KR20200053446A

KR20200053446A - Soft sensor embedded gloves and manufacturing method of the same

Info

Publication number: KR20200053446A
Application number: KR1020200051814A
Authority: KR
Inventors: 배준범; 김수인; 박우근; 정다희; 오진혁
Original assignee: 주식회사 필더세임
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2020-05-18
Also published as: KR102435703B1

Abstract

Provided is a soft sensor embedded glove which is easily manufactured and has improved performance. The soft sensor embedded glove comprises: an inner skin; an outer skin coupled to the inner skin to be exposed to the outside; a soft sensor module coupled to the inner skin or the outer skin and including at least one soft sensor that is formed in a joint part of a finger to measure bending or stretching of the corresponding finger; and a control module disposed in a back of the outer skin and electrically connected to the soft sensor module to receive and control an electrical signal generated in the soft sensor module.

Description

Soft sensor embedded gloves and manufacturing method of the same}

본 발명은 소프트 센서 내장형 장갑 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a glove with a soft sensor and a method for manufacturing the same.

최근에는 손에 착용하여, 가상 현실에서 가상의 물체에서 발생하는 힘을 손가락에 전달하여 가상 물체와 상호작용하기 위한 소프트 센서 내장형 장갑에 대한 관심이 대두되고 있다.Recently, interest in gloves with a soft sensor for wearing a hand and interacting with a virtual object by transmitting a force generated by a virtual object to a finger in a virtual reality has emerged.

따라서, 손의 움직임에 대해 분석이 선행되어야 하며, 착용이 간편하면서도 손의 움직임을 보다 정확하게 측정할 수 있는 연구가 수행되어야 한다.Therefore, analysis of hand movements should be preceded, and research that can measure hand movements more accurately while being easy to wear should be performed.

한편, 소프트 센서는 신축성과 유연성을 갖는 소재에 전도성 물질로 형성된 전극을 구성하여, 신축성과 유연성을 가지며 변위나 힘 등을 측정할 수 있는 센서이다. 최근에는 웨어러블 장비 등 적용 분야가 확대되면서 유연하고 신축성 있는 소프트 센서에 대한 요구가 증대되고 있다.On the other hand, the soft sensor is a sensor capable of measuring displacement, force, etc. by forming an electrode formed of a conductive material on a material having elasticity and flexibility, and having elasticity and flexibility. Recently, as application fields such as wearable equipment have been expanded, demands for flexible and flexible soft sensors are increasing.

한국공개특허 10-2016-0136894Korea Patent Publication 10-2016-0136894

본 발명은 제조가 용이하며 성능이 향상된 소프트 센서 내장형 장갑 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a glove with a built-in soft sensor that is easy to manufacture and has improved performance and a method for manufacturing the same.

본 발명은 내피; 상기 내피와 결합되어 외부로 노출되는 외피; 상기 내피 또는 외피와 결합되며, 손가락의 관절 부위에 형성되어 해당 손가락의 굽힘 또는 신전을 측정하는 하나 이상의 소프트 센서를 포함하는 소프트 센서 모듈; 및 상기 외피의 손등 부분에 배치되며, 상기 소프트 센서 모듈과 전기적으로 연결되어 상기 소프트 센서 모듈에서 발생한 전기적 신호를 수신하고 이를 제어하는 제어 모듈;을 포함하는 소프트 센서 내장형 장갑을 제공한다. The present invention is endothelial; An outer skin which is combined with the inner skin and exposed to the outside; A soft sensor module that is combined with the endothelium or the outer skin, and includes one or more soft sensors formed on a joint portion of a finger to measure bending or extension of the finger; And a control module disposed on the back of the outer shell and electrically connected to the soft sensor module to receive and control electrical signals generated by the soft sensor module.

다른 측면에 따른 본 발명은, 손가락의 관절 부위에 형성되어 해당 손가락의 굽힘 또는 신전을 측정하는 하나 이상의 소프트 센서를 포함하는 소프트 센서 모듈을 형성하는 단계; 장갑의 내피에 상기 소프트 센서 모듈을 결합하는 단계; 상기 소프트 센서 모듈이 결합된 상기 장갑의 내피와, 장갑의 외피를 결합하는 단계; 상기 소프트 센서 모듈과 전기적으로 연결되어 상기 소프트 센서 모듈에서 발생한 전기적 신호를 수신하고 이를 제어하는 제어 모듈을 상기 외피의 손등 부분에 형성하는 단계;를 포함하는 소프트 센서 내장형 장갑의 제조 방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, forming a soft sensor module including one or more soft sensors formed on a joint portion of a finger to measure bending or extension of the finger; Coupling the soft sensor module to the endothelium of the glove; Combining the inner skin of the glove with the soft sensor module and the outer skin of the glove; It provides a method for manufacturing a glove with a soft sensor including ;; forming a control module on the back of the outer shell of the outer cover is electrically connected to the soft sensor module to receive and control the electrical signal generated by the soft sensor module.

본 발명의 소프트 센서 내장형 장갑 및 이의 제조 방법에 의해 소프트 센서 내장형 장갑의 제조가 용이해지고 성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. The soft sensor-embedded glove of the present invention and the method for manufacturing the soft sensor-embedded glove can be easily manufactured and an effect of improving performance can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 소프트 센서의 손가락 관절 변화에 따른 신호 라인의 길이 변화를 보여주는 모식도이다.
도 3은 도 1의 소프트 센서가 내장된 장갑을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 소프트 센서 내장형 장갑에서 소프트 센서 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 5 내지 도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법을 나타내는 도면이다.
도 30 내지 도 31은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법을 나타내는 도면이다. 1 is a perspective view showing a soft sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a change in length of a signal line according to a change in finger joint of the soft sensor of FIG. 1.
FIG. 3 is a plan view showing the glove in which the soft sensor of FIG. 1 is incorporated.
FIG. 4 is a plan view showing the soft sensor module in the glove with soft sensor embedded in FIG. 3.
5 to 29 are views showing a method of manufacturing a soft sensor-embedded glove according to an embodiment of the present invention.
30 to 31 are views showing a method of manufacturing a soft sensor-embedded glove according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이에 대해 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention can be applied to various transformations and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known technologies may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.

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 terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are assigned the same reference numbers, and redundant description thereof will be omitted. Shall be

또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명함에 있어, 각 실시예가 독립적으로 해석되거나 실시되어야 하는 것은 아니며, 각 실시예에서 설명되는 기술적 사상들이 개별적으로 설명되는 다른 실시예에 조합되어 해석되거나 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing various embodiments of the present invention, each embodiment is not to be independently interpreted or implemented, and the technical ideas described in each embodiment may be interpreted or implemented in combination with other embodiments described separately. It should be understood as being.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a soft sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서(100)는, 신축성 시트(110), 센서부(120), 전선부(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the soft sensor 100 according to an embodiment of the present invention may include an elastic sheet 110, a sensor unit 120, and an electric wire unit 140.

여기서, 본 발명의 일 실시예의 소프트 센서는 가상현실 또는 공존현실이나 재활 분야에서 관절의 각도를 측정하는데 사용될 수 있으며, 특히 손가락 관절의 각도를 측정하여 가상현실 기기 등에 데이터를 입력하는 수단으로 사용할 수 있다.Here, the soft sensor of one embodiment of the present invention can be used to measure the angle of a joint in virtual reality or coexistence reality or rehabilitation, and in particular, it can be used as a means to input data into a virtual reality device by measuring the angle of a finger joint. have.

상세히, 신축성 시트(110)는, 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)과 제2 신축성 층(도 8의 312 참조)을 포함한다. 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)과 제2 신축성 층(도 8의 312 참조)은 별도로 형성되며, 상하방향으로 적층된 구조일 수 있다. 여기서, 신축성 시트(110)는 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)과 제2 신축성 층(도 8의 312 참조)의 두 개의 층을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 필요에 따라 신축성 시트(110)는 다양한 재질의 두 개 이상의 층으로 형성될 수도 있다. 이에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다. In detail, the stretchable sheet 110 includes a first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) and a second stretchable layer (see 312 in FIG. 8). The first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) and the second stretchable layer (see 312 in FIG. 8) are formed separately and may have a stacked structure in the vertical direction. Here, the stretchable sheet 110 is illustrated as including two layers of a first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) and a second stretchable layer (see 312 in FIG. 8), but the spirit of the present invention is limited to this. Not, the stretchable sheet 110 may be formed of two or more layers of various materials, if necessary. This will be described in more detail later.

제1 신축성 층(도 8의 311 참조)은 제1 신축성 소재를 도포하여 형성된 층이다. 제1 신축성 소재는, 신축성과 유연성을 갖는 비전도성 물질일 수 있다. 여기서는 제1 신축성 소재는 실리콘을 사용하는 것으로 예를 들어 설명하나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니한다. 이와 같은 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)은 베이스 기재 위에 제1 신축성 소재를 스핀 코팅, 실리콘 코팅(squeegeeing), 압축 성형 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 도포하여 형성될 수 있다. The first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) is a layer formed by applying the first stretchable material. The first stretchable material may be a nonconductive material having stretchability and flexibility. Here, the first stretchable material is described using silicon as an example, but the spirit of the present invention is not limited thereto. The first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) may be formed by applying the first stretchable material on a base substrate by various methods such as spin coating, silicone coating, compression molding, or printing.

