KR20130003483A - Control sensor system - Google Patents

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KR20130003483A
KR20130003483A KR1020110064878A KR20110064878A KR20130003483A KR 20130003483 A KR20130003483 A KR 20130003483A KR 1020110064878 A KR1020110064878 A KR 1020110064878A KR 20110064878 A KR20110064878 A KR 20110064878A KR 20130003483 A KR20130003483 A KR 20130003483A
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윤상호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A control sensor system is provided to effectively and precisely confirm user's operating intension as the force moment of three axes is measured by one or more pressure sensors according to the movement of an upper frame. CONSTITUTION: A control sensor system(10) comprises an upper plate frame, a lower frame(30), one ore more elastic support units(200), and one or more pressure sensor units(100). The elastic support unit is installed between the upper frame and the lower frame. The pressure sensor unit is installed between the upper frame and the lower frame. The elastic support unit is fixed to one surface of the upper end of the lower frame, and attached to one surface of the lower end of the upper frame. The elastic support unit maintains the position of the upper frame from the lower frame, and moves the upper frame according to user operation. The pressure sensor unit measures a force horizontally delivered to the upper part of the upper frame.

Description

제어 센서 시스템{CONTROL SENSOR SYSTEM}Control Sensor System {CONTROL SENSOR SYSTEM}

본 발명은 사용자의 조작 의도에 따라, 시스템을 제어하기 위한 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 압력 센서와 탄성체로 구성되어, 사용자의 조작 의도를 효율적으로 파악할 수 있도록 구성된, 제어 센서 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control system for controlling a system according to a user's operation intention, and more particularly, to a control sensor system, comprising a pressure sensor and an elastic body, configured to efficiently grasp the user's operation intention. It is about.

최근 과학 기술이 성장함에 따라, 많은 산업 분야에서 사용자의 조작 의도를 파악하여, 사용자의 조작 의도에 따라 시스템을 제어하기 위한 기술이 요구되고 있다.With the recent growth in science and technology, technology for controlling the system according to the user's operation intention is required in many industries.

사용자의 조작 의도를 파악하고, 이에 따라 시스템을 제어하기 위해서는, 사용자의 조작을 측정하는 하드웨어가 구비되어야 한다. 사용자의 조작을 측정하는 하드웨어로서 마우스(Mouse)와 조이스틱(Joystick)을 들 수 있다. 그러나, 마우스나 조이스틱을 조작하기 위해서는 사용자가 한 손을 마우스나 조이스틱에 고정하고 이를 사용해야 하므로 불편함이 따른다.In order to grasp the user's operation intention and control the system accordingly, hardware for measuring the user's operation must be provided. As a hardware for measuring a user's operation, a mouse and a joystick are included. However, in order to operate a mouse or a joystick, the user has to fix one hand to the mouse or the joystick and use the same.

한편으로, 전세계는 고령화 사회에 진입하여, 노약자 또는 장애인의 걷기, 앉기, 서기 등의 일상 생활을 지원하고, 이들의 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템이 개발되어 이용되고 있다. 이동 보조 시스템을 사용하는 사용자는 이동 보조 시스템을 원하는 방향 및 속도로 이동시키기 위해, 이동 보조 시스템을 조작하게 된다.On the other hand, the world is entering the aging society, the mobility assistance system for supporting the daily life, such as walking, sitting, standing, and the like of the elderly or disabled, has been developed and used. A user using the mobility assistance system will manipulate the mobility assistance system to move the mobility assistance system in the desired direction and speed.

따라서, 이동 보조 시스템의 경우에도, 사용자가 이동 보조 시스템을 조작하려는 의도, 즉 사용자의 조작 의도를 파악하여야 한다. 또한, 이동 보조 시스템은 사용자의 조작 의도에 순응하여, 시스템이 구동하도록 구성되어야 하는데, 이동 보조 시스템의 특성상, 사용자의 세밀한 조작을 직관적으로 파악할 수 있는 시스템이 필요하게 된다.Therefore, even in the case of the mobility assistance system, the user must grasp the intention to operate the mobility assistance system, that is, the user's intention to operate. In addition, the movement assistance system should be configured to drive the system in compliance with the user's operation intention. Due to the characteristics of the movement assistance system, a system capable of intuitively grasp the detailed operation of the user is required.

이에 따라, 사용자의 조작 의도를 직관적으로 파악하여, 이동 보조 시스템을 효율적으로 제어할 수 있는 제어 시스템이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a control system that can intuitively grasp the user's operation intention and efficiently control the movement assistance system.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 이동 보조 시스템을 효율적으로 제어하기 위해, 사용자의 조작 의도를 직관적으로 파악할 수 있는 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a control system that can intuitively grasp a user's operation intention in order to efficiently control a movement assistance system.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 의한 제어 센서 시스템은 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임, 상판 프레임의 하부에 위치하는 하판 프레임, 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부 및 상판 프레임과 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템에서, 탄성 지지부는 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상판 프레임 하단 일면에 부착되어, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치를 유지시키도록 구성되고, 사용자의 동작에 따른 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성되며, 압력 센서부는 사용자가 상판 프레임의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 사용자가 상판 프레임에 수평방향으로 가한 힘을 측정하도록 구성된다.The control sensor system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an upper plate frame configured to put the user arms, a lower plate frame located under the upper plate frame, one or more provided between the upper plate frame and the lower plate frame In a control sensor system consisting of an elastic support and at least one pressure sensor portion provided between the upper frame and the lower frame, the elastic support is fixed to one upper surface of the lower frame and attached to one lower surface of the upper frame, It is configured to maintain the position, and configured to give the mobility of the upper frame according to the user's operation, the pressure sensor unit the force applied by the user in the vertical direction to the upper plate of the upper frame, and the force applied by the user to the upper frame in the horizontal direction It is configured to measure.

또한, 본 발명의 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임에 수평방향으로 가하는 힘을 측정하는 제1 압력 센서부와, 하판 프레임의 상단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하는 제2 압력 센서부로 구성될 수 있다.In addition, the pressure sensor unit of the present invention is attached to the lower surface of the upper frame, the first pressure sensor unit for measuring the force applied to the upper frame to the horizontal frame, and the upper surface of the lower frame, the user is attached to the upper frame It may be composed of a second pressure sensor unit for measuring the force applied in the vertical direction.

또한, 본 발명의 제1 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 상판 프레임의 이동에 따라 함께 이동하는 가이드 축, 가이드 축의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서 및 하판 프레임의 상단 일면에 고정되어 가이드 축의 이동에 따라 압력 센서에 힘을 가하는 제1 압력 센서 접촉부로 구성될 수 있다.In addition, the first pressure sensor unit of the present invention is attached to the lower surface of the upper frame, the guide shaft to move together with the movement of the upper frame, at least one first pressure sensor attached to at least one end of the guide shaft and the upper of the lower frame It may be configured as a first pressure sensor contact fixed to one surface to apply a force to the pressure sensor in accordance with the movement of the guide shaft.

또한, 본 발명의 제2 압력 센서부는 상판 프레임의 하단 일면과 접촉되고, 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부, 접촉부의 이동성을 부여하고, 제2 압력 센서 접촉부를 구속하며, 하판 프레임의 상단 일면에 고정되도록 구성된 접촉 지지부, 제2 압력 센서 접촉부에 가해진 힘을 측정하는 제2 압력 센서로 구성될 수 있다.In addition, the second pressure sensor portion of the present invention is in contact with the lower surface of the upper frame, the second pressure sensor contact portion configured in the form of a ball (Ball), impart the mobility of the contact portion, restrain the second pressure sensor contact portion, the lower plate frame The contact support is configured to be fixed to the top surface of the second pressure sensor may be composed of a second pressure sensor for measuring the force applied to the contact portion.

또한, 본 발명의 탄성 지지부는 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 탄성 지지부의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임, 상판 프레임의 하단 일면에 고정되고, 탄성 지지부의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임, 하판 고정 프레임과 상판 고정 프레임을 연결하고, 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성된 탄성체로 구성될 수 있다.In addition, the elastic support of the present invention is fixed to the upper surface of the lower frame, the lower plate fixing frame configured to fix the lower end of the elastic support, the upper plate fixed to the lower surface of the upper frame, and configured to fix the top of the elastic support It may be composed of an elastic body configured to connect the frame, the lower plate fixing frame and the upper plate fixing frame, and to impart mobility of the upper plate frame.

또한, 본 발명의 압력 센서부는 측정된 상판 프레임에 가해진 힘을 압력 신호로 변환하도록 구성될 수 있다.In addition, the pressure sensor unit of the present invention may be configured to convert the force applied to the measured top frame into a pressure signal.

또한, 본 발명의 제어 센서 시스템은 압력 센서부의 압력 신호를 분석하여, 상판 프레임에 인가된 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 측정하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함할 수 있다.In addition, the control sensor system of the present invention may further include a control unit configured to analyze the pressure signal of the pressure sensor unit to measure the direction, the intensity of the force / moment of the user applied to the upper frame.

또한, 본 발명의 제어 유닛은 측정된 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 이용하여, 사용자의 조작 의도를 파악하도록 구성될 수 있다.In addition, the control unit of the present invention may be configured to determine the user's operation intention by using the measured direction and intensity of the user's force / moment.

또한, 본 발명의 하나 이상의 압력 센서부는 상판 프레임 또는 하판 프레임의 꼭지점 부분에 각각 위치하도록 구성될 수 있다.In addition, the one or more pressure sensor units of the present invention may be configured to be positioned at the vertex portions of the upper frame or the lower frame, respectively.

또한, 본 발명의 제어 센서 시스템은 상판 프레임과 하판 프레임의 일 측면에 부착되고, 상판 프레임과 하판 프레임을 연결하여, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치를 유지시킴으로써, 제어 센서 시스템의 변형을 방지하도록 구성된 변형 방지부를 더 포함할 수 있다.In addition, the control sensor system of the present invention is attached to one side of the upper frame and the lower frame, connecting the upper frame and the lower frame to maintain the position of the upper frame relative to the lower frame, to prevent deformation of the control sensor system It may further comprise a deformation prevention configured.

