KR102282512B1 - 유연성 압력센서를 포함하는 스마트 장갑 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유연성 압력센서를 포함하는 스마트 장갑에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 장갑의 착용만으로 손의 움직임 또는 손에 가해지는 압력에 대한 정보를 수집하여 외부 수신장치에서 활용할 수 있다. 또한 유연성 통전부를 통해 신호가 전달되므로 착용자는 손을 자유롭게 움직일 수 있다. 또한 압력의 유무 뿐 아니라 압력의 크기를 알 수 있으므로 움직임에 대한 세밀한 정보를 알 수 있다.
또한 본 발명에 따른 압력센서는 전원이 필요하지 않고 자체적으로 신호를 발생하므로 구동을 위한 설비구성이 간단해지고, 비용이 절감되며 휴대용으로도 활용이 가능하다.

Description

유연성 압력센서를 포함하는 스마트 장갑{SMART GLOVE WITH FLEXIBLE PRESSURE SENSOR}
본 발명은 압력을 감지하는 장갑에 관한 것이다. 상세하게, 압력센서가 포함되어 손의 움직임 또는 손에 가해지는 압력을 측정하는 장갑에 관한 것이다.
손 수술을 받은 환자의 재활 치료를 위해 각 손가락의 움직임을 측정할 수 있는 장비가 요구된다. 이에 따라, 압력센서를 포함하는 장갑이 개시되고 있다. 즉, 장갑의 외표면 또는 내부에 압력센서가 구비되어 장갑을 통해 손에서 외부로 또는 외부에서 손으로 전달되는 압력을 측정한다. 이에 따라 재활 환자의 악력 또는 손가락의 움직임을 측정할 수 있고, 나아가 웨어러블 장비의 입력장치로서도 활용될 수 있다. 하지만 종래의 기술은 비유연성 재질로 구비되므로 손의 움직임에 제한이 있다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 압력센서는 작동되기 위해서 전원이 인가되어야 하기 때문에 설비 구성이 복잡하며, 휴대용으로 활용이 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2018-0038757호 (2016. 10. 07. 공개) 대한민국 공개특허 제10-2018-0117890호 (2017. 04. 20. 공개)
본 발명의 기술적 과제는 압력센서를 포함하는 장갑에 있어 손의 움직임에 대한 제한을 감소시키는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 전원이 불필요한 압력센서를 포함하는 장갑을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 장갑은 압력센서 및 통전부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 상기 압력센서는 마찰층 및 상기 마찰층의 상면 및 하면에 각각 구비되는 전극을 포함하고, 상기 마찰층 및 상기 전극의 접촉에 의해 발생하는 마찰전기를 측정하여 압력 강도를 측정한다.
본 발명에 따르면 압력센서가 유연성 재질로 구비되므로, 착용자의 손 움직임의 제한이 줄어들며, 종래의 압력센서가 구비되는 위치보다 다양한 위치에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 압력센서에 전원이 불필요하여 구동을 위한 설비가 간단해지며, 전력소모가 줄어들어 휴대용으로 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 장갑을 간략히 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마찰층의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체에 주제-경화제 혼합물을 흡수시키는 단계를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체에 주제-경화제 혼합물이 흡수된 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주제-경화제 혼합물이 경화된 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 용매를 통해 상기 구조체를 용해시키는 단계를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰층 제조 방법에 의해 제조된 마찰층을 나타낸 도면이다.
도 12는 일반적인 PDMS의 단면을 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 촬영한 사진이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 스펀지 구조의 PDMS 마찰층의 단면을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전극의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 소재 및 CNT-PDMS 소재의 전극을 사용한 압력센서의 출력 전압 및 전류를 실측하여 나타낸 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서의 압력 당 캐패시턴스 변화를 실측하여 나타낸 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 장갑을 간략히 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 장갑은 손이 삽입되도록 장갑의 형상으로 형성되는 본체부(1), 상기 본체부(1)의 손가락 부분 중 적어도 하나에 대응되는 위치에 유연성 소재로 형성되어, 상기 위치에 인가되는 압력에 근거하여 신호를 발생시키는 압력센서(2) 및 상기 본체부(1)에 유연성 소재로 형성되고 일단은 상기 압력센서(2)와 전기적으로 연결되며 타단은 수신장치와 전기적으로 연결되는 통전부(3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
압력센서(2)는 압력을 감지하여 신호를 발생시키기 위한 구성이다. 상세하게, 압력센서(2)는 각 손가락 마디의 단부에 적어도 1개 이상 구비되며, 착용자의 손가락 움직임 또는 외부에서 가해지는 힘에 의해 발생하는 압력에 따라 신호를 발생한다. 바람직하게, 압력센서(2)는 압력 강도에 따라 신호의 크기를 달리하여 발생시킬 수 있다. 이를 위하여 바람직하게, 압력센서(2)는 피에조 센서일 수 있다. 즉, 압력이 가해지면 저항이 달라짐으로써 저항 값에 따른 신호를 발생시킨다.
