KR20210143438A - 옷감 신축성 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 옷감 신축성 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옷감의 신축 범위를 디지털 기술로 정확히 측정하여 옷감의 신축에 따른 변형과 손상을 정밀하게 분석할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
본 발명은 본체, 인장부, 광 거리 측정부 및 제어부를 포함하되, 상기 본체는 상면이 평형한 판형으로 형성되고, 상면 일측에는 옷감을 고정하기 위한 고정 바이스가 형성되며, 상기 고정 바이스는 이동 회전축이 관통할 수 있는 이동 회전축 관통홀이 형성되고, 상기 인장부는 구동모터와 이동 회전축과 이동 바이스 및 광 기준판을 포함하되, 상기 구동모터는 본체 상면 일측단에 고정되고, 상기 이동 회전축은 상기 구동모터의 축에서 연장되고 표면에 스크류가 형성되며, 상기 이동 바이스은 상기 고정 바이스에 고정된 옷감의 타측을 고정하고 상기 이동 회전축이 관통되며 내부에 스크류가 형성된 이동 회전축 홀더가 형성되어 이동 회전축이 회전시 상기 이동 회전축을 따라 전후 운동을 하고, 상기 광 기준판은 광 거리 측정부에서 투광되는 빛을 반사하기 위해 상기 이동 바이스에서 상기 광거리 측정부의 상응하는 위치에 형성되고, 상기 광 거리 측정부는 상기 고정 바이스측에 설치되고, 하우징 내에 상기 광 기준판과의 거리 측정을 위한 광 센서 및 회로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 구동모터를 제어하고 광 거리 측정 데이터를 처리하기 위하여 프로세서와 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 옷감 신축성 측정 장치를 이용하면, 옷감의 신축을 정밀하게 제어하고, 그 신축 범위내에 변형의 정도를 정밀하게 파악하고 데이터를 수집할 수 있다. 따라서, 다양한 옷감의 특성을 명확히 파악할 수 있고, 디지털화한 데이터를 저장하고 활용할 수 있다.

Description

옷감 신축성 측정 장치{CLOTH STRETCH MEASUREMENT EQUIPMENT}
본 발명은 옷감 신축성 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옷감의 신축 범위를 디지털 기술로 정확히 측정하여 옷감의 신축에 따른 변형과 손상을 정밀하게 분석할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
옷감의 신축성 및 인장 강도를 측정하는 디지털 기기는 많지 않다. 그리하여 육안 비중이 가장 큰 역할을 하고 있다. 육안 검사의 특성상 주관적이고 명확하지 않는 부분이 존재할 수 밖에 없다.
종래 부착장치의 외력 측정장치 및 협지장치(등록특허 제10-0604050호)는 옷감의 외력을 측정하는 기술로 제안된 바 있다, 그러나 상기 발명은 옷감의 장력, 외력을 측정하는 하나의 방식이지만 정밀한 데이터 추출 기술이 결여되어있다. 또한, 직물의 박리 강도 측정장치(등록특허 제10-0476077호)에 관하여 직물의 박리 강도를 측정하는 기술로 제안된 바 있다. 그러나 상기 발명 역시 단순 모터 회전 만으로는 정밀한 신축을 조절하는 것이 어렵고, 정밀한 데이터 추출을 위한 기술이 결여된다. 그 밖의 관련 선행기술들로는 등록실용신안 제20-0290016호, 공개실용신안 제20-2008-0003646호 등이 있다.
