KR102492375B1 - Chair of sensing pressure - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자는 제1 방향으로 형성되는 제1 전도 영역을 가지는 제1 전극, 제2 방향으로 형성되는 제2 전도 영역을 가지는 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 중간층을 포함하는 감지 시트, 상기 감지 시트 상에 배치되며, 제1 탄성 계수를 가지는 제1 탄성체, 그리고 상기 제1 탄성체 내에 배열되며, 상기 제1 탄성 계수보다 높은 제2 탄성 계수를 가지는 복수의 제2 탄성체를 포함한다.A pressure sensing chair according to an embodiment of the present invention includes a first electrode having a first conductive area formed in a first direction, a second electrode having a second conductive area formed in a second direction, and the first electrode and A sensing sheet including an intermediate layer disposed between the second electrodes, a first elastic body disposed on the sensing sheet and having a first elastic modulus, and a first elastic body disposed within the first elastic body and having a higher elastic modulus than the first elastic modulus. It includes a plurality of second elastic bodies having a modulus of elasticity of 2.
Description
본 발명은 압력 감지 의자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 의자의 좌판에 압력 감지 센서를 내장하는 압력 감지 의자에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure-sensing chair, and more particularly, to a pressure-sensing chair in which a pressure sensor is embedded in a seat of the chair.
최근, 급속한 전자 기술과 정보 통신 기술의 발전으로 헬스 케어(Health Care) 분야가 급속하게 발전하고 있다. 즉, 생체 정보를 이용하여 사람의 몸 상태를 측정할 수 있는 건강 관리 시스템이 요구되고 있으며, 특히, 일상 생활에서 주로 사용하는 의자를 이용하여 생체 정보를 획득하는 기술이 개발되고 있다. Recently, with the rapid development of electronic technology and information and communication technology, the field of health care (Health Care) is rapidly developing. That is, there is a demand for a health management system capable of measuring a person's body condition using biometric information, and in particular, a technology for acquiring biometric information using a chair commonly used in daily life is being developed.
그러나, 생체 정보 획득을 위한 일반적인 의자는 대면적의 측정을 위하여 독립된 다수의 센서가 필요하며, 각 센서를 구동시키기 위한 모듈을 각각 연결하기 위한 공간이 추가로 필요하다. 또한, 센서가 유연성 및 신축성이 없어 복곡면 형태의 의자에 적용하기는 무리가 있다.However, a general chair for biometric information acquisition requires a plurality of independent sensors to measure a large area, and additional space is required to connect modules for driving each sensor. In addition, since the sensor is not flexible and stretchable, it is difficult to apply it to a chair having a convex surface.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 가해진 무게에 따른 압력 및 위치를 감지하는 압력 감지 의자를 제공하는 데 있다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a pressure sensing chair that senses pressure and position according to an applied weight.
본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자는 제1 방향으로 형성되는 제1 전도 영역을 가지는 제1 전극, 제2 방향으로 형성되는 제2 전도 영역을 가지는 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 중간층을 포함하는 감지 시트, 상기 감지 시트 상에 배치되며, 제1 탄성 계수를 가지는 제1 탄성체, 그리고 상기 제1 탄성체 내에 배열되며, 상기 제1 탄성 계수보다 높은 제2 탄성 계수를 가지는 복수의 제2 탄성체를 포함한다.A pressure sensing chair according to an embodiment of the present invention includes a first electrode having a first conductive area formed in a first direction, a second electrode having a second conductive area formed in a second direction, and the first electrode and A sensing sheet including an intermediate layer disposed between the second electrodes, a first elastic body disposed on the sensing sheet and having a first elastic modulus, and a first elastic body disposed within the first elastic body and having a higher elastic modulus than the first elastic modulus. It includes a plurality of second elastic bodies having a modulus of elasticity of 2.
상기 복수의 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체의 상부로부터 상기 감지 시트를 향하는 방향으로 연장될 수 있다.The plurality of second elastic bodies may extend from an upper portion of the first elastic body toward the sensing sheet.