통전부(3)는 상기 압력센서(2)에서 발생된 신호를 장갑 외부의 수신장치에 전달하기 위한 구성이다. 바람직하게, 통전부(3)는 전도체인 선재 및 상기 선재를 감싸도록 형성되는 외피를 포함할 수 있다.
바람직하게, 선재는 유연성의 전도체로 구비될 수 있다. 따라서 통전부(3)가 장갑에 고정되어 형성되는 경우에도 사람의 손 움직임을 제한하지 않는다.
도 1은 손바닥 방향에서 바라본 것을 기준으로 도시되었다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력센서(2)는 본체부(1)의 손바닥 방향의 외면에 원형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 각 손가락이 물체를 쥐는 힘을 측정할 수 있게 된다. 통전부(3)는 압력센서(2)로부터 본체부(1)를 거쳐 외부 수신장치와 전기적으로 연결된다.
보다 바람직한 실시예로서, 통전부(3)는 본체부(1)의 손등 방향의 외면에 형성될 수 있다. 도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 각각, 도 2는 손바닥 방향에서, 도 3은 손등 방향에서, 도 4는 엄지손가락 쪽의 측면에서 바라본 것을 기준으로 도시한 것이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 압력센서(2)는 본체부(1)의 손바닥 방향 외면에 형성되고, 통전부(3)는 본체부(1)의 손등 방향 외면에 형성될 수 있다. 이 경우, 통전부(3)는 압력센서(2)와 연결될 수 있도록 본체부(1)의 둘레를 따라 형성되는 연결부(31)를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 통전부(3)가 손등 방향에 위치함으로써 손의 움직임에 대한 제한이 보다 감소할 수 있다.
보다 바람직하게, 압력센서(2)는 유연성 소재로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력센서(2)는 마찰층(10) 및 상기 마찰층(10)의 상면 및 하면에 각각 연결된 전극(20)을 포함한다.
마찰층(10)은 가해지는 압력에 의해 마찰전기를 발생시키기 위한 구성이며, 전극(20)은 상기 마찰층(10)에서 발생한 마찰전기를 측정할 수 있도록 전기적인 연결을 제공하기 위한 구성이다. 바람직하게는, 상기 마찰층(10)은 상기 전극(20)과의 마찰을 통해 마찰전기를 발생시키며, 상기 전극(20)은 상기 마찰층(10)과의 마찰을 통해 마찰전기를 발생시키는 동시에 전기적인 연결을 제공한다.
상기 마찰층(10) 및 상기 전극(20)의 마찰에 의해 마찰전기가 발생되며, 이를 측정하여 압력 강도를 측정할 수 있게 된다. 바람직하게, 전극(20)은 마찰층(10)과 접촉하여 양전하로 대전되는 소재로 구비되고, 마찰층(10)은 전극(20)과 접촉하여 음전하로 대전되는 소재로 구비된다.
보다 바람직하게, 마찰층(10)은 PDMS(polydimethylsiloxane) 소재로 구비되고, 전극(20)은 구리 또는 CNT(carbon-nanotube)-PDMS 소재로 구비된다. 가장 바람직하게는 전극(20)은 CNT-PDMS 소재로 구비된다. 마찰층(10)이 PDMS 소재로 구비됨으로써 접촉 대전의 효율이 상승하여 압력 감지의 감도가 상승하는 효과가 있다. 전극(20)이 CNT-PDMS 소재인 경우는 구리 소재일 경우에 비해서 10배 가량 접촉 대전의 효율이 상승한다. 또한, 전극(20)이 CNT-PDMS 소재인 경우는 구리 소재일 경우에 비해서 탄성이 뛰어나므로 압력센서(2)로서 활용도가 증가하는 효과가 있다.
바람직하게, 마찰층(10)은 다공성 스펀지 형태로 구비될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따른 마찰층(10)은 소정의 두께를 갖는 판 형상의 스펀지 형태로 구비되고, 상부 전극(21) 및 하부 전극(22) 사이에 위치한다. 마찰층(10)이 다공성 스펀지 형태로 구비됨으로써, 일반적인 PDMS 소재일 경우에 비하여 전극(20)과의 접촉 대전 효율이 증가하며, 탄성이 증가하는 효과가 있다.
