KR102177456B1 - 인조 잔디 시험 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인조 잔디 표면(102)과 접촉하기 위한 접촉 표면(137)을 가지고, 상기 접촉 표면의 시간 의존적 표면 온도(714)를 측정하기 위한 온도 센서(406)를 포함하는 시험 요소(136); 상기 시험 요소에 힘을 가하도록 구성되는, 상기 시험 요소에 부착되는 페데스탈(132); 이동 경로(120)를 따라 상기 페데스탈을 변환시키기 위한 캐리지(116); 상기 캐리지를 지지하고 상기 이동 경로를 따라 상기 캐리지를 가이드하기 위한 가이드 구조물(114); 및 상기 가이드 구조물에 대하여 상기 캐리지를 이동시키기 위한 액츄에이터(121)를 포함하는 인조 잔디 시험 장치(100)를 제공한다.
Description
본 발명은 인공 잔디로도 언급되는 인조 잔디 및 인조 잔디의 제조에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 인조 잔디의 마찰 특성의 시험에 관한 것이다.
인조 잔디(synthetic turf 또는 synthetic grass)는 잔디를 대체하기 위하여 사용되는 섬유들로 이루어지는 표면이다. 인조 잔디의 구조는 상기 인조 잔디가 잔디와 유사한 외관을 가지도록 고안된다. 전형적으로, 인조 잔디는 축구, 미식 축구, 럭비, 테니스, 골프와 같은 운동을 위한, 경기장, 또는 운동장을 위한 표면으로 사용된다. 나아가, 인조 잔디는 종종 조경 용도로 사용된다.
인조 잔디를 사용하는 것의 이점은 정기적인 풀베기, 고르기, 시비 및 관수와 같은, 잔디 경기 또는 조경 표면을 관리할 필요가 없게 한다는 점이다. 관수는 예를 들어 물 사용에 대한 지역적 제한으로 인하여 어려울 수 있다. 다른 기후 지역에서, 잔디의 재성장 및 폐쇄된 잔디 커버의 재형성은 필드 위에 경기 및/또는 운동에 의한 천연 잔디 표면의 손상과 비교하여 느리다. 인조 잔디 필드는 유지를 위하여 유사한 관심 및 노력을 요하지 않음에도 불구하고, 먼지 및 쓰레기를 청소해야 하고 정기적으로 빗질을 해야 하는 것과 같은 유지를 필요로 할 수 있다. 이는 경기 또는 운동 중 섬유가 밟힌 후 일어서도록 보조하기 위하여 행하여질 수 있다. 5-15 년의 전형적인 사용 시간을 통하여, 인조 잔디 운동장이 높은 기계적 마모를 견딜 수 있고, UV에 저항할 수 있고, 열 사이클링 또는 열 노화를 견딜 수 있고, 화학 물질 및 다양한 환경 조건과 상호작용에 저항할 수 있다면 이로울 것이다. 따라서, 인조 잔디가 긴 사용가능한 수명을 가지고, 내구성있고, 그 사용 시간을 통하여 외관뿐 아니라 경기 및 표면 특성을 유지하는 것이 이로울 것이다.
인조 잔디의 사용시 우려는 경기자가 슬라이딩할 때 피부에 미치는 영향이다. 경기자의 슬라이딩은 의도적이거나 조절될 수 있고, 슬라이딩 태클과 같은 다양한 운동 작전을 수행하기 위한 것일 수 있다. 슬라이딩은 또한 비-의도적이거나 우연한 것일 수 있다. 인조 잔디 표면은 피부에 찰과상을 입힐 수 있다. 인조 잔디 표면과 피부 사이의 마찰은 또한 발열을 초래하여 상처를 초래할 수 있다.
미국 특허 출원 공보 제 US 2006/0130556 A1호는 천연 또는 인조 잔디 표면의 정적 및/또는 동적 마찰 계수를 측정하기 위한 장치를 개시한다. 하우징 내에 수직으로 배치되는 회전가능한 축은 회전체를 접촉 표면과 접촉되게 한다. 측정 수단은 접촉 표면과 회전체 사이의 마찰에 의하여 야기되는 토크를 측정한다.
미국 특허 출원 공보 제 US 2004/0149005 호는 천연 또는 인조 잔디 표면의 정적 및/또는 동적 마찰 계수를 측정하기 위한 장치를 개시하며, 상기 장치는 제 1 암이 일면에서 중심축으로 연결되는 프레임을 포함하고, 상기 제 1 암은 그 다른 면에서 측정될 표면과 접촉하도록 배치될 수 있는 표면을 가지는 몸체를 구비하는 막대에 중심축으로 연결되고, 상기 막대는 나아가 그 위에서 중심점 주위에 작용하는 토크를 발휘하기 위한 수단에 연결되고, 측정될 표면 방향으로 상기 막대에 힘을 발휘하기 위한 로딩 수단이 더욱 제시되고, 상기 막대는 상기 막대 내에 일어나는 힘을 측정하기 위한 수단을 더욱 구비하고, 상기 수단은 제 1 암과의 중심점과 상기 몸체를 운반할 수 있는 측면 사이에 위치하는 지점에 제시된다.
본 발명은 인조 잔디 시험 장치 및 방법을 독립 청구항들에서 제공한다. 구현예들은 종속 청구항들에서 제공된다.
일 측면에서, 본 발명은 인조 잔디 시험 장치를 제공한다. 상기 인조 잔디 시험 장치는 시험 요소를 포함한다. 상기 시험 요소는 인조 잔디 표면과 접촉하기 위한 접촉 표면을 가진다. 상기 시험 요소는 상기 접촉 표면의 시간-의존적 표면 온도를 측정하기 위해 접촉 표면과 동일한 높이로 장착된 온도 센서를 포함한다. 상기 인조 잔디 시험 장치는 상기 시험 요소에 부착되는 페데스탈을 더욱 포함한다. 상기 페데스탈은 상기 시험 요소에 힘을 적용하도록 구성된다. 상기 인조 잔디 시험 장치는 이동 경로를 따라 상기 페데스탈을 옮기거나 이동시키기 위한 캐리지를 더욱 포함한다. 본원에 사용되는 캐리지는 소정의 경로(실시예에서 "이동 경로"로서 언급됨)로 이동하고 다른 기계적 부품을 운반하거나 가이드하는 기계적 부품을 포함한다. 상기 캐리지는 또한 가이드 캐리지 또는 트롤리로도 언급될 수 있다.
상기 인조 잔디 시험 장치는 상기 캐리지를 지지하고 이동 경로를 따라 캐리지를 가이드하기 위한 가이드 구조물을 더욱 포함한다. 상기 인조 잔디 시험 장치는 상기 가이드 구조물에 대하여 상기 캐리지를 이동시키기 위한 액츄에이터를 더욱 포함한다. 즉, 상기 액츄에이터는 상기 가이드 구조물에 대하여 이동 경로를 따라 상기 캐리지를 작동시키기 위한 것이다.
상기 구현예는 이동 경로를 따라 인조 잔디 표면을 가로지르면서 접촉 표면의 표면 온도를 측정하는 효과적인 수단을 제공하기 때문에 이로울 수 있다. 이는 다양한 인조 잔디를 시험하는 효과적인 수단을 제공할 수 있다. 표면 온도 측정은 플레이어가 인조 잔디 위에 떨어지고 및/또는 슬라이딩할 때 받을 수 있는 부상의 정도를 평가하는 데에 있어서 이로울 수 있다.
상기 이동 경로의 사용은 몇 가지 이유로 이로울 수 있다. 먼저, 시험 요소가 인조 잔디 표면 위에 끌려지면서, 인조 잔디의 구조물을 건드릴 수 있다. 예를 들어, 인조 잔디 섬유들 사이에 분산되는 충전재를 대신할 수 있다. 원형 또는 중복 경로가 사용되는 경우, 충전재의 적어도 일부가 대체되므로 측정되는 온도 데이터는 오차가 있을 수 있다. 상기 이동 경로는 따라서, 원형 또는 중복 경로와 비교하여 더 정확한 온도 및/또는 마모 측정을 제공할 수 있다.