상기와 같은 구성을 통하여, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임이 이동하고, 상판 프레임의 이동에 따라 하나 이상의 압력 센서에서 3축의 사용자의 힘/모멘트를 측정하므로, 사용자의 조작 의도를 정확하고 효율적으로 파악할 수 있다.Through the above configuration, the control sensor system according to the present invention because the upper frame is moved by the force / moment of the user, and measuring the force / moment of the user of the three axes in one or more pressure sensors in accordance with the movement of the upper frame, It is possible to grasp the user's operation intention accurately and efficiently.

그리고, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 하나 이상의 압력 센서를 이용하므로, 기구적으로 간단하고, 조립이 간편하다.And, since the control sensor system according to the present invention uses one or more pressure sensors, it is mechanically simple and easy to assemble.

또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 X축 및 Y축 방향의 힘/모멘트를 측정하는 제1 압력 센서부와, Z축 방향(아래 방향)의 힘/모멘트를 측정하는 제2 압력 센서부로 분리되어 구성되므로, 사용자의 조작 의도를 정확하게 파악하는 것이 가능하다.In addition, the control sensor system according to the present invention is separated into a first pressure sensor unit for measuring the force / moment in the X-axis and Y-axis direction, and a second pressure sensor unit for measuring the force / moment in the Z-axis direction (downward direction) It is possible to accurately grasp the operation intention of the user.

또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 사용자의 힘/모멘트에 따라 상판 프레임이 이동하였다가 사용자가 더 이상 힘/모멘트를 가하지 않는 경우에도, 탄성 지지부를 이용하여 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the control sensor system according to the present invention changes the position of the upper frame with respect to the lower frame using the elastic support even when the upper frame is moved according to the user's force / moment, the user no longer applies the force / moment There is an effect that can be minimized.

또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 변형 방지부에 의해 상판 프레임과 하판 프레임을 연결하여, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 이동을 기 지정된 거리로 제한하므로, 하판 프레임에 대한 상판 프레임의 위치 변화를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the control sensor system according to the present invention by connecting the upper frame and the lower frame by the deformation preventing unit, limiting the movement of the upper frame to the lower frame to a predetermined distance, thereby limiting the position change of the upper frame to the lower frame There is an effect that can be minimized.

또한, 본 발명에 따른 제어 센서 시스템은 하나 이상의 탄성 지지부를 사용함으로서 Z축 방향(아래 방향)에 따른 힘/모멘트를 측정하기 위한 예압을 생성할 수 있으므로, 사용자의 조작 의도를 정확하게 파악하는 것이 가능하고, 진동을 저감시켜 사용자의 사용감을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the control sensor system according to the present invention can generate a preload for measuring the force / moment in the Z-axis direction (down direction) by using one or more elastic support, it is possible to accurately grasp the user's intention to operate And, it is effective to improve the user's feeling by reducing vibration.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 압력 센서부, 탄성 지지부의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 우측 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 좌측 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 상판 프레임이 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 제1 압력 센서부의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 변형 방지부의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템이 사용자의 조작 의도를 파악하는 방법에 대한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템의 압력 센서부가 압력을 감지하는 방법을 파악하는 방법에 대한 순서도이다.1 is a perspective view showing a control sensor system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view of the pressure sensor portion, the elastic support of the control sensor system according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of a control sensor system according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of the control sensor system when the upper frame of the control sensor system according to the embodiment of the present invention is moved in the right direction.
5 is a side view of the control sensor system when the upper frame of the control sensor system according to the embodiment of the present invention is moved to the left direction.
6 is a side view of the control sensor system when the upper frame of the control sensor system according to the embodiment of the present invention is moved in the Z-axis direction (downward direction).
7 is a schematic diagram of a first pressure sensor portion of a control sensor system according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic diagram of a deformation preventing part of a control sensor system according to an exemplary embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of determining, by a control sensor system, a user's operation intention according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of determining a method of detecting a pressure by a pressure sensor unit of a control sensor system according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명한다. 이하 설명에서 동일한 구성 요소에는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the following description, the same constituent elements are given the same names and the same symbols for convenience of explanation.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 한다.The terminology used in the present invention was selected as a general term that is widely used at present, but in some cases, the term is arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the term is described in detail in the description of the present invention. The present invention should be understood as meanings other than terms.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view of a control sensor system 10 according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임(20), 상판 프레임(20)의 하부에 위치하는 하판 프레임(30), 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30) 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부(200)와 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30) 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부(100)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the control sensor system 10 of the present invention includes an upper plate frame 20 configured to put an arm on a user, a lower plate frame 30 disposed below the upper plate frame 20, and an upper plate frame. It is composed of one or more elastic support portion 200 provided between the 20 and the lower frame 30 and at least one pressure sensor unit 100 provided between the upper frame 20 and the lower frame 30.

본 발명의 상판 프레임(20)은 도 1에서 보는 바와 같이, 사용자의 팔을 자연스럽게 걸칠 수 있도록 하는 "U"자 형태로 구성될 수 있다. 상판 프레임(20)은 사용자의 힘/모멘트를 입력받는 프레임이며, 하판 프레임(30)은 상판 프레임(20)에 입력되는 사용자의 힘/모멘트를 측정하기 위한 기준 프레임이 된다. 일례로, 사용자는 상판 프레임(20)에 팔을 걸치고 힘/모멘트를 가하여, 상판 프레임(20)을 하판 프레임(30)에 대해, 전후, 좌우, 상하의 6방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은, 상판 프레임(20)의 하판 프레임(30)을 기준으로 하는 6방향의 이동을 통해, 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있다.As shown in FIG. 1, the upper frame 20 of the present invention may be configured in a “U” shape to allow a user's arm to be naturally worn. The upper frame 20 is a frame that receives the user's force / moment, the lower frame 30 is a reference frame for measuring the force / moment of the user input to the upper frame 20. For example, the user may apply the force / moment to the upper frame 20 to move the upper frame 20 with respect to the lower frame 30 in the front, rear, left, and right directions. Therefore, the control sensor system 10 can measure the force / moment of the user through the six directions of movement with respect to the lower frame 30 of the upper frame 20.

본 발명의 하판 프레임(30)은 도 1에서 보는 바와 같이, 압력 센서부(100), 탄성 지지부(200)를 하판 프레임(30) 상단 일면에 고정시키도록 구성된다. 하판 프레임(30)은 상판 프레임(20)과 동일한 형태의 프레임으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the lower plate frame 30 of the present invention is configured to fix the pressure sensor unit 100 and the elastic support unit 200 to one upper surface of the lower plate frame 30. The lower frame 30 may be configured of a frame having the same shape as the upper frame 20.

그리고, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 구조는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 질량 대비 기구 강성을 높이기 위해, 리브(Rib) 구조, 격자 리브 (Rect-Fill) 구조, 벌집 리브(Honey-Fill) 구조 또는 벌집 구멍(Honey-Hole) 구조 등 각종 리브 및 구멍 구조로 구성될 수 있다. 또한, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)은 질량 대비 기구 강성을 높이기 위해, 알루미늄 또는 합성수지로 구성될 수 있다.In addition, the structure of the upper frame 20 and the lower frame 30 is a rib (Rib) structure, lattice rib (Rect-Fill) structure in order to increase the mechanical rigidity of the upper frame 20 and the lower frame 30 against the mass , Honeycomb rib (Honey-Fill) structure or honeycomb hole (Honey-Hole) structure, such as a variety of ribs and holes can be configured. In addition, the upper frame 20 and the lower frame 30 may be made of aluminum or synthetic resin, in order to increase the mechanical rigidity to mass.

그러나, 이는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 무게를 줄이고, 강성을 높이기 위함이며, 본 발명에 의한 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)은 상기에서 언급된 형태가 제외된 형태와 재질로 구성되거나, 다른 형태와 재질을 더 포함하여 구성될 수 있다.However, this is to reduce the weight of the upper frame 20 and the lower frame 30, to increase the rigidity, the upper frame 20 and the lower frame 30 according to the present invention is a form in which the above-mentioned form is excluded And may be composed of a material, or may further comprise other forms and materials.

본 발명의 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되고, 상판 프레임(20) 하단 일면에 부착되어, 하판 프레임(30)에 대한 상판 프레임(20)의 위치를 유지시키도록 구성되고, 사용자의 동작에 따른 상판 프레임(20)의 이동성을 부여하도록 구성된다. 즉, 탄성 지지부(200)는 사용자의 힘/모멘트가 상판 프레임(20)에 가해지지 않을 때는, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)을 고정하고, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 탄성력에 의해 상판 프레임(20)이 이동할 수 있도록 구성되는 것이다.The elastic support 200 of the present invention is fixed to one upper surface of the lower frame 30, is attached to the lower surface of the upper frame 20, so as to maintain the position of the upper frame 20 relative to the lower frame 30 It is configured to give the mobility of the upper frame 20 according to the user's operation. That is, when the force / moment of the user is not applied to the upper frame 20, the elastic support part 200 fixes the upper frame 20 and the lower frame 30, and the user applies the force / moment to the upper frame 20. Applying a moment is configured to move the upper frame 20 by the elastic force.

그리고, 본 발명의 제어 시스템(10)은 하나 이상의 탄성 지지부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 탄성 지지부(200)가 복수로 구성되는 경우, 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30) 상단의 일면에 대칭으로 위치할 수 있으며, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 결속을 강화할 수 있다.In addition, the control system 10 of the present invention may include one or more elastic supports 200. When the elastic support part 200 is configured in plural, the elastic support part 200 may be symmetrically positioned on one surface of the upper end of the lower frame 30, and may strengthen the binding between the upper plate frame 20 and the lower plate frame 30. have.

