KR102265265B1 - Flexible sensor apparatus and preparing method for the same - Google Patents
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Abstract
보행 장애의 유무 및 그 정도를 파악할 수 있는 유엔센서 장치 및 제조방법가 개시된다. 본 발명에 의한 유연센서 장치는 신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되고 늘어나거나 절곡될 수 있도록 유연한 재질로 이루어진 착용부; 및 상기 착용부에 양단이 탈부착수단에 의해 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 탈부착수단이 고정된 양단부와, 상기 양단부 사이에 신축성 있게 늘어날 수 있도록 복수개의 전도성 천과 실리콘이 교번하여 적층되어 이루어진 본체부를 포함하는 유연센서부;를 포함한다.Disclosed are a UN sensor device and a manufacturing method capable of determining the presence or absence of a gait disorder and its degree. The flexible sensor device according to the present invention comprises: a wearing part made of a flexible material to be worn on the body of a subject to be tested and stretched or bent so as to determine the presence and extent of a physical disability; And both ends of the wearable part are detachably installed by a detachable means, and a plurality of conductive fabrics and silicone are alternately stacked so as to be stretchable between both ends to which the detachable means are fixed and the both ends. It includes a flexible sensor unit.
Description
본 발명은 보행 장애의 유무 및 그 정도를 파악할 수 있는 유엔센서 장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a UN sensor device and a manufacturing method capable of determining the presence or absence of a gait disorder and its degree.
일반적으로, 보행 장애의 발생의 원인으로는 사고로 인한 외상, 뇌졸중으로 인한 신경 마비 등의 원인이 있다.In general, causes of gait disorders include trauma due to an accident, nerve paralysis due to a stroke, and the like.
보행 장애의 대표적인 것으로는 족하수 현상이 있다. 이것은 하지와 중추 신경간 연결이 유실되어 보행 시 발을 들어 올릴 수 없는 현상이다. 족하수 현상의 발생 요인으로는 뇌졸증, 편마비, 근위축성 측색 경화증, 다발성 경화증, 물리적 충격에 의한 중추 신경 손상 등이 있다. 이중에 뇌졸증의 경우, 2012년 뇌졸증 환자 현황을 보면, 뇌졸증 발생 후 사망자를 제외한 각종 후유증 환자, 즉 뇌졸중 후 약 66% 확률로 사지 편마비 현상을 겪게 된다.A typical example of a gait disorder is foot paws. This is a phenomenon in which the connection between the lower extremities and the central nervous system is lost and the foot cannot be lifted while walking. Causes of foot paws include stroke, hemiplegia, amyotrophic lateral sclerosis, multiple sclerosis, and central nerve damage due to physical shock. In the case of stroke, if you look at the current status of stroke patients in 2012, patients with various sequelae excluding the death after a stroke, that is, after a stroke, suffer from quadriplegia with a 66% probability.
전술한 보행 장애에 대하여, 보행 분석 및 진단을 진행함에 있어 종래 대표적인 보행 분석 방법으로는, IR(적외선) 카메라, IMU 센서, Goniometer(측각기)가 있다.For the above-described gait disorder, as a conventional representative gait analysis method in gait analysis and diagnosis, there are an IR (infrared) camera, an IMU sensor, and a goniometer.
IR 카메라의 경우에는 마커를 신체에 부착하고 적외선 카메라로 촬영하게 된다. 이 경우 3차원 움직임 모두 측정이 가능하고, 관절 움직임 모두 관찰이 가능한 장점이 있으나, 장소 제약에 큰 문제점이 있었다.In the case of an IR camera, a marker is attached to the body and the image is taken with an infrared camera. In this case, both three-dimensional movements can be measured and joint movements can be observed, but there is a big problem in place restrictions.
IMU 센서의 경우에는 가속도 측정이 가능한 소형 센서를 신체에 착용한 후 움직임에 의한 변화를 관찰하는 것이다. 이것은 가볍고 장소 제약이 없는 장점이 있으나, 자기장 등과 같은 외부환경에 영향을 받는 문제점이 있었다.In the case of the IMU sensor, a small sensor capable of measuring acceleration is worn on the body and changes due to movement are observed. Although this has the advantage of being light and having no location restrictions, there is a problem that it is affected by external environments such as magnetic fields.