제2 신축성 층(도 8의 312 참조)은 제2 신축성 소재를 도포하여 형성된 층이다. 제2 신축성 소재는, 신축성과 유연성을 갖는 비전도성 물질일 수 있다. 제2 신축성 소재는, 센서부(120)를 형성하는 전도성 액체 금속(도 6의 320 참조)보다 표면 장력이 작은 물질이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 제2 신축성 소재로 실리콘을 사용하여, 제1 신축성 소재와 제2 신축성 소재가 동일한 소재인 것으로 예를 들어 설명하나, 본 발명의 사상이 이에 제한되지는 아니한다. 여기서, 제1 신축성 소재와 제2 신축성 소재는 동일한 실리콘을 사용할 경우, 실리콘이 단일(monolithic)의 시트로 형성될 수도 있다. 다만, 본 발명의 사상은 이에 한정되지 않고, 제2 신축성 소재가 전도성 액체 금속(도 6의 320 참조)보다 표면 장력이 작으면서 신축성과 유연성을 갖는 소재라면 어느 것이나 사용할 수 있다. 이와 같은 제2 신축성 층(도 8의 312 참조)은 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)(및 그 위의 센서부(120)) 위에 제2 신축성 소재를, 스핀 코팅, 실리콘 코팅(squeegeeing), 압축 성형 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 도포하여 형성될 수 있다. The second stretchable layer (see 312 in FIG. 8) is a layer formed by applying a second stretchable material. The second stretchable material may be a nonconductive material having stretchability and flexibility. As the second stretchable material, a material having a smaller surface tension than the conductive liquid metal (see 320 in FIG. 6) forming the sensor unit 120 may be used. In the present embodiment, using the silicon as the second stretchable material, for example, the first stretchable material and the second stretchable material will be described as an example, but the spirit of the present invention is not limited thereto. Here, when the first elastic material and the second elastic material use the same silicon, the silicon may be formed of a monolithic sheet. However, the spirit of the present invention is not limited to this, and any second flexible material may be used as long as the material has elasticity and flexibility while having a smaller surface tension than the conductive liquid metal (see 320 in FIG. 6). Such a second stretchable layer (see 312 in FIG. 8) is a second stretchable material over the first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) (and the sensor portion 120 thereon), spin coating, silicon coating (squeegeeing) ), Compression molding or printing may be applied to various methods.

센서부(120)는 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)과 제2 신축성 층(도 8의 312 참조) 사이에 형성될 수 있다. 여기서 센서부(120)는 제1 신축성 층(도 8의 311 참조) 위에 전도성 액체 금속(도 6의 320 참조)을 이용하여 미리 설정된 패턴으로 형성될 수 있다. 이와 같은 센서부(120)는 3D 프린팅, 노즐 프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤투롤 프린팅 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. The sensor unit 120 may be formed between the first stretchable layer (see 311 in FIG. 8) and the second stretchable layer (see 312 in FIG. 8). Here, the sensor unit 120 may be formed in a preset pattern using a conductive liquid metal (see 320 in FIG. 6) on the first elastic layer (see 311 in FIG. 8). The sensor unit 120 may be formed using various methods such as 3D printing, nozzle printing, inkjet printing, and roll-to-roll printing.

센서부(120)는 소정의 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 도포 가능한 액체 혹은 고체 형태의 전도성 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 센서부(120)는 상온에서 액체 상태를 유지하며 전도성을 갖는 전도성 액체 금속으로 형성될 수도 있다. 여기서 전도성 액체 금속은, EGaIn(Eutetic Gallium-Indium)을 사용하는 것으로 예를 들어 설명한다.The sensor unit 120 may be formed of a predetermined conductive material, or may be formed of a conductive material in a liquid or solid form that can be applied. For example, the sensor unit 120 It may be formed of a conductive liquid metal that maintains a liquid state at room temperature and has conductivity. Here, the conductive liquid metal will be described as an example using EGaIn (Eutetic Gallium-Indium).

EGaIn은 공정 갈륨 인듐 복합체라고도 한다. 상기 EGaIn은, 갈륨(Ga) 75.5wt%와 인듐(In) 24.5wt%을 포함할 수 있다. 상기 EGaIn는 약 15.7℃에서 녹아서 상온에서는 액체 상태를 유지할 수 있다. 또한, 상기 EGaIn은 3.4 x 10⁴S/cm 수준의 전도성을 가져 전도성이 매우 높고, 점도가 낮아 잘 흐르며, 표면의 산화막으로 인해 높은 표면장력을 갖는다. 상기 EGaIn는 표면장력이 높기 때문에, 원하는 패턴으로 3D 프린팅시 형태를 유지하는 장점이 있어 마이크로 채널을 형성하는 것이 용이하다. 또한, 별도의 화학적 처리 없이도 CNC 설비에 결합된 주사기를 통해 주사하여 원하는 패턴으로 직접 프린팅하는 것이 가능하다.EGaIn is also called process gallium indium composite. The EGaIn may include gallium (Ga) 75.5wt% and indium (In) 24.5wt%. The EGaIn can be melted at about 15.7 ° C to maintain a liquid state at room temperature. In addition, the EGaIn has a conductivity of 3.4 x 10 ⁴ S / cm, so conductivity is very high, viscosity is low, and it flows well, and has high surface tension due to the oxide film on the surface. Since the EGaIn has a high surface tension, it has an advantage of maintaining shape when 3D printing in a desired pattern, and thus it is easy to form a microchannel. In addition, it is possible to directly print in a desired pattern by injecting through a syringe coupled to a CNC facility without any additional chemical treatment.

이와 같이 센서부(120)가 전도성 액체 금속으로 형성됨으로써 충분한 신축성을 가질 수 있다.In this way, the sensor unit 120 may be formed of a conductive liquid metal to have sufficient elasticity.

한편, 소프트 센서의 위치는 손 착용형 장치의 표면 중 각 손가락의 관절 부위 및 엄지와 검지 사이에 구비될 수 있고, 엄지와 검지 사이에 구비되는 소프트 센서는 엄지의 내전 및 외전의 움직임을 감지하기 위한 것일 수 있다.On the other hand, the position of the soft sensor may be provided between the joint part of each finger and the thumb and index finger of the surface of the hand-worn device, and the soft sensor provided between the thumb and index finger detects the movement of the thumb's adduction and abduction It may be for

또한, 각 손가락의 관절 부위에 구비되는 소프트 센서는 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서가 함께 구비될 수 있다. In addition, the soft sensor provided in the joint portion of each finger may be provided with a sensor for measuring the movement of flexion and extension, and a sensor for measuring the movement of pronation and abduction.

또는, 각 손가락의 관절 부위에 구비되는 소프트 센서는 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서가 각각 별도로 구비될 수도 있다. 이때, 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서는, 손가락들의 길이방향으로 길게 형성되어, 손가락들의 굴곡과 신전을 측정하는 센서 역할을 할 수 있다. 한편, 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서는 손가락들의 길이방향에 수직하거나 손가락들의 내,외전 방향으로 길게 형성되어, 손가락들의 내전과 외전을 측정하는 센서 역할을 할 수 있다. 여기서, 굴곡 및 신전 움직임을 측정하는 센서와 내전 및 외전의 움직임을 측정하는 센서는, 손가락들의 움직임에 따라 길이, 높이 및 폭이 변화하여 저항이 변화하게 되므로, 저항의 변화를 측정하여 손가락의 움직임을 측정할 수 있다. 이에 대해서는 도 2 및 도 3에서 더욱 상세히 설명하도록 한다. Alternatively, the soft sensor provided in the joint portion of each finger may be separately provided with sensors for measuring flexion and extension movements, and sensors for measuring movements of pronation and abduction. At this time, the sensor for measuring flexion and extension movement is formed long in the longitudinal direction of the fingers, and may serve as a sensor for measuring flexion and extension of the fingers. On the other hand, the sensor for measuring the motion of the abduction and abduction is perpendicular to the longitudinal direction of the fingers or is formed long in the direction of the abduction and abduction of the fingers, and may serve as sensors for measuring the abduction and abduction of the fingers. Here, the sensor for measuring the movement of the flexion and extension and the sensor for measuring the movement of the pronation and abduction change the resistance by changing the length, height, and width according to the movement of the fingers. Can be measured. This will be described in more detail in FIGS. 2 and 3.

전선부(140)는 센서부(120)와 전기적으로 연결되며, 센서부(120)에서 전달되는 전기적 신호를 후술할 전극 기판(도 4의 270 참조) 또는 FFC(도 30의 530 참조)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 전선부(140)는 3D 프린터 등을 이용하여 제1 신축성 층(도 8의 311 참조) 또는 베이스 기재 위에 전도성 액체 금속을 프린팅하여 형성될 수 있다. The wire unit 140 is electrically connected to the sensor unit 120 and transmits an electrical signal transmitted from the sensor unit 120 to an electrode substrate (see 270 in FIG. 4) or FFC (see 530 in FIG. 30) to be described later. Can play a role. The wire portion 140 may be formed by printing a conductive liquid metal on the first elastic layer (see 311 of FIG. 8) or the base substrate using a 3D printer or the like.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서의 작동 원리에 대해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the operating principle of the soft sensor according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서의 손가락 관절 각도 변화에 따른 센서부(120)의 길이 변화를 보여주는 모식도이다. 2 is a schematic view showing a change in the length of the sensor unit 120 according to the change in the angle of the finger joint of the soft sensor according to the embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예의 소프트 센서의 원리는 다음과 같다.2, the principle of the soft sensor of this embodiment is as follows.

일반적으로 소프트 센서의 마이크로 채널 양단 저항을 R(Resistance of conductive metal), 채널 내부 전도성 물질의 비저항을 ρ(electrical resistivity [Ω*m]), 채널 부피를 V(channel volume [m³]), 채널 단면적을 A(channel area [m²]), 채널 길이를 l(channel length [m]), 변형율을 ε 이라고 할 때, 높은 신축성을 가지는 소재 내부 마이크로 채널이 비압축성 물질로 채워져 있는 경우 마이크로 채널의 총 부피 V는 일정하게 유지되며 하기 수학식 1로 표현된다.Generally, the resistance across the micro-channel of the soft sensor is R (Resistance of conductive metal), the resistivity of the conductive material inside the channel is ρ (electrical resistivity [Ω * m]), and the channel volume is V (channel volume [m ³ ]), channel When the cross-sectional area is A (channel area [m ² ]), the channel length is l (channel length [m]), and the strain is ε, the total number of micro-channels when the micro-channel inside the material with high elasticity is filled with an incompressible material The volume V is kept constant and is expressed by Equation 1 below.

