KR102562756B1 - 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템 - Google Patents

음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 위험을 감지하는 센싱부; 상기 센싱부의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하는 제어부; 상기 제어부의 신호에 의해 음압을 발생시키는 음압발생부; 및 상기 음압발생부와 연결되고, 외부 충격을 흡수하는 충격흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템 {A IMPACT CONTROL SYSTEM WITH NEGATIVE PRESSURE GENERATOR}
본 발명은 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 충격 감지시 음(-)의 프와송 비를 갖는 충격 흡수 구조체에 음압을 발생시켜 충격 흡수 구조체의 충격 흡수 효과를 극대화 시킬 수 있도록 하는 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 프와송 비(Poisson's Ratio)는 재료에 탄성 한도 이내의 길이방향 하중을 가했을 때 길이방향 변형률과 횡방향 변형률의 비율을 나타낸다.
따라서, 양(+)의 프와송 비를 갖는 재료에 길이 방향으로 인장력을 가하면 횡방향으로 수축하게 되고, 반대로 길이방향으로 압축력을 가하면 횡방향으로 늘어나게 된다.
그러나, 양(+)의 프와송 비를 갖는 대부분의 재료의 거동과는 반대로, 음(-)의 프와송 비를 갖는 재료는 길이 방향으로 인장시 횡방향이 늘어나고, 길이방향으로 압축시 횡방향으로 줄어드는 특성을 갖는다.
따라서, 음(-)의 프와송 비를 갖는 구조체들은 상기한 것과 같은 특성으로 인해, 향상된 물성들을 가지는데, 대표적으로는 충격흡수성이 우수하다.
즉, 양(+)의 프와송 비를 가지는 물질에 충격이 가해지는 경우에는 응력이 집중되어 물체에 의해 충격이 거의 그대로 전달되지만, 음(-)의 프와송 비를 가지는 물체에 충격이 가해지면 응력이 분산되어 충격 또한 분산되는 현상이 발생한다.
또한, 이러한 음(-)의 프와송 비를 갖는 물질들은 전술한 특성으로 인해 향상된 전단 모듈러스, 파괴인성, 압전성질(Piezoelectric property), 내압입성(Indentation resistance), 내열충격성, 충격흡수성, 내마모성 및 에너지흡수성 등 다양한 유리한 성질을 갖는 바, 특히, 두 물체가 접촉하여 힘을 받을 경우에 접촉응력을 줄여주며, 물체가 갖는 결함 부위에서의 응력 집중을 감소시키는 등의 장점이 있다.
따라서, 이러한 물질들은 인공장기(人工臟器)재료나 구조 재료, 충격보호가 필요한 의복, 직물, 패드 등에 유용하게 활용될 수 있다.
한편, 일반적인 음(-)의 프와송 비를 갖는 구조체의 경우, 상기한 바와 같이 충격 흡수성 등이 우수하기는 하나, 인장에 의한 변형률이 증가할 경우 충격 흡수성이 저하되는 문제점을 갖고 있다.
따라서, 압축력과 인장력 중 어느 종류의 힘이 가해지는지에 관계없이 우수한 충격흡수 효과를 유지할 수 있으면서도 인장에 의한 변형률이 증가하여도 충격 흡수 능력이 저하되지 않도록 하고, 외부 조건을 변화시켜 음(-)의 프와송 비를 갖는 구조체에 가해지는 충격에 의한 응력의 분산이 용이하고 효율적으로 이루어 질 수 있도록 구성되어 상기 구조체의 충격 흡수 능력을 극대화 시킬 수 있도록 하는 충격 제어 시스템의 개발이 요구되고 있다.