Goniometer의 경우에는 구부러짐이 가능한 형태로 신체에 부착한 후 움직임을 관찰하는 방법이다. 이 경우 가볍고, 장소 제약이 없으며, 직관적인 관찰이 가능한 장점이 있으나, 단단한 재질로 인하여 신체에 닿을 시 불편함을 느끼게 되는 문제점이 있었다.In the case of the goniometer, it is a method to observe the movement after attaching it to the body in a bendable form. In this case, it is light, there is no place constraint, and intuitive observation is possible, but there is a problem in that it feels uncomfortable when touching the body due to the hard material.
한편, 실험실에서만 측정 가능하던 보행 장애 측정 시스템의 한계를 감안하여 피실험자의 일상 생활에서도 간편하게 보행 진단 및 분석을 하고자 착용형 측정장비를 고안하게 되었는 바, 이후 신체의 자연스럽고 연속적인 동작을 제대로 측정하고자 유연센서의 사용이 대두하기 시작하였다.Meanwhile, in consideration of the limitations of the gait disorder measurement system that could only be measured in the laboratory, a wearable measuring device was devised for easy gait diagnosis and analysis in the daily life of the subject. The use of flexible sensors began to emerge.
이러한 유연센서는 종래 사용되던 플라스틱이나 철 재질이 아닌 실리콘 및 직물 등의 재질이 기반이 되는 센서이다. 이러한 유연센서로는 액체 금속이 주입된 실리콘 기반의 센서, 전도성 천과 실리콘이 혼합된 형태의 센서, 열가소성 플라스틱과 전도성 나노입자 혼합물 기반 센서가 있다.Such a flexible sensor is a sensor based on materials such as silicone and fabric, rather than the conventionally used plastic or iron material. Such flexible sensors include a silicone-based sensor in which liquid metal is injected, a sensor in the form of a mixture of conductive cloth and silicone, and a sensor based on a mixture of thermoplastic and conductive nanoparticles.
이 중에서, 액체 금속이 주입된 실리콘 기반의 센서는 하지의 각 관절을 중심으로 센서가 벨크로 등을 이용하여 부착되는 바, 하반신 3개 관절에 센서를 부착, 사람의 움직임을 파악하게 된다. 이 센서는 의복에 간단히 착용하여 사용이 용한 장점이 있으나, 저항 변화 기반 센서로서 정확도는 높지만 선형성이 다소 낮은 문제점이 있었다.Among them, in the silicon-based sensor injected with liquid metal, the sensor is attached to each joint of the lower extremity using Velcro, etc., and the sensor is attached to the three joints of the lower body to detect the movement of a person. This sensor has the advantage of being used simply by wearing it on clothes, but as a resistance change-based sensor, the accuracy is high but the linearity is somewhat low.
전도성 천과 실리콘이 혼합된 형태의 센서는 실리콘을 통하여 장갑에 직접적으로 센서가 부착되어 손의 움직임을 감지하는 바, 단순 적층작업으로 제작이 간편한 장점이 있으나, 의복에 직접 센서를 부착시키는 것이기 때문에 발목 등 굴곡이 심한 곳에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.The sensor in the form of a mixture of conductive cloth and silicone is directly attached to the glove through silicone to detect the movement of the hand. There was a problem that it was not suitable for places with severe flexion such as ankles.
