KR102177056B1 - Device for measuring grasping force - Google Patents

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KR102177056B1
KR102177056B1 KR1020190058327A KR20190058327A KR102177056B1 KR 102177056 B1 KR102177056 B1 KR 102177056B1 KR 1020190058327 A KR1020190058327 A KR 1020190058327A KR 20190058327 A KR20190058327 A KR 20190058327A KR 102177056 B1 KR102177056 B1 KR 102177056B1
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KR
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distribution structure
force
force distribution
gripping force
support
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Application number
KR1020190058327A
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Korean (ko)
Inventor
김소희
타우시프 무함마드
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength
    • A61B5/225—Measuring muscular strength of the fingers, e.g. by monitoring hand-grip force

Abstract

According to one embodiment, a clamping force measurement device comprises: a rigid base attached to fingers of a user; a sensor installed in the base and configured to measure pressure; and a force distribution structure supported by the base, configured to induce clamping of an object, and uniformly distributing a clamping force of the object to the sensor during clamping of the object. The clamping force measurement device increases measurement accuracy and has reproducibility.

Description

파지력 측정 디바이스{DEVICE FOR MEASURING GRASPING FORCE}Holding force measurement device {DEVICE FOR MEASURING GRASPING FORCE}

이하, 실시예들은 파지력 측정 디바이스에 관한 것이다.Hereinafter, embodiments relate to a gripping force measuring device.

아동발달학에 따르면, 신생아의 손과 입은 서로 연관이 있다고 알려져 있다. 아기의 현재 흡입력이 약하더라도, 파지력이 일반 아기와 큰 차이가 없다면, 그 아기는 추후 다른 아기와 비슷하게 흡입력이 회복될 수 있다. 즉, 건강을 회복하는 데 충분한 영양분 섭취가 필요한 저체중아나 미숙아와 같은 아기의 건강 상태를 진단하는 장치가 필요할 수 있다. 이와 관련하여, 신생아의 건강 상태를 측정하기 위하여 신생아의 파지력을 정량적으로 측정하는 장치가 개발되고 있다.According to child development studies, a newborn's hand and mouth are known to be related. Even if the baby's current suction power is weak, if the holding power is not significantly different from that of a normal baby, the baby can recover the suction power similarly to other babies later. In other words, a device for diagnosing the health status of babies such as underweight infants and premature infants who need sufficient nutrients intake to restore health may be needed. In this regard, a device for quantitatively measuring the gripping force of a newborn baby has been developed in order to measure the health state of the newborn.

일본공개특허공보 특개평8-299313호 (1996.11.19. 공개)Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-299313 (published on November 19, 1996)

일 실시예에 따른 목적은 측정 정확도를 높이고 재현성 있는 파지력 측정 디바이스를 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide a reproducible gripping force measurement device with improved measurement accuracy.

일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스는 사용자의 손가락에 부착된 강성의 베이스; 상기 베이스에 설치되고 압력을 측정하도록 구성된 센서; 및 상기 베이스에 의해 지지되고 대상체의 파지를 유도하도록 구성되고, 대상체의 파지 시 대상체의 파지력을 상기 센서로 균등하게 분배하도록 구성된 힘 분배 구조체를 포함한다.A gripping force measuring device according to an embodiment includes a rigid base attached to a user's finger; A sensor installed on the base and configured to measure pressure; And a force distribution structure supported by the base and configured to induce gripping of the object, and configured to evenly distribute the gripping force of the object to the sensor when the object is gripped.

상기 힘 분배 구조체는 대상체가 상기 힘 분배 구조체에 가하는 파지력의 방향에 무관하게 상기 파지력을 상기 센서로 전달하도록 구성될 수 있다.The force distribution structure may be configured to transmit the gripping force to the sensor irrespective of the direction of the gripping force applied by the object to the force distribution structure.

