇몇 실행에서, 시스템은 데이터가 저장되자마자 데이터를 전송할 수 있다. 몇몇 실행에서, 시스템은 데이터에 대한 요청, 예를 들어 사용자 또는 외부 컴퓨팅 장치에 의해 개시된 요청에 대기할 수 있다. 시스템이 데이터가 전송되지 않는다는 것을 결정하는 경우(1115, 아니오), 시스템은 충격 사건에 대해 계속해서 모니터하고 검출된 사건에 대해 전압 데이터를 저장할 수 있다. 시스템이 데이터가 전송될 거라는 것을 결정하는 경우(1115, 예), 시스템은 1120에서 복수의 전압 데이터를 외부 컴퓨팅 장치에 송신할 수 있다. 몇몇 실행에서, 데이터가 송신되면, 데이터는 메모리로부터 결실될 수 있다. 컴퓨팅 장치에서, 시스템은 데이터에 의해 표시된 충격 사건에 대한 변형 및 임의로 변형률을 결정하기 위해 복수의 전압 데이터를 분석할 수 있다. 분석은 예를 들어 디스플레이 또는 프린터를 통해 사용자에게 제공된 그래프, 차트 또는 리포트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 데이터는 스트레인 게이지가 사용되는 제품의 유형에 따라 다양한 방식으로 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 데이터는 걸음걸이 분석, 보조기 고객맞춤화, 손상 평가, 그립 분석, 터치 피드백, 운동 분석, 조기 경보 충돌 감지(예를 들어, 차 범퍼), 중량 감지 스위칭(예를 들어, 자동차 에어백의 작동 또는 비작동을 위한 중량 감지 재료)에 사용될 수 있고, 센서는 또한 차량 계기판 및 문 패드로 임베딩되어서, 제1 반응자에 대한 충격 검출로 사고 평가가 가능하게 할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 몇몇 실행에서, 시스템(400) 및 컴퓨팅 장치(450)는 예를 들어 유선 장치 및/또는 무선 장치(예를 들어, 와이파이(Wi-Fi), 지그비(ZigBee) 또는 블루투스 가능 장치)일 수 있고, 예를 들어 하나 이상의 처리장치, 태블릿 장치, e-리더 및/또는 기타 등등을 포함하거나, 이들과 연관된, 컴퓨팅 집합체(예를 들어, 개인용 컴퓨팅 장치), 서버 장치(예를 들어, 웹 서버), 휴대폰, 터치스크린 장치, 개인용 디지털 단말기(PDA), 랩탑 컴퓨터, 텔레비전일 수 있다. 컴퓨팅 장치(450)는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 제어 시스템, 런타임 라이브러리의 하나 이상의 유형 및/또는 기타 등등을 포함할 수 있는, 하나 이상의 플랫폼(예를 들어, 하나 이상의 유사한 또는 상이한 플랫폼)에 기초하여 조작되도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 장치(450)의 부품(예를 들어, 모듈, 처리장치)은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 제어 시스템, 런타임 라이브러리의 하나 이상의 유형 및/또는 기타 등등을 포함할 수 있는, 하나 이상의 플랫폼(예를 들어, 하나 이상의 유사한 또는 상이한 플랫폼)에 기초하여 조작되도록 구성될 수 있다. 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)의 부품은 장치의 클러스터(예를 들어, 서버팜) 내에 조작되도록 구성될 수 있다. 이러한 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)의 부품의 기능성 및 프로세싱은 장치의 클러스터의 몇몇 장치에 분포될 수 있다.
컴퓨팅 장치(450)의 부품(예를 들어, 컴퓨팅 장치(450)의 압축 충격 분석 모듈(455))은 전압 데이터를 분석하도록 구성된 임의의 유형의 하드웨어 및/또는 소프트웨어일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실행에서, 도 4에서의 압축 충격 분석 모듈(455)의 하나 이상의 부분은 하드웨어 기반 모듈(예를 들어, 디지털 신호 처리장치(digital signal processor: DSP), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(field programmable gate array: FPGA), 메모리), 펌웨어 모듈, 및/또는 소프트웨어 기반 모듈(예를 들어, 컴퓨터 코드의 모듈, 컴퓨터에서 실행될 수 있는 일련의 컴퓨터 판독 가능 명령)일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)의 부품의 하나 이상의 부분은 적어도 하나의 처리장치(비도시)에 의한 실행에 구성된 소프트웨어 모듈일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 부품의 기능성은 도 4에 도시된 것과 다른 모듈 및/또는 상이한 부품에 포함될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 컴퓨팅 장치(450)의 하나 이상의 부품은 메모리에 저장된 명령을 프로세싱하도록 구성된 처리장치일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압축 충격 분석 모듈(455)(및/또는 이의 부분)은 하나 이상의 기능을 실행하는 프로세스와 관련된 명령을 실행하도록 구성된 메모리와 처리장치의 조합일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)의 부품, 예컨대 컴퓨팅 장치(450)의 압축 충격 분석 모듈(455)은 예를 들어, 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 환경, 컴퓨터 시스템, 하나 이상의 서버/호스트 장치 및/또는 기타 등등 내에 조작되도록 구성될 수 있다. 몇몇 실행에서, 컴퓨팅 장치(450)의 부품은 네트워크 내에 조작되도록 구성될 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 장치(450) 또는 기구(410)의 부품은 하나 이상의 장치 및/또는 하나 이상의 서버 장치를 포함할 수 있는 다양한 유형의 네트워크 환경 내에 기능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 근거리 네트워크(local area network: LAN), 광역 네트워크(wide area network: WAN) 및/또는 기타 등등일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 네트워크는 무선 네트워크 및/또는 예를 들어 게이트웨이 장치, 브릿지(bridge), 스위치 및/또는 기타 등등을 사용하여 실행되는 무선 네트워크일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 네트워크는 하나 이상의 세그먼트(segment)를 포함할 수 있고/있거나, 다양한 프로토콜, 예컨대 인터넷 프로토콜(IP) 및/또는 특허 프로토콜에 기초한 부분을 가질 수 있다. 네트워크는 인터넷의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
몇몇 실행에서, 메모리(434) 및/또는 메모리(458)는 임의의 유형의 메모리, 예컨대 랜덤-액세스 메모리, 디스크 드라이브 메모리, 플래시 메모리 및/또는 기타 등등일 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(434) 및/또는 메모리(458)는 기구(410) 또는 컴퓨팅 장치(450)의 부품과 연관된 하나 초과의 메모리 부품(예를 들어, 하나 초과의 RAM 부품 또는 디스크 드라이브 메모리)으로서 실행될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 보정 데이터(452) 또는 메모리(458)(또는 이의 일부)는 원격 데이터베이스, 국소 데이터베이스, 분포 데이터베이스, 관계 데이터베이스, 계층 데이터베이스 및/또는 기타 등등일 수 있다. 도 4에 도시된 바대로, 보정 데이터(452) 및/또는 송신된 전압 데이터의 적어도 몇몇 일부는 컴퓨팅 장치(450)의 메모리(458)(예를 들어, 국소 메모리, 원격 메모리)에 저장될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 메모리(458)는 다수의 장치, 예컨대 컴퓨팅 장치(450)가 공유한 메모리일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 몇몇 실행에서, 메모리(458)는 네트워크 내의 서버 장치(비도시)와 연관되고, 컴퓨팅 장치(450)의 부품을 제공하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 기재된 다양한 기법의 실행은 디지털 전자 회로로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 이들의 조합으로 실행될 수 있다. 실행은, 데이터 프로세싱 기구, 예를 들어, 프로그래밍 가능 처리장치, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터에 의한 프로세싱을 위해 또는 이의 조작하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 매체에서 명백히 구현된 컴퓨터 프로그램으로서, 예를 들어 기계 판독 가능 저장 장치(컴퓨터 판독 가능 매체)에서 또는 전파 신호에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램, 예컨대 상기 기재된 컴퓨터 프로그램(들)은 컴파일러형 또는 해석형 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 쓰기될 수 있고, 독립 프로그램 또는 모듈, 부품, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여, 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 일 컴퓨터 또는 일 사이트에서의 다수의 컴퓨터에서 프로세싱되거나, 다수의 사이트에 걸쳐 분포되고, 통신 네트워크에 의해 상호연결되도록 배치될 수 있다.
