KR20210059378A - Soft-sensor to detect direction - Google Patents

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KR20210059378A
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신훈섭
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한국로봇융합연구원
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Abstract

A direction sensing soft sensor according to the present invention comprises: an elastic sheet in which holes are formed by being perforated at equal intervals per unit area, wherein the inside of the hole is filled with a dielectric; and a fiber sheet divided into an electrical region and a disconnection region and electrically connected to the elastic sheet. The elastic sheet is provided in the form of a plurality of stacked, and the fiber sheet is coupled to both sides of the stacked elastic sheet to measure the capacitance of the dielectric in the stacked direction when pressure is applied to the fiber sheet.

Description

방향 감지 소프트 센서{SOFT-SENSOR TO DETECT DIRECTION}Direction detection soft sensor {SOFT-SENSOR TO DETECT DIRECTION}

본 발명은 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가압되는 방향을 감지할 수 있는 방향 감지 소프트 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor, and more particularly, to a direction detection soft sensor capable of detecting a direction to be pressed.

근래에 들어, 산업기술이 발달함에 따라 인간을 대신하여 산업용이나 의료용으로 요구되는 위험하거나 미세한 작업을 수행하기 위한 도구로서 산업용 로봇이나 의료용 로봇의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 로봇들은 개발 초기에는 단순한 작업을 반복적으로 수행하도록 설계가 되었으나, 최근에 들어서는 점차적으로 보다 더 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 하기 위해 휴머노이드와 같이 인간의 외형, 사고 또는 행동까지 구비할 수 있는 진화된 형태의 지능형 로봇의 개발이 이루어지고 있다.In recent years, with the development of industrial technology, the development of industrial robots or medical robots has been actively progressed as a tool for performing dangerous or fine tasks required for industrial or medical purposes on behalf of humans. These robots were designed to repeatedly perform simple tasks in the early stages of development, but in recent years, in order to be able to gradually perform more complex tasks, evolved robots that can have the appearance, thoughts, or actions of humans like humanoids. The development of intelligent robots of the form is being made.

상기와 같은 지능형 로봇의 경우 설계자가 모든 외부 상황에 대처할 수 있는 동작 프로그램을 일일이 입력하는 것은 사실상 불가능하기 때문에, 인간의 감각기관과 유사한 감각센서를 이용하여 외부 환경(또는 자극)을 스스로 인식 및 판단하고 그에 따라 필요한 행동을 스스로 할 수 있을 것이 요구된다.In the case of such an intelligent robot, it is virtually impossible for a designer to manually input a motion program capable of coping with all external situations, so it is possible to recognize and judge the external environment (or stimulus) by itself using a sensory sensor similar to a human sense organ They are required to be able to do the necessary actions themselves accordingly.

이러한 지능형 로봇과 관련하여 가장 중요한 기술 중 하나는 상기 지능형 로봇에 접촉하는 외부 부하의 크기 및 접촉위치 등을 감지할 수 있는 촉각센서 또는 접촉센서에 관한 기술인데, 종래의 접촉센서 기술은 모터, 솔레노이드, 압전소자 또는 공압 등을 이용한 미세공정기술 혹은 MEMS(micro electro mechanical system) 기술에 기반을 둔 것이 대부분이다.One of the most important technologies in relation to such an intelligent robot is a technology related to a tactile sensor or a contact sensor capable of detecting the size and contact position of an external load that contacts the intelligent robot. Conventional contact sensor technologies include motors and solenoids. Most of them are based on microprocessing technology or MEMS (micro electro mechanical system) technology using piezoelectric devices or pneumatics.

