KR102354081B1 - 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치 - Google Patents

다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 종래 적외선 센서를 적용한 자동문 개폐시스템의 경우에, 키가 작은 어린 아이의 경우에 감지가 잘 안되어 손을 높이 들어서 인식시켜줘야 하고, 물체가 빠르게 접근하거나, 사각지대에 위치하고 있으면 반응속도가 늦고, 반복적인 개폐가 자주 발생해 전력손실을 가져오는 문제점과, 하나의 단일 압력센서로만 이루어지거나, 또는 천이나 고무패드에 복수개의 압력센서가 설치됨으로서, 균일한 센싱압력이 안되고, 압력센서가 위치한 곳에 정확하게 압력을 가해야만 자동문이 개폐되므로, 무거운 짐을 들고 이동하거나, 휠체어를 타고 이동시, 압력센서 위치 파악이 어려워, 여러번 압력센서 위치를 발로 눌러야 하는 문제점과, 압력변화량이 기준설정치를 벗어나는 경우가 많아, 자동문 개폐 오작동이 많이 발생되는 문제점을 개선하고자, 다채널압력센싱 플레이트모듈(100), 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)이 구성됨으로서, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부가 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱시킬 수 있어, 다채널압력센싱 플레이트모듈 어느 부위라도 조금이라도 접촉되기만 하면, 정확한 포인트의 센싱정밀성 제공과 함께 사각지대에 따른 센서 오작동인식을 70%이하로 낮출 수 있고, 외부의 누르는 힘에 따른 압력변화량 센싱값을 사용목적과 형태에 따라 다양하게 조절할 수 있어, 유아의 미아방지 및 반려동물 출입을 통제할 수 있으며, 손터치가 아닌 외부의 누르는 힘인 발압력에 의한 개폐로 언택트 시대에 맞는 자동문 자동개폐시스템을 구축할 수 있고, 자동문과 근접거리에 있는 물체의 이동과 정지를 사전에 감지하여 자동문 개폐를 유지하여 안전한 보행을 유도할 수 있으며, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈을 통해 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출할 수 있어, 센싱감도를 기존에 비해 1.5배~3배로 높일 수 있고, 이로 인해, 빈번하게 반복되는 개폐동작을 효율적 관리로 전력손실을 방지하고 물체의 상태 동작을 빠르게 적응하여 자동문 제어의 안정성을 높일 수 있으며, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 상부면에 금속눌림형 상부플레이트판이 형성되고, 바닥면에 금속지지형 하부플레이판이 형성됨으로서, 제품보호 및 내구성을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 방수율, 방습율을 70%로 높일 수 있고, 병원, 요양원, 코로나치료센터, 학교, 산업용건물, 보안시설, 가정 등 다양한 산업군에 호환시켜 널리 사용할 수 있는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치{Automatic door opening/closing signal transmission device through multi-channel footrest uniform pressure change amount}
본 발명은 3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시킬 수 있는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치에 관한 것이다.
주거 및 상업기반으로 한 대형건물에서 불특정 다수의 사람들이 빈번하게 출입이 이루어지는 공간을 통제하고 시설을 보호하는 차원으로 사용자 편의를 목적으로 자동문이 설치되고 있다.
대표적으로 적용되고 있는 자동문의 기본 구조는 일반적으로 도어가 주행하는
상단 양옆 및 상단 중앙부에 감지센서를 설치하여 출입에 대한 안정성을 높이는 방법으로 이용하고 있다.
대표적인 감지센서는 적외선과 마이크로파를 이용하거나 유무선 터치 스위치 등을 자동문 제어에 가장 많이 활용하고 있다.
하지만 태양의 가시광선, 적외선, 기온차로 인한 온도변화, 미세먼지 등 외부환경 영향으로 자동문이 오동작 되는 문제점이 자주 발생하였다.
또한, 적외선 센서를 적용한 감지는 키가 작은 어린 아이의 경우에 감지가 잘 안되어 손을 높이 들어서 인식시켜줘야 하고, 무엇보다 물체가 빠르게 접근하거나, 사각지대에 위치하고 있으면 반응속도가 늦고, 반복적인 개폐가 자주 발생해 전력손실을 가져오는 문제점이 있었다.
그리고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래기술로 압력센서를 통한 자동문 개폐시스템이 제시된 바 있으나, 이는 하나의 단일 압력센서로만 이루어지거나, 또는 천이나 고무패드에 복수개의 압력센서가 설치됨으로서, 균일한 센싱압력이 안되고, 압력센서가 위치한 곳에 정확하게 압력을 가해야만 자동문이 개폐되므로, 무거운 짐을 들고 이동하거나, 휠체어를 타고 이동시, 압력센서 위치 파악이 어려워, 여러번 압력센서 위치를 발로 눌러야 하는 문제점과, 압력변화량이 기준설정치를 벗어나는 경우가 많아, 자동문 개폐 오작동이 많이 발생되는 문제점이 있었다.
국내특허등록공보 제10-2142626호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부가 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱시킬 수 있고, 외부의 누르는 힘에 따른 압력변화량 센싱값을 사용목적과 형태에 따라 다양하게 조절할 수 있으며, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈을 통해 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출할 수 있고, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 상부면에 금속눌림형 상부플레이트판이 형성되고, 바닥면에 금속지지형 하부플레이판이 형성됨으로서, 제품보호 및 내구성을 기존에 비해 향상시킬 수 있고, 방수율, 방습율을 높일 수 있으며, 병원, 요양원, 코로나치료센터, 학교, 산업용건물, 보안시설, 가정 등 다양한 산업군에 호환시켜 널리 사용할 수 있는 를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치는
3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시키도록 구성됨으로서 달성된다.
