KR20180029752A

KR20180029752A - Protective equipment comprising pressure sensing sensor

Info

Publication number: KR20180029752A
Application number: KR1020160118245A
Authority: KR
Inventors: 조현진; 이수민; 이지나; 조원근; 조인희; 주상아
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2016-09-13
Filing date: 2016-09-13
Publication date: 2018-03-21

Abstract

A protecting device having a pressure sensor according to an embodiment of the present invention comprises: a cover layer; a buffer layer accommodated inside the cover layer and which is elastic; a plurality of pressure sensors accommodated in the cover layer; a signal processing unit connected to the pressure sensors and processing signals received from the pressure sensors; a communication unit for transmitting signals processed by the signal processing unit, wherein a part of the pressure sensors is a plurality of a first pressure sensors for sensing a pressure applied between the cover layer and the buffer layer and including a first electrode and a second electrode each formed with conductive fibers, and wherein the rest part of the pressure sensors is a plurality of a second pressures sensors for sensing a pressure applied between the buffer layer and a human body and including a third electrode and a fourth electrode each formed with conductive fibers.

Description

[0001] PROTECTIVE EQUIPMENT COMPRISING PRESSURE SENSING SENSOR [0002]

본 발명은 압력 감지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 감지 센서를 포함하는 보호 장비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to pressure sensing, and more particularly, to a protective device including a pressure sensing sensor.

보호 장비는 신체에 타격을 가하거나 안전을 고려해야 하는 운동 경기, 야외 활동 시 사용자의 신체를 보호하기 위하여 사용되고 있다. 보호 장비는, 예를 들어 사용자의 머리 또는 안면을 보호하기 위한 헬멧, 사용자의 어깨, 팔꿈치, 무릎 등을 보호하기 위한 패드 등이 있다. Protective equipment is used to protect the user's body during an athletic outing or outdoor activity where the body is hurt or safety must be considered. Protective devices include, for example, a helmet for protecting the user's head or face, and a pad for protecting the user's shoulders, elbows, knees, and the like.

이러한 보호 장비는 단단한 소재의 커버 레이어(cover layer) 및 커버 레이어 내에 수용되고 탄성인 버퍼 레이어(buffer layer)를 포함할 수 있다. 버퍼 레이어는 신체에 가해지는 충격을 흡수한다.Such protective equipment may include a cover layer of a rigid material and a buffer layer which is contained within the cover layer and is resilient. The buffer layer absorbs the impact on the body.

다만, 순간적으로 가해지는 충격량이 크거나, 누적 충격량이 소정 수준을 초과하는 경우, 사용자가 보호 장비를 착용하였음에도 불구하고 사용자에게 안전 사고가 발생할 수 있다.However, if the momentary impulse is large or the cumulative impulse exceeds the predetermined level, a safety accident may occur to the user even though the user wears protective equipment.

이에 따라, 보호 장비에 가해진 충격량을 감지하여 안전 사고를 미리 방지할 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to prevent the safety accident by detecting the amount of the impact applied to the protective equipment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 압력 감지 센서를 포함하는 보호 장비를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a protective device including a pressure sensor.

본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비는 커버 레이어, 상기 커버 레이어 내에 수용되며, 탄성인 버퍼 레이어, 상기 커버 레이어 내에 수용되는 복수의 압력 감지 센서, 상기 복수의 압력 감지 센서와 연결되며, 상기 복수의 압력 감지 센서로부터 수신한 신호를 처리하는 신호 처리부, 그리고 상기 신호 처리부에서 처리된 신호를 외부로 전송하는 통신부를 포함하고, 상기 복수의 압력 감지 센서 중 일부는 상기 커버 레이어와 상기 버퍼 레이어 사이에 가해지는 압력을 감지하며 각각 전도성 섬유로 이루어지는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 복수의 제1 압력 감지 센서이고, 상기 복수의 압력 감지 센서 중 나머지 일부는 상기 버퍼 레이어와 신체 사이에 가해지는 압력을 감지하며 각각 전도성 섬유로 이루어지는 제3 전극 및 제4 전극을 포함하는 복수의 제2 압력 감지 센서이다. The protection device according to an embodiment of the present invention includes a cover layer, a buffer layer accommodated in the cover layer, the buffer layer being elastic, the plurality of pressure sensing sensors accommodated in the cover layer, And a communication unit for transmitting a signal processed by the signal processing unit to the outside, wherein a part of the plurality of pressure sensing sensors is provided between the cover layer and the buffer layer A plurality of first pressure sensing sensors each sensing a pressure applied thereto and including a first electrode and a second electrode each made of a conductive fiber, and the other of the plurality of pressure sensing sensors is a pressure sensor And a third electrode comprising a conductive fiber and a fourth electrode A second pressure sensor.

상기 복수의 제1 압력 감지 센서 및 상기 복수의 제2 압력 감지 센서는 서로 대칭하도록 배치될 수 있다.The plurality of first pressure sensing sensors and the plurality of second pressure sensing sensors may be arranged to be symmetrical to each other.