그러나, 이러한 미세공정기술이나 MEMS 기술 등은 아직까지 실용화가 곤란한 기술이기 때문이 신뢰성, 비용 및 상품성 측면에서 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이를 구현하기 위한 소재 자체가 유연성이 떨어지는 것이기 때문에 센서 효율의 저하를 야기하지 않고서는 지능형 로봇에 필요한 임의의 형상이나 동작 등에 응용될 수 없다는 문제점이 있다.However, since these microprocessing technologies and MEMS technologies are still difficult to put into practical use, they not only have problems in terms of reliability, cost, and marketability, but also the material for implementing them is inferior in flexibility, thus reducing sensor efficiency. There is a problem that it cannot be applied to any shape or motion required for an intelligent robot without causing it.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사람의 피부와 같이 지능형 로봇의 촉각 센서를 제공하는 것이 과제이다.The present invention is to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a tactile sensor for an intelligent robot, such as a human skin.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면 신축 시트를 타공하는 단계, 상기 신축 시트에 유전체를 채우는 단계 및 상기 신축 시트의 면방향으로 상면과 하면에 방향성을 갖는 섬유 시트를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention, a step of perforating an elastic sheet, filling a dielectric material in the elastic sheet, and attaching a fiber sheet having directionality to the upper and lower surfaces in the plane direction of the elastic sheet. It may include steps.

또한 상기 섬유 시트를 부착하는 단계는 상기 섬유 시트가 상기 신축 시트의 상면과 하면에 수직하는 방향으로 부착하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, attaching the fiber sheet may include attaching the fiber sheet in a direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the elastic sheet.

또한 상기 섬유 시트를 부착하는 단계는, 전도성 섬유조각 및 절연성 섬유조각이 일방향으로 길게 형성되어 순차적으로 배열될 수 있다.In addition, in the step of attaching the fiber sheet, conductive fiber fragments and insulating fiber fragments are formed to be elongated in one direction and may be sequentially arranged.

또한 상기 타공하는 단계는 서로 균등한 간격으로 타공되며, 상기 전도성 섬유조각과 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the perforating step is perforated at equal intervals with each other, and may be electrically connected to the conductive fiber piece.

또한 상기 유전체가 수용된 상기 신축 시트를 다수개로 적층하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, it may include the step of stacking a plurality of the stretchable sheet in which the dielectric is accommodated.

또한 상기 적층하는 단계는 상기 다수개의 신축 시트 중 서로 인접한 상기 신축 시트는 적층된 방향을 따라 상기 유전체가 서로 접촉하지 않도록 적층될 수 있다.In the laminating step, the stretchable sheets adjacent to each other among the plurality of stretchable sheets may be stacked so that the dielectrics do not contact each other along the stacking direction.

또한 상기 다수개의 신축 시트 중 서로 인접한 상기 신축 시트는 적층된 방향을 따라 상기 유전체가 적어도 일부가 서로 접촉할 수 있다.In addition, in the elastic sheets adjacent to each other among the plurality of elastic sheets, at least some of the dielectrics may contact each other along a stacking direction.

또한 단위 면적당 균등한 간격으로 타공되어 홀이 형성되고, 상기 홀 내부가 유전체로 채워진 신축 시트, 통전영역 및 단전영역으로 구분되어 상기 신축 시트와 전기적으로 연결되게 결합되는 섬유 시트, 및 상기 신축 시트는 다수개가 적층되는 형태로 구비되고, 상기 섬유시트는 상기 적층된 신축 시트의 양면에 결합되어 상기 섬유 시트에 압력이 가해지는 경우, 상기 적층된 방향으로 유전체의 정전용량을 측정할 수 있다.In addition, the hole is formed by perforating at equal intervals per unit area, and the hole is divided into an elastic sheet filled with a dielectric material, a current-carrying area and a disconnection area, and electrically connected to the elastic sheet, and the elastic sheet When a plurality of sheets are provided in a stacked form, and the fiber sheet is bonded to both surfaces of the stacked elastic sheet and pressure is applied to the fiber sheet, the capacitance of the dielectric may be measured in the stacked direction.

또한 상기 신축 시트는 적층된 방향을 따라 각각의 유전체가 서로 접촉되지 않도록 어긋나게 배치될 수 있다.In addition, the stretchable sheets may be arranged to be offset along the stacking direction so that the dielectrics do not contact each other.

또한 상기 신축 시트는 상기 다수개의 정전용량이 동시에 측정될 수 있다.In addition, in the elastic sheet, the plurality of capacitances may be measured at the same time.