상기 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치는 보다 구체적으로,
3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시켜 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈로 전달시키는 다채널압력센싱 플레이트모듈(100)과,
다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출시키는 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부가 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱시킬 수 있어, 다채널압력센싱 플레이트모듈 어느 부위라도 조금이라도 접촉되기만 하면, 정확한 포인트의 센싱정밀성 제공과 함께 사각지대에 따른 센서 오작동인식을 70%이하로 낮출 수 있다.
둘째, 외부의 누르는 힘에 따른 압력변화량 센싱값을 사용목적과 형태에 따라 다양하게 조절할 수 있어, 유아의 미아방지 및 반려동물 출입을 통제할 수 있고, 손터치가 아닌 외부의 누르는 힘인 발압력에 의한 개폐로 언택트 시대에 맞는 자동문 자동개폐시스템을 구축할 수 있어, 자동문과 근접거리에 있는 물체의 이동과 정지를 사전에 감지하여 자동문 개폐를 유지하여 안전한 보행을 유도할 수 있다.
셋째, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈을 통해 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출할 수 있어, 센싱감도를 기존에 비해 1.5배~3배로 높일 수 있고, 이로 인해, 빈번하게 반복되는 개폐동작을 효율적 관리로 전력손실을 방지하고 물체의 상태 동작을 빠르게 적응하여 자동문 제어의 안정성을 높일 수 있다.
넷째, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 구성요소 중 상부면에 금속눌림형 상부플레이트판이 형성되고, 바닥면에 금속지지형 하부플레이판이 형성됨으로서, 제품보호 및 내구성을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 방수율, 방습율을 70%로 높일 수 있고, 병원, 요양원, 코로나치료센터, 학교, 산업용건물, 보안시설, 가정 등 다양한 산업군에 호환시켜 널리 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 다채널형 발판균일눌림 센서부의 구성요소를 확대해서 도시한 확대분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 센서패드기판의 상면일측에 사각 코일구조의 애노드전극(132a)이 형성되고, 그 애노드전극과 동일선상을 갖는 센서패드기판의 후면 일측에 사각 코일구조의 캐소드전극(132b)이 형성되어, 하나의 2D 전극셀을 이루며, 다채널로 형성된 다채널 2D 전극셀부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 3.5mm용 스피드 리벳(160a)을 리벳건(160b)에 장착되어 리벳건의 탈거의 힘과 압착의 힘을 통해 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위에 삽입되면서, 3.5mm 스피드 리벳의 이탈방지용 상단스토퍼링(160b)으로 형성되는 과정을 도시한 일실시예도,
도 8은 본 발명에 따른 3.5mm용 스피드 리벳(160a)을 리벳건(160b)에 장착되어 리벳건의 탈거의 힘과 압착의 힘을 통해 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위에 삽입되면서, 3.5mm 스피드 리벳의 이탈방지용 상단스토퍼링(160b)으로 형성되는 과정을 단면도방향에서 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)을 통해 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 3.5mm(t)의 체결두께를 갖으면서 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.1~0.7mm 하단방향으로 눌리게 되어 체결 간극을 가지게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.35mm~0.5mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 도시한 일실시예도,
도 11은 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.5mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.4mm로 눌러지고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.1mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 도시한 일실시예도,
도 12는 본 발명에 따른 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈의 구성요소를 도시한 구성도,
도 13은 본 발명에 따른 8비트 시프트레지스터부가 구동되어, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)로 입력되면, 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)가 첫번째 레지스터에 입력되고, 동기클럭신호(SRCLK)에 따라 다음단의 레지스터로 차례로 시프트(이동)되는 것을 도시한 일실시예도,
도 14는 본 발명에 따른 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈의 구성요소를 도시한 회로도,
도 15는 본 발명에 따른 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈이 집적화를 통해 5cm×5cm×3cm 사이즈 또는 10cm×10cm×4cm사이즈로 슬림하게 형성되는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 외부의 누르는 힘이 없었을 때의 다채널 2D 전극셀부와 저항카본부재 사이의 상태를 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 외부의 누르는 힘이 발생되었을 때 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치(1)에 휠체어에 의해 외부의 누르는 힘이 발생되면, 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시켜, 자동문을 자동으로 개폐시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치(1)에 무거운 물건을 들고 있는 사람의 발힘에 의해 외부의 누르는 힘이 발생되면, 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시켜, 자동문을 자동으로 개폐시키는 것을 도시한 일실시예도.
먼저, 본 특허와 종래 기술과의 가장 큰 차이점은
첫째, 3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부가 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱시킨다는 점이다.
둘째, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈을 통해 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출할 수 있다는 점이다.
다음으로, 본 발명에서 설명되는 3.5mm(t) 체결 두께에서 " 3.5mm(t) "의 의미는
첫째, 금속눌림형 상부플레이트판의 두께가 0.7mm(t), 상단탄성부재(120)의 두께가 0.7mm(t), 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)의 두께가 0.7mm(t), 하단탄성부재(140)의 두께가 0.7mm(t), 금속지지형 하부플레이트판(150)의 두께가 0.7mm(t)로 총 3.5mm 두께로 형성된 상태에서, 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)에 의해 체결두께 3.5mm를 형성하면서 지지할 수 있음을 나타낸 것이고,
둘째, 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.1~0.7mm 하단방향으로 눌리게 되어 체결 간극을 가지게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.35mm~0.5mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되어, 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱시킬 수 있음을 나타내기 위함이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시키도록 구성된다.