도 5는 마찰층(10) 내부에 도시된 원들은 스펀지의 기공을 도시한 것이다. 도 5는 스펀지 형태를 알아보기 쉽도록 구상의 기공이 규칙적인 배열을 이루도록 형성된 것을 기준으로 도시하였지만, 실제 스펀지의 기공은 규칙적인 배열 또는 불규칙적인 배열로 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 전극(20)의 형태는 상기 마찰층(10)과 마찰전기를 발생시키기 용이한 형태라면 제한되지 않는다. 본 실시예에서는 상기 마찰층(10)의 상면 및 하면에 연결되는 박막 형태의 전극(20)인 것을 기준으로 설명한다.
또한, 도 5에 도시된 실시예에서는 각 전극(20)의 일단은 마찰층(10)의 일단에 일치하도록 구비되는 반면, 타단은 마찰층(10)의 타단에 비해 돌출되도록 구비되는 것을 기준으로 도시되었다. 이는 돌출된 부분을 통해 외부의 장비와 본 발명에 따른 압력센서(2)가 전기적으로 연결되기 용이하도록 하기 위한 전극(20)의 일 실시예를 도시한 것이며, 본 발명에 따른 전극(20)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술 분야에서 통상 수준의 지식을 보유한 당업자라면 전극(20)의 형태를 용이하게 변경할 수 있을 것이며 이는 모두 본 발명의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 마찰층(10)의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따르면, 마찰층(10)의 제조 방법은 복수의 입자(101)로 구성된 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)을 흡수시키는 단계; 상기 주제-경화제 혼합물(11)을 가열하여 경화시키는 단계; 및 용매(200)를 통해 상기 구조체(100)를 용해시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
복수의 입자(101)로 구성된 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)을 흡수시키는 단계는 마찰층(10)의 원료인 주제-경화제 혼합물(11)을 스펀지 형태에 대응되는 구조체(100)에 흡수시키는 단계이다.
구조체(100)는 복수의 입자(101)들이 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되어 틈새를 형성하며 결합된 구조로 구비되어, 마찰층(10)의 스펀지 형태를 형성하기 위한 틀 역할을 하는 구성이다. 상세하게, 예를 들어 구 형상의 기공이 복수 형성된 스펀지 구조로 형성된 마찰층(10)을 제조하는 경우, 구조체(100)는 구 형상의 입자(101)들이 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되어 틈새를 형성하며 결합된 구조로 구비된다. 따라서, 상기 틈새에 해당하는 부분은 채워지고, 입자(101)에 해당되는 부분은 기공이 형성되는 스펀지 구조의 마찰층(10)을 제조할 수 있게 된다.
바람직하게, 상기 구조체(100)는 특정 용매(200)에 용해되는 가용성의 재질로 구비될 수 있다. 예를 들면, 구조체(100)는 수용성 입자(101)가 결합된 구조체(100)일 수 있다.
주제-경화제 혼합물(11)은 마찰층(10)을 형성하기 위한 원료인 주제 및 상기 주제를 경화시키기 위한 화학성분인 경화제의 혼합물이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 Dow Corning사의 Sylgard 184에 포함된 주제 및 경화제가 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 입자(101)로 구성된 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)을 흡수시키는 단계 이전에, 주제 및 경화제를 혼합하는 단계;가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 Sylgard 184가 사용되는 경우 주제 및 경화제는 10:1 중량비로 혼합된다.
상기 주제-경화제 혼합물(11)을 가열하여 경화시키는 단계는 상기 구조체(100)에 흡수하고 있는 주제-경화제 혼합물(11)이 구조체(100)가 제거되어도 형태를 유지할 수 있도록 가열하여 경화시키는 단계이다. 바람직하게, 상기 Sylgard 184가 사용되는 경우 75℃의 온도에서 2시간동안 가열하여 경화시킨다.
용매(200)를 통해 상기 구조체(100)를 용해시키는 단계는 경화된 마찰층(10)을 분리해내기 위해서 구조체(100)를 제거하는 단계이다. 상세하게, 용매(200)를 통해 구조체(100)를 용해시켜 제거한다. 바람직하게는, 상기 구조체(100)는 상기 용매(200)에 대해 가용성을 갖고, 상기 마찰층(10)은 상기 용매(200)에 대해 불용성의 소재로 구비된다. 보다 바람직하게는, 상기 마찰층(10)이 PDMS로 구비되는 경우 상기 구조체(100)는 수용성 물질로 구비되고, 상기 용매(200)는 물이 사용된다. 보다 바람직하게는, 마찰층(10)이 PDMS로 구비되는 경우 상기 구조체(100)는 수용성 물질로 구비되고, 상기 용매(200)는 탈이온수(deionized water)가 사용된다.