또한 상기 신축 시트는 상기 적층된 방향을 따라 압력의 세기가 측정될 수 있다.In addition, the elastic sheet may measure the strength of the pressure along the stacked direction.

또한 상기 섬유 시트는 종방향 또는 횡방향으로 길게 형성되고, 상기 통전영역 및 상기 단전영역이 순차적으로 번갈아 배치될 수 있다.In addition, the fiber sheet may be formed to be elongated in a longitudinal direction or a transverse direction, and the conduction region and the disconnection region may be sequentially alternately arranged.

또한 상기 섬유 시트는 상기 신축 시트에 직교 방향으로 결합될 수 있다.In addition, the fiber sheet may be bonded to the elastic sheet in a perpendicular direction.

본 발명의 방향 감지 소프트 센서에 따르면, 유전체가 형성된 다수의 시트가 적층되어 가압되는 방향을 감지할 수 있다는 효과가 있다.According to the direction sensing soft sensor of the present invention, there is an effect of being able to detect a direction in which a plurality of sheets on which dielectrics are formed are stacked and pressed.

또한 제조방법에 있어서도 공정이 단순하고 시트를 타공하여 유전체를 수용한다는 점에서 센서의 대량 생산에 장점이 있으며 이로 인해 경제적인 효과가 있다.In addition, in the manufacturing method, there is an advantage in mass production of sensors in that the process is simple and the sheet is perforated to accommodate the dielectric material, which has an economic effect.

또한 섬유 시트가 섬유의 재질과 유사한 통전영역 및 섬유의 재질과 유사한 단전영역을 포함하고 이를 옷을 만드는 방식으로 하나의 섬유 시트로 만들어지기 때문에, 종래의 유전체에 하나 하나 패턴을 접착했던 것보다 제조 공정이 크게 단순화할 수 있다는 장점이 있다.In addition, since the fiber sheet includes a conductive area similar to the material of the fiber and a cutout area similar to the material of the fiber, and is made of a single fiber sheet by making clothes, it is more manufactured than a conventional dielectric material. The advantage is that the process can be greatly simplified.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서가 장착된 로봇을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서가 결합되는 모습을 나타낸 결합 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서에서 섬유시트의 배치 형태를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서를 터치했을 때 압력이 감지되는 영역을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서에서 슬라이딩하며 터치했을 때 압력이 감지되는 영역을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트센서를 제작하는 단계의 순서도이다.The summary described above, as well as the detailed description of the preferred embodiments of the present application described below, may be better understood when read in connection with the accompanying drawings. For the purpose of illustrating the invention, preferred embodiments are shown in the drawings. However, it should be understood that this application is not limited to the precise arrangements and means shown.
1 is a view showing a robot equipped with a direction detection soft sensor according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a combined perspective view showing a state in which the direction sensing soft sensor according to an embodiment of the present invention is coupled;
3 is a view showing the arrangement of the fiber sheet in the direction sensing soft sensor according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing an area in which pressure is sensed when a direction sensing soft sensor is touched according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a region in which pressure is sensed when a direction sensing soft sensor slides and touches it according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart of a step of manufacturing a direction sensing soft sensor according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the object of the present invention can be realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and additional descriptions thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)가 장착된 로봇을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)가 결합되는 모습을 나타낸 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)에서 섬유 시트(200)의 배치 형태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)를 터치했을 때 압력이 감지되는 영역을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)에서 슬라이딩하며 터치했을 때 압력이 감지되는 영역을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)를 제작하는 단계의 순서도이다.1 is a view showing a robot equipped with a direction detection soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view in which the direction detection soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention is coupled. 3 is a view showing the arrangement of the fiber sheet 200 in the direction detection soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a direction detection according to an embodiment of the present invention A diagram showing an area in which pressure is sensed when a soft sensor 10 is touched, and FIG. 5 is a view showing an area in which pressure is sensed when the soft sensor 10 slides and touches the direction-sensing soft sensor 10 according to an embodiment Fig. 6 is a flow chart of the steps of manufacturing the direction sensing soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 1에 도시된 바와 같이 인간의 형상으로 만들어진 로봇이 인간의 피부와 유사한 감각을 갖도록 하는 것이 본 발명에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)의 목적이며, 따라서 로봇에서 사람의 피부와 같은 역할을 할 수 있다.First, as shown in Fig. 1, it is the purpose of the direction-sensing soft sensor 10 according to the present invention to make the robot made in the shape of a human have a sense similar to that of human skin, and thus play a role like human skin in the robot. can do.

