KR102221200B1 - 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 위치하되 일측이 개방된 온도유지부;상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조; 상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부; 상기 온도유지부의 개방된 일측으로 왕복 운동하는 이동구가 설치되고, 상기 이동구에는 상기 윗니프로브의 하강으로 식품의 저작시 식품의 변형으로 외부에 가해지는 압력 또는 힘을 센싱하는 압력센서가 위치하는 실린더; 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 저작하고, 상기 실린더의 왕복 속도,실린더의 위치를 조절하는 제어부;및, 그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하고, 상기 실린더에 설치된 센서에 의해 센싱되는 식품의 압력 또는 힘의 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부; 를 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.

또한, 식품의 저작시 볼이나 혀가 느끼는 압력 혹은 힘의 값을 정확하게 측정하고자 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.

또한, 본 발명은 제어부와 실린더의 연동에 의한 구동으로 식품 저작시 볼이나 혀에 의해 감지되는 압력 혹은 힘의 값을 지속적으로 센싱할 수 있으며, 이를 통해 식품을 구강 내 저작시부터 목 넘김 상태가 되기 이전까지의 저작물 변화 역시 확인함에 그 목적이 있다.

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 위치하되 일측이 개방된 온도유지부;상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조; 상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부; 상기 온도유지부의 개방된 일측으로 왕복 운동하는 이동구가 설치되고, 상기 이동구에는 상기 윗니프로브의 하강으로 식품의 저작시 식품의 변형으로 외부에 가해지는 압력 또는 힘을 센싱하는 압력센서가 위치하는 실린더; 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 저작하고, 상기 실린더의 왕복 속도,실린더의 위치를 조절하는 제어부;및, 그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하고, 상기 실린더에 설치된 센서에 의해 센싱되는 식품의 압력 또는 힘의 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부; 를 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.

여덟째, 식품의 저작시 볼이나 혀가 느끼는 압력 혹은 힘의 값을 정확하게 측정할 수 있는 등 다양한 효과가 구현된다.

도 1은 본 발명인 저작 재현 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 일 구성요소인 본체를 중심으로 한 사시도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 구성요소인 실린더의 개략적인 구성도,
도 5 내지 도 7은 본 출원인에 기 출원된 발명의 일 내용을 나타내는 도면,
도 8은 인공침을 주입하지 않은 떡 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타내고, 도 9는 인공침을 주입한 떡 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타내는 그래프,
도 10은 본 발명의 일 구성요소인 윗니프로브와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면,
도 11은 본 발명의 일 구성요소인 항온수조와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면,
도 12는 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 표시된 화면,
도 13 및 도 14는 구동부의 속도와 저작의 횟수인 사이클을 미리 입력하는 화면을 나타내는 도면,
한편, 도 15와 도 16은 이종의 식품을 두고 5번의 사이클을 수행하면서 식품의 변형에 따른 로드셀에서 인지하는 로드값을 나타낸 그래프,
도 17은 제어부와 연동되는 디스플레이부에 사용자가 미리 저장할 수 있는 트리거로드값이 개시되어 있는 도면,
도 18 내지 도 21은 본 발명의 일 구성요소인 실린더를 나타내는 실제 사진,
도 22는 인공침을 주입하지 않은 밥 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타내고, 도 23은 인공침을 주입한 밥 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타내는 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), 실린더(800), 이동구(810) 및 압력센서(820)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.

온도유지부의 일측은 개방되어 있고, 이하 후술할 실린더(800)에 설치된 이동구(810)가 전후진 하면서 변형되는 식품에 의한 압력 또는 힘의 값을 센싱하게 된다.

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 10은 본 발명의 일 구성요소인 윗니프로브와 인접하는 구성들의 체결 상태를 나타내는 도면이다.

도 10에 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 10에 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.

아랫니프로브 상에 있는 식품을 저작하게 되는데, 이 식품의 저작에 의한 변형으로 생기는 압력 혹은 힘을 압력센서(820)가 센싱하게 되고, 그 센싱된 압력 혹은 힘이 디스플레이부에 전송된다.

