WO2022164251A1 - 비접촉식 끼임 방지 장치 - Google Patents

비접촉식 끼임 방지 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2022164251A1
WO2022164251A1 PCT/KR2022/001561 KR2022001561W WO2022164251A1 WO 2022164251 A1 WO2022164251 A1 WO 2022164251A1 KR 2022001561 W KR2022001561 W KR 2022001561W WO 2022164251 A1 WO2022164251 A1 WO 2022164251A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
strip
strip electrode
sensor
capacitance
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/001561
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
송원철
윤영표
주영주
Original Assignee
주식회사 비토넷에이피
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020210012525A external-priority patent/KR102622875B1/ko
Priority claimed from KR1020210108172A external-priority patent/KR20230026136A/ko
Application filed by 주식회사 비토넷에이피 filed Critical 주식회사 비토넷에이피
Priority to JP2023526070A priority Critical patent/JP2023551100A/ja
Priority to CN202280007024.2A priority patent/CN116368283A/zh
Priority to US18/249,990 priority patent/US20230392427A1/en
Priority to EP22746277.7A priority patent/EP4286637A1/en
Publication of WO2022164251A1 publication Critical patent/WO2022164251A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/40—Safety devices, e.g. detection of obstructions or end positions
    • E05F15/42—Detection using safety edges
    • E05F15/46—Detection using safety edges responsive to changes in electrical capacitance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E05F15/73—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to movement or presence of persons or objects
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/51—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles for railway cars or mass transit vehicles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/531—Doors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/50—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for vehicles
    • E05Y2900/53—Type of wing
    • E05Y2900/55—Windows

Definitions

  • the present invention suppresses distortion of a received signal due to noise around an anti-pinch strip, excludes electromagnetic wave effects generated by the sensor itself, and relates to a pinch prevention device using capacitance change.
  • a pinch accident caused by an industrial machine To prevent a jamming accident by a door, it relates to a jamming prevention device capable of preventing a human jamming accident by detecting whether or not jamming occurs in a non-contact state of the human body.
  • a technique for detecting a jammed state of an object by receiving a laser light irradiated from a laser light emitting unit by a laser light receiving unit is disclosed.
  • the economic burden of the user increases as the laser light emitting unit and the laser light receiving unit, which are expensive equipment, are used.
  • the laser light receiving unit malfunctions or the sensing sensitivity is lowered by foreign substances such as dust.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent No. 10-1198628, registered on Nov. 1, 2012
  • an anti-pinch strip is mounted on the side of the power sliding door adjacent to the entrance of the vehicle, and the sensor of the anti-pinch strip is an obstacle to the door.
  • a non-conductive rubber is formed on the outside of the sensor part, and a front energized rubber with a wire embedded inside the non-energized rubber and a rear energized rubber with other wires are arranged inside the non-energized rubber, and the front energized rubber and the rear energized rubber
  • a structure in which a hollow portion is formed between rubbers is disclosed.
  • Patent Document 2 Republic of Korea Patent No. 10-1974193, registered on April 24, 2019
  • the sensor provided inside the elastic body when the sensor provided inside the elastic body is in contact due to the pinching of fingers or foreign substances when the sliding door is opened, it detects it and immediately It is a device for preventing fingers from being caught in a sliding door that drives the sliding door in the reverse direction. A technique capable of doing so is disclosed.
  • Patent Document 3 Public of Korea Patent No. 10-2245816, registered on April 22, 2021
  • the elevator door is opened and parts of the body such as fingers are not sucked in along the elevator door.
  • a sensing device comprising: a light emitting unit positioned above a space of a first body unit; When the light emitted from the unit does not reach the light receiving unit, the configuration of the control unit that detects this and stops the operation of the elevator door is disclosed.
  • the device for preventing finger jamming of a sliding door disclosed in Patent Document 2 is limited to a sliding door method in which an elastic body can be deformed due to the pinching of fingers or foreign substances in the installation place, Since it is a method of detecting jamming when it occurs, there is a problem in that it cannot block the impact applied to the human body.
  • the elevator gap detection device of Patent Document 3 has a problem in that the detection device does not operate when the light emitting unit or the light receiving unit is contaminated by foreign substances such as dust. There was a problem that a malfunction occurred.
  • An object of the present invention is to solve the problems described above, and by suppressing signal distortion due to noise, it is possible to increase the reliability of a sensing operation for recognizing a human jamming state, and to effectively prevent electromagnetic interference generated by the sensor itself. It is to provide a non-contact pinch prevention device capable of coping.
  • Another object of the present invention is to provide a non-contact pinching prevention device that can be easily installed anywhere regardless of an installation location or installation method.
  • Another object of the present invention is to provide a non-contact anti-pinching device capable of preventing human injury and impact on the human body by detecting the occurrence of jamming in a non-contact approaching state of the human body before a human jamming accident occurs.
  • Another object of the present invention is to provide a non-contact type preventing device capable of preventing a jamming accident by detecting the occurrence of jamming even when a non-conductive object is inserted into the detection sensor or the surface of the detection sensor is contaminated by foreign substances.
  • the non-contact pinching prevention device includes first and second conductors buried apart from each other in a strip body, and a sensing signal radiated through the second conductor is received from the first conductor.
  • the anti-pinch strip that outputs the signal is connected to the first and second conductors of the anti-pinch strip, generates a detection signal through the second conductor, and determines whether a human body is detected according to the signal received through the first conductor.
  • a control unit configured to perform a control operation corresponding to a human body jamming situation according to the determination signal of the sensor board.
  • the non-contact pinching prevention device includes a sensor body provided on a frame and a plurality of forming at least one capacitance provided in the sensor body so as to detect a change in capacitance or a change in an electric field according to a human approach or contact state.
  • a detection signal is emitted from one conductor embedded in the strip body, and a signal received from the signal radiated from the other conductor is processed to detect the human body. Also, it is possible to suppress electromagnetic interference caused by noise by applying a frequency hopping method in which the frequency of the detection signal generated by the signal generator is changed.
  • the reliability of the sensing operation is improved by filtering the signal received through the conducting wire buried in the strip body using the band filter unit, thereby suppressing the distortion of the received signal due to the noise around the anti-pinch strip. can be raised
  • a reversed-phase signal having the opposite phase to the sensing signal is emitted through the conducting wire buried in the strip body to offset it in a distant remote area, thereby affecting nearby electrical appliances or electronic devices. It is possible to increase the reliability of the sensing operation by minimizing it.
  • a non-contact method and a contact method are mixed and applied, and when an external force due to human contact is applied to the strip body, the capacitance formed between the two conductors arranged oppositely based on the hollow part or It is possible to detect the state of being caught in the human body according to the change in resistance, so it is possible to secure operation stability in various usage environments.
  • the anti-pinch strip is manufactured in the form of a thin strip and bent to correspond to the shape of the object, so that the installation operation can be easily and conveniently performed, and the sliding door of the car, the trunk door, and the elevator It can be applied to various fields such as the entrance door of
  • the non-contact jamming prevention device According to the non-contact jamming prevention device according to the present invention, there is an effect that can be easily installed anywhere regardless of the installation place or installation method.
  • the non-contact jamming prevention device According to the non-contact jamming prevention device according to the present invention, there is an effect that can prevent injury to the human body and shock applied to the human body by detecting the occurrence of jamming in a non-contact approaching state of the human body before the occurrence of a human jamming accident.
  • the non-contact type jam prevention device According to the non-contact type jam prevention device according to the present invention, even when a non-conductive object is inserted into the detection sensor or the surface of the detection sensor is contaminated by foreign substances, it is possible to prevent a jamming accident by detecting the occurrence of jamming. .
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the main part shown in Figure 1,
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the anti-pinch strip shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the main part shown in FIG. 4;
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of the anti-pinch strip shown in Fig. 4;
  • FIG. 7 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a detailed configuration diagram of the main part shown in FIG. 7;
  • Fig. 9 is a cross-sectional view of the anti-pinch strip shown in Fig. 7;
  • FIG. 10 is a view for explaining an electric field change according to the approach of the human body applied to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a jamming prevention device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an example of the sensor strip shown in FIG. 11;
  • FIG. 13 is a block diagram for explaining the configuration of the signal processing unit shown in FIG. 11;
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of another example of the sensor strip shown in FIG. 11;
  • 15 is a view for explaining the output of the jamming occurrence signal according to the state of approach of the human body in the jamming prevention device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 16 is a photograph of a sensor strip manufactured according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the term "pinch accident” applied to the present invention is a stenosis in which a body or a part of the body is caught, bitten, or rolled between moving parts of an industrial machine (press, etc.) or between a moving part and a fixed part. It means an accident that occurs at a point, a pinch point, a cut point, a bite point, a tangential bite point, or an accident caused by an elevator door, a subway door, an automatic door door, a power window of a vehicle, or a power sliding door.
  • the non-contact jamming prevention device automatically stops the sliding door using a sensor board or drives the sliding door in the opposite direction in order to prepare for the occurrence of jamming due to the user's carelessness when driving the sliding door of the vehicle. It is possible to secure the safety of the user by providing an anti-pinch function.
  • a jamming prevention device can be applied to various technical fields for driving a driven object using an electric motor. For example, when an automatic opening/closing system capable of automatically opening and closing a side door, a trunk door, a window, and a sunroof as an accessory mounted on a vehicle is adopted as one of user convenience functions, it may be added as a door safety device. As another example, when an automatic opening and closing method is adopted, such as an elevator door of a building or a subway door, it may be added as a door safety device.
  • the jamming prevention device is a device capable of preventing the jamming accident as described above, and a non-contact sensor system for vehicle door and window safety utilizing impedance (R, C) change detection of a sensor according to human approach.
  • impedance R, C
  • the impedance of the sensor mounted on the door is changed. , it can be applied to safety technology that does not cause any harm or impact to the human body by opening the door.