[특허 문헌] KR 10-2149781호 (등록일자 2020년 08월 25일)
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 센싱부의 신호가 기설정된 기준값 이상으로 감지되면 제어부의 제어에 의해 음압발생부가 작동하여 충격흡수부에 음압이 발생하도록 구비하여 낙상사고나 외부 충격시 사용자에게 가해질 충격 흡수를 최대화하여 충격에 따른 사고 위험을 방지할 수 있도록 하는 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 위험을 감지하는 센싱부; 상기 센싱부의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하는 제어부; 상기 제어부의 신호에 의해 음압을 발생시키는 음압발생부; 및 상기 음압발생부와 연결되고, 외부 충격을 흡수하는 충격흡수부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 충격흡수부가 발생된 음압에 의해 외부 충격에 의한 응력의 분산이 증대되는 것을 특징으로 하다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 음압발생부가 고속의 기류를 생성하는 충격장치; 및 일측 단부가 상기 충격장치와 연결되고, 공기의 유로를 형성하는 기류관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 기류관이 일단이 상기 충격장치와 연결되어 고속의 기류가 유동하는 제1관; 및 일단이 상기 제1관 측부 일측과 연통하고, 타단이 상기 충격흡수부와 연결되어 상기 충격흡수부를 석션하는 제2관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 기류관이가용성 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 음압발생부가 상기 충격흡수부를 석션하는 진공장치; 및 상기 충격흡수부와 연결된 진공관;을 포함하고, 상기 진공관은 상기 진공관을 개폐하는 개폐장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 음압발생부가 탄성력을 제공하는 탄성수단; 상기 탄성수단에 연결되어 상기 탄성수단에 의해 회전하는 회전수단; 및 상기 회전수단의 회전에 연동하여 상기 충격흡수부 내부에 음압을 발생시키는 음압실린더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 음압실린더가 실린더하우징; 상기 실린더하우징 내부에 직선운동하는 피스톤; 및 상기 피스톤과 상기 탄성수단을 연결하는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 충격흡수부가 플랙시블한 재질의 튜브; 및 상기 튜브의 내부에 배치되는 채움체;를 포함하고, 상기 채움체는 음(-)의 프와송 비를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 채움체가표면에 다수개의 오목부를 구비하는 단위체로 이루어지는 다공성 재료인 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템은 상기 채움체가 횡방향 둘레를 따라 홈 형상으로 일정 간격으로 이격되도록 다수개로 형성된 주름부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템에 의하면, 음의 프와송 비를 갖는 재질로 구성된 충격흡수부에 음압발생부가 연결되도록 구성됨으로써, 위험 감지시 충격흡수부에 음압이 발생하도록 구성하여 충격흡수부의 충격 흡수 성능 효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 음(-)의 프와송 비를 갖는 재질로 구성된 채움체에 음압을 발생시키도록 구성됨으로써, 음압에 의해 채움체에서 나타나는 응력의 분산이 보다 효율적으로 이루어져 상기 구조체의 충격 흡수 능력을 극대화 시키는 효과가 있다.
또한, 상기 충격흡수부 내부에 배치되는 채움체를 다수개의 오목부를 구비한 단위체로 이루어진 다공성 재료로 구성됨으로써, 압축력과 인장력 중 어느 종류의 힘이 가해지는지에 관계없이 우수한 충격 흡수 효과를 유지할 수 있도록 한다.
또한, 상기 채움체가 다수개의 오목부를 구비한 단위체로 이루어진 다공성 재료로 구성됨으로써, 인장에 의한 변형률이 증가하여도 충격 흡수 능력이 저하되지 않아 충격 흡수 효율성이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 상기 채움체에 다수개의 주름부가 구비됨으로써, 충격흡수부의 변형 형태가 일정하도록 유도하고 충격 흡수 효과를 높여줄 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 내부에 채움체와 채움체를 둘레싼 공기를 수용하도록 튜브가 구비됨으로써, 외부충격이 감지되는 경우 상기 채움체 주변에 음압이 형성될 수 있도록 하여 상기 채움체의 충격 흡수능이 극대화될 수 있도록 하는 효과가 있다.
아울러, 센싱부 및 상기 센싱부의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하는 제어부를 구비함으로써, 낙상사고와 같은 위험 상황을 스스로 감지하고 충격에 대한 대비가 자동으로 구현될 수 있도록 하여 사고에 대한 즉각적이 대피가 수행되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 전반적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
도 4은 본 발명의 제3실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 충격흡수부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 충격흡수부에 외부 충격이 가해졌을 때 충격흡수부에 전달되는 충격력을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 충격흡수부를 구성하는 채움체의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
도 8은 본 발명에 따른 채움체의 또 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 전반적인 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 센싱부(100), 제어부(200), 음압발생부(300) 및 충격흡수부(400)를 포함할 수 있다.