윗니프로브가 하강하기 전에 압력센서(820)는 이하 후술할 가이드부에 접촉된 상태로 위치하게 되고, 윗니프로브가 하강하면서 식품의 변형시 발생되는 압력 혹은 힘을 실시간으로 센싱하게 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 전체적으로 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.

이미 설명한 바와 같이 온도유지부의 일측에는 개방된 공간이 있고, 이 개방된 일측으로 제어부에 의해 실린더(800)의 이동구(810)가 전후진 하면서 식품의 저작에 의한 압력 혹은 힘의 값을 센싱하게 된다.

도 11은 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 11을 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 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 제어부(600)가 소개된다.

제어부(600)는 구동부(210)의 작동, 항온수조(400)의 온도, 인공침공급부(500)의 작동, 로드셀에서 측정되는 로드를 센싱하며, 윗니프로브의 하강으로 아랫니프로브 위에 놓여지는 식품의 설정된 변형률이 저장되며 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 윗니프로브를 하강시켜 식품을 저작하고, 실린더(800)의 왕복 속도,실린더(800)의 위치를 조절한다.

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.

또한, 제어부는 도 21에 도시된 바와 같이 실린더(800)의 설치된 이동구(810)의 전후진 운동 및 속도를 제어한다.

이를 위해 실린더(800)의 운동을 제어하는 별도의 모터가 설치되며, 이 모터의 작동을 제어하게 된다.

도 12는 제어부에 의해 구현되는 디스플레이부에 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.

또한, 식품을 압축하는 동안 센서부착구(830)에 설치된 압력센서(820)에 의해 센싱되는 압력 또는 힘의 값도 보여주게 된다.

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

즉, 도 13 및 도 14에 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.

또한, 이 디스플레이부는 압력센서(820)와 연결되어 압력센서(820)에 의해 센싱되는 압력 또는 힘의 값도 보여주게 된다.

한편, 도 5 내지 도 7은 본 출원인에 기 출원된 발명의 일 내용을 나타내는 도면이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 설명하면 다음과 같다.

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 6 및 도 7에 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 출원인에 의해 기 출원된 발명에서는 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.

본 발명은 상기와 같이 본 출원인에 기 출원된 특허 제10-2017-0162847호인 "저작 재현 시스템"을 보다 정확한 실험값을 도출하기 위해 개량된 발명이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 구성요소인 실린더(800)의 개략적인 구성도이다.

본 발명은 온도유지부의 개방된 일측으로 왕복 운동하는 이동구(810)가 설치되고, 이동구(810)에는 윗니프로브의 하강으로 식품의 저작시 식품의 변형으로 외부에 가해지는 압력 또는 힘을 센싱하는 압력센서(820)가 위치하는 실린더(800)를 포함한다.

또한, 제어부는 이미 설명한 바와 같이 구동부의 작동, 항온수조의 온도, 인공침공급부의 작동을 제어하고, 로드셀에서 측정되는 로드를 센싱하며 윗니프로브의 하강으로 아랫니프로브 위에 놓여지는 식품의 설정된 변형률이 저장되며 설정된 속도 및 설정된 횟수만큼 상기 윗니프로브를 하강시켜 상기 식품을 저작하고, 실린더(800)의 왕복 속도,실린더(800)의 위치를 조절한다.

또한, 디스플레이부는 그 저작에 따른 시간과 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하고, 실린더(800)에 설치된 센서에 의해 센싱되는 식품의 압력 또는 힘의 그래프를 디스플레이한다.

실린더(800)의 이동구(810)의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)가 형성되고, 센서부착구(830)의 중심에는 압력센서(820)가 부착되는 것을 특징으로 한다.

소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)는 아랫니프로브의 형상을 고려한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예로 실린더(800)의 이동구(810)의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)가 형성되고, 센서부착구(830)의 전방에 압력센서(820)가 위치하는 것을 특징으로 한다.

