KR20200089725A - 파지력 측정 장치 - Google Patents

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키타가와고우교가부시끼가이샤
고쿠리츠다이가쿠호징 야마나시다이가쿠
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Abstract

파지력 측정 장치는, 본체부와, 복수의 감압 센서를 구비한다. 복수의 감압 센서는 적어도 하나의 제1 센서와, 감압면이 동일 방향을 향하는 2개 이상의 제2 센서를 포함한다. 상기 제1 센서의 감압면 및 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면은, 피험자가 상기 제1 센서의 감압면을 가압하는 동시에, 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면을 가압했을 때에, 당해 파지력 측정 장치가 피험자에 의해 파지 가능하도록 배치되어 있다.

Description

파지력 측정 장치
본 국제출원은 2017년 12월 28일에 일본국 특허청에 출원된 일본국 특허출원 2017-254807호에 기초하는 우선권을 주장하는 것이며, 일본국 특허출원 2017-254807호의 전체 내용을 참조에 의해 본 국제출원에 원용한다.
본 개시는 손의 힘을 측정하는 장치에 관한다.
종래, 손가락의 힘 등의 손의 정보를 취득하는 여러 가지 장치가 제안되어 있다. 악력계(握力計)도 그 하나의 예이다. 또한, 악력계 이외에도, 특허문헌 1에는, 손가락의 교치성(巧緻性)이나 물체의 조작 능력을 평가하는 것을 목적으로 하는 장치이며, 손에 의해 가해진 다방향의 힘을 측정하는 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공표 공보 제 2005-503229호
종래의 장치에서는, 예를 들어 어느 손가락의 힘이 다른 손가락과 비교해서 약한지 라는 손의 힘의 상세한 정보를 취득하는 것이 어려웠다.
본 개시의 일 국면은 손가락의 힘에 관한 상세한 정보를 취득할 수 있는 기술을 제안하는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 양태는, 피험자의 파지력을 계측하는 파지력 측정 장치며, 본체부와, 상기 본체부에 보유되는 복수의 감압 센서를 구비한다. 상기 복수의 감압 센서는, 적어도 하나의 감압 센서인 제1 센서와, 상기 제1 센서 이외의 감압 센서이며, 감압면이 동일 방향을 향하는 2개 이상의 제2 센서를 포함한다. 상기 제1 센서의 감압면 및 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면은, 피험자가 상기 제1 센서의 감압면을 가압하는 동시에, 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면을 가압했을 때에, 당해 파지력 측정 장치가 피험자에 의해 파지 가능하도록 배치되어 있다.
이와 같은 구성이라면, 복수의 감압 센서마다 압력을 취득할 수 있기 때문에, 손의 전체 악력을 측정하는 경우보다도 상세한 손가락의 힘 정보를 취득할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서에 엄지손가락을 접촉시켜, 복수의 제2 센서에 엄지손가락 이외의 손가락을 분산하여 접촉시켜서 협지하도록 힘을 가함으로써, 손가락의 힘 정보를 취득할 수 있다.
또한, 상기 파지력 측정 장치와는 달리, 엄지손가락과 기타의 손가락에 의해 가압되는 한 쌍 2개의 감압 센서만을 구비하는 파지력 측정 장치에서는, 다음과 같은 문제가 발생할 우려가 있다. 예를 들어, 엄지손가락과 기타의 손가락의 위치 관계에 따라서는, 파지력 측정 장치에 회전 모멘트를 발생시킨다. 그 결과, 정확한 파지력의 계측을 할 수 없을 뿐만 아니라, 파지력 측정 장치의 파지 그 자체가 곤란해질 우려가 있다. 그러나 상술한 본 개시의 일 양태의 파지력 측정 장치에서는, 2개 이상의 제2 센서가 설치되어 있기 때문에, 엄지손가락에 대한 손가락을 2개 이상으로 하여 파지를 하는 것이 가능하며, 그에 의해 상술한 문제가 발생하기 어렵게 된다.
여기서, 2개 이상의 제2 센서에 있어서의 「동일 방향」이란, 엄밀한 의미에서의 동일 방향에 한하는 것이 아니라, 상기와 같은 효과를 발휘하는 범위에 있어서는, 방향에 작은 차이가 있어도 실질적으로 동일 방향으로 하고 있다.
상술한 파지력 측정 장치에 있어서, 상기 본체부는 상기 제1 센서 및 상기 2개 이상의 제2 센서 중 적어도 하나의 센서에 대해서, 당해 센서의 보유 위치를 변경 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성이라면, 감압 센서의 감압면의 위치를 피험자의 손에 맞춰서 변경함으로써, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
또한, 상술한 파지력 측정 장치에 있어서, 추가로, 상기 본체부에 설치되는 안내부이며, 피험자의 손가락과 접촉함으로써, 상기 2개 이상의 제2 센서 중 적어도 하나의 센서의 감압면에 대한 상기 손가락의 위치를 안내하는 안내부를 구비하고 있어도 좋다.