상기 신호 처리부는 상기 복수의 제1 압력 감지 센서에 의하여 감지된 값과 상기 복수의 제2 압력 감지 센서에 의하여 감지된 값 간의 차에 기초하여 상해 여부를 추정할 수 있다.The signal processor may estimate an injury based on a difference between a value detected by the plurality of first pressure sensors and a value detected by the plurality of second pressure sensors.

상기 복수의 제1 압력 감지 센서는 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 제1 중간층을 더 포함하고, 상기 복수의 제2 압력 감지 센서는 각각 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 사이에 배치되는 제2 중간층을 더 포함할 수 있다. Wherein each of the plurality of first pressure sensing sensors further includes a first intermediate layer disposed between the first electrode and the second electrode, And a second intermediate layer disposed between the first intermediate layer and the second intermediate layer.

상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 버퍼 레이어의 한 면에 배치되며, 상기 복수의 제2 압력 감지 센서는 상기 버퍼 레이어의 다른 면에 배치되고, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은 상기 다른 면에 순차적으로 적층되며, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 사이에 배치되는 중간층을 더 포함할 수 있다.Wherein the first electrode and the second electrode are disposed on one side of the buffer layer and the plurality of second pressure sensing sensors are disposed on the other side of the buffer layer, And an intermediate layer which is sequentially stacked on the other surface and is disposed between the third electrode and the fourth electrode.

상기 복수의 제1 압력 감지 센서는 상기 커버 레이어 및 상기 버퍼 레이어 사이에 배치되며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상기 버퍼 레이어의 한 면에 순차적으로 적층되고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 중간층을 더 포함하며, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은 상기 버퍼 레이어의 다른 면 상에 배치될 수 있다.Wherein the plurality of first pressure sensing sensors are disposed between the cover layer and the buffer layer, the first electrode and the second electrode are sequentially stacked on one surface of the buffer layer, And an intermediate layer disposed between the first electrode and the second electrode, and the third electrode and the fourth electrode may be disposed on the other side of the buffer layer.

상기 버퍼 레이어는 탄성층, 그리고 상기 탄성층 내에 분산된 전도 물질을 포함할 수 있다.The buffer layer may include an elastic layer and a conductive material dispersed in the elastic layer.

상기 복수의 제1 압력 감지 센서 중 적어도 일부는 제1 영역에 제1 크기 및 제1 밀도로 배치되며, 나머지 일부는 제2 영역에 제2 크기 및 제2 밀도로 배치될 수 있다.At least some of the plurality of first pressure sensing sensors may be disposed at a first size and a first density in a first region and the remaining portions may be disposed at a second size and a second density in a second region.

상기 복수의 제2 압력 감지 센서 중 적어도 일부는 상기 제1 영역에 상기 제1 크기 및 상기 제1 밀도로 배치되며, 나머지 일부는 상기 제2 영역에 상기 제2 크기 및 상기 제2 밀도로 배치될 수 있다.Wherein at least some of the plurality of second pressure sensing sensors are disposed in the first region at the first size and at the first density and the remaining portions are disposed in the second region at the second size and the second density .

본 발명의 실시예에 따르면, 보호 장비에 가해진 충격을 신속하고 정밀하게 감지할 수 있다. 이에 따라, 충격이 가해진 위치, 순간 충격량, 누적 충격량 등에 기초하여 안전 사고의 위험을 조기 진단하거나, 응급 조치를 취할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the impact applied to the protective equipment can be detected quickly and precisely. Accordingly, the risk of the safety accident can be diagnosed early or the emergency action can be taken based on the position where the impact is applied, the instantaneous impact amount, the cumulative impact amount, and the like.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 감지 센서에 따른 이물감이 최소화된 보호 장비를 얻을 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a protective device in which the foreign object sensation according to the pressure sensor is minimized.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 장비를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비에 포함되는 압력 감지 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이다.
도 8은 위치 별로 크기 및 밀도가 다르게 배치되는 복수의 압력 감지 센서를 나타낸다.Figure 1 shows a protective device according to an embodiment of the invention.
2 shows a protective device according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a protective device according to one embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a pressure sensing device included in a protective device according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a protective device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a protective device according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a protective device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a plurality of pressure-sensitive sensors having different sizes and densities according to positions.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비를 나타내고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 장비를 나타내며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비에 포함되는 압력 감지 장치의 블록도이다. FIG. 1 shows a protective device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a protective device according to another embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view of a protective device according to an embodiment of the present invention, 4 is a block diagram of a pressure sensing device included in a protective device according to an embodiment of the present invention.

도 1에는 보호 장비의 한 예인 헬멧(10)의 정면도(a), 후면도(b), 한 측면도(c) 및 다른 측면도(d)가 개시되어 있다. 그리고, 도 2에는 보호 장비의 다른 예인 패드(20)의 정면도(a) 및 후면도(b)가 개시되어 있다.Fig. 1 shows a front view (a), a rear view (b), a side view (c) and another side view (d) of the helmet 10 as an example of protective equipment. 2 shows a front view (a) and a rear view (b) of a pad 20 which is another example of protective equipment.