본 발명의 압력 센서부(100)는 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가해 상판 프레임(20)이 이동하면, 이에 따른 압력을 측정하도록 구성된다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자에 의해 이동한 상판 프레임(20)과 압력 센서부(100)의 구조적인 특징을 통해, 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 사용자의 조작 의도를 파악하는 시스템이다.The pressure sensor unit 100 of the present invention is configured to measure a pressure according to the user when the user applies a force / moment to the upper frame 20 and the upper frame 20 moves. Accordingly, the control sensor system 10 measures the force / moment of the user and identifies the user's operation intention through the structural features of the upper plate frame 20 and the pressure sensor unit 100 moved by the user. System.

그리고, 본 발명의 압력 센서부(100)는 사용자가 상판 프레임(20)에 가하는 힘/모멘트를 3축의 방향으로 측정할 수 있다. 즉, 압력 센서부(100)는 사용자의 힘/모멘트를 지면을 기준으로, X축, Y축, Z축의 3축의 방향의 압력으로 측정하는 것이다. 따라서, 제어 센서 시스템(10)은 측정된 압력을 통해, 사용자의 3축의 힘/모멘트를 측정 및 판단하여, 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있다.In addition, the pressure sensor unit 100 of the present invention may measure the force / moment that the user applies to the upper frame 20 in the direction of three axes. That is, the pressure sensor unit 100 measures the force / moment of the user with the pressure in three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis based on the ground. Accordingly, the control sensor system 10 may measure and determine the force / moment of the three axes of the user through the measured pressure to determine the user's intention of operation.

또한, 압력 센서부(100)는 상판 프레임(20)의 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향(아래 방향)의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 단수로 구성될 수 있다. 또한, 압력 센서부(100)는 상판 프레임(20)의 X축 방향 및 Y축 방향의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 구성된 제1 압력 센서부(110)와 상판 프레임(20)의 Z축 방향(아래 방향)의 이동에 대한 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있도록 구성된 제2 압력 센서부(120)로 분리되어 구성될 수 있다.In addition, the pressure sensor unit 100 may be configured in the singular so as to measure the force / moment of the user for the movement of the X-axis direction, Y-axis direction and Z-axis direction (down direction) of the upper frame 20. In addition, the pressure sensor unit 100 is the first pressure sensor unit 110 and the upper plate frame 20 configured to measure the force / moment of the user for the movement in the X-axis direction and the Y-axis direction of the upper frame 20. The second pressure sensor unit 120 configured to measure the force / moment of the user with respect to the movement in the Z-axis direction (down direction) may be configured to be separated.

또한, 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 2개의 제 1 압력 센서와 7개의 제2 압력 센서부(120)가 탄성 지지부(200)들 사이에 각각 위치하여 구성될 수 있다. 그러나, 이는 제어 센서 시스템(10)이 사용자의 힘/모멘트를 효율적으로 측정하기 위함이며, 본 발명에 의한 압력 센서부(100)의 개수와 위치는 도면에 의해 제한되지 않음을 밝혀둔다.In addition, as shown in the drawings, the control sensor system 10 of the present invention can be configured with two first pressure sensor and seven second pressure sensor unit 120 is located between the elastic support portion 200, respectively. have. However, this is for the control sensor system 10 to efficiently measure the force / moment of the user, it is noted that the number and position of the pressure sensor unit 100 according to the present invention is not limited by the drawings.

즉, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 상판 프레임(20)의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 사용자가 상판 프레임(20)에 수평방향으로 가한 힘/모멘트를 측정하도록 구성된 압력 센서부(100)를 제공한다.That is, the control sensor system 10 is a pressure sensor unit 100 configured to measure the force applied to the upper plate of the upper frame 20 in the vertical direction, and the force / moment applied to the upper frame 20 in the horizontal direction. ).

본 발명의 압력 센서부(100)의 구성과 역할에 대해서는, 도 2를 참조하여 후술한다.The configuration and role of the pressure sensor unit 100 of the present invention will be described later with reference to FIG. 2.

따라서 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 상판 프레임(20)에 가해지는 사용자의 힘/모멘트를 측정 및 판단하여, 사용자의 조작 의도를 파악하도록 구성된 제어 센서 시스템이다.Therefore, the control sensor system 10 of the present invention is a control sensor system configured to determine the user's operation intention by measuring and determining the force / moment of the user applied to the upper frame 20.

일례로, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자가 X축 방향으로 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 이에 따른 압력을 측정한다. 그리고 제어 센서 시스템(10)은 측정된 압력으로 사용자의 X축 방향의 힘/모멘트를 측정한다. 따라서 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 제어하고 있는 시스템을 X축 방향으로 조작하려는 의도를 파악하게 되는 것이다.In one example, the control sensor system 10 measures the pressure according to the user when applying a force / moment to the upper frame 20 in the X-axis direction. And the control sensor system 10 measures the force / moment in the X-axis direction of the user with the measured pressure. Therefore, the control sensor system 10 grasps the intention of manipulating the system controlled by the user in the X-axis direction.

즉, 사용자가 제어 센서 시스템(10)을 사용하면, 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 조작 의도를 파악하고, 이를 제어신호로 처리하여, 사용자가 조작하려는 시스템에 출력하는 방식으로 시스템을 제어할 수 있게 된다. That is, when the user uses the control sensor system 10, the control sensor system 10 may control the system by grasping the user's intention of operation, processing the signal as a control signal, and outputting it to a system to be operated by the user. It becomes possible.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 압력 센서부(100)와 탄성 지지부(200)의 측면도이다.2 is a side view of the pressure sensor unit 100 and the elastic support unit 200 of the control sensor system 10 according to the embodiment of the present invention.

도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 압력 센서부(100)는, 제1 압력 센서부(110)와 제2 압력 센서부(120)로 구성될 수 있다.As shown in the figure, the pressure sensor unit 100 of the present invention may be composed of a first pressure sensor unit 110 and a second pressure sensor unit 120.

본 발명의 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축 방향으로 가하는 힘을 측정하도록 구성된다. The first pressure sensor unit 110 of the present invention is attached to one lower surface of the upper frame 20, and is configured to measure the force applied by the user to the upper frame 20 in the X-axis direction.

구체적으로, 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 상판 프레임(20)의 이동에 따라 함께 이동하는 가이드 축(112), 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서(114)와 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되어, 가이드 축(112)의 이동에 따라 제1 압력 센서(114)에 힘을 가하는 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성될 수 있다.Specifically, the first pressure sensor unit 110 is attached to one side of the lower end of the upper frame 20, one or more of the guide shaft 112, guide shaft 112 to move together in accordance with the movement of the upper frame 20 A first pressure sensor fixed to one or more upper surfaces of the lower plate frame 30 and at least one first pressure sensor 114 attached to an end thereof to apply a force to the first pressure sensor 114 as the guide shaft 112 moves; It may be composed of contacts 116.

본 발명의 가이드 축(112)은 상판 프레임(20) 하단 일면에 부착되고, 가이드 축(112)의 하단과 하판 프레임(30) 상단 사이에는 빈 공간이 형성되도록 구성될 수 있다.The guide shaft 112 of the present invention may be attached to one bottom surface of the upper plate frame 20, and an empty space may be formed between the lower end of the guide shaft 112 and the lower plate frame 30.

일례로, 가이드 축(112)과 하판 프레임(30) 상단 사이에 빈 공간이 없고, 상판 프레임(20)에 수직 방향으로 사용자가 힘을 가한 상태에서 수평 방향으로 힘을 가하는 경우, 하판 프레임(30)과 가이드 축(112)의 마찰에 의해 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 정확히 측정할 수 없다. 또한, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)이 가이드 축(112)에 의해 고정되는 형태가 되어, 상판 프레임(20)에 가해진 힘이 제2 압력 센서부(120)에 모두 가해지지 않게 되므로, 제2 압력 센서부(120)가 Z축 방향(아래 방향)의 힘을 측정하는데 어려움이 있다.For example, when there is no empty space between the guide shaft 112 and the upper end of the lower frame 30, and the user applies a force in the horizontal direction while the user applies a force in the vertical direction to the upper frame 20, the lower frame 30 ) By the friction between the guide shaft 112 and the first pressure sensor unit 110 may not accurately measure the force / moment that the user applied to the upper frame 20 in the X-axis, Y-axis direction. In addition, since the upper plate frame 20 and the lower plate frame 30 are fixed by the guide shaft 112, all of the force applied to the upper plate frame 20 is not applied to the second pressure sensor unit 120. , The second pressure sensor unit 120 has difficulty in measuring the force in the Z-axis direction (downward direction).

본 발명의 제1 압력 센서(114)는 가이드 축(112)의 일 단부에 부착되고, 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정할 수 있도록 구성된다. 즉, 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉하여 사용자의 힘/모멘트를 측정하는 것이다. 그리고, 제1 압력 센서(114)는 기계식 압력 센서, 전기식 압력 센서, 반도체식 압력 센서로 구성될 수 있다. 그러나 제1 압력 센서(114)는 필요에 따라 상기에서 언급된 센서가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 종류의 센서를 더 포함하는 형태로 구성될 수 있다.The first pressure sensor 114 of the present invention is attached to one end of the guide shaft 112, the first pressure sensor 114 is configured to measure the pressing force of the first pressure sensor contact 116. That is, the first pressure sensor 114 is in contact with the first pressure sensor contact 116 to measure the force / moment of the user. In addition, the first pressure sensor 114 may be composed of a mechanical pressure sensor, an electric pressure sensor, a semiconductor pressure sensor. However, the first pressure sensor 114 may be configured in a form in which the above-mentioned sensor is excluded as needed, or may further include another type of sensor.

본 발명의 제1 압력 센서 접촉부(116)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성되고, 제1 압력 센서(114)에 힘을 가하기 위해, 제1 압력 센서(114)와 접촉하는 부분의 형태가 반구형으로 구성될 수 있다. 그러나 제1 압력 센서 접촉부(116)는 필요에 따라 상기에서 언급된 형태가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 형태를 더 포함하여 구성될 수 있다. The first pressure sensor contact portion 116 of the present invention is configured to be fixed to one surface of the upper end of the lower frame 30, and to contact the first pressure sensor 114 to apply a force to the first pressure sensor 114. The shape of may be composed of hemispherical shape. However, the first pressure sensor contact portion 116 may be configured to exclude the above-mentioned form, or may further comprise other forms, if necessary.