이와 같은 구성이라면, 피험자의 손가락을 적정한 위치에 접촉시킬 수 있기 때문에, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
또한, 상술한 파지력 측정 장치에 있어서, 상기 본체부는, 복수의 감압 센서를 가압하기 위한 복수의 버튼을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 복수의 버튼 중, 상기 제1 센서의 감압면을 가압하기 위한 버튼, 및 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면 중 적어도 하나의 감압면을 가압하기 위한 버튼은, 상기 본체부로부터 외부에 연장된 위치에 배치되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성이라면, 감압면에 손가락의 힘을 가할 때에 손가락이 본체부에 접촉하기 어려워진다. 이에 의해, 손가락의 힘이 본체부에 가해지거나, 감압 센서의 감압면을 부적당한 방향으로 가압하거나 하는 위험을 저감할 수 있어, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
또한, 상술한 파지력 측정 장치에 있어서, 상기 본체부는, 상기 제1 센서와, 상기 2개 이상의 제2 센서와의 거리가 변경 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
이와 같은 구성이라면, 감압 센서의 감압면을 가압하는 버튼의 위치를 피험자의 손에 맞춰 변경할 수 있어, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
도 1a는 제1 실시형태의 파지력 측정 장치를 나타내는 사시도이며, 도 1b는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 도 1a와는 다른 시점(視点)의 사시도이다.
도 2a는 제1 실시형태의 파지력 측정 장치를 나타내는 우측면도이고, 도 2b는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 정면도이며, 도 2c는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 배면도이고, 도 2d는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 좌측면도이며, 도 2e는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 저면도이고, 도 2f는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3a는 감압 센서 및 버튼을 나타내는 단면도이며, 도 3b는 버튼을 나타내는 사시도이고, 도 3c는 본체부의 일부를 투시한, 감압 센서 및 버튼의 배치를 설명하는 사시도이다.
도 4a는 버튼을 이동시킨 상태를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 그 상태의 사시도이며, 도 4c는 버튼을 다른 위치에 이동시킨 상태를 나타내는 평면도이며, 도 4d는 그 상태의 사시도이다.
도 5a는 버튼의 접촉부의 형상을 설명하는 도면이며, 도 5b는 피험자의 손으로 움켜쥔 파지력 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태의 파지력 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 제1 실시형태의 파지력 측정 장치가 실행하는 계측 처리의 플로우 차트다.
도 8a는 제2 실시형태의 파지력 측정 장치를 나타내는 사시도이며, 도 8b는 당해 파지력 측정 장치를 나타내는 도 8a와는 다른 시점의 사시도이다.
도 9a는 제2 실시형태의 파지력 측정 장치를 나타내는 배면도이고, 도 9b는 도 9a의 IXB-IXB 단면도이며, 도 9c는 당해 파지력 측정 장치의 본체부를 변형시킨 상태를 나타내는 배면도이며, 도 9d는 도 9c의 IXD-IXD 단면도이다.
도 10은 변형예의 파지력 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 11a는 변형예의 파지력 측정 장치를 나타내는 사시도이고, 도 11b는 변형예의 파지력 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 12a는 변형예의 버튼을 나타내는 사시도이고, 도 12b는 변형예의 버튼을 나타내는 측면도이며, 도 12c는 변형예의 버튼을 나타내는 평면도이다.
도 13은 변형예의 감압 센서, 버튼 및 그 주변을 나타내는 단면도이다.
이하에 본 개시의 실시형태를 도면과 함께 설명한다.
[1. 제1 실시형태]
[1-1. 전체 구성]
도 1a-1b 및 도 2a-2f에 나타내는 바와 같이, 피험자의 파지력을 계측하는 제1 실시형태의 파지력 측정 장치(1)는, 본체부(11)와, 본체부(11)에 보유되는 복수의 감압 센서를 구비한다. 복수의 감압 센서는, 하나의 감압 센서인 제1 센서(21a)와, 제1 센서 이외의 감압 센서인 4개의 제2 센서(21b)를 포함한다. 또한, 제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)를 구별하지 않는 경우에는, 그들을 감압 센서(21)라고도 기재한다. 또한, 제1 실시형태에 있어서는, 제1 센서(21a)는 제1 손가락에 대응하고, 4개의 제2 센서(21b)가 제2 ∼ 제5 손가락에 대응한다.
본체부(11)는 대략 직방체 형상인 통체(筐)이다. 본체부(11)는, 상술한 복수의 감압 센서(21) 외에, 후술하는 복수의 버튼(41), 전원 버튼(42), LED(43), 접속 인터페이스(44) 등을 외표면을 따른 위치에 보유한다. 또한, 본체부(11)는 후술하는 제어·통신 모듈(61), 배터리(68) 등을 내부에 보유한다.