본 발명에 대해 자세히 설명하도록 한다.It will be described in detail for the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)는, 신축 시트(100) 및 섬유 시트(200)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the direction sensing soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention includes an elastic sheet 100 and a fiber sheet 200.

신축 시트(100)는 절연성 소재의 시트(120)로 형성되며 내부에 균일한 간격으로 타공되어 홀(140)이 형성되며 홀(140)은 신축 시트(100)의 단위 면적 당 균등한 간격으로 형성되어 내부에 유전체(160)가 채워질 수 있다.The elastic sheet 100 is formed of a sheet 120 of an insulating material, and holes 140 are formed by perforating at uniform intervals therein, and the holes 140 are formed at equal intervals per unit area of the elastic sheet 100 As a result, the dielectric 160 may be filled therein.

그리고 섬유 시트(200)는 신축 시트(100)의 상부와 하부에서 신축 시트(100)와 접촉되며 전기적으로 연결되고 전기가 통하는 통전영역(220)과 전기가 통하지 않는 단전영역(240)으로 구분될 수 있다.In addition, the fiber sheet 200 is in contact with the elastic sheet 100 at the top and bottom of the elastic sheet 100 and is electrically connected and divided into a conductive area 220 through which electricity is passed and a disconnection area 240 through which electricity does not communicate. I can.

섬유 시트(200)의 통전영역(220)과 단전영역(240)은 길게 형성된 띠 형상을 가지며 통전영역(220)과 단전영역(240)이 서로 순차적으로 나열되어 시트를 이룬다.The conductive region 220 and the disconnection region 240 of the fiber sheet 200 have an elongated strip shape, and the conduction region 220 and the disconnection region 240 are sequentially arranged to form a sheet.

그리고 신축 시트(100)의 상부와 하부에 접촉되면서 상기 유전체(160)와 상하 방향으로 매칭되는 부분이 캐패시터 형태로 전기를 저장할 수 있다.In addition, a portion that is in contact with the upper and lower portions of the elastic sheet 100 and matches the dielectric 160 in the vertical direction may store electricity in the form of a capacitor.

여기서 섬유 시트(200)는 신축 시트(100)를 중심으로 상부와 하부가 서로 다른 방향으로 신축 시트(100)에 접촉될 수 있다.Here, the fiber sheet 200 may be in contact with the elastic sheet 100 in different directions with an upper portion and a lower portion centered on the elastic sheet 100.

도 3에 도시된 바와 같이 상부의 섬유 시트(200)를 기준으로 하부의 섬유 시트(200)는 90도 회전되어 신축 시트(100)의 하부에 결합된다.As shown in FIG. 3, the lower fiber sheet 200 is rotated 90 degrees based on the upper fiber sheet 200 and is coupled to the lower part of the elastic sheet 100.

신축 시트(100)에 섬유 시트(200)가 상부와 하부에서 결합되는 방향을 축 방향으로 하여 상부 또는 하부의 섬유 시트(200)가 상기 축을 기준으로 90도 회전하여 결합된다.The fiber sheet 200 at the upper or lower part is rotated 90 degrees with respect to the axis so that the fiber sheet 200 is coupled to the elastic sheet 100 in the axial direction.

이처럼 결합된 섬유 시트(200)는 격자 형상을 가질 수 있으며, 서로 통전영역(220)시 서로 겹쳐지는 영역이 전극 역할을 할 수 있다.The fiber sheets 200 coupled as described above may have a lattice shape, and regions overlapping with each other when conducting regions 220 may serve as electrodes.

본 발명의 일 실시예를 따라 방향 감지 소프트 센서(10)는 신축 시트(100)가 다수개 구비되는 형태일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the direction sensing soft sensor 10 may have a form in which a plurality of elastic sheets 100 are provided.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 신축 시트(100)가 적층되고 상부와 하부에서 섬유 시트(200)가 결합된 형태를 취한다.As shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of elastic sheets 100 are stacked, and fiber sheets 200 are combined at the top and bottom.