상기 센싱부(100)는 위험을 감지하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 센싱부(100)는 사용자의 몸에 부착되어 예상치 못한 낙상 사고나 조난을 당한 경우 위험을 감지하여 위험에 대한 즉각적인 대응이 이루어질 수 있도록 구비되는 것으로, 착용자의 기울어짐을 감지하는 기울기센서일 수 있다.
따라서, 상기 센싱부(100)는 착용자의 기울어짐에 따른 신체의 회전각을 측정하고, 측정값을 상기 제어부(200)로 전송함으로써, 상기 제어부(200)가 안전 범위 이상의 측정값이 검출되는지를 분석하여 위급상황 여부를 판단하고 도출한 후 상기 음압발생부(300)로 상기 위급 상황 정보를 전송하여 상기 음압발생부(300)에서 음압을 생성하도록 구성된다.
또한, 상기 센싱부(100)는 외력에 의한 충격을 감지하는 충격감지센서일 수 있다.
이때, 상기 센싱부(100)는 측정값을 제어부(200)로 전송함으로써, 상기 제어부(200)가 안전 범위 이상의 측정값이 검출되는지를 분석하여 위급상황여부를 판단하고 도출한 후 상기 음압발생부(300)에 작동 신호를 전송하여 상기 음압발생부(300)가 작동될 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 센싱부(100)는 센서가 충격을 감지하면 디지털 값을 출력하는 센서일 수 있으며, 충격의 민감도를 조절할 수 있는 충격 감도 조정 볼륨을 포함하는 모듈일 수 있다.
또한, 상기 센싱부(100)는 상기 제어부(200)의 아두이노와 연결되어 결과값을 도출할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 센싱부(100)는 도시되지는 않았지만 센서 안에 스프링이 충격을 감지하는 구조로 구성되어 충격여부를 측정하는 진동센서일 수도 있다.
상기 제어부(200)는 상기 센싱부(100)의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 제어부(200)는 상기 센싱부(100)에서 감지된 정보를 분석하여 상기 음압발생부(300)의 작동을 제어하도록 구비되는 것으로, 상기 센싱부(100)에서 감지된 측정값이 기설정된 안전 범위를 넘어서 위급 상황이나 낙상 사고가 예측되는 상황임을 산출하고 산출된 정보에 기인하여 상기 음압발생부(300)에 작동 신호를 전송하도록 구비될 수 있다.
따라서, 상기 제어부(200)는 위급상황을 판단하고 낙상사고와 같은 위급상황시 사용자의 별도의 수동 조작없이도 상기 음압발생부(300)가 작동될 수 있도록 하여 상황에 따른 빠른 대처가 가능하도록 한다.
이로써, 상기 충격 제어 시스템(1)은 별도의 조작기 및 리모콘을 구비하지 않아도 되며 이는 상기 조작기 및 리모콘의 보관 및 분실에 따른 불편함을 해소할 수 있게 된다.
상기 음압발생부(300)는 상기 제어부(200)의 신호에 의해 응압을 발생시키는 장치일 수 있다.
구체적으로, 상기 음압발생부(300)는 상기 충격흡수부(400)와 연결되도록 구성되어 상기 제어부(200)의 작동 신호를 전송받아 상기 충격흡수부(400)에 음압이 생성될 수 있도록 구성되는 것으로, 상기 충격흡수부(400)가 음압에 의해 상기 충격흡수부(400)의 충격 응력의 분산이 더욱 증대될 수 있도록 하여 충격흡수부(400)의 효과를 극대화 시킬 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 음압발생부(300)는 충격흡수부(400)의 후술할 튜브(410)의 일측에 연결되어 상기 튜브(410)를 석션하여 상기 튜브(410) 내부가 음압이 될 수 있도록 한다.
이에, 상기 음압발생부(300)는 음(-)의 프와송 비를 갖는 상기 충격흡수부(400)에 음압이 생성되도록 함으로써, 음압의 환경에 노출된 채움체(420)의 응력 분산이 극대화될 수 있도록 하여 상기 채움체(420)의 충격 흡수능이 증대되도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 음압발생부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 고속의 기류를 생성하는 충격장치(310) 및 상기 충격장치(310)와 연결되고 공기의 유로를 형성하는 기류관(320)을 포함할 수 있다.