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a detailed configuration diagram of the main part shown in FIG. 1, and
  • the non-contact pinching prevention device detects a human body adjacent to the anti-pinch strip 100 mounted on the driven body in a non-contact manner using a human body sensor, and this
  • it may be configured to include an anti-pinch strip 100 , a sensor board 200 , a control unit 300 , a motor driving unit 400 , and an alarm sound generating unit 500 .
  • the anti-pinch strip 100 is formed in the form of a strip that is bent to correspond to the shape of the side of the driven body, for example, a door, and when a human body approaches, it can be sensed in a non-contact manner.
  • the sensor board 200 is electrically connected to the first and second conductors 110 and 120 embedded in the anti-pinch strip 100 , and generates a detection signal to the first conductor 110 and the second conductor 120 . ) to determine whether a human body is detected or not according to the signal received from the
  • the control unit 300 performs a control operation corresponding to the human body jamming situation according to the determination signal of the sensor board 200 .
  • the control unit 300 controls the motor driving unit 400 to stop the driving motor in order to move the driven object (door) or drive the motor in the opposite direction to prevent a safety accident caused by the human body being caught. can do.
  • the control unit 300 outputs a warning sound through the warning sound output unit 500 to check the occurrence of jamming to the external user.
  • the strip body 101 may be made of an insulating rubber material, for example, may be molded by supplying a thermoplastic elastomer (TPE) to an injection molding machine.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • the first conductive wire 110 and the second conductive wire 120 are embedded in the strip body 101 of the anti-pinch strip 100 at a predetermined distance apart.
  • the capacitance between the first conductive wire 110 and the second conductive wire 120 changes depending on the presence or absence of the human body H.
  • the received signal on the first conductive wire 110 is attenuated, and the jammed state of the human body can be recognized by using the change in the signal.
  • the first conductive wire 110 is connected to the band filter unit 201 of the sensor board 200
  • the second conductive wire 120 is connected to the signal generator 202 of the sensor board 200 . Connected.
  • the signal generator 202 generates the detection signal Tx1 and radiates it through the second conductive wire 120 .
  • the signal generator 202 generates a detection signal of a preset frequency band, the frequency of the detection signal does not need to be specified, for example, several Hz to several tens of KHz detection signal can be radiated through the second conductor 120 have.
  • a frequency hopping method in which the signal generator 200 changes the frequency of the detection signal according to a predetermined pattern may be applied, and in this case, electromagnetic interference caused by noise may be further suppressed.
  • the first conductor 110 receives a signal radiated through the second conductor 120 , and the received signal Rx is applied to the band filter unit 201 connected to the first conductor 110 .
  • the band filter unit 201 since the signal applied to the band filter unit 201 may include not only the radiation signal of the second conductor line 120 but also various noises generated in the surroundings, the band filter unit 201 receives the signal from the first conductor line 110 . Filters to selectively extract a signal of a preset frequency band corresponding to the signal Rx.
  • the signal filtered by the band filter unit 201 is amplified to a predetermined level by the signal amplifier 203 and then applied to the signal mixer 204 .
  • the signal mixer 204 receives the detection signal Tx1 of the signal generator 202 and the received signal amplified by the signal amplifier 203 .
  • the signal mixer 204 extracts a signal that matches the frequency of the detection signal Tx1 input from the signal generator 202 among the received signals input through the signal amplifier 203, and determines the extracted signal as the first received signal output to the unit 205 .
  • the first received signal determination unit 205 compares the extracted signal received from the signal mixer 204 with a preset reference value to determine whether a human body is detected.
  • the extracted signal provided to the first received signal determining unit 205 has the same frequency as the detection signal Tx radiated from the second conductive wire 120 , and a difference in signal magnitude with respect to the detection signal Tx there may be
  • the first received signal determining unit 205 compares the magnitude of the extracted signal with a reference value to determine whether a human body is detected, and applies the human body detection signal to the controller 300 . Accordingly, the control unit 300 may control the motor driving unit 400 and the warning sound output unit 500 according to the human body detection signal to prevent a safety accident caused by the human body being caught.
  • FIG. 4 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a detailed configuration diagram of the main part shown in FIG. 4, and
  • the output of the signal generator 202 when the output of the signal generator 202 is excessive while the sensing signal is radiated through the second conductive wire 120, it may adversely affect nearby electrical appliances and electronic devices. It is necessary to generate an antiphase signal having an opposite phase to the detection signal of 202 and remove it.
  • the anti-pinch strip 100A is a strip body in parallel with the technology for coping with a sensing error caused by noise by filtering a signal of a preset frequency band using the band filter unit 201 of the sensor board 200A.
  • the third conductive wire 130 embedded in 101 is provided, and the sensor board 200A includes a reversed-phase signal generator 206 for generating a reverse-phase signal to the third conductive wire 130 .
  • the antiphase signal generator 206 receives a sensing signal from the signal generator 202 , and radiates an antiphase signal of an opposite phase through the third conductive wire 130 .
  • the second conductive wire 120 and the third conductive wire 130 are buried at a predetermined distance apart from each other on one side of the first conductive wire 110 inside the strip body 101 , and the second conductive wire 120 ) and the first conductive wire 110 are formed to be narrower than the gap between the third conductive wire 130 and the first conductive wire 110 .
  • the sensing signal radiated from the second conductor 120 can be well received by the first conductor 110 .
  • the sensing signal radiated from the second conductor 120 in the area A2 relatively far from the second conductor 120 and the first conductor 110 is reversed by the inverse signal radiated from the third conductor 130 . can be offset.
  • the high-power detection signal by the signal generator 202 is radiated from the second conductor 120 and exists in the area A2 around the strip body 101, since it is canceled by the inverse signal of the third conductor 130, the adjacent area ( The first conductive wire 110 buried close to A1) can faithfully receive the detection signal of the second conductive wire 120 . Accordingly, the sensing signal radiated from the second conductor 120 is received at the first conductor 110 , and the received signal Rx is applied to the band filter unit 201 connected to the first conductor 110 .
  • the band filter unit 201 filters to extract a signal of a preset frequency band with respect to the reception signal Rx of the first conducting wire 110 , and the signal filtered by the band filter unit 201 is a signal amplifier It is applied to the signal mixer 204 after being amplified to a certain level at 203 .
  • the signal mixer 204 receives the detection signal Tx1 of the signal generator 202 and the reception signal of the signal amplifier 203 .
  • the signal mixer 204 extracts a signal that matches the frequency of the detection signal Tx1 input from the signal generator 202 among the received signals input through the signal amplifier 203, and determines the extracted signal as the first received signal output to the unit 205 .
  • the first received signal determining unit 205 compares the extracted signal received from the signal mixer 204 with a preset reference value to determine whether a human body is detected, and then applies the human body detection signal to the controller 300 . Accordingly, the control unit 300 may control the motor driving unit 400 and the warning sound output unit 500 according to the human body detection signal to prevent a safety accident caused by the human body being caught.
  • FIG. 7 is a block diagram of an apparatus for preventing jamming using a non-contact human body detection sensor according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a detailed configuration diagram of the main part shown in FIG. 7, and
  • the third embodiment is another modified example of the first embodiment, and a method in which a non-contact type and a contact type are mixed is applied.
  • a method in which a non-contact type and a contact type are mixed is applied.
  • the human body approaches the strip body 101 in a non-contact state, even if the sensing operation to determine whether a human body is detected based on the received signal of the first conductive wire 110 fails, it is applied to the strip body 101 It is configured to prevent human being caught in by sensing the state of the human body according to the external impact.
  • the anti-pinching device according to the third embodiment has only some components of the anti-pinch strip 100B and the sensor board 200B added as compared to the first embodiment, and has the same function. Elements performing the above will be described with the same reference numerals.
  • the anti-pinch strip 100B further includes a fourth conductive wire 140 and a fifth conductive wire 150 as well as the first conductive wire 110 and the second conductive wire 120 .
  • the sensor board 200B further includes a second reception signal determination unit 207 connected to the fourth conductive wire 140 and the fifth conductive wire 150 , respectively.
  • the anti-pinch strip 100B may include a conductive material covering body 101a integrally formed with a rubber material strip body 101 .
  • the covering body 101a may be formed by supplying a composite material of a thermoplastic elastomer (TPE) and carbon nanotubes (CNT) to an injection molding machine.
  • TPE thermoplastic elastomer
  • CNT carbon nanotubes
  • a plate-shaped fourth conductive wire 140 and a fifth conductive wire 150 are embedded in the pair of covering bodies 101a apart from each other by a predetermined distance (d).
  • the hollow portion 102 is formed between the fourth conductive wire 140 and the fifth conductive wire 150 .
  • the capacitance formed in the two conductors 140 and 150 as the gap d between the fourth conductor 140 and the fifth conductor 150 becomes narrower. This will change Moreover, when the strip body 101 is strongly pressed by the human body, the pair of covering bodies 101a come into contact with each other and a short circuit may occur, and the resistance becomes very small by this short circuit phenomenon.
  • the second reception signal determining unit 207 recognizes the human body detection state based on the change in the capacitance or the resistance change between the fourth conductive wire 140 and the fifth conductive wire 150 to detect the human body. may be applied to the control unit 300 .
  • control unit 300 When any one of the human body detection signal from the first received signal determination unit 205 by the non-contact method and the human body detection signal from the second received signal determination unit 207 by the contact method is applied, the control unit 300 is pinched The state is recognized and a corresponding control operation is performed.
  • FIG. 10 is a view for explaining an electric field change according to human approach applied to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 (a) is a view showing an electric field formed by a capacitor provided between two electrodes
  • FIG. 10 (b) is a diagram showing the change of the electric field when a human body approaches between the two electrodes.
  • a capacitor is formed by the electrode-1 and the electrode-2, and thus an electric field is formed.
  • a stable annular (or elliptical) electric field is formed from electric charge to negative charge.
  • the electrode-1 and the electrode-2 may be formed of, for example, a conductor of a metal or a conductive resin.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a pinching prevention device according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an example of the sensor strip shown in FIG. 11,
  • FIG. 13 is the configuration of the signal processing unit shown in FIG. It is a block diagram for explanation.