그리고, 제1 압력 센서 접촉부(116)는 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임(20)이 이동하여, 가이드 축(112)이 함께 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 이동 경로 상에 위치한다. 가이드 축(112)과 제1 압력 센서 접촉부(116)의 위치관계에 대해서는 도 7을 참조 하여 후술한다.The first pressure sensor contact portion 116 is positioned on the movement path of the guide shaft 112 when the upper frame 20 moves by the force / moment of the user and the guide shaft 112 moves together. . The positional relationship between the guide shaft 112 and the first pressure sensor contact portion 116 will be described later with reference to FIG. 7.

이하에서는, 본 발명의 제1 압력 센서부(110)의 구동에 대해 설명한다. Hereinafter, the driving of the first pressure sensor unit 110 of the present invention will be described.

먼저, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 이동시키면, 가이드 축(112)은 상판 프레임(20)과 함께 이동한다. 가이드 축(112)이 이동하면, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉한다. 제1 압력 센서 접촉부(116)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되어 있다. 따라서, 상판 프레임(20)의 이동에 따라, 가이드 축(112)은 하판 프레임(30)에 고정되어 있는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접근하게 된다. 그리고, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉되어 상판 프레임(20)의 이동 방향의 반대 방향으로, 제1 압력 센서 접촉부(116)에 의해 힘이 가해지게 된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정하게 된다. 즉, 제1 압력 센서(114)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다.First, when the user moves the upper frame 20 by applying a force / moment, the guide shaft 112 moves with the upper frame 20. As the guide shaft 112 moves, the first pressure sensor 114 attached to the guide shaft 112 contacts the first pressure sensor contact 116. The first pressure sensor contact portion 116 is fixed to one surface of the upper end of the lower frame 30. Accordingly, as the upper frame 20 moves, the guide shaft 112 approaches the first pressure sensor contact 116 that is fixed to the lower frame 30. In addition, the first pressure sensor 114 attached to the guide shaft 112 is in contact with the first pressure sensor contacting portion 116 to be in a direction opposite to the moving direction of the upper frame 20. Is exerted by the force. The first pressure sensor 114 measures the force pressed by the first pressure sensor contact 116. That is, the first pressure sensor 114 is to be able to measure the force / moment that the user applied to the top frame 20 in the X-axis, Y-axis direction.

본 발명의 제2 압력 센서부(120)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 부착되고, 사용자가 상판 프레임(20)에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하도록 구성될 수 있다. The second pressure sensor unit 120 of the present invention may be attached to one upper surface of the lower frame 30 and configured to measure a force applied by the user in the vertical direction to the upper frame 20.

그리고, 제2 압력 센서부(120)는 상판 프레임(20)의 하단 일면과 접촉되며, 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부(122)와 제2 압력 센서 접촉부(122)의 이동성을 부여하고, 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하며, 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성된 접촉 지지부(124) 및 제2 압력 센서 접촉부(122)에 가해진 힘을 측정하는 제2 압력 센서(미도시)로 구성될 수 있다.In addition, the second pressure sensor unit 120 is in contact with the lower surface of the upper frame 20, and the mobility of the second pressure sensor contact portion 122 and the second pressure sensor contact portion 122 formed in a ball shape. Second pressure for applying and restraining the second pressure sensor contact portion 122 and measuring the force applied to the contact support portion 124 and the second pressure sensor contact portion 122 configured to be fixed to one upper surface of the lower plate frame 30. It may be configured as a sensor (not shown).

본 발명의 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)의 하단 일면과 접촉되는 볼(Ball)형태로 구성될 수 있다. 그리고, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)의 상단에 위치한다. 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 힘/모멘트를 가하면, 상판 프레임(20)에 접촉한 제2 압력 센서 접촉부(122)가, 상판 프레임(20)의 이동 방향으로 함께 이동하여 제2 압력 센서(미도시)에 힘을 가하게 된다.The second pressure sensor contact portion 122 of the present invention may be configured in the form of a ball in contact with one bottom surface of the upper frame 20. In addition, the second pressure sensor contact 122 is positioned at an upper end of the second pressure sensor (not shown). When the user exerts a force / moment on the upper frame 20 in the Z-axis direction (downward direction), the second pressure sensor contact portion 122 in contact with the upper frame 20 is moved together in the moving direction of the upper frame 20. It moves and exerts a force on the second pressure sensor (not shown).

또한, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 볼(Ball)형태로 구성될 수 있으므로, 상판 프레임(20)이 X축, Y축 방향으로 이동하는 경우에도 이와 접촉하고 있는 제 2센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과의 마찰을 최소화할 수 있다. 즉, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 접촉하여 회전운동을 통해 마찰을 최소화하게 되는 것이다. 따라서, 상기와 같은 제2 압력 센서 접촉부(122)의 형태에 의해, 제1 압력 센서부(110)는 상판 프레임(20)의 X축, Y축 방향에 따른 사용자의 힘/모멘트를 정확하고, 세밀하게 측정할 수 있게 되는 것이다.In addition, since the second pressure sensor contact portion 122 may have a ball shape, even when the upper frame 20 moves in the X-axis and Y-axis directions, the second sensor contact portion 122 is in contact with the second pressure sensor contact portion 122. The friction with the upper frame 20 can be minimized. That is, the second pressure sensor contact portion 122 is in contact with the upper frame 20 to minimize the friction through the rotational movement. Therefore, according to the shape of the second pressure sensor contact portion 122 as described above, the first pressure sensor unit 110 accurately measures the force / moment of the user along the X-axis and Y-axis directions of the upper frame 20, It will be possible to measure in detail.

본 발명의 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)의 하단에 위치하고, 접촉 지지부(124)의 내부에 부착되도록 구성된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 누르는 힘을 측정할 수 있도록 구성된다. 즉, 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)에 접촉하여 사용자의 힘/모멘트를 측정하는 것이다. 그리고, 제2 압력 센서(미도시)는 기계식 압력 센서, 전기식 압력 센서, 반도체식 압력 센서로 구성될 수 있다. 그러나 제2 압력 센서는 필요에 따라 상기에서 언급된 센서가 제외된 형태로 구성되거나, 다른 종류의 센서를 더 포함하는 형태로 구성될 수 있다.The second pressure sensor (not shown) of the present invention is positioned at the lower end of the second pressure sensor contact 122 and is configured to be attached to the inside of the contact support 124. The second pressure sensor (not shown) is configured to measure the pressing force of the second pressure sensor contact 122. That is, the second pressure sensor (not shown) is in contact with the second pressure sensor contact portion 122 to measure the force / moment of the user. The second pressure sensor (not shown) may include a mechanical pressure sensor, an electrical pressure sensor, and a semiconductor pressure sensor. However, if necessary, the second pressure sensor may be configured in a form in which the above-mentioned sensor is excluded, or in a form further including other types of sensors.

본 발명의 접촉 지지부(124)는 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하고, 제2 압력 센서 접촉부(122)의 이동성을 부여하고, 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되도록 구성될 수 있다. 접촉 지지부(124)는 볼(Ball)형태로 구성된 제2 압력 센서 접촉부(122)를 구속하여, 상판 프레임(20)의 X축, Y축 방향의 이동에 따라 제2 압력 센서 접촉부(122)가 회전운동을 하도록 한다.The contact support part 124 of the present invention may be configured to restrain the second pressure sensor contact part 122, to impart mobility of the second pressure sensor contact part 122, and to be fixed to one surface of the upper end of the lower plate frame 30. . The contact support part 124 restrains the second pressure sensor contact part 122 formed in the form of a ball, so that the second pressure sensor contact part 122 is moved as the upper frame 20 moves in the X-axis and Y-axis directions. Try to rotate.

이하에서는, 본 발명의 제2 압력 센서부(120)의 구동에 대해 설명한다.Hereinafter, the driving of the second pressure sensor unit 120 of the present invention will be described.

먼저, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 Z축 방향(아래 방향)으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 함께 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한다. 제2 압력 센서 접촉부(122)가 이동하면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)에 접촉하여 힘을 가하게 된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 가하는 힘을 측정한다. 즉, 제2 압력 센서부(120)는 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다. First, when the user applies the force / moment to move the upper frame 20 in the Z-axis direction (downward direction), the second pressure sensor contact portion 122 together with the upper frame 20 in the Z-axis direction (downward direction). Move. When the second pressure sensor contact 122 is moved, the second pressure sensor contact 122 contacts the second pressure sensor (not shown) to apply a force. The second pressure sensor (not shown) measures the force exerted by the second pressure sensor contact 122. That is, the second pressure sensor unit 120 is to be able to measure the force / moment that the user applied to the upper frame 20 in the Z-axis direction (down direction).

그리고, 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 X축 또는 Y축 방향으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)가 회전운동 하게 되어 상판 프레임(20)에 대한 마찰을 최소화한다. 또한, 사용자가 X축, Y축 및 Z축 방향(아래 방향)으로 동시에 상판 프레임(20)에 힘을 가하는 경우에도, 제1 압력 센서부(110)는 X축, Y축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 이와는 별개로 제2 압력 센서부(120)는 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 측정하므로, 압력 센서부(100)는 3축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 모두 측정할 수 있다.When the user moves the upper frame 20 in the X-axis or Y-axis direction by applying a force / moment, the second pressure sensor contact portion 122 rotates to minimize the friction on the upper frame 20. In addition, even when a user applies a force to the upper plate frame 20 simultaneously in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions (downward direction), the first pressure sensor unit 110 may be applied to the X-axis, Y-axis directions. Since the force / moment is measured, and separately from the second pressure sensor unit 120 measures the force / moment of the user applied in the Z-axis direction (downward direction), the pressure sensor unit 100 is applied to the user in the three-axis direction. You can measure both force and moment.

따라서, 상기와 같은 압력 센서부(100)를 통해 3축 방향으로 가한 사용자의 힘/모멘트를 정확하게 측정하여, 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있는 것이다. Therefore, by accurately measuring the force / moment of the user applied in the three-axis direction through the pressure sensor unit 100 as described above, the control sensor system 10 can determine the user's operation intention.