상기 힘 분배 구조체는 대상체의 파지력이 인가되도록 구성되고 사용자의 손가락의 길이 방향을 따라 연장하는 형상을 갖는 연장부; 및 상기 연장부의 하부에 배치되고 상기 연장부에 파지력이 인가되면 상기 센서에 접촉하도록 구성된 돌출부를 포함할 수 있다.The force distribution structure includes an extension part configured to apply a gripping force of an object and having a shape extending along a length direction of a user's finger; And a protrusion disposed under the extension part and configured to contact the sensor when a gripping force is applied to the extension part.

상기 파지력 측정 디바이스는 상기 베이스에 설치되고 상기 힘 분배 구조체를 지지하도록 구성된 지지체를 더 포함할 수 있다.The gripping force measuring device may further include a support installed on the base and configured to support the force distribution structure.

상기 힘 분배 구조체 및 상기 지지체는 곡면을 형성할 수 있다.The force distribution structure and the support may form a curved surface.

상기 파지력 측정 디바이스는 상기 힘 분배 구조체 및 상기 지지체를 둘러싸도록 구성된 연성의 직물체를 더 포함할 수 있다.The gripping force measurement device may further include a soft fabric body configured to surround the force distribution structure and the support.

상기 지지체는 상기 힘 분배 구조체의 제1측을 지지하도록 구성된 제1 지지 부재; 및 상기 힘 분재 구조체의 상기 제1측의 맞은편의 제2측을 지지하도록 구성된 제2 지지 부재를 포함할 수 있다.The support body includes a first support member configured to support a first side of the force distribution structure; And a second support member configured to support a second side opposite to the first side of the force bonsai structure.

일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스는 측정 정확도를 높이고 재현성이 있다.The gripping force measurement device according to an embodiment increases measurement accuracy and has reproducibility.

일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the gripping force measuring device according to an exemplary embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스를 포함하는 파지력 계산 시스템의 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 파지력 측정 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스를 이용한 파지력 측정 결과의 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram of a gripping force calculation system including a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.
2 is a perspective view of a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.
3 is an exploded perspective view of a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.
4 is a graph for explaining a method of measuring a gripping force of a device for measuring a gripping force according to an exemplary embodiment.
5 is a graph of a gripping force measurement result using a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.
6 is a diagram illustrating a method of manufacturing a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the constituent elements of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a) and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same name in other embodiments. Unless otherwise stated, the description of one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스를 포함하는 파지력 계산 시스템의 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 분해 사시도이다.1 is a diagram of a gripping force calculation system including a gripping force measurement device according to an embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a gripping force measurement device according to an embodiment, and FIG. 3 is an exploded perspective view of a gripping force measurement device according to an embodiment to be.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 파지력 계산 시스템(1)은 사용자(U)의 손가락에 대한 대상체(O)의 손바닥 잡기 반사(palmar grasp reflex)를 유도하여 대상체(O)의 파지력을 계산할 수 있다. 일 예에서, 대상체(O)는 사람, 동물 등 생물체일 수 있다. 바람직한 예에서, 대상체(O)는 일반적인 영아(normal infant), 조산아(premature infant), 미숙아(premie), 신생아(newborn) 등일 수 있으며, 기타 손바닥 잡기 반사를 유도하기 위한 생물체를 포함할 수 있다.1 to 3, the gripping force calculation system 1 according to an embodiment induces a palmar grasp reflex of the object O against the finger of the user U, The gripping force can be calculated. In one example, the object O may be an organism such as a person or an animal. In a preferred example, the object O may be a normal infant, a premature infant, a premie, a newborn, and the like, and may include other organisms for inducing the palm grip reflex.

파지력 계산 시스템(1)은 파지력 측정 디바이스(10) 및 데이터 처리 및 저장 디바이스(20)를 포함할 수 있다.The gripping force calculation system 1 may include a gripping force measuring device 10 and a data processing and storage device 20.