  • the non-contact pinch prevention device can prevent a malfunction of the sensing device by detecting the occurrence of pinch in a differentiated manner according to a non-contact approach state or a contact state of a human body.
  • the jamming prevention device detects a change in the electric field due to jamming in a non-contact state of the human body, and controls the electric motor 2 to control an industrial machine or a driven object such as a door. It is possible to prevent the human body from being caught by stopping the operation of the device or driving it in the opposite direction.
  • the apparatus for preventing pinching according to the fourth embodiment of the present invention may control the operation of the motor 2 for moving the driven object by detecting the occurrence of jamming due to the contact pressure of the human body.
  • the jamming prevention device according to the fourth embodiment of the present invention can be applied to various technical fields for moving a driven body through the electric motor 2 .
  • the jamming prevention device of the present invention may be applied to an electric automatic opening and closing system capable of automatically opening and closing a side door, a trunk door, a window, and a sunroof of a vehicle as an electric window of a vehicle using a PTG (Power Tailgate). .
  • PTG Power Tailgate
  • the jamming prevention device can be applied to the doors of trains and trains using the sliding door method, the doors of the building, the elevator door, the elevator door, the revolving door, and the like.
  • the pinch prevention device includes a sensor strip 10 including a plurality of strip electrodes, a signal processing unit 20 and a controller 300 of the motor. do.
  • the sensor strip 10 may be provided on a frame 30 constituting an industrial machine, an elevator door, a subway door, an automatic door door, a power window or a power sliding door of a vehicle, and the like. That is, the sensor strip 10 is a constriction point, a pinch point, a cut point where a body or a part of the body is caught, bitten, or curled between moving parts of an industrial machine (press, etc.) or between a moving part and a fixed part. , it may be provided on the frame 30 occurring at the junction point, the tangential junction point, or the frame 30 of an elevator door, a subway door, an automatic door door, a power window of a vehicle, or a power sliding door.
  • the present invention is not limited thereto, and may be provided in any one part of a component that is damaged by being caught in a part of the human body by mechanical operation.
  • the sensor strip 10 is a material capable of flexibly responding to a mounting position or condition, and is preferably made of, for example, a dielectric elastomer having flexibility such as rubber, silicone, polyurethane, or the like.
  • the sensor strip 10 has flexibility and is configured as thin as possible so that the thickness of the sensor is thin, so that it can be easily attached to a curved frame or the like.
  • the sensor strip 10 has a sensor body 11 provided in a frame 30 and filled with a dielectric material, and has a strip shape within the sensor body 11 , and changes in the electric field including a first strip electrode 12 and a second strip electrode 13 that form a first capacitance C1 and 14 for inducing Changes or changes in the electric field can be detected.
  • the sensor body 11 is provided to embed the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13, and provides flexibility of rubber, silicone, polyurethane, etc. It may be composed of a dielectric elastomer having
  • the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 are provided as conductors through which electricity flows, and the first strip electrode 12 may function as a receiver for receiving a signal, and the second strip The electrode 13 is provided to function as a transmitter for emitting a specific signal.
  • the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 are spaced apart by an appropriate distance d1 to face each other and are provided in parallel to charge the electric charge C1 between the electrodes, and have a thin strip shape. is composed That is, in the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13, the ratio at which an additional capacitance C value is generated varies according to the length of the distance d1. If the distance d1 is long, a small C is generated, and the distance If d1 is short, a large C is generated.
  • the sensor strip 10 according to the fourth embodiment of the present invention is easy and convenient to install, and can be easily mounted anywhere regardless of an installation location or installation method.
  • the sensor strip 10 of the present invention can be flexibly bent to correspond to the shape of the frame 30, it can be easily attached to a curved installation place.
  • the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 prevent the electrode from being contaminated by foreign substances such as moisture or dust.
  • it may be configured to be sealed by a dielectric within the sensor body 11 .
  • the first strip electrode 12 is provided inside the second strip electrode 13, and the second strip electrode ( 13) is spaced apart from the first strip electrode 12 and is configured to cover the lower end and both sides of the first strip electrode 12, thereby reducing external noise to the sensor strip 10 and realizing the maximum sensitivity characteristic can That is, the second strip electrode 13 surrounding the first strip electrode 12 includes an extension 131 formed on the same plane as the first strip electrode 12 in order to increase the detection effect of the human body or the conductor. may include more.
  • the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 may be made of a conductor such as a metal or a conductive resin, and there is a difference between the first and second strip electrodes 12 and 13 facing each other.
  • a first capacitance 14 is formed between the first and second strip electrodes 12 and 13 by being charged with a polarity charge. That is, the dielectric constituting the sensor body 11 is filled between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 embedded in the sensor body 11 to be spaced apart from each other so that the first strip electrode 12 and A first capacitance 14 is formed between the second strip electrodes 13 .
  • This first capacitance 14 is based on a preset cross-sectional area size of the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13, and a distance d1 between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13. Accordingly, the capacitance value may be determined.
  • second capacitances C11 and 160 or third capacitances C12 and 170 may be generated between the first strip electrode 12 or the second strip electrode 13 and the human body.
  • the second capacitance 160 and the third capacitance 170 may be changed according to the approach distance between the sensor body 11 and the human body, that is, the first and second strip electrodes 12 and 13 and the human body's approach distance. have.
  • the second capacitance 160 and the third capacitance 170 are formed by the first and second strip electrodes 12 and 13. It is generated due to the potential difference between the conductor and the conductor, and the second capacitance 160 and the third capacitance 170 increase as the distance between the human body and the first and second strip electrodes 12 and 13 is shorter.
  • an electric field is formed between the first strip electrode 12 or the second strip electrode 13 and the human body due to the additional generation of the second capacitance 160 and the third capacitance 170 .
  • the electric field between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 decreases according to the approach of the human body, and due to the decrease of the electric field, the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 The value of the first capacitance 14 between them decreases.
  • the structure in which the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 are parallelly formed on the frame 30 is not limited thereto, and the first strip electrode 12 and the first strip electrode 12 and The second strip electrode 13 varies the sensitivity of the first capacitance C1 according to the interval so as to be efficiently sensed, for example, by adjusting the distance so that the sensitivity of the side closer to and the far side of the vehicle body, which is the frame 30, is different. may be provided. That is, the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 may be provided so that the sensitivity of the first capacitance C1 is differently sensed according to an interval.
  • the signal processing unit 20 may include a sensing module 210 and a determination module 220 as shown in FIGS. 11 and 13 .
  • the sensing module 210 may measure the amount of change in capacitance or the amount of change in the electric field sensed through the sensor strip 10 .
  • the sensing module 210 includes a capacitance measuring device 211 provided to measure the amount of change in capacitance C1 between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13, the first strip electrode 12 and An electric field measuring device 212 provided to measure the amount of change in the electric field between the second strip electrodes 13 may be included.
  • the determination module 220 compares the measured value measured by the sensing module 210 with a preset reference value, and determines the amount of change in the first capacitance 14 or the amount of change in the electric field based on the comparison result. If it is more than the reference value, the jamming occurrence signal is output.
  • the determination module 220 may include a first comparator 221 and a second comparator 222 .
  • the first comparator 221 compares the change amount of the first capacitance 14 with a preset first reference value, and outputs a pinching occurrence signal when the change amount of the first capacitance 14 is greater than the first reference value.
  • the second comparator 222 compares the change amount of the electric field between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 with a preset second reference value, and the change amount of the electric field between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 is a second reference value. If it is greater than, a jamming occurrence signal is output.
  • the first reference value is the first capacitance 14 formed between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 before the human body approaches, for example, as shown in FIG. ) can be a value.
  • the second reference value may be the magnitude of the electric field formed between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13 before the human body approaches.
  • the signal processing unit 20 may detect the amount of change in the first capacitance 14 or the amount of change in the electric field due to the non-contact approach of the human body to determine the state of approach of the human body to the sensor strip 10 .
  • the control signal of the electric motor 2 may be output from the control unit 300 of the motor according to the determination result of the signal processing unit 20 as described above. That is, as a result of the determination by the signal processing unit 20, if it is determined that a human body is caught in an industrial machine or a door, the control unit 30 stops the operation of the electric motor 2 or drives the electric motor 2 in the opposite direction to cause a human being caught accident can prevent
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of another example of the sensor strip shown in FIG. 11 .
  • a sensor strip includes a sensor body 11 , a first strip electrode 12 , a second strip electrode 13 , and a third strip electrode 18 .
  • the third strip electrode 18 may function as a second receiver for receiving a signal emitted from the transmitter, which is the second strip electrode 13 , like the first strip electrode 12 , which functions as a receiver.
  • the sensor strip of FIG. 14 has a third strip electrode 18 and a hollow part 190 for maintaining the gap distance d2 under the second strip electrode 13 . ) is different in that it is further provided. Also, in FIG. 14 , fourth capacitances C2 and 150 are formed between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 18 .
  • the sensor strip of FIG. 5 differs only for components in which the third strip electrode 180 , the fourth capacitance 150 and the hollow part 190 are further provided. Therefore, hereinafter, detailed description of other components overlapping with the embodiment shown in FIG. 12 will be omitted.
  • the sensor strip according to another embodiment of the present invention has a strip shape in the sensor body 11 and the sensor body 11 provided in the frame 30 and filled with a dielectric , a first strip electrode 12 , a second strip electrode 13 , and a third strip electrode 18 provided to be spaced apart to be charged with different charges between the opposite electrodes.
  • the first capacitance 14 is formed between the first strip electrode 12 and the second strip electrode 13
  • the third strip electrode 18 is opposite to the second strip electrode 13
  • a fourth capacitance 150 may be formed between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 180 by being charged with a polarity charge.
  • a hollow portion 190 configured to be deformable by an external contact pressure applied to the sensor body 11 is provided between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 18 .
  • the fourth capacitance 150 increases according to the distance d2 between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 18, which is reduced in proportion to the external contact pressure.