KR 10-0476077 B1 KR 10-0604050 B1 KR 20-0290016 Y1 KR 20-2008-0003646 U
종래의 문제를 해결하기 위해 본 발명은 옷감의 신축 길이를 정밀하게 조절하고 거리 측정과 강도 및 옷감의 변형을 측정하여 옷감의 신축성을 정밀하게 측정하는 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 옷감 신축성 측정 장치는 본체(1), 인장부(2), 광 거리 측정부(3) 및 제어부(6)를 포함하되,
상기 본체(1)는 상면이 평형한 판형으로 형성되고, 상면 일측에는 옷감을 고정하기 위한 고정 바이스(11)가 형성되며, 상기 고정 바이스는 이동 회전축(22)이 관통할 수 있는 이동 회전축 관통홀(111)이 형성되고, 상기 인장부(2)는 구동모터(21)와 이동 회전축(22)과 이동 바이스(23) 및 광 기준판(24)을 포함하되, 상기 구동모터(21)는 본체(1) 상면 일측단에 고정되고, 상기 이동 회전축(22)은 상기 구동모터(21)의 축에서 연장되고 표면에 스크류(screw)가 형성되며, 상기 이동 바이스(23)은 상기 고정 바이스(11)에 고정된 옷감의 타측을 고정하고 상기 이동 회전축(22)이 관통되며 내부에 스크류가 형성된 이동 회전축 홀더(231)가 형성되어 이동 회전축(22)이 회전시 상기 이동 회전축(22)을 따라 전후 운동을 하고, 상기 광 기준판(24)은 광 거리 측정부(3)에서 투광되는 빛을 반사하기 위해 상기 이동 바이스(23)에서 상기 광거리 측정부(3)의 상응하는 위치에 형성되고, 상기 광 거리 측정부(3)는 상기 고정 바이스(11)측에 설치되고, 하우징 내에 상기 광 기준판(24)과의 거리 측정을 위한 광 센서(투광, 수광 센서) 및 회로를 포함하고, 상기 제어부(6)는 상기 구동모터(21)를 제어하고 광 거리 측정 데이터를 처리하기 위하여 프로세서(61)와 컨트롤러(62)(63)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(1)의 상면에는 이동 회전축(22)과 평행하게 바이스 이동 가이드(12)가 형성되고, 상기 이동 바이스(23)의 하단에는 상기 바이스 이동 가이드(12)에 상응하는 이동 가이드 홀더(232)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본체(1)는 구동모터(21)의 반대 측에 설치된 인장 강도 측정부(4)를 더 포함하고, 상기 제어부(6)는 인장 강도 데이터를 처리하는 기능을 더 포함하되, 상기 인장 강도 측정부(4)는 인장 강도 측정을 위한 토크 센서와 센서 값을 디지털화 하는 회로를 포함하고, 옷감(F)의 인장 부분(F2)을 상기 토크 센서와 연결하는 인장 와이어(41)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(1)는 옷감 상면 촬영을 위한 디지털 카메라(51)와 상기 디지털 카메라(51)를 지지하기 위해 본체에 연결되어 수직 기둥을 형성하는 카메라 지지대(52)를 포함하는 촬영부(5)를 더 포함하고, 상기 제어부(6)는 디지털 영상을 처리하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(6)는 컴퓨터와 통신을 위한 네트워크 통신 모듈(64)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 옷감 신축성 측정 장치를 이용하면, 옷감의 신축을 정밀하게 제어하고, 그 신축 범위내에 변형의 정도를 정밀하게 파악하고 데이터를 수집할 수 있다. 따라서, 다양한 옷감의 특성을 명확히 파악할 수 있고, 디지털화한 데이터를 저장하고 활용할 수 있다. 또한 디지털화 된 데이터는 산업계에 공유할 수 있어 자 산업 발전은 물론 의류 산업에도 기여할 수 있다.
또한, 옷감 신축에 따른 변형을 파악함과 동시에 간단한 조작으로 정밀한 인장 강도를 측정하고 그 데이터를 저장하여 활용할 수 있으며, 옷감의 신축에 따른 변형을 실시간 촬영하고 영상 데이터를 저장하여 활용할수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명의 옷감 신축성 측정장치의 일 실시예를 도시한 사시도.
도2는 본 발명의 본체 부분의 일 실시예를 도시한 사시도.
도3은 본 발명의 인장부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도4는 본 발명의 옷감 신축성 측정장치의 일 실시예를 도시한 측면도.
도5는 본 발명의 제어부의 일 실시예를 도시한 블록도
본 발명의 개요는 기계장치에 옷감을 고정할 수 있는 바이스 두개를 설치한 후 고정용 바이스는 제어용 기계장치에 고정되고 다른 하나는 제어 장치에 의해 이동할 수 있도록 설계된 것이다. MCU와 모터를 사용하여 0.1mm 수존의 정밀도로 이동할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 정밀한 이동 거리의 측정은 기계적 수단 만으로는 정확히 측정하는 것이 불가능하기 때문에 광학적 기술을 이용하여 이동거리를 측정한다.