상기 복수의 제2 탄성체는 제1 헤드 유닛, 제2 헤드 유닛, 그리고 상기 제1 헤드 유닛과 상기 제2 헤드 유닛을 연결하는 연장 유닛을 포함할 수 있다.The plurality of second elastic bodies may include a first head unit, a second head unit, and an extension unit connecting the first head unit and the second head unit.
상기 제1 헤드 유닛 및 상기 제2 헤드 유닛은 상기 제1 전도 영역 및 상기 제2 전도 영역이 교차하는 감지 영역에 대응하여 배치될 수 있다.The first head unit and the second head unit may be disposed to correspond to a sensing region where the first conduction region and the second conduction region intersect.
상기 제1 헤드 유닛의 폭 및 상기 제2 헤드 유닛의 폭은 상기 연장 유닛의 폭보다 클 수 있다.A width of the first head unit and a width of the second head unit may be greater than a width of the extension unit.
상기 제1 전도 영역 및 상기 제2 전도 영역은 각각 전도성 섬유로 구성될 수 있다.Each of the first conductive region and the second conductive region may be made of a conductive fiber.
상기 전도성 섬유는 금속 와이어이거나, 표면 상에 금속 막이 피복된 섬유일 수 있다.The conductive fiber may be a metal wire or a fiber coated with a metal film on the surface.
상기 중간층은 섬유 기재, 그리고 상기 섬유 기재 내에 분산된 전도성 복합체를 포함할 수 있다.The intermediate layer may include a fiber substrate and a conductive composite dispersed in the fiber substrate.
상기 감지 시트와 연결되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간의 압저항 또는 정전용량에 따라 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The sensor may further include a control unit connected to the sensing sheet and generating a control signal according to piezoresistance or capacitance between the first electrode and the second electrode.
상기 제어부에 의하여 생성된 신호를 송신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.A communication unit for transmitting a signal generated by the control unit may be further included.
본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 장치는 가해진 무게에 따라 압력을 정밀하게 감지할 수 있으며, 압력 분포를 정확하게 감지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 장치는 대면적화가 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 장치는 내구성 및 감지 성능이 우수하다. The pressure sensing device according to an embodiment of the present invention can accurately detect pressure according to the applied weight and accurately detect pressure distribution. In addition, the pressure sensing device according to the embodiment of the present invention can be large-sized. In addition, the pressure sensing device according to the embodiment of the present invention has excellent durability and sensing performance.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자에 내장된 압력 감지 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서부를 내장하는 좌판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서부를 내장하는 좌판의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 제1 전극의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 제2 전극의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 감지 시트 및 쿠션의 단면도이다. 1 is a side view of a pressure sensitive chair according to one embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a pressure sensing device built into a pressure sensing chair according to one embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a seat board incorporating a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded view of a seat board incorporating a sensor unit according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged view of a first electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged view of a second electrode according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a sensing sheet and a cushion according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as second and first may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a second element may be termed a first element, and similarly, a first element may be termed a second element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 압력 감지 의자에 내장된 압력 감지 장치의 블록도이다.1 is a side view of a pressure-sensing chair according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a pressure-sensing device built into the pressure-sensing chair according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 2를 참조하면, 압력 감지 의자(100)는 좌판(110), 팔걸이(120), 등받이(130), 그리고 다리(140) 등을 포함한다. 좌판(110)에 사람이 착석하면, 압력 감지 의자(100)에 내장된 압력 감지 장치(200)는 착석 여부를 감지하고, 착석에 따른 상대적 압력 분포를 측정할 수 있다. 압력 감지 장치(200)는 측정한 압력 분포에 따라 무게, 앉은 자세 등을 검출할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the
압력 감지 장치(200)는 센서부(210), 제어부(220) 및 통신부(230)를 포함할 수 있다. 센서부(210)는 좌판(110)에 대한 착석 여부 및 착석에 따른 상대적 압력 분포 등을 감지할 수 있다. 센서부(210)는 좌판(110)에 내장되도록 구현될 수 있다. 제어부(220)는 센서부(210)와 연결되며, 센서부(210)에 의하여 감지된 신호를 처리한다. 한 예로, 제어부(220)는 센서부(210)에 의하여 감지된 신호를 처리한 결과를 이용하여 장치의 온오프를 제어할 수 있다. 다른 예로, 제어부(220)는 센서부(210)에 의하여 감지된 신호를 처리한 결과를 이용하여 자세 교정을 위한 알람 신호 등을 생성할 수도 있다. 그리고, 통신부(230)는 제어부(220)에 의하여 처리된 신호를 외부 장치로 송신한다. 제어부(220) 및 통신부(230)는 팔걸이(120), 등받이(130), 다리(140) 등에 내장될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 센서부를 내장하는 좌판의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 센서부를 내장하는 좌판의 분해도이다. 3 is a cross-sectional view of a seat board having a built-in sensor unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exploded view of a seat board having a built-in sensor unit according to an embodiment of the present invention.