상기 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치(1)는 보다 구체적으로, 다채널압력센싱 플레이트모듈(100), 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 다채널압력센싱 플레이트모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 다채널압력센싱 플레이트모듈(100)은 3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시켜 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 금속눌림형 상부플레이트판(110), 상단탄성부재(120), 다채널형 발판균일눌림 센서부(130), 하단탄성부재(140), 금속지지형 하부플레이트판(150), 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)으로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 금속눌림형 상부플레이트판(110)에 관해 설명한다.
상기 금속눌림형 상부플레이트판(110)은 사각형상의 금속플레이트판으로 형성되고, 외부의 누르는 힘과 직접 접촉되어, 접촉된 외부의 누르는 힘을 하단의 상단탄성부재쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 Al합금, SUS, 철재, 합성플라스틱 중 어느 하나가 선택되어 이루어진다.
그리고, 사각형상의 금속플레이트판으로 형성됨으로서, 외부의 누르는 힘이 가해지면, 평면상태 그대로 전체적으로 균일하게 눌러지게 할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 상단탄성부재(120)에 관해 설명한다.
상기 상단탄성부재(120)는 금속눌림형 상부플레이트판 하단에 위치되어, 금속눌림형 상부플레이트판의 하단방향에서 완충역할을 하면서, 전달받은 외부의 누르는 힘을 다채널형 저항카본 압력센서부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 고무(Rubber), 실리콘, 스폰지, 합성플라스틱 중 어느 하나가 선택되어 이루어진다.
사각형상으로 형성되고, 탄성력에 의해 완충역할을 하도록 구성됨으로서, 외부의 누르는 힘에 의해 하단의 다채널형 발판균일눌림 센서부와 접촉효과를 높이면서 완충역할을 할 수가 있다.
여기서, 다채널형 발판균일눌림 센서부와 접촉효과를 높인다는 것은 외부의 누르는 힘에 의해 다채널형 발판균일눌림 센서부의 상단이 상부탄성부재를 눌러주어 상부탄성부재의 두께가 감소되는 것을 말한다.
셋째, 본 발명에 따른 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)에 관해 설명한다.
상기 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)는 상단탄성부재 하단과 하단탄성부재 상단 사이에 위치되어, 상단탄성부재로부터 전달된 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시키는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 센서패드기판(131), 다채널 2D 전극셀(132), 전기라인패턴(133), 제어보드컨넥터단자(134), 저항카본부재(135)로 구성된다.
[센서패드기판(131)]
상기 센서패드기판(131)은 사각형상으로 형성되어, 각 기기를 지지하는 역할을 한다.
이는 폴리이미드 필름(연성인쇄회로기판 : FPCB), 폴리에틸렌 필름으로 이루어진다.
[다채널 2D 전극셀부(132)]
상기 다채널 2D 전극셀부(132)는 2D의 평면구조를 갖는 사각형상의 전극셀이, 다채널로 형성되고, 외부의 누르는 힘에 의해 저항카본부재가 접촉되면서 전달되는 저항값의 변화량에 따라 전류량이 변화되고, 이때의 변화된 전류량을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 하여 센싱시키는 역할을 한다.
여기서, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이라는 것은 도 10에 도시한 바와 같이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 체결두께 3.5mm를 형성하면서 지지되고, 이때 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.35mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.05mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다. 즉, 0.4mm가 하단방향으로 눌리게 되면, 일부 구성요소의 두께가 0.4mm 만큼 감소되는 것으로, 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.35mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.05mm로 감소하게 된다.
이러한 과정이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부 중 또 다른 특정 채널 2D 전극셀부도 마찬가지로, 특정 채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.35mm로 감소되고, 특정 채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다.
또 다른 일예로서, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이라는 것은 도 10에 도시한 바와 같이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 체결두께 3.5mm를 형성하면서 지지되고, 이때 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.5mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.4mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.1mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다. 즉, 0.5mm가 하단방향으로 눌리게 되면, 일부 구성요소의 두께가 0.5mm 만큼 감소되는 것으로, 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.4mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.1mm로 감소하게 된다.
이러한 과정이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부 중 또 다른 특정 채널 2D 전극셀부도 마찬가지로, 특정 채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.4mm로 감소되고, 특정 채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.1mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다.
또 다른 일예로서, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이라는 것은 도 10에 도시한 바와 같이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 체결두께 3.5mm를 형성하면서 지지되고, 이때 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.6mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.45mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.15mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다. 즉, 0.6mm가 하단방향으로 눌리게 되면, 일부 구성요소의 두께가 0.6mm 만큼 감소되는 것으로, 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.45mm로 축소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.15mm로 감소하게 된다.
이러한 과정이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부 중 또 다른 특정 채널 2D 전극셀부도 마찬가지로, 특정 채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.45mm로 감소되고, 특정 채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.15mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다.
또 다른 일예로서, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이라는 것은 도 10에 도시한 바와 같이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 체결두께 3.5mm를 형성하면서 지지되고, 이때 외부의 누르는 힘에 의해, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.7mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.5mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다. 즉, 0.7mm가 하단방향으로 눌리게 되면, 일부 구성요소의 두께가 0.7mm 만큼 감소되는 것으로, 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.5mm로 감소되고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.2mm로 감소하게 된다.