이하 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 주요 구성은 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 구성요소 전체를 지지하는 본체(1)와, 상기 본체(1)위에 형성되어 이동 바이스(22)를 움직여 옷감을 인장하기 위한 인장부(2)와, 광 센서를 이용하여 옷감의 인장 길이를 정확히 측정하기 위한 광 거리 측정 부(3)를 포함하고, 옷감의 길이에 따른 옷감 변형 뿐만아니라 섬유의 인장 강도를 동시에 측정할 수 있도록 하기 위한 인장 강도 측정부(4)와 옷감의 변경 정도를 육안 뿐만아니라 영상으로 촬영하여 데이터를 분석할 수 있도록 옷감 표면을 촬영하기 위한 촬영부(5) 및 상기 구성요소들과 전송 케이블(C)과 연결되어 상기 인장부(2)의 구동을 정밀하게 제어하고, 측정된 디지털 값을 처리하기 위한 제어부(6)를 포함한다.
상기 구성요소를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 본체(1)는 상면이 평형한 판형으로 형성되고, 외형은 다양한 형태로 구성할 수 있을 것이지만, 일반적으로 도면의 일 실시예와 같이 직사각형의 테이블 형태로 구성될 수 있을 것이다.
상기 본체(1)의 상면 일측에는 옷감(F)을 고정하기 위한 고정 바이스(11)가 형성되는데, 신축성을 측정하기 위한 옷감을 펼쳐서 일측단(F1)을 단단히 고정한다. 고정 바이스(11)의 형태도 다양하게 구성할 수 있을 것이지만, 옷감을 넓게 펼쳐 고정할 수 있도록 도1 및 2에 도시된 바와 같이 일측단에서 타측단으로 가로질러 길게 형성된 블록 타입으로 형성될 수 있을 것이다. 상기 고정 바이스(11)의 몸체 가운데는 이동 회전축(22)이 관통하되 회전에 방해 받지 않는 크기의 이동 회전축 관통홀(111)이 형성된다.
상기 인장부(2)는 도3에 도시된 바와 같이 구동모터(21)와 이동 회전축(22)과 이동 바이스(23) 및 광 기준판(24)을 포함한다.
도1, 2 및 4에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(21)는 본체(1) 상면 일측단에 고정되어, 상기 제어부(6)의 의해 정밀하게 통제되어 회전한다. 상기 구동모터(21)는 스테핑 모터, 서보 모터 등 다양한 모터를 이용할 수 있으며, 상기 제어부(6)에는 구동모터(21)와 마이크로 컨트롤 유닛(MCU) 사이에는 모터 제어에 필요한 모터 제어 컨트롤러(61)를 더 포함할 수 있다. 상기 이동 회전축(22)은 이동 바이스(23)를 전후 이동하게 하기 위한 구성으로 상기 구동모터(21)의 축에서 연장되는바, 일체되어 연장축을 구성할 수도 있고 축 이음 부재를 활용하여 연장할 수도 있을 것이다. 상기 이동 바이스(23)는 상기 고정 바이스(11)에 고정된 옷감의 타측을 고정하고 이동을 하며 옷감을 신축하기 위한 구성이다.
상기 이동 회전축(22)의 회전력으로 상기 이동 바이스(23)가 이동하기 위해 회전운동을 직선운동으로 변환하는 구성이 필요한바, 상기 이동 회전축(22)의 표면에는 스크류(screw)가 형성되고, 상기 이동 바이스(23)에는 상기 이동 회전축(22)이 관통하는 이동 회전축 홀더(231)가 형성되고, 상기 이동 회전축 홀더(231) 내주면에는 상기 이동 회전축(22)의 스크류에 상응하는 스크류가 형성되어 상기 이동 회전 축이(22)이 회전시 이동 바이스(23)가 축을 따라 전후로 이동하게 한다. 회전비와 직선 이동 거리의 비는 다양하게 조절할 수 있을 것이지만, 구동모터(21)의 제어에의에 이동하는 거리는 0.1mm 이하로 정밀하게 제어할 수 있도록 구현하는 것이 바람직할 것이다.