이하, 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 마찰층(10)의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)을 흡수시키는 단계를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)이 흡수된 것을 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 Sylgard 184의 주제-경화제 혼합물(11)을 용기에 담고, 구조체(100)를 주제-경화제 혼합물(11)에 담금으로써 모세관 현상에 의해 주제-경화제 혼합물(11)이 구조체(100)에 흡수된다. 구조체(100)는 수용성 물질로서, 예를 들면 설탕 입자가 결합된 형태의 구조체(100)가 사용된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 주제-경화제 혼합물(11)이 경화된 상태를 나타낸 도면이다. 주제-경화제 혼합물(11)이 경화되어 스펀지 구조를 형성하며, 구조체(100)는 아직 제거되지 않았으므로 스펀지 구조의 기공에 해당되는 부분에 입자(101)들이 존재하고 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 용매(200)를 통해 상기 구조체(100)를 용해시키는 단계를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 마찰층(10) 제조 방법에 의해 제조된 마찰층(10)을 나타낸 도면이다. 구조체(100) 전체가 담길 수 있는 용량의 용기가 구비되고, 경화된 주제-경화제 혼합물(11) 및 구조체(100)가 용기에 담긴 채로 용매(200)가 투여된다. 구조체(100)가 수용성 물질인 경우 용매(200)는 물이며, 보다 바람직하게는 탈이온수이다. 용매(200)에 의해 구조체(100)가 용해되어 제거되어 경화된 주제-경화제 혼합물(11)만 잔여함으로써 마찰층(10)이 제조된다.
도 12는 일반적인 PDMS의 단면을 주사전자현미경(SEM, scanning electron microscope)으로 촬영한 사진이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성 스펀지 구조의 PDMS 마찰층(10)의 단면을 주사전자현미경으로 촬영한 사진이다. 도 12 및 도 13에 나타난 바와 같이, 스펀지 구조의 PDMS로 구비된 마찰층(10)의 경우 기공에 의하여 일반적인 PDMS에 비해 마찰이 용이하여, 접촉 대전 효율이 상승한다.
본 발명에 따른 전극(20)은, 구리 소재의 전극(20)인 경우는 구리 테이프를 최종적인 압력센서(2)의 크기 및 압력센서(2)의 용도에 맞추어 재단함으로써 제조될 수 있다.
한편, CNT-PDMS 소재의 전극(20)인 경우는 하기의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전극(20)의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따르면, 전극(20)의 제조 방법은 CNT 및 PDMS를 혼합하는 단계; 및 CNT-PDMS 혼합물을 가열하여 경화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
CNT 및 PDMS를 혼합하는 단계는 CNT 및 PDMS를 혼합하여 CNT-PDMS 혼합물을 형성하는 단계이다. 바람직하게, CNT 및 PDMS가 100:0.5의 비율로 혼합된다.
CNT-PDMS 혼합물을 가열하여 경화시키는 단계는 CNT-PDMS 혼합물을 경화시켜 CNT-PDMS 소재의 전극(20)을 형성하는 단계이다. 바람직하게, CNT-PDMS 혼합물을 75℃의 온도에서 2시간 가열하여 경화시킨다.
전극(20)의 형태를 형성하기 위해서, 상기 CNT 및 PDMS를 혼합하는 단계 이후에, CNT-PDMS 혼합물을 소정의 두께로 형성시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상세하게, CNT-PDMS 혼합물을 담을 용기에 상기 소정의 두께를 형성하는 양으로 CNT-PDMS 혼합물을 조절하여 담는다. 바람직하게, CNT-PDMS가 경화에 의하여 수축 또는 팽창하는 비율을 고려하여, 수축 또는 팽창 후에 상기 소정의 두께를 형성하는 양으로 CNT-PDMS 혼합물을 조절하여 담는다. 이에 따라, 경화된 CNT-PDMS가 상기 소정의 두께를 갖는 박막의 형태로 형성된다. 보다 바람직하게, CNT-PDMS 혼합물을 스핀 코팅하여 박막의 형태로 형성할 수 있다. 스핀 코팅을 이용함으로써 보다 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있다.