도 1 내지 2를 참조하면, 헬멧(10) 또는 패드(20)는 복수의 압력 감지 센서(100)를 포함한다. 복수의 압력 감지 센서(100)는 헬멧(10) 또는 패드(20)에 분산되어 배치되며, 각 압력 감지 센서에 가해진 정전용량 변화 또는 가변저항 변화를 이용하여 충격량을 감지할 수 있다. Referring to Figures 1-2, the helmet 10 or pad 20 includes a plurality of pressure sensing sensors 100. The plurality of pressure sensing sensors 100 are dispersedly disposed on the helmet 10 or the pad 20, and the amount of impact can be sensed using a capacitance change or a variable resistance change applied to each pressure sensing sensor.

도 3을 참조하면, 보호 장비(300)는 커버 레이어(310), 커버 레이어(310) 내에 수용되며, 탄성인 버퍼 레이어(320), 그리고 커버 레이어(310) 내에 수용되는 복수의 압력 감지 센서(100)를 포함한다. 버퍼 레이어(320)가 이루는 내부 공간(A)에 신체가 위치할 수 있다. 도 3에서는 도시되지 않았으나, 도 4에서 도시된 바와 같이, 보호 장비(300)는 신호 처리부(330) 및 통신부(340)를 더 포함할 수 있다. 신호 처리부(330)는 복수의 압력 감지 센서(100)와 연결되며, 복수의 압력 감지 센서(100)로부터 수신한 신호를 처리하고, 통신부(340)는 신호 처리부(330)에서 처리된 신호를 외부로 전송한다. 통신부(340)는 무선통신일 수 있으며, 외부로 전송되는 신호에는 순간 충격량, 누적충격량 등이 포함될 수 있다. 신호 처리부(330) 및 통신부(340)는 하나의 모듈 내에 수용되거나, 별도의 모듈로 구현될 수 있으며, 보호 장비(300)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여, 복수의 압력 감지 센서(100), 신호 처리부(330) 및 통신부(340)를 압력 감지 장치라고 지칭할 수도 있다. 도시되지 않았으나, 압력 감지 장치로부터 신호를 수신하는 수신부(350)는 디스플레이(display)를 포함할 수 있으며, 디스플레이에는 충력량이 숫자, 그래프 등을 포함하여 표시될 수 있다.3, the protective equipment 300 includes a cover layer 310, a cover layer 310, a flexible buffer layer 320, and a plurality of pressure sensing sensors (not shown) 100). The body may be positioned in the inner space A formed by the buffer layer 320. [ Although not shown in FIG. 3, the protection device 300 may further include a signal processing unit 330 and a communication unit 340, as shown in FIG. The signal processing unit 330 is connected to the plurality of pressure sensing sensors 100 and processes signals received from the plurality of pressure sensing sensors 100. The communication unit 340 receives signals processed by the signal processing unit 330, Lt; / RTI > The communication unit 340 may be a wireless communication, and the signal transmitted to the outside may include an instantaneous impact amount, a cumulative impact amount, and the like. The signal processing unit 330 and the communication unit 340 may be accommodated in one module or may be implemented as separate modules and may be disposed inside or outside the protective equipment 300. In this specification, the plurality of pressure sensing sensors 100, the signal processing unit 330, and the communication unit 340 may be referred to as a pressure sensing device for convenience of explanation. Although not shown, the receiver 350 for receiving a signal from the pressure sensing device may include a display, and the display may display the amount of charge including numbers, graphs, and the like.

예를 들어, 복수의 압력 감지 센서(100)는 신호 처리부(330)로 전기 신호를 전송하며, 신호 처리부(330)는 복수의 압력 감지 센서(100)로부터 수신한 전기 신호에 기초하여 각 압력 감지 센서에 가해진 정전용량 변화 또는 가변저항 변화를 감지할 수 있다. 그리고, 통신부(340)는 신호 처리부(330)의 신호를 외부 장치로 전송하며, 이에 따라, 충격이 가해진 부위 및 부위 별 충격량에 따른 상해 부위 및 상해 정도를 조기에 진단하거나, 응급 조치를 취하는 것이 가능하다.For example, the plurality of pressure sensing sensors 100 transmit an electrical signal to the signal processing unit 330, and the signal processing unit 330 detects each pressure sensing based on the electrical signals received from the plurality of pressure sensing sensors 100. [ It is possible to detect a capacitance change or a variable resistance change applied to the sensor. The communication unit 340 transmits the signal of the signal processing unit 330 to the external device and thereby diagnoses the injury area and the degree of injury according to the impact amount and the impact amount by the site early or takes a first aid action It is possible.

다시 도 3을 참조하면, 커버 레이어(310)는 단단한 소재, 예를 들어 PC(polycarbonate) 소재 또는 EPS(Expanded polystyrene) 소재를 포함할 수 있으나, 이는 예시에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 커버 레이어(310)가 단단한 소재를 포함하면, 외부의 충격으로부터 내부에 수용되는 신체를 보호할 수 있다. 커버 레이어(310)는 바디 레이어(body layer)와 혼용될 수 있다. Referring again to FIG. 3, the cover layer 310 may include a rigid material, such as a polycarbonate material or an expanded polystyrene (EPS) material, but this is merely exemplary and is not limiting. When the cover layer 310 includes a hard material, it is possible to protect the body accommodated therein from an external impact. The cover layer 310 may be mixed with a body layer.