열가소성 플라스틱과 전도성 나노입자 혼합물 기반 센서는 발목 보호대에 결합되어 보행 주기 분석에 쓰이는 것으로 외부에 노출되지 않고 착용이 간편한 장점이 있으나, 비선형적인 특성과 직물 기반의 경우 실리콘에 비하여 기계적 변형이 작은 문제점이 있었다.A sensor based on a mixture of thermoplastic plastic and conductive nanoparticles is used for analysis of the gait cycle by being combined with an ankle protector, and has the advantage of not being exposed to the outside and easy to wear. there was.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 선형성이 확보될 수 있는 정전 용량 기반이고, 실리콘을 사용하여 기계적 가동 범위가 넓으며, 전도성 직물을 사용하여 제작이 용이하고, 발목의 구조와 상관없이 의복에 결합하고 분리하기가 용이한 형태의 유연센서 장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve this problem, it is a capacitance-based that can ensure linearity, uses silicone to have a wide mechanical range, and is easy to manufacture using a conductive fabric, and the structure of the ankle and the It is to provide a flexible sensor device and a manufacturing method of a form that is easy to be coupled to and separated from clothes regardless.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되고 늘어나거나 절곡될 수 있도록 유연한 재질로 이루어진 착용부;As a specific means for achieving the above object, the present invention provides a wearing part made of a flexible material so that it can be worn on the body of a subject to be tested and stretched or bent so as to determine the presence and extent of a physical disability;
상기 착용부에 양단이 탈부착수단에 의해 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 탈부착수단이 고정된 양단부와, 상기 양단부 사이에 신축성 있게 늘어날 수 있도록 복수개의 전도성 천과 실리콘이 교번하여 적층되어 이루어진 본체부를 포함하는 유연센서부;를 포함할 수 있다.Both ends of the wearable part are detachably installed by a detachable means, and a plurality of conductive fabrics and silicone are alternately stacked so as to be stretchable between both ends to which the detachable means are fixed and the both ends. It may include a flexible sensor unit.
이때, 상기 양단부는 베이스 상면에 탈부착수단이 고정되고, 상기 베이스의 하부에는 제1실리콘이 굳어져 일체로 형성될 수 있다.In this case, the both ends may be integrally formed by fixing the detachable means to the upper surface of the base, and hardening the first silicon on the lower part of the base.
이때, 상기 본체부는 상기 복수개의 전도성 천과 제2실리콘이 교번하여 적층되어 이루어지되, 상기 제1실리콘의 경도가 상기 제2실리콘의 경보보다 클 수 있다.In this case, the body portion is made of the plurality of conductive fabrics and the second silicon are alternately laminated, the hardness of the first silicon may be greater than the alarm of the second silicon.
이때, 상기 양단부와 상기 본체부의 경계면은 인장력에 대응할 수 있도록 평면상 서로 대응하는 복수개의 돌출부와 홈부가 형성되어 일체로 형성되되, 서로 물리는 발가락 형태로 이루어질 수 있다.At this time, the boundary surfaces of the both ends and the main body are formed integrally with a plurality of protrusions and grooves corresponding to each other on a plane so as to correspond to a tensile force, and may be formed in the form of toes biting each other.
이때, 상기 양단부의 폭이 상기 본체부의 폭보다 크게 형성될 수 있다.In this case, the width of the both ends may be formed to be larger than the width of the main body.
이때, 상기 탈부착수단은 고리형의 암 핀과 상기 암 핀에 삽입되는 갈고리 형태의 수 핀으로 이루어지되, 상기 암 핀은 상기 착용부에, 상기 수 핀은 상기 유연센서부에 고정될 수 있다.In this case, the detachable means may include a ring-shaped female pin and a hook-shaped male pin inserted into the female pin, wherein the female pin may be fixed to the wearing unit, and the male pin may be fixed to the flexible sensor unit.
상기한 목적을 달성하기 위한 다른 구체적인 수단으로서 본 발명은 제1금형틀에 실리콘과 적어도 하나 이상의 전도성 천을 교번하여 적층하고 굳혀 본체부를 형성하는 단계; 제2금형틀에 상기 본체부를 중앙에 제공한 상태에서 그 양단에 실리콘을 붓고, 그 상부에 탈부착수단이 구비된 베이스를 제공하여 굳힘으로써 유연센서부를 완성하는 단계; 신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되는 착용부에 상기 탈부착수단에 호응하는 탈부착수단을 고정하는 단계; 및 상기 유연센서부를 상기 착용부에 상기 탈부착수단을 매개로 부착하는 단계;를 포함할 수 있다.As another specific means for achieving the above object, the present invention comprises the steps of alternately stacking and hardening silicon and at least one conductive cloth on a first mold to form a main body; Completing the flexible sensor unit by pouring silicone on both ends of the second mold in a state in which the main body is provided in the center, and hardening by providing a base provided with a detachable means on the upper part; fixing a detachable means corresponding to the detachable means to a wearing part worn on the body of the test subject so as to determine the presence and degree of a physical disability; and attaching the flexible sensor unit to the wearing unit via the detachable means.