일례로, 압력 센서부(100)는, 사용자가 X축 방향으로 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하면 이에 따른 압력을 측정한다. 그리고 제어 센서 시스템(10)은, 압력 센서부(100)에서 측정된 압력으로 사용자의 X축 방향의 힘/모멘트를 측정한다. 따라서 따라서 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 제어하고 있는 시스템을 X축 방향으로 조작하려는 의도를 파악하게 되는 것이다.In one example, the pressure sensor unit 100, when the user applies a force / moment to the upper frame 20 in the X-axis direction to measure the pressure accordingly. The control sensor system 10 measures the force / moment in the X-axis direction of the user by the pressure measured by the pressure sensor unit 100. Therefore, the control sensor system 10 is to grasp the intention to operate the system that the user is controlling in the X-axis direction.

본 발명의 탄성 지지부(200)는 하판 프레임(30)의 상단 일면에 고정되고, 탄성 지지부(200)의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임(220), 상판 프레임(20)의 하단 일면에 고정되고, 탄성 지지부(200)의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임(210), 하판 고정 프레임(220)과 상판 고정 프레임(210)을 연결하고, 상판 프레임(20)의 이동성을 부여하는 탄성을 갖도록 구성된 탄성체(230)로 구성될 수 있다. 따라서, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 가해지면, 본 발명의 탄성 지지부(200)는 사용자의 힘/모멘트에 따라, 상판 프레임(20)을 이동시킨다.The elastic support 200 of the present invention is fixed to one upper surface of the lower frame 30, the lower plate fixing frame 220, configured to fix the lower end of the elastic support 200, fixed to the lower surface of the upper frame 20 And the upper plate fixing frame 210, the lower plate fixing frame 220, and the upper plate fixing frame 210 configured to fix the upper end of the elastic support part 200, and provide elasticity to impart mobility of the upper plate frame 20. It may be composed of an elastic body 230 configured to have. Therefore, when a force / moment of the user is applied to the upper frame 20, the elastic support 200 of the present invention moves the upper frame 20 according to the force / moment of the user.

본 발명의 하판 고정 프레임(220)은 하판 프레임(30)의 상단 일면에 부착, 고정되어, 탄성체(230), 상판 고정 프레임(210)을 지지하는 프레임으로 구성된다.The lower plate fixing frame 220 of the present invention is attached to and fixed to one upper surface of the lower plate frame 30, and is composed of a frame supporting the elastic body 230 and the upper plate fixing frame 210.

본 발명의 상판 고정 프레임(210)은 상단은 상판 프레임(20)의 하단 일면에 부착되고, 하단은 탄성체(230)의 상단에 연결되는 프레임으로 구성된다. 상판 고정 프레임(210)은 상판 프레임(20)을 통해 전해지는 사용자의 힘/모멘트를 탄성체(230)에 전달하는 역할을 한다. 사용자의 힘/모멘트가 상판 프레임(20)에 가해지면, 상판 고정 프레임(210)은 탄성체(230)와 연동하여, 사용자가 힘/모멘트를 가한 방향으로 이동된다.The upper plate fixing frame 210 of the present invention is attached to one side of the lower end of the upper frame 20, the lower end is composed of a frame connected to the upper end of the elastic body (230). The upper plate fixing frame 210 transmits a force / moment of the user transmitted through the upper plate frame 20 to the elastic body 230. When a force / moment of the user is applied to the upper frame 20, the upper fixing frame 210 is interlocked with the elastic body 230 to move in the direction in which the user applies the force / moment.

본 발명의 탄성체(230)는, 상단은 상판 고정 프레임(210)의 하단 일면에 부착되고, 하단은 하판 고정 프레임(220)의 상단 일면에 부착된다. 탄성체(230)는 일정한 탄성력을 가지도록 구성되어, 사용자의 힘/모멘트에 따라 길이가 변화하게 되고, 탄성력에 의해, 원상태로의 복원이 가능하도록 구성된다.The elastic body 230 of the present invention, the upper end is attached to one bottom surface of the upper plate fixing frame 210, the lower end is attached to one upper surface of the lower plate fixing frame 220. The elastic body 230 is configured to have a constant elastic force, the length is changed in accordance with the force / moment of the user, by the elastic force, it is configured to be restored to the original state.

일례로, 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 힘을 가하면, 탄성체(230)의 길이가 짧아지게 되며, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘을 가하지 않으면, 탄성체(230)는 원래 길이로 복원되는 것이다.For example, when the user applies a force in the Z-axis direction (downward direction) to the upper frame 20, the length of the elastic body 230 is shortened, if the user does not apply a force to the upper frame 20, the elastic body 230 ) Is restored to its original length.

또한, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 힘을 가하면, 탄성체(230)의 길이가 길어지게 되며, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 탄성체(230)의 상단 부분이 사용자가 힘을 가한 방향으로 이동하게 되는 것이다. 다만, 하판 고정 프레임(220)에 부착된 탄성체(230)의 하단 부분은, 고정되어 움직이지 않는다.In addition, when the user applies a force in the X-axis, Y-axis direction to the top frame 20, the length of the elastic body 230 is long, the upper portion of the elastic body 230 attached to the top plate fixing frame 210 is the user Will move in the direction of the force. However, the lower end portion of the elastic body 230 attached to the lower plate fixing frame 220 is fixed and does not move.

따라서, 전술한 탄성 지지부(200)는 상판 프레임(20)과 연결된 탄성체(230)를 포함하여, 상판 프레임(20)에 이동성을 부여하고, 상판 프레임(20)의 이동을 제어하게 되는 것이다. 즉, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 가해지면, 상판 프레임(20)은 탄성 지지부(200)의 탄성력을 통해, 이동 가능하게 되는 것이다. 또한, 탄성 지지부(200)는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 사이에 예압을 생성하여, 사용자가 Z축 방향으로 가한 힘/모멘트를 정확히 측정할 수 있는 조건을 제공한다.Therefore, the above-described elastic support 200 includes an elastic body 230 connected to the upper frame 20, to impart mobility to the upper frame 20, and to control the movement of the upper frame 20. That is, when the user's force / moment is applied to the upper frame 20, the upper frame 20 is movable through the elastic force of the elastic support 200. In addition, the elastic support 200 generates a preload between the upper frame 20 and the lower frame 30, providing a condition that the user can accurately measure the force / moment applied in the Z-axis direction.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.3 is a side view of a control sensor system 10 according to an embodiment of the invention.

압력 센서부(100)는 사용자의 힘/모멘트에 따라, 이동한 상판 프레임(20)에 의해 압력 센서에 가해진 힘을 측정한다. 전술한 바와 같이, 압력 센서부(100)는 제1 압력 센서부(110)와 제2 압력 센서부(100)로 구성된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정함으로써, 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있고, 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 누르는 힘을 측정함으로써, 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있는 것이다.The pressure sensor unit 100 measures the force applied to the pressure sensor by the moved upper frame 20 according to the force / moment of the user. As described above, the pressure sensor unit 100 includes a first pressure sensor unit 110 and a second pressure sensor unit 100. The first pressure sensor 114 measures the force applied by the first pressure sensor contact portion 116 to measure the force / moment applied to the upper frame 20 in the X-axis and Y-axis directions, and the second The pressure sensor (not shown) measures the force applied by the second pressure sensor contact portion 122 to measure the force / moment applied by the user to the upper frame 20 in the Z-axis direction.

따라서, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은, 압력 센서부(100)를 통해, 사용자의 힘/모멘트에 의해 이동한 상판 프레임(20)에 따라 압력 센서에 가해진 힘을 측정하여, 사용자의 조작 의도를 파악하는 시스템이다.Therefore, the control sensor system 10 of the present invention measures the force applied to the pressure sensor according to the top frame 20 moved by the force / moment of the user through the pressure sensor unit 100, and thus the user's operation. It is a system to grasp the intention.

이하에서는, 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가한 경우, 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 이동되는 경우에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a case in which the upper frame 20 of the control sensor system 10 is moved when the user applies a force / moment to the upper frame 20 will be described.

도 4와 도5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 X축 방향으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.4 and 5 are side views of the control sensor system 10 when the upper frame 20 of the control sensor system 10 according to the embodiment of the present invention is moved in the X-axis direction.

도 4는 사용자가 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 힘/모멘트를 가한 경우로, 상판 프레임(20)이 우측 방향으로 이동한 것을 도시한 것이고, 도 5는 사용자가 상판 프레임(20)에 좌측 방향으로 힘/모멘트를 가한 경우로, 상판 프레임(20)이 좌측 방향으로 이동한 것을 도시한 것이다.4 illustrates a case in which the user applies a force / moment in the right direction to the upper frame 20, and shows that the upper frame 20 moves in the right direction, and FIG. 5 shows that the user left the upper frame 20. In the case where a force / moment is applied in the direction, the upper frame 20 is moved in the left direction.

도 4를 기준으로 설명하면, 우선 사용자는 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 힘/모멘트를 가한다. 그리고, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트는 상판 고정 프레임(210)을 통해, 탄성체(230)로 전달된다. 즉, 상판 프레임(20)이 이동함에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 우측 방향으로 이동하고, 탄성체(230)의 길이 및 위치도 변형된다. Referring to FIG. 4, first, the user applies a force / moment to the upper frame 20 in the right direction. The force / moment of the user input to the upper frame 20 is transmitted to the elastic body 230 through the upper fixing frame 210. That is, as the upper plate frame 20 moves, the position of the upper plate fixing frame 210 also moves in the right direction, and the length and position of the elastic body 230 are also deformed.

탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 변하게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 우측 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 우측 방향으로 이동하게 된다.The elastic body 230 is changed in length by the transmitted force / moment of the user, and the upper portion of the elastic body 230 is moved in the right direction. And, according to the length and position deformation of the elastic body 230, the position of the upper plate fixing frame 210 is also moved in the right direction.