그리고, 버퍼 레이어(320)는 탄성 소재, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 고무, 실리콘 또는 엘라스토머를 포함할 수 있으나, 이는 예시에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼 레이어(320)는 폼(foam) 형태일 수 있으며, 이에 따라 외부로부터 가해지는 충격의 일부를 흡수하여 신체에 전달되는 충격량을 줄일 수 있다. The buffer layer 320 may include an elastic material such as a polyurethane, a polyolefin, a polypropylene, a polystyrene, a rubber, a silicone, or an elastomer, but is not limited thereto. The buffer layer 320 may be in the form of a foam, thereby absorbing a portion of the impact from the outside, thereby reducing the amount of impact transmitted to the body.

한편, 버퍼 레이어(320)가 외부로부터 가해지는 충격의 일부를 흡수하므로, 외부로부터 가해지는 외부 충격량 및 신체에 실질적으로 가해지는 내부 충격량은 상이할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 압력 감지 센서(100) 중 일부는 커버 레이어(310)와 버퍼 레이어(320) 사이에 가해지는 압력을 감지하는 복수의 제1 압력 감지 센서(110)이고, 나머지 일부는 버퍼 레이어(320)와 신체 사이에 가해지는 압력을 감지하는 복수의 제2 압력 감지 센서(120)이다. 이에 따라, 커버 레이어(310)와 버퍼 레이어(320) 사이에 가해지는 압력, 즉 외부 충격량 및 버퍼 레이어(320)와 신체 사이에 가해지는 압력, 즉 내부 충격량이 각각 감지될 수 있으며, 외부 충격량 및 내부 충격량 간의 차에 의하여 신체가 실질적으로 입은 상해 정도를 추정할 수 있다. 예를 들어, 제1 압력 감지 센서(110)에 의하여 감지된 값과 제2 압력 감지 센서(120)에 의하여 감지된 값 간의 차가 임계 값을 초과하는 경우, 보호 장비(300)의 외부로부터 가해진 충격량은 크나, 신체에 실질적으로 가해진 충격량은 적으므로, 신체가 상해를 입지 않은 것으로 추정할 수 있다. 그리고, 제1 압력 감지 센서(110)에 의하여 감지된 값과 제2 압력 감지 센서(120)에 의하여 감지된 값 간의 차가 임계 값 이하인 경우, 보호 장비(300)의 외부로부터 가해진 충격량의 상당한 부분이 신체에 실질적으로 전달되었으므로, 신체가 상해를 입은 것으로 추정할 수 있다.On the other hand, since the buffer layer 320 absorbs a part of the impact applied from the outside, the amount of external impact applied from the outside and the amount of internal impact substantially applied to the body may be different. According to an embodiment of the present invention, a part of the plurality of pressure-sensing sensors 100 is a plurality of first pressure-sensing sensors 110 for sensing a pressure applied between the cover layer 310 and the buffer layer 320, And the second portion is a plurality of second pressure sensing sensors 120 sensing the pressure applied between the buffer layer 320 and the body. Accordingly, the pressure applied between the cover layer 310 and the buffer layer 320, that is, the external impact amount, and the pressure applied between the buffer layer 320 and the body, that is, the internal impact amount, The difference between the internal impacts can be used to estimate the degree of injury the body actually experiences. For example, when the difference between the value sensed by the first pressure sensing sensor 110 and the sensed value by the second pressure sensing sensor 120 exceeds a threshold value, It is large, but since the amount of impact actually applied to the body is small, it can be assumed that the body is not injured. When a difference between the value detected by the first pressure sensor 110 and the value detected by the second pressure sensor 120 is less than a threshold value, a considerable portion of the amount of impact applied from the outside of the protection device 300 Since it is actually transmitted to the body, it can be assumed that the body has been injured.

여기서, 복수의 제1 압력 감지 센서(110) 및 복수의 제2 압력 감지 센서(120)는 서로 대칭하도록 배치될 수 있다. 서로 대칭하여 배치되는 제1 압력 센서(110) 및 제2 압력 센서(120)의 값을 비교하면, 부위 별로 상해 정도를 추정하는 것이 가능하다. Here, the plurality of first pressure sensing sensors 110 and the plurality of second pressure sensing sensors 120 may be arranged to be symmetrical to each other. By comparing the values of the first pressure sensor 110 and the second pressure sensor 120 arranged symmetrically with each other, it is possible to estimate the degree of injury for each part.