상기 시험 요소는 또한 끌려지면서 인조 잔디를 가열 할 수 있으므로, 상기 이동 경로는 또한 원형 또는 중복 경로에 비하여 우수할 수 있다. 인조 잔디의 온도가 상승되면, 온도 및/또는 마모 측정에 오차가 있을 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 이동 경로는 선형 경로이다.
다른 구현예에서, 상기 이동 경로는 그 안에 곡선을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 이동 경로는 비-원형이다.
다른 구현예에서, 상기 이동 경로는 비-중복이다.
다른 구현예에서, 상기 시험 요소는 상기 캐리지에 대하여 이동 축을 따라 이동될 수 있다. 이동 축은 상기 인조 잔디 시험 장치가 작동 위치에 있을 때 수직 방향일 수 있다. 예를 들어, 페데스탈이 수직 방향으로 이동할 수 있고, 시험 요소를 인조 잔디 표면과 접촉시키는 데에 사용될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 시험될 인조 잔디를 포함한다.
본 발명에서, 상기 온도 센서는 상기 접촉 표면과 동일한 높이에 설치된다. 상기 접촉 표면은 편평부를 가질 수 있고, 상기 온도 센서는 상기 편평부와 수평이 되도록 기계적으로 배열된다.
다른 구현예에서, 상기 온도 센서는 평면을 포함한다. 본 구현예에서, 상기 평면은 상기 접촉 표면의 편평부와 동일한 높이가 되도록 배열된다.
다른 구현예에서, 상기 온도 센서 및 접촉 표면은 슬라이딩 표면을 형성한다. 상기 슬라이딩 표면은 상기 접촉 표면이 상기 인조 잔디 위에 배치될 때 슬라이딩을 위하여 구성된다. 상기 센서 및 접촉 표면은 상기 접촉 표면 및 온도 센서 중 하나가 다른 하나와 다른 높이 또는 수준에서 인조 잔디와 접촉하지 않도록 서로 동일 면 상에 있거나 동일한 높이에 있을 때 슬라이딩 표면을 형성한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스탈은 웨이트를 받기 위한 웨이트 홀더를 포함한다. 상기 페데스탈은 상기 웨이트에 의하여 생성되는 힘을 접촉 표면에 전송하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 페데스탈은 상기 웨이트 홀더 상에 배치된 웨이트가 상기 접촉 표면에 직접 전송되는 힘을 가지도록 상기 캐리지에 대하여 이동하도록 구성될 수 있다. 이는 인조 잔디 위에 넘어지거나 슬라이딩하는 플레이어의 무게의 현실적 시뮬레이션을 가능케 하는 이점을 가질 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 웨이트 홀더는 표준 웨이트 리프팅 또는 피트니스 스튜디오 웨이트 또는 웨이트 플레이트를 받도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 웨이트를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 웨이트는 적어도 30 kg, 적어도 40 kg, 적어도 45 kg, 적어도 50 kg, 적어도 55 kg, 적어도 65 kg, 적어도 70 kg, 적어도 75 kg, 적어도 80 kg, 및 적어도 85 kg 중 하나의 총 질량을 가진다.
다른 구현예에서, 상기 웨이트는 45 kg 이하, 60 kg 이하, 75 kg 이하, 90 kg 이하, 105 kg 이하, 및 120 kg 이하 중 하나의 총 질량을 가진다. 이러한 최대 웨이트는 그 조합이 서로 배타적이 아닌 한 앞서 언급한 최소 웨이트와 조합될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 컨트롤러를 더욱 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 시간 의존적 표면 온도를 기록하도록 구성된다. 상이한 구현예에서, 상기 컨트롤러는 상이한 형태를 취할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 페데스탈, 캐리지 및/또는 가이드 구조물에 통합될 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 적어도 부분적으로 핸드헬드 통신 장치에 의하여 포함된다. 이는 예를 들어, 스마트폰 또는 태블릿과 같은 장치일 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤러는 인조 잔디 시험 장치의 나머지와 무선 통신 네트워크 또는 접속을 통하여 소통하는 장치에 의하여 적어도 부분적으로 포함될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 상기 액츄에이터를 조절하도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 소정의 속도 또는 위치 프로필에 따라 상기 캐리지를 이동시키도록 상기 액츄에이터를 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지가 시간의 함수로서 특정 위치 및/또는 속도를 가지도록 이동하도록 조절될 수 있다. 이는 플레이어에 의한 의도적 또는 비-의도적인 다양한 유형의 슬라이딩 액션을 시뮬레이션하는 데에 있어서 이로울 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 상기 액츄에이터를 소정의 해제 속도로 가속화하기 위하여 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 컨트롤러는 상기 액츄에이터가 가능한 한 신속히 특정 해제 속도로 상기 캐리지를 가속화하는 데에 사용되도록 프로그래밍된다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 상기 해제 속도가 달성된 후 상기 액츄에이터를 자유롭게 이동시키기 위하여 조절하도록 구성된다. 예를 들어, 잔디 위에 슬라이딩하는 플레이어의 영향을 시뮬레이션하는 것이 바람직할 수 있다. 슬라이딩 기간 동안 캐리지를 구동하는 대신, 액츄에이터가 캐리지를 가속하거나 감속하지 않도록 함으로써 슬라이드를 시뮬레이션하는 것이 가능할 수 있다. 캐리지 및 시험 요소의 감속은 인조 잔디 표면과 시험 요소의 마찰로 인하여 일어난다. 일부 실시예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 센서를 또한 포함할 수 있거나, 또는 시간의 함수로서 캐리지의 위치를 결정하기 위하여 상기 액츄에이터로부터 칫수를 잴 수 있다. 이는 해제 속도의 함수로서 시험 요소의 슬라이딩이 기록되고 아마도 후에 연구될 수 있도록 메타 데이터 내에 저장되거나 결과로 준비될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 페데스탈은 상기 캐리지에 대하여 이동 축을 따라 자유롭게 이동하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 페데스탈을 이동 축 방향으로 자유롭게 이동할 수 있게 하는 선형 또는 다른 형태의 베어링이 있을 수 있다. 예를 들어, 인조 잔디 시험 장치가 작동 위치에 있을 때, 이동 축은 실질적으로 수직 방향으로 정렬될 수 있다. 상기 캐리지는 상기 시험 요소가 상기 인조 잔디 표면 위에 걸리도록 상기 캐리지에 대하여 상기 페데스탈을 해제가능하게 고정시키도록 구성되는 조절가능한 구속 장치(restraint)을 더욱 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 조절가능한 구속 장치를 다음 기준 중 어느 하나에 따라 상기 페데스탈을 해제하도록 조절하도록 구성된다: 캐리지가 소정의 위치에 있을 때 해제되고, 실험 중 소정의 시간에서 해제되고, 캐리지가 소정의 낙하 속도에 도달할 때 해제된다. 이러한 구현예는 플레이어가 인조 잔디 표면 상에 슬라이딩하기 시작할 때 일어나는 충격을 시뮬레이션하는 데에 유용할 수 있으므로 이로울 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 페데스탈은 상기 인조 잔디 표면 위의 상이한 높이를 나타내는 다양한 상이한 위치로 이동할 수 있다. 이는 플레이어가 인조 잔디 표면 위에 슬라이딩하기 시작할 때 다양한 충격을 시험할 수 있다는 점에서 유용할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 페데스탈은 조절가능한 구속 장치가 해제된 후 충격을 측정하기 위한 힘 센서를 더욱 포함한다. 예를 들어, 상기 힘 센서는 3-차원 힘 센서일 수 있다. 힘 센서의 포함은 페데스탈이 인조 잔디 표면 상으로 시험 요소를 떨어뜨릴 때 충격의 실증적 결정을 가능케 할 수 있으므로 이로울 것이다. 측정된 충격 데이터는 또한 인조 잔디 시험 장치를 이용하여 진행되는 실험을 묘사하는 다른 메타데이터 또는 데이터와 함께 저장될 수 있다. 충격의 측정은 작업자가 시험 요소가 떨어지는 높이를 조정할 수 있고 페데스탈에 가하여지는 무게가 원하는 충격이 얻어지도록 조정될 수 있으므로 유리할 수 있다.
다른 구현예에서, 소정의 낙하 속도는 해제 속도와 동일하다.