많은 방법 단계는 입력 데이터를 조작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하도록 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능 처리장치에 의해 수행될 수 있다. 방법 단계가 또한 수행될 수 있고, 기구는 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(응용 주문형 집적 회로: application-specific integrated circuit)로서 실행될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 프로세싱에 적합한 처리장치는, 예의 방식으로, 일반 목적 및 특수 목적 둘 다의 마이크로처리장치 및 임의의 유형의 디지털 컴퓨터의 기판에서 형성된 임의의 하나 이상의 처리장치를 포함한다. 일반적으로, 처리장치는 읽기 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 소자는 명령을 실행하기 위한 적어도 하나의 처리장치 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 또한 데이터를 수신하거나, 데이터를 송신하거나, 또는 이들 둘 다를 수행하도록, 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대량 저장 장치, 예를 들어, 자기, 자기 광학 디스크, 또는 광학 디스크를 포함할 수 있거나, 이들에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 구현하기에 적합한 정보 매체는 예의 방식으로 반도체 메모리 장치, 예를 들어, EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치; 자기 디스크, 예를 들어, 내부 하드 디스크 또는 제거 가능한 디스크; 자기 광학 디스크; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함하는, 모든 형태의 비휘발성 메모리를 포함한다. 처리장치 및 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 이에 일체형이 될 수 있다.
사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치, 예를 들어, 음극선 관(CRT), 액정 디스플레이(LCD) 모니터, 또는 터치 스크린, 및 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는, 키보드 및 포인팅 장치, 예를 들어 마우스 또는 트랙볼(trackball)을 갖는 컴퓨터에서 실행을 실행할 수 있다. 다른 유형의 장치는 또한 사용자와의 상호작용을 제공하도록 사용될 수 있고, 예를 들어 사용자에게 제공된 피드백은 감각적 피드백, 예를 들어 시각적 피드백, 청각적 피드백 또는 촉각적 피드백의 임의의 형태일 수 있고, 사용자로부터의 입력은 청각적, 말 또는 촉각적 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다.
실행은 백엔드(back-end) 부품, 예를 들어 데이터 서버를 포함하거나, 미들웨어 부품, 예를 들어 어플리케이션 서버를 포함하거나, 프런트엔드(front-end) 부품, 예를 들어 사용자가 실행과 상호작용할 수 있는 그래프 사용자 인터페이스 또는 웹 탐색자를 갖는 클라이언트 컴퓨터를 포함하거나, 이러한 백엔드, 미들웨어, 또는 프런트엔드 부품의 임의의 조합을 포함하는 컴퓨팅 시스템에서 실행될 수 있다. 부품은 디지털 데이터 통신의 임의의 형태 또는 매체, 예를 들어 통신 네트워크에 의해 상호연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예는 근거리 네트워크(LAN) 및 광역 네트워크(WAN), 예를 들어 인터넷을 포함한다.
기재된 실행의 소정의 특징이 본 명세서에 기재된 바대로 예시되어 있지만, 많은 변형, 치환, 변경 및 균등물이 당해 분야의 당업자에게 이제 일어날 것이다. 따라서, 모든 이러한 변형 및 변경이 실시형태의 범위 내에 해당하면서, 청구범위가 이 변형 및 변경을 포괄하는 것으로 의도된다. 이들이 제한이 아니라 오직 예의 방식으로 제시되고, 형태 및 상세사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 기재된 기구 및/또는 방법의 임의의 부분은 상호 배타적인 조합을 제외하고 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 본 명세서에 기재된 실시형태는 기재된 상이한 실시형태의 기능, 부품 및/또는 특징의 다양한 조합 및/또는 하위조합을 포함할 수 있다.

Claims (21)

  1. 중합체 폼 및 상기 중합체 폼 내에 배치된 복수의 전도성 필러의 비적층 혼합물을 포함하는 재료;
    상기 재료 내에 배치된 적어도 하나의 프로브; 및
    상기 적어도 하나의 프로브에 커플링된 전압 검출기;를 포함하고,
    상기 재료는 변형 시 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하는 것인, 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 전위는 상기 변형과 선형 관계를 갖는 것인, 기구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기구는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것인, 기구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 필러는 상기 기구의 25중량%이하인, 기구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기구는
    상기 재료 내에 배치되고, 제2프로브에 커플링된 제2프로브; 및
    상기 전압 검출기에 연결된 전류 생성 장치;를 추가로 포함하고,
    상기 전압 검출기는 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 검출하는 것인, 기구.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성은 변위 없이 반복가능한 것인, 기구.