파지력 측정 디바이스(10)는 대상체(O)의 파지력을 측정할 수 있다. 파지력 측정 디바이스(10)는 베이스(110), 센서(120), 힘 분배 구조체(130), 지지체(140), 직물체(150) 및 회로부(160)를 포함할 수 있다.The gripping force measuring device 10 may measure the gripping force of the object O. The gripping force measurement device 10 may include a base 110, a sensor 120, a force distribution structure 130, a support 140, a fabric body 150, and a circuit unit 160.

베이스(110)는 사용자(U)의 손가락에 부착되도록 구성된다. 베이스(110)는 사용자(U)의 손가락의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 베이스(110)는 대체로 플레이트 형상을 가질 수 있다. 베이스(110)는 사용자(U)의 손가락에 끼워지도록 구성된 링(111)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 링(111)은 사용자(U)의 검지 손가락에 끼워질 수 있다.The base 110 is configured to be attached to a finger of the user U. The base 110 may be disposed to surround at least a portion of a finger of the user U. The base 110 may have a generally plate shape. The base 110 may include a ring 111 configured to fit on a finger of the user U. For example, the ring 111 may be fitted to the index finger of the user U.

베이스(110)는 사용자(U)의 손가락에 고정되기에 적합한 임의의 물질을 가질 수 있다. 일 예에서, 베이스(110)는 유연한 물질 또는 강성의 물질을 가질 수 있다. 바람직한 예에서, 대상체(O)가 사용자(U)의 손가락을 움켜잡을 때 대상체(O)의 파지력의 측정 정확도를 향상시키기 위해 베이스(110)는 강성의 물질로 형성될 수 있다. 이는 또한 임의의 대상체(O)에 대해 재현성 있는 측정 결과를 도출하는 것을 도울 수 있다.The base 110 may have any material suitable to be fixed to the finger of the user U. In one example, the base 110 may have a flexible material or a rigid material. In a preferred example, the base 110 may be formed of a rigid material in order to improve the measurement accuracy of the gripping force of the object O when the object O grabs the finger of the user U. This can also help to derive reproducible measurement results for any object O.

센서(120)는 힘 분배 구조체(130)와 접촉하도록 구성되고 힘 분배 구조체(130)와의 접촉 시 힘 분배 구조체(130)로부터 전달되는 압력을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(120)는 일정 거리만큼 이격된 한 쌍의 커패시터 및 이러한 한 쌍의 커패시터 사이의 유연한 유전 물질층을 포함할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 힘 분배 구조체(130)의 압력에 의해 한 쌍의 커패시터 사이의 간격이 조절됨에 따라 커패시턴스가 가변하고, 가변된 커패시턴스에 기초하여 대상체(O)의 파지력이 계산될 수 있다. 다만, 센서(120)의 파지력 측정 방식은 이에 제한되는 것은 아니고, 임의의 적합한 구조/방식이어도 무방하다.The sensor 120 is configured to contact the force distribution structure 130 and may be configured to measure a pressure transmitted from the force distribution structure 130 upon contact with the force distribution structure 130. For example, the sensor 120 may include a pair of capacitors spaced apart by a predetermined distance and a flexible dielectric material layer between the pair of capacitors. According to such a structure, as the gap between the pair of capacitors is adjusted by the pressure of the force distribution structure 130, the capacitance is variable, and the gripping force of the object O may be calculated based on the changed capacitance. However, the method of measuring the gripping force of the sensor 120 is not limited thereto, and any suitable structure/method may be used.

힘 분배 구조체(130)는 대상체(O)의 파지를 유도하도록 구성된다. 대상체(O)가 힘 분배 구조체(130)를 파지할 때 힘 분배 구조체(130)에 임의의 방향의 파지력이 인가되더라도, 힘 분배 구조체(130)는 구조체 전체에 걸쳐 인가된 파지력을 균등하게 분배할 수 있고, 이러한 파지력을 센서(120)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 힘 분배 구조체(130)와 센서(120) 사이의 접촉 면적이 일정할 수 있다.The force distribution structure 130 is configured to induce gripping of the object O. When the object O grips the force distribution structure 130, even if a gripping force in an arbitrary direction is applied to the force distribution structure 130, the force distribution structure 130 may evenly distribute the applied gripping force over the entire structure. It can be, and this gripping force can be transmitted to the sensor 120. Accordingly, the contact area between the force distribution structure 130 and the sensor 120 may be constant.