이때 신축 시트(100)가 적층되는 형태를 서로 인접한 신축 시트(100)간에 서로 어긋나게 적층하는 것이다.At this time, the shape in which the elastic sheets 100 are stacked is stacked so that the elastic sheets 100 adjacent to each other are shifted from each other.

즉, 적층된 방향을 따라 각각의 유전체(160)가 서로 접촉되지 않게 배치된다.That is, the dielectrics 160 are disposed not to contact each other along the stacked direction.

이와 같이 신축 시트(100)가 적층된 형태를 갖는 것은 적층된 방향으로 압력이 가해지면서 압력의 방향성을 파악할 수 있다는 장점이 있다.Having the elastic sheet 100 stacked in this way has the advantage of being able to grasp the direction of the pressure while the pressure is applied in the stacked direction.

도시된 바와 같이 신축 시트(100)가 적층되고 상부와 하부에 섬유 시트(200)가 결합된 형태에서 사용자가 상부의 섬유 시트(200)를 가압하고 있다.As shown, in the form in which the elastic sheet 100 is stacked and the fiber sheet 200 is combined at the upper and lower portions, the user is pressing the upper fiber sheet 200.

섬유 시트(200)를 가압하면 가압된 유전체(160)의 정전용량 변화량을 검출할 수 있다.When the fiber sheet 200 is pressed, the amount of change in capacitance of the pressed dielectric 160 may be detected.

여기서 정전용량을 검출하도록 별도의 감지부를 포함할 수 있다.Here, a separate sensing unit may be included to detect the capacitance.

감지부는 섬유 시트(200)가 전극이 되고, 상부와 하부의 섬유 시트(200)가 이격된 거리에 따라 변하는 정전용량에 대한 정보를 수신할 수 있다.The sensing unit may receive information on capacitance that changes according to a distance between the fiber sheet 200 and the upper and lower fiber sheets 200 being separated from each other.

계속해서 사용자가 섬유 시트(200)를 가압하게 되면 적층된 방향을 따라 다수의 유전체(160)에서 정전용량 값이 감지된다.When the user continuously presses the fiber sheet 200, capacitance values are sensed in the plurality of dielectrics 160 along the stacked direction.

이때 사용자가 가압하는 방향을 파악할 수 있다.At this time, it is possible to determine the direction in which the user presses.

만약에 신축 시트(100)가 상하로 유전체(160)가 겹치도록 적층이 된다면 정전용량의 양이 늘어날 뿐 방향을 감지할 수는 없다.If the elastic sheet 100 is stacked so that the dielectrics 160 overlap up and down, the amount of capacitance increases, but the direction cannot be detected.

하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)는 적층 방향으로 각 유전체(160)를 서로 어긋나게 배치하여 가압되는 방향을 예측할 수 있고, 압력도 감지할 수 있다.However, the direction-sensing soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention may predict a pressing direction by displacing each dielectric 160 in the stacking direction and sense pressure.

도시된 바와 같이 유전체(160)에서 가장 정전용량의 크기에 따라 서로 다른 색상을 나타나도록 표시하였다.As shown, different colors are displayed in the dielectric 160 according to the size of the most capacitance.

가장 정전용량 값이 큰 것을 붉은색(140a), 그 다음은 핑크색(140b), 다음은 주황색(140c), 다음은 노란색(140d), 정전용량이 변하지 않는 유전체(160)를 파랑색으로 표시하였다.Red (140a), the next pink (140b), the next orange (140c), the next yellow (140d), the dielectric 160 whose capacitance does not change in blue. .

사용자가 가압한 위치와 인접한 유전체(160)는 붉은색(140a)을 가지고, 가압 위치와 멀어질 수도록 정전용량 값이 작게 나타난다.The dielectric 160 adjacent to the position pressed by the user has a red color 140a, and has a small capacitance value so as to move away from the pressed position.

