KR102058781B1 - 저작 재현 시스템 - Google Patents

Abstract

저작 재현 시스템이 소개된다.
이를 위해 본 발명은 내부에 로드셀이 설치되고 소정 높이의 베이스를 포함하는 본체, 상기 본체에 마련된 구동부에 연결되어 상하 운동하며 그 내부에 복수개의 유로가 형성된 윗니프로브, 그 내부에 아랫니프로브가 설치될 수 있는 소정 공간이 마련되고 상기 베이스 상에 위치하는 온도유지부, 상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조, 상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부, 상기 구동부의 작동, 상기 항온수조의 온도, 상기 인공침공급부의 작동을 제어하고, 상기 로드셀에서 측정되는 로드를 센싱하며 상기 윗니프로브의 하강으로 상기 아랫니프로브 위에 놓여지는 식품의 설정된 변형률이 저장되며 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 상기 윗니프로브를 하강시켜 상기 식품을 저작하는 제어부 및 그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

저작 재현 시스템{System for simulating mastication}

본 발명은 저작 재현 시스템에 관한 것이다.

종래의 저작 재현 장치의 경우 현재까지 특정 크기의 프로브를 이용하여 조직감에 대한 연구가 진행되어 왔다.

그러나, 현재의 프로브들은 단순한 원통형(cylinder) 형태나 커팅 형태들이 존재하였고, 구강 내 온도, 침의 영향, 치아 형태에 따른 영향을 반영한 조직감 측정기는 미비한 실정이었다.

이에 본 발명은 식품의 변형율을 미리 설정할 수 있고, 저작 횟수 역시 작업자가 원하는 횟수만큼 수행할 수 있음은 물론이고, 사람의 구강 내 환경을 충분히 반영할 수 있는 새로운 구성 및 제어로직으로 이루어진 저작 재현 시스템을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

KR 10-1478719 (2014.12.26 등록)

본 발명은 구강 내 온도, 침의 영향에 따른 새로운 구조의 조직감 시스템을 제공하고자 한다.

또한, 실제 사람의 저작 과정을 반영할 수 있으며, 특히 구강 내에서의 식품의 저작시 실제적으로 발생하는 높은 변형률을 미리 설정할 수 있고, 그 식품을 반복 저작하는 기능으로 실제 구강내에서 발생하는 반복 저작의 저작 횟수 역시 미리 설정하여 저작에 따른 로드값을 보여주는 그래프를 통해 종래에 비해 저작 재현 과정을 충실히 제공하고자 한다.

저작 재현 시스템이 소개된다.

이를 위해 본 발명은 내부에 로드셀이 설치되고 소정 높이의 베이스를 포함하는 본체, 상기 본체에 마련된 구동부에 연결되어 상하 운동하며 그 내부에 복수개의 유로가 형성된 윗니프로브, 그 내부에 아랫니프로브가 설치될 수 있는 소정 공간이 마련되고 상기 베이스 상에 위치하는 온도유지부, 상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조, 상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부, 상기 구동부의 작동, 상기 항온수조의 온도, 상기 인공침공급부의 작동을 제어하고, 상기 로드셀에서 측정되는 로드를 센싱하며 상기 윗니프로브의 하강으로 상기 아랫니프로브 위에 놓여지는 식품의 설정된 변형률이 저장되며 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 상기 윗니프로브를 하강시켜 상기 식품을 저작하는 제어부 및 그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명인 저작 재현 시스템에 의한다면 아래와 같은 다양한 효과가 구현된다.

첫째, 구강 내에서 이루어지는 식품의 저작에 따른 높은 변형율과 유사한 변형률로 식품의 저작 구동이 가능하여 실제 식품의 저작시 발생하는 조직감의 측정이 가능한 이점이 있다.

둘째, 시간에 따른 로드값 그래프를 통해 원하는 식품을 구현하는데 도움이 되는 이점이 있다.

셋째, 시간에 따른 로드값 그래프를 통해 처음 저작시 생기는 로드값과 더이상 식품이 변형되지 않을 때의 로드값을 실시간으로 제공받을 수 있는 이점이 있다.