  7. 제1항에 있어서, 상기 중합체 폼 내에서 상기 복수의 전도성 필러의 배치는 양자 터널에 기초하여 압축 스트레인에 대한 전기 반응을 생성하는 나노-정션을 획정하는 것인, 기구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기구가 압전 반응을 생성하는 것은 전류 생성 장치 없이 생성되는 것인, 기구.
  9. 제1항에 있어서, 상기 재료는 압축될 때, 제1 축을 따른 전기 저항의 감소 및 제1 축에 직각인 제2 축을 따른 전기 저항의 감소를 발생시키는 것인, 기구.
  10. 압축 스트레인을 측정하는 방법으로서,
    중합체 폼 및 상기 폼에 걸쳐 배치된 전도성 필러를 포함하는 균일한 복합 재료에 가해진 충격에 반응하여 야기된 전기 전위의 생성 및 전기 저항의 감소를, 제1 축을 따라 측정하는 것이고, 상기 충격은 제2 축을 따르는 것으로 상기 제2 축은 제1 축과 상이하며, 상기 균일한 복합 재료는 충격에 반응하여 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하는 것인, 측정하는 단계; 및
    상기 측정에 기초하여 충격의 변형을 결정하는 단계;를 포함하는
    압축 스트레인의 측정 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 전기 전위 또는 전기 저항의 감소를 나타내는 데이터를 외부 컴퓨팅 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 외부 컴퓨팅 장치에서 상기 충격의 변형을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 압축 스트레인의 측정 방법.
  12. 제10항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 전도성 필러는 전도성으로 코팅된 섬유를 포함하는, 압축 스트레인의 측정 방법.
  13. 제10항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 균일한 복합 재료는 소비자 기구에서 패딩(padding)으로서 작용하는, 압축 스트레인의 측정 방법.
  14. 제10항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 재료는 의지(artificial limb)의 일부에 적용되고, 상기 방법은 상기 충격의 변형에 대해 사용자에게 피드백을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 압축 스트레인의 측정 방법.
  15. 제10항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 균일한 복합 재료는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것인, 압축 스트레인의 측정 방법.
  16. 제10항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 전기 전위 또는 전기 저항 감소에 기초하여 충격에 대한 변형률 및 변형을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 압축 스트레인의 측정 방법.
  17. 중합체 폼;
    상기 중합체 폼 내에 비적층 상태로 균일하게 배치된 복수의 전도성 필러;
    상기 중합체 폼 내에 배치된 적어도 하나의 제1 프로브 및 제2 프로브;
    상기 적어도 하나의 제1 프로브 및 제2 프로브에 커플링된 전압 검출기; 및
    상기 제2 프로브에 커플링된 전류 생성 장치; 를 포함하고,
    상기 중합체 폼과 그 내에 배치된 전도성 필러는 변형 시 전기 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 구현하고,
    상기 전압 검출기는 저항의 감소 및 전기 전위의 생성을 감지하도록 구성되는 것인, 기구.
  18. 제17항에 있어서, 상기 전압 검출기는 상기 제2 프로브를 통해 저항의 감소를 감지하고, 상기 제1 프로브를 통해 생성된 전압을 감지하도록 구성된 것인, 기구.
  19. 제17항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 상기 기구는 영구적인 변형 없이 80% 이하의 스트레인을 측정하는 것인, 기구.
  20. 제17항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 상기 균일한 복합 재료는 등방성 특성 갖는 것인, 기구.
  21. 제17항 내지 제18항 중 어느 한항에 있어서, 상기 저항의 감소와 전기 전위는 반복 변형 사이클에서 재보정 없이 측정 가능한 것인, 기구.
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11201507196WA (en) 2013-03-08 2015-10-29 Amgen Inc Perfluorinated cyclopropyl fused 1,3-oxazin-2-amine compounds as beta-secretase inhibitors and methods of use
US10260968B2 (en) 2013-03-15 2019-04-16 Nano Composite Products, Inc. Polymeric foam deformation gauge
RU2664290C2 (ru) 2013-03-15 2018-08-16 Бригам Янг Юниверсити Композиционный материал, используемый в качестве тензометрического датчика
EP2829857A1 (en) * 2013-07-24 2015-01-28 Ecole Polytechnique Piezoresistive material exhibiting an optimal gauge factor
KR20160091364A (ko) * 2013-11-28 2016-08-02 반도 카가쿠 가부시키가이샤 신축성 전극, 센서 시트 및 정전용량형 센서
JP6237456B2 (ja) * 2014-05-13 2017-11-29 株式会社豊田中央研究所 感歪抵抗ペーストおよび力学量センサ素子
US9857246B2 (en) * 2014-09-17 2018-01-02 Sensable Technologies, Llc Sensing system including a sensing membrane
GB2531522B (en) * 2014-10-20 2018-05-09 Bae Systems Plc Strain sensing in composite materials
LU92593B1 (en) * 2014-11-06 2016-05-09 Iee Sarl Impact sensor
US10199560B2 (en) 2014-12-18 2019-02-05 The Regents Of The University Of California Piezoelectric nanoparticle-polymer composite structure
WO2016112229A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 Nano Composite Products, Inc. Shoe-based analysis system
JP6488140B2 (ja) * 2015-02-06 2019-03-20 日本メクトロン株式会社 導電性伸縮基板および歪センサ
WO2016133472A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-25 Koc Universitesi Multi-axis piezoresistive force sensor
US10575653B2 (en) 2015-04-01 2020-03-03 Dreamwell, Ltd. Mattress assembly including thermally conductive foam layer
WO2017010135A1 (ja) * 2015-07-16 2017-01-19 住友理工株式会社 圧電センサ
JP6034543B1 (ja) * 2015-07-16 2016-11-30 住友理工株式会社 圧電センサ
DE102015216793B4 (de) * 2015-09-02 2018-05-03 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Aufprallerkennung für ein Fahrzeug und Sicherheitssystem für ein Fahrzeug
GR1009017B (el) * 2015-11-16 2017-04-24 Σταυρος Ξενοφωντα Δρακοπουλος Διεργασια βελτιωσης των πιεζοηλεκτρικων συντελεστων σε συνθετα πιεζοηλεκτρικα υλικα
EP3397702B1 (en) 2015-12-29 2021-07-14 Universidade do Minho Piezoresistive ink, methods and uses thereof
JP6975981B2 (ja) 2016-01-11 2021-12-01 2020 アーマー インク.2020 Armor Inc. 格闘技スポーツの勝者を争い、かつ勝者を判定する方法およびシステム