도 3 내지 4를 참조하면, 좌판(110)은 감지 시트(300) 및 감지 시트(300) 상에 배치되는 쿠션(310)을 포함한다. 여기서, 감지 시트(300)는 도 2의 센서부(210)에 대응할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4 , the
감지 시트(300)는 제1 전극(302), 제2 전극(304), 그리고 제1 전극(302) 및 제2 전극(304) 사이에 배치되는 중간층(306)을 포함한다. 도시되지 않았으나, 감지 시트(300)는 커버에 의하여 감싸질 수 있다. The
이때, 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)은 각각 전도성 섬유를 포함하는 직물로 이루어질 수 있다. 그리고, 제1 전극(302)은 제1 방향으로 형성된 제1 전도 영역(302-1)을 포함하고, 제2 전극(304)은 제1 방향과 다른 방향인 제2 방향으로 형성된 제2 전도 영역(304-1)을 포함할 수 있다. In this case, each of the
그리고, 중간층(306)은 탄성이고, 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)보다 저항이 클 수 있다. 이때, 중간층(306)도 섬유 기재를 포함할 수 있다.Also, the
이와 같이, 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)이 직물이고, 중간층(306)이 섬유 기재를 포함하는 경우, 감지 시트(300)가 유연하여 파손의 위험이 적으며, 구부리는 반경에 제약이 없어, 복곡면을 구현할 수 있다. 이에 따라, 생활 기기 또는 웨어러블 기기 등에 다양하게 적용될 수 있다. In this way, when the
또한, 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)이 서로 다른 방향으로 형성된 전도 영역을 포함하는 경우, 제1 전도 영역(302-1)과 제2 전도 영역(304-1) 간의 중첩 지점에 따른 좌표 인식이 가능하므로, 가압 위치를 정확하게 감지할 수 있다. 이에 따라, 하나의 감지 시트(300) 내에 복수의 센서 노드가 포함될 수 있으며, 대면적 스캐닝이 가능하다.Also, when the
또한, 중간층(306)이 탄성인 경우, 가압 지점에서 중간층(306)의 두께가 줄어들게 된다. 중간층(306)의 저항이 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)의 저항보다 큰 경우, 예를 들어 중간층(306)의 저항이 제1 전극(302) 및 제2 전극(304)의 저항의 10배 이상, 바람직하게는 100배 이상, 더욱 바람직하게는 1000배 이상인 경우, 정상 상태에서는 중간층(306)이 절연 기능을 한다. 다만, 감지 시트(300) 상에 압력이 가해진 경우, 중간층(306)의 두께는 줄어들게 되어, 저항 또는 유전율이 변화하며, 이에 따라, 압저항 또는 정전용량을 용이하고 신뢰성있게 감지할 수 있다.In addition, when the
보다 구체적으로, 도 5 내지 6을 참조하면, 제1 전극(302)의 제1 전도 영역(302) 및 제2 전극(304)의 제2 전도 영역(304-1)은 각각 전도성 섬유로 구성되며, 제1 전극(302)의 제1 비전도 영역(302-2) 및 제2 전극(304)의 제2 비전도 영역(304-2)은 각각 일반 섬유로 구성될 수 있다. 또는, 제1 전극(302)의 제1 전도 영역(302-1) 및 제2 전극(304)의 제2 전도 영역(304-1)은 각각 일반 섬유와 전도성 섬유가 교차하여 구성될 수도 있다. More specifically, referring to FIGS. 5 and 6 , the first
이때, 제1 전도 영역(302-1) 및 제2 전도 영역(304-1)에 포함되는 전도성 섬유는 금속 와이어, 표면 상에 금속 막이 피복된 일반 섬유, 또는 금속 입자가 분산된 일반 섬유일 수 있다. At this time, the conductive fiber included in the first conductive region 302-1 and the second conductive region 304-1 may be a metal wire, a normal fiber coated with a metal film on the surface, or a normal fiber in which metal particles are dispersed. there is.