넷째, 시간에 따른 로드값이 표시되는 그래프를 통해 식품 연구시 충분한 자료가 제공될 수 있음은 물론이고, 식품 개발시 본 발명을 이용하여 원하는 물성의 식품을 개발할 수 있는 이점이 있으며, 각각의 저작 사이클 마다 생기는 로드값이 실시간으로 표시되어 작업자가 해당 식품의 물성을 파악 하는데 도움을 주는 이점이 있다.

다섯째, 설정된 온도의 물과 인공침이 공급되어 사람의 구강 내 환경을 충분히 반영할 수 있는 이점이 있다.

여섯째, 본 발명에 의한다면 높은 변형률로 저작된 식품이 매회 저작이 이루어진 후저작전의 위치로 다시 이동함으로써 실제 구강에서 발생하는 반복적인 저작작용이 재현되어 식품의 저작 시 발생하는 물성의 연속적인 변화에 대한 측정이 가능한 이점이 있다.

일곱째, 구강내에서의 침은 식품이 연속적인 저작이 이루어지는 경우 그 효과가 나타나는바 반복적인 저작과 인공침의 주입으로 구강에서 침이 저작 시에 물성에 작용하는 역할을 재현하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명인 저작 재현 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 일 구성요소인 본체를 중심으로 한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 구성요소인 윗니프로브와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일 구성요소인 항온수조와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면,
도 5는 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 표시된 화면을 나타내는 도면,
도 6은 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 표시된 화면을 나타내는 도면,
도 7은 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 표시된 화면을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일 구성요소인 아랫니프로브와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면,
도 9는 탄성부와 플레이트가 설치된 정면도,
도 10은 탄성부와 플레이트가 설치된 평면도,
도 11은 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 표시된 화면을 나타내는 도면,
도 12는 5번의 사이클을 수행하면서 식품의 변형에 따른 로드셀에서 인지하는 로드값을 나타낸 그래프,
도 13은 5번의 사이클을 수행하면서 식품의 변형에 따른 로드셀에서 인지하는 로드값을 나타낸 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 저작 재현 시스템의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명인 저작 재현 시스템의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 구성요소인 본체를 중심으로 한 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 크게 본체(100), 윗니프로브(200a), 온도유지부(300), 항온수조(400), 인공침공급부(500), 제어부(600) 및 디스플레이부(700)를 포함한다.

도 1에 도시되어 있지는 않지만 본체(100)의 내부에는 로드셀(110)이 설치되어 있다.

로드셀(110)은 이하 후술할 구동부(210)에 연결된 윗니프로브(200a)가 식품과의 접촉시 인지하는 로드값을 센싱하고 그 센싱된 로드값을 디스플레이부(700) 측으로 전송한다.

본 발명에서는 실제 실험시 '브룩필드(Brookfield)'사의 'CT-3'의 모델명인 'Texture analyzer'를 사용하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 인공치아를 이용하여 저작 재현을 수행하고 식품과의 접촉시 생기는 로드값을 센싱하는 장치라면 다른 장비를 사용할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체의 전방에는 소정 높이의 베이스가 설치된다.

이 베이스(120)는 승하강 시킬 수 있는 나사의 조작에 의해 그 높이가 조절되고, 이 베이스(120) 상에 이하 후술할 온도유지부(300)가 안착된다.

베이스(120)의 내부에는 나사의 조작에 따라 베이스(120)의 승하강시 그 높이가 센싱될 수 있는 모터가 설치될 수 있으며, 이 모터의 회전에 따른 베이스(120)의 변동되는 높이가 실시간으로 디스플레이부(700)에 전송되는 구조로 구현될 수 있다.

물론, 상기의 구성 이외에 베이스(120)의 높이가 디스플레이부(700)에 전송될 수 있는 구조라면 다양한 구조가 본 발명에 채용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(120)와 온도유지부(300)가 끼움 결합으로 체결되나, 반드시 이러한 체결 구조에 한정되는 것은 아니고 베이스(120)와 온도유지부(300)가 체결되어 고정될 수 있는 구조라면 다양한 구조가 채용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 구성요소인 윗니프로브와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면이다.