[1-2. 감압 센서 및 버튼의 구성]
제1 센서(21a)와 4개의 제2 센서(21b)는 모두 동일한 구성이기 때문에, 제1 센서(21a)의 구성을 설명하여 다른 센서의 설명을 할애한다.
도 3a, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 제1 센서(21a)는, 가변 저항부(23)와, 가변 저항부(23)의 하측에 배치되는 복수의 전극(24)을 구비한다. 가변 저항부(23)는 버튼(41)이 가압되는 방향(가압 방향)에서 본 경우에 원판 형상을 하고 있어도 좋다. 복수의 전극(24)은, 적어도 하나가 신호 전극으로서 이용되고, 적어도 하나가 그라운드 전극으로서 이용된다. 가변 저항부(23)는, 엘라스토머 재료 중에 도전성 필러를 분산시킴으로써 도전성이 부여된 재료이며, 또한 엘라스토머 재료를 발포시킨 재료인 도전성 발포 엘라스토머 재료에 의해 구성되어 있다. 가변 저항부(23)는 가압되었을 때는 압력에 따라서 압축되며, 그 압축량이 증대한 만큼 전기저항이 저하된다.
본 실시형태의 경우, 가변 저항부(23)는, 비가압 상태에 있어서는, 두께가 1 mm ∼ 10 mm의 범위 내로 되도록 형성되고, 전기저항이 1Х103 Ω 이상이 되도록 구성되어 있다. 또한, 가변 저항부(23)는, 가압 상태에 있어서는, 두께가 비가압 상태에 있어서의 두께의 80% 이하로 압축되고, 전기저항이 비가압 상태에 있어서의 전기저항의 1/500 ∼ 1/10이 되도록 구성되어 있다.
복수의 전극(24)에는 케이블(51)이 접속되어 있다. 이 케이블(51)에 의해 전기저항에 따른 전기신호가 제어·통신 모듈(61)에 출력되어, 외부 기기(후술하는 PC(71))에 출력된다.
제1 센서(21a)의 한쪽 면에는, 제1 센서(21a)에 대응하는 하나의 버튼(41)이 부착되어 있다. 제1 센서(21a)용의 버튼(41)은 제1 센서(21a)의 감압면을 가압하기 위한 버튼이다. 여기서 말하는 감압면이란, 그 면이 가압되었을 때에 제1 센서(21a)가 그 가압력을 검출할 수 있는 면이며, 제1 실시형태에서는 원판 형상의 가변 저항부(23)에 있어서의 버튼(41)이 설치되는 측의 면을 지칭한다. 이하의 설명에 있어서, 감압면이 향하는 방향이란, 감압면의 법선(法線) 방향이다.
또한, 감압면을 가압하기 위한 버튼은, 피험자가 감압면에 손가락의 힘을 가하기 위한 보조적인 역할을 다하는 버튼이다. 이와 같은 버튼에 의해, 손가락이 힘을 가하는 면인 접촉면을 감압면으로부터 떨어진 위치로 할 수 있고, 그에 의해 피험자에 의한 파지력 측정 장치(1)의 오조작의 억제나 조작성 향상을 도모한다.
도 3a-3b에 나타내는 바와 같이, 버튼(41)은 상하 2개의 부재를 조립하여 구성된다. 버튼(41)은, 원판 형상부(41a)와, 기둥 형상부(41b)와, 접촉부(41c)를 갖는다. 원판 형상부(41a)는 제1 센서(21a)의 직경보다도 직경이 큰 원형 형상이다. 기둥 형상부(41b)는 원판 형상부(41a)로부터 제1 센서(21a)와는 반대 측으로 연출(延出)되는 각기둥 형상의 부재이다. 접촉부(41c)는 기둥 형상부(41b)의 연장되기 전에 미리 설치되는 대략 판 형상의 부재이다.
접촉부(41c)는 전체로서는 판상이지만, 기둥 형상부(41b) 측의 면이 평면형상이고, 그 반대 측의 면이 돌출된 형상이다. 또한, 이 반대 측의 면은 둥그스름한 형상이며, 보다 구체적으로는, 축 방향을 따른 면으로 분할한 원기둥과 같은 형상이다.
[1-3. 감압 센서의 배치]
도 2a, 도 2d 등에 나타내는 바와 같이, 제1 센서(21a)는 본체부(11)의 제1 면(31)의 근방에 배치되어 있다. 또한, 4개의 제2 센서(21b)는 본체부(11)에 있어서의 제1 면(31)과는 반대 측에 설치되는 제2 면(32)의 근방에 배치되어 있다.