아랫니프로브는, 온도유지부에 거치되는 아랫니프로브지지부에 체결되고, 아랫니프로브의 외면을 따라 다수개의 메쉬로 이루어진 가이드부가 감싸며,이동구(810)가 위치하는 반대 방향에는 별도의 고무패드가 설치되어 아랫니프로브를 지지함과 동시에 식품이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

제어부는, 실린더(800)의 이동을 제한하거나, 실린더(800)의 위치를 제어하거나, 실린더(800)의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 도 18 내지 도 21은 본 발명의 일 구성요소인 실린더(800)를 나타내는 실제 사진이다.

이하, 도 1 내지 도4 및 도 18 내지 도 21을 참조로 본 발명의 출원인에 의해 출원된 특허 제10-2017-0162847호인 "저작 재현 시스템"에 비해 개량된 부분을 중심으로 그 작동관계 및 효과를 설명한다.

본 발명은 저작 작용시 볼 혹은 혀의 기능을 할 수 있으며, 식품을 구강내 저작 시부터 목넘김 상태가 되기 이전까지의 저작물 변화를 확인할 수 있는 실린더(800) 장치를 추가한 것에 그 기술적 특징이 있다.

본 발명의 출원인에 의해 출원된 특허 제10-2017-0162847호인 "저작 재현 시스템"의 경우 이미 설명한 바와 같이 식품 주변에 여러개의 스프링을 두었다.

이 스프링은 식품의 저작에 의해 식품이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 기능도 있지만, 실제 사람의 저작 운동을 모사하고자 식품을 안쪽으로 모으도록 하는 기능도 수행한다.(실제 저작시 볼 또는 혀에 의해 음식물이 구강 안쪽으로 모아지게 하는 기능을 구현)

이때, 청장년층을 대상으로 하는 경우에는 스프링 상수를 크게 하고, 노약자나 어린이 대상으로 하는 경우에는 이 스프링 상수를 작게 하여 실험을 수행한다.

그러나, 본 발명처럼 제어부와 실린더(800)의 의한 작동이 아닌 스프링 상수를 달리하여 실험하는바 그 실험의 오차가 크게 되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 스프링 대신에 제어부와 연동하여 왕복운동하는 실린더(800)를 채용하여 보다 정확한 실험 결과를 도출하고자 함에 그 목적이 있다.

이를 위해 도시된 바와 같이 실린더(800)의 이동구(810)의 끝단에 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)가 형성되고, 센서부착구(830)의 중심에는 압력센서(820)가 부착된다.

또 다른 실시예로 실린더(800)의 이동구(810)의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)가 형성되고, 센서부착구(830)의 전방에 압력센서(820)가 위치하는 것을 특징으로 한다,

실린더(800)는 윗니프로브의 움직이는 속도에 맞게 실린더(800)의 직선운동 속도를 조절할 수 있으며, 실제 볼 혹은 혀의 기능처럼 저작에 의하여 파손 및 변형된 음식물을 저작 되어야 하는 위치(아래 치아 부분)에 다시 위치 시켜주는 역할을 수행한다.

이 때, 실린더(800)의 속도는 사람의 연령대에 맞추어 변경할 수 있다.

예를 들면 젊은층들은 볼 또는 혀의 힘이 강한 반면, 70-80대 이상의 고령자들은 상대적으로 볼 근육의 힘이 적으므로 실린더(800)의 속도를 낮추거나, 실린더(800)의 시작 위치를 젊은 층보다 뒤쪽에서 시작하여 저작 시 변화하는 음식물의 형태를 확인할 수 있다.