이때, 상기 양단부의 실리콘의 경도가 상기 본체부의 실리콘의 경도보다 클 수 있다.In this case, the hardness of the silicone of the both ends may be greater than the hardness of the silicone of the main body.
이때, 상기 양단부와 상기 본체부의 경계면은 인장력에 대응할 수 있도록 평면상 서로 대응하는 복수개의 돌출부와 홈부가 일체로 형성되되, 서로 물리는 발가락 형태로 이루어질 수 있다.At this time, the boundary surface of the both ends and the main body portion is formed integrally with a plurality of protrusions and grooves corresponding to each other on a plane so as to correspond to the tensile force, may be formed in the form of toes biting each other.
상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there are the following effects.
(1) 본 발명은 실리콘이 기반이 되어 센서의 가동 범위가 넓어질 수 있다.(1) The present invention is based on silicon, so that the range of motion of the sensor can be widened.
(2) 본 발명은 정전 용량 기반이기 때문에 저항 기반 센서에 비하여 높은 선형성 기대 가능하다.(2) Since the present invention is capacitance-based, higher linearity can be expected compared to resistance-based sensors.
(3) 본 발명은 전도성 직물 사용으로 액체 금속, 나노 소재를 이용하는 것에 비하여 제작이 용이하다.(3) The present invention is easier to manufacture than using a liquid metal or nano material by using a conductive fabric.
(4) 본 발명은 센서 결합이 가능하게 개조된 의료용 스타킹을 착용한 후, 용이한 결합 및 착용이 가능하다.(4) In the present invention, after wearing a medical stocking modified to enable sensor coupling, easy coupling and wearing are possible.
(5) 본 발명은 발목의 구조에 구애받지 않으면서 센서를 결합하는 것이 가능하다.(5) In the present invention, it is possible to combine the sensor without being limited by the structure of the ankle.
도 1은 본 발명에 의한 유연센서 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유연센서의 사시도이다.
도 3은는 본 발명에 의한 유연센서 장치 제조방법에 사용되는 제1금형틀의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1금형틀에 의해 제작된 본체부의 단면도이다.
도 5는 도 4와 같은 도면으로 다른 예를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 유연센서 장치 제조방법에 사용되는 제2금형틀의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 유연센서의 측면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 유연센서 장치 제조방법의 순서도이다.1 is a front view of a flexible sensor device according to the present invention.
2 is a perspective view of a flexible sensor according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view of the first mold used in the flexible sensor device manufacturing method according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a body part manufactured by the first mold shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example in the same view as FIG. 4 .
6 is a perspective view of the second mold used in the method for manufacturing a flexible sensor device according to the present invention.
7 is a side view of the flexible sensor according to the present invention.