이때, 채널은 전도성 금속의 전자가 통과하는 경로로 볼 수 있으며, 전도성 금속의 외형이 변화하면 상기 채널의 길이, 높이, 폭 등이 변화할 수 있고 저항 역시 변화하게 된다.At this time, the channel can be seen as a path through which electrons of the conductive metal pass, and when the external shape of the conductive metal changes, the length, height, and width of the channel may change and the resistance also changes.

여기서, 채널 길이 l은 하기 수학식 2로 표현되고, 채널 단면적 A는 수학식 3으로 표현된다. Here, the channel length l is expressed by Equation 2 below, and the channel cross-sectional area A is expressed by Equation 3.

한편, 전도성 금속의 저항은 하기 수학식 4로 표현된다.Meanwhile, the resistance of the conductive metal is expressed by Equation 4 below.

그리고, 현재의 저항(R)은 초기 저항(R₀)과 변형율 ε에 의해 하기의 수학식 5로 표현될 수 있다.In addition, the current resistance R may be expressed by Equation 5 below by the initial resistance R ₀ and the strain ε.

도 2를 참조하면, 손가락 관절에서 관절의 각도 변화(Δθ)와 반지름(r) 및 채널의 길이 변화(ΔL)은 다음의 수학식 6로 표현된다.Referring to FIG. 2, the angular change (Δθ) and the radius (r) of the joint in the finger joint and the change in the length of the channel (ΔL) are expressed by Equation 6 below.

상기 수학식 6을 이항하면 하기 수학식 7이 도출된다.When the above equation (6) is transposed, the following equation (7) is derived.

이때, r은 상수이기 때문에 채널의 길이 변화(ΔL)를 통하여 손가락 관절의 각도 변화(Δθ)를 계산할 수 있다. At this time, since r is a constant, an angle change (Δθ) of a finger joint can be calculated through a change in channel length (ΔL).

여기서, 소프트 센서의 저항 변화를 측정하기 위해 적절히 형성된 증폭기가 사용될 수 있으며, 증폭기의 성질에 따라 증폭기 출력으로 측정된 전압의 변화(ΔV)로부터 소프트 센서의 저항 변화(ΔR)를 계산할 수 있다.Here, an appropriately formed amplifier may be used to measure the resistance change of the soft sensor, and the resistance change (ΔR) of the soft sensor may be calculated from the change (ΔV) of the voltage measured by the amplifier output according to the nature of the amplifier.

이때, 수학식 5에 따라 측정된 소프트 센서의 저항 변화(ΔR)를 이용하여 변형율(ε)을 계산하고 이를 이용해 채널의 길이 변화(ΔL)를 계산할 수 있다.At this time, the strain (ε) may be calculated using the resistance change (ΔR) of the soft sensor measured according to Equation (5), and the length change (ΔL) of the channel may be calculated using this.

따라서, 본 실시예의 소프트 센서에 전압의 변화(ΔV)에 대한 센서를 구비하면 손가락 관절의 각도 변화(Δθ)를 구할 수 있는 것이다.Therefore, if the soft sensor of the present embodiment is provided with a sensor for a change in voltage (ΔV), the angle change (Δθ) of the finger joint can be obtained.

설명의 편의상 손가락 관절을 예로 들어 설명하였지만, 본 실시예의 소프트 센서는 신체의 다른 부위의 관절에도 모두 적용 가능한 것은 당연하다.For convenience of explanation, the finger joint has been described as an example, but it is natural that the soft sensor of this embodiment can be applied to joints of other parts of the body.

도 3은 도 1의 소프트 센서가 내장된 장갑을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 소프트 센서 내장형 장갑에서 소프트 센서 모듈을 나타내는 평면도이다. FIG. 3 is a plan view showing the glove with the soft sensor of FIG. 1, and FIG. 4 is a plan view showing the soft sensor module of the glove with the soft sensor of FIG. 3.

도 3 및 도 4를 참조하면, 소프트 센서 모듈(200)은 손가락의 각 관절에 대응되도록 복수의 소프트 센서(100)가 형성된, 신축성 소재의 시트일 수 있다. 여기서 소프트 센서 모듈(200)은 손 모양의 적어도 일부와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 소프트 센서 모듈(200)은 장갑(400) 내피에 부착 가능하도록 손 모양으로 형성되고 시트 형상으로 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 이와 같은 소프트 센서 모듈(200)은, 원하는 형상보다 큰 원형이나 사각형 형상으로 형성된 후 레이저 커팅, 칼 커팅, 칼 금형 재단 방법 등을 통해 원하는 형상으로 재단되어 형성될 수 있다. 즉, 신축성 시트(110) 중에서 복수의 센서부(120)가 형성된 부분을 제외한 나머지 부분들을 손가락 등의 착용부위에 맞는 형상으로 잘라내어 사용할 수 있다. 복수의 센서부(120)들은 손가락의 움직임을 감지할 수 있도록 각 손가락의 관절 부위에 위치될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the soft sensor module 200 may be a sheet of an elastic material in which a plurality of soft sensors 100 are formed to correspond to each joint of a finger. Here, the soft sensor module 200 may be formed in a shape corresponding to at least a part of the hand shape. In this embodiment, the soft sensor module 200 will be described as an example of being formed in a hand shape and formed in a sheet shape so as to be attached to the inner surface of the gloves 400. The soft sensor module 200 may be formed into a desired shape through laser cutting, knife cutting, knife cutting, or the like after being formed in a circular or square shape larger than a desired shape. That is, the remaining portions of the stretchable sheet 110 except for the portions in which the plurality of sensor units 120 are formed may be cut and used in a shape suitable for a worn portion such as a finger. The plurality of sensor units 120 may be located at the joint portion of each finger to detect the movement of the finger.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 내부, 즉 내피에 소프트 센서 모듈(200)이 결합 내지는 내장되어 있는 것을 일 특징으로 한다. Here, the soft sensor-embedded glove 400 according to an embodiment of the present invention is characterized in that the soft sensor module 200 is coupled to or embedded in the inside of the glove, that is, the endothelium.

상세히, 상용 장갑 위에 본드와 실리콘 등을 이용하여 소프트 센서를 부착할 경우, 정확한 센서의 위치 고정을 위해 사용자가 장갑을 착용한 상태에서 소프트 센서를 부착하는 것이 필요하다.In detail, when a soft sensor is attached using a bond or silicon on a commercial glove, it is necessary to attach the soft sensor while the user wears the glove in order to accurately fix the position of the sensor.

그러나 이 경우, 소프트 센서가 장갑 외부에 드러나 있기 때문에, 내구성이 낮으며, 외관상 좋지 않다는 문제점이 존재하였다. 또한, 그 제작 공정에 있어서도, 작업자마다 센서를 장갑의 외부 표면에 붙이는 위치의 차이가 생기며, 센서 위치가 작업자 숙련도에 영향을 받게 되고, 두 명 이상의 작업자가 필요하다는 문제점이 존재하였다. However, in this case, since the soft sensor is exposed on the outside of the glove, there are problems that durability is low and appearance is not good. In addition, even in the manufacturing process, there is a problem in that the position of attaching the sensor to the outer surface of the glove for each worker occurs, the position of the sensor is affected by operator skill, and two or more workers are required.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 내부, 즉 내피에 소프트 센서 모듈(200)이 결합 내지는 내장되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이, 장갑의 내부, 즉 내피에 소프트 센서 모듈(200)이 결합됨으로써 소프트 센서가 장갑에 내장되어 보호됨으로써 소프트 센서 모듈(200)의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 위치 고정 가이드를 이용하여 장갑의 위치를 고정하고 그 위해 다시 가이드를 이용하여 소프트 센서 모듈(200)을 부착하는, 일종의 패터닝 방식을 이용하기 때문에, 작업 난이도가 낮아지는 효과가 있으며, 또한 대량 패턴에 부착 후 대량 봉제가 가능해지기 때문에 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 나아가, 소프트 센서 모듈(200)이 장갑 내부에 형성되므로, 소프트 센서 모듈(200) 부착 시에 사용된 접착제 흔적이 보이지 않아서, 심미감이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. To solve this problem, the soft sensor-embedded glove 400 according to the embodiment of the present invention is characterized in that the soft sensor module 200 is coupled to or embedded in the inside of the glove, that is, the endothelium. In this way, the soft sensor module 200 is coupled to the inside of the glove, that is, the endothelium, so that the soft sensor is built into the glove and protected, thereby improving the durability of the soft sensor module 200. In addition, since the position of the glove is fixed using the position fixing guide and the soft sensor module 200 is attached to the soft sensor module 200 again using the guide, there is an effect of lowering work difficulty and also mass After attaching to the pattern, a large amount of sewing becomes possible, so that an effect of improving productivity can be obtained. Furthermore, since the soft sensor module 200 is formed inside the glove, the adhesive trace used when attaching the soft sensor module 200 is not seen, thereby improving the aesthetic feeling.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되는 것을 일 특징으로 한다. Furthermore, the soft sensor-embedded glove 400 according to the embodiment of the present invention is characterized in that the control module 490 is formed on the back portion of the glove.