마지막으로, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 우측으로 이동하게 되는 것이다. 상판 프레임(20)이 우측으로 이동하면, 가이드 축(112)은 상판 프레임(20)과 함께 우측으로 이동한다. 가이드 축(112)이 이동하면, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉한다. 그리고, 가이드 축(112)에 부착된 제1 압력 센서(114)는, 제1 압력 센서 접촉부(116)에 접촉되어, 좌측 방향으로 제1 압력 센서 접촉부(116)에 의해 힘이 가해지게 된다. 제1 압력 센서(114)는 제1 압력 센서 접촉부(116)가 누르는 힘을 측정하게 된다. 제1 압력 센서(114)는 사용자가 상판 프레임(20)에 우측 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있게 되는 것이다. 즉, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 우측 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정하여, 사용자의 우측 방향으로의 조작 의도를 파악할 수 있다.Lastly, the top frame 20 attached to the top plate fixing frame 210 is moved to the right side according to the force / moment of the user. When the upper frame 20 moves to the right, the guide shaft 112 moves to the right with the upper frame 20. As the guide shaft 112 moves, the first pressure sensor 114 attached to the guide shaft 112 contacts the first pressure sensor contact 116. The first pressure sensor 114 attached to the guide shaft 112 is in contact with the first pressure sensor contact portion 116, and a force is applied by the first pressure sensor contact portion 116 in the left direction. The first pressure sensor 114 measures the force pressed by the first pressure sensor contact 116. The first pressure sensor 114 is to be able to measure the force / moment that the user applied to the upper frame 20 in the right direction. That is, the control sensor system 10 can measure the force / moment applied by the user in the right direction, and can grasp the user's intention to operate in the right direction.

사용자가 상판 프레임(20)에 Y축 방향으로, 힘/모멘트를 가한 경우도, 도 4와 도 5를 유추하여, 동일하게 작용될 수 있음은 자명하다.In the case where the user applies the force / moment to the upper frame 20 in the Y-axis direction, it is obvious that the same function can be obtained by inferring FIGS. 4 and 5.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 상판 프레임(20)이 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한 경우의 제어 센서 시스템(10)의 측면도이다.6 is a side view of the control sensor system 10 when the upper frame 20 of the control sensor system 10 according to the embodiment of the present invention moves in the Z-axis direction (downward direction).

도 6은 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향으로, 힘/모멘트를 가한 경우이다. 따라서, 도 6은 상판 프레임(20)이 Z축 방향 즉, 아래 방향으로 이동된 것을 도시한 것이다.6 illustrates a case in which the user applies a force / moment to the upper frame 20 in the Z-axis direction. Therefore, FIG. 6 illustrates that the upper frame 20 is moved in the Z-axis direction, that is, in the downward direction.

본 발명의 탄성체(230)는 사용자가 상판 프레임(20)에 아래 방향으로 힘/모멘트를 가하게 되면, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 상판 고정 프레임(210)을 통해 전달받는다.When the user applies a force / moment to the upper frame 20 in the downward direction, the elastic body 230 of the present invention receives the force / moment of the user input to the upper frame 20 through the upper plate fixing frame 210. .

탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 줄어들게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 아래 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 아래 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 아래로 이동하게 되는 것이다. 사용자가 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)을 Z축 방향(아래 방향)으로 이동시키면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 상판 프레임(20)과 함께 Z축 방향(아래 방향)으로 이동한다. 제2 압력 센서 접촉부(122)가 이동하면, 제2 압력 센서 접촉부(122)는 제2 압력 센서(미도시)에 접촉하여 힘을 가하게 된다. 제2 압력 센서(미도시)는 제2 압력 센서 접촉부(122)가 가하는 힘을 측정한다. 즉, 제2 압력 센서부(120)는 사용자가 상판 프레임(20)에 Z축 방향(아래 방향)으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있고, 제어 센서 시스템(10)은 측정된 힘/모멘트를 통하여 사용자의 조작 의도를 파악할 수 있다.The elastic body 230 is reduced in length by the force / moment of the user, and the upper portion of the elastic body 230 is moved downward. And, according to the length and position deformation of the elastic body 230, the position of the upper plate fixing frame 210 is also moved in the downward direction. Then, the top frame 20 attached to the top plate fixing frame 210 is to move down according to the force / moment of the user. When the user applies the force / moment to move the upper frame 20 in the Z-axis direction (downward direction), the second pressure sensor contact portion 122 moves in the Z-axis direction (downward direction) together with the upper frame 20. . When the second pressure sensor contact 122 is moved, the second pressure sensor contact 122 contacts the second pressure sensor (not shown) to apply a force. The second pressure sensor (not shown) measures the force exerted by the second pressure sensor contact 122. That is, the second pressure sensor unit 120 may measure the force / moment applied by the user to the upper frame 20 in the Z-axis direction (downward direction), and the control sensor system 10 may measure the measured force / moment. Through this, the user's operation intention can be grasped.

전술한 본 발명의 제어 센서 시스템(10)에 따르면, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를, X축, Y축, Z축 각 방향으로, 독립적으로 측정할 수 있게 된다.According to the control sensor system 10 of the present invention described above, it is possible to independently measure the force / moment of the user input to the upper frame 20 in each of the X-axis, Y-axis, Z-axis direction.

따라서, 사용자가 Z축 방향으로 큰 힘/모멘트를 상판 프레임(20)에 가한다 하더라도, 다른 축(X축, Y축) 방향에 영향을 끼치지 않게 되어, 사용자의 힘/모멘트를 정확하게 측정할 수 있게 된다.Therefore, even if the user applies a large force / moment to the top frame 20 in the Z-axis direction, it does not affect other axis (X-axis, Y-axis) directions, so that the user's force / moment can be accurately measured. It becomes possible.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 제1 압력 센서부(110)의 개략도이다.7 is a schematic diagram of a first pressure sensor unit 110 of a control sensor system 10 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있으며, 이는 하나 이상의 제1 압력 센서부(110)로 구성될 수 있다.The first pressure sensor unit 110 of the present invention can measure the force / moment applied by the user in the X-axis, Y-axis direction, it may be composed of one or more first pressure sensor unit (110).

도면에서 보는 바와 같이, 제1 압력 센서부(110)는 가이드 축(112), 제1 압력 센서(114), 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성될 수 있다.As shown in the figure, the first pressure sensor unit 110 may be composed of a guide shaft 112, the first pressure sensor 114, the first pressure sensor contact portion 116.

먼저, 가이드 축(112)은 정육면체 형태로 구성될 수 있고, 상판 프레임(20)의 하단 일면에 연결될 수 있으며, 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에는 각각 하나 이상의 제1 압력 센서(114)가 부착될 수 있다. 그리고, 제1 압력 센서(114)와 가이드 축(112)이 이루는 일직선 상에 하나 이상의 제1 압력 센서 접촉부(116)가 위치할 수 있다. 즉, 제1 압력 센서 접촉부(116)는, 사용자의 힘/모멘트에 의해 상판 프레임(20)이 이동하여, 가이드 축(112)이 함께 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 이동 경로 상에 위치하는 것이다.First, the guide shaft 112 may be configured in the form of a cube, it may be connected to the lower surface of the upper frame 20, one or more first pressure sensor 114 at each of the one or more ends of the guide shaft 112 Can be attached. In addition, one or more first pressure sensor contacts 116 may be positioned on a straight line formed by the first pressure sensor 114 and the guide shaft 112. That is, the first pressure sensor contact portion 116 is positioned on the movement path of the guide shaft 112 when the upper frame 20 moves by the force / moment of the user and the guide shaft 112 moves together. It is.

또한, 가이드 축(112)은, 상판 프레임(20)의 이동에 따라, X축과 Y축 방향으로 별개로 이동할 수 있고, X축과 Y축 방향을 포함하는 대각선 방향으로 이동할 수도 있다. 가이드 축(112)이 X축과 Y축 방향을 포함하는 대각선 방향으로 이동하는 경우, 가이드 축(112)의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서(114)는 각각 하나 이상의 제1 압력 센서 접촉부(116)와 접촉하게 된다. In addition, the guide shaft 112 may move separately in the X-axis and Y-axis directions as the upper plate frame 20 moves, and may move in a diagonal direction including the X-axis and the Y-axis directions. When the guide shaft 112 moves in a diagonal direction including the X and Y axis directions, the one or more first pressure sensors 114 attached to one or more ends of the guide shaft 112 each have one or more first pressures. In contact with the sensor contact 116.

또한, 제1 압력 센서부(110)가, 하나의 가이드 축(112), 가이드 축(112)의 X축 방향에 부착된 2개의 제1 압력 센서(114), 가이드 축(112)의 Y축 방향에 부착된 2개의 제1 압력 센서(114) 및 4개의 제1 압력 센서(114)의 이동 방향에 위치한 4개의 제1 압력 센서 접촉부(116)로 구성되는 경우, 제1 압력 센서부(110)는 사용자가 상판 프레임(20)에 X축, Y축 방향으로 가한 힘/모멘트를 모두 측정할 수 있다.In addition, the first pressure sensor unit 110 is one guide shaft 112, the Y-axis of the two first pressure sensor 114, the guide shaft 112 attached to the X-axis direction of the guide shaft 112 When composed of two first pressure sensors 114 attached to the direction and four first pressure sensor contacts 116 located in the moving direction of the four first pressure sensors 114, the first pressure sensor part 110. ) Can measure both the force / moment that the user applied to the top frame 20 in the X-axis, Y-axis direction.