도 3을 도시된 바와 같이 윗니프로브(200a)가 개시된다.

윗니프로브(200a)는 본체(100)에 마련된 구동부(210)에 연결된다.

본 발명의 일 구성요소인 구동부(210)의 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 구동부(210)는 승하강할 수 있는 슬라이딩구조로 될 수 있고, 본체(100) 내부에는 이 구동부(210)를 승하강시킬 수 있는 모터가 설치될 수 있다.

이하 후술할 제어부(600)에 의해 모터가 작동하게 되면 그 신호에 따라 구동부(210)가 승하강하면서 아랫니프로브(200b)상에 있는 식품(F)을 저작하게 된다.

한편, 윗니프로브(200a)에는 그 내부에 복수개의 유로(H)가 형성되어 있다.

구체적으로 살펴보면 복수개의 유로(H)는 윗니프로브(200a)의 내부에서 수직 방향으로 소정 간격 이격설치되며, 이하 후술할 인공침공급라인(510)과 연통되어 있어서 저작 재현 과정 중 지속적으로 인공침이 공급된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 온도유지부(300)가 개시된다.

온도유지부(300)는 그 내부에 아랫니프로브(200b)가 설치될 수 있는 소정 공간이 마련되어 있고, 베이스(120) 상에 위치한다.

구체적으로 보면 온도유지부(300)는 직육면체 형상으로 되어 있으며, 도면에는 도시되어 있지는 않지만 그 내부 하면에 아랫니프로브(200b)와의 체결을 위한 체결돌기가 형성되어 있다.

다만, 온도유지부(300)의 형상은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 구조가 채용될 수 있으며, 아랫니프로브(200b)가 이 온도유지부(300) 내부에 안착될 수 있는 구조라면 채용가능하다.

도 4는 본 발명의 일 구성요소인 항온수조(400)와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면이다.

도시된 바와 같이 항온수조(400)가 개시된다.

항온수조(400)는 온도유지부(300)측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 온도유지부(300) 일측에 마련된다.

항온수조(400)의 내부에는 물이 수용될 수 있는 공간이 형성되고, 담겨져 있는 물을 가열할 수 있는 가열원(410)이 설치되며, 이 가열원(410)은 제어부(600)에 의해 그 온도가 제어된다.

바람직하게는 사람의 실제 구강 내 온도와 같은 환경을 설정해 주기 위해 제어부(600)에 의해 36.5℃ 로 설정될 수 있으나, 다양한 온도에서 실험하는 경우 그 온도가 가변될 수 있음은 자명하다.

또한, 실제로 온도유지부(300) 내의 온도가 36.5℃로 설정되기 위해서는 이 항온수조(400)의 온도를 45℃로 설정하고, 대략 1~2분 정도 온도가 안정화될 수 있도록 대기하는 것이 바람직하다.

다시 도 1과 도 3을 참조하면 윗니프로브(200a)에 형성된 복수개의 유로(H)측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부(500)가 개시된다.

인공침공급부(500)는 인공침이 저장될 수 있는 구조라면 다양한 구조가 채용가능하며, 본 발명에 의한 저작 재현 과정 중에 지속적으로 윗니프로브(200a) 측으로 인공침이 공급된다.

한편, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(600)가 소개된다.

제어부(600)는 구동부(210)의 작동, 항온수조(400)의 온도, 인공침공급부(500)의 작동을 제어한다.

즉, 구동부(210)에 연결되는 모터 측으로 작동 신호를 송수신하여 구동부(210)가 승하강 되게 하여 윗니프로브(200a)의 작동을 제어한다.

또한, 항온수조(400) 내에 설치되는 가열원(410) 측으로 신호를 송신하여 설정된 온도로 물의 온도를 조절하게 된다.

또한, 인공침공급부(500)에 설치되는 인공침펌프(520) 측으로 신호를 송신하여 인공침이 윗니프로브(200a) 측으로 공급되게 한다.

바람직하게는 인공침펌프(520) 측으로 인공침이 1.45ml/min 만큼 공급되도록 하나, 실험 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.