8 is a flowchart of a method for manufacturing a flexible sensor device according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Further, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case where the other part is “directly on” but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "under" another part, this includes not only cases where it is "directly under" another part, but also cases where another part is in between.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유연센서 장치 및 제조방법을 보다 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a flexible sensor device and a manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 제1실시예에 따른 유연센서 장치는, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 착용부(100)와 유연센서부(10)를 포함한다.A flexible sensor device according to a first embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 1 to 7 , includes a wearing
상기 착용부(100)는, 도 1 및 도 2를 참고하면, 신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되고 늘어나거나 절곡될 수 있도록 신축성 있는 유연한 재질로 이루어질 수 있다.1 and 2 , the
이때, 상기 착용부(100)는 의료용으로 많이 사용되는 소위 압박 스타킹, 의료용 발목보호대를 적용할 수 있다. 이러한 압박 스타킹은 검사 대상자의 관절이 있는 무릎 부분이나 발목 위치에도 착용이 가능하다. 상기 착용부(100)는 신축성이 있기 때문에 신체에 손쉽게 착용이 용이하고 착용한 상태에서도 움직임이 자유롭다.In this case, the wearing
이때, 상기 착용부(100)에는 유연센서부(10)가 탈부착될 수 있도록 탈부착수단이 설치되어 있는 바, 상기 착용부(100)에는 유연센서부(10)가 부착될 위치의 양단에 고리 형태의 탈부착수단인 수 핀(101)이 재봉된다. 상기 수 핀(101)은 양단부(20)의 탈부착수단인 암 핀(21)과 결합하여 유연센서부(10)가 착용부(100)에 탈부착되도록 한다. 물론 이러한 수 핀(101)과 암 핀(21)과 같은 탈부착수단 외에 벨크로 테이프와 같은 탈부착수단이 적용될 수도 있을 것이다.At this time, the wearing
상기 유연센서부(10)는, 도 1 내지 도 7을 참고하면, 양단부(20)와 본체부(30)를 포함할 수 있다.The
여기서, 상기 양단부(20)는 상기 착용부(100)에 양단이 탈부착수단에 의해 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 탈부착수단이 고정된다.Here, both ends of the both ends 20 are detachably installed on the
이때, 상기 양단부(20)는, 도 2 및 도 7을 참고하면, 베이스(21a) 상면에 탈부착수단인 암 핀(21)이 고정되고, 상기 베이스(21a)의 하부에는 제1실리콘(22)이 굳어져 일체로 형성될 수 있다.At this time, the both ends 20, with reference to FIGS. 2 and 7, a
이때, 상기 암 핀(21)은 천이나 합성수지로 이루어진 베이스(21a)에 고정된 상태에서 상업적으로 판매가 이루어지기 때문에 이를 구입하여 사용할 수 있을 것이다At this time, since the
이때, 상기 제1실리콘(22)은 상업적으로 판매되는 'Sorta clear 40' 제품을 구입하여 사용할 수 있을 것이다. 후술하지만 상기 제1실리콘(22)은 제2실리콘(31)보다는 경도가 큰 제품을 적용하게 된다.In this case, the
이때, 상기 양단부(20)는, 도 4를 참고하면, 이미 만들어진 본체부(30)를 제2금형틀(120)에 삽입 및 안착시키고, 굳기 전의 상기 제1실리콘(22)을 붓고, 그 상면에 베이스(21a)를 위치시킨 다음 굳혀 제조하게 된다. 상기 양단부(20)의 상기 본체부(30)와 결합되는 경계 부분에는 발가락 형태의 돌출부(20a)와 홈부가 형성되어 서로 결합되도록 되어 있다. 도 3의 제1금형틀(130)의 사시도를 참고하면, 돌출부(130c)와 홈부가 연속으로 형성되어 있고, 돌출부(130c)의 내측에서 외측으로 갈수록 선형적으로 폭이 증가하도록 형성되어 있다.At this time, the both ends 20, referring to FIG. 4, insert and seat the already made