US10442091B2 (en) * 2016-01-29 2019-10-15 Ricoh Company, Ltd. Pressure-sensitive sensor, gripping device, and robot
WO2017182929A2 (en) * 2016-04-19 2017-10-26 Centre For Nano And Soft Matter Sciences A strain sensor and method thereof
KR101753247B1 (ko) * 2016-06-30 2017-07-04 엘지이노텍 주식회사 압력 감지 센서 및 이를 포함하는 압력 감지 장치
CN111399682B (zh) * 2016-07-12 2024-01-26 新度技术有限公司 一种纳米复合力传感材料
US10401239B2 (en) * 2016-11-01 2019-09-03 The Boeing Company Integrated hyper-redundant tactile sensor network based on structural fibers
US11737366B2 (en) 2017-03-01 2023-08-22 Rogers Corporation Layered sensor apparatus and method of making same
US11331019B2 (en) 2017-08-07 2022-05-17 The Research Foundation For The State University Of New York Nanoparticle sensor having a nanofibrous membrane scaffold
JP2019066312A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 ミネベアミツミ株式会社 ひずみゲージ
CN107990918B (zh) * 2017-10-20 2020-04-17 苏州大学 通过多级结构设计制备高敏感度压阻式传感器的方法
CN107764470B (zh) * 2017-11-23 2024-02-23 郑州东辰科技有限公司 一种杠杆式力学标准机
JP2020046391A (ja) * 2018-09-21 2020-03-26 藤倉コンポジット株式会社 圧力センサ
US11549797B2 (en) * 2018-10-26 2023-01-10 Deere & Company Device for detecting wear of replaceable components
WO2020105206A1 (ja) * 2018-11-22 2020-05-28 株式会社村田製作所 伸縮性配線基板及び伸縮性配線基板の製造方法
DE102018221454A1 (de) 2018-12-12 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Messung einer physikalischen Größe und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
US20220099504A1 (en) * 2019-01-15 2022-03-31 Smartfoam, Llc Piezoelectric and triboelectric activated foam sensors and applications
KR102167495B1 (ko) * 2019-03-28 2020-10-19 서울대학교 산학협력단 금속나노입자와 탄소나노튜브 혼합물의 직접 인쇄에 기반한 고감도 유연성 스트레인 센서 및 이를 제조하는 방법
DE102019110264A1 (de) * 2019-04-18 2020-10-22 Uvex Safety Gloves Gmbh & Co. Kg Elektrischer polymerer Drucksensor
US10801827B1 (en) 2019-05-03 2020-10-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Sensor based on smart response of two-dimensional nanomaterial and associated method
EP3993439A4 (en) * 2019-06-28 2022-11-30 FUJIFILM Corporation PIEZOELECTRIC FILM
US11305179B1 (en) 2019-10-01 2022-04-19 Michael Wadman Systems and methods for in-person live action gaming
CN111473891B (zh) * 2020-04-23 2022-03-22 合肥工业大学 基于开孔-闭孔结构的复合介质层柔性电容式触觉传感器及其制备方法
US11814566B2 (en) * 2020-07-13 2023-11-14 L&P Property Management Company Thermally conductive nanomaterials in flexible foam
WO2022125666A1 (en) * 2020-12-08 2022-06-16 Greene, Tweed Technologies, Inc. Polymer and elastomer compositions having carbon nanostructure additives and articles formed therefrom for use in emi and rfi shielding and in pressure sensing seals having quantum tunneling composite effects
CN114634736A (zh) * 2020-12-16 2022-06-17 中国科学院深圳先进技术研究院 一种压力响应型导电油墨及其制备的压阻式传感器
US11597862B2 (en) 2021-03-10 2023-03-07 L&P Property Management Company Thermally conductive nanomaterial coatings on flexible foam or fabrics
CA3233978A1 (en) * 2021-10-05 2023-04-13 Nano Composite Products, Inc. Impact apparatus with real-time feedback
WO2023077168A1 (en) * 2021-11-01 2023-05-04 Nano Composite Products Systems and methods for dual-function foam pressure sensors
US20230160762A1 (en) * 2021-11-25 2023-05-25 National Taiwan University Of Science And Technology Pressure Sensing Element with Porous Structure Based Flexible Base

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070327A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Tokai Rubber Ind Ltd 変形センサ
JP2009139329A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Tokai Rubber Ind Ltd センサ用エラストマー複合材料および変形センサ
WO2012098840A1 (ja) * 2011-01-17 2012-07-26 株式会社クラレ 樹脂組成物およびそれを含む成形品

Family Cites Families (197)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3321592A (en) 1966-07-21 1967-05-23 Miller Bros Safety closure edge
DE2113900A1 (de) 1971-02-23 1972-09-07 Semperit Gmbh Formkoerper aus Kunststoff und Verfahren zur Herstellung desselben
JPS5318893B2 (ko) 1971-12-03 1978-06-17
GB1406486A (en) 1972-02-04 1975-09-17 Rists Wires & Cables Ltd Electrical switches
US3748373A (en) 1972-04-14 1973-07-24 R Remy Electrical contact device
JPS50114281U (ko) 1974-02-28 1975-09-18
GB1509031A (en) 1975-04-09 1978-04-26 Peachey G Pressure actuated continuous electrical switch
US4144877A (en) 1976-08-12 1979-03-20 Yeda Research And Development Co. Ltd. Instrument for viscoelastic measurement
JPS5724456Y2 (ko) 1977-09-09 1982-05-27
US4172216A (en) 1978-05-19 1979-10-23 Sprague Electric Company Pressure sensitive switch
NL193609C (nl) 1981-12-30 2000-04-04 Bekaert Sa Nv Samengestelde streng voor verwerking als granulaat in kunststofproducten en werkwijze voor het vervaardigen van een kunststofmenggranulaat.