따라서 상기의 제1 압력 센서부(110)의 경우, 하나의 제1 압력 센서부(110)를 통해, 사용자가 상판 프레임(20)에 대해 X축, Y축 방향으로 동시에 가한 힘/모멘트를 측정할 수 있는 것이다. 즉, 제어 센서 시스템(10)에 복수의 제1 압력 센서부(110)를 설치할 수도 있으나, 단일의 제1 압력 센서부(110)를 설치하여 사용자의 힘/모멘트를 측정할 수 있다. Therefore, in the case of the first pressure sensor unit 110, through the first pressure sensor unit 110, the force / moment that the user simultaneously applied to the upper frame 20 in the X-axis, Y-axis direction is measured You can do it. That is, although the plurality of first pressure sensor units 110 may be installed in the control sensor system 10, a single first pressure sensor unit 110 may be installed to measure the force / moment of the user.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 변형 방지부(300,400)의 개략도이다.8 is a schematic diagram of the deformation preventing parts 300 and 400 of the control sensor system 10 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 변형 방지부(300,400)는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 일 측면에 부착되고, 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)을 연결한다. 따라서, 변형 방지부(300,400)는 하판 프레임(30)에 대한 상판 프레임(20)의 위치를 유지시킴으로써, 제어 센서 시스템(10)의 변형을 방지하도록 구성된다. 또한, 변형 방지부(300,400)는 제어 센서 시스템(10)의 전방 일면과 후방 일면에 모두 설치 될 수 있다.The deformation preventing parts 300 and 400 of the present invention are attached to one side of the upper plate frame 20 and the lower plate frame 30, and connect the upper plate frame 20 and the lower plate frame 30. Therefore, the deformation preventing parts 300 and 400 are configured to prevent deformation of the control sensor system 10 by maintaining the position of the upper frame 20 with respect to the lower frame 30. In addition, the deformation preventing parts 300 and 400 may be installed on both the front and rear surfaces of the control sensor system 10.

도면에서 보는 바와 같이, 변형 방지부(300,400)는 제어 센서 시스템(10)의 전방 일면에 부착되는 전방 변형 방지부(300)와, 제어 시스템의 후방 일면에 부착되는 후방 변형 방지부(400)를 포함할 수 있다. 사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가하여 상판 프레임(20)이 이동하는 경우, 변형 방지부는 상판 프레임(20)과 하판 프레임(30)의 영구적인 위치 변형을 방지하도록 구성된다. 또한, 변형 방지부는, 제어 센서 시스템(10)이 전방 또는 후방으로 기울어진 경우, 사용자의 힘/모멘트를 가하지 않는 경우에도, 중력에 의해 상판 프레임(20)이 이동할 수 있으므로, 이를 방지한다.As shown in the drawing, the deformation preventing parts 300 and 400 may include a front deformation preventing part 300 attached to one front surface of the control sensor system 10 and a rear deformation preventing part 400 attached to one rear surface of the control system. It may include. When the user applies a force / moment to the upper frame 20 and the upper frame 20 moves, the deformation preventing part is configured to prevent permanent position deformation of the upper frame 20 and the lower frame 30. In addition, when the control sensor system 10 is inclined forward or rearward, the deformation preventing part prevents the upper frame 20 due to gravity, even when no force / moment of the user is applied.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)이 사용자의 조작 의도를 파악하는 방법에 대한 순서도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제어 센서 시스템(10)의 압력 센서부(100)가 압력을 감지하는 방법을 파악하는 방법에 대한 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of determining, by a control sensor system 10, a user's operation intention, according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a pressure sensor unit of the control sensor system 10 according to an embodiment of the present invention. A flowchart of how to determine how 100 detects pressure.

우선, 상판 프레임(20)에 사용자의 힘/모멘트가 입력된다.(S100) 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트는, 상판 고정 프레임(210)을 통해, 탄성체(230)로 전달된다. First, the force / moment of the user is input to the upper frame 20. (S100) The force / moment of the user input to the upper frame 20 is transmitted to the elastic body 230 through the upper plate fixing frame 210. do.

즉, 상판 프레임(20)이 이동함에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 이동하고, 탄성체(230)의 길이 및 위치도 변형된다.(S200) 탄성체(230)는 전달된 사용자의 힘/모멘트에 의해, 길이가 변하게 되고, 탄성체(230)의 상단 부분이 이동하게 된다. 그리고, 탄성체(230)의 길이 및 위치 변형에 따라, 상판 고정 프레임(210)의 위치도 이동하게 된다. 상판 고정 프레임(210)에 부착된 상판 프레임(20)이 사용자의 힘/모멘트에 따라, 이동하게 되는 것이다.(S300)That is, as the upper frame 20 moves, the position of the upper fixing frame 210 also moves, and the length and position of the elastic body 230 are also deformed. (S200) The elastic body 230 is a user's force / By the moment, the length is changed, and the upper end portion of the elastic body 230 is moved. In addition, the position of the upper plate fixing frame 210 also moves according to the length and position deformation of the elastic body 230. The top frame 20 attached to the top plate fixing frame 210 is to be moved according to the force / moment of the user. (S300)

사용자가 상판 프레임(20)에 힘/모멘트를 가해 상판 프레임(20)이 이동되면, 압력 센서부(100)에 의해 상판 프레임(20)에 이동에 따른 압력이 측정된다.(S400) When the user applies a force / moment to the upper frame 20 and the upper frame 20 is moved, the pressure according to the movement to the upper frame 20 is measured by the pressure sensor unit 100 (S400).

또한, 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 있는지에 따라, 압력 센서부(100)에서 압력이 달리 측정된다.(S410) In addition, depending on whether there is a movement in the Z-axis direction of the upper frame 20, the pressure is measured differently in the pressure sensor unit 100 (S410).

먼저 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 있는 경우, 제2 압력 센서부(120)에서 Z축 방향의 압력을 측정한다.(S420) 그리고, 제1 압력 센서부(110)에서 X축, Y축 방향의 압력을 측정한다.(S430) 그리고, 측정된 3축의 압력은 특정한 압력 신호로 처리되어 제어 센서 시스템(10)으로 전달된다.(S440) 한편, 상판 프레임(20)의 Z축 방향의 이동이 없는 경우, 제1 압력 센서부(110)에서 X축, Y축 방향의 압력만을 측정한다.(S430) 그리고, 측정된 압력은 특정한, 압력 신호로 처리되어 제어 센서 시스템(10)으로 전달된다.(S440)First, when there is a movement in the Z-axis direction of the upper plate frame 20, the pressure in the Z-axis direction is measured by the second pressure sensor unit 120 (S420). In addition, the X-axis in the first pressure sensor unit 110 is measured. The pressure in the Y-axis direction is measured (S430). The measured three-axis pressure is processed as a specific pressure signal and transmitted to the control sensor system 10 (S440). Meanwhile, the Z-axis of the upper frame 20 is measured. When there is no movement in the direction, only the pressure in the X-axis and Y-axis directions is measured by the first pressure sensor unit 110 (S430). The measured pressure is processed as a specific pressure signal to control the sensor system 10. It is transmitted to (S440).

관련하여, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 압력 센서부(100)로부터 전달 받은 압력신호를 처리/분석하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 측정 및 판단하고, 사용자의 힘/모멘트를 이용하여 사용자의 조작 의도를 파악하는 제어 유닛(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다. In relation to this, the control sensor system 10 of the present invention processes / analyzes the pressure signal received from the pressure sensor unit 100 to measure and determine the force / moment of the user input to the upper frame 20, and the user It may be configured to include a control unit (not shown) to determine the user's operation intention using the force / moment of.

본 발명의 제어 유닛(미도시)은 압력 센서부(100)에서 측정된 압력을 이용하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 측정하고, 사용자의 조작의도를 파악하는 것이다.(S500)The control unit (not shown) of the present invention measures the force / moment of the user input to the upper frame 20 using the pressure measured by the pressure sensor unit 100, and grasps the user's operation intention. (S500)

일례로, 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)가 위치하는 경우, 제어 유닛(미도시)은 후술하는 [수학식 1]을 이용하여, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트를 계산할 수 있다.For example, when four pressure sensor units 100 respectively positioned on one surface corresponding to each vertex of the upper plate frame 20 are located, the control unit (not shown) uses the following Equation 1 to form the upper plate. The force / moment of the user input in the frame 20 may be calculated.

Figure pat00001
Figure pat00001

전술한 [수학식 1]에서, Fx는 사용자로부터 입력된 X축 방향의 힘, Fy는 사용자로부터 입력된 Y축 방향의 힘, Fz는 사용자로부터 입력된 Z축 방향의 힘, f1x, f2x, f3x 및 f4x는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 X축 방향의 힘, f1y, f2y, f3y 및 f4y는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 Y축 방향의 힘, f1z, f2z, f3z 및 f4z는 상판 프레임(20)의 각 꼭지점에 해당하는 일면에 각각 위치한 네 개의 압력 센서부(100)에서 측정한 Z축 방향의 힘, Mx는 사용자로부터 입력된 X축 방향의 모멘트, My는 사용자로부터 입력된 Y축 방향의 모멘트, Mz는 사용자로부터 입력된 Z축 방향의 모멘트, Lx, Ly는 상판 프레임(20)의 중심에서부터 압력 센서부(100)까지의 길이를 말한다. [수학식 1]은 제어 센서 시스템(10)의 형태, 압력 센서부(100)의 개수, 위치 및 형태에 따라 달리 표현될 수 있다.In Equation 1, Fx is the force in the X-axis direction input from the user, Fy is the force in the Y-axis direction input from the user, Fz is the force in the Z-axis direction input from the user, f1x, f2x, f3x And f4x is the force in the X-axis direction, f1y, f2y, f3y and f4y measured by the four pressure sensor unit 100 respectively located on one surface corresponding to each vertex of the upper frame 20 is the angle of the upper frame 20 Forces in the Y-axis direction, f1z, f2z, f3z, and f4z measured by four pressure sensor units 100 respectively positioned on one surface corresponding to a vertex, are respectively located on one surface corresponding to each vertex of the upper frame 20. The force in the Z-axis direction measured by the pressure sensor unit 100, Mx is the moment in the X-axis direction input from the user, My is the moment in the Y-axis direction input from the user, Mz is the moment in the Z-axis direction input from the user , Lx, Ly is the length from the center of the upper plate frame 20 to the pressure sensor unit 100 The. Equation 1 may be expressed differently according to the shape of the control sensor system 10 and the number, location, and shape of the pressure sensor unit 100.