다른 구현예에서, 핸드헬드 통신 장치는 인조 잔디 시험 장치에 대한 조절 및/또는 시험 프로그램을 실행하는 앱 또는 어플레케이션을 가진다. 일 실시예에서, 이를 이용하여 인조 잔디 시험 장치의 작동 및 기능을 조절할 수 있다. 다른 실시예에서, 이를 이용하여 시간-의존적 표면 온도의 분석을 수행할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 핸드헬드 통진 장치를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 시간-의존적 표면 온도로부터 최대 온도, 평균 온도, 열 투입량 및 이의 조합 중 하나를 계산하도록 구성된다. 이 구현예는 시간-의존적 표면 온도로부터 유도되는 다양한 온도 통계 자료가 인조 잔디를 평가하는 데에 유용할 수 있으므로 이로울 것이다. 상기 최대 온도 및/또는 평균 온도는 어떠한 경우 피부 손상 양의 정확한 평가일 수 있다. 상기 열 투입량은 온도 및 승온이 조직에 가하여지는 지속 기간에 의존할 것이다.
이는 예를 들어 인조 잔디 카펫의 안전성을 최적화하기 위한 시험 중에 유용할 수 있다. 열 투입량의 개념은 의료적 환경, 특히 암 조직을 치료 또는 파괴하기 위한 종양학에서의 발열요법에서 사용된다. 동일한 개념이 인조 잔디 위에 낙하로 인한 승온의 영향을 평가하기 위하여 다른 분야에서 적용될 수 있다. 열 투입량은 검토 문헌 Vincze, G. , Szasz, O. and Szasz, A. (2015) Generalization of the Thermal Dose of Hyperthermia in Oncology. Open Journal of Biophysics, 5, 97-114. doi: 10.4236/ojbiphy.2015.54009에 예시되는 것과 같은 열 투입량을 계산하는 표준 방법들 중 하나에 따라 계산될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 시험 파라미터의 세트를 받도록 구성된다. 상기 컨트롤러는 상기 시험 파라미터들을 이용하여 액츄에이터를 조절하도록 더욱 구성된다. 상기 시험 파라미터들은 예를 들어, 상기 액츄에이터가 얼마나 빨리 이동하여야 하는지 및 상기 액츄에이터가 이동하여야 하는 거리를 기재하는 명령어 또는 세부 사항일 수 있다. 상기 시험 파라미터들은 액츄에이터를 조절하기 위한 명령어일 수 있거나, 또는 액츄에이터를 조절하기 위한 명령어로 번역될 수 있는 데이터일 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 시험 파라미터들은 상기 인조 잔디 조건을 기재하는 메타 데이터를 포함한다. 이는 예를 들어, 사용되는 인조 잔디 섬유의 유형 또는 특정 인조 잔디에 대한 상표 또는 상표명에 대한 세부 사항을 포함할 수 있다. 플레이어가 인조 잔디 표면과 충돌할 때, 플레이어의 피부가 어떻게 인조 잔디와 반응할지에 영향을 미치는 것은 섬유뿐이 아니다. 이는 고무 또는 모래와 같은 인조 잔디 카펫 아래 쿠셔닝 또는 충전 재료에 의존할 수 있다. 또한, 인조 잔디가 정상적으로 설치될 때, 충전재가 또한 사용된다. 상기 충전재는 고무 과립 또는 심지어 모래와 같은 입상 물질일 수 있으며, 이를 이용하여 인조 잔디에 더 현실적이고 탄성 느낌을 제공한다. 인조 잔디 충전재의 구체적인 선택은 시험 요소가 인조 잔디 표면을 가로질러 끌려질 때 시간-의존적 온도에 영향을 미칠 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 시간-의존적 표면 온도, 시험 파라미터, 메타데이터 및 이의 조합 중 임의의 것을 포함하는 시험 보고서를 생성하도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 컨트롤러는 공개 키 암호화 알고리즘의 개인 키를 이용하여 시험 보고서에 대한 서명을 생성하도록 더욱 구성된다. 이 구현예는 시험 보고서가 시험자 또는 시험 그룹에 의하여 생성된 다음 추후 시험 보고서의 진위를 검증하도록 서명될 수 있으므로 이로울 수 있다. 이는 예를 들어, 시험 보고서를 시험 결과의 기록 보관소로서 이용하는 것과 같은 것에 유용할 수 있다. 이는 또한 시험 보고서가 특정 인조 잔디를 시험하는데 있어서 성실함을 보여줄 수 있는 법적 상황에서 유용할 수 있다.
상기 개인 키는, 예를 들어, 인조 잔디 시험 장치의 다양한 부품 내에 위치할 수 있다. 일부 예에서, 상기 컨트롤러는 휴대 전화 장치와 같은 휴대용 핸드헬드 컴퓨팅 장치 상에 위치하거나, 또는 페데스탈, 캐리지 또는 가이드 구조물 내 위치할 수도 있다.
다른 구현예에서, 상기 가이드 구조물은 인조 잔디 상에 가이드 구조물을 지지하기 위한 레그를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 레그는 인조 잔디를 잡기 위한 돌출부를 포함한다. 이는 예를 들어, 스파이크이거나, 또는 심지어 인조 잔디에 대하여 사용되는 신발 위의 스터드와 유사하게 성형될 수 있다. 이는 인조 잔디 시험 장치가 사용될 때 인조 잔디를 제자리에 유지시키는 것을 보조하는 이점을 가질 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 페데스탈은 수직 축을 따라 이동하도록 제한된다.
다른 구현예에서, 상기 접촉 표면은 플라스틱, 폴리머, 금속, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이의 조합 중 하나에 의하여 형성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 모터, 공기압 시스템 및 유압 시스템 중 하나를 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 작동시키기 위한 벨트 또는 체인을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 1 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 2 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 3 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 4 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 5 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 6 m/s의 피크 속도로 이동시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 상기 표면 온도 센서는 표면 서모커플이다. 상기 표면 서모커플은 표면 온도 시험에 사용하기에 용이하고 간단하므로 이로울 수 있다.
본원에 사용되는 표면 서모커플은 평면을 포함하는 서모커플 센서를 포함한다. 상기 표면 서모커플은 상기 평면의 온도를 측정한다. 상기 평면은 예를 들어, 금속으로 만들어질 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 접촉 표면을 가지며, 상기 접촉 표면은 편평부를 가진다.
다른 구현예에서, 상기 접촉 표면은 둥근 모서리를 가진다. 이는 시험 요소가 인조 잔디에 결합하지 않고 인조 잔디를 통하여 슬라이딩할 수 있으므로 이로울 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 접촉 표면은 접촉 표면을 덮는 마모 시험 표면을 받도록 구성된다.
본 발명에서, 표면 온도는 온도 센서를 이용하여 측정된다. 본 구현예에서, 마모 시험 표면이 접촉 표면에 부착된다. 이 시험에서, 접촉 표면의 무게가 사용 전후 모두 측정될 수 있다. 이를 이용하여 사람 또는 다른 개체가 인조 잔디를 통하여 슬라이딩할 때 사람 또는 다른 개체로부터 제거될 물질의 양을 추정할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 마모 시험 표면을 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 마모 시험 표면은 가죽, 비닐 클로스, 매트 또는 커버링으로 형성되는 콜라겐 섬유, 및 폴리우레탄 합성 가죽 중 하나이다.
본 발명은 첨부된 청구항 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 장치를 이용하여 인조 잔디를 시험하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디와 접촉하도록 작동될 수 있게 인조 잔디 시험 장치를 배치하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 작업 위치에 있을 때, 중력이 시험 요소를 인조 잔디와 접촉하게 할 수 있다. 이러한 경우, 상기 방법은 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디와 접촉하도록 인조 잔디 시험 장치를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 경우, 상기 페데스탈은 캐리지에 대하여 고정되는 페데스탈의 수직 위치를 잡는 조절가능한 구속 장치에 의하여 구속될 수 있다. 이러한 경우, 상기 방법 단계는 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디 위에 걸리도록 인조 잔디 시험 장치를 배치하는 것일 수 있다.
상기 방법은 이동 경로를 따라 캐리지를 이동시키도록 액츄에이터를 조절하는 단계를 더욱 포함한다.