이와 같은 형태로 윗니프로브와 아랫니프로브 및 인공침에 의하여 저작되는 음식물이 볼 혹은 혀의 역할을 하는 실린더(800)를 추가함에 따라 실제로 사람 구강 내 저작 작용을 모사할 수 있으며, 식품의 형태(예. 고체, 반고체, 액체)에 따라 젊은층과 고령층이 느낄 수 있는 현상을 예측할 수 있으며 식품 개발 시 조직감 측정에 도움이 되는 효과가 구현된다.

이하 본 발명의 구체적인 작동 관계를 설명하면 다음과 같다.

윗니프로브가 하강하기 전에 실린더(800)의 이동구(810) 끝단에 위치한 센서부착구(830)와 압력센서(820)는 가이드부에 접촉된 상태로 유지되도록 제어부에 의해 모터가 구동하여 실린더(800)의 이동구(810)가 전진한다.

윗니프로브가 하강하면서 식품을 변형하게 되고, 그 변형에 의한 압력 또는 힘이 압력센서(820)에 의해 센싱된다.

즉, 윗니프로브가 하강하면서 식품이 변형되고, 그 변형에 의해 압력센서(820)에서 센싱되는 압력 또는 힘은 점차 증가하다가, 최대값에 도달한 뒤에 다시 하강하게 된다.

이 압력센서(820)에 의해 센싱된 압력 또는 힘은 디스플레이부에 전송되고, 다시 윗니프로부가 상승하게 된다.

윗니프로브가 상승하는 경우 제어부에 의해 실린더(800)의 이동구(810)는 후진하게 되고, 다시 윗니프로브가 하강하여 식품을 변형시키기 전에 제어부에 의해 이동구(810)는 전진하여 다시 압력센서(820)가 가이드부에 접촉되도록 유지한다.

다시 윗니프로브가 하강하여 식품을 변형시키는 경우 압력센서(820)에 의해 압력 혹은 힘이 다시 디스플레이부에 전송되며, 이러한 반복 저작 운동에 의한 압력 혹은 힘이 지속적으로 디스플레이부에 전송된다.

이때, 사용자는 제어부를 통해 실린더(800)의 위치를 고정시키게 할 수도 있으며, 다양한 실험 조건을 두어 실험을 할 수도 있다.

실린더(800)의 위치 즉 이동구(810)의 위치를 고정한다는 것은 볼이나 혀의 운동을 고려하지 않고 정지된 상태에서 식품의 변형에 따른 압력이나 힘을 측정하겠다는 의미이다.

또한, 청장년층을 대상으로 실험을 한다는 가정하에 한번의 저작 운동 후 실린더(800)의 이동구(810)가 후진하는 속도와 전진하는 속도를 빠르게 하여 실험을 수행할 수도 있다.

경우에 따라서는 실린더(800)의 이동구(810) 후진 거리를 작게 하여 실험을 수행할 수도 있다.

또한, 노약자나 어린이 상대로 해당 실험을 한다는 가정하에는 실린더(800)의 이동구(810) 후진 속도와 전진 속도를 느리게 할 수도 있고, 이동구(810)의 후진 거리를 비교적 길게 하여 실제 사람이 저작하는 경우를 모사할 수도 있다.

만약 해당 실험을 통해 센싱된 압력 혹은 힘이 비교적 큰 경우 해당 조성물은 저작 운동에 의하더라도 여전히 혀 혹은 볼에 미치는 힘이 큰바 노약자나 어린이가 씹기에는 불편한 조성물로 예측할 수 있다.

이러한 압력 혹은 힘은 음식물을 목 넘김 상태가 되기 이전까지의 가해지는 힘이나 압력값으로 예측될 수 있다.

이러한 실험 결과가 도 8 및 도 9에 개시되어 있다.

도 8은 인공침을 주입하지 않은 떡 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더(800)에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타낸다.

도 9는 인공침을 주입한 떡 저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더(800)에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타낸다.