JPS58209810A (ja) * 1982-05-31 1983-12-06 横浜ゴム株式会社 感圧型導電性エラストマ−シ−トおよびその製造方法
US5540996A (en) 1983-08-23 1996-07-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Rigidized, low density, insulation
US4808336A (en) 1984-06-27 1989-02-28 Gte Laboratories, Incorporated Measurement of strain employing a piezoresistive blend of a doped acetylene polymer and an elastomer
US4624796A (en) 1985-06-07 1986-11-25 Celanese Corporation Piezoelectric filler and flexible piezoelectric composites
US4771394A (en) 1986-02-03 1988-09-13 Puma Aktiengesellschaft Rudolf Dassler Sport Computer shoe system and shoe for use therewith
GB8620474D0 (en) 1986-08-22 1986-10-01 Bicc Plc Electrical switch
US4777346A (en) 1986-09-24 1988-10-11 Swanton Jr Joseph E Electrically heated therapeutic pillow
WO1989010166A1 (en) 1988-04-18 1989-11-02 Impulse Sports Training Systems Sports impact measuring apparatus
US4951985A (en) 1988-11-01 1990-08-28 Transitions Research Corporation Bumper for impact detection
US5132583A (en) 1989-09-20 1992-07-21 Intevep, S.A. Piezoresistive material, its preparation and use
SU1713821A1 (ru) 1989-12-20 1992-02-23 Особое Конструкторское Бюро "Регистр" Института Физики Ан Азсср Способ получени композиционных пьезоматериалов
US5060527A (en) 1990-02-14 1991-10-29 Burgess Lester E Tactile sensing transducer
GB9115196D0 (en) 1991-07-12 1991-08-28 Mott Jonathan Christopher Shoes
US5441301A (en) 1991-07-09 1995-08-15 Automotive Technologies International, Inc. Crush sensing vehicle crash sensor
US5637389A (en) 1992-02-18 1997-06-10 Colvin; David P. Thermally enhanced foam insulation
JPH05296861A (ja) 1992-04-22 1993-11-12 Japan Radio Co Ltd 圧電圧力センサ
US5449002A (en) 1992-07-01 1995-09-12 Goldman; Robert J. Capacitive biofeedback sensor with resilient polyurethane dielectric for rehabilitation
US6033370A (en) 1992-07-01 2000-03-07 Preventive Medical Technologies, Inc. Capacitative sensor
US5323650A (en) 1993-01-14 1994-06-28 Fullen Systems, Inc. System for continuously measuring forces applied to the foot
US5373651A (en) 1993-05-03 1994-12-20 Wood; Thomas L. Smart shoes
US5510812A (en) * 1994-04-22 1996-04-23 Hasbro, Inc. Piezoresistive input device
US5568659A (en) 1994-07-29 1996-10-29 Fogel; Isaac Mattress having integrated thermal layer for reflecting body heat
JPH0862060A (ja) * 1994-08-17 1996-03-08 Nkk Corp 圧力プロフィール計測シートの校正方法
US5592759A (en) 1995-01-26 1997-01-14 Co-Jo Sports, Inc. Vibrating footwear
US5855818A (en) 1995-01-27 1999-01-05 Rogers Corporation Electrically conductive fiber filled elastomeric foam
US5619186A (en) 1995-04-03 1997-04-08 Cleveland Medical Devices Inc. Foot weight alarm
US5695859A (en) 1995-04-27 1997-12-09 Burgess; Lester E. Pressure activated switching device
US5856644A (en) 1995-04-27 1999-01-05 Burgess; Lester E. Drape sensor
US5775715A (en) 1995-08-01 1998-07-07 K-2 Corporation Piezoelectric damper for a board such as a snow ski or snowboard
US5702629A (en) 1996-03-21 1997-12-30 Alliedsignal Inc. Piezeoelectric ceramic-polymer composites
US6360597B1 (en) 1997-01-08 2002-03-26 The Trustees Of Boston University In-shoe remote telemetry gait analysis system
US6673328B1 (en) 2000-03-06 2004-01-06 Ut-Battelle, Llc Pitch-based carbon foam and composites and uses thereof
US6780505B1 (en) 1997-09-02 2004-08-24 Ut-Battelle, Llc Pitch-based carbon foam heat sink with phase change material
US6126874A (en) 1997-11-14 2000-10-03 Alliedsignal Inc. Process of making a graphitizable foam preform
US5951908A (en) 1998-01-07 1999-09-14 Alliedsignal Inc. Piezoelectrics and related devices from ceramics dispersed in polymers
US6506153B1 (en) 1998-09-02 2003-01-14 Med-Dev Limited Method and apparatus for subject monitoring
US6265466B1 (en) 1999-02-12 2001-07-24 Eikos, Inc. Electromagnetic shielding composite comprising nanotubes
US6121869A (en) 1999-09-20 2000-09-19 Burgess; Lester E. Pressure activated switching device
US6501463B1 (en) 1999-12-10 2002-12-31 Siemens Technology -To-Business Center Llc Electronic whiteboard system using a tactile foam sensor
US7147214B2 (en) 2000-01-24 2006-12-12 Ut-Battelle, Llc Humidifier for fuel cell using high conductivity carbon foam
JP3250558B2 (ja) 2000-02-28 2002-01-28 株式会社豊田中央研究所 力学量センサ材料
US6430843B1 (en) 2000-04-18 2002-08-13 Nike, Inc. Dynamically-controlled cushioning system for an article of footwear
US20030009308A1 (en) 2000-06-24 2003-01-09 Chris Kirtley Instrumented insole
JP2002047370A (ja) 2000-07-31 2002-02-12 Nissan Motor Co Ltd 発泡体および吸遮音材
US6555767B1 (en) * 2000-08-22 2003-04-29 Flintec, Inc. Composite load cell
US6485432B1 (en) 2000-11-14 2002-11-26 Dymedix, Corp. Pyro/piezo sensor with enhanced sound response
US6861782B2 (en) 2001-04-05 2005-03-01 Head Sport Ag Flexible piezoelectric films
JP2002340700A (ja) 2001-05-14 2002-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧電センサ
JP2002357487A (ja) 2001-06-04 2002-12-13 Nkk Corp 応力測定装置および応力情報の受信装置
CN1246057C (zh) 2001-06-25 2006-03-22 格雷戈里P·斯奈德 足球训练鞋
JP3968430B2 (ja) 2002-01-21 2007-08-29 独立行政法人産業技術総合研究所 チタン酸ジルコン酸鉛ファイバ、チタン酸ジルコン酸鉛ファイバを用いたスマートボードならびにスマートボードを利用したアクチュエータおよびセンサ
WO2003063119A2 (en) 2002-01-24 2003-07-31 Sensorpad Systems, Inc. Method and system for detecting and displaying the impact of a blow