이때, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)는 모두 전도성 섬유로 이루어진 전극을 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)에 포함되는 전극이 모두 전도성 섬유로 이루어지는 경우, 신체에 착용하도록 제작되는 보호 장비(300)의 곡면에 유연하게 적용할 수 있다. 여기서, 전도성 섬유는 금속 와이어 또는 표면 상에 금속 막이 피복된 일반 섬유일 수 있다. 전도성 섬유는 금속 입자가 분산된 일반 섬유일 수도 있다. 전도성 섬유가 금속 와이어인 경우, 금속 와이어의 직경은 10㎛ 내지 500㎛일 수 있다. 금속 와이어의 직경이 10㎛ 미만이면 금속 와이어의 강도가 약하여 직물 가공이 어려울 수 있으며, 금속 와이어의 직경이 500㎛를 초과하면 금속 와이어의 강성이 높아 직물의 유연성이 떨어질 수 있으므로, 직물의 가공 시 설비에 데미지를 줄 수 있고, 사용자가 이질감을 느끼기 쉽다. 이때, 금속 와이어는 Cu, Ni, 또는 스테인레스 합금일 수 있다. 스테인레스 합금은, 예를 들면 마르텐사이트계 스테인레스 합금, 페라이트계 스테인레스 합금, 오스테나이트계 스테인레스 합금, 2상계 스테인레스 합금, 석출경화계 스테인레스 합금 등일 수 있다. 금속 와이어가 스테인레스 합금인 경우, 압력 감지 센서(100)의 내부식성을 높일 수 있다.At this time, the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 may include electrodes made of conductive fibers. In the case where the electrodes included in the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 are all made of conductive fibers, it is possible to apply flexibly to the curved surface of the protective device 300, . Here, the conductive fiber may be a metal wire or a plain fiber coated with a metal film on the surface. The conductive fibers may be ordinary fibers in which metal particles are dispersed. If the conductive fiber is a metal wire, the diameter of the metal wire may be between 10 μm and 500 μm. If the diameter of the metal wire is less than 10 mu m, the strength of the metal wire may be too weak to process the fabric. If the diameter of the metal wire exceeds 500 mu m, the rigidity of the metal wire may be high, It can damage the equipment, and the user is likely to feel a sense of heterogeneity. At this time, the metal wire may be Cu, Ni, or a stainless steel alloy. The stainless alloy may be, for example, a martensitic stainless alloy, a ferritic stainless alloy, an austenitic stainless alloy, a two-phase stainless alloy, a precipitation hardening stainless alloy, or the like. When the metal wire is a stainless steel alloy, corrosion resistance of the pressure sensor 100 can be increased.

전도성 섬유가 표면 상에 금속 막이 피복된 일반 섬유인 경우, 금속 막은 금속 입자가 도금 방식 또는 증착 방식으로 일반 섬유의 표면 상에 피복되는 방법에 의하여 형성될 수 있다. 이때, 금속 입자는 Cu, Ni, 또는 스테인레스 합금일 수 있으며, 금속 막의 두께는 1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 금속 막의 두께가 1㎛ 미만이면 전도율이 낮으므로 신호 전송 시에 손실을 유발할 수 있으며, 금속 막의 두께가 50㎛ 를 초과하면 섬유의 표면에서 금속 막이 쉽게 이탈될 수 있다.When the conductive fiber is a general fiber coated with a metal film on the surface, the metal film can be formed by a method in which the metal particles are coated on the surface of the ordinary fiber by a plating method or a vapor deposition method. At this time, the metal particles may be Cu, Ni, or a stainless alloy, and the thickness of the metal film may be 1 to 50 탆. If the thickness of the metal film is less than 1 탆, the conductivity may be low, which may cause a loss in signal transmission. If the thickness of the metal film exceeds 50 탆, the metal film may be easily separated from the surface of the fiber.

이하, 제1 압력 감지 센서 및 제2 압력 감지 센서를 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the first pressure sensing sensor and the second pressure sensing sensor will be described in detail.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보호 장비의 단면도이다. 도 1 내지 4와 동일한 내용은 중복되는 설명을 생략한다. FIG. 5 is a cross-sectional view of a protective device according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view of a protective device according to another embodiment of the present invention, to be. The same contents as those of Figs. 1 to 4 are not repeated.

도 5를 참조하면, 보호 장비(300)는 커버 레이어(310), 버퍼 레이어(320), 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the protective device 300 includes a cover layer 310, a buffer layer 320, a first pressure sensing sensor 110, and a second pressure sensing sensor 120.

여기서, 제1 압력 감지 센서(110)는 제1 전극(112), 제2 전극(114) 및 중간층(116)을 포함하고, 제2 압력 감지 센서(120)은 제3 전극(122), 제4 전극(124) 및 중간층(126)을 포함한다. The first pressure sensing sensor 110 includes a first electrode 112, a second electrode 114 and an intermediate layer 116. The second pressure sensing sensor 120 includes a third electrode 122, Four electrodes 124 and an intermediate layer 126. [

제1 전극(112)은 버퍼 레이어(320)의 한 면(322) 상에 배치되며, 제2 전극(114)은 제1 전극(112) 상에 배치되고, 중간층(116)은 제1 전극(112) 및 제2 전극(114) 사이에 배치된다. 설명의 편의상, 이러한 구조의 압력 감지 센서를 수직형 압력 감지 센서라 할 수 있다. The first electrode 112 is disposed on one side 322 of the buffer layer 320 and the second electrode 114 is disposed on the first electrode 112 and the intermediate layer 116 is disposed on the first electrode 322, 112 and the second electrode 114, respectively. For convenience of explanation, the pressure sensing sensor having such a structure may be referred to as a vertical pressure sensing sensor.