이러한 과정이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부 중 또 다른 특정 채널 2D 전극셀부도 마찬가지로, 특정 채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.5mm로 감소되고, 특정 채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 말한다.
상기 외부의 누르는 힘에 의해 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 감소되는 상부탄성부재의 두께는 0.35mm, 0.4mm, 0.45mm, 0.5mm 이외에도, 사용목적과 형태에 따라 0.6mm, 0.7mm, 0.8mm 등 다양하게 설정된다.
그리고, 상기 다채널 발판균일눌림 압력변화량은 0.05mm, 0.1mm, 0.15mm, 0.2mm 이외에도 사용목적과 형태에 따라 0.4mm, 0.5mm, 0.6mm 등 다양하게 설정된다.
상기 다채널 2D 전극셀부는 도 5에 도시한 바와 같이, 센서패드기판의 상면일측에 사각 코일구조의 애노드전극(132a)이 형성되고, 그 애노드전극과 동일선상을 갖는 센서패드기판의 후면 일측에 사각 코일구조의 캐소드전극(132b)이 형성되어, 하나의 2D 전극셀을 이루며, 다채널로 형성된다.
그리고, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 센서패드기판의 상단 1열부터 형성된 제1 채널 2D 전극셀, 제2 채널 2D 전극셀, 제3 채널 2D 전극셀, 제4 채널 2D 전극셀, 제5 채널 2D 전극셀, 제6 채널 2D 전극셀, 제7 채널 2D 전극셀, 제8 채널 2D 전극셀, 제9 채널 2D 전극셀, 제10 채널 2D 전극셀, 제11 채널 2D 전극셀, 제12 채널 2D 전극셀, 제13 채널 2D 전극셀, 제14 채널 2D 전극셀, 제15 채널 2D 전극셀, 제16 채널 2D 전극셀이 총 16개로 이루어져 구성된다.
그리고, 16채널 2D 전극셀이외에도, 사용목적과 형태에 따라 4채널 2D 전극셀, 8채널 2D 전극셀, 80채널 2D 전극셀, 120채널 2D 전극셀, 200채널 2D 전극셀, 400채널 2D 전극셀 등 다양하게 구성된다.
그리고, 다채널로 형성된 전극셀의 애노드 전극(132a)에서 캐소드 전극(132b)으로 전류를 흘러주면, 저항카본부재가 접촉되면서 저항체 역할을 하여, 전극셀의 애노드 전극과 캐소드 전극의 양단에 전류에 의한 전압의 변화가 생긴다.
즉, 외부의 누르는 힘에 의해, 다채널 2D 전극셀이 저항카본부재와 접촉되면, 다채널 2D 전극셀에 의해 저항카본부재의 두께가 감소하면서 저항값이 선형 감소되는 저항값 변화량을 갖는다.
이때, 저항값의 변화량에 따라 전극셀의 애노드 전극과 캐소드 전극에 전류량이 변화되고, 이때의 변화된 전류량을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 하여 센싱시킨다.
그리고, 전극셀의 애노드 전극과 캐소드 전극 양단에 흐르는 전류에 의한 전압의 변화 정도로, 다채널 2D 전극셀부 중 외부의 누르는 힘에 발생한 특정 채널 2D 전극셀부의 위치를 파악할 수 있고, 다채널 2D 전극셀부와 저항카본부재의 두 구성요소가 접촉되어야 인식하고, 기타 외부의 누르는 힘(사람의 발힘, 휠체어, 반려견, 어린아이의 발힘)에도 반응하도록 구성된다.
상기 다채널 2D 전극셀부에서 변화된 전류량을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 하여 센싱하는 센싱속도가 100~300fps로 된다.
[전기라인패턴(133)]
상기 전기라인패턴(133)은 센서패드기판상에 형성된 다채널 2D 전극셀과 또 다른 다채널 2D 전극셀 상호간을 연결시키는 전기라인을 형성하여, 일측 전기라인에 전류를 인가시키고, 타측 전기라인에 센싱한 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 제어보드컨넥터단자쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
[제어보드컨넥터단자(134)]
상기 제어보드컨넥터단자(134)는 복수개의 전기라인패턴을 하나로 모아서 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈과 연결시키는 접속컨넥터의 역할을 수행한다.
[저항카본부재(135)]
상기 저항카본부재(135)는 센서패드기판 하단에 위치되어, 금속눌림형 상부플레이트판을 통해 눌러진 힘이 상단탄성부재를 지나 전달되면, 눌러진 힘에 의해 자체 두께가 감소하면서 저항값이 선형 감소되는 저항값 변화량을 발생시키는 역할을 한다.
이는 접착제(Adhesive)에 의해 센서패드기판과 접착되어 형성된다.
그리고, 탄소가 함침된 고분자 호일로 만들어져 전도성을 갖는다.
또한, 늘리거나 누르면 저항이 변경되는 특징을 갖는다.
본 발명에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 다채널 2D 전극셀부의 크기(일예로 10cm*10cm)에 맞게 1:1로 사각형상의 다채널 2D 전극셀부 접촉부위(135a)가 형성된다.
이로 인해, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부가 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생된다.
넷째, 본 발명에 따른 하단탄성부재(140)에 관해 설명한다.