떡의 표면과 인공침과의 반응에 의하여 인공 치아에 의한 측정 값 결과는 다소 차이가 있다. 저작 시 파손되는 밥과 달리, 저작 시 파손되지 않고 변형만 되는 떡(떡볶이 떡)과 같은 물질은 파손되지 않으므로 인공침과 반응할 수 있는 표면적이 적어 상대적으로 인공침에 의한 효과가 적음을 알 수 있고, 따라서 실린더(800)에 부착된 센서가 측정하는 힘은 인공침의 유무에 관계 없이 동일함을 알 수 있다

구체적으로 살펴보면, 저작 시 파손되지 않는 샘플(예. 떡)은 인공침을 주입 하지 않은 것보다 인공침을 주입 하였을 때 인공침과 반고체 샘플이 반응함에 따라 유체 형태가 되어 볼과 혀가 느끼는 힘이 다소 적음을 확인할 수 있다.

또한, 저작시 파손되지 않는 샘플은 저작 횟수가 증가함에 따라 볼과 혀과 느끼는 힘에 있어서 유의미한 차이가 없음을 확인할 수 있다.

이는 샘플이 파손되지 않고 모형 변화만 일어났기 때문에 볼과 혀가 느끼는 힘의 차이가 없음을 의미한다.

저작 시 파손되는 샘플은 인공침과 반응할 수 있는 표면적이 넓기 때문에 인공침의 유무가 저작 시 저작물의 구강 유동 역할을 하므로 실린더(800)에 부착된 센서로 측정이 가능하다.

상기의 실험 결과로 시중에 판매되는 떡의 경우 인공침 유무에 관계 없이 크게 차이가 나지 않음은 물론이고, 압력센서(820)에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘의 크기가 크게 차이 나지 않음을 알 수 있는바, 결국 시중에 판매하는 떡은 노약자나 어린이가 섭취하기에는 어려운 조성물임을 알 수 있다.

그 다음으로, 도 22는 인공침을 인공침을 주입하지 않은 상태에서의 밥(저작시 파손되는 샘플)저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더(800)에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타내고, 도 23은 인공침을 주입한 상태에서의 밥(저작시 파손되는 샘플)저작 시 센싱되는 로드값(좌측)과 실린더(800)에 의해 센싱되는 압력 혹은 힘(우측)을 나타낸다.

저작 시 파손되는 샘플(예. 밥)은 저작 시 파손되지 않고 변형되는 샘플과 동일하게 인공침을 주입 하지 않은 것보다 인공침을 주입하였을 때 인공침과 반고체 샘플이 반응함에 따라 유체 형태가 되어 볼과 혀가 느끼는 힘이 다소 적음을 확인할 수 있다.

저작 시 파손되는 샘플은 저작 시 변형되는 샘플과 달리 저작 횟수가 증가함에 따라 볼과 혀가 느끼는 힘이 감소함을 확인할 수 있고, 이는 저작 시 샘플이 변형이 아닌 파손됨에 따라 볼과 혀가 느끼는 힘이 감소함을 의미한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 실린더(800)의 이동구(810)의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구(830)가 형성되고, 센서부착구(830)의 중심에는 압력센서(820)가 부착되는 것을 특징으로 한다.

이 경우 압력센서(820)에 의해 센싱된 압력 또는 힘이 전달되는 전기도선(신호라인, 점선으로 표시)은 이동구(810)와 실린더(800)의 내부를 따라 연장되고, 그 끝단에는 디스플레이부에 연결되도록 구성될 수 있다.

또 다른 실시예로 도 4에 도시된 바와 같이 센서부착구(830)의 전방에 압력센서(820)가 위치하도록 할 수 있으며, 이 압력센서(820)는 센서부착구(830)의 중심 전방에 결합되거나, 별도의 공업용본드로 부착시켜 구현할 수도 있다.

이 경우에도 압력센서(820)에 연결된 별도의 전기도선(신호라인)은 소정 길이 연장된 뒤에 디스플레이부에 연결되도록 구성될 수 있다.