즉, 본체부(11)는 제1 센서(21a)의 감압면이 4개의 제2 센서(21b)의 감압면에 대해 상반되는 방향을 향하도록, 제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)를 보유하고 있다. 환언하면, (i) 4개의 제2 센서(21b)의 감압면은 동일 방향을 향하고 있고, 동시에 그 방향은 제1 센서(21a)의 감압면이 향하는 방향과는 다른 방향이며, (ii) 제1 센서(21a)의 감압면 및 4개의 제2 센서(21b)의 감압면이 향하는 방향은, 피험자가 제1 센서(21a)의 감압면을 가압하는 동시에, 4개의 제2 센서(21b)의 감압면을 가압함으로써, 피험자가 당해 파지력 측정 장치(1)를 파지 가능해지는 방향이다. 여기서 말하는 「파지 가능」이란, 상술한 바와 같이 손가락 등으로 제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)를 협지하도록 가압함으로써, 파지력 측정 장치(1)를 들어올려서 일정한 위치에 유지하는 것이 가능한 것을 의미한다.
또한 상기 (i)에서는, 4개의 제2 센서(21b)의 감압면이 동일 방향을 향하는 것을 규정하고 있지만, 이 감압면은 완전히 같은 방향이 아니라도 좋다. 구체적으로는, 엄지손가락으로 제1 센서(21a)를 가압한 경우에 있어서, 다른 네 손가락이 파지력 측정 장치(1)를 파지하기 위해 제2 센서(21b)를 가압할 수 있는 방향이라면, 그 감압면의 방향은 적당히 조정 가능하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 감압 센서(21)의 감압면은 평면 형상이지만, 곡면 형상이라도 좋다. 적어도 각 감압면의 어딘가의 영역에 있어서, 미시적인 감압면의 방향이 상기 (i) 및 (ii)를 만족시키고 있으면 좋다.
제1 면(31)에는 슬릿(31a)이 설치되어 있다. 버튼(41)은 도 3a 및 도 3c에 나타내는 바와 같이, 기둥 형상부(41b)가 슬릿(31a) 내에 배치되어 있다. 또한, 원판 형상부(41a) 및 접촉부(41c)는 슬릿(31a)보다도 크다. 따라서 버튼(41)은 슬릿(31a)의 범위 내에서 슬릿(31a)의 길이 방향인 제1 축 방향으로 이동 가능하다.
제2 면(32)에는 슬릿(32a)이 설치되어 있다. 이 슬릿(32a)은 슬릿(31a)과 동일한 방향으로 길이를 갖고 있다. 버튼(41)은 슬릿(32a)의 범위 내에서 제1 축 방향으로 이동 가능하다.
제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)는 각각 대응하는 버튼(41)에 고정되어 있다. 또한, 제1 센서(21a)가 설치되는 설치면(52)은 제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)가 미끄럼 가능하게 구성되어 있다. 따라서 제1 센서(21a) 및 제2 센서(21b)는 버튼(41)의 슬릿(31a, 32a) 내의 이동에 따라 이동함으로써, 본체부(11)에 의해 보유되는 위치가 변경 가능하다.
예를 들어, 제2 센서(21b)를 도 4a-4d와 같이 자유자재로 이동시키는 것이 가능하다. 물론 제1 센서(21a)도 슬릿(31a)의 범위에서 자유자재로 이동할 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 센서(21a)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41), 및 제2 센서(21b)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41)은, 본체부(11)로부터 외부에 연장된 위치에 배치되어 있다. 제1 면(31) 측의 버튼(41)의 접촉부(41c)와, 제2 면(32) 측의 버튼(41)의 접촉부(41c)는, 그들의 돌출하는 방향(환언하면, 본체부(11)로부터 벗어나는 방향)의 표면이 동일한 타원의 원호 상에 위치된다. 또한, 본체부(11)는 그 타원의 내측에 위치된다.
[1-4. 파지력 측정 장치의 내부 구성]
도 6에 나타내는 바와 같이, 파지력 측정 장치(1)는, 감압 센서(21) 외에, 제어·통신 모듈(61) 및 배터리(68)를 구비한다.
제어·통신 모듈(61)은, 취득부(62)와, 통신부(63)와, 전원부(64)와, 제어부(65)를 구비한다.
취득부(62)는 감압 센서(21)의 출력 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로이다. 감압 센서(21)의 출력 신호란, 상술한 전기저항값에 대응하여 변화하는 신호이다.
통신부(63)는 파지력 측정 장치(1)의 외부 컴퓨터 시스템(이하, PC(71))에 접속되는 수신 모듈(72)과 무선 통신을 행한다. PC(71)는 수신 모듈(72)로부터 전기저항값에 대응하는 신호를 취득하고, 필요한 처리를 행하여, 디스플레이(73)에 처리 결과를 표시시킨다.