따라서 사용자가 가압하는 방향으로 적층된 유전체(160)에서 정전용량 값이 크게 나타나는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the capacitance value is large in the dielectrics 160 stacked in the direction the user presses.

또한 도 5와 같이 섬유 시트(200)를 슬라이딩하며 가압하게 되면 슬라이딩 되는 방향을 감지할 수 있게 된다.In addition, when the fiber sheet 200 is slid and pressed as shown in FIG. 5, the sliding direction can be detected.

사용자가 섬유 시트(200)를 가압하면서 일측으로 이동하면 압력에 따라 유전체(160)의 정전용량이 변화하게 되고, 적층된 방향뿐 아니라 각 층에서 가압된 유전체(160) 주변의 유전체(160)에도 압력이 전달된다.When the user moves to one side while pressing the fiber sheet 200, the capacitance of the dielectric 160 changes according to the pressure, and not only the stacked direction, but also the dielectric 160 around the dielectric 160 pressed in each layer. Pressure is transmitted.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)는 사용자가 가압하며 이동하는 방향을 감지할 뿐 아니라 가압하는 압력의 크기 또한 감지할 수 있어서 사람의 피부와 같이 정밀한 반응이 가능할 수 있다.Therefore, the direction detection soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention can detect the direction in which the user presses and moves, as well as the magnitude of the pressure to be pressurized, so that a precise reaction like human skin may be possible. .

또한 이와 함께 별도의 수분 센서(미도시) 및 온도 센서(미도시)를 장착할 수 있다.In addition, a separate moisture sensor (not shown) and a temperature sensor (not shown) may be installed.

상기 수분 센서 및 상기 온도 센서가 신축 시트(100)와 함께 적층이 되는 형태일 수 있다.The moisture sensor and the temperature sensor may be stacked together with the elastic sheet 100.

상기 수분 센서 및 상기 온도 센서가 구비되면 사람의 피부와 유사한 센서가 될 수 있다.When the moisture sensor and the temperature sensor are provided, the sensor may be similar to human skin.

계속해서 본 발명에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)는 기존의 제조 공정보다 단순하게 제작이 가능하다는 장점이 있다.Subsequently, the direction sensing soft sensor 10 according to the present invention has the advantage that it can be manufactured more simply than the conventional manufacturing process.

본 발명의 일 실시예에 따른 방향 감지 소프트 센서(10)는 다음과 같은 제조 공정을 가질 수 있다.The direction detection soft sensor 10 according to an embodiment of the present invention may have the following manufacturing process.

최초 신축 시트(100) 및 섬유 시트(200)를 준비하고 신축 시트(100)에 단위 면적당 균등한 간격으로 타공한다(S01). 그리고 타공된 홀(140)에 유전체(160)를 채울 수 있다(S02).First, the elastic sheet 100 and the fiber sheet 200 are prepared, and the elastic sheet 100 is perforated at equal intervals per unit area (S01). In addition, the dielectric 160 may be filled in the perforated hole 140 (S02).

그리고 신축 시트(100)의 면방향으로 상면과 하면에 방향성을 갖는 섬유 시트(200)를 부착하게 된다(S03).In addition, the fiber sheet 200 having directionality is attached to the upper and lower surfaces in the plane direction of the elastic sheet 100 (S03).

본 발명에서 섬유 시트(200)가 섬유의 재질과 유사한 통전영역(220) 및 섬유의 재질과 유사한 단전영역(240)을 포함하고 이를 옷을 만드는 방식으로 하나의 섬유 시트(200)로 만들어지기 때문에, 종래의 유전체에 하나 하나 패턴을 접착했던 것보다 제조 공정이 크게 단순화할 수 있다는 장점이 있다.In the present invention, since the fiber sheet 200 includes a conductive area 220 similar to the material of the fiber and a cutout area 240 similar to the material of fiber, and is made of one fiber sheet 200 in a manner of making clothes, However, there is an advantage in that the manufacturing process can be greatly simplified than that of bonding patterns one by one to a conventional dielectric.

이와 같은 단순한 공정을 통해 본 발명의 방향 감지 소프트 센서(10)를 제작할 수 있다. Through such a simple process, the direction sensing soft sensor 10 of the present invention can be manufactured.