상기 충격장치(310)는 상기 기류관(320)과 연결되어 상기 기류관(320) 내에 일정 규모의 자극을 가함으로써 상기 기류관(320) 내부에 고속의 기류가 형성될 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 충격장치(310)는 상기 기류관(320)에 연결되어 상기 기류관(320)에 고속의 기류과 형성될 수 있도록 고압의 압축 공기를 순간적으로 분사하여 배출시키는 장치로써, 상기 기류관(320) 내부의 공기가 고속으로 기류하여 상기 충격흡수부(400) 내부에 음압이 생성될 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 충격장치(310)는 도시되지는 않았지만 상기 기류관(320)에 고압의 압축공기가 분사되는 압축공기노즐(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 충격장치(310)는 상기 기류관(320)에 고압의 압축 공기를 분사시킬 수 있는 공지의 것을 적용실시할 수 있다.
상기 기류관(320)은 제1관(321) 및 상기 제1관(321)의 측부 일측에 연결되는 제2관(322)을 포함할 수 있다.
상기 제1관(321)은 일단이 상기 충격장치(310)와 연결되어 고속의 기류가 유동하도록 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1관(321)은 일단이 상기 충격장치(310)와 연결되고 타단이 개방된 길이방향의 관형상으로, 측부 일측이 상기 제2관(322)과 관통되도록 구성될 수 있다.
따라서, 상기 제1관(321)은 상기 충격장치(310)가 작동되면 작동된 충격장치(310)의 자극에 의해 고속의 기류가 개방된 타단 방향을 이동하도록 생성되고, 이 때, 제2관(322) 내부에서도 기압의 변화에 따른 기류가 생성되게 된다.
또한, 상기 제1관(321)은 최소침습 등을 고려해서 다양한 각도로 회동가능하도록 플랙시블한 가용성 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상기 제1관(321)은 외측면에 절연체로 코팅되어 형성될 수 있으며, 상기 충격장치(310)에 회동가능하게 결합될 수도 있다.
상기 제2관(322)은 일단이 상기 제1관(321) 측부 일측과 연통하고, 타단이 상기 충격흡수부(400)와 연결되어 상기 충격흡수부(400)를 석션하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 제2관(322)은 상기 제1관(321)의 중심부 일측과 연통하는 관형상으로, 상기 충격흡수부(400) 내부를 석션하여 상기 충격흡수부(400)에 음압이 생성될 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 제2관(322)은 상기 충격장치(310)의 자극에 의해 상기 제1관(321)과 함께 고속의 기류가 생성되고 이러한 고속의 기류는 제1관(321) 타단의 개방구로 유동하여 상기 충격흡수부(400) 내부가 음압으로 생성되도록 한다.
또한, 상기 제2관(322)은 최소침습 등을 고려해서 다양한 각도로 회동가능하도록 플랙시블한 가용성 재질로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상기 제2관(322)은 외측면에 절연체로 코팅되어 형성될 수 있으며, 상기 충격흡수부(400)에 회동 가능하게 결합될 수도 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 음압발생부를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 상기 음압발생부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 충격흡수부(400)와 연결된 진공관(340) 및 상기 진공관(340)과 연결된 진공장치(330)로 구성될 수도 있다.
이때, 상기 진공장치(330)는 상기 진공관(340)과 연결되는 연결구에 상기 진공관의 개방 및 차단을 위한 개폐장치(341)를 포함할 수 있으며, 상기 개폐장치(341)는 상기 제어부(200)의 제어에 의해 선택적으로 개방 또는 폐쇄되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 진공관(340)은 일단이 상기 진공장치(330)와 연결되고, 타단이 상기 충격흡부수(400)와 연결되도록 구성되어 상기 개페장치(341)가 개방되면 상기 충격흡수부(400) 내부를 석션하여 상기 충격흡수부(400)에 음압이 생성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 개폐장치(341)는 자동으로 상기 진공관(340)이 개방되고 폐쇄되도록 구비되는 장치로써, 도시된 바와 같이 복수개의 조리개 형태로 동작하면서 유로를 개폐하도록 구성된 조리개형 개폐장치일 수 있다.