힘 분배 구조체(130)는 힘 분배 구조체(130)에 인가되는 파지력의 방향에 무관하게 균일한 힘 분배를 보장하기에 적합한 임의의 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 힘 분배 구조체(130)는 대상체의 파지력이 인가되는 부분으로서 사용자(U)의 손가락의 길이 방향을 따라 연장하는 형상을 갖는 연장부(131) 및 연장부(131)의 하부에 배치되고 연장부(131)에 파지력이 인가되면 센서(120)와 접촉하며 센서(120)로 파지력을 전달하도록 형성된 돌출부(132)를 포함할 수 있다. 연장부(131)는 상부로 돌출하는 정점(apex) 및 이의 양측으로 만곡된 한 쌍의 곡면부를 가질 수 있다. 돌출부(132)는 연장부(131)로부터 하부로 연장하고 대체로 모든 영역이 센서(120)와 접촉하는 사각형의 접촉 평면을 가질 수 있다. 돌출부(132)의 구조에 의하면, 대상체(O)가 임의의 방향으로 연장부(131)에 힘을 인가하더라도 센서(120)의 압력 계산이 용이할 수 있다.The force distribution structure 130 may have any shape suitable for ensuring uniform force distribution regardless of the direction of the gripping force applied to the force distribution structure 130. For example, the force distribution structure 130 is a portion to which the gripping force of the object is applied, and is disposed under the extension part 131 and the extension part 131 having a shape extending along the length direction of the finger of the user U When a gripping force is applied to the extension part 131, a protrusion 132 may be formed to contact the sensor 120 and transmit the gripping force to the sensor 120. The extended portion 131 may have an apex protruding upward and a pair of curved portions curved toward both sides thereof. The protrusion 132 extends downward from the extension 131 and may have a rectangular contact plane in which substantially all regions contact the sensor 120. According to the structure of the protrusion 132, even if the object O applies a force to the extension 131 in an arbitrary direction, the pressure of the sensor 120 may be easily calculated.

지지체(140)는 베이스(110)에 대해 힘 분배 구조체(130)를 지지하도록 구성된다. 지지체(140)는 베이스(110)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 지지체(140)는 힘 분배 구조체(130)의 연장부(131)의 제1측을 지지하도록 구성된 제1 지지 부재(141) 및 힘 분배 구조체(130)의 연장부(131)의 제1측의 맞은편의 제2측을 지지하도록 구성된 제2 지지 부재(142)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1측은 도 3을 기준으로 연장부(131)의 좌측의 선형 부분을, 제2측은 도 3을 기준으로 연장부(131)의 우측의 선형 부분을 가리킬 수 있다. 힘 분배 구조체(130)에 대한 지지체(140)의 지지는 대상체(O)가 파지력 측정 디바이스(10)를 움켜잡을 때, 힘 분배 구조체(130)가 베이스(110)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 다시 말하면, 지지체(140)는 힘 분배 구조체(130)의 기계적 안정성을 보장함으로써, 임의의 방향으로부터 예기치 않은 힘이 힘 분배 구조체(130)에 인가되더라도 힘 분배 구조체(130)가 센서(120) 위에 머무르도록 도울 수 있다.The support 140 is configured to support the force distribution structure 130 with respect to the base 110. The support 140 may be installed on the base 110. For example, the support 140 is a first support member 141 configured to support a first side of the extension portion 131 of the force distribution structure 130 and the extension portion 131 of the force distribution structure 130 It may include a second support member 142 configured to support a second side opposite the first side. Here, the first side may refer to a linear part on the left side of the extension part 131 with reference to FIG. 3, and the second side may refer to a linear part on the right side of the extension part 131 with reference to FIG. 3. The support of the support 140 against the force distribution structure 130 may prevent the force distribution structure 130 from being separated from the base 110 when the object O grabs the gripping force measurement device 10. . In other words, the support 140 ensures the mechanical stability of the force distribution structure 130, so that even if an unexpected force is applied to the force distribution structure 130 from any direction, the force distribution structure 130 is on the sensor 120 Can help you stay.