이와 마찬가지로, 제3 전극(122)은 버퍼 레이어(320)의 다른 면(324) 상에 배치되며, 제4 전극(124)은 제3 전극(122) 상에 배치되고, 중간층(126)은 제3 전극(122) 및 제4 전극(124) 사이에 배치된다.Similarly, the third electrode 122 is disposed on the other surface 324 of the buffer layer 320, the fourth electrode 124 is disposed on the third electrode 122, And is disposed between the third electrode 122 and the fourth electrode 124.

도시되지 않았으나, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)는 독립하여 신호 처리부(330)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 힘(F)이 가해진 경우, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)는 독립하여 압력을 감지할 수 있다. Although not shown, the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 may be independently connected to the signal processing unit 330. Accordingly, when the force F is applied from the outside, the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 can independently sense the pressure.

이때, 중간층(116, 126)은 유전층 또는 탄성층일 수 있다. 중간층(116, 126)이 유전층인 경우, 제1 전극(112) 및 제2 전극(114) 또는 제3 전극(122) 및 제4 전극(124) 간의 정전용량 변화에 따라 가해진 압력을 감지할 수 있다. At this time, the intermediate layers 116 and 126 may be a dielectric layer or an elastic layer. When the intermediate layer 116 or 126 is a dielectric layer, it is possible to detect the applied pressure according to the capacitance change between the first electrode 112 and the second electrode 114 or between the third electrode 122 and the fourth electrode 124 have.

중간층(116, 126)이 탄성층인 경우, 탄성층은 폴리우레탄, 폴리올레핀, 고무, 실리콘 및 엘라스토머로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 탄성층 내에는 전도 물질이 분산될 수 있다. 여기서, 전도 물질은 Au, Ag, Cu, Ni, CNT(Carbon Nano Tube), 카본 블랙, 그래핀, 세라믹 물질 및 전도성 고분자로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 이때, 전도성 고분자는 폴리아닐린(polyaniline) 또는 폴리피롤(polypyrrole)을 포함할 수 있다. 세라믹 물질은 예를 들어 100㎛ 이하의 직경을 가지는 마이크로 카본 코일 바륨티타네이트일 수 있다. 이에 따라, 중간층(116, 126)은 정상 상태에서 저항이 1kΩ이상으로 절연 특성을 가지나, 중간층(116, 126) 상에 압력이 가해진 경우, 중간층(116, 126)의 두께는 줄어들게 된다. 가해지는 힘이 클수록 중간층(116, 126)의 두께가 줄어들게 되며, 압저항이 낮아지게 된다. 그리고, 압저항의 변화에 따라 가해진 압력을 감지할 수 있다. 여기서, 전도 물질은 탄성층의 1 내지 10wt%로 포함될 수 있다. 전도 물질이 탄성층의 1wt% 미만으로 포함되면, 가압 시 압저항의 변화가 둔감하게 일어날 수 있다. 그리고, 전도 물질이 탄성층의 10wt%를 초과하여 포함되면, 압력이 가해지지 않은 상태에서 중간층의 절연 특성을 보장하기 어려워진다.When the intermediate layers 116 and 126 are elastic layers, the elastic layer may include at least one selected from the group consisting of polyurethane, polyolefin, rubber, silicone, and elastomer, and the conductive material may be dispersed in the elastic layer . Here, the conductive material may be selected from the group consisting of Au, Ag, Cu, Ni, carbon nanotube (CNT), carbon black, graphene, ceramic material and conductive polymer. At this time, the conductive polymer may include polyaniline or polypyrrole. The ceramic material may be, for example, a microcarbon coil barium titanate having a diameter of 100 mu m or less. Accordingly, the intermediate layers 116 and 126 have an insulation property of 1 k? Or more in resistance in a steady state, but when the pressure is applied on the intermediate layers 116 and 126, the thicknesses of the intermediate layers 116 and 126 are reduced. The larger the applied force, the smaller the thickness of the intermediate layers 116 and 126 and the lower the piezoresistance. Then, the applied pressure can be sensed according to the change of the piez resistance. Here, the conductive material may be contained in an amount of 1 to 10 wt% of the elastic layer. If the conductive material comprises less than 1 wt% of the elastic layer, a change in the resistance of the pressure upon pressure may be insensitive. And, when the conductive material contains more than 10 wt% of the elastic layer, it becomes difficult to ensure the insulation characteristic of the intermediate layer in the state where no pressure is applied.

도 6을 참조하면, 보호 장비(300)는 커버 레이어(310), 버퍼 레이어(320), 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the protective device 300 includes a cover layer 310, a buffer layer 320, a first pressure sensing sensor 110, and a second pressure sensing sensor 120.