상세히, 종래에 소프트 센서가 부착된 웨어러블 장치의 경우, 제어 모듈의 크기가 크며, 장갑의 손목 부분에 제어 모듈이 형성되었기 때문에 손을 자연스럽게 움직이는데 방해가 된다는 문제점이 존재하였다. In detail, in the case of a wearable device with a soft sensor attached in the related art, there is a problem that the size of the control module is large, and the control module is formed on the wrist portion of the glove, which interferes with the natural movement of the hand.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되며, PCB와 배터리 등 모든 전자 부품을 소형화하여, 이 제어 모듈(490)에 내장하는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이, PCB와 배터리 등 모든 전자 부품을 소형화하여　제어 모듈(490)에 내장하며, 특히 FFC(Flexible Flat Cable)를 제어 모듈(490)의 케이스 내에 내장하게 되어, 내구성이 향상되고 심미감이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되어 손목의 움직임의 영향을 덜 받게 되며, 착용 편의성이 향상되고 제품 크기가 작아지는 효과를 얻을 수 있다. To solve this problem, the soft sensor-embedded glove 400 according to an embodiment of the present invention is formed with a control module 490 on the back of the glove, miniaturizing all electronic components, such as a PCB and a battery, to control this. It is characterized by being built in the module 490. In this way, all electronic components such as PCBs and batteries are miniaturized and embedded in the control module 490. In particular, a FFC (Flexible Flat Cable) is embedded in the case of the control module 490, improving durability and improving aesthetics. Can be achieved. In addition, the control module 490 is formed on the back portion of the glove, so that the movement of the wrist is less affected, and the convenience of wearing is improved and the product size is reduced.

도 3 및 도 4의 소프트 센서 모듈(200)을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. The soft sensor module 200 of FIGS. 3 and 4 will be described in more detail as follows.

소프트 센서 모듈(200)은 엄지 센싱부(210), 검지 센싱부(220), 중지 센싱부(230), 약지 센싱부(240) 및 계지 센싱부(250)를 포함한다. 소프트 센서 모듈(200)은 이중 일부 센싱부만 포함하는 것도 가능하다. The soft sensor module 200 includes a thumb sensing unit 210, an index sensing unit 220, a middle sensing unit 230, a ring finger sensing unit 240, and an index sensing unit 250. The soft sensor module 200 may also include only some of the sensing units.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만 소프트 센서 모듈(200)은 엄지 센싱부(210)와 검지 센싱부(220) 사이에 형성되는 제1 내/외전 측정 센서(미도시)와, 검지 센싱부(220)와 중지 센싱부(230) 사이에 형성되는 제2 내/외전 측정 센서(미도시)와, 검지 센싱부(220)의 일 측면에 형성되어 검지의 내/외전을 측정하는 제3 내/외전 측정 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, although not shown in the drawing, the soft sensor module 200 includes a first internal / abduction measurement sensor (not shown) formed between the thumb sensing unit 210 and the index sensing unit 220, and the index sensing unit 220. And a second internal / abduction measurement sensor (not shown) formed between the and middle sensing unit 230, and a third internal / abduction measurement formed on one side of the detection sensing unit 220 to measure the internal / external abduction of the index finger It may further include a sensor (not shown).

또한, 도면에는 도시되지 않았지만 소프트 센서 모듈(200)은 중지 센싱부(230)와 약지 센싱부(미도시) 사이에 형성되는 제4 내/외전 측정 센서(미도시)와, 약지 센싱부(미도시)와 계지 센싱부(미도시) 사이에 형성되는 제5 내/외전 측정 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. In addition, although not shown in the drawing, the soft sensor module 200 includes a fourth internal / abduction measurement sensor (not shown) formed between the middle sensing unit 230 and the ring finger sensing unit (not shown), and the ring finger sensing unit (not shown) City) and a fifth inner / abduction measuring sensor (not shown) formed between the locking sensing unit (not shown).

엄지 센싱부(210)는 제1 엄지부 센서(211), 제2 엄지부 센서(212)를 포함할 수 있다. 제1 엄지부 센서(211)는 엄지 손가락의 말절골(distal phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 엄지부 센서(212)는 엄지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The thumb sensing unit 210 may include a first thumb sensor 211 and a second thumb sensor 212. The first thumb sensor 211 may measure bending and extension between the distal phalanx and the proximal phalanx of the thumb. The second thumb sensor 212 may measure bending and extension between the proximal phalanx and the metacarpal of the thumb.

검지 센싱부(220)는 제1 검지부 센서(221), 제2 검지부 센서(222)를 포함할 수 있다. 제1 검지부 센서(221)는 검지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 검지부 센서(222)는 검지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The detection sensing unit 220 may include a first detection unit sensor 221 and a second detection unit sensor 222. The first detection unit sensor 221 may measure bending and extension between the middle phalanx and the proximal phalanx of the index finger. The second detection unit sensor 222 may measure bending and extension between the proximal phalanx and the metacarpal of the index finger.

중지 센싱부(230)는 제1 중지부 센서(231), 제2 중지부 센서(232)를 포함할 수 있다. 제1 중지부 센서(231)는 중지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 중지부 센서(232)는 중지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The stop sensing unit 230 may include a first stop unit sensor 231 and a second stop unit sensor 232. The first stop sensor 231 may measure bending and extension between the middle phalanx and the proximal phalanx of the middle finger. The second stop sensor 232 may measure bending and extension between the proximal phalanx and the metacarpal of the middle finger.

약지 센싱부(240)는 제1 약지부 센서(241), 제2 약지부 센서(242)를 포함할 수 있다. 제1 약지부 센서(241)는 약지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 약지부 센서(242)는 약지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The ring finger sensing unit 240 may include a first ring finger sensor 241 and a second ring finger sensor 242. The first ring finger sensor 241 may measure bending and extension between the middle phalanx and the proximal phalanx of the ring finger. The second ring finger sensor 242 may measure bending and extension between the proximal phalanx and the metacarpal of the ring finger.

계지 센싱부(250)는 제1 계지부 센서(251), 제2 계지부 센서(252)를 포함할 수 있다. 제1 계지부 센서(251)는 계지 손가락의 중절골(middle phalanx)과 기절골(proximal phalanx) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. 제2 계지부 센서(252)는 계지 손가락의 기절골(proximal phalanx)과 중수골(metacapals) 사이의 굽힘 및 신전을 측정할 수 있다. The locking sensing unit 250 may include a first locking sensor 251 and a second locking sensor 252. The first locking sensor 251 may measure bending and extension between the middle phalanx and the proximal phalanx of the locking finger. The second locking part sensor 252 may measure bending and extension between the proximal phalanx and the metacarpal of the locking finger.

제1 내/외전 측정 센서(미도시)는 엄지 센싱부(210)와 검지 센싱부(220) 사이에 형성되어 엄지의 내전 및 외전을 측정할 수 있다. A first internal / abduction sensor (not shown) is formed between the thumb sensing unit 210 and the index sensing unit 220 to measure the internal and external abduction of the thumb.

제2 내/외전 측정 센서(미도시)는 검지 센싱부(220)와 중지 센싱부(230) 사이에 형성되어 중지의 내전 및 외전을 측정할 수 있다. A second internal / external abduction measurement sensor (not shown) is formed between the detection sensing unit 220 and the middle sensing unit 230 to measure the internal and external abduction of the middle finger.

제3 내/외전 측정 센서(미도시)는 검지 센싱부(220)의 일 측에 형성되어 검지의 내전 및 외전을 측정할 수 있다. A third internal / external abduction measurement sensor (not shown) is formed on one side of the index sensing unit 220 to measure the internal and external abduction of the index finger.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 모듈(200)은, 내/외전 측정 센서 신호를 굽힘/신전 측정 센서 신호와 분리하기 위하여, 검지의 일 측에 제3 내/외전 측정 센서(미도시)가 추가로 구비될 수 있다. 즉, 검지의 일 측에 제3 내/외전 측정 센서(미도시)를 추가로 구비하여, 검지 및 중지의 내/외전을 독립적으로 측정할 수 있도록 하였다. Here, the soft sensor module 200 according to an embodiment of the present invention, in order to separate the internal / abduction measurement sensor signal from the bending / extension measurement sensor signal, a third internal / abduction measurement sensor (not shown) on one side of the index finger City) may be further provided. That is, a third internal / external abduction measurement sensor (not shown) is additionally provided on one side of the detection so that the internal / external abduction of the detection and middle finger can be measured independently.

여기서, 제1 엄지부 센서(211), 제2 엄지부 센서(212), 제1 검지부 센서(221), 제2 검지부 센서(222), 제1 중지부 센서(231), 제2 중지부 센서(232), 제1 약지부 센서(241), 제2 약지부 센서(242), 제1 계지부 센서(251), 제2 계지부 센서(252) 각각은 도 1의 소프트 센서(100)의 센서부(120)일 수 있다. 또한, 각각의 센서들에서 연장 형성되는 전선부(280) 각각은 도 1의 소프트 센서(100)의 전선부(140)일 수 있다.Here, the first thumb sensor 211, the second thumb sensor 212, the first detection sensor 221, the second detection sensor 222, the first stop sensor 231, the second stop sensor 232 ), The first ring portion sensor 241, the second ring portion sensor 242, the first locking portion sensor 251, the second locking portion sensor 252, each of the sensor portion of the soft sensor 100 of FIG. It may be (120). Further, each of the electric wire portions 280 extending from the respective sensors may be the electric wire portion 140 of the soft sensor 100 of FIG. 1.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 모듈(200)은, CAD를 이용하여 길이 및 형상이 다른 여러 손가락들의 각 관절에 각각 대응되는 복수의 채널 패턴들을 하나의 손 착용형 장치에 일체로 설계될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 CAD를 이용하여 채널 패턴들을 설계하기 때문에, 복수의 채널 패턴들을 한 번에 설계하는 것이 용이하다.Here, the soft sensor module 200 according to an embodiment of the present invention uses a CAD to integrally integrate a plurality of channel patterns corresponding to each joint of several fingers having different lengths and shapes into one hand-wearable device. Can be designed. That is, in the present invention, since channel patterns are designed using CAD, it is easy to design a plurality of channel patterns at once.