이때, 금속 와이어는 Cu, Ni, 또는 스테인레스 합금일 수 있다. 스테인레스 합금은, 예를 들면 마르텐사이트계 스테인레스 합금, 페라이트계 스테인레스 합금, 오스테나이트계 스테인레스 합금, 2상계 스테인레스 합금, 석출경화계 스테인레스 합금 등일 수 있다. 금속 와이어가 스테인레스 합금인 경우, 감지 시트(300)의 내부식성을 높일 수 있다.In this case, the metal wire may be Cu, Ni, or a stainless alloy. The stainless alloy may be, for example, a martensitic stainless alloy, a ferritic stainless alloy, an austenitic stainless alloy, a two-phase stainless alloy, or a precipitation hardening stainless alloy. When the metal wire is a stainless alloy, corrosion resistance of the
제1 전극(302) 및 제2 전극(304)에 포함되는 전도성 섬유가 표면 상에 금속 막이 피복된 일반 섬유인 경우, 금속 막은 금속 입자가 도금 방식 또는 증착 방식으로 일반 섬유의 표면 상에 피복되는 방법에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 금속 입자는 Cu, Ni, 또는 스테인레스 합금일 수 있으며, 금속 막의 두께는 1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 금속 막의 두께가 1㎛ 미만이면 전도율이 낮으므로 신호 전송 시에 손실을 유발할 수 있으며, 금속 막의 두께가 50㎛ 를 초과하면 섬유의 표면에서 금속 막이 쉽게 이탈될 수 있다.When the conductive fibers included in the
한편, 중간층(306)은 섬유 기재 및 전도성 복합체를 포함한다. 여기서, 섬유 기재는 섬유로 ?Q여진 직물뿐만 아니라, 발포폼, 부직포, 나노웹 등의 랜덤한 섬유 배열을 의미할 수 있다. 이때, 섬유 기재에 포함되는 섬유는 폴리우레탄, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에스터로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 포함하는 합성섬유 또는 천연 섬유일 수 있으며, 섬유 기재의 두께는 1mm이상일 수 있다. 이에 따라, 중간층(306)에는 미세 기공이 존재하며, 탄성이 있다. 섬유 기재의 두께가 1mm 미만인 경우, 정상 상태, 예를 들어 외력이 가해지지 않은 상태에서 절연 기능을 유지하기 어려울 수 있으며, 외력이 가해진 경우 두께의 변화량이 작으므로 저항 또는 유전율의 변화량이 작을 수 있다. 이에 따라, 압력 감지 효율이 낮아질 수 있다. Meanwhile, the
한편, 중간층(306)에 포함되는 전도성 복합체는 섬유 기재를 이루는 섬유의 표면 상에 피복되거나, 섬유 기재 내에 분산될 수 있다. Meanwhile, the conductive composite included in the
이에 따라, 중간층(306)은 정상 상태에서 저항이 1kΩ이상으로 절연 특성을 가지나, 중간층(306)의 주변에 물리적인 변화가 발생한 경우, 예를 들어 중간층(306) 상에 외력이 가해진 경우, 중간층(306)의 두께가 0.001 배 내지 0.5배로 줄어들거나, 저항이 100Ω 이상 변화하거나, 정전용량이 10pF 이상 변화하게 된다. 이와 같이, 감지 시트(300)에 물리적인 변화가 가해진 경우, 압저항 또는 정전용량이 변화하게 된다. Accordingly, the