또한, 사용자가 조작하려는 방향의 힘/모멘트를 계산하여, 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 시스템을 조작하려는 방향과 그 정도를 파악하게 되는 것이다.In addition, by calculating the force / moment of the direction to be manipulated by the user, the control sensor system 10 is to determine the direction and the degree to which the user intends to operate the system.

마지막으로, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자의 걷기, 앉기, 서기 등과 같은 일상 활동들을 지원하고 근력을 보조하기 위한 이동 보조 시스템을 제어하는 제어 시스템으로 사용될 수 있다. 제어 센서 시스템(10)은 측정된 사용자의 힘/모멘트를 이용하여, 사용자가 이동 보조 시스템을 조작하려는 의도를 파악하는 것이다. Finally, the control sensor system 10 of the present invention may be used as a control system for controlling a mobility assistance system for supporting daily activities such as walking, sitting, standing, and the like of the user. The control sensor system 10 uses the measured force / moment of the user to determine the intention of the user to operate the movement assistance system.

일례로, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은, 우측 방향으로의 사용자 힘/모멘트가 측정되면, 사용자는 이동 보조 시스템을 우측으로 이동시키려는 조작 의도를 가지는 것이라 파악하고, 좌측 방향으로의 사용자 힘/모멘트가 측정되면, 사용자는 이동 보조 시스템을 좌측으로 이동시키려는 조작 의도를 가지는 것이라 파악하는 것이다. 또한, 제어 센서 시스템(10)은, 상판 프레임(20)에 입력된 사용자의 힘/모멘트의 세기를 이용하여, 사용자가 의도하는 이동 보조 시스템의 속도를 파악할 수 있는 것이다.In one example, the control sensor system 10 of the present invention, if the user force / moment in the right direction is measured, the user is determined to have a manipulation intention to move the movement assistance system to the right, the user force in the left direction Once the / moment is measured, the user perceives it as having an intention to move the movement assistance system to the left. In addition, the control sensor system 10 may grasp the speed of the movement assistance system intended by the user by using the strength of the force / moment of the user input to the upper frame 20.

또한, 본 발명의 제어 센서 시스템(10)은 사용자가 일상적으로 이동 보조 시스템을 사용할 경우에 가해지는 사용자의 힘/모멘트에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 이를 바탕으로, 제어 센서 시스템(10)은, 사용자가 일정 기준을 과도하게 벗어나는 힘/모멘트를 가하게 되면, 이를 무시하도록 할 수 있다.In addition, the control sensor system 10 of the present invention may store information about the force / moment of the user applied when the user routinely uses the movement assistance system. Based on this, the control sensor system 10 may cause the user to ignore a force / moment that excessively deviates from a certain standard.

따라서, 본 발명은 이동 보조 시스템의 제어 센서 시스템(10)에서 측정된 사용자의 조작 의도를 파악하여, 이동 보조 시스템을 제어함으로써, 사용자의 보행 안전을 보장할 수 있는 것이다.Therefore, the present invention is to determine the user's operation intention measured in the control sensor system 10 of the movement assistance system, to control the movement assistance system, it is possible to ensure the walking safety of the user.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10: 제어 센서 시스템 20: 상판 프레임
30: 하판 프레임 100: 압력 센서부
200: 탄성 지지부 300: 전방 변형 방지부
400: 후방 변형 방지부10: control sensor system 20: top frame
30: lower frame 100: pressure sensor
200: elastic support 300: front deformation preventing portion
400: rear deformation prevention unit

Claims (10)

사용자가 팔을 얹어놓도록 구성된 상판 프레임;
상기 상판 프레임의 하부에 위치하는 하판 프레임;
상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 탄성 지지부; 및
상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임 사이에 구비되는 하나 이상의 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템에서,
상기 탄성 지지부는,
상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상기 상판 프레임 하단 일면에 부착되어, 상기 하판 프레임에 대한 상기 상판 프레임의 위치를 유지시키도록 구성되고, 상기 사용자의 동작에 따른 상기 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성되며,
상기 압력 센서부는,
상기 사용자가 상기 상판 프레임의 상판에 수직방향으로 가한 힘과, 수평방향으로 가한 힘을 측정하도록 구성된 제어 센서 시스템.A top frame configured to place the arm on the user;
A lower frame positioned below the upper frame;
At least one elastic support provided between the upper frame and the lower frame; And
In the control sensor system consisting of at least one pressure sensor unit provided between the upper frame and the lower frame,
The elastic support,
Fixed to one upper surface of the lower frame, and attached to one lower surface of the upper frame, configured to maintain the position of the upper frame relative to the lower frame, and to impart mobility of the upper frame according to the user's operation Is composed,
The pressure sensor unit,
And a force applied by the user to the top plate of the top frame in a vertical direction and a force applied in the horizontal direction. 제 1항에 있어서,
상기 압력 센서부는,
상기 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 상기 사용자가 상기 상판 프레임에 수평방향으로 가하는 힘을 측정하는 제1 압력 센서부와,
상기 하판 프레임의 상단 일면에 부착되고, 상기 사용자가 상기 상판 프레임에 수직방향으로 가하는 힘을 측정하는 제2 압력 센서부로 구성된 제어 센서 시스템.The method of claim 1,
The pressure sensor unit,
A first pressure sensor unit attached to one lower surface of the upper frame and measuring a force applied by the user in the horizontal direction to the upper frame;
And a second pressure sensor unit attached to one upper surface of the lower plate frame and measuring a force applied by the user in a vertical direction to the upper plate frame. 제 2항에 있어서,
상기 제1 압력 센서부는,
상기 상판 프레임의 하단 일면에 부착되고, 상기 상판 프레임의 이동에 따라 함께 이동하는 가이드 축;
상기 가이드 축의 하나 이상의 단부에 부착된 하나 이상의 제1 압력 센서; 및
상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되어 상기 가이드 축의 이동에 따라 상기 제1 압력 센서에 힘을 가하는 제1 압력 센서 접촉부로 구성된 제어 센서 시스템.The method of claim 2,
The first pressure sensor unit,
A guide shaft attached to one lower surface of the upper frame and moving together with the upper frame;
At least one first pressure sensor attached to at least one end of the guide shaft; And
And a first pressure sensor contact portion fixed to one upper surface of the lower plate frame to apply a force to the first pressure sensor according to the movement of the guide shaft. 제 2항에 있어서,
상기 제2 압력 센서부는,
상기 상판 프레임의 하단 일면과 접촉되고, 볼(Ball)형태로 구성되는 제 2 압력 센서 접촉부;
상기 제 2 압력 센서 접촉부의 이동성을 부여하고, 상기 제2 압력 센서 접촉부를 구속하며, 상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되도록 구성된 접촉 지지부; 및
상기 제 2 압력 센서 접촉부에 가해진 힘을 측정하는 제2 압력 센서로 구성된 제어 센서 시스템.The method of claim 2,
The second pressure sensor unit,
A second pressure sensor contact part in contact with a lower surface of the upper frame and configured to have a ball shape;
A contact support configured to impart mobility of the second pressure sensor contact portion, to constrain the second pressure sensor contact portion, and to be fixed to an upper surface of the lower frame; And
And a second pressure sensor to measure the force applied to the second pressure sensor contact. 제 1항에 있어서,
상기 탄성 지지부는,
상기 하판 프레임의 상단 일면에 고정되고, 상기 탄성 지지부의 하단을 고정시키도록 구성된 하판 고정 프레임;
상기 상판 프레임의 하단 일면에 고정되고, 상기 탄성 지지부의 상단을 고정시키도록 구성된 상판 고정 프레임; 및
상기 하판 고정 프레임과 상기 상판 고정 프레임을 연결하고, 상기 상판 프레임의 이동성을 부여하도록 구성된 탄성체;
로 구성된 제어 센서 시스템.The method of claim 1,
The elastic support,
A lower plate fixing frame fixed to one upper surface of the lower plate frame and configured to fix the lower end of the elastic support;
An upper plate fixing frame fixed to one lower surface of the upper frame and configured to fix an upper end of the elastic support; And
An elastic body configured to connect the lower plate fixing frame and the upper plate fixing frame and to impart mobility of the upper plate frame;
Control sensor system consisting of. 제 1항에 있어서,
상기 압력 센서부는,
상기 측정된 상판 프레임에 가해진 힘을 압력 신호로 변환하도록 구성된 제어 센서 시스템.The method of claim 1,
The pressure sensor unit,
And a control sensor system configured to convert the force applied to the measured upper frame into a pressure signal. 제 6항에 있어서,
상기 압력 센서부의 상기 압력 신호를 분석하여, 상기 상판 프레임에 인가된 상기 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 측정하도록 구성된 제어 유닛을 더 포함하는 제어 센서 시스템.The method according to claim 6,
And a control unit configured to analyze the pressure signal of the pressure sensor unit to measure a direction and an intensity of the force / moment of the user applied to the upper frame. 제 7항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 측정된 사용자의 힘/모멘트의 방향, 세기를 이용하여, 상기 사용자의 조작 의도를 파악하도록 구성된 제어 센서 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the control unit comprises:
And a control sensor system configured to determine an operation intention of the user using the measured direction and intensity of the user's force / moment. 제 1항에 있어서,
상기 하나 이상의 압력 센서부는,
상기 상판 프레임 또는 상기 하판 프레임의 꼭지점 부분에 각각 위치하는 제어 센서 시스템.The method of claim 1,
The one or more pressure sensor unit,
And a control sensor system respectively positioned at a vertex portion of the upper frame or the lower frame. 제 1항에 있어서,
상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임의 일 측면에 부착되고, 상기 상판 프레임과 상기 하판 프레임을 연결하여, 상기 하판 프레임에 대한 상기 상판 프레임의 위치를 유지시킴으로써, 상기 제어 센서 시스템의 변형을 방지하도록 구성된 변형 방지부를 더 포함하는 제어 센서 시스템.The method of claim 1,
A modification attached to one side of the upper frame and the lower frame and configured to prevent deformation of the control sensor system by connecting the upper frame and the lower frame to maintain the position of the upper frame relative to the lower frame; The control sensor system further comprises a prevention unit.
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