  • the signal processing unit 20 has the second strip electrode 13 and the third strip electrode
  • the determination module Reference numeral 220 may further include a third comparator 223 for comparing the change amount of the fourth capacitance 150 with a preset third reference value.
  • the signal processing unit 20 performs the second strip electrode 13 ) and the amount of change in the fourth capacitance 150 generated due to a decrease in the distance d2 between the third strip electrode 18 is measured.
  • the third comparator 223 outputs a pinching occurrence signal when the amount of change of the fourth capacitance 150 is greater than a third reference value.
  • the third reference value may be a value of the fourth capacitance 150 formed between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 18 before an external contact pressure is applied to the sensor strip.
  • a pinching accident is prevented by outputting a pinching occurrence signal according to the contact state of the sensor strip and the human body, and controlling the electric motor 2 in the control unit 300 . can do.
  • FIG. 15 is a view for explaining the output of the jamming occurrence signal according to the approach state of the human body in the jamming prevention device according to the fourth embodiment of the present invention. That is, FIG. 15 shows a process of outputting the amount of change in capacitance with respect to the approaching distance of the human body and the jamming occurrence signal in the non-contact approaching state of the human body.
  • the x-axis represents the approach distance between the sensor strip 10 and the human body
  • the y-axis represents the amount of change in capacitance measured by the signal processing unit 20 .
  • the signal processing unit 20 is pinched ( pinch) and outputs a pinched signal.
  • the pinching prevention device can detect pinching through external contact pressure even when a non-conductive object is inserted into the sensor strip or the surface of the sensor strip 10 is contaminated by foreign substances.
  • the fourth capacitance ( 150) can be detected by measuring the amount of change.
  • the sensor strip 10 has the elasticity of the sensor body 11 made of a dielectric elastomer, and between the second strip electrode 13 and the third strip electrode 180 .
  • the elasticity of the hollow portion 190 provided in the body it is also possible to prevent injury to the human body by alleviating the shock generated when the human body touches the sensor strip.
  • 16 is a photograph of a sensor strip manufactured according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the sensor strip according to the present invention can be attached, for example, in the vicinity of a mounting location of a PTG lid or curtain airbag in a vehicle, and is made of a flexible dielectric elastomer with a length of up to 1.5 m, as shown in FIG. 16 . can be

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

안티핀치 스트립 주변의 잡음으로 인한 수신 신호의 왜곡을 억제함으로써 인체감지를 위한 센싱 동작의 신뢰도를 높일 수 있는 비접촉식 끼임 방지 장치로서, 스트립 몸체에 서로 떨어져 매설된 제1 및 제2 도선을 포함하고 제2 도선을 통해 방사되는 감지신호를 제1 도선에서 수신하여 출력하는 안티핀치 스트립, 안티핀치 스트립의 제1 및 제2 도선에 연결되고 제2 도선으로 감지신호를 발생시키고 제1 도선에 수신된 신호에 따라 인체감지 여부를 판단하는 센서 보드 및 센서 보드의 판단 신호에 따라 인체 끼임 상황에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함한다.

Description

비접촉식 끼임 방지 장치
본 발명은 안티핀치 스트립 주변의 잡음으로 인한 수신 신호의 왜곡을 억제하고, 센서 자체에서 발생하는 전자파 영향을 배제시키며 커패시턴스 변화를 이용한 끼임 방지 장치에 관한 것으로서, 산업 기계에 의한 끼임(pinch) 사고, 도어에 의한 끼임 사고 등을 방지하기 위해 인체의 비접촉 접근 상태로 끼임 발생 여부를 검출함으로써 인체의 끼임 사고를 방지할 수 있는 끼임 방지 장치에 관한 것이다.
최근 많은 산업 분야에서 도어(Door) 개폐의 자동화가 이루어지면서 이에 따른 인체 끼임(Pinch) 사고가 종종 일어나고 있다. 이러한 도어 개폐의 자동화는 PTG(파워 테일게이트)를 이용하는 차량의 전동 차창과 슬라이딩 도어 방식을 이용하는 전철 및 열차 등의 출입문, 빌딩의 출입문, 엘리베이터 도어, 스크린 도어, 회전문 등에서 광범위하게 적용되고 있는데, 이에 따라 인체의 끼임 사고 방지를 위한 각종 끼임 방지 장치가 제시되고 있다.
이러한 끼임 방지 장치로서 레이저 발광부로부터 조사된 레이저 광을 레이저 수광부가 수광하여 물체의 끼임 상태를 감지하는 기술이 개시되어 있다. 상술한 레이저 광을 이용하는 경우 고가의 장비인 레이저 발광부와 레이저 수광부가 사용됨에 따라 사용자의 경제적 부담이 증대되고, 비포장 도로와 같이 악조건하에서 차량이 운행되면 차량 운행 중 발생되는 진동에 의해 레이저 발생부 및 레이저 수광부가 오작동하거나 먼지 등 이물질에 의해 센싱 감도가 저하되는 문제가 있다.
또한, 도어를 여닫는 모터의 회전을 모니터링하여 물체의 끼임을 감지하는 기술에서는 인체가 도어에 끼는 끼임 사고 발생시 기계식 압력을 측정하여 압력이 10kgf를 상회하는 경우, 모터가 정지함으로써 끼임 사고를 방지하는 기술이다. 그러나 이 방식에서는 동일한 압력이 가해지더라도 일반 성인에 비해 상대적으로 약한 어린이나 노약자의 경우에 인체에 가해지는 충격이 커서 상해를 입을 수 있는 문제점이 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 등에 개시되어 있다.
즉, 특허문헌 1(대한민국 등록특허 제10-1198628호, 2012.11.01. 등록)에는 차량의 출입구와 인접하는 파워슬라이딩 도어의 측면부쪽에 안티핀치 스트립이 장착되고, 안티핀치 스트립의 센서가 도어에 장애물의 끼임을 감지하는 방식으로서, 센서부의 외측에 비통전고무가 형성되고 그 비통전고무 내부에 와이어가 내장된 앞쪽 통전고무와 다른 와이어가 내장된 뒤쪽 통전고무가 배열되며, 앞쪽 통전고무와 뒤쪽 통전고무 사이에 중공부가 형성된 구조에 대해 개시되어 있다.
또, 특허문헌 2(대한민국 등록특허 제10-1974193호, 2019년 04월 24일 등록)에는 슬라이딩 도어의 열림시 손가락 또는 이물질의 끼임으로 인해 탄성체 내부에 구비된 센서가 접촉되면, 이를 감지하여 즉시 슬라이딩 도어를 역방향으로 구동시키는 슬라이딩도어의 손가락 끼임 방지장치로서, 손가락 또는 이물질의 끼임 사고 발생시 손가락 또는 이물질이 슬라이딩 도어를 따라 반대방향으로 밀려나와 손가락 또는 이물질을 보호할 뿐만 아니라 슬라이딩 도어의 오동작을 방지할 수 있는 기술에 대해 개시되어 있다.
한편, 특허문헌 3(대한민국 등록특허 제10-2245816호, 2021년 04월 22일 등록)에는 승강기 문이 열리면서 승강기 문을 따라 손가락 등의 신체 일부가 빨려들어가지 않도록 끼임 사고를 방지하는 승강기 틈새 끼임 감지 장치로서, 제1 본체부의 공간 상부에 위치하는 발광부와 상기 제1 본체부를 사이에 두고 서로 마주보게 설치되도록 제1 본체부의 하부에 형성되는 수광부를 포함하는 감지센서부, 상기 감지센서부의 발광부에서 방출된 광이 수광부에 도달하지 못하면 이를 감지하여 승강기 도어의 구동을 멈추게 하는 제어부의 구성에 대해 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 비통전 고무가 노출되어 있어 장애물 감지 충격이 직접 전달되어 감응도가 다소 향상되는 이점이 있으나, 굴곡된 장착 부위에서는 센싱 동작이 불안하여 센싱 오류를 발생되고, 각종 잡음 등 전자파 간섭에 취약하다는 문제가 있었다.
또, 상기 특허문헌 2에 개시된 슬라이딩 도어의 손가락 끼임 방지장치는 설치 장소가 손가락 또는 이물질의 끼임으로 인해 탄성체가 변형될 수 있는 슬라이딩 도어 방식에 한정되며, 도어와 벽체 사이의 틈새로 손가락 또는 이물질의 끼임 발생이 발생할 때 이를 감지하는 방식이기 때문에 인체에 가해지는 충격을 차단할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 상기 특허문헌 3의 승강기 틈새 끼임 감지 장치는 발광부 또는 수광부가 먼지 등의 이물질로 인해 오염되는 경우에는 감지 장치가 동작하지 않게 되는 문제가 있으며, 수광부에 오염광이 입력되는 경우에는 감지 장치에 오동작이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 잡음으로 인한 신호 왜곡을 억제함으로써 인체 끼임 상태를 인식하기 위한 센싱 동작의 신뢰도를 높일 수 있고, 센서 자체에서 발생되는 전자파 간섭에 효과적으로 대처할 수 있는 비접촉식 끼임 방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 설치 장소 또는 설치 방식에 구애받지 않고 어디에나 용이하게 설치할 수 있는 비접촉식 끼임 방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인체의 끼임 사고가 발생하기 전에 인체의 비접촉 접근 상태에서 끼임 발생을 감지함으로써 인체의 상해 및 인체에 가해지는 충격을 방지할 수 있는 비접촉식 끼임 방지 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 감지 센서에 비도전성 물체가 삽입되거나, 감지 센서의 표면이 이물질에 의해 오염되는 경우에도 끼임 발생을 감지하여 끼임 사고를 방지할 수 있는 비접촉식 끼임 방지 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치는 스트립 몸체에 서로 떨어져 매설된 제1 및 제2 도선을 포함하고, 상기 제2 도선을 통해 방사되는 감지신호를 상기 제1 도선에서 수신하여 출력하는 안티핀치 스트립, 상기 안티핀치 스트립의 제1 및 제2 도선에 연결되고, 상기 제2 도선으로 감지신호를 발생시키고 상기 제1 도선에 수신된 신호에 따라 인체감지 여부를 판단하는 센서 보드 및 상기 센서 보드의 판단 신호에 따라 인체 끼임 상황에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치는 인체의 접근 또는 접촉 상태에 따라 커패시턴스의 변화 또는 전기장의 변화를 감지하도록, 프레임 상에 마련된 센서 본체 및 상기 센서 본체 내에 마련되어 적어도 하나의 커패시턴스를 형성하는 복수의 스트립 전극을 포함하는 센서 스트립, 상기 센서 스트립을 통해 감지된 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량을 측정하여 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 상기 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량이 상기 기준 값 이상인 경우 끼임 발생 신호를 출력하는 신호처리부 및 상기 신호처리부로부터 출력된 끼임 발생 신호에 따라 상기 프레임을 이동시키기 위한 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 스트립 몸체에 매설된 하나의 도선에서 감지신호를 방사하고 다른 하나의 도선에서 방사된 신호를 수신한 신호를 처리하여 인체를 감지할 수 있고, 신호 발생기가 발생하는 감지 신호의 주파수를 변경하는 주파수 호핑 방식을 적용하여 잡음에 의한 전자파 간섭을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 스트립 몸체에 매설된 도선을 통해 수신한 신호를 대역필터부를 이용하여 필터링함으로써 안티핀치 스트립 주변의 잡음으로 인한 수신 신호의 왜곡을 억제함으로써 센싱 동작의 신뢰도를 높일 수 있다.
또, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 스트립 몸체에 매설된 도선을 통해 감지신호와 반대의 위상을 갖는 역상신호를 방사하여 멀리 떨어진 원거리 영역에서 상쇄시킴으로써 주변 전기 제품 또는 전자 장치에 영향을 최소화하여 센싱 동작의 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 비접촉 방식과 접촉 방식이 혼합 적용되며, 인체 접촉에 의한 외력이 스트립 몸체에 가해지면 중공부를 기준으로 대향 배치된 두 개의 도선 사이에 형성된 정전용량이나 저항의 변화에 따라 인체 끼임 상태를 감지할 수 있어 다양한 사용 환경에서 동작 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 안티핀치 스트립이 가느다란 스트립 형태로 제작하여 대상물의 형상에 대응하여 구부러지므로 설치 작업이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있으며, 자동차의 슬라이딩 도어, 트렁크 도어, 승강기의 출입문, 지하철 출입문 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 설치 장소 또는 설치 방식에 구애받지 않고 어디에나 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 인체의 끼임 사고가 발생하기 전에 인체의 비접촉 접근 상태에서 끼임 발생을 감지함으로써 인체의 상해 및 인체에 가해지는 충격을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치에 의하면, 감지 센서에 비도전성 물체가 삽입되거나, 감지 센서의 표면이 이물질에 의해 오염되는 경우에도 끼임 발생을 감지하여 끼임 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 주요부의 상세 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도,
도 5는 도 4에 도시된 주요부의 상세 구성도,
도 6은 도 4에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도,
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도,
도 8은 도 7에 도시된 주요부의 상세 구성도,
도 9는 도 7에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도,
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 적용되는 인체 접근에 따른 전기장 변화를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치를 나타내는 구성도,
도 12는 도 11에 도시된 센서 스트립의 일 예의 단면도,
도 13은 도 11에 도시된 신호 처리부의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 14는 도 11에 도시된 센서 스트립의 다른 예의 단면도,
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치에서 인체의 접근 상태에 따른 끼임 발생 신호의 출력을 설명하기 위한 도면,
도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따라 제조된 센서 스트립의 사진.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에 적용되는 용어 "끼임(pinch) 사고"는 산업기계(프레스 등)의 움직이는 부분들 사이 또는 움직이는 부분과 고정 부분 사이에 신체 또는 신체의 일부분이 끼이거나, 물리거나, 말려 들어가는 협착점, 끼임점, 절단점, 물림점, 접선 물림점에서 발생하는 사고 또는 엘리베이터 도어, 지하철 도어, 자동문 도어, 차량의 파워 윈도우 또는 파워 슬라이딩 도어에 의한 끼임 사고 등을 의미한다.
또, 본 발명의 실시 예에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치는 자동차의 슬라이딩 도어를 구동시킬 때 사용자 부주의로 인한 끼임 발생에 대비하기 위하여, 센서 보드를 이용하여 슬라이딩 도어를 자동으로 멈추게 하거나 반대 방향으로 구동시키는 끼임 방지(anti-pinch) 기능을 구비하여 사용자의 안전을 확보할 수 있다. 이러한 끼임 방지 장치는 전동 모터를 이용하여 피동체를 구동시키는 다양한 기술 분야에 적용할 수 있다. 예를 들어 자동차에 장착된 부속물로서 측면 도어, 트렁크 도어, 창문, 썬루프를 자동 개폐할 수 있는 자동 개폐 시스템이 유저 편의 기능의 하나로서 채택된 경우 도어 안전장치로서 부가될 수 있다. 다른 예로서 빌딩의 승강기 출입문이나 지하철 출입문과 같이 자동 개폐 방식을 채택하고 있는 경우 도어 안전 장치로서 부가될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 끼임 방지 장치는 상술한 바와 같은 끼임 사고를 방지할 수 있는 장치로서, 인체 접근에 따라 센서의 임피던스(R, C) 변화 감지를 활용한 차량 도어 및 윈도우 안전용 비접촉센서 시스템 관련 기술로서, 예를 들어 도어가 닫히는 상태에서 인체 일부가 도어에 끼이는 경우, 도어에 장착된 센서의 임피던스가 변화하는 것을 이용하여 센서출력이 정한 값 이상일 경우 이를 감지하고, 개방 신호를 발생하여, 도어를 개방시켜 인체에 충격을 주지 않고 해를 입히지 않는 안전 기술에 적용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 도면에 따라서 설명한다.
[ 제1 실시 예 ]
제1 실시 예에 대해서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 주요부의 상세 구성도이며, 도 3은 도 1에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 인체감지 센서를 이용하고, 피동체에 장착된 안티핀치 스트립(100)에 인접한 인체를 비접촉식으로 감지하며, 이를 위해 안티핀치(anti-pinch) 스트립(100), 센서 보드(200), 제어부(300), 모터 구동부(400) 및 경고음 발생부(500)를 포함하여 구성할 수 있다.
안티핀치 스트립(100)은 피동체 예를 들어, 도어의 측부 형상에 대응하여 구부러지는 스트립 형태로 형성하고, 인체가 접근 시 비접촉으로 감지할 수 있다.
센서 보드(200)는 안티핀치 스트립(100)에 매설된 제1 및 제2 도선(110)(120)에 전기적으로 연결되고, 제1 도선(110)에 감지신호를 발생시키고 제2 도선(120)으로부터 수신한 신호에 따라 인체감지 여부를 판단한다.
제어부(300)는 센서 보드(200)의 판단 신호에 따라 인체 끼임 상황에 대응하는 제어 동작을 수행한다. 인체 끼임 상태가 센싱되면 제어부(300)는 모터 구동부(400)를 제어하여 피동체(도어)를 이동시키기 위해 구동중인 모터를 정지하거나 반대 방향으로 모터를 구동하여 인체의 끼임에 의한 안전사고를 방지할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 경고음 출력부(500)를 통해 경고음을 출력하여 외부 사용자에 대한 끼임 발생을 확인할 수 있도록 한다.
도 2 및 도 3을 참고하여, 스트립 몸체(101)는 절연성 고무 재질로 구현할 수 있으며, 예를 들어 사출 성형기에 열가소성 엘라스토머(TPE: thermoplatic elastomer)를 공급하여 성형할 수 있다.
안티핀치 스트립(100)의 스트립 몸체(101) 내부에 제1 도선(110)과 제2 도선(120)이 일정 간격 떨어져 매설된다.
도 2에 예시한 바와 같이 안티핀치 스트립(100)에 인체가 접근 시, 제1 도선(110)과 제2 도선(120) 사이의 정전용량은 인체(H)의 존재 여부에 따라 변화되는데, 인체(H)가 존재하면 제1 도선(110)에 수신 신호는 감쇄되며 이러한 신호의 변화를 이용하여 인체의 끼임 상태를 인식할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도선(110)은 센서 보드(200)의 대역필터부(201)에 연결되고, 제2 도선(120)은 센서 보드(200)의 신호 발생기(202)에 연결된다.
신호 발생기(202)는 감지신호(Tx1)를 발생시키고 제2 도선(120)을 통해 방사한다. 신호 발생기(202)가 미리 설정된 주파수 대역의 감지 신호를 발생시키는데, 감지 신호의 주파수가 특정될 필요는 없으며 예를 들어, 수 Hz ~ 수십 KHz 감지신호가 제2 도선(120)을 통해 방사될 수 있다. 이때 신호 발생기(200)가 감지 신호의 주파수를 일정 패턴에 따라 변경하는 주파수 호핑 방식을 적용할 수 있고, 이 경우 잡음에 의한 전자파 간섭을 더욱 억제할 수 있다.
제1 도선(110)에서는 제2 도선(120)을 통해 방사된 신호를 수신하고, 수신된 신호(Rx)가 제1 도선(110)에 연결된 대역필터부(201)에 인가된다.
이때 대역필터부(201)에 인가되는 신호는 제2 도선(120)의 방사 신호뿐만 아니라 주변에서 발생되는 각종 잡음이 포함될 수 있기 때문에, 대역필터부(201)는 제1 도선(110)에서 수신된 신호(Rx)에 대응하는 사전 설정된 주파수 대역의 신호를 선택적으로 추출하기 위해 필터링한다.
대역필터부(201)에 의해 필터링된 신호는 신호 증폭기(203)에서 일정 크기로 증폭된 후 신호 혼합기(204)에 인가된다.