JP4063564B2 (ja) 2002-03-25 2008-03-19 ニッタ株式会社 ポリウレタンエラストマー圧電素子及び感圧センサー並びに接触センサー
US6724195B2 (en) 2002-03-29 2004-04-20 Jerome R. Lurtz Contact sensor
JP2005521782A (ja) 2002-04-01 2005-07-21 ワールド・プロパティーズ・インコーポレイテッド 導電性ポリマフォームおよびエラストマ、ならびにそれらの製造方法
JP2003301048A (ja) 2002-04-10 2003-10-21 Polymatech Co Ltd 熱伝導性成形体
US7935415B1 (en) 2002-04-17 2011-05-03 Conductive Composites Company, L.L.C. Electrically conductive composite material
US8361608B1 (en) 2002-04-17 2013-01-29 Conductive Composites Company, L.L.C. Electrically-conductive nanocomposite material
AU2003900516A0 (en) 2003-02-07 2003-02-20 M.B.T.L. Limited Punch sensor
US7304416B2 (en) 2003-02-21 2007-12-04 Jeffrey D Mullen Maximizing power generation in and distributing force amongst piezoelectric generators
KR100499143B1 (ko) 2003-02-27 2005-07-04 삼성전자주식회사 보행 로봇의 지면 반력 측정 모듈 및 이를 장착한 로봇 발구조물
US7631382B2 (en) 2003-03-10 2009-12-15 Adidas International Marketing B.V. Intelligent footwear systems
US7188439B2 (en) 2003-03-10 2007-03-13 Adidas International Marketing B.V. Intelligent footwear systems
US7225565B2 (en) 2003-03-10 2007-06-05 Adidas International Marketing B.V. Intelligent footwear systems
EP1623198A2 (en) 2003-05-14 2006-02-08 Tekscan, Inc. High temperature pressure sensitive devices and methods thereof
DE602004027485D1 (de) 2003-06-13 2010-07-15 Summerville S C Selbstversorgende hautkühlende auflagen
US7008386B2 (en) 2003-08-26 2006-03-07 Acor Orthopaedic, Inc. Foot orthotic
GB0323781D0 (en) 2003-10-10 2003-11-12 Bodycage Ltd Safety helmet
EP1675509A1 (en) 2003-10-17 2006-07-05 M.B.T.L. Limited Measuring forces in athletics
US7396331B2 (en) 2003-10-27 2008-07-08 Home Guardian, Llc System and process for non-invasive collection and analysis of physiological signals
US6978684B2 (en) 2003-11-10 2005-12-27 Nike, Inc. Apparel that dynamically, consciously, and/or reflexively affects subject performance
JP2005146057A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Polymatech Co Ltd 高熱伝導性成形体及びその製造方法
WO2005058083A2 (en) 2003-12-12 2005-06-30 Beck Gregory S Safety helmet with shock detector, helmet attachement device with shock detector & methods
US20050174243A1 (en) 2004-02-10 2005-08-11 Katherine Musil Emergency alarm for shoes
ATE484060T1 (de) 2004-04-15 2010-10-15 Textronics Inc Elektrisch leitende elastomere, verfahren zu ihrer herstellung und artikel damit
US7191644B2 (en) 2004-07-24 2007-03-20 Haselhurst Richard S System incorporating an insole pressure sensor and personal annunciator for use in gait assistive therapy
US7479878B2 (en) 2004-07-28 2009-01-20 Senstar-Stellar Corporation Triboelectric, ranging, or dual use security sensor cable and method of manufacturing same
JP2006084354A (ja) 2004-09-16 2006-03-30 Gifu Univ 触覚センサ素子
US20060115785A1 (en) 2004-11-30 2006-06-01 Chunhua Li Systems and methods for intra-oral drug delivery
DK176827B1 (da) 2005-05-19 2009-11-09 Quilts Of Denmark As Madras omfattende et aktivt varme-absorberende/-afgivende lag i kombination med et dunlag
US20080191177A1 (en) 2005-05-25 2008-08-14 Royal Melbourne Institute Of Technology Polymeric Strain Sensor
US7373843B2 (en) 2005-06-02 2008-05-20 Fidelica Microsystems Flexible imaging pressure sensor
US7695647B2 (en) 2005-06-09 2010-04-13 University Of Maryland Electrically conductive metal impregnated elastomer materials and methods of forming electrically conductive metal impregnated elastomer materials
KR100695727B1 (ko) 2005-06-10 2007-03-15 (주)피에조랩 압전 복합체 센서
US7594442B2 (en) 2005-10-14 2009-09-29 T-Ink Tc Corp Resistance varying sensor using electrically conductive coated materials
US7404263B2 (en) 2006-01-11 2008-07-29 Bbc International, Llc Footwear with force sensing device
DE102006004922B4 (de) 2006-02-01 2008-04-30 Nanoscale Systems Nanoss Gmbh Miniaturisiertes Federelement und Verfahren zu dessen Herstellung, Balkensonde, Rasterkraftmikroskop sowie Verfahren zu dessen Betrieb
US7443082B2 (en) 2006-03-03 2008-10-28 Basf Corporation Piezoelectric polymer composite article and system
US7426873B1 (en) 2006-05-04 2008-09-23 Sandia Corporation Micro electro-mechanical system (MEMS) pressure sensor for footwear
WO2007146769A2 (en) 2006-06-13 2007-12-21 Georgia Tech Research Corporation Nano-piezoelectronics
US8174084B2 (en) 2006-09-19 2012-05-08 Intel Corporation Stress sensor for in-situ measurement of package-induced stress in semiconductor devices
CN200994779Y (zh) 2006-12-06 2007-12-26 国家体育总局体育科学研究所 人体步态运动测量鞋及其能量消耗实时监测装置
CN101219050A (zh) 2007-01-12 2008-07-16 李祥臣 人体步态运动能量消耗实时监控装置
US20090226696A1 (en) 2008-02-06 2009-09-10 World Properties, Inc. Conductive Polymer Foams, Method of Manufacture, And Uses Thereof
US9044593B2 (en) 2007-02-14 2015-06-02 Medtronic, Inc. Discontinuous conductive filler polymer-matrix composites for electromagnetic shielding
FR2913267B1 (fr) 2007-03-01 2009-10-02 Valeo Systemes Thermiques Dispositif de detection de temperature pour habitacle de vehicule
JP4565109B2 (ja) 2007-03-29 2010-10-20 福井県 感圧用繊維構造体
US9005140B2 (en) 2007-11-02 2015-04-14 The Research Foundation For The State University Of New York Weight monitoring apparatus, weight monitoring system, and related methods thereof