이와 같이 복수의 센서부(120)를 3D 프린팅 등을 이용해 한 번에 형성할 수 있으므로, 대면적 크기의 센서 제작이 용이하다. 또한, 복수의 채널 패턴들을 형성하기 위한 몰드가 필요하지 않으므로, 제조가 간편하고 비용이 절감될 수 있다.As described above, since a plurality of sensor units 120 can be formed at once using 3D printing or the like, it is easy to manufacture a sensor having a large area size. In addition, since a mold for forming a plurality of channel patterns is not required, manufacturing is simple and cost can be reduced.

본 발명에 따른 소프트 센서는 크기에 제약을 받지 않으며 센서의 두께가 매우 얇고 신축성을 가지기 때문에, 다양한 개수와 형상의 센서부(120)를 형성하는 것이 가능하게 되어, 다양한 크기를 가지고 복잡한 움직임을 가지는 어깨, 발목, 손목, 손가락 등 관절에도 적용이 용이하다.Since the soft sensor according to the present invention is not limited in size and the thickness of the sensor is very thin and has elasticity, it is possible to form the sensor unit 120 of various numbers and shapes, and has a complex movement with various sizes. It is easy to apply to joints such as shoulders, ankles, wrists, and fingers.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 소프트 센서 모듈(200)은 칩(chip)을 더 포함할 수 있다. 칩은 신축성 시트(110)의 내부에서 손목에 대응하는 위치에 삽입될 수 있다. 이와 같은 칩은 인서트 프린트 방식에 의해 삽입될 수 있다. 이와 같은 칩은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board), 모터 드라이버, 마이크로컨트롤 유닛, 무선통신유닛 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, although not illustrated in the drawing, the soft sensor module 200 may further include a chip. The chip may be inserted into the elastic sheet 110 at a position corresponding to the wrist. Such a chip can be inserted by an insert print method. Such a chip may include an FPCB (Flexible Printed Circuit Board), a motor driver, a micro control unit, and a wireless communication unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 모듈(200)은 전극 기판(270) 및 접속부(290)를 더 포함할 수 있다. In addition, the soft sensor module 200 according to an embodiment of the present invention may further include an electrode substrate 270 and a connection portion 290.

전극 기판(270)은 소프트 센서 모듈(200) 상에 형성되어, 외부의 전자 기기(예를 들어, 커넥터 등)와 소프트 센서들을 연결해주는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 전극 기판(270)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등의 다양한 회로 기판일 수 있다. 그리고 이러한 전극 기판(270)은 FPC 등과 접촉 내지 결합할 수 있다. The electrode substrate 270 is formed on the soft sensor module 200, and may serve to connect soft sensors with an external electronic device (eg, a connector). Here, the electrode substrate 270 may be various circuit boards such as a flexible printed circuit board (FPCB). In addition, the electrode substrate 270 may be in contact with or coupled to an FPC.

여기서, 전극 기판(270)은 인서트 프린트 방식에 의해 형성될 수 있다. 즉, 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)이 형성된 이후, 그 위에 전극 기판(270)이 삽입되어 형성될 수 있다. 이때 전극 기판(270)은 대략 제1 신축성 층(도 8의 311 참조)위에서 손목의 움직임에 간섭을 받지 않으면서 센서들의 위치를 침범하지 않는 영역에 위치할 수 있다. 또한, 전극 기판(270)은, 전선부(140)의 길이를 최소화하기 위해, 센서들과 전극 기판(270) 사이의 거리를 최소화 할 수 있는 영역에 위치할 수 있다. 예를 들어 전극 기판(270)은 손목에 인접한 손등 부분에 형성될 수 있다. 내구성을 위하여 전극 기판(270)의 주변은 단단한 소재로 보강을 해주어야 할 수 있으며, 따라서 유연하게 움직이는 손목이 아닌, 손등 부분에 전극 기판을 위치시키는 것이 바람직할 수 있다. 전극 기판(270)의 형성 위치 및 방법에 대해서는 뒤에서 보다 상세히 설명하도록 한다. Here, the electrode substrate 270 may be formed by an insert print method. That is, after the first stretchable layer (see 311 of FIG. 8) is formed, the electrode substrate 270 may be inserted thereon. At this time, the electrode substrate 270 may be positioned in a region that does not invade the positions of the sensors without being interfered with the movement of the wrist on the first first elastic layer (see 311 of FIG. 8). Further, the electrode substrate 270 may be positioned in a region capable of minimizing the distance between the sensors and the electrode substrate 270 in order to minimize the length of the wire portion 140. For example, the electrode substrate 270 may be formed on the back of the hand adjacent to the wrist. For durability, the periphery of the electrode substrate 270 may need to be reinforced with a rigid material, and thus, it may be desirable to place the electrode substrate on the back of the hand, not on a flexible moving wrist. The location and method of forming the electrode substrate 270 will be described in more detail later.

접속부(290)는 소프트 센서(100)의 전선부(280)와 전극 기판(270)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서 접속부(290)는 소정의 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 도포 가능한 액체 혹은 고체 형태의 전도성 물질로 형성될 수 있다. 일 예로, 접속부(290)는 상온에서 액체 상태를 유지하며 전도성을 갖는 전도성 액체 금속으로 형성될 수도 있다. 여기서 전도성 액체 금속은, EGaIn(Eutetic Gallium-Indium)을 사용하는 것으로 예를 들어 설명한다.The connection part 290 may serve to connect the electric wire part 280 and the electrode substrate 270 of the soft sensor 100. Here, the connection portion 290 may be formed of a predetermined conductive material, or may be formed of a conductive material in a liquid or solid form that can be applied. For example, the connection part 290 may be formed of a conductive liquid metal having conductivity while maintaining a liquid state at room temperature. Here, the conductive liquid metal will be described as an example using EGaIn (Eutetic Gallium-Indium).

접속부(290)는 전도성 액체 금속을 이용하여 미리 설정된 패턴으로 형성될 수 있으며, 이와 같은 접속부(290)는 EGaIn(Eutetic Gallium-Indium)과 같은 재료를 3D 프린팅, 노즐 프린팅, 잉크젯 프린팅, 롤투롤 프린팅 등 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. The connection portion 290 may be formed in a predetermined pattern using a conductive liquid metal, and the connection portion 290 may 3D printing materials such as EGaIn (Eutetic Gallium-Indium), nozzle printing, inkjet printing, roll-to-roll printing It can be formed using various methods such as.

또한, 본 발명에 의해서, 채널의 두께, 채널 사이즈, 채널의 수, 소프트 센서의 소재 등과 상관 없이 안정적으로 전극부를 형성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 프린팅 장비를 이용하여 자동화가 가능하며, 따라서 작업 시간 단축이 가능해지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 컴팩트(Compact)한 구조의 전극부를 형성 할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, there is an advantage that the electrode portion can be stably formed regardless of the channel thickness, the channel size, the number of channels, and the material of the soft sensor. In addition, it is possible to automate using a printing equipment, thus reducing the working time can be obtained. In addition, it is possible to obtain an effect that an electrode part having a compact structure can be formed.

도 5 내지 도 28는 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법을 나타내는 도면이다. 5 to 28 are views showing a method of manufacturing a soft sensor-embedded glove according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 5 내지 도 10은 소프트 센서 모듈(200)을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. First, FIGS. 5 to 10 are views illustrating a process of forming the soft sensor module 200. This will be described in more detail as follows.

먼저, 도 5를 참조하면, 베이스 기재 위에 제1 신축성 소재를 스핀 코팅하여 제1 신축성 층(311)을 형성한다. 여기서 제1 신축성 층(311)은 상대적으로 높은 신축성을 가지는 제1 신축성 소재를 이용하여 형성될 수 있다. 한편, 도면에는 스핀 코팅에 의해 제1 신축성 층(311)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 실리콘 코팅 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 제1 신축성 층(311)이 형성될 수도 있다. First, referring to FIG. 5, a first stretchable layer 311 is formed by spin coating a first stretchable material on a base substrate. Here, the first stretchable layer 311 may be formed using a first stretchable material having a relatively high stretchability. On the other hand, although the drawing shows that the first stretchable layer 311 is formed by spin coating, the spirit of the present invention is not limited thereto, and the first stretchable layer 311 can be formed by various methods such as silicon coating or printing. It may be formed.

다음으로, 도 6을 참조하면, 제1 신축성 층(311) 위에 전극 기판(330)을 배치하며, 이때 전극 기판(330)은 본드 또는 접착성 테이프 등에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 그리고, 제1 신축성 층(311) 위에 노즐(303)을 이용하여 전도성 액체 금속을 프린팅하여 센서부(320) 및 전선부(340)를 형성한다. 여기서, 노즐(303)을 통해 프린팅되는 전도성 액체 금속으로는 EGaIn이 사용될 수 있다. 노즐(303)은 CNC 설비에 결합되고, 3축 방향으로 이동가능하도록 제어될 수 있다. CNC 설비는, 3D 프린터기일 수 있으며, 나아가 3축 제어기, 주사 제어기, 현미경 등을 포함할 수 있다. 노즐(303)은 3축 제어기의 제어에 의해 미리 설정된 경로로 이동하면서 전도성 액체 금속을 프린팅할 수 있다. 3축 방향의 경로는 채널 패턴에 따라 각각 설정될 수 있다. Next, referring to FIG. 6, the electrode substrate 330 is disposed on the first stretchable layer 311, where the electrode substrate 330 may be fixed in position by a bond or adhesive tape. Then, the conductive liquid metal is printed using the nozzle 303 on the first stretchable layer 311 to form the sensor unit 320 and the wire unit 340. Here, EGaIn may be used as a conductive liquid metal printed through the nozzle 303. The nozzle 303 is coupled to the CNC equipment, it can be controlled to be movable in the three-axis direction. The CNC facility may be a 3D printer, and may further include a 3-axis controller, a scanning controller, a microscope, and the like. The nozzle 303 may print a conductive liquid metal while moving in a preset path under the control of a 3-axis controller. Paths in the 3-axis direction may be set according to channel patterns.