이를 위하여, 전도성 복합체는 전도성 고분자 및 전도성 분말을 포함할 수 있다. 전도성 복합체는 섬유 기재의 1 내지 10wt%로 포함될 수 있다. 전도성 복합체가 섬유 기재의 10wt%를 초과하여 포함되면, 섬유 자체의 물성 저하로 인하여 직물 가공이 어려워질 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리아닐린(polyaniline) 또는 폴리피롤(polypyrrole)을 포함할 수 있다. 그리고, 전도성 분말은 Au, Ag, Cu, Ni, CNT(Carbon Nano Tube), 그래핀 및 세라믹 필러로 이루어진 그룹에서 선택된 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 전도성 분말은 전도성 복합체의 0.1wt% 내지 10wt%로 포함될 수 있다. 전도성 분말이 전도성 복합체의 0.1wt% 미만으로 포함되면 전도율이 낮아 성능 구현이 어려우며, 10wt%를 초과하여 포함되면 인장 강도 등 섬유의 물성이 낮아지므로, 직물 구현에 한계가 있다. 전도성 분말이 세라믹 필러를 포함하는 경우, 유전율이 높아지므로, 정전용량의 변화를 용이하게 감지할 수 있다. 여기서, 세라믹 필러는, 예를 들어 100㎛ 이하의 직경을 가지는 마이크로 카본 코일 바륨티타네이트일 수 있다.To this end, the conductive composite may include a conductive polymer and conductive powder. The conductive composite may be included in 1 to 10 wt% of the fiber substrate. When the conductive composite is included in an amount exceeding 10wt% of the fiber substrate, fabric processing may be difficult due to deterioration of physical properties of the fiber itself. In this case, the conductive polymer may include polyaniline or polypyrrole. Also, the conductive powder may include one selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Ni, CNT (Carbon Nano Tube), graphene, and a ceramic filler. Here, the conductive powder may be included in 0.1wt% to 10wt% of the conductive composite. If the conductive powder is included in less than 0.1 wt% of the conductive composite, performance is difficult to implement due to low conductivity, and if it is included in more than 10 wt%, physical properties of the fiber such as tensile strength are lowered, so there is a limit to fabric implementation. When the conductive powder includes the ceramic filler, since the permittivity is high, a change in capacitance can be easily detected. Here, the ceramic filler may be, for example, micro carbon coil barium titanate having a diameter of 100 μm or less.