이에, 상기 개폐장치(340)는 도시되지는 않았지만 유체가 유동하는 관로에 연결되며 일정 거리 이격되게 설치된 한쌍의 고정링과 상기 한쌍의 고정링 사이에 배치되고 일단부가 각각의 회전축들을 중심으로 반경 방향 내측 및 회측으로 회전하도록 설치되며, 일면에 반경 방향 내측에서 반경 방향 외측으로 연장된 원호형의 가이드홈이 오목하게 형성되어 있는 복수개의 날개를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 개폐장치는 공지의 장치일 수 있으며 이에 상기 개폐장치의 자세한 설명은 생략하도록 한다.
따라서, 상기 제어부(200)는 착용자의 낙상사고나 외부 충격이 감지되는 경우 상기 개폐장치(340)를 개방하도록 상기 진공장치(330)에 신호를 전송하여 상기 개폐장치(341)가 개방되어 상기 진공관(340)으로 상기 충격흡수부(400) 내부 공기가 흡입될 수 있도록 제어함으로써, 상기 충격흡수부(400)에 음압이 발생하도록 한다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 음압발생부를 설명하기로 한다.
도 4은 본 발명의 제3실시예에 따른 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템의 구성도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 음압발생부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 탄성력을 제공하는 정하중 탄성수단(350), 상기 탄성수단(350)에 연결되어 상기 탄성수단(350)에 의해 회전하는 회전수단(360) 및 상기 회전수단(360)의 회전에 연동하여 상기 충격흡수부(400) 내부에 음압을 발생시키는 음압실린더(370) 및 연동어셈블리(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 탄성수단(350)은 일정한 크기의 탄성력을 제공하도록 구비되는 것으로, 일정한 크기의 회전력을 가지므로 점진적으로 감기면서 회전수단(360)을 회전시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 탄성수단(350)은 정하중 탄성수단(350)으로 강철 스트립(미도시)이 권취되는 정도가 커질수록 탄성력이 작아지지 않고 일정한 크기의 탄성력을 제공함으로써, 결과적으로 일정한 음압이 발생되도록 한다.
상기 회전수단(360)은 내부에서 회전축(미도시)을 중심으로 회전하면서 음압실린더(370) 내부의 피스톤(372)을 당기는 역할을 한다.
구체적으로, 상기 회전수단(360)은 상기 정하중 탄성수단(350)의 강철 스트립(미도시)에 의해 회전되고, 그 회전력을 음압실린더(370)의 피스톤(372)에 전달하여 피스톤(372)이 직선이동하면서 음압을 발생시키도록 한다.
또한, 상기 회전수단(360)은 얇은 원판형태일 수 있다.
또한, 상기 회전수단(360)은 도시되지는 않았지만 상기 회전수단(360)의 골격이 소정의 두께를 갖는 회전몸체(미도시)가 형성될 수 있도록 한다.
또한, 상기 회전몸체(미도시)는 상기 탄성수단(350)의 강철 스트립의 끝 부분이 연결되어, 회전몸체(미도시)의 외주면에 강철 스트립(미도시)이 어느 정도 감기거나 반대로 풀릴 수 있도록 구성됨이 바람직할 수 있다.
상기 음압실린더(370)는 상기 회전수단(360)의 회전에 연동하여 상기 충격흡수부(400) 내부에 음압을 발생시키도록 구비된다.
구체적으로, 상기 음압실린더(370)는 실린더하우징(371), 상기 실린더하우징(371) 내부에서 직선운동하는 피스톤(372) 및 상기 피스톤(372)과 상기 탄성수단(350)을 연결하는 연결부(373)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 음압실린더(370)는 일측이 상기 회전수단(360)과 연결되고 타단이 상기 충격흡수부(400)와 연결되도록 구성되어 상기 음압실린더(370)의 음압이 생성될 수 있도록 구성된다.
또한, 음압발생부(300)는 상기 회전수단(360)과 상기 음압실린더(370) 사이에 연동어셈블리(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 연동어셈블리(미도시)는 상기 음압실린더(370)의 피스톤에 연결되어 상기 회전수단(360)의 회전력에 의해 상기 피스톤(372)을 당기면서 음압을 발생시키도록 한다.