상기 방법은 캐리지가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간-의존적 온도를 반복하여 기록하는 단계를 더욱 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 시간-의존적 온도를 이용하여 시험 보고서를 생성하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 페데스탈 또는 캐리지는 전송기를 포함한다. 상기 방법은 상기 시험 보고서를 상기 전송기를 이용하여 핸드헬드 통신 장치에 전송하는 단계를 더욱 포함한다. 그렇다면, 상기 핸드헬드 통신 장치는 예를 들어, 시험 보고서 또는 시간-의존적 온도의 다른 분석을 생성하는 데에 이용될 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 시간-의존적 표면 온도로부터, 최대 온도, 평균 온도, 열 투입량 및 이의 조합 중 하나를 계산하는 단계를 더욱 포함한다.
다른 구현예에서, 상기 인조 잔디 시험 장치는 접촉 표면이 상기 접촉 표면을 덮는 마모 시험 표면을 받도록 구성되는 구현예에 따른 것이다. 상기 방법은 상기 인조 잔디 시험 장치를 인조 잔디와 접촉하게 배치하기 전에 상기 마모 시험 표면을 상기 접촉 표면에 부착하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 방법은 캐리지가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간-의존적 온도를 반복하여 기록한 후, 3-차원 이미징 시스템을 이용하여 상기 마모 시험 표면의 마모 후 3-차원적 이미지를 획득하는 단계를 더욱 포함한다.
상기 방법은 상기 마모 후 3-차원 이미지를 적어도 부분적으로 이용하여 표면 마모 통계 자료를 계산하는 단계를 더욱 포함한다. 이러한 구현예는 3-차원 이미지를 사용하여 마모 시험 표면의 높이 변화 또는 상대 변화를 계산할 수 있으므로 이로울 것이다. 이는 다양한 통계 자료의 직접적인 계산을 허용할 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 상기 마모 시험 표면을 접촉 표면에 부착하기 전에, 3-차원 이미징 시스템으로 마모 시험 표면의 3-차원 이미지를 획득하는 단계를 더욱 포함한다. 상기 마모 통계 자료는 마모 후 3-차원 이미지 및 초기 3-차원 이미지 사이의 비교를 이용하여 계산된다. 이 구현예는 전후 이미지가 표면 마모 및 통계 자료의 더 정확한 결정을 허용할 수 있으므로 이로울 수 있다. 일부 실시예에서, 마모 후 3-차원 이미지 및 초기 3-차원 이미지가 더 정확히 배열될 수 있도록 마모 시험 표면의 표면 상에 참조 마크 또는 지표 또는 사진 마크가 있을 수 있다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 30 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 40 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 45 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 50 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 55 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 60 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 65 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 70 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 75 kg을 가한다.
다른 구현예에서, 상기 페데스털은 상기 접촉 표면에 적어도 85 kg을 가한다.
앞서 기재한 본 발명의 구현예들 중 하나 이상은 조합된 구현예들이 서로 배타적이 아니라면 조합될 수 있는 것으로 이해된다.
당업자에 의하여 이해되는 바와 같이, 본 발명의 측면들은 장치, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 측면들은 전적으로 하드웨어 구현예, 전적으로 소프트웨어 구현예(펌웨어, 레지던트 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함), 또는 본원에서 일반적으로 “회로”, “모듈” 또는 “시스템”으로 언급될 수 있는 소프트웨어 및 하드웨어 측면을 조합한 구현예 형태를 취할 수 있다. 나아가, 본 발명의 측면들은 그 위에 구현되는 컴퓨터 실행가능 코드를 가지는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들) 내에 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품 형태를 취할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체(들)의 조합이 이용될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 신호 매체 또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체일 수 있다. 본원에 사용되는 '컴퓨터-판독가능 저장 매체'는 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의하여 실행가능한 지시를 저장할 수 있는 유형의 저장 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 컴퓨터-판독가능 비-일시적 저장 매체로 언급될 수 있다. 상기 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 또한 유형 컴퓨터 판독가능 매체로도 언급될 수 있다. 일부 구현예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 또한 컴퓨팅 장치의 프로세서에 의하여 접근가능한 데이터를 저장할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예는, 이에 제한되지 않으나, 플로피 디스크, 자기 하드 디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 하드 디스크, 플래쉬 메모리, USB 떰 드라이브, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 광디스크, 광자기 디스크, 및 프로세서의 레지스터 파일을 포함한다. 광 디스크의 예는 컴팩트 디스크(CD) 및 디지털 다기능 디스크(DVD), 예를 들어, CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW, 또는 DVD-R 디스크를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체라는 용어는 또한 네트워크 또는 통신 링크를 통하여 컴퓨터 장치에 의하여 접근가능한 다양한 유형의 기록 매체를 의미한다. 예를 들어, 데이터가 모뎀, 인터넷 또는 근거리 통신망에서 검색될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체 상에서 구현되는 컴퓨터 실행가능 코드는 이에 제한되지 않으나, 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF, 등, 또는 이의 적절한 조합을 포함하는 적절한 매체를 이용하여 전송될 수 있다.
컴퓨터 판독가능 신호 매체는 예를 들어 베이스밴드 내 또는 캐리어 웨이브의 일부로서, 그 안에 구현되는 컴퓨터 실행가능 코드와 전파 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전파 신호는 이에 제한되지 않으나, 전자기, 광학 또는 임의의 적합한 이의 조합을 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 신호 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 아니며, 명령어 실행 시스템, 기구 또는 장치에 의한 사용을 위한 또는 이와 관련되는 프로그램을 소통, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다.
'컴퓨터 메모리' 또는 '메모리'는 컴퓨터-판독가능 저장 매체의 예이다. 컴퓨터 메모리는 프로세서에 직접 접근가능한 임의의 메모리이다. '컴퓨터 저장' 또는 '저장'은 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 추가적 예이다. 컴퓨터 저장은 임의의 휘발 또는 비-휘발 컴퓨터-판독가능 저장 매체일 수 있다.
본원에 사용되는 용어 '프로세서'는 프로그램 또는 기계 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 실행가능 코드를 실행할 수 있는 전자 부품을 포함한다. '프로세서'를 포함하는 컴퓨팅 장치에 대한 언급은 하나 이상의 프로세서 또는 프로세싱 코드를 함유할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 상기 프로세서는 예를 들어 다중 코드 프로세서일 수 있다. 프로세서는 또한 단일 컴퓨터 시스템 내에 또는 다중 컴퓨터 시스템들 중에 분산되는 프로세서들의 컬렉션을 의미할 수도 있다. 용어 컴퓨팅 장치는 또한 각각 프로세서 또는 프로세서들을 포함하는 컴퓨팅 장치들의 컬렉션 또는 네트워크를 의미할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 상기 컴퓨터 실행가능 코드는 동일 컴퓨팅 장치 내에 있을 수 있거나 다중 컴퓨팅 장치들을 가로질러 분산될 수도 있는 다중 프로세서들에 의하여 실행될 수 있다.
컴퓨터 실행가능 코드는 기계 실행가능 명령어 또는 프로세서가 본 발명의 측면을 수행할 수 있게 하는 프로그램을 포함할 수 있다. 본 발명의 측면을 위한 작업을 실행하기 위한 컴퓨터 실행가능 코드는 자바, Smalltalk, C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 C 프로그래밍 언어 또는 유사 프로그래밍 언어와 같은 통상적 절차 지향 프로그래밍 언어를 포함하는, 하나 이상의 프로그래밍 언어의 조합으로 쓰여지고, 기계 실행가능 명령어로 컴파일될 수 있다. 일부 예에서, 상기 컴퓨터 실행가능 코드는 고급 언어 형태 또는 미리-컴파일된 형태일 수 있고, 기계 실행가능 명령어를 플라이 상에 생성하는 인터프리터와 함께 사용될 수 있다.
상기 컴퓨터 실행가능 코드는 사용자 컴퓨터 상에서 전적으로, 사용자 컴퓨터 상에서 부분적으로, 독립형 소프트웨어 패키지로서, 사용자 컴퓨터 상에서 부분적으로 및 원격 컴퓨터 상에서 부분적으로, 또는 원격 컴퓨터 또는 서버 상에서 전적으로 실행할 수 있다. 후자의 시나리오에서, 원격 컴퓨터는 근거리 통신망(LAN) 또는 광역망(WAN)을 포함하는 임의의 형태의 네트워크를 통하여 사용자 컴퓨터에 연결될 수 있거나, 외부 컴퓨터에 연결될 수 있다(예를 들어, 인터넷 서비스 제공자를 이용하여 인터넷을 통하여).