지지체(140)는 힘 분배 구조체(130)와 함께 전체적으로 곡면을 형성할 수 있다. 이와 같은 구조는 베이스(110)의 일 측으로부터 제1 지지 부재(141), 연장부(131) 및 제2 지지 부재(142)를 거쳐 베이스(110)의 타 측으로 이어지는 외부 표면이 곡면으로 규정된다는 것으로 이해될 수 있다. 이는 대상체(O)의 파지력 측정 디바이스(10)에 대한 거부감을 감소시킬 수 있다.The support 140 may form an overall curved surface together with the force distribution structure 130. In such a structure, the outer surface extending from one side of the base 110 to the other side of the base 110 through the first support member 141, the extension part 131 and the second support member 142 is defined as a curved surface. Can be understood as This may reduce the object O's rejection of the device 10 for measuring the gripping force.

직물체(150)는 힘 분배 구조체(130) 및 지지체(140)를 둘러싸도록 구성된다. 예를 들어, 직물체(150)는 면포(cotton cloth)를 포함할 수 있다. 직물체(150)는 힘 분배 구조체(130) 및 지지체(140)가 형성하는 표면을 매끄럽게 할 수 있다. 직물체(150)는 대상체(O)의 용이한 파지를 위한 목적으로 직물체(150)의 표면 질감을 부드럽게 하기 위해 면포에 실리콘 입자가 포함(sprinkle)될 수 있다.The fabric body 150 is configured to surround the force distribution structure 130 and the support body 140. For example, the fabric body 150 may include cotton cloth. The fabric body 150 may smooth the surface formed by the force distribution structure 130 and the support body 140. The fabric body 150 may be sprinkled with silicone particles in the cotton fabric to smooth the surface texture of the fabric body 150 for the purpose of easy gripping of the object O.

회로부(160)는 파지력 측정 디바이스(10)의 작동을 제어하는 입력을 수신하는 입력부, 처리부, 표시부 및 통신부를 포함할 수 있다. 일 예에서, 입력부는 측정 결과를 초기화하는 리셋(reset), 측정을 시작하는 스타트(start) 및 측정을 종료하는 스톱(stop) 기능을 갖는 키패드를 포함할 수 있다. 스톱 기능이 활성화되면, 데이터 측정이 종료되고 기록된 데이터에 대한 처리가 이루어지며, 표시부를 통해 압력값이 표시될 수 있다. 통신부는 측정된 데이터 또는 처리된 데이터에 대해 데이터 처리 및 저장 디바이스(20)와 송수신하도록 구성될 수 있다.The circuit unit 160 may include an input unit, a processing unit, a display unit, and a communication unit that receive an input for controlling the operation of the gripping force measurement device 10. In one example, the input unit may include a keypad having a reset function for initializing a measurement result, a start for starting a measurement, and a stop function for ending the measurement. When the stop function is activated, data measurement is terminated, the recorded data is processed, and the pressure value may be displayed through the display. The communication unit may be configured to transmit and receive measured data or processed data with the data processing and storage device 20.

데이터 처리 및 저장 디바이스(20)는 측정된 데이터 또는 처리된 데이터를 송수신하도록 구성된다. 데이터 처리 및 저장 디바이스(20)는 데이터를 다량으로 획득하고 이에 기초하여 훗날 참고용 데이터를 위한 표준 데이터를 생성할 수 있다.The data processing and storage device 20 is configured to transmit and receive measured data or processed data. The data processing and storage device 20 may acquire data in a large amount and generate standard data for future reference data based thereon.