섬유 시트(200)를 부착하는 단계는 앞서 설명한 바와 같이 상면에 부착되는 섬유 시트(200)와 하면에 부착되는 섬유 시트(200)가 부착되는 방향을 축으로 서로 수직하여 부착될 수 있다.In the step of attaching the fiber sheet 200, as described above, the fiber sheet 200 attached to the upper surface and the fiber sheet 200 attached to the lower surface may be attached perpendicular to each other in an axis direction.

그리고 섬유 시트(200)는 통전영역(220)이 되는 전도성 섬유조각 및 단전영역(240)이 되는 절연성 섬유조각이 일방향으로 길게 형성되어 순차적으로 배열된 것을 특징으로 한다.In addition, the fiber sheet 200 is characterized in that the conductive fiber fragments serving as the conduction region 220 and the insulating fiber fragments serving as the disconnection region 240 are formed long in one direction and are sequentially arranged.

또한 유전체(160)가 수용된 신축 시트(100)를 다수 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the step of stacking a plurality of stretchable sheets 100 in which the dielectrics 160 are accommodated may be further included.

적층되는 개수는 제한되지 않지만, 피부나 옷과 같은 소프트 센서(10)가 되므로 적층되는 개수는 적어도 2개이상 5개이하가 될 수 있다.Although the number of stacking is not limited, the number of stacking may be at least two or more and five or less because it becomes a soft sensor 10 such as skin or clothes.

그리고 신축 시트(100)를 적층하는 단계에서는 다수개의 신축 시트(100) 중 적층 방향으로 서로 인접한 신축 시트(100)의 각 유전체(160)가 서로 접촉하지 않도록 배치하는 것을 특징으로 한다.In the step of stacking the elastic sheets 100, the dielectrics 160 of the elastic sheets 100 adjacent to each other in the stacking direction among the plurality of elastic sheets 100 are arranged so that they do not contact each other.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, preferred embodiments according to the present invention have been examined, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from its spirit or scope in addition to the above-described embodiments is known to those skilled in the art. It is self-evident to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 소프트 센서
100: 신축 시트
120: 절연성 소재 시트
140: 홀
160: 유전체
200: 섬유 시트
220: 통전영역
240: 단전영역10: soft sensor
100: elastic sheet
120: insulating material sheet
140: hall
160: dielectric
200: fiber sheet
220: conduction area
240: cut-off area

Claims (13)