본 발명의 측면들을 본 발명에 따른 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품들의 흐름도, 예시 및/또는 블록 선도를 참조로 기재한다. 흐름도, 예시 및/또는 블록 선도의 각각의 블록 또는 블록의 일부는 적용가능하다면 컴퓨터 실행가능 코드 형태로 컴퓨터 프로그램 명령어에 의하여 실행될 수 있는 것으로 이해된다. 서로 배타적이 아니라면, 상이한 흐름도, 예시 및/또는 블록 선도들이 조합될 수 있는 것으로 더욱 이해된다. 상기 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 기타 프로그래가능 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 제공되어, 컴퓨터 또는 기타 프로그램가능 데이터 프로세싱 장치를 통하여 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록 선도 블록 또는 블록들 내에 명시되는 기능/작용을 실행하기 위한 수단을 창출하도록, 기계를 생산할 수 있다.
상기 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한, 컴퓨터 판독가능 매체 내 저장된 명령어들이 흐름도 및/또는 블록 선도 블록 또는 블록들 내에 명시된 기능/작용을 실행하는 명령어들을 포함하는 제조 물품을 생산하도록, 컴퓨터, 기타 프로그램가능 데이터 프로세싱 장치, 또는 기타 장치를 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체 내에 저장될 수 있다.
상기 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한, 컴퓨터, 기타 프로그램가능 데이터 프로세싱 장치, 또는 기타 장치 상에 로딩되어, 일련의 작업 단계들이 상기 컴퓨터, 기타 프로그램가능 장치 또는 장치 상에서 수행되게 하여, 상기 컴퓨터 또는 기타 프로그램가능 장치 상에서 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 블록 선도 블록 또는 블록들 내에 명시되는 기능/작용을 실행하기 위한 프로세스를 제공하도록, 컴퓨터 실행 프로세스를 생산할 수 있다.
이하, 발명의 구현예들을 도면을 참조로 하여 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 인조 잔디 시험 장치의 측면도를 예시하고;
도 2는 도 1의 인조 잔디 시험 장치의 상면도를 도시하고;
도 3은 도 1의 인조 잔디 시험 장치를 작동하는 방법을 도시하고;
도 4는 인조 잔디 카펫과 접촉하는 시험 요소의 도면을 도시하고;
도 5는 인조 잔디 카펫과 접촉하는 대안적 시험 요소의 도면을 도시하고;
도 6은 인조 잔디 시험 장치의 추가적 실시예를 예시하고;
도 7은 핸드헬드 통신 장치의 실시예를 예시하고;
도 8은 인조 잔디 시험 장치의 추가적 실시예를 예시하고;
도 9는 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 10은 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적 도면을 도시하고;
도 11은 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 12는 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 13은 마모 후 3-차원 이미지의 실시예를 예시한다.
도 1은 인조 잔디 시험 장치의 측면도를 예시하고;
도 2는 도 1의 인조 잔디 시험 장치의 상면도를 도시하고;
도 3은 도 1의 인조 잔디 시험 장치를 작동하는 방법을 도시하고;
도 4는 인조 잔디 카펫과 접촉하는 시험 요소의 도면을 도시하고;
도 5는 인조 잔디 카펫과 접촉하는 대안적 시험 요소의 도면을 도시하고;
도 6은 인조 잔디 시험 장치의 추가적 실시예를 예시하고;
도 7은 핸드헬드 통신 장치의 실시예를 예시하고;
도 8은 인조 잔디 시험 장치의 추가적 실시예를 예시하고;
도 9는 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 10은 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적 도면을 도시하고;
도 11은 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 12는 도 8의 인조 잔디 시험 장치의 추가적인 도면을 도시하고;
도 13은 마모 후 3-차원 이미지의 실시예를 예시한다.
도면에서 동일한 도면 부호는 동등한 요소이거나 동일한 기능을 수행한다. 앞서 논의된 요소들은 그 기능이 동등하다면 추후 도면에서 반드시 논의될 필요는 없을 것이다.
도 1은 인조 잔디 시험 장치의 예를 도시한다. 상기 인조 잔디 시험 장치(100)는 인조 잔디 카펫(102) 상으로 배치되었다. 상기 인조 잔디 카펫(102)은 베이스 물질(104) 위에 배치된다. 상기 베이스 물질(104)은 바닥(106) 또는 지면 위에 있다. 상기 인조 잔디 카펫(102)은 예를 들어, 터프트 인조 잔디 카펫일 수 있다. 상기 베이스 물질(104)은 인조 잔디 카펫(102)이 놓여질 때 표면을 평탄화하는 데에 이용되는 물질이거나, 또는 적어도 부분적으로 탄성인 고무 과립과 같은 물질을 가질 수도 있다. 상기 인조 잔디 시험 장치(100)는 프레임(108)을 포함한다. 상기 인조 잔디 시험 장치(100)를 지지하는 레그(110)가 상기 프레임(108)에 부착된다. 상기 레그(110)는 임의의 돌출부(112)를 가지는 것으로 도시된다. 이러한 돌출부는 적어도 부분적으로 상기 인조 잔디 카펫(102) 내에 박혀, 상기 인조 잔디 시험 장치(100)가 적절한 위치에 있는 것을 보조할 수 있다.
도 1은 인조 잔디 시험 장치(100)의 측면도를 도시하고, 도 2는 인조 잔디 시험 장치의 상면도를 도시한다. 상면도에서, 캐리지(116)에 대한 가이드 구조물로서 작용하는 두 개의 평행한 막대들(114)을 볼 수 있다. 상기 캐리지(116)는 상기 캐리지(116)를 평행 막대들(114)을 따라 이동시킴을 허용하는 선형 베어링(118)을 함유한다. 이는 이동 경로(120)를 형성한다. 이 실시예에서, 상기 평행 막대(114)는 가능한 가이딩 구조물의 한가지 예로서 작용함을 의도할 뿐이다. 상기 가이딩 구조물은 상기 캐리지(116)를 소정의 경로(120)를 따르게 하기 위한 트랙 또는 기타 가이드 시스템을 이용하는 것과 같은 대안적 방식으로 구성될 수 있다. 트랙이 사용되는 경우, 이동 경로는 하나 이상의 곡선을 함유할 수 있다.
상기 인조 잔디 시험 장치(100)는 캐리지(116)를 가이드 구조물(114)에 대하여 이동시키기 위한 액츄에이터(121)를 가진다. 상기 액츄에이터(121)는 벨트(124)를 구동시키는 데에 사용되는 모터(122)를 포함한다. 상기 모터(122)에 구동 풀리(126)가 부착된다. 그렇다면, 프레임(108)의 반대면 위에 구동된 풀리(128)가 있다. 모터(122)가 회전함에 따라, 벨트(124)를 이동시킨다. 벨트(124)가 캐리지(116)에 부착되는 부착 지점(130)이 있다. 모터(122)가 구동 풀리(126)를 회전시킴에 따라, 벨트(124)가 이동되고 캐리지(116)가 이동 경로(120)를 따라 이동된다. 도 1 및 2에서 도시되는 실시예는 액츄에이터를 실행하는 하나의 방식에 불과하다. 케이블 드라이브, 체인 또는 유압 및 공기압 시스템의 사용과 같은 기타 시스템 또한 고려될 수 있다. 그러나, 도 1 및 2에 도시되는 실시예는 매우 휴대가 쉽고 필드에 사용될 수 있다. 큰 유압 또는 공기압 시스템이 사용되는 경우, 인조 잔디 시험 장치(100)를 상이한 위치로 이동시키기가 더욱 어려울 수 있다. 벨트 드라이브의 사용은 또한 캐리지(116)가 이동 경로(120)를 따라 양 방향으로 이동하는 것을 가능케 한다.