다음으로 도 7을 참조하면, 전선부(340)와 전극 기판(330)을 연결하는 접속부(325)를 프린팅한다. 접속부(325)는 신축성 시트(110)의 내부 또는 그 일 측에 구비되어, 전선부(340)와 전극 기판(330)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. Next, referring to FIG. 7, a connection portion 325 connecting the electric wire portion 340 and the electrode substrate 330 is printed. The connection part 325 is provided inside or on one side of the stretchable sheet 110, and may serve to connect the electric wire part 340 and the electrode substrate 330.

다음으로, 도 8을 참조하면, 센서부(320), 전선부(340), 접속부(325), 전극 기판(330) 등이 형성된 제1 신축성 층(311) 위에 제2 신축성 소재를 도포하여 제2 신축성 층(312)을 형성한다. 여기서, 제2 신축성 층(312)은 제1 신축성 층(311)과 동일한 소재로 형성될 수도 있고, 또는 필요에 따라 제1 신축성 층(311)과 상이한 물성을 가진 층으로 형성될 수도 있다. 한편, 도면에는 실리콘 코팅에 의해 제2 신축성 층(312)이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 스핀 코팅 또는 프린팅 등의 다양한 방법으로 제2 신축성 층(312)이 형성될 수도 있다. Next, referring to FIG. 8, the second elastic material is coated on the first elastic layer 311 on which the sensor unit 320, the electric wire unit 340, the connection unit 325, and the electrode substrate 330 are formed. 2 A stretchable layer 312 is formed. Here, the second stretchable layer 312 may be formed of the same material as the first stretchable layer 311 or, if necessary, may be formed of a layer having different properties from the first stretchable layer 311. On the other hand, although the drawing shows that the second stretchable layer 312 is formed by silicon coating, the spirit of the present invention is not limited to this, and the second stretchable layer 312 can be formed by various methods such as spin coating or printing. It may be formed.

이때 센서부(320)는 전도성 액체 금속이 액체 상태를 유지하고 있으나 표면장력이 매우 크기 때문에, 액체 상태의 센서부(320) 위에 제2 신축성 소재를 도포하더라도 제2 신축성 소재와 전도성 액체 금속이 혼합되지 않는다. 따라서, 센서부(320)의 채널 패턴이 유지되면서 제2 신축성 소재로 덮이게 된다.At this time, the sensor part 320 maintains a liquid state of the conductive liquid metal, but since the surface tension is very large, the second stretchable material and the conductive liquid metal are mixed even when the second stretchable material is applied on the sensor part 320 in the liquid state. Does not work. Therefore, the channel pattern of the sensor unit 320 is maintained and covered with the second stretchable material.

다음으로, 도 9를 참조하면, 제2 신축성 층(312)이 굳으면, 레이저 커팅기(305), 칼 커팅, 칼 금형 재단 방법 등을 통해 원하는 형상으로 재단하여, 소프트 센서 모듈(200)을 형성한다. 마지막으로, 베이스 기재로부터 이를 떼어내어, 도 10에 도시된 바와 같은 소프트 센서 모듈(200)을 완성할 수 있다.Next, referring to FIG. 9, when the second stretchable layer 312 is hardened, it is cut into a desired shape through a laser cutting machine 305, a knife cutting method, a knife mold cutting method, and the like, thereby forming the soft sensor module 200. do. Finally, by removing it from the base substrate, it is possible to complete the soft sensor module 200 as shown in FIG.

다음으로 완성된 소프트 센서 모듈(200)을 이용하여 소프트 센서 내장형 장갑(400)을 형성하는 과정을 설명한다. 도 11 내지 도 15는 소프트 센서 모듈(200)을 장갑 내피에 부착한 후, 장갑 내피와 외피를 결합하는 과정을 나타내는 도면이다. Next, a description will be given of a process of forming the soft sensor-embedded glove 400 using the completed soft sensor module 200. 11 to 15 are views showing a process of combining the glove endothelium and the sheath after attaching the soft sensor module 200 to the glove endothelium.

먼저, 도 11을 참조하면, 장갑 고정 가이드(480)와 센서 위치 고정 가이드(490)를 이용하여, 장갑의 내피(410)와 소프트 센서 모듈(200)을 결합한다. 먼저, 아크릴 등의 단단한 소재로 형성되고, 내부에 장갑의 내피(410)와 대응되는 형상의 개구부가 형성되어 있는 장갑 고정 가이드(480)에, 장갑의 내피(410)를 고정시킨다. 다음으로, 아크릴 등의 단단한 소재로 형성되고, 내부에 소프트 센서 모듈(200)과 대응되는 형상의 개구부가 형성되어 있는 센서 위치 고정 가이드(490)를, 장갑의 내피(410) 상측에 위치시킨다. First, referring to FIG. 11, using the glove fixing guide 480 and the sensor position fixing guide 490, the endothelial 410 of the glove and the soft sensor module 200 are combined. First, the inner skin 410 of the glove is fixed to the glove fixing guide 480 formed of a hard material such as acrylic and having an opening corresponding to the inner skin 410 of the glove. Next, the sensor position fixing guide 490, which is formed of a hard material such as acrylic, and has an opening corresponding to the soft sensor module 200, is positioned on the upper surface of the endothelium 410 of the glove.

다음으로, 소프트 센서 모듈(200)을 장갑의 내피(410)에 부착시키면, 도 12와 같은 형상으로 형성된다. 여기서 소프트 센서 모듈(200)과 장갑의 내피(410)는 실리콘 또는 기타 접착제 등에 의해 결합될 수 있다. 이와 같이 장갑 고정 가이드(480)와 센서 위치 고정 가이드(490)를 이용하여 장갑의 내피(410)와 소프트 센서 모듈(200)을 결합시킴으로써, 동일 위치에 센서 부착이 가능하게 되어 작업자의 숙련도가 필요하지 않게 되며, 센서 부착의 편의성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. Next, when the soft sensor module 200 is attached to the endothelium 410 of the glove, it is formed in a shape as shown in FIG. 12. Here, the soft sensor module 200 and the endothelium 410 of the glove may be combined by silicone or other adhesive. As described above, by combining the endothelial 410 of the glove and the soft sensor module 200 using the glove fixing guide 480 and the sensor position fixing guide 490, the sensor can be attached to the same location, requiring operator skill. It does not do so, it is possible to obtain the effect of improving the convenience of attaching the sensor.

다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 소프트 센서 모듈(200)이 결합된 장갑의 내피(410)와, 장갑의 외피 상판(430)을 결합시킨다. 여기서 필요에 따라 장갑의 내피(410)와 장갑의 외피 상판(430)에 벨크로 부착 및 개구부 형성과 같은 다양한 봉제 작업을 수행할 수 있다. Next, as shown in Figure 13, the soft sensor module 200 is coupled to the inner skin 410 of the combined gloves and the outer shell top plate 430 of the gloves. Here, as necessary, various sewing operations such as attaching velcro to the inner shell 410 of the glove and the top plate 430 of the outer shell of the glove and forming an opening may be performed.

다음으로 도 14에 도시된 바와 같이, 서로 결합되어 있는 장갑의 내피(410) 및 외피 상판(430)과, 장갑의 외피 하판(440)을 결합한다. 이때 장갑의 외피 상판(430)과 외피 하판(440)이 맞닿고 있는 상태에서 봉제를 수행할 수 있다. 여기서, 장갑의 외피 상판(430)과 외피 하판(440)의 외곽선을 따라 봉제가 수행되기 때문에, 외피 상판(430)과 외피 하판(440) 사이에는 손이 들어갈 수 있는 공간이 형성될 수 있다.Next, as shown in FIG. 14, the inner skin 410 and the outer skin 430 of the gloves coupled with each other, and the outer skin 440 of the gloves are combined. At this time, sewing may be performed in a state in which the top plate 430 of the glove and the bottom plate 440 of the glove are in contact. Here, since sewing is performed along the outlines of the outer shell top plate 430 and the outer shell plate 440 of the glove, a space for a hand to enter can be formed between the upper shell plate 430 and the outer shell plate 440.

이 상태에서 장갑을 뒤집으면, 도 15에 도시된 바와 같이 소프트 센서 내장형 장갑(400)의 외형이 완성된다. 즉, 도 14와 같은 상태에서는 장갑의 내피가 외부로 노출되어 있고 장갑의 외피가 장갑의 안쪽에 위치하게 된다. 이 상태에서 장갑을 뒤집어서, 장갑의 내피가 장갑의 안쪽에 위치하고, 장갑의 외피가 외부로 노출되도록 하는 것이다. When the gloves are turned over in this state, the outer shape of the soft sensor-embedded glove 400 is completed as shown in FIG. 15. That is, in the state as shown in Fig. 14, the inner skin of the glove is exposed to the outside, and the outer skin of the glove is located inside the glove. In this state, the gloves are turned over so that the inner skin of the gloves is placed inside the gloves, and the outer skin of the gloves is exposed to the outside.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 내부, 즉 내피에 소프트 센서 모듈(200)이 결합 내지는 내장되어 있는 것을 일 특징으로 한다. 이와 같이, 장갑의 내부, 즉 내피에 소프트 센서 모듈(200)이 결합됨으로써 소프트 센서가 장갑에 내장되어 보호됨으로써 소프트 센서 모듈(200)의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 위치 고정 가이드를 이용하여 장갑의 위치를 고정하고 그 위해 다시 가이드를 이용하여 소프트 센서 모듈(200)을 부착하는, 일종의 패터닝 방식을 이용하기 때문에, 작업 난이도가 낮아지는 효과가 있으며, 또한 대량 패턴에 부착 후 대량 봉제가 가능해지기 때문에 생산성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 나아가, 소프트 센서 모듈(200)이 장갑 내부에 형성되므로, 소프트 센서 모듈(200) 부착 시에 사용된 접착제 흔적이 보이지 않아서, 심미감이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. The soft sensor-embedded glove 400 according to the embodiment of the present invention is characterized in that the soft sensor module 200 is coupled or embedded in the inside of the glove, that is, the endothelium. In this way, the soft sensor module 200 is coupled to the inside of the glove, that is, the endothelium, so that the soft sensor is built into the glove and protected, thereby improving the durability of the soft sensor module 200. In addition, since the position of the glove is fixed using the position fixing guide and the soft sensor module 200 is attached to the soft sensor module 200 again using the guide, there is an effect of lowering work difficulty and also mass After attaching to the pattern, a large amount of sewing becomes possible, so that an effect of improving productivity can be obtained. Furthermore, since the soft sensor module 200 is formed inside the glove, the adhesive trace used when attaching the soft sensor module 200 is not seen, thereby improving the aesthetic feeling.