상기 광 기준판(24)은 광 거리 측정부(3)에서 투광되는 빛을 반사하기 위한 구성으로, 상기 이동 바이스(23)에 부설되되, 상기 광거리 측정부(3)의 상응하는 위치에 형성되야 하는 바, 광 거리 측정 장비에 설치에 관한 공지의 설치기준에 준하여 정밀하게 설치하여야 할 것이다.
상기 광 거리 측정부(3)는 상기 광 기준판(24)과 상호 작용에 의해 옷감의 신장 길이를 정확히 측정한다. 광 거리 측정에 이용되는 빛은 적외선, 레이져 등이 있다. 널리 이용되는 적외선 거리 측정 원리를 설명하면, 적외선 센서는 발광부와 수광부로 나눠진다. 발광부에서 나온 적외선이 광 기준판(24)에 반사되어 수광부에 얼마 많은 양이 들어오느냐에 따라 수광부에 들어오는 전압의 양이 변화하게 된다. 적외선 센서는 초음파 센서에 비해 범위가 좁기는 하지만 정확도가 높다는 장점이 있다. 거리 측정 방법은 광삼각법으로 거리를 측정하는데, 대상 물체에 만들어진 초점과 그 초점의 각도를 계산해 물체와의 거리를 환산한다. 따라서, 광 거리 측정부(3)의 하우징 내에는 상기 광 기준판과의 거리 측정을 위한 광 센서 즉, 투광 센서, 수광 센서 및 회로를 포함한다. 상기 광 거리 측정부(3)는 이동 바이스에 설치된 광 기준판의 거리를 측정하여야 하므로 상기 고정 바이스(11) 위치 부근에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 정밀한 측정에 도움이 될 수 있도록 이동 바이스가 흔들리지 않고 안정적으로 전후 이동할 수 있도록 상기 본체(1)의 상면에는 이동 회전축(22)과 평행하게 바이스 이동 가이드(12)를 형성할 수 있다. 상기 이동 바이스(23)의 하단에는 상기 바이스 이동 가이드(12)에 상응하는 이동 가이드 홀더(232)가 형성됨으로써 정밀한 거리 측정에 도움이 될 수 있다.
상기 제어부(6)는 도5에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(21)를 제어하고, 광 거리 측정 데이터를 처리하기 위하여 컨트롤러(61)와 프로세서(62)를 포함한다. 상기 프로세서는 중앙처리 장치로서 마이크로 컨트롤 유닛(MPU)을 이용할 수 있고, SPI, I2C, UART 등 다양한 통신 방식을 채택할 수 있을 것이다. 상기 컨트롤러는 구동 모터(21)의 타입에 적합한 컨트롤러를 이용할 수 있다.
작동 방법은 먼저 옷감을 바이스에 고정 시킨후 정밀한 측정을 위하여 거리를 초기화 시킨다. 초기화는 고정후 옷감의 길이를 빼주는 역할을 한다. 완전하게 고정한 후 구동모터(21)를 제어하여 옷감의 상태를 보면서 정밀하게 조금씩 늘리며 이동하며 옷감의 상태 및 늘어난 정도를 확인하고, 필요에 따라 옷감의 손상된 부분을 카메라로 촬영한다.
상기 인장 강도 측정부(4)는 옷감의 인장력을 측정하는 것이므로 고정단이 아닌 이동단 측에 설치되어야 하므로 본체(1)에 설치되되, 구동모터(21)의 반대 측에 설치되며, 상기 제어부(6)는 인장 강도 데이터를 처리하는 기능을 더 포함하다. 상기 인장 강도 측정부(4)는 인장 강도 측정을 위한 힘·토크 센서와 상기 센서 값을 디지털화 하는 회로를 포함하고, 옷감(F)의 인장 부분(F2)을 상기 토크 센서와 연결하는 인장 와이어(41)를 더 포함한다.
인장 강도 측정을 위해서는 이동 바이스(23)에서 옷감의 고정을 해제할 필요가 있다. 옷감의 고정을 쉽게하고 이동 바이스에 분리 후 인장 와이어의 힘을 옷감 전체에 고르게 분산하기 위해 옷감의 인장 부분(F2)에 옷감 펼침 부재(233)를 포함할 수 있다.