구체적으로, 상기 연동어셈블리(미도시)는 와이어(380)를 포함하고, 상기 와이어(380)는 음압실린더(370)의 연결부에 연결되어 상기 연결부(373)를 일정 길이 만큼 당겨질 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 음압실린더(370)는 상기 연동어셈블리(미도시)에 의해 작동하면서 내부에 음압을 발생시키고, 상기 음압실린더(370)는 골격을 형성하는 실린더하우징(371)과, 상기 실린더하우징(371)에 설치되어 직선이동하는 피스톤(372)을 포함하며, 상기 피스톤(372)에는 연결부(373)가 연결되고, 상기 연결부(373)는 앞서 설명한 연동어셈블리(미도시)의 와이어(380)에 연결됨으로써 결과적으로 피스톤(372)이 상기 연동어셈블리(미도시)에 의해 당겨질 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 충격흡수부의 구성을 나타내는 단면도이다.
본 발명에 따른 상기 충격흡수부(400)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 음압발생부(300)와 연결되고, 외부 충격을 흡수하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 충격흡수부(400)는 낙상 사고나 외부 충격으로부터 착용자를 보호하기 위하여 구비되는 것으로, 착용부위에 가해질 외력을 흡수하여 착용자 신체에 작용될 충격을 최대한 저감시켜 착용자를 보호해줄 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 충격흡수부(400)는 튜브(410) 및 채움체(420)를 포함할 수 있다.
상기 튜브(410)는 내부에 폐쇄된 공간을 가지는 부재로서, 유연한 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 튜브(410)는 내부 공간에 공기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 튜브(410)는 도시되지는 않았지만 상기 음압발생부(300)와 연통하는 연결구(미도시)를 포함하여 상기 음압발생부(300)로 내부 공기가 석션되어 튜브 내부가 음압이 될 수 있도록 한다.
또한, 상기 튜브(410)는 내부에 공기 및 채움체(420)를 함께 포함하도록 구성됨으로써 채움체(420)의 충격 흡수능과 수용된 공기의 충격 흡수능을 모두 적용하도록 구성되어 본 발명에 따른 충격흡수부의 충격 흡수능이 더욱 증대될 수 있도록 한다.
또한, 상기 튜브(410)는 상기 채움체(420) 둘레에 공기를 수용할 수 있도록 구성됨으로써, 외부충격이 감지되는 경우 상기 채움체(420) 주변이 음압이 될 수 있도록 하여 상기 채움체의 충격 흡수능이 극대화될 수 있도록 한다.
또한, 상기 튜브(410)는 공기 주입구(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 주입구(미도시)는 충격흡수부(400) 형성시 튜브(410) 내에 공기를 주입할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 상기 충격흡수부(400)를 계속해서 사용하면서 상기 튜브(410) 내에서 조금씩 빠져나간 공기를 다시 채울 수 있도록 하여 튜브(410) 내의 압력이 일정치 이하로 내려가는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 충격흡수부를 구성하는 채움체의 세부적인 구성을 나타내는 일부 확대도이다.
본 발명에 따른 상기 채움체(420)는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 튜브(410)의 내부 공간에 배치되며, 튜브(410)의 내측면에 고정될 수 있다.
또한, 상기 채움체(420)는 음(-)의 프와송 비를 가지는 재료로 이루어져, 길이방향으로 인장되었을 때 횡방향 단면적이 증가하고, 길이방향으로 압축되었을 때 횡방향 단면적이 줄어들도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 채움체(420)는 튜브(410)에 고정되도록 배치되어, 상기 튜브(410)와 함께 거동될 수 있도록 구성된다.
또한, 채움체(420)는 예를 들어, 길이방향 양단부가 튜브(410) 내측면에 고정될 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 충격흡수부(400)는 상기 채움체(420)의 재료적 특성과 튜브(410) 내의 공기에 의해, 음(-)의 프와송 비를 가지는 재료 자체의 충격흡수능보다도 우수한 충격흡수능을 발휘할 수 있다.
또한, 상기 충격흡수부(400)는 상기 제어부(200) 및 음압발생부(300)의 작동에 의해 낙상사고나 외부 충격시 음압이 발생하게 되어 일반적인 음(-)의 프와송 비를 갖는 재료보다도 월등하게 우수한 충격 흡수 능력을 발휘할 수 있도록 구성된다.
도 6은 본 발명에 따른 충격흡수부에 외부 충격이 가해졌을 때 충격흡수부에 전달되는 충격력을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 상기 충격흡수부(400)와 음(-)의 프와송 비를 갖는 공지의 부재 각각에 충격을 가했을 때 전달되는 충격력을 실험한 결과에 관한 그래프가 도시되어 있다.