상기 본체부(30)는, 상기 양단부 사이에 신축성 있게 늘어날 수 있도록 복수개의 전도성 천(32)과 제2실리콘(31)이 교번하여 적층되어 이루어질 수 있다.The
이때, 상기 본체부(30)는 상기 복수개의 전도성 천(32)과 제2실리콘(31)이 교번하여 적층되어 이루어지되, 상기 제1실리콘(22)의 경도가 상기 제2실리콘(31)의 경보보다 크게 형성되어 있다. 따라서 유연센서부(10)가 착용부(100)에 착용된 상태에서 관절 부위의 회전으로 유연센서부(10)가 늘어나게 되면 상기 양단부(20)보다는 상기 본체부(30)가 더 많이 신축성 있게 늘어날 것이다.At this time, the
이때, 상기 제2실리콘(31)은 예를 들면, 시판 중인 'EcoFlex 0030' 제품을 적용할 수 있다.In this case, the
이때, 전술한 바와 같이, 상기 양단부(20)와 상기 본체부(30)의 경계면은 인장력에 대응할 수 있도록 평면상 서로 대응하는 복수개의 돌출부(20a, 30a)와 홈부가 형성되어 일체로 형성되되, 서로 물리는 발가락 형태로 이루어진다. 따라서 양쪽에서 양단부(20)를 잡아당기게 되더라도, 양단부(20)의 본체부(30)의 실리콘의 접착력 외에도 돌출부(20a, 30a)와 홈부의 결합에 의해 결속력이 증가하게 된다.At this time, as described above, the interface between the both ends 20 and the
이때, 도 2를 참고하면, 상기 양단부(20)의 폭이 상기 본체부(30)의 폭보다 크게 형성되어 있고, 이에 따라 본체부(30)가 양단부(20)보다 신축성이 있게 더욱 많이 늘어나게 된다.At this time, referring to FIG. 2 , the width of the both ends 20 is formed to be larger than the width of the
이때, 전술한 바와 같이, 상기 탈부착수단은 갈고리형의 수 핀(101)과 상기 수 핀(101)에 삽입되는 고리 형태의 암 핀(21)으로 이루어지되, 상기 수 핀(101)은 상기 착용부(100)에, 상기 암 핀(21)은 상기 유연센서부(10)의 양단부(20)에 고정된다. 따라서 수 핀(101)에 암 핀(21)을 각각 결합시키면 상기 착용부(100)에 유연센서(10)의 부착이 완료된다. 물론 반대로 신속하게 핀들(21, 101)을 분리할 수도 있을 것이다.At this time, as described above, the detachable means consists of a hook-
도 1을 참고하면, 본 발명에 의한 유연센서 장치가 도시되어 있다. 상기 착용부(100)에 유연센서부(10)가 암 핀(21)과 수 핀(101)의 결합에 의해 부착되어 있다. 이때, 검사 대상자가 착용부(100)를 착용한 다음 관절 부위를 구부린 상태가 되면, 즉 검사 대상자가 관절부분을 구부림에 따라 여기에 부착되어 있는 착용부(100)와 유연센서부(10) 모두 이를 따라 구부러지게 되고 유연센서부(10)는 이를 감지하게 된다. 이렇게 감지된 움직임에 대한 센싱 정보는 검사 대상자가 허리 등에 착용하게 될 전장부로 수신되어 저장되고 분석될 것이다.Referring to Figure 1, there is shown a flexible sensor device according to the present invention. The
도 2를 참고하면, 상기 유연센서부(10)가 도시되어 있다. 유연센서부(10)는 양단부(20)와 그 중간연결부부인 본체부(30)로 이루어지고, 양단부(20) 상면에는 수 핀(21)이 고정되어 있다. 양단부(20)는 암 핀(21)과 베이스(21a)를 제외하고는 제1실리콘(22)으로 이루어져 있다. 상기 본체부(30)는 전도성 천(32)과 제2실리콘(31)으로 이루어진 실리콘 층이 교대로 적층되어 이루어져 있다. 상기 양단부(20)와 본체부(30)는 발가락 형태의 돌출부(20a, 30a)와 홈부에 의해 서로 호응하도록 연결되어 인장력에도 충분히 견딜 수 있다. 상기 본체부(30)는 양단부(20)와 결합되는 경계 부분 외의 몸체(20b)의 대부분은 그 폭이 양단부(20)보다 작게 형성되어 있다.Referring to Figure 2, the
한편, 본 발명에 의한 유연센서 장치의 제조방법은, 도 3 내지 도 8을 참고하면, 제1금형틀(130)에 실리콘(31)과 적어도 하나 이상의 전도성 천(32)을 교번하여 적층하고 굳혀 본체부(30)를 형성하는 단계와, 제2금형틀(120)에 상기 본체부(30)를 중앙에 제공한 상태에서 그 양단에 실리콘(22)을 붓고, 그 상부에 탈부착수단이 구비된 베이스(21a)를 제공하여 굳힘으로써 유연센서부(10)를 완성하는 단계와, 신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되는 착용부(100)에 상기 암 핀(21)에 호응하는 탈부착수단인 수 핀(101)을 고정하는 단계와, 상기 유연센서부(10)를 상기 착용부(100)에 상기 암 핀(21)과 수 핀(101)을 매개로 부착하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, in the manufacturing method of the flexible sensor device according to the present invention, referring to FIGS. 3 to 8 , the