신호 혼합기(204)는 신호 발생기(202)의 감지신호(Tx1)와 신호 증폭기(203)에서 증폭된 수신 신호를 입력받는다.
신호 혼합기(204)는 신호 증폭기(203)를 통해 입력되는 수신 신호 중 신호 발생기(202)로부터 입력되는 감지신호(Tx1)의 주파수와 일치하는 신호를 추출하고, 추출된 신호를 제1 수신신호 판단부(205)에 출력한다.
제1 수신신호 판단부(205)는 신호 혼합기(204)로부터 받은 추출 신호와 사전 설정된 기준값을 비교하여 인체감지 여부를 판단한다. 여기서, 제1 수신신호 판단부(205)에 제공되는 추출 신호는 제2 도선(120)에서 방사되는 감지신호(Tx)에 대해 동일한 주파수를 가지고, 감지신호(Tx)에 대해 신호 크기에 있어 차이가 있을 수 있다.
제1 수신신호 판단부(205)는 추출 신호의 크기와 기준값을 비교하여 인체감지 여부를 판단하여 인체감지 신호를 제어부(300)에 인가한다. 이에 따라 제어부(300)는 인체감지 신호에 따라 모터 구동부(400)와 경고음 출력부(500)를 제어하여 인체 끼임에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.
[ 제2 실시 예 ]
제2 실시 예에 대해서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도이고, 도 5는 도 4에 도시된 주요부의 상세 구성도이며, 도 6은 도 4에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도이다.
상술한 제1 실시 예에서는 제2 도선(120)을 통해 감지신호가 방사되는 과정에서 신호 발생기(202)의 출력이 과도한 경우, 주변의 전기 제품과 전자 장치에 악영향을 줄 수 있기 때문에, 신호 발생기(202)의 감지신호와 반대 위상을 갖는 역상 신호를 발생시켜 제거할 필요가 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 제1 실시 예와 비교하여 안티핀치 스트립(100A)과 센서 보드(200A)의 일부 구성이 추가되었을 뿐, 제1 실시 예와 동일한 기능을 수행하는 구성 요소는 동일 부호를 부여하여 설명하기로 한다.
제2 실시 예에서 센서 보드(200A)의 대역 필터부(201)를 이용하여 사전 설정된 주파수 대역의 신호를 필터링하여 잡음에 의한 센싱 오류에 대처하는 기술과 병행하여 안티핀치 스트립(100A)은 스트립 몸체(101)에 매설된 제3 도선(130)을 구비하고, 센서 보드(200A)는 제3 도선(130)에 역상신호를 발생시키는 역상신호 발생기(206)를 구비한다.
역상신호 발생기(206)는 신호 발생기(202)로부터 감지신호를 인가받고, 반대 위상의 역상신호를 제3 도선(130)을 통해 방사한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스트립 몸체(101) 내부의 제1 도선(110)의 일측에 제2 도선(120)과 제3 도선(130)이 일정 거리 떨어져 각각 매설되고, 제2 도선(120)과 제1 도선(110)의 간격이 제3 도선(130)과 제1 도선(110)의 간격보다 좁게 형성되어 있다.
제2 도선(120)과 제1 도선(110)이 인접한 영역(A1)에서 제2 도선(120)에서 방사된 감지 신호는 제1 도선(110)에서 양호하게 수신할 수 있게 된다. 이와 함께 제2 도선(120)과 제1 도선(110)으로부터 상대적으로 멀리 떨어진 영역(A2)에서 제2 도선(120)에서 방사된 감지신호는 제3 도선(130)에서 방사된 역상신호에 의해 상쇄될 수 있다.
신호 발생기(202)에 의한 고출력 감지신호가 제2 도선(120)에서 방사되어 스트립 몸체(101) 주변 영역(A2)에 존재하더라도 제3 도선(130)의 역상신호에 의해 상쇄되기 때문에 인접한 영역(A1)에 가까이 매설된 제1 도선(110)은 제2 도선(120)의 감지신호를 충실하게 수신할 수 있게 된다. 이에 따라 제2 도선(120)의 방사된 감지신호가 제1 도선(110)에서 수신되고, 수신된 신호(Rx)가 제1 도선(110)에 연결된 대역필터부(201)에 인가된다.
이후, 대역필터부(201)는 제1 도선(110)의 수신 신호(Rx)에 대해 사전 설정된 주파수 대역의 신호를 추출하기 위해 필터링하고, 대역필터부(201)에 의해 필터링된 신호는 신호 증폭기(203)에서 일정 크기로 증폭된 후 신호 혼합기(204)에 인가된다. 신호 혼합기(204)는 신호 발생기(202)의 감지신호(Tx1)와 신호 증폭기(203)의 수신 신호를 입력받는다. 신호 혼합기(204)는 신호 증폭기(203)를 통해 입력되는 수신 신호 중 신호 발생기(202)로부터 입력되는 감지신호(Tx1)의 주파수와 일치하는 신호를 추출하고, 추출된 신호를 제1 수신신호 판단부(205)에 출력한다.
제1 수신신호 판단부(205)는 신호 혼합기(204)로부터 받은 추출 신호와 사전 설정된 기준값을 비교하여 인체감지 여부를 판단한 후 인체감지 신호를 제어부(300)에 인가한다. 이에 따라 제어부(300)는 인체감지 신호에 따라 모터 구동부(400)와 경고음 출력부(500)를 제어하여 인체 끼임에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.
[ 제3 실시 예 ]
제3 실시 예에 대해서는 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 끼임 방지 장치의 블록도이고, 도 8은 도 7에 도시된 주요부의 상세 구성도이며, 도 9는 도 7에 도시된 안티핀치 스트립의 단면도이다.
제3 실시 예는 제1 실시 예의 다른 변형 예로서, 비접촉식과 접촉식을 혼합한 방식이 적용된다. 제3 실시 예는 스트립 몸체(101)에 인체가 비접촉 상태에서 인체 접근 시 제1 도선(110)의 수신 신호에 기초하여 인체감지 여부를 판단하는 센싱 동작이 실패하더라도, 스트립 몸체(101)에 가해지는 외부 충격에 따라 인체감지 상태를 센싱하여 인체 끼임 사고를 방지할 수 있도록 구성된다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 제1 실시 예와 비교하여 안티핀치 스트립(100B)과 센서 보드(200B)의 일부 구성이 추가되었을 뿐, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소는 동일 부호를 부여하여 설명하기로 한다.
안티핀치 스트립(100B)은 제1 도선(110) 및 제2 도선(120)뿐만 아니라 제4 도선(140) 및 제5 도선(150)을 추가로 구비한다. 또한, 센서 보드(200B)는 제4 도선(140) 및 제5 도선(150)에 각각 연결된 제2 수신신호 판단부(207)를 추가로 구비한다.
도 9를 참고하여, 안티핀치 스트립(100B)은 고무 재질의 스트립 몸체(101)와 일체로 형성된 전도성 재질의 피복 몸체(101a)를 포함할 수 있다.
피복 몸체(101a)는 열가소성 엘라스토머(TPE)와 탄소나노튜브(CNT)의 복합소재를 사출 성형기에 공급하여 성형할 수 있다. 여기서 열가소성 엘라스토머(TPE)에 배합되는 탄소나노튜브(CNT)에 의해 도전성을 가지는 것인데, 배합 비율은 20~60 중량% 이다.
한 쌍의 피복 몸체(101a)에는 플레이트 형상의 제4 도선(140) 및 제5 도선(150)이 일정 거리(d) 떨어져 매설된다. 또한, 제4 도선(140)과 제5 도선(150) 사이에 중공부(102)가 형성된다.
스트립 몸체(101)에 인체가 접촉하여 외력이 가해지면 제4 도선(140) 및 제5 도선(150)의 간격(d)이 좁아짐에 따라 두 개의 도선(140)(150)에 형성되는 정전용량이 변화하게 된다. 더욱이 인체에 의해 스트립 몸체(101)가 강하게 눌려지는 경우 한 쌍의 피복 몸체(101a)가 서로 접촉하게 되어 단락(short) 현상이 발생할 수 있고, 이 단락 현상에 의해 저항이 매우 작아지게 된다.
이와 같이 외력이 가해지는 경우 제4 도선(140) 및 제5 도선(150) 사이에 정정용량 변화 또는 저항 변화에 기초하여 제2 수신신호 판단부(207)가 인체 감지 상태를 인식하여 인체 감지 신호를 제어부(300)에 인가할 수 있다.
제어부(300)는 비접촉 방식에 의한 제1 수신신호 판단부(205)로부터의 인체 감지 신호와 접촉 방식에 의한 제2 수신신호 판단부(207)로부터의 인체 감지 신호 중 어느 하나가 인가되면 인체 끼임 상태를 인식하여 대응하는 제어 동작을 수행하게 된다.
[ 제4 실시 예 ]
먼저, 본 발명의 제4 실시 예가 적용되는 인체 접근에 따른 두 개의 전극 사이의 전기장 변화에 대해 도 10에 따라 설명한다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 적용되는 인체 접근에 따른 전기장 변화를 설명하기 위한 도면으로서, 도 10의 (a)는 두 전극 사이에 마련된 커패시터에 의해 형성되는 전기장을 나타내는 도면이고, 도 10의 (b)는 두 전극 사이에 인체가 접근하는 경우 전기장의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 전극-1과 전극-2에 의해 커패시터가 형성되고, 이에 따라 전기장이 형성되며, 인체의 접근이 없는 경우에는 두 전극 사이에 마련된 커패시터의 (+)전하에서 (-)전하로 연결되는 안정적인 고리 모양(또는 타원 모양)의 전기장이 형성된다. 상기 전극-1과 전극-2는 예를 들어, 금속 또는 전도성 수지의 도전체로 형성될 수 있다.
한편, 도 10의 (b)에서 도시된 바와 같이, 전극-1과 전극-2 사이에 인체, 예를 들어 손이 접근하면, (+)전하가 충전된 (+)전극과 인체 사이에 새롭게 형성되는 커패시터로 인하여 상기 (+)전극과 인체 사이에 전기장이 형성된다.