한편, 제어부(600)는 로드셀(110)에서 측정되는 로드를 센싱하는데, 특히 식품과의 접촉시 생성되는 로드값을 지속적으로 센싱한다.

이 센싱된 로드값은 디스플레이부(700)에 시간에 따른 그래프로 표시된다.

또한, 제어부(600)에는 작업자가 미리 윗니프로브(200a)의 하강으로 아랫니프로브(200b) 위에 놓여지는 식품(F)의 설정된 변형률이 저장된다.

본 발명에 개시된 도면상의 식품(F)은 일반적인 밥을 나타낸다.

도 5는 제어부(600)에 의해 구현되는 디스플레이부(700)에 표시된 화면을 나타내고, 도시된 바와 같이 작업자가 변형률값을 미리 입력할 수 있다.

식품의 설정된 변형률이란 작업자가 원하는 식품의 압축 정도를 의미한다.

제어부(600)는 로드셀(110)과 연결되어 윗니프로브(200a)의 하강시 아랫니프로브(200b) 위에 놓여지는 식품(F)과의 접촉시 센싱하는 로드값을 지속적으로 전달받는다.

제어부(600)에는 이미 설명한 바와 같이 작업자가 식품의 변형률 즉 압축정도가 기저장되어 있고, 이 기저장된 변형률만큼 구동부(210)가 작동하여 윗니프로브(200a)가 식품을 압축하게 된다.

이하 설명하겠지만, 사용자가 미리 저장한 식품의 변형률은 윗니프로브(200a)와 베이스(120) 상의 거리로 구현된다.

제어부(600)는 로드셀(110)을 통해 식품을 압축하는 도중 실시간으로 센싱되는 로드값을 수신하게 되고, 그 로드값은 이하 후술할 디스플레이부(700)에서 그래프로 작업자에게 보여주게 된다.

한편, 제어부(600)는 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 윗니프로브(200a)를 하강시켜 식품을 저작한다.

즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 작업자는 구동부(210)의 속도와 저작의 횟수인 사이클을 미리 입력할 수 있다.

작업자는 제어부(600)에 의해 구현되는 디스플레이부(700)를 통해 구동부(210)가 승하강되는 속도를 미리 입력할 수 있다.

최대 속도는 3mm/s로 설정함이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.

또한, 작업자는 윗니프로브(200a)와 아랫니프로브(200b)와의 저작 횟수, 즉 사이클 횟수를 미리 저장할 수 있으며, 이 저장된 사이클 횟수에 따라 저작 횟수가 결정되고, 그 횟수에 따르는 시간과 로드값이 표현되는 그래프가 디스플레이부(700)를 통해 작업자에게 보여준다.

디스플레이부(700)가 소개된다.

디스플레이부(700)는 일반적인 모니터를 의미하며 본체(100), 제어부(600)와 각각 연결되어 있고, 저작에 따른 시간과 로드셀(110)에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이함은 물론이고, 디스플레이부(700)를 통해 구동부(210)의 속도, 저작 횟수 및 변형률을 입력할 수 있다.

즉, 예를 들어 저작하는 횟수인 사이클이 5회라 가정하는 경우 각 사이클에 따른 시간과 그 시간 동안 로드셀(110)에서 센싱되는 로드값이 디스플레이되며, 이 작동은 설정된 변형률만큼 윗니프로브(200a)가 설정된 횟수만큼 하강하면서 구현된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 구성 및 작동관계를 보다 자세히 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 구성요소인 아랫니프로브(200b)와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면이고, 도 9는 탄성부(250)와 플레이트(240)가 설치된 정면도이며, 도 10은 탄성부(250)와 플레이트(240)가 설치된 평면도이다.

도시된 바와 같이, 아랫니프로브(200b)는 온도유지부(300)에 거치되는 아랫니프로브지지부(220)에 체결된다.

아랫니프로브지지부(220)는 양측 끝단에서 상방으로 수직 절곡된 형상으로 구현되고, 도면에는 도시되어 있지는 않지만 그 내부 하면에는 온도유지부(300)의 내부 하면에 형성된 돌기와 체결될 수 있는 체결홀이 형성되어 있다.