참고로, 음(-)의 프와송 비를 가지는 부재는 본 발명에 따른 상기 충격흡수부(400)를 구성하는 채움체와 동일하다.
실험은 로드셀 위에 시편을 올리고 시편의 30cm 상부에서 500g의 강구를 낙하시켰을 때, 로드셀에서 측정되는 하중을 측정함으로써 이루어졌다.
이 때, 상기 충격흡수부(400)는 변형률에 관계없이 항상 음(-)의 프와송 비를 가지는 공지의 부재보다 작은 충격력이 전달되는 것을 알 수 있으며, 이는 상기 충격흡수구가 공지의 부재보다도 더욱 우수한 충격흡수능을 발휘하고 있다는 것을 보여주고 있다.
특히, 음(-)의 프와송 비를 가지는 공지의 부재는 인장될수록 충격흡수능이 저하되지만, 본 발명에 의한 충격흡수부(400)는 압축되었을 때 뿐만 아니라 인장되었을 때에도 충격흡수능이 증가하는 것을 볼 수 있다.
이는, 상기 충격흡수부(400)가 인장되면 튜브(410) 내부에 위치한 채움체(420)의 부피가 증가하여 튜브(410) 내에서 양압이 발생하고, 압축되면 채움체(420)의 상대밀도가 증가하기 때문이다.
도 8은 본 발명에 따른 채움체의 또 다른 실시예의 구성을 나타내는 구성도이다.
또한, 상기 채움체(420)는 도 8에 도시된 바와 같이 표면에 다수 개의 오목부(421)를 구비하는 단위체(423)로 이루어지는 다공성 재료일 수 있다.
일반적인 다공성 재료는 표면이 볼록한 형태의 단위체로 이루어지는데, 이러한 일반적인 다공성 재료를 서로 수직한 세 방향에서 압축한 후 유리천이온도 이상에서 일정 시간 처리하면 단위체의 표면이 오목한 다공성 재료를 얻을 수 있다.
표면이 오목한 다공성 재료를 일 방향으로 인장시키면 각 단위체(423)들이 일 방향과 수직한 방향으로도 부풀게 되어, 음(-)의 프와송 비를 가지게 된다.
상기 채움체(420)는 다수 개의 주름부(422)가 형성될 수 있다.
상기 주름부(422)는 각각이 채움체(420)의 횡방향 둘레를 따라 홈 형상으로 형성되며, 상기 채움체(420)의 길이방향으로 이격되어 위치한다.
또한, 상기 주름부(422)는 상기 채움체(420)의 다른 부분보다 더 쉽게 변형되기 때문에, 상기 충격흡수부(400)의 길이방향으로 인장력이나 압축력을 가했을 때 상기 충격흡수부(400)의 길이가 늘어나거나 줄어드는 일정한 변형이 발생하도록 유도할 수 있다.
또한, 상기 주름부(422)는 상기 주름부(422)에 의해 상기 채움체(420)의 표면에 엠보가 형성되어 외부 충격을 보다 효과적으로 흡수해줄 수 있도록 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템에 의하면, 음의 프와송 비를 갖는 재질로 구성된 충격흡수부에 음압발생부가 연결되도록 구성됨으로써, 위험 감지시 충격흡수부에 음압이 발생하도록 구성하여 충격흡수부의 충격 흡수 성능 효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 음(-)의 프와송 비를 갖는 재질로 구성된 채움체에 음압을 발생시키도록 구성됨으로써, 음압에 의해 채움체에서 나타나는 응력의 분산이 보다 효율적으로 이루어져 상기 구조체의 충격 흡수 능력을 극대화 시킬 수 있다.
또한, 상기 충격흡수부 내부에 배치되는 채움체를 다수개의 오목부를 구비한 단위체로 이루어진 다공성 재료로 구성됨으로써, 압축력과 인장력 중 어느 종류의 힘이 가해지는지에 관계없이 우수한 충격 흡수 효과를 유지할 수 있다.
또한, 상기 채움체가 다수개의 오목부를 구비한 단위체로 이루어진 다공성 재료로 구성됨으로써, 인장에 의한 변형률이 증가하여도 충격 흡수 능력이 저하되지 않아 충격 흡수 효율성이 극대화될 수 있다.