상기 하단탄성부재(140)는 다채널형 발판균일눌림 센서부 하단에 위치되어, 외부의 누르는 힘에 대해 다채널형 발판균일눌림 센서부의 하단방향에서 완충역할을 한다.
이는 고무(Rubber), 실리콘, 스폰지, 합성플라스틱 중 어느 하나가 선택되어 이루어진다.
사각형상으로 형성되고, 탄성력에 의해 완충역할을 하도록 구성된다.
다섯째, 본 발명에 따른 금속지지형 하부플레이트판(150)에 관해 설명한다.
상기 금속지지형 하부플레이트판(150)은 하단탄성부재 하단에 위치되고, 바닥면과 접촉되어, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재를 지지하는 역할을 한다.
이는 Al합금, SUS, 철재, 합성플라스틱 중 어느 하나가 선택되어 이루어진다.
그리고, 사각형상의 금속플레이트판으로 형성됨으로서, 외압으로부터 각 기기를 보호할 수가 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)에 관해 설명한다.
상기 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)은 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 3.5mm(t)로 체결되도록 지지하면서, 외부의 누르는 힘에 대해 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm~0.7mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 3.5mm의 체결간격을 갖는 "I"형상의 몸체(161)로 형성되고, 몸체의 상단에 이탈방지용 상단스토퍼링(162)이 형성되고, 몸체의 하단에 이탈방지용 하단스토퍼링(163)이 형성되어 구성된다.
그리고, 이탈방지용 상단스토퍼링과 이탈방지용 하단스토퍼링 사이에 금속눌림형 상부플레이트판의 모서리펀치홀, 상부탄성부재의 모서리펀치홀, 다채널형 발판균일눌림 센서부의 모서리펀치홀, 하부탄성부재의 모서리펀치홀, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리펀치홀이 삽입되어 형성된다.
여기서, 이탈방지용 상단스토퍼링과 이탈방지용 하단스토퍼링이 상하로 마주보게 체결함으로서, 체결용이성이 우수하고, 체결간격을 균일하게 유지할 수가 있다.
상기 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)은 3.5mm용 스피드 리벳(160a)이 리벳건(160b)의 압착과 탈거의 힘을 통해 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)으로 형성된다.
즉, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 3.5mm용 스피드 리벳(160a)을 리벳건(160b)에 장착한 후, 이탈방지용 상단스토퍼링과 이탈방지용 하단스토퍼링 사이에 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위에 형성된 스피드 리벳관통홈에 3.5mm용 스피드 리벳이 장착된 리벳건을 정위치시킨 후, 리벳건을 작동시키면, 3.5mm용 스피드 리벳의 하단 길이방향의 삽입핀(160a-1)이 잘라지면서 탈거되고, 3.5mm용 스피드 리벳의 헤드리벳부위 중 압착부위(160a-2)가 압착되어, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위에 삽입되면서, 3.5mm 체결형 갭링의 이탈방지용 하단스토퍼링(160c)으로 형성되고, 3.5mm용 스피드 리벳의 헤드리벳부위 중 상단부위(160a-3)가 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위에 삽입되면서, 3.5mm 스피드 리벳의 이탈방지용 상단스토퍼링(160b)으로 형성된다.
그리고, 이탈방지용 상단스토퍼링과 이탈방지용 하단스토퍼링 사이에 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판의 모서리부위가 삽입되어 전체두께 3.5mm로 형성된다.
상기 외부의 누르는 힘에 대해 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm~0.7mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시키는 것은 이탈방지용 상단스토퍼링과 이탈방지용 하단스토퍼링 사이에 삽입되어 형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 외부의 누르는 힘에 대해 0.4mm이하의 체결간격을 갖게 되면, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉할 경우에, 저항카본부재의 두께가 0.08mm로 감소하기 때문에 저항값이 작아서 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 센싱하기가 어려운 문제점이 발생되고, 0.7mm 이상의 체결간격을 갖게 되면, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉할 경우에, 전체적으로 균일한 압력변화량 센싱이 어려워 정확하고 빠른 속도의 자동문 개폐시그널 생성이 어려운 문제점이 발생되므로, 외부의 누르는 힘에 대해 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm~0.7mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시킨다. 가장 바람직하게는 0.5mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시키는 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)을 통해 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 3.5mm(t)의 체결두께를 갖으면서 형성되는 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
또한, 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)은 3.5mm 이외에도, 사용목적 및 형태에 따라 3.6mm, 5.0mm, 10mm, 20mm 등 다양하게 구성되어, 금속눌림형 상부플레이트판의 두께, 상단탄성부재(120)의 두께, 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)의 두께, 하단탄성부재(140)의 두께, 금속지지형 하부플레이트판(150)의 두께가 3.6mm, 5.0mm, 10mm, 20mm로 형성된 상태에서, 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)에 의해 체결두께 3.6mm, 5.0mm, 10mm, 20mm를 형성하면서 지지할 수 있다.
이처럼, "I"형상의 몸체, 이탈방지용 상단스토퍼링, 이탈방지용 하단스토퍼링이 형성된 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)이 구성됨으로서, 외부의 누르는 힘에 대해, 구성요소 전체가 균일한 체결간격을 갖으면서 눌러지도록 형성시킬 수 있고, 이로 인해 제품신뢰성을 확보할 수 있으며, 무엇보다 균일한 압력 변화량을 센싱시킬 수 있어, 자동문 개폐시그널의 오작동을 기존에 비해 70%이하로 낮출 수가 있다.