전원부(64)는 전력을 공급하는 배터리(68)에 접속되어, 제어·통신 모듈(61)의 각부에 전력을 공급한다.
제어부(65)는, CPU(66)와, RAM, ROM, 플래시 메모리 등의 반도체 메모리(이하, 메모리(67))를 갖는 마이크로 컴퓨터를 구비한다. 제어부(65)의 각종 기능은 CPU(66)가 비천이적 실체적 기록 매체에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 이 예에서는, 메모리(67)가 프로그램을 저장한 비천이적 실체적 기록 매체에 해당한다.
[1-5. CPU에 의한 처리]
그 다음에, 파지력 측정 장치(1)가 실행하는 계측 처리에 대해서 도 7의 플로우 차트에 기초하여 설명한다. 본 처리는, 예를 들어 전원 버튼(42)이 조작되었을 때에 개시된다.
먼저 S1 에서는, 감압 센서(21)는 감압면에 가해진 압력을 검지한다. 감압 센서(21)로부터는 압력에 따른 전기신호가 출력된다.
S2 에서는, 취득부(62)는 감압 센서(21)로부터 아날로그 신호를 취득하여 디지털 신호로 변환하여, 제어부(65)에 디지털 데이터로서 송신한다.
S3 에서는, 제어부(65)는 취득부(62)로부터의 디지털 데이터를 메모리(67)에 형성된 데이터 기록용 버퍼(buffer)에, 감압 센서(21)로부터 취득한 신호의 데이터로서 보존한다.
S4 에서는, 제어부(65)는 통신부(63)를 통해서 PC(71)에 데이터 송신의 리퀘스트를 행한다.
S5 에서는, 제어부(65)는 PC(71)로부터의 회답을 받고, 수신 측의 준비가 완료되었는지 아닌지를 판정한다. 수신 측의 준비가 완료되어 있지 않다면, 또는 회답이 없다면, 처리가 S4 로 되돌아간다. 수신 측의 준비가 완료되어 있으면, 처리가 S6 으로 이행한다.
S6 에서는, 제어부(65)는 S3 에서 보존한 데이터를 8 비트씩 분할한다.
S7 에서는, 제어부(65)는 통신부(63)를 통해서 PC(71)에 S6 으로 분할한 데이터를 순서대로 송신한다. 이 S7 의 후에, 본 계측 처리를 종료한다.
또한, PC(71)에서는, S4 에서 데이터 송신 리퀘스트를 수신했을 때에, 수신 가능하다면 그 취지의 메시지를 파지력 측정 장치(1)에 송신한다. 그 후, PC(71)는 S7 에서 송신된 데이터를 수신하고, 분할된 데이터를 재합성한다. 그리고 PC(71)는 재합성된 데이터에 기초하여 압력값을 산출하고, 디스플레이에 산출 결과를 표시시킨다.
[1-6. 효과]
이상 상술한 제1 실시형태에 의하면, 이하의 효과가 얻어진다.
(1a) 파지력 측정 장치(1)는 제1 센서(21a)에 엄지손가락을 접촉시켜, 4개의 제2 센서(21b)에 엄지손가락 이외의 손가락을 분산하여 접촉시켜서 협지하도록 힘을 가함으로써, 손의 전체 악력을 측정하는 경우보다도 상세히 손가락의 힘 정보를 취득할 수 있다.
(1b) 파지력 측정 장치(1)에서는, 감압 센서(21) 및 버튼(41)의 위치를 변경할 수 있기 때문에, 감압 센서(21)의 감압면의 위치를 피험자의 손(또는 손가락의 위치)에 맞춰서 변경할 수 있다. 따라서 피험자는 적절히 버튼(41)을 가압할 수 있어, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
(1c) 파지력 측정 장치(1)에서는, 버튼(41)이 본체부(11)로부터 튀어나온 위치에 배치되어 있기 때문에, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 버튼(41)을 조작할 때에 손가락이 본체부(11)에 접촉하기 어려워진다. 이에 의해, 손가락의 힘이 본체부(11)에 가해지거나, 감압 센서(21)의 감압면을 부적당한 방향으로 가압하거나 하는 위험을 저감할 수 있고, 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다. 또한, 접촉부(41c)의 표면이 타원형의 원호를 따르는 형상이기 때문에, 피험자는 타원형의 통을 움켜쥐는 바와 같은 감각으로 버튼(41)을 움켜쥘 수 있다.
[2. 제2 실시형태]
[2-1. 제1 실시형태와의 상위점]
제2 실시형태는, 기본적인 구성은 제1 실시형태와 동일하기 때문에, 공통되는 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 상위점을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 동일한 부호는 동일한 구성을 나타내는 것이며, 선행하는 설명을 참조한다.
도 8a-8b 및 도 9a-9d에, 제2 실시형태의 파지력 측정 장치(101)를 나타낸다.