상기 인조 잔디 시험 장치는 페데스탈(132)을 포함하는 것으로서 더욱 도시된다. 상기 페데스탈은 캐리지(116)을 통과하는 선형 베어링(134)을 통하여 삽입된다. 상기 페데스탈(132)의 아래 부분에, 접촉 표면(137)을 가지는 시험 요소(136)가 있다. 상기 접촉 표면(137)은 인조 잔디 카펫(102)과 접촉한다. 캐리지(116)가 이동 경로(120)를 따라 이동함에 따라, 상기 시험 요소(136)가 인조 잔디 카펫(102)을 가로질러 끌려진다. 이는 인조 잔디 카펫(120)과 접촉 표면(137) 사이에 마찰을 야기하여, 열을 생성할 것이다. 접촉 표면(137)의 온도를 측정하는 온도 센서는 도 1 및 2에 도시되지 않는다. 예를 들어, 온도 센서를 구동시키기 위한 전자 장치 및 전원과 같은 것들을 제공하는, 전자 계기(144)가 더욱 도시된다. 일부 실시예에서, 전자 계기(144)는 또한 컨트롤러 또는 컨트롤러의 일부를 포함할 수 있다. 페데스탈(132) 상부에, 웨이트 또는 매스 홀더(138)가 있다. 이러한 경우, 웨이트 홀더(138)는 스핀들 형태이다. 상기 스핀들(138)은 웨이트(140)를 받을 수 있다. 이 실시예에서, 상기 웨이트는 표준 웨이트 리프팅 웨이트 플레이트다. 웨이트 홀더(138)의 사용은 근처의 피트니스 클럽 또는 웨이트 리프팅 짐에서 발견될 수 있는 표준 웨이트를 이용하여 페데스탈(132)에 의하여 접촉 표면(137)에 가하여지는 힘의 양을 조절하는 것을 가능케 한다. 다양한 수의 웨이트 플레이트(140)를 웨이트 홀더(138)에 배치함으로써, 시험 장치는 인조 잔디 카펫(102) 상에 떨어지고 미끄러질 때 상이한 크기의 경기자의 무게를 시뮬레이션할 수 있다.
선형 베어링(134)은 페데스탈(132)을 방향(142)을 따라 이동시킬 수 있다. 이러한 경우, 상기 방향(142)은 지면(106)에 대하여 실질적으로 수직이다. 상기 방향(142)은 따라서, 인조 잔디 시험 장치(100)가 작동 위치에 있을 때 수직인 것으로 해석될 수 있다. 선형 베어링(134)과 페데스탈(132) 및 웨이트 플레이트(140)의 사용은 인조 잔디 카펫(102)의 위치가 고르지 않거나 이동 경로(120)의 거리에 걸쳐 변화하는 경우에도 인조 잔디 시험 장치가 접촉 표면(137) 위에 조절된 힘을 가하는 것을 가능케 한다. 이는 예를 들어, 수년간 설치되었으며 이상적이지 않거나 또는 고르지 않은 인조 잔디 카펫(102)의 시험을 가능케 할 수 있다.
상기 레그(110) 및/또는 프레임(108)은 또한, 이에 부착되어 작업자가 캐리지, 페데스탈, 벨트 드라이브(124) 또는 시험 요소(136)에 의하여 부상당하는 것을 방지하는 쉴드로서 작용하는 투명 플라스틱과 같은 편평한 물질을 임의로 가질 수 있다.
도 3은 도 1 및 2에 도시되는 인조 잔디 시험 장치(100)를 이용하는 방법을 예시하는 흐름도이다. 첫번째 단계(300)에서, 접촉 표면(137)이 이동 경로(120)를 따라 인조 잔디(102)와 접촉하도록 인조 잔디 시험 장치(100)가 배치된다. 다음 단계(302)에서, 액츄에이터(121)가 캐리지(116)를 이동 경로(120)를 따라 이동시킨다. 마지막으로, 단계(304)에서, 상기 방법은 캐리지(116)가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간-의존적 온도를 반복하여 기록하는 단계를 포함한다.
도 4는 시험 요소(136)의 상세도를 도시한다. 상기 시험 요소(136)는 페데스탈(132)에 부착되어 있는 것으로 도시된다. 이러한 특정 실시예에서, 시험 요소(136)는 폴리테트라플루오로에틸렌 블록을 포함한다. 상기 폴리테트라플루오로에틸렌 블록(400)은 둥근 모서리(404)를 가지는 편평 표면(402)을 가진다. 상기 둥근 모서리(404)는 블록(400)이 인조 잔디 카펫(102)을 통하여 더 쉽게 끌려지는 것을 가능케 한다. 블록(400)이 인조 잔디 카펫(102) 위에서 이동 경로(120)를 따라 끌려짐에 따라, 카펫의 섬유가 접촉 표면(137)을 마모시켜 발열시킨다. 접촉 표면(137)과 동일한 높이에 설치되는 온도 센서(406)가 있다. 이는 접촉 표면(137)의 표면 온도 측정을 가능케 한다. 이러한 특정 실시예에서, 온도 센서(406)는 접촉 표면(137)과 동일한 높이에 설치되는 표면 서모커플이다. 도 4의 도면은 단면도이다.
도 5는 시험 요소(136)의 추가적 실시예이다. 도 5에 도시되는 시험 요소(136)는 마모 시험 표면(500)이 폴리테트라플루오로에틸렌 블록(400) 표면 위에 배치된 것을 제외하고 도 4의 것과 동일하다. 이는, 예를 들어, 다수의 패스너(502)로 고정될 수 있다. 이러한 경우, 인조 잔디 카펫(102)의 마모도를 시험하기 위하여 인조 잔디 시험 장치가 대신 사용된다. 마모 시험 표면(500)이 시험 요소(136)에 적용될 수 있고, 그렇다면 잔디와 접촉하는 표면은 마모 시험 표면(500) 밖에 있다. 시험 요소(136)가 이동 경로(120)를 따라 이동함에 따라, 인조 잔디 카펫(102)이 마모될 것이고 마모 시험 표면(500)의 일부를 마모시킬 것이다. 마모 시험 표면(500)은 시험 요소(136)에 적용되기 전에, 및 시험 요소(136)가 이동 경로(120)를 따라 1회 이상 이동한 후에 다시, 칭량될 수 있다.
도 6은 인조 잔디 시험 장치(100)의 변형을 도시한다. 이 실시예에서, 인조 잔디 시험 장치는 태블릿, 랩탑 또는 스마트폰과 같은 핸드헬드 통신 장치(600)를 더욱 포함한다. 모터(122) 및 페데스탈(132)이 무선 조절 요소(602)를 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 무선 조절 요소(602)는 무선 통신 링크를 통하여 상기 핸드헬드 통신 장치(600)와 소통할 수 있다. 상기 무선 통신 링크는, 예를 들어, WiFi 연결, 블루투스, 또는 다른 형태의 라디오 통신일 수 있다. 상기 핸드헬드 통신 장치(600)는 데이터 기록을 위한 및/또는 인조 잔디 시험 장치(100)의 작업 및 기능을 조절하기 위한 데이터 로거로서 작용할 수 있다.
도 7은 상기 핸드헬드 통신 장치(600)를 더 상세히 도시한다. 상기 핸드헬드 통신 장치(600)는 프로세서(702)와 접촉하는 터치 스크린(700)을 포함한다. 상기 프로세서(702)는 또한 무선 통신 시스템(704) 및 메모리(706)에 연결된다. 상기 핸드헬드 통신 장치(600)는 배터리(708)에 의하여 구동된다.