도 3 내지 도 5를 참고하면, 제1금형틀(130)의 사시도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제2실리콘(31)과 전도성 천(32)을 교대로 적층하여 굳힌다. 완전히 굳어지면 제1금형틀(130)로부터 완성된 본체부(30)를 분리하게 된다. 도 4와 도 5를 참고하면, 적층된 전도성 천(32)의 층수가 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4를 참고하면, 3층 구조로 센서를 제작한 것으로서, 신호의 폭을 더 크게 보는 것을 목적으로 하는 것이고, 접지용 전도성 천(32a) 사이에 신호용 전도성 천(32b)이 위치한 상태이다. 도 5를 참고하면, 본체부(30')를 비교적 단순하게 제작하는 것을 목적으로 하는 것이고, 상부에 접지용 전도성 천(32a')이 하부에는 신호용 전도성이 천(32b')이 순서대로 실리콘(31') 사이에 적층된 상태이다.3 to 5 , a perspective view of the
도 6을 참고하면, 제2금형틀(120)의 사시도가 도시되어 있다. 상기 제2금형틀(130)의 중앙부(120a)에 완성된 상기 본체를 안착시키고, 제2금형틀(120)의 양단부(120b)에 제1실리콘(22)을 붓는다. 그 다음 그 위에 암 핀(21)을 상면에 구비한 베이스(21a)를 놓고, 제1실리콘(22)을 굳힌다. 그 후 상기 제2금형틀(120)로부터 제조된 유연센서부(10)를 틀로부터 분리하게 되고, 이를 의료용 발목보호대의 장착부에 수 핀과 암 핀을 이용하여 착용한다.Referring to FIG. 6 , a perspective view of the
검사 대상자는 착용부(100)를 발목 등의 신체에 착용한 상태에서 움직이게 되면 유연센서(10)에 의해 그 움직임 정보가 센싱된다. 이를 바탕으로 장애 진단과 분석이 진행된다. 이때, 보행 시 저측 굴곡으로 인하여 센서가 우그러들지 않도록 30% 가량의 프리텐션(Pre-tension)을 주는 것이 필요하다.When the test subject moves while wearing the wearing
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , changes, deletions, additions, etc. may easily suggest other embodiments, but this will also fall within the scope of the present invention.
10 : 유연센서부
20 : 양단부 21 : 암 핀
21a : 베이스 22 : 제1실리콘
30 : 본체부 100 : 착용부
101 : 수 핀 120 : 제2금형틀
130 : 제1금형틀10: flexible sensor unit
20: both ends 21: female pin
21a: base 22: first silicon
30: body part 100: wearing part
101: male pin 120: second mold
130: first mold
Claims (9)
상기 착용부에 양단이 탈부착수단에 의해 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 탈부착수단이 고정된 양단부와, 상기 양단부 사이에 신축성 있게 늘어날 수 있도록 복수개의 전도성 천과 실리콘이 교번하여 적층되어 이루어진 본체부를 포함하는 유연센서부;
를 포함하고,
상기 양단부는 베이스 상면에 탈부착수단이 고정되고, 상기 베이스의 하부에는 제1실리콘이 굳어져 일체로 형성된, 유연센서 장치.A wearing part made of a flexible material so that it can be worn on the body of the test subject and stretched or bent so as to determine the presence and degree of physical disability;
Both ends of the wearable part are detachably installed by means of attachment and detachment means, and a plurality of conductive fabrics and silicones are alternately stacked so as to be stretchable between both ends to which the attachment and detachment means are fixed, and a body part comprising a body part flexible sensor unit;
including,
The both ends are fixed to the detachable means on the upper surface of the base, the lower portion of the base is formed integrally with the first silicone hardened, a flexible sensor device.