또한, 도면에는 도시되어 있지는 않지만 아랫니프로브(200b)와 아랫니프로브지지부(220)와의 체결이 이루어지도록 각각에는 돌기와 홀이 형성되어 있다.

한편, 아랫니프로브(200b)의 외면을 따라 다수개의 메쉬로 이루어진 가이드부(230)가 감싸고 있다.

이 가이드부(230)는 아랫니프로브(200b)의 외면을 감싸는 부재와 아랫니프로브(200b)의 전방과 후방에서 감싸는 부재로 구성될 수 있다.

이 가이드부(230)에 의해 아랫니프로브(200b) 상에 놓여지는 식품이 저작 재현 과정 중 외부로 빠지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 아랫니프로브지지부(220)의 상방으로 절곡된 부분의 내측에는 아랫니프로브(200b) 상에 위치한 식품 측으로 텐션을 가할 수 있는 한 쌍의 플레이트(240)가 탄성부(250)를 매개로 연결되어 있다.

이 탄성부(250)와 플레이트(240)에 의해 저작 재현 과정 중 지속적으로 식품이 안쪽으로 모아지게 하고, 이러한 과정으로 인간이 실제로 저작하는 과정을 가장 유사하게 모사하게 된다.

본 발명의 일 실시에는 스프링을 사용한다.

스프링의 탄성력과 스프링 상수에 관련된 식은 주지하다시피, F=kx 로 주어지며, 실제 사람의 혀에 의해 식품 밀림의 정도는 식품에 따라 차이가 날 수 있는바, 혀가 받는 힘을 연령대 별로 설정할 수 있다.

예를 들면, 식품이 밥(멥쌀)인 경우 x는 4~5mm 이고, 청년기 10.8N, 장년기 7.6N, 노년기 5.2N에 필요한 스프링 상수의 범위는 각각 2.5~2.9 N/mm, 1.7~1.11 N/mm, 1.1~1.5 N/mm 이다.

다만, 이는 실험에 필요한 스프링 상수이고, 다양한 실험 환경에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.

다시 도 4를 참조하면, 물배출라인(320)과 물공급라인(310)에 형성된 워터펌프(330)와 제어부(600)와의 관계를 나타난다.

도시된 바와 같이 온도유지부(300)와 항온수조(400) 사이에는 온도유지부(300) 측으로 물이 공급되는 물공급라인(310)과 항온수조(400) 측으로 물이 배출되는 물배출라인(320)이 설치된다.

물공급라인(310)을 따라 설정된 온도의 물이 온도유지부(300) 측으로 공급되고, 온도유지부(300) 내의 물이 일정한 온도로 유지될 수 있도록 물배출라인(320)을 따라 항온수조(400) 측으로 물이 배출된다.

물공급라인(310)과 물배출라인(320)의 각각 일측에는 워터펌프(330)가 설치되는데 이를 통해 물의 공급과 배출이 이루어지며, 각각의 워터펌프(330)는 제어부(600)에 의해 그 작동이 제어된다.

또한, 항온수조(400)에는 물을 가열하는 가열원(410)이 내장되어 있고, 이 가열원(410) 역시 제어부(600)에 의해 사용자가 원하는 온도로 물이 공급될 수 있도록 그 온도가 제어된다.

다시 도 3을 참조하면 인공침공급부(500)에는 소정 양의 인공침이 저장되어 있고, 이 인공침공급부(500)와 윗니프로브(200a)에 형성된 복수개의 유로(H)측은 인공침이 흐르는 인공침공급라인(510)을 매개로 연결된다.

윗니프로브(200a) 내부에는 이미 설명한 바와 같이 하방으로 인공침이 흐를 수 있도록 복수개의 유로(H)측이 형성되어 있고, 인공침공급라인(510)의 일지점에는 인공침펌프(520)가 설치된다.

인공침펌프(520)는 제어부(600)에 의해 제어되어 사용자가 원하는 양만큼 인공침이 공급될 수 있도록 제어된다.

한편, 제어부(600)에는 아랫니프로브(200b)에 놓여지는 식품에 윗니프로브(200a)의 접촉시 인지하는 트리거로드값이 기 저장되어 있다.