도 4는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 파지력 측정 방식을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스를 이용한 파지력 측정 결과의 그래프이다.4 is a graph for explaining a method of measuring a gripping force by a device for measuring a gripping force according to an embodiment, and FIG. 5 is a graph showing a result of measuring a gripping force using the device for measuring a gripping force according to an embodiment.

도 1 내지 도 5를 함께 참조하며 파지력 측정 디바이스(10)의 작동을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIGS. 1 to 5 together, the operation of the gripping force measuring device 10 will be described as follows.

먼저, 베이스(110)가 사용자(U)의 검지 손가락 위에 놓이도록 파지력 측정 디바이스(10)를 배치한다. 이후, 선택적으로, 사용자(U)는 회로부(160)의 리셋 기능을 활성화시킬 수 있다. 이후, 사용자(U)는 대상체(O)의 손바닥 잡기 반사를 유도할 수 있다. 대상체(O)가 파지력 측정 디바이스(10)를 파지함으로써 힘 분배 구조체(130)에 힘을 인가하면, 힘 분배 구조체(130)의 힘 분배가 이루어지며 센서(120)와 접촉하고, 센서(120)의 커패시턴스 변화가 이루어질 수 있다. 이후, 선택적으로, 사용자(U)는 스톱 기능을 활성화시켜 회로부(160)로 하여금 데이터를 처리하게 하고 처리된 데이터를 저장하게 할 수 있다. 이후, 센서(120)의 커패시턴스 변화는 압력-커패시턴스 변화 대응 관계에 기초하여 대응되는 압력값으로 산출되고 표시부를 통해 파지력이 압력 단위와 함께 표시될 수 있다.First, the gripping force measuring device 10 is disposed so that the base 110 is placed on the index finger of the user U. Thereafter, optionally, the user U may activate the reset function of the circuit unit 160. Thereafter, the user U may induce a palm grip reflection of the object O. When the object O applies force to the force distribution structure 130 by gripping the gripping force measurement device 10, the force distribution structure 130 is distributed and contacts the sensor 120, and the sensor 120 A change in capacitance of can be made. Thereafter, optionally, the user U may activate the stop function to cause the circuit unit 160 to process data and store the processed data. Thereafter, the capacitance change of the sensor 120 is calculated as a corresponding pressure value based on the pressure-capacitance change correspondence relationship, and the gripping force may be displayed together with the pressure unit through the display unit.

도 6은 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of manufacturing a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하며 일 실시예에 따른 파지력 측정 디바이스의 제조 방법을 순차적으로 설명한다. 이하의 제조 방법은 파지력 측정 디바이스의 제조 방법의 일 예시에 해당할 뿐, 파지력 측정 디바이스의 제조 방법이 반드시 이에 제한되는 것은 아님을 밝혀둔다.A method of manufacturing a gripping force measuring device according to an exemplary embodiment will be sequentially described with reference to FIG. 6. It should be noted that the following manufacturing method is only an example of the manufacturing method of the holding force measuring device, and the manufacturing method of the holding force measuring device is not necessarily limited thereto.

(a) 단계에서 ABS 플라스틱(acrylonitrile butadiene styrene plastic)을 이용하여 파지력 측정 디바이스의 베이스를 구성하는 손가락 몰드 구조체를 형성한다. 손가락 몰드 구조체는 3차원 프린터를 이용하여 출력될 수 있다. 손가락 몰드 구조체 위에 자외선 레이저 기계(UV laser machine)를 이용하여 제작된 구리 전극들을 배치한다.In step (a), a finger mold structure constituting the base of the gripping force measuring device is formed using ABS plastic (acrylonitrile butadiene styrene plastic). The finger mold structure can be output using a 3D printer. Copper electrodes manufactured using an ultraviolet laser machine are placed on the finger mold structure.