다음으로 커넥터 모듈(410)을 형성하는 과정을 설명한다. 도 16 내지 도 19는 커넥터 모듈(410)을 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. Next, a process of forming the connector module 410 will be described. 16 to 19 are views illustrating a process of forming the connector module 410.

도 16을 참조하면, 먼저 커넥터 모듈(410)을 구성하는 제1 PCB(401)와 FPC 커넥터(403)를 준비한 후, 도 17에 도시된 바와 같이 제1 PCB(401)와 FPC 커넥터(403)를 결합한다. Referring to FIG. 16, first, a first PCB 401 and an FPC connector 403 constituting the connector module 410 are prepared, and then, as shown in FIG. 17, the first PCB 401 and the FPC connector 403 Combines

상세히, 제1 PCB(401)는 평평한 플레이트 형상으로 형성되며, FPC 커넥터(403)와 전기적으로 접촉하기 위한 단자를 구비한다. 또한, 양 측부에는 관통홀이 형성되며, 이 관통홀에는 체결 부재(도 20의 430 참조)가 관통 삽입된다.In detail, the first PCB 401 is formed in a flat plate shape, and includes a terminal for electrical contact with the FPC connector 403. In addition, through holes are formed at both sides, and fastening members (see 430 in FIG. 20) are inserted through the through holes.

FPC 커넥터(Flexible Printed Circuit Connector)(403)는, 일 측에는 제1 PCB(401)와 접촉하는 단자가 형성되어 있으며, 타 측에는 FFC(Flexible Flat Cable)(도 20의 440 참조)가 결합될 수 있는 홈이 형성될 수 있다. FPC connector (Flexible Printed Circuit Connector) 403, one side is formed with a terminal in contact with the first PCB (401), the other side FFC (Flexible Flat Cable) (see 440 of Figure 20) that can be coupled Grooves may be formed.

제1 PCB(401)와 FPC 커넥터(403)는 납땜 등의 방법에 의해 결합될 수 있다. The first PCB 401 and the FPC connector 403 may be combined by a method such as soldering.

다음으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 PCB(401)의 양 측에 보강 부재(405)가 결합된다. 여기서, 제1 PCB(401)와 보강 부재(405)는 본드 등의 접착제에 의해 결합될 수 있다. Next, as illustrated in FIG. 18, reinforcement members 405 are coupled to both sides of the first PCB 401. Here, the first PCB 401 and the reinforcing member 405 may be combined by an adhesive such as a bond.

다음으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 PCB(401)에 접촉식 커넥터(407)가 결합된다. 여기서, 제1 PCB(401)와 접촉식 커넥터(407)는 납땜 등의 방법에 의해 결합될 수 있다. Next, as shown in FIG. 19, a contact connector 407 is coupled to the first PCB 401. Here, the first PCB 401 and the contact connector 407 may be combined by a method such as soldering.

상세히, 접촉식 커넥터(407)가 전극 기판(도 10의 270 참조)에 접촉하는 부분은 전도성 물질로 형성되어, FPC 커넥터(403)의 각 핀과 연결된다. 즉, FPC 커넥터(403)는 접촉식 커넥터(407)를 통해, 전극 기판(도 10의 270 참조)과 전기적으로 연결될 수 있다.In detail, the portion where the contact connector 407 contacts the electrode substrate (see 270 in FIG. 10) is formed of a conductive material, and is connected to each pin of the FPC connector 403. That is, the FPC connector 403 may be electrically connected to the electrode substrate (see 270 of FIG. 10) through the contact connector 407.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 접촉식 커넥터(407)가 소정의 탄성을 갖도록 형성되어, 접촉식 커넥터(407)가 전극 기판(도 10의 270 참조)과 밀착 결합하도록 형성되는 것을 일 특징으로 한다. Here, the soft sensor-embedded glove 400 according to an embodiment of the present invention is formed so that the contact connector 407 has a predetermined elasticity, so that the contact connector 407 and the electrode substrate (see 270 of FIG. 10) It is characterized by being formed to be in close contact.

즉, 접촉식 커넥터(407)의 각 단자 내부에는 스프링과 같은 소정의 탄성 부재(미도시)가 개재되어, 접촉식 커넥터(407)의 각 단자를 전극 기판(도 10의 270 참조)으로 미는 방향으로 탄성력을 가한다. 따라서, 접촉식 커넥터(407)의 각 단자가 전극 기판(도 10의 270 참조)에 접한 상태에서 전극 기판(도 10의 270 참조) 방향으로 미는 힘을 받으므로, 접촉식 커넥터(407)의 각 단자와 전극 기판(도 10의 270 참조)이 밀착 결합하게 되는 것이다. That is, inside each terminal of the contact connector 407, a predetermined elastic member (not shown) such as a spring is interposed to push each terminal of the contact connector 407 to the electrode substrate (see 270 in FIG. 10). With elastic force. Accordingly, since each terminal of the contact connector 407 is pushed in the direction of the electrode substrate (see 270 in FIG. 10) in contact with the electrode substrate (see 270 in FIG. 10), the angle of the contact connector 407 The terminal and the electrode substrate (see 270 in FIG. 10) are in close contact.

이와 같은 구조에 의해서, 소프트 센서(도 10의 210, 220, 230, 240, 250 참조), 접속부(290), 전극 기판(도 10의 270 참조), 접촉식 커넥터(407)를 거쳐 전달된 전기 신호는 FPC 커넥터(403)에 FFC(도 20의 440 참조)와 연결되어 외부의 시스템(증폭기, 계측기 등)과 전기적으로 연결될 수 있다. With this structure, electricity transmitted through the soft sensor (see 210, 220, 230, 240, and 250 in FIG. 10), the connection portion 290, the electrode substrate (see 270 in FIG. 10), and the contact connector 407 The signal may be connected to an FFC (see 440 in FIG. 20) to the FPC connector 403 and electrically connected to an external system (amplifier, instrument, etc.).

다음으로 커넥터 모듈(410)을 장갑에 결합하는 과정을 설명한다. 도 20 내지 도 23은 커넥터 모듈(410)을 장갑에 결합하는 과정을 나타내는 도면이다. Next, a process of coupling the connector module 410 to the glove will be described. 20 to 23 are views showing a process of coupling the connector module 410 to gloves.

먼저, 도 20에 도시된 바와 같이, 도 16에 도시된 소프트 센서 내장형 장갑(400)과 함께, 커넥터 모듈(410), 하판(420), 결합 부재(430), FFC(Flexible Flat Cable)(440)를 준비한다. 여기서, 소프트 센서 내장형 장갑(400)의 외피 상판에는 개구부가 형성되어서, 내피와 결합된 소프트 센서 모듈(200)의 전극 기판(270)이 외부로 노출되어 있다. First, as shown in FIG. 20, along with the soft sensor-embedded glove 400 shown in FIG. 16, the connector module 410, the lower plate 420, the coupling member 430, and the flexible flat cable (FFC) 440 ). Here, an opening is formed in the top plate of the soft sensor-embedded glove 400, and the electrode substrate 270 of the soft sensor module 200 combined with the endothelial is exposed to the outside.

이 상태에서 도 21에 도시된 바와 같이, 소프트 센서 모듈(200)의 전극 기판(270)의 아래 쪽에 하판(420)을 위치시킨다. 상세히, 하판(420)에는 평평한 플레이트 상에 관통홀이 형성되어 있다. 여기서 관통홀은 내부에 너트와 같은 제2 체결 부재(421)가 수용될 수 있도록 형성된다. In this state, as illustrated in FIG. 21, the lower plate 420 is positioned below the electrode substrate 270 of the soft sensor module 200. In detail, a through hole is formed in the lower plate 420 on a flat plate. Here, the through hole is formed so that the second fastening member 421 such as a nut can be accommodated therein.

이 상태에서 도 22에 도시된 바와 같이, 하판(420) 및 전극 기판(270) 상부에 커넥터 모듈(410)을 배치한 후, 제1 체결 부재(430)가 커넥터 모듈(410) 및 하판(420)을 관통하여 제2 체결 부재(421)와 결합됨으로써, 하판(420)과 커넥터 모듈(410)을 결합시킨다. In this state, as shown in Figure 22, after placing the connector module 410 on the lower plate 420 and the electrode substrate 270, the first fastening member 430 is the connector module 410 and the lower plate 420 ) To be coupled with the second fastening member 421, thereby coupling the lower plate 420 and the connector module 410.

다음으로, 도 23에 도시된 바와 같이, 커넥터 모듈(410)의 FPC 커넥터(403)에 FFC(Flexible Flat Cable)(440)를 결합시킨다. Next, as shown in FIG. 23, a flexible flat cable (FFC) 440 is coupled to the FPC connector 403 of the connector module 410.