도 11에는 제어부(600)와 연동되는 디스플레이부(700)에 사용자가 미리 저장할 수 있는 트리거로드값이 개시되어 있다.

트리거로드값이란 윗니프로브(200a)가 하강하면서 아랫니프로브(200b)에 놓여지는 식품과의 최초로 접촉시 인지하는 로드값을 의미한다.

이 로드값을 다양한 실험을 통해 미리 사용자가 입력할 수 있으며, 재질이 약한, 즉 소프트한 식품의 경우 이 트리거로드값은 작게 형성될 것이며, 딱딱한 재질의 식품일 수록 트리거로드값은 더 크게 미리 저장될 것이다.

최대 트리거로드값은 10000g 으로 설정할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(600)에서 로드셀(110)에 의해 이 트리거로드값에 해당되는 로드값을 인지하게 되면 윗니프로브(200a)가 아랫니프로브(200b)에 놓여지는 식품에 접촉한다는 것을 인지하게 되는 것이다.

이 시점부터 설정된 변형률에 해당되도록 윗니프로브(200a)가 하강하게 된다.

제어부(600)는 구동부(210)의 작동으로 윗니프로부의 하강시 식품과의 접촉에 의해 로드셀(110)에서 트리거로드값이 측정되는 경우 그 측정시점부터 디스플레이부(700) 측으로 그 저작에 따른 시간과 로드셀(110)에서 인지하는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

즉, 트리거로드값에 해당되는 로드가 제어부(600)에서 인지하게 되면, 설정된 사이클 횟수만큼 저작하게 되고, 각각의 사이클당 식품을 저작하면서 생기는 로드가 그래프로 구현된다.

한편 제어부(600)에는 베이스(120)의 높이가 기저장되어 있고, 윗니프로브(200a) 하강 전의 윗니프로브(200a)와 아랫니프로브(200b) 사이의 거리가 기저장되어 있으며, 기 저장된 트리거로드값을 인지하는 시점에 윗니프로브(200a)의 위치를 센싱하며, 설정된 식품의 변형률에 해당되는 위치까지 윗니프로브(200a)를 하강시키는 것을 특징으로 한다.

베이스(120)의 높이는 베이스(120) 내부에 설치된 높이를 인지하는 센서에 의해 그 베이스(120)의 높이가 실시간으로 디스플레이부(700)에 표시된다.

베이스(120)의 전방에는 베이스(120)의 높이를 조절하는 조절나사가 있고, 이 조절나사에 인접하는 모터가 설치될 수 있으며, 모터의 회전 혹은 조절나사의 회전에 의한 신호가 본체(100) 혹은 제어부(600)에 전달되며, 그 값에 따라 베이스(120)의 높이가 디스플레이부(700)에 표시된다.

물론, 상기의 방법 이외에 다양한 방식으로 베이스(120)가 높이가 디스플레이부(700)에 표시될 수 있다.

또한, 윗니프로브(200a)의 높이 역시 사용자가 미리 저장할 수 있고, 이 윗니프로브(200a)에 연결되는 구동부(210) 끝단의 높이 역시 사용자가 미리 저장할 수 있으며, 본체(100) 내부의 구동부(210)의 상측 끝단에는 역시 구동부(210)와 연동될 수 있는 모터가 설치될 수 있으며, 모터의 회전 신호가 본체(100) 혹은 제어부(600)에 전달되어 그 회전에 따른 높이가 전달되어 윗니프로브(200a) 끝단의 높이가 디스플레이부(700)에 표시될 수 있다.

이 역시 상기의 방법 이외에 다양한 방식으로 윗니프로브(200a)의 높이 및 윗니프로브(200a)와 아랫니프로브(200b) 사이의 높이 즉 거리가 디스플레이부(700)에 표시될 수 있다.

한편, 구동부(210)가 하강하면서 구동부(210)에 연결된 윗니프로브(200a) 역시 하강하게 된다.