상기 촬영부(5)는 옷감 상면 촬영을 위한 디지털 카메라(51)와 상기 디지털 카메라(51)를 지지하기 위해 본체(1)에 연결되어 수직 기둥을 형성하는 카메라 지지대(52)를 포함한다. 상기 디지털 카메라(51)는 제어부에서 처리할 수 있도록 아날로그가 아닌 디지털 카메라로 구성되어는 것이 바람직 하다. 따라서 상기 제어부(6)는 상기 촬영부에서 디지털 영상을 처리하는 기능을 더 포함한다.
상기 제어부(6)는 사용자가 컨트롤 할 수 있는 인터페이스로 입출력 컨트롤러(63)를 포함하며, 상기 입출력 컨트롤러는 다양한 입력장치, 출력장치와 연결되어 사용자에 의해 통제되고, 사용자에게 정보를 제공한다. 또한, 더욱 다양하고 편리하게 제어하기 위해 컴퓨터와 통신을 할 수 있도록 네트워크 통신 모듈(64)을 더 포함할 수 있을 것이다.
1: 본체 11: 고정 바이스
12: 바이스 이동 가이드 2: 인장부
21: 구동모터 22: 이동 회전축
23: 이동 바이스 231: 이동 회전축 홀더
232: 이동 가이드 홀더 233: 옷감 펼침 부재
24: 광 기준판 3: 광 센서 측정부
4: 인장 강도 측정부 41: 인장 와이어
5: 촬영부 51: 디지털 카메라
52: 카메라 지지대 6: 제어부
61: 마이크로 컨트롤 유닛 62: 모터 제어 컨트롤러
63: 입출력 컨트롤러 64: 네트워크 통신 모듈

Claims (5)

  1. 본체, 인장부, 광 거리 측정부 및 제어부를 포함하되,
    상기 본체는 상면이 평형한 판형으로 형성되고, 상면 일측에는 옷감을 고정하기 위한 고정 바이스가 형성되며, 상기 고정 바이스는 이동 회전축이 관통할 수 있는 이동 회전축 관통홀이 형성되고,
    상기 인장부는 구동모터와 이동 회전축과 이동 바이스 및 광 기준판을 포함하되, 상기 구동모터는 본체 상면 일측단에 고정되고, 상기 이동 회전축은 상기 구동모터의 축에서 연장되고 표면에 스크류가 형성되며, 상기 이동 바이스은 상기 고정 바이스에 고정된 옷감의 타측을 고정하고 상기 이동 회전축이 관통되며 내부에 스크류가 형성된 이동 회전축 홀더가 형성되어 이동 회전축이 회전시 상기 이동 회전축을 따라 전후 운동을 하고, 상기 광 기준판은 광 거리 측정부에서 투광되는 빛을 반사하기 위해 상기 이동 바이스에서 상기 광거리 측정부의 상응하는 위치에 형성되고,
    상기 광 거리 측정부는 상기 고정 바이스측에 설치되고, 하우징 내에 상기 광 기준판과의 거리 측정을 위한 광 센서 및 회로를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 구동모터를 제어하고 광 거리 측정 데이터를 처리하기 위하여 프로세서와 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 옷감 신축성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체의 상면에는 이동 회전축과 평행하게 바이스 이동 가이드가 형성되고,
    상기 이동 바이스의 하단에는 상기 바이스 이동 가이드에 상응하는 이동 가이드 홀더가 형성된 것을 특징으로 하는 옷감 신축성 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 본체는 구동모터의 반대 측에 설치된 인장 강도 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는 인장 강도 데이터를 처리하는 기능을 더 포함하되,
    상기 인장 강도 측정부는 인장 강도 측정을 위한 토크 센서와 센서 값을 디지털화 하는 회로를 포함하고, 옷감의 인장 부분을 상기 토크 센서와 연결하는 인장 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옷감 신축성 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 본체는 옷감 상면 촬영을 위한 디지털 카메라와 상기 디지털 카메라를 지지하기 위해 본체에 연결되어 수직 기둥을 형성하는 카메라 지지대를 포함하는 촬영부를 더 포함하고, 상기 제어부는 디지털 영상을 처리하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옷감 신축성 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 컴퓨터와 통신을 위한 네트워크 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 옷감 신축성 측정 장치.
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