이후, (b) 단계에서, 유연한 유전 물질로서 에코 플렉스 00-10를 스핀 코팅(spin coating)한다. 이 과정에서, 스핀 코팅된 유전 물질의 평균 두께가 200㎛가 되도록 할 수 있지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 앞서 언급한 유연한 유전 물질 또한 에코 플렉스 00-10에 반드시 제한되는 것은 아니다. 즉, 센서 민감도를 높일 수 있는 유연한 성질을 갖는 기타 다른 재료 및 두께로도 제조될 수 있다.Thereafter, in step (b), Echo Flex 00-10 as a flexible dielectric material is spin coated. In this process, the average thickness of the spin-coated dielectric material may be 200 μm, but is not limited thereto. In addition, the aforementioned flexible dielectric material is also not necessarily limited to Echo Flex 00-10. That is, it can be manufactured with other materials and thicknesses having flexible properties that can increase sensor sensitivity.

이후, (c) 단계에서, 반응성 이온 식각 공정 기술(reactive ion etching)을 이용하여 유전 물질의 표면을 활성화시키고, 유전 물질의 표면에 상부층 구리 전극을 배치함으로써 정전 용량 센서를 완성시킨다. 여기서, 구리 전극은 2개의 층으로 구성될 수 있고, 그 상부층은 유전 물질 위에 부착되고, 그 하부층은 손가락 몰드 구조체 위에 부착될 수 있다.Thereafter, in step (c), the surface of the dielectric material is activated using reactive ion etching, and the upper layer copper electrode is disposed on the surface of the dielectric material to complete the capacitive sensor. Here, the copper electrode may be composed of two layers, the upper layer of which is attached over the dielectric material, and the lower layer of which may be attached over the finger mold structure.

이후, (d) 단계에서, 에코 플렉스 00-30의 층이 스핀 코팅됨으로써 기계적으로 및 전기적으로 구리 전극을 고립시킨다.Thereafter, in step (d), the layer of Echoflex 00-30 is spin coated to mechanically and electrically isolate the copper electrode.

이후, (e) 단계에서, 급속 에폭시 수지(rapid epoxy)를 이용하여 센서의 위에 힘 분배 구조체를 배치한다.Thereafter, in step (e), a force distribution structure is placed on the sensor using a rapid epoxy resin.

이후, (f) 단계에서, 힘 분배 구조체를 지지하기 위한 지지체를 힘 분배 구조체 주변의 손가락 몰드 구조체에 배치함으로써 힘 분배 구조체를 심각한 힘 조건 하에서도 기계적으로 안정화시킨다.Thereafter, in step (f), the support for supporting the force distribution structure is placed on the finger mold structure around the force distribution structure, thereby mechanically stabilizing the force distribution structure even under severe force conditions.

이후, (g) 단계에서, 디바이스의 파지 표면을 부드럽게 만들기 위해 면포층을 형성한다. 대상체의 손바닥 잡기 반사를 유도하기 위해 형성된 면포에 실리콘 입자를 포함시킴으로써 면포 표면의 질감을 부드럽게 한다.Thereafter, in step (g), a cotton cloth layer is formed to smooth the gripping surface of the device. The texture of the surface of the cotton fabric is softened by including silicon particles in the cotton fabric formed to induce the palm grip reflection of the object.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as a system, structure, device, circuit, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.

Claims (7)