본 발명에 따른 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판으로 이루어진 플레이트 압력센싱 발판모듈이 구성됨으로서, 센싱감도를 기존에 비해 1.5배~3배로 높일 수 있고, 정확한 포인트의 센싱정밀성을 제공할 수 있으며, 상부면에 금속눌림형 상부플레이트판이 형성되고, 바닥면에 금속지지형 하부플레이판이 형성됨으로서, 제품보호 및 내구성을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 방수율, 방습율을 70%로 높일 수 있고, 병원, 요양원, 코로나치료센터, 학교, 산업용건물, 보안시설, 가정 등 다양한 산업군에 호환시켜 사용할 수가 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)에 관해 설명한다.
상기 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)은 다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에(병렬) 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출시키는 역할을 한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 8비트 시프트레지스터부(210), 센서감도조절부(220), 자동문 개폐시그널 변환제어부(230), 유무선통신모듈(240)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 8비트 시프트레지스터부(210)에 관해 설명한다.
상기 8비트 시프트레지스터부(210)는 다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 데이터로 입력되면, 래치 저장하고, 센서감도조절부쪽으로 동시에(병렬) 출력시키는 역할을 한다.
이는 74HC595D(3상 출력 랫치를 통한 8비트 시리얼 인&시리얼 아웃 시프트 레지스터), 클럭(CLOCK), 랫치(LATCH), 시리얼 인(SERIAL_IN), 시리얼 아웃(SERIAL_OUT), 3상버퍼부로 구성된다.
즉, 도 13에 도시한 바와 같이, 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)로 입력되면, 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)가 첫번째 레지스터에 입력되고 동기클럭신호(SRCLK)에 따라 다음단의 레지스터로 차례로 시프트(이동)된다.
모든 데이터(8비트)가 스토리지 레지스터(버퍼)로 이동된 상태가 되면, RCLK(래치 클럭) 신호에 의해, 센서감도조절부쪽으로 동시에(병렬) 출력이 된다.
이때, 3상 버퍼부는 OE(아웃 인에이블) 단자로 출력을 할것인지, 홀드 할건인지를 조절한다.
본 발명에 따른 8비트 시프트레지스터부는 다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 데이터로 입력되면, 래치 저장하고, 동시에(병렬) 출력시킨다.
둘째, 본 발명에 따른 센서감도조절부(220)에 관해 설명한다.
상기 센서감도조절부(220)는 8비트 시프트레지스터부로부터 동시에 출력되는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 입력받아 OP앰프로 신호를 증폭하여 감도를 조절시킨 후, 출력전압을 자동문 개폐시그널 변환제어부쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 OP앰프 증폭기로 구성된다.
상기 OP앰프 증폭기는 도 14에 도시한 바 같이, VCC, VEE단자에 각각 -9V, 9V를 인가하고, IN(+)는 GND, IN(-)는 8비트 시프트레지스터부의 시리얼 아웃(SERIAL_OUT)에 연결된다.
그리고, 1K옴~100K옴의 레퍼런스 저항(RF)를 통해 감도(전압이득)를 조절한다.
이러한 과정을 거쳐 감도를 조절한 OP앰프 증폭기에서 나오는 출력전압은 다음의 수학식 1과 같이 연산된다.
Figure 112021091577107-pat00001
여기서, 외부의 누르는 힘의 세기에 따라 Rf(레퍼런스 저항)의 값이 달라지면서 출력전압도 달라진다.
출력전압을 ADC변환을 이용하여 Vout/5*1023을 사용하여 0~4.9V의 전압을 출력할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 자동문 개폐시그널 변환제어부(230)에 관해 설명한다.
상기 자동문 개폐시그널 변환제어부(230)는 센서감도조절부에서 감도조절된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신모듈쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 14에 도시한 바와 같이, OP앰프비교기, 센싱저항 R2, 트랜지스터 Q1,Q2로 구성된다.
상기 OP앰프비교기는 감도조절된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 레퍼런스 저항을 통해 비교하여 출력전압이 5V이내, 출력전류가 2A이내가 되도록 한다.
상기 센싱저항 R2는 OP앰프비교기의 출력부에서 출력되는 출력전압, 출력전류를 센싱하여 트랜지스터 Q1로 인가시킨다.
상기 트랜지스터 Q1은 출력전압이 5V이내이면 턴온시키는 역할을 한다.
상기 트랜지스터 Q2는 출력전류가 2A이내이면 턴온시키는 역할을 한다.
여기서, 트랜지스터 Q1, Q2의 턴온신호에 의해 자동문 개폐시그널이 생성되고, 그 생성된 자동문 개폐시그널은 다이오드 D1을 거쳐 유무선통신모듈로 전달된다.
넷째, 본 발명에 따른 유무선통신모듈(240)에 관해 설명한다.
상기 유무선통신모듈(240)은 근거리의 자동문 제어수단과 유무선통신으로 연결시켜, 자동문 제어수단쪽으로 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널을 송출시키는 역할을 한다.
이는 근거리무선통신모듈로서 지그비통신모듈, 블루투스통신모듈, WiFi통신모듈 중 어느 하나가 선택되어 구성되고, 유선통신모듈로서 BACNET TCP/IP, BACNET MS/TP, Modbus RTU 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 유선통신모듈은 동선 케이블을 연결할수 있는 이더넷모듈, RS-232모듈, RS-485모듈, RS-422모듈, 또는 광케이블을 연결할수 있는 이더넷모듈, RS-232모듈, RS-485모듈, RS-422모듈 중 어느 하나가 선택되어 이루어진다.