또한, 상기 채움체에 다수개의 주름부가 구비됨으로써, 충격흡수부의 변형 형태가 일정하도록 유도하고 충격 흡수 효과를 높여줄 수 있도록 한다.
또한, 내부에 채움체와 채움체를 둘레싼 공기를 수용하도록 튜브가 구비됨으로써, 외부충격이 감지되는 경우 상기 채움체 주변에 음압이 형성될 수 있도록 하여 상기 채움체의 충격 흡수능이 극대화될 수 있도록 한다.
아울러, 센싱부 및 상기 센싱부의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하는 제어부를 구비함으로써, 낙상사고와 같은 위험 상황을 스스로 감지하고 충격에 대한 대비가 자동으로 구현될 수 있도록 한다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1 : 음압발새부를 갖는 충격 제어 시스템
100 : 센싱부 200 : 제어부
300 : 음압발생부 310 : 충격장치
320 : 기류관 321 : 제1관
322 : 제2관 330 : 진공장치
340 : 진공관 341 : 개폐장치
350 : 탄성수단 360 : 회전수단
370 : 음압실린더 371 : 실린더하우징
372 : 피스톤 373 : 연결부
380 : 와이어 400 : 충격흡수부
410 : 튜브 420 : 채움체
421 : 오목부 422 : 주름부
423 : 단위체

Claims (11)

  1. 위험을 감지하는 센싱부;
    상기 센싱부의 신호를 전달받아 적합한 동작을 트리거링하는 제어부;
    상기 제어부의 신호에 의해 음압을 발생시키는 음압발생부; 및
    상기 음압발생부와 연결되고, 외부 충격을 흡수하는 충격흡수부;를 포함하며,
    상기 충격흡수부는,
    플랙시블한 재질의 튜브; 및
    상기 튜브의 내부에 배치되는 채움체;를 포함하고,
    상기 채움체는,
    음(-)의 프와송 비를 갖는 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충격흡수부는,
    발생된 음압에 의해 외부 충격에 의한 응력의 분산이 증대되는 것을 특징으로 하는 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음압발생부는,
    고속의 기류를 생성하는 충격장치; 및
    일측 단부가 상기 충격장치와 연결되고, 공기의 유로를 형성하는 기류관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 기류관은,
    일단이 상기 충격장치와 연결되어 고속의 기류가 유동하는 제1관; 및
    일단이 상기 제1관 측부 일측과 연통하고, 타단이 상기 충격흡수부와 연결되어 상기 충격흡수부를 석션하는 제2관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 기류관은,
    가용성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 음압발생부는,
    상기 충격흡수부를 석션하는 진공장치; 및
    상기 충격흡수부와 연결된 진공관;을 포함하고,
    상기 진공관은,
    상기 진공관을 개폐하는 개폐장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 음압발생부는,
    탄성력을 제공하는 탄성수단;
    상기 탄성수단에 연결되어 상기 탄성수단에 의해 회전하는 회전수단; 및
    상기 회전수단의 회전에 연동하여 상기 충격흡수부 내부에 음압을 발생시키는 음압실린더;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 음압실린더는,
    실린더하우징;
    상기 실린더하우징 내부에 직선운동하는 피스톤; 및
    상기 피스톤과 상기 탄성수단을 연결하는 연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 채움체는,
    표면에 다수개의 오목부를 구비하는 단위체로 이루어지는 다공성 재료인 것을 특징으로 하는 음압발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 채움체는,
    횡방향 둘레를 따라 홈 형상으로 일정 간격으로 이격되도록 다수개로 형성된 주름부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 음압 발생부를 갖는 충격 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102136171B1 (ko) * 2018-10-19 2020-07-21 (주)위드넥 낙상으로 인한 부상 방지용 힙 에어백을 구비한 벨트 장치 및 이에 대한 작동방법
KR102149781B1 (ko) 2020-04-06 2020-09-01 선흥곤 코팅 탄성발포체가 포함되어 충격흡수성이 우수한 충격흡수패드

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100941945B1 (ko) * 2009-07-16 2010-02-11 이화여자대학교 산학협력단 외부 요인에 의하여 제어되는 에어 터널을 구비한 사용자 맞춤형 스마트 웨어 시스템

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