상기 본체부는 상기 복수개의 전도성 천과 제2실리콘이 교번하여 적층되어 이루어지되, 상기 제1실리콘의 경도가 상기 제2실리콘의 경도보다 큰 유연센서 장치.According to claim 1,
The body portion is made of the plurality of conductive cloth and the second silicon is alternately laminated, the hardness of the first silicon is greater than the hardness of the second silicon flexible sensor device.
상기 착용부에 양단이 탈부착수단에 의해 탈부착 가능하게 설치되되, 상기 탈부착수단이 고정된 양단부와, 상기 양단부 사이에 신축성 있게 늘어날 수 있도록 복수개의 전도성 천과 실리콘이 교번하여 적층되어 이루어진 본체부를 포함하는 유연센서부;
를 포함하고,
상기 양단부와 상기 본체부의 경계면은 인장력에 대응할 수 있도록 평면상 서로 대응하는 복수개의 돌출부와 홈부가 형성되어 일체로 형성되되, 서로 물리는 발가락 형태로 이루어진 유연센서 장치.A wearing part made of a flexible material so that it can be worn on the body of the test subject and stretched or bent so as to determine the presence and degree of physical disability;
Both ends of the wearable part are detachably installed by means of attachment and detachment means, and a plurality of conductive fabrics and silicones are alternately stacked so as to be stretchable between both ends to which the attachment and detachment means are fixed, and a body part comprising a body part flexible sensor unit;
including,
A plurality of protrusions and grooves corresponding to each other on a plane are formed so that the interface between the both ends and the main body can correspond to a tensile force is integrally formed, and the flexible sensor device is formed in the form of toes biting each other.
상기 양단부의 폭이 상기 본체부의 폭보다 크게 형성된 유연센서 장치.5. The method of claim 1 or 4,
A flexible sensor device in which the width of the both ends is greater than the width of the main body.
상기 탈부착수단은 고리형의 암 핀과 상기 암 핀에 삽입되는 갈고리 형태의 수 핀으로 이루어지되, 상기 암 핀은 상기 유연센서부에, 상기 수 핀은 상기 착용부에 고정된 유연센서 장치.5. The method of claim 1 or 4,
The detachable means is made of a ring-shaped female pin and a hook-shaped male pin inserted into the female pin, the female pin is a flexible sensor device fixed to the flexible sensor unit, and the male pin is fixed to the wearing unit.
제2금형틀에 상기 본체부를 중앙에 제공한 상태에서 그 양단에 실리콘을 붓고, 그 상부에 탈부착수단이 구비된 베이스를 제공하여 굳힘으로써 유연센서부를 완성하는 단계;
신체 장애의 유무와 정도를 파악할 수 있도록 검사 대상자의 신체에 착용되는 착용부에 상기 탈부착수단에 호응하는 탈부착수단을 고정하는 단계;
상기 유연센서부를 상기 착용부에 상기 탈부착수단을 매개로 부착하는 단계;
를 포함하고,
상기 양단부의 실리콘의 경도가 상기 본체부의 실리콘의 경도보다 큰 유연센서 장치 제조방법.forming a body part by alternately stacking and hardening silicon and at least one conductive cloth on the first mold;
Completing the flexible sensor unit by pouring silicone on both ends of the second mold in a state in which the main body is provided in the center, and hardening by providing a base provided with a detachable means on the upper part;
fixing a detachable means corresponding to the detachable means to a wearable part worn on the body of the test subject so as to determine the presence and degree of a physical disability;
attaching the flexible sensor part to the wearing part via the detachable means;
including,
A method of manufacturing a flexible sensor device in which the hardness of the silicone at both ends is greater than the hardness of the silicone in the body.
상기 양단부와 상기 본체부의 경계면은 인장력에 대응할 수 있도록 평면상 서로 대응하는 복수개의 돌출부와 홈부가 일체로 형성되되, 서로 물리는 발가락 형태로 이루어진 유연센서 장치 제조방법.8. The method of claim 7,
The boundary surface of the both ends and the body portion is formed integrally with a plurality of protrusions and grooves corresponding to each other on a plane so as to correspond to a tensile force, a method of manufacturing a flexible sensor device in the form of a toe biting each other.
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