이때, 전도성 분말의 직경은 10nm 내지 500㎛일 수 있고, 구형, 침상형 또는 판상형일 수 있다. 전도성 분말의 직경이 10nm 미만이면 전도성 고분자 내 분산이 어려우며 입자간 계면 저항이 높아 섬유 전체의 저항이 낮아지게 된다. 그리고, 전도성 분말의 직경이 500㎛를 초과하면 섬유의 표면이 매끄럽지 못하여 마찰력이 증가하고, 이로 인하여 직물 가공 중 섬유의 손상을 유발할 수 있다.At this time, the diameter of the conductive powder may be 10 nm to 500 μm, and may be spherical, acicular, or plate-shaped. If the diameter of the conductive powder is less than 10 nm, it is difficult to disperse in the conductive polymer and the interfacial resistance between particles is high, so the resistance of the entire fiber is lowered. In addition, when the diameter of the conductive powder exceeds 500 μm, the surface of the fiber is not smooth, resulting in increased frictional force, which may cause damage to the fiber during fabric processing.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 감지 시트(300)는 쿠션(310) 아래에 배치될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 반복하여 앉았다 일어나더라도 감지 시트(300)가 받는 물리적인 영향이 최소화되므로, 감지 시트(300)의 파손 우려가 낮아지게 되고, 내구성이 높아지게 된다.Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the
다만, 감지 시트(300)가 쿠션(310) 아래에 배치될 경우, 감지 시트(300)의 감지 감도가 낮아질 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 쿠션(310)은 제1 탄성 계수를 가지는 제1 탄성체(312), 그리고 제1 탄성체(312) 내에 배열되며, 제1 탄성 계수보다 높은 제2 탄성 계수를 가지는 복수의 제2 탄성체(314)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 탄성체(312) 및 제2 탄성체(314)는 우레탄, 솜, 폴리우레탄, 발포폼, 고무 재질의 스폰지 등을 포함할 수 있다. 제2 탄성체(314)의 탄성 계수는 제1 탄성체(312)의 탄성 계수의 1.05배 내지 2배일 수 있다. 사용자가 좌판(120)에 앉을 경우, 탄성 계수가 낮은 제1 탄성체(312)에 비하여 탄성 계수가 상대적으로 높은 제2 탄성체(314)가 적게 변형된다. 이에 따라, 제2 탄성체(314)의 무게 전달 성능이 제1 탄성체(312)에 비하여 뛰어나다. However, when the
특히, 도 7을 참조하면, 제2 탄성체(314)가 좌판(120), 즉 제1 탄성체(312)의 상부로부터 감지 시트(300)를 향하는 방향으로 연장되며, 제1 전극(302)의 제1 전도 영역(302-1) 및 제2 전극(304)의 제2 전도 영역(304-1)이 교차하는 감지 영역에 대응하여 배치되는 경우, 좌판(120)의 상부에 가해지는 무게가 감지 시트(300)의 감지 영역으로 직접 전달되므로, 감지 성능이 높아질 수 있다.In particular, referring to FIG. 7 , the second
한편, 제2 탄성체(314)는 제1 헤드 유닛(314-1), 제2 헤드 유닛(314-2) 및 제1 헤드 유닛(314-1)과 제2 헤드 유닛(314-2)을 연결하는 연장 유닛(314-3)을 포함한다. 이때, 제1 헤드 유닛(314-1)은 좌판(120)의 상부에 인접하며, 제2 헤드 유닛(314-2)은 감지 시트(300)에 인접하고, 제1 헤드 유닛(314-1) 및 제2 헤드 유닛(314-2)는 제1 전도 영역(302-1) 및 제2 전도 영역(304-1)이 교차하는 감지 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 이때, 제1 헤드 유닛(314-1)의 폭 및 제2 헤드 유닛(314-2)의 폭(W1)은 연장 유닛(314-3)의 폭(W2)보다 클 수 있다. 이에 따라, 제2 탄성체(314)가 좌판(120)의 상부 및 감지 시트(300)의 감지 영역에 안정적으로 닿을 수 있다.Meanwhile, the second
또한, 제1 헤드 유닛(314-1) 및 제2 헤드 유닛(314-2)은 쿠션(310)의 상부 및 하부를 향하여 각각 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제1 헤드 유닛(314-1) 및 제2 헤드 유닛(314-2)은 0.1mm 내지 30cm이하의 폭, 그리고 0.01mm 내지 5cm이하의 높이로 돌출될 수 있다. 이와 같이, 제1 헤드 유닛(314-1) 및 제2 헤드 유닛(314-2)이 쿠션(310)의 상부 및 하부를 향하여 각각 돌출되는 경우, 쿠션(310)을 가압하는 수단(예, 사용자의 신체) 및 감지 시트(300)의 감지 영역에 더욱 밀접하게 접촉하므로, 무게 감지 성능을 더 높일 수 있다.Also, the first head unit 314 - 1 and the second head unit 314 - 2 may protrude toward the top and bottom of the
한편, 도시되지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지 의자(100)의 좌판(110)은 압전 소자를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 좌판(110)에 앉았다 일어나는 경우, 좌판(110)이 수축되었다 복원된다. 이러한 과정이 반복하여 일어나면, 압력 변화에 따라 전기가 발생할 수 있다. 압전 소자에 의하여 발생한 전기는 다양한 애플리케이션에 적용될 수 있다. Meanwhile, although not shown, the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