제2 실시형태의 파지력 측정 장치(101)는, 본체부(110)가, 제1 센서(21a)를 보유하는 제1 통체(111)와, 제2 센서(21b)를 보유하는 제2 통체(112)를 포함하고, 추가로, 제1 통체(111)와 제2 통체(112)와의 거리를 변경하는 변경 기구(121)를 갖는다.
변경 기구(121)는 제1 통체(111)에 설치된 암나사부(122)와, 제2 통체(112)에 설치된 수나사부(123)를 갖는다.
암나사부(122)는 내측에 암나사가 형성된 통 형상의 부재이며, 제1 통체(111)에 고정되어 있다. 또한, 암나사부(122)는 제1 통체(111)로부터 제2 통체(112)를 향하는 방향의 단부에 개구를 갖도록 배치되어 있다. 제2 실시형태에 있어서는, 제1 통체(111)로부터 제2 통체(112)를 향하는 방향을 후방으로 한다.
수나사부(123)는 나사산이 형성된 선단 부분이 후방과는 반대의 전방을 향하도록 제2 통체(112)에 설치되어 있다. 또한, 수나사부(123)는 길이 방향인 전후 방향의 축을 중심으로 하여 회전 가능하다. 또한, 구체적인 형상은 도시하지 않지만, 수나사부(123)는 전후 방향에 관해서는 제2 통체(112)에 대하여 상대적으로 이동 불능으로 구성되어 있다.
도 9b, 도 9d 등에 나타내는 바와 같이, 제1 통체(111)의 내부에는 제2 통체(112)가 진입할 수 있다. 또한, 암나사부(122)에 수나사부(123)가 삽입 가능하다. 수나사부(123)를 회전시키면, 암나사부(122)와 수나사부(123)가 나사 결합하고, 이에 의해 제1 통체(111)와 제2 통체(112)와의 전후 방향의 위치 관계가 정해진다. 수나사부(123)를 회전시킴으로써 수나사부(123)의 암나사부(122)로의 삽입 깊이가 변화되고, 이에 의해, 제1 통체(111)와 제2 통체(112)와의 전후 방향의 거리가 변화된다.
상술한 바와 같이, 제1 통체(111)에는 제1 센서(21a)가 설치되어 있고, 제2 통체(112)에는 제2 센서(21b)가 설치되어 있다. 따라서 본체부(110)는, 제1 센서(21a)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41)과, 제2 센서(21b)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41)과의 거리가 변경 가능하다. 또한, 이 거리는 적어도 40 ∼ 100 mm의 범위에서 조정 가능한 바와 같이 구성할 수 있다.
본 제2 실시형태에서는, 제1 통체(111)에 하나의 제1 센서(21a)가 설치되어 있고, 제2 통체(112)에 2개의 제2 센서(21b)가 설치되어 있는 구성을 예시했지만, 제1 통체(111)에 2개의 제2 센서(21b)가 설치되어 있고, 제2 통체(112)에 하나의 제1 센서(21a)가 설치되어 있어도 좋다.
[2-2. 효과]
이상 상술한 제2 실시형태에 의하면, 전술한 제1 실시형태의 효과와 함께, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 파지력 측정 장치(101)에서는, 제1 센서(21a)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41)과, 제2 센서(21b)의 감압면을 가압하기 위한 버튼(41)과의 거리를 피험자의 손에 맞춰서 변경할 수 있다. 따라서 파지력 측정 장치(101)에 의해 힘의 계측을 적절히 행할 수 있다.
[3. 기타 실시형태]
이상 본 개시의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 실시형태에 전혀 한정되지 않고, 본 개시의 기술적 범위에 속하는 한 여러 가지 형태를 취할 수 있다는 것은 말할 필요도 없다.
(3A) 상기 제1 실시형태에서는, 본체부(11)의 제1 면(31)에 하나의 제1 센서(21a)가 배치되고, 제2 면(32)에 4개의 제2 센서(21b)가 배치되는 구성을 예시했다. 그러나 배치되는 감압 센서(21)의 수는 이에 한정되지 않는다. 제1 면(31)에는 적어도 하나의 감압 센서(21)가 배치되어 있으면 좋고, 즉 2개 이상의 감압 센서(21)가 설치되어 있어도 좋다. 또한, 제2 면(32)에는 적어도 2개의 감압 센서(21)가 배치되어 있으면 좋고, 3개 이상의 감압 센서(21)가 설치되어 있어도 좋다.
또한, 상기 제2 실시형태에서는, 제1 통체(111)에 하나의 제1 센서(21a)가 설치되어 있고, 제2 통체(112)에 2개의 제2 센서(21b)가 설치되어 있는 구성을 예시했다. 그러나 제1 통체(111)에 2개 이상의 제1 센서(21a)가 설치되어 있어도 좋고, 제2 통체(112)에 3개 이상의 제2 센서(21b)가 설치되어 있어도 좋다.