US7823467B2 (en) 2007-12-07 2010-11-02 University Of Washington Tactile sensors
US20100004566A1 (en) 2008-01-11 2010-01-07 Esoles, L,L.C. Intelligent orthotic insoles
PL2078477T3 (pl) 2008-01-14 2012-02-29 Recticel Konstrukcja podtrzymująca ciało
CA2714534C (en) 2008-02-28 2018-03-20 Kenneth Perlin Method and apparatus for providing input to a processor, and a sensor pad
US9591993B2 (en) 2008-03-20 2017-03-14 University Of Utah Research Foundation Method and system for analyzing gait and providing real-time feedback on gait asymmetry
US7793372B2 (en) 2008-05-23 2010-09-14 Latex Foam International Holdings, Inc. Latex foam bedding products including phase change microcapsules
US8384551B2 (en) 2008-05-28 2013-02-26 MedHab, LLC Sensor device and method for monitoring physical stresses placed on a user
US9549585B2 (en) 2008-06-13 2017-01-24 Nike, Inc. Footwear having sensor system
JP5925490B2 (ja) 2008-06-13 2016-05-25 ナイキ イノベイト セー． フェー． センサシステムを有するフットウェア
US10070680B2 (en) 2008-06-13 2018-09-11 Nike, Inc. Footwear having sensor system
FR2933426B1 (fr) * 2008-07-03 2010-07-30 Arkema France Procede de fabrication de fibres conductrices composites, fibres obtenues par le procede et utilisation de telles fibres
US20100126273A1 (en) 2008-11-25 2010-05-27 New Jersey Institute Of Technology Flexible impact sensors and methods of making same
US7854173B2 (en) 2008-11-28 2010-12-21 The Hong Kong Polytechnic University Strain sensor
US8628453B2 (en) 2008-12-05 2014-01-14 Nike, Inc. Athletic performance monitoring systems and methods in a team sports environment
WO2010091258A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 Fight Technologies, Llc Athletic shoe
US8305358B2 (en) 2009-02-10 2012-11-06 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Sensor, display including a sensor, and method for using a sensor
WO2010096691A2 (en) 2009-02-20 2010-08-26 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Footwear-based body weight monitor and postural allocation, physical activity classification, and energy expenditure calculator
DE102009018179B4 (de) 2009-04-22 2014-07-10 Otto Bock Healthcare Gmbh Strukturelement für eine orthopädietechnische Einrichtung und orthopädische Einrichtung
US8253536B2 (en) 2009-04-22 2012-08-28 Simon Fraser University Security document with electroactive polymer power source and nano-optical display
EP2427906B1 (en) 2009-05-05 2019-04-17 Parker-Hannifin Corporation Thermally conductive foam product
KR101087539B1 (ko) 2009-05-11 2011-11-29 한양대학교 산학협력단 탄소나노튜브 3차원 네트워크를 포함하는 고분자 복합체, 그 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 스트레인 센서
EP2442712B1 (en) 2009-06-17 2019-09-11 Össur hf Feedback control systems and methods for prosthetic or orthotic devices
EP2277691A1 (en) 2009-06-25 2011-01-26 Knauf Insulation Technology GmbH Aerogel comprising laminates
TWI467601B (zh) 2009-08-31 2015-01-01 Universal Cement Corp 微形變壓阻材料及其製作方法
TWI388813B (zh) 2009-08-31 2013-03-11 Universal Cement Corp 壓力感測器以及具有壓力感測器之拳擊機
KR101274114B1 (ko) 2009-09-01 2013-06-13 한국전자통신연구원 보정된 발 압력 값을 이용한 자세분석 시스템 및 방법
US9099224B2 (en) 2009-10-01 2015-08-04 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Apparatus and method for nanocomposite sensors
CN101669683A (zh) 2009-10-14 2010-03-17 东华大学 一种通用型数字休闲服装
EP2330648A1 (de) * 2009-12-04 2011-06-08 Bayer MaterialScience AG Piezoelektrisches Polymerfilmelement, insbesondere Polymerfolie und Verfahren zu dessen Herstellung
KR101524506B1 (ko) 2009-12-21 2015-06-01 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 열전도성 폼 재료
EP2523231B1 (en) 2010-01-06 2014-05-07 Tayca Corporation Composite piezoelectric body, method for producing said composite piezoelectric body, and composite piezoelectric element using said composite piezoelectric body
JP5556210B2 (ja) 2010-02-05 2014-07-23 ソニー株式会社 センサおよび電子機器
US8479416B2 (en) 2010-02-09 2013-07-09 Nike, Inc. Footwear component for an article of footwear
US20140183403A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 Peterson Chemical Technology, Inc. Increasing the Heat Flow of Flexible Cellular Foam Through the Incorporation of Highly Thermally Conductive Solids
US9534098B2 (en) 2010-02-26 2017-01-03 Peterson Chemical Technology, Llc. Enhanced thermally conductive cushioning foams by addition of metal materials
US8250927B2 (en) 2010-03-17 2012-08-28 Indian Institute Of Science Flexible, stretchable, and distributed strain sensors
KR101259782B1 (ko) 2011-03-02 2013-05-03 한국표준과학연구원 Ｃｍｏｓ 회로 방식을 적용한 반도체 스트레인 게이지의 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이, 그 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이 제조방법 및 그 플렉서블 힘 또는 압력 센서 어레이를 이용한 플렉서블 힘 또는 압력 측정방법
JP5198608B2 (ja) 2010-03-18 2013-05-15 韓国標準科学研究院 半導体ストレインゲージを用いたフレキシブルな力または圧力センサアレイ、そのフレキシブルな力または圧力センサアレイの製造方法、及びそのフレキシブルな力または圧力センサアレイを用いた力または圧力測定方法
US8544337B2 (en) 2010-04-06 2013-10-01 International Business Machines Corporation Piezoelectric chromic impact sensor
US20110265973A1 (en) 2010-05-03 2011-11-03 Scalia Jr William Henry Passive Heat Exchanger Comprising Thermally Conductive Foam
ES2846821T3 (es) 2010-07-14 2021-07-29 Ecole Polytechnique Fed Lausanne Epfl Sistema y método para la evaluación de la marcha en 3D