상기 메모리(706)는 상기 프로세서(702)가 무선 통신 시스템(704)을 통하여 인조 잔디 시험 장치(100)의 나머지와 소통하는 것을 가능케 하는 기계-실행가능한 명령어(710)를 포함하는 것으로 도시된다. 상기 메모리(706)는 모터(122)를 조절하고 시간-의존적 표면 온도를 측정함으로써 수행되는 시험을 묘사하는 시험 파라미터(712)를 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 이는, 예를 들어, 경기자에 의한 다양한 유형의 낙하 또는 사고를 시뮬레이션하기 위한 다양한 속도 프로필을 포함할 수 있다. 상기 메모리(706)는 상기 시험 파라미터(712)를 이용하여 실험을 수행하는 것에 대하여 측정된 시간-의존적 온도 데이터(714)를 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 온도 통계 자료(716)를 임의로 포함하는 것으로 도시된다. 이들은 상기 시간-의존적 온도 데이터(714)로부터 계산되는 평균 또는 기타 통계학적 수량일 수 있는 통계 자료를 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 메모리(706)는 상기 시간-의존적 온도 데이터(714)로부터 계산된 열 투입량(718)을 임의로 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 시험 조건을 묘사하는 메타데이터(720)를 더욱 포함하는 것으로 도시된다. 이는, 예를 들어, 인조 잔디 카펫의 파일 또는 유형을 묘사하는 데이터를 포함할 수 있고, 특정 인조 잔디 카펫(102)과 사용되는 베이스 물질 또는 충전 재료를 묘사하는 데이터를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 서명을 생성하기 위하여 사용될 수 있는 개인 키(720)를 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 임의로 시험 파라미터, 시간-의존적 온도 데이터, 온도 통계 자료 및/또는 열 투입량을 포함할 수 있는 시험 보고서(724)를 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 개인 키(722)를 이용하여 생성된 시험 보고서(724)의 서명(726)을 포함하는 것으로 더욱 도시된다. 이는 후일에 시험 보고서(724)의 진위를 증명하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 컴퓨터 메모리(706)는 또한 측정된 이전 시험 보고서(724)의 시험 데이터베이스(728)를 포함하는 것으로 도시된다. 상기 시험 데이터베이스(728)는 또한 시험 보고서(724) 및 임의로 서명(726)을 생성한 후 상기 핸드헬드 통신 장치(600)가 자동으로 소통할 수 있는 소통할 수 있는 원격 서버 상에 위치할 수 있다.
도 8에, 힘 센서(800)가 페데스탈(132)의 경계 위로 연장하는 것으로 도시된다. 이는 힘 센서(800)의 위치를 강조하기 위한 것이다. 그러나, 많은 구현예에서, 힘 센서(800)는 선형 베어링(134) 내 페데스탈(132)의 자유로운 움직임을 방해하지 않도록 배치될 수 있을 것이다.
도 9는 인조 잔디 시험 장치(100)의 추가적인 실시예를 도시한다. 이는 도 1, 2, 6 및 7에 예시된 실시예들과 유사하다. 이러한 다른 실시예들 중 임의의 것의 특징들이 도 9에 예시된 실시예에 포함될 수 있다. 도 9는 조절가능한 구속 장치(900)의 부가적 특징을 포함한다. 상기 조절가능한 구속 장치(900)는 페데스탈(132)을 캐리지(116)에 대한 위치에 고정시키기 위하여 사용된다. 이는 시험 요소(136)가 인조 잔디(102) 위의 높이(902)에서 유지되도록 페데스탈(132)을 제 위치에 유지시킨다. 핸드헬드 통신 장치(600)와 같은 컨트롤러는 상기 조절가능한 구속 장치(900)이 페데스탈(132)을 떨어뜨려 시험 요소(136)가 인조 잔디(102)와 충돌하도록 조절할 수 있다. 이는 인조 잔디(102) 상에 플레이어가 슬라이딩할 때 충격을 시뮬레이션하기 위하여 사용될 수 있다.
도 10은 액츄에이터(121)가 캐리지(116)를 이동시키고 가속한 후, 도 9의 인조 잔디 시험 장치(100)를 도시한다. 조절가능한 구속 장치(900)가 뒤로 이동하였고, 시험 요소(136)가 인조 잔디(102)와 충돌하도록 페데스탈(132)이 자유낙하하기 시작한다. 상기 조절가능한 구속 장치(900)는 상기 구속 장치가 특정 시간, 특정 위치 또는 특정 속도에서 풀리도록 조절될 수 있다. 상기 시험 요소(136)는 방향(120) 및 방향(142)으로 속도를 가진다.
도 11은 도 9 및 10에 예시되는 것과 동일한 인조 잔디 시험 장치(100)를 도시한다. 도 11에서, 페데스탈(132) 및 시험 요소(136)가 자유낙하를 완료하였고, 인조 잔디(102)와 충돌하는 순간에 도시된다. 상기 캐리지(116)는 방향(120)으로 속도를 여전히 가진다. 상기 캐리지(116)는 장치(100)의 좌측면에 조금 더 가까이 이동한 것으로 도시된다. 힘 센서가 시험 요소(136) 또는 페데스탈(132) 내로 들어가면, 시험 요소(136)가 인조 잔디(102)와 충돌할 때 충격이 측정될 수 있다. 액츄에이터(121)는 몇 가지 상이한 방식으로 조절될 수 있다. 일부 실시예에서, 액츄에이터(121)는 캐리지(116)가 특정 속도 또는 위치 프로필에 따라 이동하도록 조절가능하다. 다른 경우, 액츄에이터(121)는 캐리지(116)가 접촉 표면(137)과 인조 잔디 카펫(102)의 마찰로 인하여 멈추는 것을 허용하도록 구성될 수 있다.
도 12는 도 9-11에 예시되는 인조 잔디 시험 장치(100)를 더욱 예시한다. 이 실시예에서, 캐리지(116)는 접촉 표면(137)이 인조 잔디(102)와 충돌한 후 자유롭게 이동하는 것이 허용되었다. 라인(1200)은 접촉 표면(137)이 인조 잔디(102)와 충돌하였을 때 페데스탈(132)의 위치를 나타낸다. 접촉 표면(137)은 페데스탈(132)이 (1202)로 나타내어지는 라인의 위치에서 멈출 때까지 마찰에 의하여 에너지를 소멸시켰다. 두 개의 화살표(1204)를 가지는 선은 충돌 후 페데스탈(132) 및 캐리지(116)에 의하여 이동된 거리(1204)를 나타낸다. 일부 실시예에서, 액츄에이터(121)는 상기 거리(1204)를 측정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 거리(1204)의 측정을 또한 가능케 하는 광학 또는 다른 센서들이 있을 수 있다.
도 13은 마모 후 3-차원 이미지(1300)의 실시예를 도시한다. 도 13에 도시되는 이미지는 마모 시험 표면이 도 1, 2, 6 및 9-12 중 하나에 예시되는 것과 같은 인조 잔디 시험 장치 내에 사용된 후 어떻게 마모되었는지에 대한 직접적인 측정으로서 3-차원 카메라를 이용하여 획득되었다. 다양한 통계 자료를 이용하여, 측정된 최대 조도의 표시뿐 아니라 평균 조도를 측정 또는 수치화할 수 있다.