한편, 도 18 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 이동구(810)가 위치하는 반대 방향에는 별도의 고무패드가 설치되어 아랫니프로브를 지지함과 동시에 식품이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

별도의 고무패드에 의해 저작시 식품이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수도 있고, 아랫니프로브를 고정시키는 기능도 수행한다.

다시 도 11을 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 10을 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 17에는 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.

이미 설명한 바와 같이 상기의 작동시 압력센서(820)에 의해 실시간으로 저작 운동에 따른 압력 혹은 힘의 값도 센싱하게 된다.

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 15와 도 16은 이종의 식품을 두고 5번의 사이클을 수행하면서 식품의 변형에 따른 로드셀(110)에서 인지하는 로드값을 나타낸 그래프이다.

우선, 도 15를 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 16을 살펴보면 다음과 같다.

도 16을 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 16은 도 15에 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.

또한, 제어부와 실린더(800)의 연동에 의한 구동으로 식품 저작시 볼이나 혀에 의해 감지되는 압력 혹은 힘의 값을 지속적으로 센싱할 수 있으며, 이를 통해 식품을 구강 내 저작시부터 목 넘김 상태가 되기 이전까지의 저작물 변화 역시 확인할 수 있다.

100 : 본체 200a: 윗니프로브
300 : 온도유지부 400 : 항온수조
500 : 인공침공급부 600 : 제어부
700 : 디스플레이부 800 : 실린더

Claims (10)

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 위치하되 일측이 개방된 온도유지부;
   상기 온도유지부측으로 설정된 온도의 물이 공급되고 배수될 수 있도록 상기 온도유지부 일측에 마련된 항온수조;
   상기 윗니프로브에 형성된 복수개의 유로측으로 인공침을 공급하는 인공침공급부;
   상기 온도유지부의 개방된 일측으로 왕복 운동하는 이동구가 설치되고, 상기 이동구에는 상기 윗니프로브의 하강으로 식품의 저작시 식품의 변형으로 외부에 가해지는 압력 또는 힘을 센싱하는 압력센서가 위치하는 실린더;
   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 저작하고, 상기 실린더의 왕복 속도,실린더의 위치를 조절하는 제어부;및,
   그 저작에 따른 시간과 상기 로드셀에서 측정되는 로드에 해당되는 그래프를 디스플레이하고, 상기 실린더에 설치된 센서에 의해 센싱되는 식품의 압력 또는 힘의 그래프를 디스플레이하는 디스플레이부; 를 포함하되,
   상기 실린더 및 이에 연결된 이동구는 상기 제어부에 의해 상기 윗니프로브의 움직이는 이동 속도에 대응하여 작동하되,
   시험 대상인 연령대에 대응하여 상대적으로 실린더의 전후진 속도를 낮추거나 실린더의 이동 시작점을 상대적인 후방 위치에서부터 이동시키는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더의 이동구의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구가 형성되고, 상기 센서부착구의 중심에는 상기의 압력센서가 부착되는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 실린더의 이동구의 끝단에는 소정 반경으로 굴곡진 센서부착구가 형성되고, 상기 센서부착구의 전방에 압력센서가 위치하는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 아랫니프로브는,
   상기 온도유지부에 거치되는 아랫니프로브지지부에 체결되고, 상기 아랫니프로브의 외면을 따라 다수개의 메쉬로 이루어진 가이드부가 감싸며,
   상기 이동구가 위치하는 반대 방향에는 별도의 고무패드가 설치되어 아랫니프로브를 지지함과 동시에 식품이 외부로 빠져나가는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 실린더의 이동을 제한하거나, 상기 실린더의 위치를 제어하거나, 상기 실린더의 이동 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
6. 청구항 2 또는 청구항 3에 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.
7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 항온수조에는 물을 가열하는 가열원이 내장되어 있고, 상기 가열원은 상기 제어부에 의해 그 온도가 제어되는 것을 특징으로 하는, 저작 재현 시스템.
8. 청구항 2 또는 청구항 3에 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.
9. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
   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.
10. 청구항 9에 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