따라서, 인체가 접근하기 전에 두 전극 사이에 형성되었던 전기장 신호의 일부가 인체로 빠져나감으로써, 인체가 접근하기 전의 본래 전기장이 뒤틀어진다. 이때, 인체의 전위는 그라운드(GND)로 해석할 수 있다. 즉, 전극-1과 전극-2 사이의 커패시터 값은 작아지게 되고, 전극-1에서 전극-2로 전해지는 신호의 크기가 감소하게 된다. 본 발명에서는 이와 같은 변화량(커패시터 혹은 전기장의 변화)을 감지하여 인체의 접근 정도를 계산하여 적용할 수 있다.
다음에 본 발명의 제4 실시 예를 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치를 나타내는 구성도이고, 도 12는 도 11에 도시된 센서 스트립의 일 예의 단면도이며, 도 13은 도 11에 도시된 신호 처리부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 비접촉식 끼임 방지 장치는 인체의 비접촉 접근 상태 또는 접촉 상태에 따라 차별화된 방식으로 끼임(Pinch) 발생을 감지하여 감지 장치의 오동작을 방지할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 인체의 비접촉 접근 상태에서 끼임이 발생하여 전기장의 변화를 감지하고, 전동 모터(2)를 제어하여 산업기계 또는 도어 등의 피동체의 동작을 멈추게 하거나 반대 방향으로 구동함으로써 인체의 끼임 사고를 방지할 수 있다. 또는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 인체의 접촉 압력에 의해 끼임 발생을 감지하여 피동체를 이동시키는 모터(2)의 동작을 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 전동 모터(2)를 통해 피동체를 이동시키는 다양한 기술분야에 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 끼임 방지 장치는 PTG(파워 테일게이트)를 이용하는 차량의 전동 차창으로서 차량의 측면 도어, 트렁크 도어, 창문, 썬루프를 자동 개폐할 수 있는 전동 자동 개폐 시스템 등에 적용될 수도 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 슬라이딩 도어 방식을 이용하는 전철 및 열차 등의 출입문, 빌딩의 출입문, 승강기 도어, 엘리베이터 도어, 회전문 등에도 적용이 가능하다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 도 11 및 도 12에서 도시된 바와 같이 복수의 스트립 전극을 포함하는 센서 스트립(10), 신호처리부(20) 및 모터의 제어부(300)를 포함한다.
센서 스트립(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 산업기계, 엘리베이터 도어, 지하철 도어, 자동문 도어, 차량의 파워 윈도우 또는 파워 슬라이딩 도어 등을 이루는 프레임(30) 상에 마련될 수 있다. 즉, 상기 센서 스트립(10)은 산업기계(프레스 등)의 움직이는 부분들 사이 또는 움직이는 부분과 고정 부분 사이에 신체 또는 신체의 일부분이 끼이거나, 물리거나, 말려 들어가는 협착점, 끼임점, 절단점, 물림점, 접선 물림점에서 발생하는 프레임(30) 또는 엘리베이터 도어, 지하철 도어, 자동문 도어, 차량의 파워 윈도우 또는 파워 슬라이딩 도어의 프레임(30) 상에 마련될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 기기적 작동에 의해 인체의 일부가 끼여 손상을 가하는 구성 부품의 어느 한 부분에 마련될 수도 있다. 이를 위해, 상기 센서 스트립(10)은 장착 위치 또는 조건에 유연하게 대응할 수 있는 재질로서, 예를 들어 고무, 실리콘, 폴리우레탄 등과 같이 유연성을 갖는 유전성 탄성체(dielectric elastomer)로 구성되는 것이 바람직하다. 또, 상기 센서 스트립(10)은 유연성을 갖고 최대한 얇게 구성되어 센서의 두께가 얇게 마련되므로, 굴곡이 진 프레임 등에도 쉽게 부착할 수가 있다.
상기 센서 스트립(10)은 도 12에 도시된 바와 같이, 프레임(30)에 마련되고 내부가 유전체로 채워지는 센서 본체(11), 상기 센서 본체(11) 내에서 스트립 형상을 가지고, 전기장의 변화를 유도하는 제1 커패시턴스(C1, 14)를 형성하는 제1 스트립 전극(12) 및 제2 스트립 전극(13)을 포함하고, 인체의 비접촉 접근 상태 또는 접촉 상태에 따른 제1 커패시턴스(14)의 변화 또는 전기장의 변화를 감지할 수 있다.
상기 센서 본체(11)는 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 제1 스트립 전극(12) 및 제2 스트립 전극(13)을 내장하도록 마련되고, 예를 들어 고무, 실리콘, 폴리우레탄 등의 유연성을 갖는 유전성 탄성체로 구성될 수 있다.
상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)은 전기를 통하는 도전체로서 마련되고, 상기 제1 스트립 전극(12)은 신호를 받아들이는 리시버로서 기능 할 수 있고, 상기 제2 스트립 전극(13)은 특정 신호를 발산하는 트랜스미터로서 기능 할 수 있도록 마련된다.
상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)은 적당한 거리(d1)로 이격되어 서로 대향하며 평행하게 마련되어 전극 사이에 전하(C1)가 충전되게 마련되며, 두께가 얇은 스트립 형상으로 구성된다. 즉, 상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)은 거리(d1)의 길이에 따라 추가 커패시턴스(C) 값이 생기는 비율이 달라지는데, 거리 d1이 길면 작은 C가 발생하고, 거리 d1이 짧으면 큰 C가 발생하도록 마련된다.
이로 인해, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 센서 스트립(10)은 설치 작업이 쉽고 간편하며, 설치 장소 또는 설치 방식에 구애받지 않고 어디에나 용이하게 장착할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 센서 스트립(10)은 프레임(30)의 형상에 대응하여 유연하게 구부러질 수 있기 때문에 굴곡이 진 설치 장소에도 쉽게 부착할 수 있다.
또, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 제1 스트립 전극(12) 및 제2 스트립 전극(13)은 도 12에 도시된 바와 같이, 습기나 먼지 등의 이물질로 인해 전극이 오염되는 것을 차단하기 위해 센서 본체(11) 내에서 유전체에 의해 밀봉되어 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 센서 스트립(10)은 도 12에서 도시된 바와 같이 제1 스트립 전극(12)이 제2 스트립 전극(13)의 내부에 마련되며, 제2 스트립 전극(13)이 제1 스트립 전극(12)과 이격되어 제1 스트립 전극(12)의 하단과 양 옆면을 감싸는 형태로 구성됨으로써 센서 스트립(10)에 대한 외부 잡음을 감소시키고, 최대의 감도 특성을 구현할 수 있다. 즉, 제1 스트립 전극(12)을 감싸는 제2 스트립 전극(13)은 인체 또는 도전체의 감지 효과를 증대하기 위해 제1 스트립 전극(12)과 동일 평면상으로 형성되는 확장부(131)를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 스트립 전극(12) 및 제2 스트립 전극(13)은 금속 또는 전도성 수지와 같은 도전체로 구성될 수 있으며, 서로 대향되는 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13) 간에는 서로 다른 극성의 전하가 충전됨으로써 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13) 사이에 제1 커패시턴스(14)가 형성된다. 즉, 센서 본체(11) 내에 매립된 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)의 사이에 센서 본체(11)를 구성하는 유전체가 채워져 서로 이격됨으로써 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 사이에 제1 커패시턴스(14)가 형성된다.
이러한 제1 커패시턴스(14)는 미리 설정된 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)의 단면적 크기, 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간의 거리(d1)에 따라 커패시턴스 값이 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 센서 본체(11) 내에 마련된 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)에 의해 형성된 제1 커패시턴스(14)로 인해 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 사이에 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 안정적인 형태의 전기장이 형성된다.
이때, 상기 센서 스트립(10)에 인체가 접근하게 되면 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 사이에 인체가 접근하는 경우 전기장이 변화하게 되어 도 12에 나타낸 바와 같이, 제1 스트립 전극(12) 또는 제2 스트립 전극(13)과 인체 사이에 제2 커패시턴스(C11, 160) 또는 제3 커패시턴스(C12, 170)가 발생할 수 있다.
상기 제2 커패시턴스(160) 및 제3 커패시턴스(170)는 센서 본체(11)와 인체와의 접근 거리, 즉 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13)과 인체의 접근 거리에 따라 변화될 수 있다.
즉, 상기 제2 커패시턴스(160) 및 제3 커패시턴스(170)는 인체와 같은 전도체가 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13)에 근접하게 되면 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13)과 전도체 사이의 전위차로 인해 생성되며, 이러한 제2 커패시턴스(160) 및 제3 커패시턴스(170)는 인체와 제1 및 제2 스트립 전극(12, 13) 간의 거리가 가까울수록 커진다.
또한, 상기 제2 커패시턴스(160) 및 제3 커패시턴스(170)의 추가 생성으로 인하여 제1 스트립 전극(12) 또는 제2 스트립 전극(13)과 인체 간에는 전기장이 형성된다.
이로 인하여, 인체의 접근에 따라 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간의 전기장은 감소하고, 이러한 전기장의 감소로 인해 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 사이의 제1 커패시턴스(14) 값이 감소하게 된다.
한편, 상기 설명에서는 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)이 프레임(30) 상에서 평행하게 이루어진 구조로 설명을 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)은 간격에 따라 제1 커패시턴스(C1)의 감도를 다르게 하여 효율적으로 감지되도록, 예를 들어 프레임(30)인 차체에 가까운 쪽과 먼 쪽의 감도를 다르게 거리를 조절하여 마련할 수도 있다. 즉, 상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)은 간격에 따라 제1 커패시턴스(C1)의 감도가 상이하게 감지되도록 마련될 수도 있다.
다음에 도 11에 도시된 신호처리부(20)의 구성에 대해 도 13을 참조하여 설명한다.
상기 신호처리부(20)는 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 센싱 모듈(210)과 판단 모듈(220)을 포함할 수 있다. 센싱 모듈(210)은 센서 스트립(10)을 통해 감지된 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량을 측정할 수 있다.