100 인조 잔디 시험 장치
102 인조 잔디 카펫
104 베이스 물질
106 바닥
108 프레임
110 레그
112 돌출부
114 평행 막대(가이드 구조물)
116 캐리지
118 선형 베어링
120 이동 경로
121 액츄에이터
122 모터
124 벨트
126 구동 풀리
128 구동된 풀리
130 부착 지점
132 페데스탈
134 선형 베어링
136 시험 요소
137 접촉 표면
138 웨이트 홀더
140 웨이트 플레이트
142 이동축 또는 수직 방향
144 전자 계기
300 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디와 접촉하도록 인조 잔디 시험 장치를 배치
302 액츄에이터가 이동 경로를 따라 캐리지를 이동시키도록 조절
304 캐리지가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간 의존적 온도를 반복하여 기록
400 폴리테트라플루오로에틸렌 블록
402 편평 표면
404 둥근 모서리
406 온도 센서
500 마모 시험 표면
502 패스너
600 핸드헬드 통신 장치
602 무선 조절 요소
700 터치 스크린
702 프로세서
704 무선 통신 시스템
706 메모리
708 배터리
710 기계 실행가능 명령어
712 시험 파라미터
714 시간 의존적 온도 데이터
716 온도 통계 자료
718 열 투입량
720 메타 데이터
722 개인 키
724 시험 보고서
726 서명
728 시험 데이터베이스
800 힘 센서
900 조절가능한 구속 장치
902 인조 잔디 위의 거리
1200 충돌 위치
1202 중단 위치
1204 충돌 후 이동한 거리
1300 마모 후 3-차원 이미지
102 인조 잔디 카펫
104 베이스 물질
106 바닥
108 프레임
110 레그
112 돌출부
114 평행 막대(가이드 구조물)
116 캐리지
118 선형 베어링
120 이동 경로
121 액츄에이터
122 모터
124 벨트
126 구동 풀리
128 구동된 풀리
130 부착 지점
132 페데스탈
134 선형 베어링
136 시험 요소
137 접촉 표면
138 웨이트 홀더
140 웨이트 플레이트
142 이동축 또는 수직 방향
144 전자 계기
300 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디와 접촉하도록 인조 잔디 시험 장치를 배치
302 액츄에이터가 이동 경로를 따라 캐리지를 이동시키도록 조절
304 캐리지가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간 의존적 온도를 반복하여 기록
400 폴리테트라플루오로에틸렌 블록
402 편평 표면
404 둥근 모서리
406 온도 센서
500 마모 시험 표면
502 패스너
600 핸드헬드 통신 장치
602 무선 조절 요소
700 터치 스크린
702 프로세서
704 무선 통신 시스템
706 메모리
708 배터리
710 기계 실행가능 명령어
712 시험 파라미터
714 시간 의존적 온도 데이터
716 온도 통계 자료
718 열 투입량
720 메타 데이터
722 개인 키
724 시험 보고서
726 서명
728 시험 데이터베이스
800 힘 센서
900 조절가능한 구속 장치
902 인조 잔디 위의 거리
1200 충돌 위치
1202 중단 위치
1204 충돌 후 이동한 거리
1300 마모 후 3-차원 이미지
Claims (22)
- 인조 잔디 시험 장치(100)로서,
- 시험 요소(136)로서, 상기 시험 요소는 인조 잔디 표면(102)과 접촉하기 위한 접촉 표면(137)을 가지고, 상기 접촉 표면의 시간 의존적 표면 온도(714)를 측정하기 위한 온도 센서(406)를 포함하고, 상기 온도 센서는 상기 접촉 표면과 동일한 높이에 설치되는, 시험 요소(136);
- 상기 시험 요소에 부착되는 페데스탈(132)로서, 상기 페데스탈은 상기 시험 요소에 힘을 가하도록 구성되는, 페데스탈(132);
- 이동 경로(120)를 따라 상기 페데스탈을 이동시키기 위한 캐리지(116);
- 상기 캐리지를 지지하고 상기 이동 경로를 따라 상기 캐리지를 가이드하기 위한 가이드 구조물(114);
- 상기 가이드 구조물에 대하여 상기 캐리지를 이동시키기 위한 액츄에이터(121); 및
컨트롤러(144, 600)를 포함하고,
상기 컨트롤러는, 시간 의존적 표면 온도를 기록하고, 상기 시간 의존적 표면 온도로부터 인조잔디 시험에 의한 승온이 조직에 미치는 영향을 평가하는 열 투입량을 계산하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 페데스탈은 웨이트를 받기 위한 웨이트 홀더(138)를 포함하고, 상기 페데스탈은 상기 웨이트에 의하여 발생되는 힘을 상기 접촉 표면에 전송하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는
소정의 속도 또는 위치 프로필에 따라 상기 캐리지를 이동시키도록 상기 액츄에이터를 조절, 상기 액츄에이터를 소정의 해제 속도로 가속화하도록 조절, 상기 해제 속도가 달성된 후 상기 캐리지를 자유롭게 움직이도록 허용, 및 이의 조합 중 하나를 수행하도록 상기 액츄에이터를 조절하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제3항에 있어서,
상기 페데스탈은 상기 캐리지에 대하여 이동축을 따라 자유롭게 이동하도록 구성되고,
상기 시험 요소가 상기 인조 잔디 표면 위에 매달리도록, 상기 캐리지는 상기 캐리지에 대하여 상기 페데스탈을 해제가능하게 고정하도록 구성되는 조절가능한 구속 장치를 추가로 포함하고,
상기 컨트롤러는, 상기 캐리지가 소정의 위치, 소정의 시간에 있을 때, 및 상기 캐리지가 소정의 낙하 속도에 도달할 때 중 하나의 기준에 따라 상기 페데스탈을 해제시키도록 상기 조절가능한 구속 장치를 조절하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제4항에 있어서,
상기 페데스탈은 상기 조절가능한 구속 장치가 풀린 후 충격을 측정하기 위한 힘 센서를 추가로 포함하는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 핸드헬드 통신 장치(600)를 포함하는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 시간 의존적 표면 온도로부터 최대 온도, 또는 평균 온도를 더 계산하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 시험 파라미터들(712)의 세트를 받도록 구성되고, 상기 컨트롤러는 상기 시험 파라미터들을 이용하여 상기 액츄에이터를 조절하도록 추가로 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제8항에 있어서,
상기 시험 파라미터들은 상기 인조 잔디 조건들을 묘사하는 메타 데이터를 포함하는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는 시간 의존적 표면 온도, 시험 파라미터, 메타 데이터, 및 이의 조합 중 하나를 포함하는 시험 보고서(724)를 생성하도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는 공개-키 암호방식 알고리즘의 개인 키를 사용하여 상기 시험 보고서에 대한 암호 서명을 생성하도록 추가로 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접촉 표면은 플라스틱, 폴리머, 금속, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이의 조합 중 하나에 의하여 형성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 액츄에이터는 상기 캐리지를 적어도 초 당 1 미터의 피크 속도로 이동시키거나, 상기 캐리지를 적어도 초 당 2 미터의 속도로 이동시키거나, 상기 캐리지를 적어도 초 당 3 미터의 속도록 이동시키거나, 상기 캐리지를 적어도 초 당 4 미터의 피크 속도로 이동시키거나, 상기 캐리지를 적어도 초 당 5 미터의 피크 속도로 이동시키거나, 상기 캐리지를 적어도 초 당 6 미터의 피크 속도로 이동시키도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 표면 온도 센서는 표면 서모커플인 인조 잔디 시험 장치. - 제1항에 있어서,
상기 접촉 표면은 상기 접촉 표면을 덮는 마모 시험 표면(500)을 받도록 구성되는 인조 잔디 시험 장치. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 인조 잔디 시험 장치를 이용하여 인조 잔디를 시험하는 방법으로서, 상기 방법은
- 접촉 표면이 이동 경로를 따라 인조 잔디와 접촉할 수 있도록 인조 잔디 시험 장치를 배치하는 단계(300);
- 상기 이동 경로를 따라 캐리지를 이동시키도록 액츄에이터를 조절하는 단계(302);
- 상기 캐리지가 상기 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간 의존적 온도를 반복하여 기록하는 단계(304); 및
상기 시간 의존적 표면 온도로부터 인조잔디 시험에 의한 승온이 조직에 미치는 영향을 평가하는 열 투입량을 계산하는 단계;를 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 방법은 시간 의존적 온도를 이용하여 시험 보고서(724)를 생성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 페데스탈 또는 캐리지는 전송기를 포함하고, 상기 방법은 상기 전송기를 이용하여 상기 시험 보고서를 핸드헬드 통신 장치에 전송하는 단계를 추가로 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 방법은 최대 온도 또는 평균 온도를 상기 시간 의존적 표면 온도로부터 계산하는 단계를 추가로 포함하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 페데스탈은 적어도 30 kg, 적어도 40 kg, 적어도 45 kg, 적어도 50 kg, 적어도 55 kg, 적어도 65 kg, 적어도 70 kg, 적어도 75kg, 적어도 80 kg, 및 적어도 85 kg의 질량 중 하나에 의하여 야기되는 무게를 접촉 표면에 적용하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 방법은
- 인조 잔디 시험 장치를 인조 잔디와 접촉하도록 배치하기(300) 전에, 마모 시험 표면을 접촉 표면에 부착하는 단계:
- 캐리지가 이동 경로를 따라 이동함에 따라 시간 의존적 온도를 반복하여 기록한 후, 3-차원 이미징 시스템을 이용하여 상기 마모 시험 표면의 마모 후 3-차원 이미지를 획득하는 단계; 및
- 상기 마모 후 3-차원 이미지를 적어도 부분적으로 이용하여, 표면 마모 통계 자료를 계산하는 단계
를 추가로 포함하는 방법. - 제20항에 있어서,
상기 방법은 마모 시험 표면을 접촉 표면에 부착하기 전에 3-차원 이미징 시스템으로 마모 시험 표면의 초기 3-차원 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하고, 마모 통계 자료는 마모 후 3-차원 이미지와 초기 3-차원 사이의 비교를 사용하여 계산되는 방법. - 삭제
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