다음으로 PCB 케이스를 결합하는 과정을 설명한다. 도 24 내지 도 29는 PCB 케이스를 결합하는 과정을 나타내는 도면이다. Next, the process of joining the PCB case will be described. 24 to 29 are views showing a process of bonding the PCB case.

먼저, 도 24에 도시된 바와 같이, 도 23에 도시된 소프트 센서 내장형 장갑(400)과 함께, 하부 케이스(450), 상부 케이스(460), 배터리(470) 및 제2 PCB(480) 를 준비한다. 여기서, 배터리(470)와 제2 PCB(480)는 케이블로 연결되어 있을 수 있다. First, as shown in FIG. 24, along with the soft sensor-embedded glove 400 shown in FIG. 23, the lower case 450, the upper case 460, the battery 470, and the second PCB 480 are prepared do. Here, the battery 470 and the second PCB 480 may be connected by cables.

이 상태에서 먼저, 도 25에 도시된 바와 같이, 소프트 센서 내장형 장갑(400)의 손등 부분에 하부 케이스(450)를 결합한다. 하부 케이스(450)에는 개구부(451)가 형성되어 있으며, 이 개구부(451)를 통해 커넥터 모듈(410) 등이 외부로 노출될 수 있다. 여기서, 소프트 센서 내장형 장갑(400)의 손등 부분과 하부 케이스(450)의 하부 면에는 각각 벨크로와 같은 결합 부재가 형성되어, 소프트 센서 내장형 장갑(400)과 하부 케이스(450)가 용이하게 탈부착 되도록 할 수 있고, 본드를 이용해 소프트 센서 내장형 장갑(400)과 하부 케이스(450)를 탈부착 불가능하나 단단하게 고정하는 것 또한 가능하다.In this state, first, as shown in FIG. 25, the lower case 450 is coupled to the back part of the glove 400 with a soft sensor. An opening 451 is formed in the lower case 450, and the connector module 410 or the like may be exposed to the outside through the opening 451. Here, a coupling member such as a velcro is formed on the back surface of the soft sensor embedded glove 400 and the lower surface of the lower case 450, so that the soft sensor embedded glove 400 and the lower case 450 are easily detachable. It is possible, but it is also possible to detach the soft sensor built-in glove 400 and the lower case 450 using a bond, but it is also possible to securely fix it.

다음으로, 도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 하부 케이스(450)의 내부에 배터리(470)와 제2 PCB(480)가 차례로 배치될 수 있다. 이때 제2 PCB(480)는 볼트와 같은 별도의 결합 부재에 의해 하부 케이스(450)에 고정 결합될 수 있다. Next, as illustrated in FIGS. 26 and 27, the battery 470 and the second PCB 480 may be sequentially disposed inside the lower case 450. At this time, the second PCB 480 may be fixedly coupled to the lower case 450 by a separate coupling member such as a bolt.

다음으로, 도 28에 도시된 바와 같이, FFC(440)를 제2 PCB(480)에 결합한 후, 도 29에 도시된 바와 같이, 상부 케이스(460)를 하부 케이스(450)에 결합시킴으로써, 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되는 것이다. Next, as shown in FIG. 28, after the FFC 440 is coupled to the second PCB 480, as shown in FIG. 29, the upper case 460 is coupled to the lower case 450, thereby making the glove The control module 490 is formed on the back of the hand.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑(400)은 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되며, PCB와 배터리 등 모든 전자 부품을 소형화하여, 이 제어 모듈(490)에 내장하는 것을 일 특징으로 한다. As described above, in the soft sensor-embedded glove 400 according to the embodiment of the present invention, a control module 490 is formed on the back portion of the glove, and all electronic components such as a PCB and a battery are miniaturized, and the control module 490 ).

이와 같이, PCB와 배터리 등 모든 전자 부품을 소형화하여　제어 모듈(490)에 내장하며, 특히 FFC(Flexible Flat Cable)를 제어 모듈(490)의 케이스 내에 내장하게 되어, 내구성이 향상되고 심미감이 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 장갑의 손등 부분에 제어 모듈(490)이 형성되어 손목의 움직임의 영향을 덜 받게 되며, 착용 편의성이 향상되고 제품 크기가 작아지는 효과를 얻을 수 있다. In this way, all electronic components such as PCBs and batteries are miniaturized and embedded in the control module 490. In particular, a FFC (Flexible Flat Cable) is embedded in the case of the control module 490, improving durability and improving aesthetics. Can be achieved. In addition, the control module 490 is formed on the back portion of the glove, so that the movement of the wrist is less affected, and the convenience of wearing is improved and the product size is reduced.

이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법에 대해 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing a soft sensor-embedded glove according to another embodiment of the present invention will be described.

도 30 내지 도 31은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법을 나타내는 도면이다. 30 to 31 are views showing a method of manufacturing a soft sensor-embedded glove according to another embodiment of the present invention.

도 30 내지 도 31에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 소프트 센서 내장형 장갑의 제작 방법은, 앞서 설명한 실시예에 비해, 전극 기판(도 6의 330 참조) 대신 FFC(Flexible Flat Cable)(530)가 소프트 센서에 바로 형성되는 것을 일 특징으로 한다. A method for manufacturing a soft sensor-embedded glove according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 30 to 31, compared to the above-described embodiment, an electrode substrate (see 330 of FIG. 6) instead of an FFC (Flexible Flat Cable) ( 530) is characterized in that it is formed directly on the soft sensor.

즉, 도 30에 도시된 바와 같이, 제1 신축성 층(511) 위에 FFC(530)을 배치하며, 이때 FFC(530)는 본드 또는 접착성 테이프 등에 의해 그 위치가 고정될 수 있다. 그리고, 제1 신축성 층(511) 위에 노즐(503)을 이용하여 전도성 액체 금속을 프린팅하여 센서부(520) 및 전선부(540)를 형성한다. 여기서, 노즐(503)을 통해 프린팅되는 전도성 액체 금속으로는 EGaIn이 사용될 수 있다. That is, as shown in FIG. 30, the FFC 530 is disposed on the first stretchable layer 511, where the FFC 530 may be fixed in position by a bond or adhesive tape. Then, the conductive liquid metal is printed using the nozzle 503 on the first stretchable layer 511 to form the sensor unit 520 and the electric wire unit 540. Here, EGaIn may be used as a conductive liquid metal printed through the nozzle 503.

다음으로 도 31에 도시된 바와 같이, 전선부(540)와 FFC(530)를 연결하는 접속부(525)를 프린팅한다. 접속부(525)는 신축성 시트(110)의 내부 또는 그 일 측에 구비되어, 전선부(540)와 FFC(530)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다.Next, as shown in FIG. 31, the connection portion 525 connecting the electric wire portion 540 and the FFC 530 is printed. The connecting portion 525 is provided inside or on one side of the stretchable sheet 110, and may serve to connect the electric wire portion 540 and the FFC 530.

이와 같이 전극 기판(도 6의 330 참조) 대신 FFC(Flexible Flat Cable)(530)가 소프트 센서에 바로 형성됨으로써 제조 공정이 더욱 간단해지는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 도 16 내지 도 23에 도시된 커넥터 모듈과 관련된 공정 없이도, 도 24에 도시된 바와 같은 소프트 센서 내장형 장갑의 기능을 보다 간단하게 구현하는 효과를 얻을 수 있다.As described above, instead of the electrode substrate (see 330 of FIG. 6), a flexible flat cable (FFC) 530 is formed directly on the soft sensor, thereby making it possible to obtain a simpler manufacturing process. Accordingly, without a process associated with the connector module shown in FIGS. 16 to 23, an effect of more easily implementing the function of the glove with a soft sensor as shown in FIG. 24 can be obtained.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.The specific implementations described in the present invention are exemplary embodiments, and do not limit the scope of the present invention in any way. For brevity of the specification, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings are illustrative examples of functional connections and / or physical or circuit connections. In the actual device, alternative or additional various functional connections, physical It can be represented as a connection, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important", etc., it may not be a necessary component for the application of the present invention.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the specification (particularly in the claims) of the present invention, the use of the term " above " and similar indication terms may be in both singular and plural. In addition, in the case of describing a range in the present invention, as including the invention to which the individual values belonging to the range are applied (if there is no contrary description), each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention. Same as Finally, unless there is a clear or contradictory description of the steps constituting the method according to the invention, the steps can be done in a suitable order. The present invention is not necessarily limited to the description order of the above steps. The use of all the examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited due to the above examples or exemplary terms unless it is defined by the claims. It does not work. In addition, those skilled in the art can recognize that various modifications, combinations, and changes can be configured according to design conditions and factors within the scope of the appended claims or equivalents thereof.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The embodiment according to the present invention described above may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program can be recorded on a computer-readable medium. In this case, the medium may continuously store a program executable on a computer or may be stored for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a combination of single or several hardware, and is not limited to a medium directly connected to a computer system, but may be distributed on a network. Examples of the media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks, And program instructions including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media include an application store for distributing applications, a site for distributing or distributing various software, and a recording medium or storage medium managed by a server.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited examples and drawings, but it is provided to help a more comprehensive understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, and Those skilled in the art to which the invention pertains may seek various modifications and changes from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and should not be determined, and the scope of the spirit of the present invention, as well as the claims to be described later, as well as all ranges that are equivalent to or equivalently changed from the claims. Would belong to

100: 소프트 센서
110: 신축성 시트
120: 센서부
140: 전선부100: soft sensor
110: stretchable sheet
120: sensor unit
140: electric wire

Claims

Endothelium;
An outer skin which is combined with the inner skin and exposed to the outside;
A soft sensor module which is combined with the endothelium or the outer skin, and includes one or more soft sensors formed on a joint portion of a finger to measure bending or extension of the finger; And
It is disposed on the back portion of the shell, and electrically connected to the soft sensor module, a control module for receiving and controlling an electrical signal generated by the soft sensor module.