(3B) 상기 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 제1 센서(21a)의 감압면과 제2 센서(21b)의 감압면과는 정반대의 방향을 향하도록 배치되는 구성을 예시했다. 그러나 제1 센서(21a)와 제2 센서(21b)를 손가락으로 협지할 수 있도록 배치되어 있으면, 그들의 감압면이 향하는 방향이 정반대가 아니라도 좋고, 경사지는 방향을 향하도록 배치되어 있어도 좋다.
또한, 복수의 제2 센서(21b)의 감압면이 향하는 방향은 모두 동일 방향이 아니라도 좋고, 하나 이상의 제2 센서(21b)의 감압면이 다른 제2 센서(21b)와는 상이한 방향을 향하도록 구성되어 있어도 좋다.
또한 버튼(41)은, 상기 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 같이, 감압면이 향하는 방향을 따라 돌출하도록 배치해도 좋고, 감압면이 향하는 방향으로부터 경사진 방향에 돌출하고 있어도 좋다.
(3C) 상기 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 모든 버튼(41) 및 감압 센서(21)가 슬라이드에 의해 위치를 변경 가능한 구성을 예시했다. 그러나 일부의 버튼(41) 및 감압 센서만이 위치를 변경 가능하게 구성되어 있어도 좋고, 그 어떤 버튼(41)도 위치의 변경이 불가능해도 좋다. 예를 들어, 엄지손가락으로 사용할 수 있는 제1 센서(21a) 및 그에 대응하는 버튼(41)만이 슬라이드 가능하게 구성되어 있어도 좋고, 하나 이상의 제2 센서(21b)만이 슬라이드 가능하게 구성되어 있어도 좋다.
(3D) 본체부에는, 피험자의 손가락과 접촉함으로써, 2개 이상의 제2 센서(21b) 중 적어도 하나의 센서의 감압면에 대한 피험자의 손가락 위치를 안내하는 안내부가 설치되어 있어도 좋다.
예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제2 센서(21b)에 대응하는 4개의 버튼(41)을 따라 판상 안내부(131)를 설치할 수 있다. 손가락 끝이 안내부(131)에 접촉함으로써 손가락의 위치가 대충 정해지기 때문에, 손가락 끝을 버튼(41)의 적절한 위치에 안내할 수 있다.
안내부의 형상은 도 10에 나타내는 형상에 한정되지 않고, 손가락의 위치를 안내할 수 있는 여러 가지 형상으로 할 수 있다. 또한, 모든 손가락에 대하여 안내부(131)를 설치할 필요는 없고, 일부의 손가락에 대해서만 안내부가 설치되어 있어도 좋다.
(3E) 상기 각 실시형태에서는, 볼록 형상의 접촉부(41c)를 갖는 버튼(41)이 본체부로부터 돌출되어 연장되어 있는 구성을 예시했다. 그러나 버튼(41)의 형상 및 배치는 특히 한정되지 않는다.
예를 들어, 버튼(41)의 선단은 평면 형상이라도 좋고, 중앙부가 움푹 들어간 오목 형상이라도 좋다.
또한, 도 11a에 나타내는 바와 같이, 평면 형상의 버튼(142)의 선단면이 본체부(141)의 외표면과 동일 평면이 되도록 구성되어 있어도 좋다. 또한, 도 11b에 나타내는 바와 같이, 버튼(152)의 선단면이 본체부(151)의 외표면보다도 내측에 배치되어 있어도 좋다.
(3F) 본체부의 형상은 복수의 감압 센서를 보유할 수 있는 한, 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 원기둥의 형상이라도 좋다. 또한, 본체부의 형상은 봉상체, 통상체, 블록체 등을 적당히 조합시킨 형상이라도 좋다.
(3G) 상기 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는, 감압 센서로서 도전성 발포 엘라스토머 재료를 이용하고, 가압에 의해 변화되는 전기저항에 기초하여 압력을 측정하는 센서를 채용한 구성으로 예시했지만, 본 개시의 파지력 측정 장치에 이용할 수 있는 감압 센서는 상기의 센서 이외의 센서라도 좋다. 예를 들어, 감압 센서로서, 빗형 전극(comb-like electrode)을 이용한 센서를 채용해도 좋다. 빗형 전극을 이용한 센서는, 가압되었을 때에 필름과의 접촉 면적의 변화에 의한 전기저항의 변화로부터 압력을 검지하는 센서이다. 이 센서는 가압되었을 때의 정전용량 변화에 의해 압력을 검출하는 구성이라도 좋다. 또한, 감압 센서로서, 휘트스톤 브리지 회로(Wheatstone bridge circuit)를 갖는 로드 셀(load cell)을 이용해도 좋다.