신축 시트를 타공하는 단계;
상기 신축 시트에 유전체를 채우는 단계; 및
상기 신축 시트의 면방향으로 상면과 하면에 방향성을 갖는 섬유 시트를 부착하는 단계;
를 포함하는 소프트 센서 제조 방법.
Perforating the elastic sheet;
Filling a dielectric into the stretchable sheet; And
Attaching a fiber sheet having directionality to an upper surface and a lower surface in the plane direction of the elastic sheet;
Soft sensor manufacturing method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 섬유 시트를 부착하는 단계는,
상기 섬유 시트가 상기 신축 시트의 상면과 하면에 수직하는 방향으로 부착하는 단계;
를 포함하는 소프트 센서 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of attaching the fiber sheet,
Attaching the fiber sheet in a direction perpendicular to the upper and lower surfaces of the elastic sheet;
Soft sensor manufacturing method comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 섬유 시트를 부착하는 단계는,
전도성 섬유조각 및 절연성 섬유조각이 일방향으로 길게 형성되어 순차적으로 배열되는 것을 특징으로 하는,
소프트 센서 제조 방법.The method of claim 1,
The step of attaching the fiber sheet,
Characterized in that the conductive fiber fragments and insulating fiber fragments are formed long in one direction and are sequentially arranged,
Soft sensor manufacturing method. 제3항에 있어서,
상기 타공하는 단계는,
서로 균등한 간격으로 타공되며, 상기 전도성 섬유조각과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
소프트 센서 제조 방법.The method of claim 3,
The perforating step,
It is perforated at equal intervals with each other, characterized in that the electrically connected to the conductive fiber piece,
Soft sensor manufacturing method. 제1항에 있어서,
상기 유전체가 수용된 상기 신축 시트를 다수개로 적층하는 단계;
를 포함하는 소프트 센서 제조 방법.
The method of claim 1,
Stacking a plurality of the stretchable sheets in which the dielectric is accommodated;
Soft sensor manufacturing method comprising a.
 제5항에 있어서,
상기 적층하는 단계는,
상기 다수개의 신축 시트 중 서로 인접한 상기 신축 시트는 적층된 방향을 따라 상기 유전체가 서로 접촉하지 않도록 적층되는 것을 특징으로 하는 소프트 센서 제조 방법.
The method of claim 5,
The stacking step,
The elastic sheet adjacent to each other among the plurality of elastic sheets are stacked along the stacking direction so that the dielectrics do not contact each other.
 제5항에 있어서,
상기 다수개의 신축 시트 중 서로 인접한 상기 신축 시트는 적층된 방향을 따라 상기 유전체가 적어도 일부가 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 소프트 센서 제조 방법.
The method of claim 5,
The method of manufacturing a soft sensor, wherein at least some of the dielectrics of the elastic sheets adjacent to each other among the plurality of elastic sheets are in contact with each other along a stacked direction.
 단위 면적당 균등한 간격으로 타공되어 홀이 형성되고, 상기 홀 내부가 유전체로 채워진 신축 시트;
통전영역 및 단전영역으로 구분되어 상기 신축 시트와 전기적으로 연결되게 결합되는 섬유 시트; 및
상기 신축 시트는 다수개가 적층되는 형태로 구비되고, 상기 섬유시트는 상기 적층된 신축 시트의 양면에 결합되어 상기 섬유 시트에 압력이 가해지는 경우, 상기 적층된 방향으로 유전체의 정전용량을 측정하는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.
An elastic sheet having holes formed by perforation at equal intervals per unit area, and the inside of the hole is filled with a dielectric material;
A fibrous sheet divided into a current-carrying area and a cut-off area to be electrically connected to the elastic sheet; And
The elastic sheet is provided in a form in which a plurality of sheets are stacked, and the fiber sheet is bonded to both surfaces of the stacked elastic sheet to measure the capacitance of the dielectric in the stacked direction when pressure is applied to the fiber sheet. Characterized by,
Directional soft sensor.
 제8항에 있어서,
상기 신축 시트는,
적층된 방향을 따라 각각의 유전체가 서로 접촉되지 않도록 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.
The method of claim 8,
The elastic sheet,
Characterized in that the dielectrics are arranged to be offset so as not to contact each other along the stacked direction,
Directional soft sensor.
 제9항에 있어서,
상기 신축 시트는,
상기 다수개의 정전용량이 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.
The method of claim 9,
The elastic sheet,
Characterized in that the plurality of capacitances are measured at the same time,
Directional soft sensor.
 제10항에 있어서,
상기 신축 시트는,
상기 적층된 방향을 따라 압력의 세기가 측정되는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.
The method of claim 10,
The elastic sheet,
Characterized in that the strength of the pressure is measured along the stacked direction,
Directional soft sensor.
 제8항에 있어서,
상기 섬유 시트는,
종방향 또는 횡방향으로 길게 형성되고, 상기 통전영역 및 상기 단전영역이 순차적으로 번갈아 배치되는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.The method of claim 8,
The fiber sheet,
It is formed long in the longitudinal direction or the transverse direction, characterized in that the conduction region and the disconnection region are sequentially alternately arranged,
Directional soft sensor. 제12항에 있어서,
상기 섬유 시트는,
상기 신축 시트에 직교 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는,
방향 감지 소프트센서.


The method of claim 12,
The fiber sheet,
Characterized in that coupled to the elastic sheet in an orthogonal direction,
Directional soft sensor.
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KR20120111607A (en) * 2011-04-01 2012-10-10 광주과학기술원 Graphene touch sensor using piezoelectric effect
KR20170016151A (en) * 2015-08-03 2017-02-13 엘지이노텍 주식회사 Capacity sensor and direction detecting apparatus including the same

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