윗니프로브(200a)가 하강하면서 소정 지점에 아랫니프로브(200b)상에 위치한 식품과 접촉하게 되면 그 접촉시 로드셀(110)에 의한 로드값이 센싱된다.

제어부(600)에는 기 저장된 트리거로드값이 있고, 그 접촉에 의한 로드값이 이 트리거로드값에 해당되는 경우 윗니프로브(200a)가 식품을 압축 시작한다는 것을 인지하게 되고, 그 즉시 디스플레이부(700)에는 시간에 따라 윗니프로브(200a)가 인지하는 로드값이 표시된다.

또한, 제어부(600)에는 식품의 변형률에 해당되는 값이 기저장되어 있는바, 예를 들면, 식품의 변형률을 50%로 설정한 경우 윗니프로브(200a)가 식품을 최초로 접촉한 시점부터 윗니프로브(200a)와 그 하부에 위치하는 베이스(120)와의 거리가 처음 저촉한 시점부터 베이스(120)와의 거리 반만큼 이동하게 된다.

즉, 윗니프로브(200a)가 식품을 최초로 접촉한 시점에 윗니프로브(200a)의 하단과 베이스(120) 상의 거리가 4cm인 경우 윗니프로브(200a)가 2cm 더 하방으로 이동하게 제어함으로써 식품의 변형률이 50%로 형성되게 한다.

한편, 도 12와 도 13은 이종의 식품을 두고 5번의 사이클을 수행하면서 식품의 변형에 따른 로드셀(110)에서 인지하는 로드값을 나타낸 그래프이다.

우선, 도 12를 살펴보면, 식품의 변형률을 90%로 한 상태에서 시간에 따른 로드값을 나타내는 그래프이다.

도시된 바와 같이 트리거로드값에 해당되는 로드값이 인지된 경우 해당 그래프가 디스플레이부(700)에 표시된다.

첫번째 사이클에서 윗니프로브(200a)가 식품을 압축하면서 그 로드값이 점차 증가하다가 3200g 부분에서 최대의 로드값이 센싱되고, 다시 윗니프로브(200a)가 상승하면서 급격하게 로드값이 감소하는 것을 확인할 수 있다.

각 사이클마다의 최대 로드값은 결국 식품의 단단한 정도를 의미한다.

또한, 실험 도중 인공침이 공급되는 경우 이 최대 로드값의 감소 비율 역시 인공침이 공급되지 않을 때보다는 인공침에 있는 효소에 의해 더 커질 것이다.

그 다음으로 두번째 사이클에서 다시 윗니프로브(200a)가 하강하게 되는데, 식품을 압축하기 전에는 센싱되는 로드값이 "0"을 유지하다가 식품과 접촉하면서 식품이 압축되어 점차 로드값이 상승하다가 2400g 부분에서 최대를 유지한 뒤 다시 윗니프로브(200a)가 상승하면서 급격하게 로드값이 하강하는 것을 확인할 수 있다.

사이클이 수행되면서 점차 최대의 로드값이 일정한 수준(2000g 부분)에서 수렴하고, 더 이상 식품이 사이클을 수행하더라도 압축되지 않고 소정 모양의 압축된 상태의 식품을 유지한다는 것을 확인할 수 있다.

그 다음 도 13을 살펴보면 다음과 같다.

도 13을 살펴보면, 역시 5회 사이클을 수행하는 것을 확인할 수 있으며, 1회 사이클의 최대 로드값이 대략 1650g임을 확인할 수 있으며, 사이클이 수행될 때마다 점차 그 최대 로드값이 1500g 부근에서 수렴함을 확인할 수 있다.

다만, 도 13은 도12 에 비해 최대 로드값 이후에 하강되는 로드가 도 12에 비해 덜 급격하게 하강하는바 그래프를 통해 도 13에 사용된 식품이 도 12에 사용된 식품보다 탄성력이 더 있다는 것을 확인할 수 있다.

이에 본 발명은 설정된 변형률에 해당되도록 설정된 사이클 횟수만큼 저작을 수행하고, 이를 통해 도출된 그래프를 이용하여 해당 식품의 물성을 추론할 수 있다.