또한, 빗형 전극을 이용한 센서와 같이 두께가 작은 센서를 이용하는 경우에는, 도 12a ∼ 12c에 나타내는 바와 같은 버튼(161)을 이용할 수 있다. 이 버튼(161)은, 원판 형상부(161a)와, 기둥 형상부(161b)와, 접촉부(161c)와, 접촉 보조부(162)를 갖는다. 원판 형상부(161a), 기둥 형상부(161b), 및 접촉부(161c)는 상술한 버튼(41)의 원판 형상부(41a), 기둥 형상부(41b), 및 접촉부(41c)와 동일한 형상이다. 접촉 보조부(162)는 구(球) 형상의 고무이며, 원판 형상부(161a)의 하방에 설치되어 있다.
이와 같은 버튼(161)을 이용하는 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이 센서 주변을 구성할 수 있다. 버튼(161)은 빗형 전극을 이용한 얇은 감압 센서(171)의 감압면을 따라 접촉 보조부(162)가 위치하도록 배치된다. 버튼(161)이 감압 센서(171) 측으로 가압되면, 접촉 보조부(162)의 선단이 감압 센서(171)를 가압하고, 빗형 전극의 전기저항 변화로부터 압력이 측정된다. 가압에 의한 힘은 접촉 보조부(162)의 선단에 집중하기 때문에, 감압 센서(171)는 압력을 적절하게 측정할 수 있다.
도 13의 예에서는, 감압 센서(171)와 접촉 보조부(162)와의 접촉면이 작고, 감압 센서(171)와 버튼(161)을 고정할 수 없다. 그 때문에, 통체(172)를 설치하여 버튼(161)이 적절한 위치가 되도록 구성되어 있다.
또한, 접촉 보조부(162)의 형상은 특히 한정되지 않는다. 예를 들어, 원기둥 형상이라도 좋다.
1: 파지력 측정 장치, 11: 본체부,
21: 감압 센서, 21a: 제1 센서,
21b: 제2 센서, 23: 가변 저항부,
24: 전극, 31: 제1 면,
31a: 슬릿, 32: 제2 면,
32a: 슬릿, 41: 버튼,
41a: 원판 형상부, 41b: 기둥 형상부,
41c: 접촉부, 42: 전원 버튼,
43: LED, 44: 접속 인터페이스,
51: 케이블, 52: 설치면,
61: 제어·통신 모듈, 62: 취득부,
63: 통신부, 64: 전원부,
65: 제어부, 66: CPU,
67: 메모리, 68: 배터리,
71: PC, 72: 수신 모듈,
73: 디스플레이, 101: 파지력 측정 장치,
110: 본체부, 111: 제1 통체,
112: 제2 통체, 121: 변경 기구,
122: 암나사부, 123: 수나사부,
131: 안내부, 141: 본체부,
142: 버튼, 151: 본체부,
152: 버튼, 161: 버튼,
162: 접촉 보조부, 171: 감압 센서,
172: 통체

Claims (5)

  1. 파지력 측정 장치로서,
    본체부와,
    상기 본체부에 보유되는 복수의 감압 센서를 구비하고,
    상기 복수의 감압 센서는, 적어도 하나의 감압 센서인 제1 센서와, 상기 제1 센서 이외의 감압 센서이고 감압면이 동일 방향을 향하는 2개 이상의 제2 센서를 포함하고,
    상기 제1 센서의 감압면 및 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면은, 피험자가 상기 제1 센서의 감압면을 가압하는 동시에, 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면을 가압했을 때에, 상기 파지력 측정 장치가 상기 피험자에 의해 파지 가능하도록 배치되어 있는, 파지력 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 제1 센서 및 상기 2개 이상의 제2 센서 중 적어도 하나의 센서에 대해, 상기 센서의 보유 위치를 변경 가능하게 구성되어 있는, 파지력 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체부에 설치되는 안내부이며, 상기 피험자의 손가락과 접촉함으로써, 상기 2개 이상의 제2 센서 중 적어도 하나의 센서의 감압면에 대한 상기 손가락의 위치를 안내하는 안내부를 추가로 구비하는, 파지력 측정 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는, 상기 복수의 감압 센서를 가압하기 위한 복수의 버튼을 구비하고,
    상기 복수의 버튼 중, 상기 제1 센서의 감압면을 가압하기 위한 버튼, 및 상기 2개 이상의 제2 센서의 감압면 중 적어도 하나의 감압면을 가압하기 위한 버튼은 상기 본체부로부터 외부에 연장된 위치에 배치되어 있는, 파지력 측정 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 제1 센서와, 상기 2개 이상의 제2 센서와의 거리가 변경 가능하게 구성되어 있는, 파지력 측정 장치
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