또한, 본 발명에서는 IoT기능을 부여하여, 내방 인원 통계, 미퇴실 인원관리, 원격으로 개폐기능, 원거리 모니터링 기능을 추가로 구성할 수 있다.
본 발명에서 설명되는 자동문 제어수단에 자동문용 유무선통신모듈이 포함되어구성되어, 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치와 1:1 양방향데이터통신을 한다.
이처럼, 8비트 시프트레지스터부(210), 센서감도조절부(220), 자동문 개폐시그널 변환제어부(230), 유무선통신모듈(240)로 이루어진 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)은 도 15에 도시한 바와 같이, 집적화를 통해 5cm×5cm×3cm 사이즈 또는 10cm×10cm×4cm사이즈로 슬림하게 형성되어, 다채널압력센싱 플레이트모듈의 모서리 일측에 형성된다.
이하, 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 다채널압력센싱 플레이트모듈(100), 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)이 병원 자동문 일측에 설치된다.
다음으로, 물건을 나르는 사람이 금속눌림형 상부플레이트판에 외부의 누르는 힘을 생성시키면, 금속눌림형 상부플레이트판에서 외부의 누르는 힘을 하단의 상단탄성부재쪽으로 전달시킨다.
이때, 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)은 외부의 누르는 힘에 대해 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm~0.7mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시킨다.
다음으로, 상단탄성부재에서 금속눌림형 상부플레이트판의 하단방향에서 완충역할을 하면서, 전달받은 외부의 누르는 힘을 다채널형 저항카본 압력센서부쪽으로 전달시키고, 하단탄성부재에서 외부의 누르는 힘에 대해 다채널형 발판균일눌림 센서부의 하단방향에서 완충역할을 하며, 금속지지형 하부플레이트판에서 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재를 지지한다.
상기 다채널형 발판균일눌림 센서부에서 상단탄성부재로부터 전달된 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨다.
즉, 외부의 누르는 힘에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 3.5mm 체결형 갭링의 갭상단에 체결형성된 금속눌림형 상부플레이트판이 0.5mm 하단방향으로 눌리게 되고, 이와 동시에 다채널형 발판균일눌림 센서부의 다채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 두께 0.4mm로 눌러지고, 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.1mm로 감소하면서 압력변화량이 발생된다.
이러한 과정이, 3.5mm 체결형 갭링에 의해, 외부의 누르는 힘이 작용하는 다채널 2D 전극셀부 중 또 다른 특정 채널 2D 전극셀부도 마찬가지로, 특정 채널 2D 전극셀부 상단이 상부탄성부재쪽으로 접촉되면서 상부탄성부재의 두께가 0.4mm로 감소되고, 특정 채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 균일하게 0.1mm로 감소하면서 압력변화량이 발생된다.
도 16은 본 발명에 따른 외부의 누르는 힘이 없었을 때의 다채널 2D 전극셀부와 저항카본부재 사이의 상태를 도시한 일실시예도에 관한 것이고, 도 17은 본 발명에 따른 외부의 누르는 힘이 발생되었을 때 다채널 2D 전극셀부 하단이 저항카본부재와 접촉하면서, 저항카본부재의 두께가 0.05mm~0.2mm로 감소하면서 압력변화량이 발생되는 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
다음으로, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈의 8비트 시프트레지스터부는 다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 데이터로 입력되면, 래치 저장하고, 센서감도조절부쪽으로 동시에(병렬) 출력시킨다.
다음으로, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈의 센서감도조절부는 8비트 시프트레지스터부로부터 동시에 출력되는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 입력받아 OP앰프로 신호를 증폭하여 감도를 조절시킨 후, 출력전압을 자동문 개폐시그널 변환제어부쪽으로 전달시킨다.
다음으로, 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈의 자동문 개폐시그널 변환제어부는 센서감도조절부에서 감도조절된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신모듈쪽으로 전달시킨다.
끝으로, 유무선통신모듈에서 근거리의 자동문 제어수단과 유무선통신으로 연결시켜, 자동문 제어수단쪽으로 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널을 송출시킨다.
이때, 자동문 제어수단쪽에서 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널을 자동문을 자동으로 개폐시킨다.
도 18은 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치(1)에 휠체어에 의해 외부의 누르는 힘이 발생되면, 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시켜, 자동문을 자동으로 개폐시키는 것을 도시한 일실시예도에 관한 것이고,
도 19는 본 발명에 따른 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치(1)에 무거운 물건을 들고 있는 사람의 발힘에 의해 외부의 누르는 힘이 발생되면, 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시켜, 자동문을 자동으로 개폐시키는 것을 도시한 일실시예도에 관한 것다.