US20120024061A1 (en) 2010-07-29 2012-02-02 Cheng-Tang Chiang Track measurement apparatus for sports shoes
JP5664849B2 (ja) 2010-08-02 2015-02-04 ソニー株式会社 形状センサおよび情報入力装置
US8628485B2 (en) 2010-08-06 2014-01-14 Covenant Ministries Of Benevolence Inc. Gait analysis system and methods
EP2425961A1 (en) 2010-09-07 2012-03-07 Latexco NV Functionalized latex based foam
WO2012033837A2 (en) * 2010-09-08 2012-03-15 Micropen Technologies Corporation Pressure sensing or force generating device
GB201015399D0 (en) 2010-09-15 2010-10-27 Univ Bolton Piezoelectric polymer element and production method and apparatus therefor
CN201846875U (zh) 2010-11-23 2011-06-01 王理远 一种人体跌倒后可实现远程呼救的鞋
US9070269B2 (en) 2010-11-23 2015-06-30 Battle Sports Science, Llc Impact sensing device and helmet incorporating the same
KR20120070846A (ko) 2010-12-22 2012-07-02 한국전자통신연구원 보행 패턴 분석 장치 및 방법
US20120193572A1 (en) 2011-02-01 2012-08-02 Sleep Innovations, Inc. Bedding product having phase change material
JP2012164735A (ja) 2011-02-04 2012-08-30 Sumitomo Electric Ind Ltd フッ素樹脂フィルム製圧電素子
CN102175356A (zh) 2011-02-22 2011-09-07 中国科学院合肥物质科学研究院 一种步态触觉信息测量装置及测量方法
US20120289866A1 (en) 2011-04-13 2012-11-15 Shriners Hospital For Children Device for collection of gait analysis data for upper and lower extremities
EP2764557A4 (en) 2011-09-26 2016-04-27 Univ Northeastern CUSTOMIZABLE INTEGRATED SENSORS
US8904877B2 (en) 2011-12-06 2014-12-09 ParaWare LLC Means to track the cumulative compressions imparted to a shoe
EP2608287B1 (en) 2011-12-22 2014-04-16 Meggitt A/S Flexible piezoelectric material, production and use thereof
CN202396563U (zh) 2011-12-31 2012-08-29 上海市七宝中学 冬用发热保暖鞋
CN102627848A (zh) 2012-02-15 2012-08-08 上海高裕海绵制品有限公司 含有硅藻基的聚氨酯发泡复合材料及其生产工艺
US8850897B2 (en) 2012-02-16 2014-10-07 7-Sigma Incorporated Electrically conductive nanotube composite sensor for medical application
US9464948B2 (en) * 2012-02-29 2016-10-11 Wake Forest University Strain gauge and applications thereof
CN202635729U (zh) 2012-05-08 2013-01-02 东华大学 一种电子称重功能鞋
EP2870187B1 (en) 2012-07-03 2021-10-20 L&P Property Management Company Thermal storage gelatinous triblock copolymer elastomer particles in polyurethane flexible foams
US20140013862A1 (en) 2012-07-12 2014-01-16 Ut-Battelle, Llc Wearable Ground Reaction Force Foot Sensor
US9790928B2 (en) 2012-09-21 2017-10-17 Georgia Tech Research Corporation Triboelectric generators and sensors
WO2014080429A1 (en) 2012-11-26 2014-05-30 Council Of Scientific & Industrial Research Light weight carbon foam as electromagnetic interference (emi) shielding and thermal interface material
US20140182063A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 Peterson Chemical Technology, Inc. Enhanced Thermally-Conductive Cushioning Foams by Addition of Graphite
CN103110235A (zh) 2013-01-21 2013-05-22 北京大学 一种能够提高身体平衡稳定性的连续步态记录鞋
US9138170B2 (en) 2013-02-13 2015-09-22 Board Of Regents, The University Of Texas System Sensor assembly, method, and device for monitoring shear force and pressure on a structure
US10161838B2 (en) 2013-02-13 2018-12-25 Board Of Regents, The University Of Texas System Sensor assembly, method, and device for monitoring shear force and pressure on a structure
US9571009B2 (en) 2013-03-01 2017-02-14 Georgia Tech Research Corporation Rotating cylindrical and spherical triboelectric generators
US10024740B2 (en) 2013-03-15 2018-07-17 Nike, Inc. System and method for analyzing athletic activity
RU2664290C2 (ru) 2013-03-15 2018-08-16 Бригам Янг Юниверсити Композиционный материал, используемый в качестве тензометрического датчика
CN103142236B (zh) 2013-03-28 2015-02-18 武汉大学 一种测定行走步态的智能鞋垫及方法
WO2014165674A1 (en) 2013-04-03 2014-10-09 Sunbeam Products, Inc. Restorative sleep system
CN104138658A (zh) 2013-05-10 2014-11-12 阮棉芳 一种基于智能鞋的运动测量及动画反馈系统
US9504407B2 (en) 2013-05-21 2016-11-29 Chin Keong Lam Method and system for processing runner data
CN105358055A (zh) 2013-07-12 2016-02-24 墨尔本皇家理工大学 传感器阵列系统
KR102192060B1 (ko) 2014-01-02 2020-12-16 한국전자통신연구원 스마트 신발 및 스마트 신발의 센서 정보 제공 방법, 스마트 디바이스 및 스마트 디바이스의 가이드 프로그램 제공 방법
CN103900741B (zh) 2014-03-25 2016-03-09 深圳市豪恩声学股份有限公司 可穿戴式智能测定系统及智能鞋
CN203934734U (zh) 2014-05-08 2014-11-12 北京乐动卓越信息技术有限公司 智能鞋
CN203914881U (zh) 2014-05-28 2014-11-05 上海新物科技有限公司 智能鞋
CN204117311U (zh) 2014-08-15 2015-01-21 内蒙古北斗瀚海科技有限公司 一种新型老人看护监测系统
US9857246B2 (en) 2014-09-17 2018-01-02 Sensable Technologies, Llc Sensing system including a sensing membrane
US10199560B2 (en) 2014-12-18 2019-02-05 The Regents Of The University Of California Piezoelectric nanoparticle-polymer composite structure
WO2016112229A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 Nano Composite Products, Inc. Shoe-based analysis system
CN204582326U (zh) 2015-04-28 2015-08-26 山东涵信光电科技有限公司 智能鞋
US9743712B2 (en) 2015-05-28 2017-08-29 Nike, Inc. Sole structure with electrically controllable damping element

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070327A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Tokai Rubber Ind Ltd 変形センサ
JP2009139329A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Tokai Rubber Ind Ltd センサ用エラストマー複合材料および変形センサ
WO2012098840A1 (ja) * 2011-01-17 2012-07-26 株式会社クラレ 樹脂組成物およびそれを含む成形品

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