사용자의 손가락에 부착된 강성의 베이스;
상기 베이스에 설치되고 압력을 측정하도록 구성된 센서;
상기 베이스에 의해 지지되고 사용자의 손가락에 대한 대상체의 손바닥 잡기 반사를 유도하도록 구성되고, 대상체의 파지 시 대상체의 파지력을 상기 센서로 균등하게 분배하도록 구성된 힘 분배 구조체; 및
상기 힘 분배 구조체를 지지하도록 구성된 지지체;
를 포함하고,
상기 힘 분배 구조체는
대상체의 파지력이 인가되도록 구성되고 사용자의 손가락의 길이 방향을 따라 연장하는 형상을 갖는 연장부; 및
상기 연장부의 하부에 배치되고 상기 연장부에 파지력이 인가되면 상기 센서에 접촉하도록 구성된 돌출부;
를 포함하고,
상기 지지체는
상기 센서를 기준으로 상기 힘 분배 구조체의 제1측에 배치되고 상기 베이스에 설치되며 상기 힘 분배 구조체의 제1측을 지지하도록 구성된 제1 지지 부재; 및
상기 센서를 기준으로 상기 힘 분배 구조체의 상기 제1측의 맞은편의 제2측에 배치되고 상기 베이스에 설치되며 상기 제2측을 지지하도록 구성된 제2 지지 부재;
를 포함하고,
상기 제1 지지 부재 및 상기 제2 지지 부재는, 상기 힘 분배 구조체에 파지력이 인가될 때 상기 힘 분배 구조체가 상기 센서 위에 머무르도록 상기 힘 분배 구조체의 이탈을 방지하는 파지력 측정 디바이스.
A rigid base attached to a user's finger;
A sensor installed on the base and configured to measure pressure;
A force distribution structure supported by the base and configured to induce a reflection of the object's palm grip on the user's finger, and uniformly distribute the gripping force of the object to the sensor when the object is gripped; And
A support configured to support the force distribution structure;
Including,
The force distribution structure
An extension part configured to apply a gripping force of an object and having a shape extending along a length direction of a user's finger; And
A protrusion disposed under the extension part and configured to contact the sensor when a gripping force is applied to the extension part;
Including,
The support is
A first support member disposed on a first side of the force distribution structure based on the sensor, installed on the base, and configured to support the first side of the force distribution structure; And
A second support member disposed on a second side opposite to the first side of the force distribution structure based on the sensor, installed on the base, and configured to support the second side;
Including,
The first support member and the second support member, when a gripping force is applied to the force distribution structure, the gripping force measurement device for preventing the detachment of the force distribution structure such that the force distribution structure stays on the sensor.
 제1항에 있어서,
상기 힘 분배 구조체는 대상체가 상기 힘 분배 구조체에 가하는 파지력의 방향에 무관하게 상기 파지력을 상기 센서로 전달하도록 구성된 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
The force distribution structure is a gripping force measuring device configured to transmit the gripping force to the sensor irrespective of the direction of the gripping force applied by the object to the force distribution structure.
 제1항에 있어서,
상기 연장부는
상부로 돌출하는 정점; 및
상기 정점의 양측으로 만곡되며 상기 제1측 및 상기 제2측으로 각각 연장하는 한 쌍의 곡면부;
를 포함하는 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
The extension
A vertex protruding upward; And
A pair of curved portions curved to both sides of the vertex and extending to the first side and the second side, respectively;
Holding force measurement device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 제1 지지 부재는 상기 연장부의 제1측의 선형 부분을 지지하고, 상기 제2 지지 부재는 상기 연장부의 제2측의 선형 부분을 지지하는 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
The first support member supports a linear portion on a first side of the extension, and the second support member supports a linear portion on a second side of the extension.
 제1항에 있어서,
상기 힘 분배 구조체 및 상기 지지체는 곡면을 형성하는 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
The force distribution structure and the support are gripping force measuring device forming a curved surface.
 제1항에 있어서,
상기 힘 분배 구조체 및 상기 지지체를 둘러싸도록 구성된 연성의 직물체를 더 포함하고,
상기 직물체는 실리콘 입자가 포함(sprinkle)된 면포(cotton cloth)를 포함하는 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
Further comprising a soft fabric body configured to surround the force distribution structure and the support,
The holding force measurement device comprising a cotton cloth in which the fabric body is sprinkled with silicone particles.
 제1항에 있어서,
상기 베이스는, 사용자의 손가락에 끼워지도록 구성된 링을 더 포함하는 파지력 측정 디바이스.
The method of claim 1,
The base is a gripping force measuring device further comprising a ring configured to fit on a user's finger.
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