1 : 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치
100 : 다채널압력센싱 플레이트모듈
110 : 금속눌림형 상부플레이트판
120 : 상단탄성부재
130 : 다채널형 발판균일눌림 센서부
140 : 하단탄성부재
150 : 금속지지형 하부플레이트판
160 : 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)
200 : 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈

Claims (7)

  1. 3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시킨 후, 센싱시킨 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 자동문 제어수단쪽으로 송출시키도록 구성되는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치로 이루어지고,
    상기 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치는
    3.5mm(t) 체결 두께를 갖는 사각형상의 플레이트구조로 형성되어, 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시켜 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈로 전달시키는 다채널압력센싱 플레이트모듈(100)과,
    다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 시리얼데이터로 입력받아 동시에 출력시킨 후, 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신을 통해 자동문 제어수단쪽으로 송출시키는 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)로 구성되는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치에 있어서,
    상기 다채널압력센싱 플레이트모듈(100)은
    사각형상의 금속플레이트판으로 형성되고, 외부의 누르는 힘과 직접 접촉되어, 접촉된 외부의 누르는 힘을 하단의 상단탄성부재쪽으로 전달시키는 금속눌림형 상부플레이트판(110)과,
    금속눌림형 상부플레이트판 하단에 위치되어, 금속눌림형 상부플레이트판의 하단방향에서 완충역할을 하면서, 전달받은 외부의 누르는 힘을 다채널형 저항카본 압력센서부쪽으로 전달시키는 상단탄성부재(120)와,
    상단탄성부재 하단과 하단탄성부재 상단 사이에 위치되어, 상단탄성부재로부터 전달된 외부의 누르는 힘을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 센싱시키는 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)와,
    다채널형 발판균일눌림 센서부 하단에 위치되어, 외부의 누르는 힘에 대해 다채널형 발판균일눌림 센서부의 하단방향에서 완충역할을 하는 하단탄성부재(140)와,
    하단탄성부재 하단에 위치되고, 바닥면과 접촉되어, 금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재를 지지하는 금속지지형 하부플레이트판(150)와,
    금속눌림형 상부플레이트판, 상부탄성부재, 다채널형 발판균일눌림 센서부, 하부탄성부재, 금속지지형 하부플레이트판이 3.5mm(t)로 체결되도록 지지하면서, 외부의 누르는 힘에 대해 금속눌림형 상부플레이트판이 0.4mm~0.7mm의 체결간격 차이를 갖으면서 눌러지도록 형성시키는 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 다채널형 발판균일눌림 센서부(130)는
    사각형상으로 형성되어, 각 기기를 지지하는 센서패드기판(131)과,
    2D의 평면구조를 갖는 사각형상의 전극셀이, 다채널로 형성되고, 외부의누르는 힘에 의해 저항카본부재가 접촉되면서 전달되는 저항값의 변화량에 따라 전류량이 변화되고, 이때의 변화된 전류량을 다채널 발판균일눌림 압력변화량으로 하여 센싱시키는 다채널 2D 전극셀부(132)와,
    센서패드기판상에 형성된 다채널 2D 전극셀과 또 다른 다채널 2D 전극셀 상호간을 연결시키는 전기라인을 형성하여, 일측 전기라인에 전류를 인가시키고, 타측 전기라인에 센싱한 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 제어보드컨넥터단자쪽으로 전달시키는 전기라인패턴(133)과,
    복수개의 전기라인패턴을 하나로 모아서 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈과 연결시키는 접속컨넥터의 역할을 수행하는 제어보드컨넥터단자(134)와,
    센서패드기판 하단에 위치되어, 금속눌림형 상부플레이트판을 통해 눌러진 힘이 상단탄성부재를 지나 전달되면, 눌러진 힘에 의해 자체 두께가 감소하면서 저항값이 선형 감소되는 저항값 변화량을 발생시키는 저항카본부재(135)로 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 3.5mm 체결형 갭링(GAP RING)(160)은
    3.5mm의 체결간격을 갖는 "I"형상의 몸체(161)로 형성되고, 몸체의 상단에 이탈방지용 상단스토퍼링(162)이 형성되고, 몸체의 하단에 이탈방지용 하단스토퍼링(163)이 형성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자동문 개폐시그널용 스마트제어모듈(200)은
    다채널압력센싱 플레이트모듈로부터 센싱된 다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 데이터로 입력되면, 래치 저장하고, 센서감도조절부쪽으로 동시에 출력시키는 8비트 시프트레지스터부(210)와,
    8비트 시프트레지스터부로부터 동시에 출력되는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 입력받아 OP앰프로 신호를 증폭하여 감도를 조절시킨 후, 출력전압을 자동문 개폐시그널 변환제어부쪽으로 전달시키는 센서감도조절부(220)와,
    센서감도조절부에서 감도조절된 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널로 변환시켜 유무선통신모듈쪽으로 전달시키는 자동문 개폐시그널 변환제어부(230)와,
    근거리의 자동문 제어수단과 유무선통신으로 연결시켜, 자동문 제어수단쪽으로 5V이내, 2A이내를 갖는 자동문 개폐시그널을 송출시키는 유무선통신모듈(240)로 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 8비트 시프트레지스터부(210)는
    3상 출력 랫치를 통한 8비트 시리얼 인&시리얼 아웃 시프트 레지스터로 이루어지고, 클럭(CLOCK), 랫치(LATCH), 시리얼 인(SERIAL_IN), 시리얼 아웃(SERIAL_OUT), 3상버퍼부로 구성되어,
    다채널 발판균일눌림 압력변화량이 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)로 입력되면, 시리얼 인(SERIAL_IN)(시리얼 데이터)가 첫번째 레지스터에 입력되고, 동기클럭신호(SRCLK)에 따라 다음단의 레지스터로 차례로 시프트(이동)되며, 모든 데이터(8비트)가 스토리지 레지스터(버퍼)로 이동된 상태가 되면, RCLK(래치 클럭) 신호에 의해, 센서감도조절부쪽으로 동시에 출력이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 다채널 발판균일눌림 압력변화량을 통한 자동문 개폐시그널 송출장치.
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