여기서, 제1 압력 감지 센서(110)는 제1 전극(112), 제2 전극(114) 및 중간층(116)을 포함하고, 제2 압력 감지 센서(120)은 제3 전극(122) 및 제4 전극(124)을 포함한다. The first pressure sensing sensor 110 includes a first electrode 112, a second electrode 114 and an intermediate layer 116. The second pressure sensing sensor 120 includes a third electrode 122, Four electrodes 124 are formed.

제1 전극(112)은 버퍼 레이어(320)의 한 면(322) 상에 배치되며, 제2 전극(114)은 제1 전극(112) 상에 배치되고, 중간층(116)은 제1 전극(112) 및 제2 전극(114) 사이에 배치된다. 즉, 도 5에서 설명한 제1 압력 감지 센서(110) 또는 제2 압력 감지 센서(120)와 동일한 구조 및 원리를 가질 수 있다. The first electrode 112 is disposed on one side 322 of the buffer layer 320 and the second electrode 114 is disposed on the first electrode 112 and the intermediate layer 116 is disposed on the first electrode 322, 112 and the second electrode 114, respectively. That is, it may have the same structure and principle as the first pressure sensing sensor 110 or the second pressure sensing sensor 120 described with reference to FIG.

한편, 제3 전극(122) 및 제4 전극(124)은 버퍼 레이어(320)의 다른 면(324) 상에 수평으로 이격되어 배치된다. 그리고, 버퍼 레이어(320)는 제2 압력 감지 센서(120)의 중간층의 역할을 한다. 이를 위하여, 버퍼 레이어(320)는 도 5에서 설명한 바와 같이, 탄성층 및 이에 분산된 전도 물질을 포함할 수 있다. 설명의 편의상, 이러한 구조의 압력 감지 센서를 수평형 압력 감지 센서라 할 수 있다. 이때, 제3 전극(122) 및 제4 전극(124)과 버퍼 레이어(320) 사이에는 절연층이 배치될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터 압력(F)이 가해지면, 탄성이 있는 버퍼 레이어(320)의 두께가 변화한다. 버퍼 레이어(320)의 두께 변화로 인해, 이격 배치된 제3 전극(122) 및 제4 전극(124) 사이가 연결되어 전기가 통하게 된다. 이때 발생된 전기 신호로부터 압력의 정도를 감지하게 된다. On the other hand, the third electrode 122 and the fourth electrode 124 are horizontally spaced apart from each other on the other surface 324 of the buffer layer 320. The buffer layer 320 serves as an intermediate layer of the second pressure sensing sensor 120. To this end, the buffer layer 320 may include an elastic layer and a conductive material dispersed therein, as described with reference to FIG. For convenience of explanation, the pressure sensing sensor having such a structure may be referred to as a horizontal pressure sensing sensor. At this time, an insulating layer may be disposed between the third electrode 122 and the fourth electrode 124 and the buffer layer 320. Accordingly, when pressure F is externally applied, the thickness of the elastic buffer layer 320 changes. Due to the thickness variation of the buffer layer 320, the gap between the third electrode 122 and the fourth electrode 124 is electrically connected. At this time, the degree of pressure is detected from the generated electric signal.

도 7을 참조하면, 보호 장비(300)는 커버 레이어(310), 버퍼 레이어(320), 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the protective device 300 includes a cover layer 310, a buffer layer 320, a first pressure sensing sensor 110, and a second pressure sensing sensor 120.

여기서, 제1 압력 감지 센서(110)는 제1 전극(112) 및 제2 전극(114)을 포함하고, 제2 압력 감지 센서(120)은 제3 전극(122), 제4 전극(124) 및 중간층(126)을 포함한다. 즉, 제1 압력 감지 센서(110)는 도 6에서 설명한 제2 압력 감지 센서(120)와 동일한 구조 및 원리를 가질 수 있다.The first pressure sensing sensor 110 includes a first electrode 112 and a second electrode 114 and the second pressure sensing sensor 120 includes a third electrode 122 and a fourth electrode 124, And an intermediate layer 126. That is, the first pressure sensing sensor 110 may have the same structure and principle as the second pressure sensing sensor 120 described with reference to FIG.

그리고, 제3 전극(122)은 버퍼 레이어(320)의 다른 면(324) 상에 배치되며, 제4 전극(124)은 제3 전극(122) 상에 배치되고, 중간층(126)은 제3 전극(122) 및 제4 전극(124) 사이에 배치된다. 즉, 도 5에서 설명한 제1 압력 감지 센서(110) 또는 제2 압력 감지 센서(120)와 동일한 구조 및 원리를 가질 수 있다. The third electrode 122 is disposed on the other surface 324 of the buffer layer 320 and the fourth electrode 124 is disposed on the third electrode 122. The intermediate layer 126 is disposed on the third surface And is disposed between the electrode 122 and the fourth electrode 124. That is, it may have the same structure and principle as the first pressure sensing sensor 110 or the second pressure sensing sensor 120 described with reference to FIG.

이와 같이, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120)는 모두 수직형 압력 감지 센서이거나, 제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120) 중 적어도 하나는 수평형 압력 감지 센서일 수 있다.In this way, the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 are both vertical pressure sensing sensors, or at least one of the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 It may be a horizontal pressure sensing sensor.