또한, 전극(20)의 형태를 형성하기 위해서, 상기 베이킹을 통해 CNT-PDMS 혼합물을 경화시키는 단계 이후에, 경화된 CNT-PDMS을 전극(20)으로 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상세하게, 경화된 CNT-PDMS를 절단 및 절삭하여 박막 형태의 전극(20)으로 가공한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리 소재 및 CNT-PDMS 소재의 전극(20)을 사용한 압력센서(2)의 출력 전압 및 전류를 실측하여 나타낸 그래프이다. 도 12에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 구리의 경우 약 25V의 출력 전압을 나타내고, CNT-PDMS의 경우 약 250V의 출력 전압을 나타내므로, CNT-PDMS의 경우가 구리에 비해 약 10배 높은 출력 전압을 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서, CNT-PDMS를 사용할 경우 구리를 사용할 경우에 비해 압력센서(2)의 센싱 효율이 증가한다.
압력센서(2)의 센싱 감도는 압력별 캐패시턴스(capacitance) 변화율로 정의할 수 있다. 캐패시턴스 변화율을 수학식으로 나타내면 다음과 같다.
Figure 112020000138514-pat00001
상기 수학식 1에서
Figure 112020000138514-pat00002
는 상대적인 캐패시턴스 변화를 의미하고,
Figure 112020000138514-pat00003
는 캐패시턴스 값을 의미하며,
Figure 112020000138514-pat00004
는 압력이 0일 때의 초기 캐패시턴스 값을 의미한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서(2)의 압력 당 캐패시턴스 변화를 실측하여 나타낸 그래프이다. Pa는 SI 압력 단위로서, N/m2와 동일한 단위이다. 도 13에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 압력센서(2)는 압력에 대해 캐패시턴스 변화율이 선형 비례하는 특성을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 압력센서(2)는 정전형 압력센서(2)로도 활용될 수 있다.
상기한 본 발명에 따르면 압력센서(2)는 유연성으로 구비되어 장갑 착용자의 손 움직임에 제한이 줄어들고, 전원이 필요없이 신호를 발생하므로 구동을 위한 설비가 간단해진다. 이에 따라 설비 비용이 감소할 수 있으며, 나아가 휴대용으로 구성하는 것도 가능해진다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
1: 본체부
2: 압력센서 3: 통전부
31: 연결부
10: 마찰층 20: 전극
21: 상부 전극 22: 하부 전극

Claims (11)

  1. 손이 삽입되도록 장갑의 형상으로 형성되는 본체부(1);
    상기 본체부(1)의 손가락 부분 중 적어도 하나에 대응되는 위치에 유연성 소재로 형성되어, 상기 위치에 인가되는 압력에 근거하여 신호를 발생시키는 압력센서(2); 및
    상기 본체부(1)에 유연성 소재로 형성되고 일단은 상기 압력센서(2)와 전기적으로 연결되며 타단은 수신장치와 전기적으로 연결되어 상기 신호를 전달하는 통전부(3);를 포함하고,
    상기 압력센서(2)는,
    PDMS(polydimethylsiloxane) 재질이며 다공성 스펀지 형태로 구비되는 마찰층(10); 및
    상기 마찰층(10)의 상면 및 하면에 각각 구비되고 CNT(carbon-nanotube)-PDMS 재질인 전극(20);을 포함하고,
    상기 마찰층(10) 및 상기 전극(20)의 접촉에 의해 발생하는 마찰전기를 기반으로 압력 강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 장갑.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력센서(2)는
    압력 강도에 따라 신호의 크기를 달리하여 발생시키는 것을 특징으로 하는 장갑.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 마찰층(10)은,
    복수의 입자(101)로 구성된 구조체(100)에 주제-경화제 혼합물(11)을 흡수시키는 단계;
    상기 주제-경화제 혼합물(11)을 가열하여 경화시키는 단계; 및
    용매(200)를 통해 상기 구조체(100)를 용해시키는 단계;를 통해 제작되는 것을 특징으로 하는 장갑.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구조체(100)는 복수의 입자(101)가 배열되되 틈새를 형성하며 결합된 것을 특징으로 하는 장갑.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 구조체(100)는 설탕 등의 수용성 물질이고,
    상기 용매(200)는 물인 것을 특징으로 하는 장갑.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극(20)은,
    CNT 및 PDMS를 혼합하는 단계; 및
    CNT-PDMS 혼합물을 가열하여 경화시키는 단계;를 통해 제작되는 것을 특징으로 하는 장갑.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 CNT 및 PDMS를 혼합하는 단계는,
    CNT 및 PDMS가 100:0.5의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 장갑.
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