또한, 해당 식품의 물성을 도출하기 위해 최초 저작시 인가되는 로드값을 목표치만큼 수행되도록 할때 본 발명을 이용할 수 있다.

즉, 최초 저작시 인가되는 최대의 로드값이 3000g 정도 되도록 하는 식품 개발시 본 발명을 이용할 수 있으며, 사람이 실제 식품을 마지막으로 저작한 뒤 목으로 넘길 때 마지막의 로드값이 예를 들면 1500g 정도 되도록 하는 식품 개발시 본 발명을 사용할 수도 있다.

종래에는 변형률이 정확하게 셋팅되지 않은 상태에서 1회의 저작으로 식품의 물성을 파악하는 기술이 개시되었으나, 본 발명에 의한다면 실제 사람의 구강 환경을 충분히 반영함은 물론이고, 설정된 변형률과 설정된 사이클 횟수를 수행하여 원하는 식품을 개발하는데 도움이 될 수 있는 등 다양한 효과가 구현된다.

100 : 본체 200a : 윗니프로브
200b : 아랫니프로브 300 : 온도유지부
400 : 항온수조 500 : 인공침공급부
600 : 제어부 700 : 디스플레이부

Claims (7)

1. 내부에 로드셀이 설치되고 소정 높이의 베이스를 포함하는 본체;
   상기 본체에 마련된 구동부에 연결되어 상하 운동하며 그 내부에 복수개의 유로가 형성된 윗니프로브;
   그 내부에 아랫니프로브가 설치될 수 있는 소정 공간이 마련되고 상기 베이스 상에 위치하는 온도유지부;
   상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조;
   상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부;
   상기 구동부의 작동, 상기 항온수조의 온도, 상기 인공침공급부의 작동을 제어하고, 상기 로드셀에서 측정되는 로드를 센싱하며 상기 윗니프로브의 하강으로 상기 아랫니프로브 위에 놓여지는 식품의 설정된 변형률이 저장되며 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 상기 윗니프로브를 하강시켜 상기 식품을 저작하는 제어부;및,
   그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부; 를 포함하되
   상기 제어부에는 상기 아랫니프로브에 놓여지는 식품에 상기 윗니프로브의 접촉시 인지하는 트리거로드값이 기 저장되어 있고,
   상기 제어부는 상기 구동부의 작동으로 상기 윗니프로부의 하강시 상기 식품과의 접촉에 의해 상기 로드셀에서 상기 트리거로드값이 측정되는 경우 그 측정시점부터 상기 디스플레이부 측으로 그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 인지하는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 아랫니프로브는,
   상기 온도유지부에 거치되는 아랫니프로브지지부에 체결되고, 상기 아랫니프로브의 외면을 따라 다수개의 메쉬로 이루어진 가이드부가 감싸며,
   상기 아랫니프로브지지부에는 상기 식품 측으로 텐션을 가할 수 있는 한 쌍의 플레이트가 탄성부를 매개로 연결된 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도유지부와 상기 항온수조 사이에는 온도유지부 측으로 물이 공급되는 물공급라인과 상기 항온수조 측으로 물이 배출되는 물배출라인이 설치되고,
   상기 물공급라인과 상기 물배출라인에는 각각 워터펌프가 설치되되, 상기 워터펌프는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 항온수조에는 물을 가열하는 가열원이 내장되어 있고, 상기 가열원은 상기 제어부에 의해 그 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 인공침공급부에는 소정 양의 인공침이 저장되어 있고,
   상기 인공침공급부와 상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측은 인공침이 흐르는 인공침공급라인을 매개로 연결되며, 상기 인공침공급라인의 일지점에는 인공침펌프가 설치되되,
   상기 인공침펌프는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부에는,
   상기 베이스의 높이가 기저장되어 있고, 상기 윗니프로브 하강 전의 상기 윗니프로브와 상기 아랫니프로브 사이의 거리가 기저장되어 있으며,
   상기 기 저장된 트리거로드값을 인지하는 시점에 상기 윗니프로브의 위치를 센싱하며, 설정된 식품의 변형률에 해당되는 위치까지 상기 윗니프로브를 하강시키는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
   
   
   
   
   

Images