제1 압력 감지 센서(110) 및 제2 압력 감지 센서(120) 중 적어도 하나가 수평형 압력 감지 센서인 경우, 신체와 접촉하는 면에서의 이물감을 최소화할 수 있으며, 전극 패턴에 따른 센싱 영역을 다양화할 수 있다. In the case where at least one of the first pressure sensing sensor 110 and the second pressure sensing sensor 120 is a horizontal pressure sensing sensor, a foreign body sensation on a surface contacting with the body can be minimized, It can be diversified.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 압력 감지 센서는 위치 별로 다른 크기 및 밀도로 배치될 수 있다. Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, the plurality of pressure-sensitive sensors may be arranged at different sizes and densities depending on positions.

도 8은 위치 별로 크기 및 밀도가 다르게 배치되는 복수의 압력 감지 센서를 나타낸다. FIG. 8 shows a plurality of pressure-sensitive sensors having different sizes and densities according to positions.

도 8을 참조하면, 복수의 압력 감지 센서(100) 중 적어도 일부는 제1 영역에 제1 크기 및 제1 밀도로 배치되고, 나머지 일부는 제2 영역에 제2 크기 및 제2 밀도로 배치된다. 이때, 제1 크기 및 제1 밀도는 각각 제2 크기 및 제2 밀도와 상이할 수 있다. 그리고, 복수의 제1 압력 감지 센서(110)는 복수의 제2 압력 감지 센서(120)와 서로 대칭하도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 8, at least some of the plurality of pressure-sensitive sensors 100 are disposed at a first size and a first density in a first region, and the remaining portions are disposed at a second size and a second density in a second region . At this time, the first size and the first density may be different from the second size and the second density, respectively. The plurality of first pressure sensing sensors 110 may be arranged to be symmetrical with respect to the plurality of second pressure sensing sensors 120.

예를 들어, 제1 영역은 머리의 중요한 부분, 즉 타격 시 치명적인 부분이고, 제2 영역은 제1 영역보다 덜 중요한 부분일 수 있다. 이때, 제1 영역에 배치되는 압력 감지 센서의 크기는 제2 영역에 배치되는 압력 감지 센서의 크기보다 작을 수 있고, 제1 영역에 배치되는 압력 감지 센서의 밀도는 제2 영역에 배치되는 압력 감지 센서의 밀도보다 높을 수 있다. 이에 따라, 제1 영역에 가해진 충격을 더욱 민감하게 감지할 수 있다. For example, the first area may be an important part of the head, i.e., a fatal part when striking, and the second area may be a less important part than the first area. In this case, the size of the pressure sensor disposed in the first region may be smaller than the size of the pressure sensor disposed in the second region, and the density of the pressure sensor disposed in the first region may be smaller than the density of the pressure sensor disposed in the second region. May be higher than the density of the sensor. Thus, the impact applied to the first region can be sensed more sensitively.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

Claims

Cover layer,
A buffer layer contained within the cover layer, the buffer layer being elastic, and
And a plurality of pressure sensing sensors housed within the cover layer,
Wherein some of the plurality of pressure sensing sensors sense a pressure applied between the cover layer and the buffer layer and are a plurality of first pressure sensing sensors each including a first electrode and a second electrode made of conductive fibers, Wherein the second portion of the pressure sensing sensors of the first sensing means senses the pressure applied between the buffer layer and the body and is a plurality of second pressure sensing sensors comprising a third electrode and a fourth electrode each made of conductive fibers.

The method according to claim 1,
A signal processor connected to the plurality of pressure sensors and processing signals received from the plurality of pressure sensors,
And a communication unit for transmitting a signal processed by the signal processing unit to the outside.

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of first pressure sensing sensors and the plurality of second pressure sensing sensors are arranged to be symmetrical to each other.

The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of first pressure sensing sensors further includes a first intermediate layer disposed between the first electrode and the second electrode, And a second intermediate layer disposed between the first intermediate layer and the second intermediate layer.

The method according to claim 1,
Wherein the first electrode and the second electrode are disposed on one side of the buffer layer,
The plurality of second pressure sensing sensors are disposed on the other surface of the buffer layer, the third electrode and the fourth electrode are sequentially stacked on the other surface, and the third electrode and the fourth electrode are disposed between the third electrode and the fourth electrode The intermediate layer further comprising:

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of first pressure sensing sensors are disposed between the cover layer and the buffer layer, the first electrode and the second electrode are sequentially stacked on one surface of the buffer layer, And an intermediate layer disposed between the two electrodes,
Wherein the third electrode and the fourth electrode are disposed on the other side of the buffer layer.

The method according to claim 5 or 6,
Wherein the buffer layer comprises an elastic layer and a conductive material dispersed within the elastic layer.

The method according to claim 1,
Wherein at least some of the plurality of first pressure sensing sensors are disposed at a first size and a first density in a first region and the remaining portions are disposed at a second size and a second density in a second region.

9. The method of claim 8,
Wherein at least some of the plurality of second pressure sensing sensors are disposed in the first region at the first size and at the first density and the remaining portions are disposed in the second region at the second size and the second density Protective equipment.