300: 감지 시트
302: 제1 전극
304: 제2 전극
306: 중간층
310: 쿠션
312: 제1 탄성체
314: 제2 탄성체300: detection sheet
302: first electrode
304: second electrode
306: middle layer
310: cushion
312: first elastic body
314: second elastic body
Claims (10)
상기 감지 시트 상에 배치되며, 제1 탄성 계수를 가지는 제1 탄성체, 그리고
상기 제1 탄성체 내에 배열되며, 상기 제1 탄성 계수보다 높은 제2 탄성 계수를 가지는 복수의 제2 탄성체
를 포함하고,
상기 복수의 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체의 상부로부터 상기 감지 시트를 향하는 방향으로 연장되며,
상기 복수의 제2 탄성체 각각은 상기 복수의 제1 전도 영역 및 상기 복수의 제2 전도 영역이 교차하는 복수의 감지 영역 각각에 대응하여 배치되고,
상기 복수의 제2 탄성체 각각은 제1 헤드 유닛, 제2 헤드 유닛, 그리고 상기 제1 헤드 유닛과 상기 제2 헤드 유닛을 연결하는 연장 유닛을 포함하고,
상기 제1 헤드 유닛의 폭 및 상기 제2 헤드 유닛의 폭은 상기 연장 유닛의 폭보다 크고,
상기 제1 헤드 유닛은 상기 제1 탄성체의 상부를 향하여 돌출되고,
상기 제2 헤드 유닛은 상기 제2 탄성체의 하부를 향하여 돌출된 압력 감지 의자.A first electrode having a plurality of first conductive regions and a plurality of first non-conductive regions formed in a first direction, a second electrode having a plurality of second conductive regions and a plurality of second non-conductive regions formed in a second direction A sensing sheet comprising an electrode and an intermediate layer disposed between the first electrode and the second electrode;
A first elastic body disposed on the sensing sheet and having a first modulus of elasticity; and
A plurality of second elastic bodies arranged in the first elastic body and having a second elastic modulus higher than the first elastic modulus
including,
The plurality of second elastic bodies extend from an upper portion of the first elastic body toward the sensing sheet,
Each of the plurality of second elastic bodies is disposed corresponding to each of a plurality of sensing regions where the plurality of first conductive regions and the plurality of second conductive regions intersect,
Each of the plurality of second elastic bodies includes a first head unit, a second head unit, and an extension unit connecting the first head unit and the second head unit;
a width of the first head unit and a width of the second head unit are greater than a width of the extension unit;
The first head unit protrudes toward the top of the first elastic body,
The second head unit protrudes toward a lower portion of the second elastic body, and the pressure sensing chair.
상기 복수의 제1 전도 영역 및 상기 복수의 제2 전도 영역은 각각 전도성 섬유로 구성된 압력 감지 의자.According to claim 1,
The plurality of first conductive regions and the plurality of second conductive regions are each composed of conductive fibers.
상기 중간층은 섬유 기재, 그리고 상기 섬유 기재 내에 분산된 전도성 복합체를 포함하는 압력 감지 의자.According to claim 1,
The pressure sensing chair of claim 1 , wherein the intermediate layer includes a fiber substrate and a conductive composite dispersed in the fiber substrate.
상기 감지 시트와 연결되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 간의 압저항 또는 정전용량에 따라 제어 신호를 생성하는 제어부, 그리고
상기 제어부에 의하여 생성된 신호를 송신하는 통신부를 더 포함하는 압력 감지 의자.According to claim 1,
A controller connected to the sensing sheet and generating a control signal according to piezoresistance or capacitance between the first electrode and the second electrode; and
The pressure sensing chair further comprising a communication unit for transmitting the signal generated by the control unit.
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