즉, 상기 센싱 모듈(210)은 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간의 커패시턴스(C1)의 변화량을 측정하기 위해 마련된 커패시턴스 측정기(211), 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간의 전기장 변화량을 측정하기 위해 마련된 전기장 측정기(212)를 포함할 수 있다.
또, 상기 판단 모듈(220)은 센싱 모듈(210)을 통해 측정된 측정값을 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 비교 결과를 토대로 판단하여 상기 제1 커패시턴스(14)의 변화량 또는 전기장의 변화량이 상기 기준 값 이상인 경우에 끼임 발생 신호를 출력한다.
이를 위해, 판단 모듈(220)은 제1 비교기(221) 및 제2 비교기(222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 비교기(221)는 제1 커패시턴스(14)의 변화량과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하고, 상기 제1 커패시턴스(14)의 변화량이 제1 기준 값보다 크면 끼임 발생 신호를 출력한다.
또한, 상기 제2 비교기(222)는 상기 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간 전기장의 변화량과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교하고, 상기 전기장의 변화량이 제2 기준 값보다 크면 끼임 발생 신호를 출력한다.
이때, 상기 제1 기준 값은 예를 들어 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 인체가 접근하기 전에 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간에 형성된 제1 커패시턴스(14) 값이 될 수 있다. 또한, 상기 제2 기준 값은 인체가 접근하기 전에 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간에 형성된 전기장 크기가 될 수 있다.
이와 같이, 센서 스트립(10)에 인체가 접근하는 경우, 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 간에 형성된 제1 커패시턴스(14) 또는 전기장 크기가 감소하게 되며, 신호처리부(20)는 이러한 인체의 비접촉 접근 상태로 인한 제1 커패시턴스(14)의 변화량 또는 전기장의 변화량을 감지하여 센서 스트립(10)에 대한 인체의 접근 상태를 판단할 수 있다.
상술한 바와 같은 신호처리부(20)에서의 판단 결과에 따라 모터의 제어부(300)에서 전동 모터(2)의 제어 신호를 출력할 수 있다. 즉, 신호처리부(20)에서의 판단 결과, 산업기계 또는 도어 등에 인체의 끼임이 발생한 것으로 판단되면, 제어부(30)에서 전동 모터(2)의 동작을 멈추게 하거나 반대 방향으로 구동함으로써 인체의 끼임 사고를 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 다른 실시 예에 대해 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14는 도 11에 도시된 센서 스트립의 다른 예의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서 스트립은 도 14에서 도시된 바와 같이, 센서 본체(11), 제1 스트립 전극(12), 제2 스트립 전극(13) 및 제3 스트립 전극(18)을 포함할 수 있다. 상기 제3 스트립 전극(18)은 리시버로서 기능하는 제1 스트립 전극(12)과 같이 제2 스트립 전극(13)인 트랜스미터에서 발산하는 신호를 수신하는 제2 리시버로서 기능할 수 있다.
앞서 설명한 도 12의 센서 스트립(10)과 대비할 때, 도 14의 센서 스트립은 제2 스트립 전극(13)의 하부에 제3 스트립 전극(18) 및 간격 거리(d2)를 유지하는 중공부(190)가 더 마련된 점에서 차이가 있다. 또한, 도 14는 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 사이에는 제4 커패시턴스(C2, 150)가 형성된다.
따라서, 앞서 설명한 도 3의 센서 스트립(10)과 대비할 때 도 5의 센서 스트립은 제3 스트립 전극(180), 제4 커패시턴스(150) 및 중공부(190)가 더 마련된 구성요소에 대해서만 차이가 있기 때문에 이하에서는 도 12에 도시된 실시 예와 중복되는 다른 구성요소들에 대한 구체적인 설명은 생락하기로 한다.
도 14에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서 스트립은 프레임(30)에 마련되고 내부가 유전체로 채워지는 센서 본체(11)와 상기 센서 본체(11) 내에서 스트립 형상을 가지고, 대향되는 전극 간에 서로 다른 전하가 충전되도록 이격되게 마련된 제1 스트립 전극(12), 제2 스트립 전극(13) 및 제3 스트립 전극(18)을 포함할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13) 사이에는 제1 커패시턴스(14)가 형성되고, 제3 스트립 전극(18)에는 제2 스트립 전극(13)과 반대 극성의 전하가 충전됨으로써 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(180) 사이에 제4 커패시턴스(150)가 형성될 수 있다. 또한, 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 사이에는 센서 본체(11)에 가해지는 외부의 접촉 압력에 의해 변형될 수 있도록 구성된 중공부(190)가 마련된다.
도 14에 도시된 구조에서는 도 12에 도시된 실시 예와 달리, 센서 스트립(10)의 표면에 외부의 접촉 압력이 가해지는 경우, 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 사이의 중공부(190)의 간격 거리(d2)가 변형된다. 예를 들어, 비도전성 물체 또는 인체가 도어에 끼이는 경우에 도어가 닫히면서, 센서 본체(11)에 가해지는 접촉 압력에 의해 중공부(190)가 눌려지면, 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 간의 거리(d2)가 감소하게 된다.
따라서, 외부의 접촉 압력에 비례하여 감소된 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 간의 간격 거리(d2)에 따라 제4 커패시턴스(150)가 증가하게 된다.
상술한 바와 같이, 제4 커패시턴스(150)의 발생에 따른 센서 스트립의 구조에 따라, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 신호처리부(20)는 상기 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 간에 형성된 제4 커패시턴스(150)를 기반으로 센서 스트립에 가해지는 외부의 접촉 압력에 의한 상기 제2 커패시턴스(150)의 변화량을 측정할 수 있도록, 도 13에 도시된 바와 같이, 판단 모듈(220)이 제4 커패시턴스(150)의 변화량과 미리 설정된 제3 기준 값을 비교하는 제3 비교기(223)를 더 포함할 수 있다.
즉, 비도전성 물체 또는 인체에 의해 센서 본체(11)에 외부의 접촉 압력이 가해져 중공부(190)에서 이격 거리(d2)가 감소하는 경우, 신호처리부(20)는 이러한 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 간 거리(d2) 감소로 인해 발생되는 제4 커패시턴스(150)의 변화량을 측정한다.
상기 제3 비교기(223)는 상기 제4 커패시턴스(150)의 변화량이 제3 기준 값보다 크면 끼임 발생 신호를 출력한다. 이때, 상기 제3 기준 값은 센서 스트립에 외부의 접촉 압력이 가해지기 전에 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(18) 간에 형성된 제4 커패시턴스(150) 값이 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 센서 스트립과 인체의 접촉 상태에 따라 끼임 발생 신호를 출력하고, 제어부(300)에서 전동 모터(2)를 제어하는 것에 의해 끼임 사고 등을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 끼임 발생 신호의 출력에 대해 도 15를 참조하여 설명한다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치에서 인체의 접근 상태에 따른 끼임 발생 신호의 출력을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 도 15는 인체의 비접촉 접근 상태에서 인체의 접근 거리에 대한 커패시턴스의 변화량과 끼임 발생 신호를 출력 과정을 나타낸다.
도 15에서 x축은 센서 스트립(10)과 인체의 접근 거리를 나타내고, y축은 신호처리부(20)를 통해 측정된 커패시턴스의 변화량을 나타낸다.
도 15에서 도시된 바와 같이 인체의 접근 거리에 따라 센서 스트립(10)을 통해 감지되는 커패시턴스의 변화량이 증가하여 미리 설정된 기준 값(Cref) 이상이 되면 신호처리부(20)는 피동체에 대한 끼임(pinch) 상태로 판단하여 끼임 발생 신호를 출력한다.
따라서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 끼임 방지 장치는 센서 스트립에 비도전성 물체가 삽입되거나, 센서 스트립(10)의 표면이 이물질에 의해 오염되는 경우에도 외부의 접촉 압력을 통해 끼임을 감지할 수 있다.
즉, 비도전성 물체 또는 이물질에 의해 제1 스트립 전극(12)과 제2 스트립 전극(13)을 통한 비접촉 접근 상태에서의 감지가 안되는 경우에는 센서 스트립에 가해지는 접촉 압력으로 증가되는 제4 커패시턴스(150)의 변화량을 측정하여 끼임을 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 센서 스트립(10)은 유전성 탄성체(dielectric elastomer)로 구성된 센서 본체(11)의 탄력, 제2 스트립 전극(13)과 제3 스트립 전극(180)의 사이에 마련된 중공부(190)의 탄력을 통해 인체가 센서 스트립에 닿을 때 발생되는 충격을 완화하여 인체의 상해를 방지할 수도 있다.
도 16은 본 발명의 제4 실시 예에 따라 제조된 센서 스트립의 사진이다.
본 발명에 따른 센서 스트립은 예를 들어, 차량의 PTG 리드 또는 커튼 에어백의 장착 위치의 부근에 부착될 수 있으며, 도 16에 도시된 바와 같이, 최대 1.5m의 길이로 유연성을 갖는 유전성 탄성체로 구성될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (16)

  1. 스트립 몸체에 서로 떨어져 매설된 제1 및 제2 도선을 포함하고, 상기 제2 도선을 통해 방사되는 감지신호를 상기 제1 도선에서 수신하여 출력하는 안티핀치 스트립,
    상기 안티핀치 스트립의 제1 및 제2 도선에 연결되고, 상기 제2 도선으로 감지신호를 발생시키고 상기 제1 도선에 수신된 신호에 따라 인체감지 여부를 판단하는 센서 보드 및
    상기 센서 보드의 판단 신호에 따라 인체 끼임 상황에 대응하는 제어 동작을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 센서 보드는 상기 제1 도선을 통해 수신한 신호에 혼입된 잡음을 제거하는 대역필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 센서 보드는 상기 제2 도선에 감지신호를 발생시키는 신호 발생기, 상기 대역필터부에 의해 필터링된 신호에 대해 상기 신호 발생기로부터 입력되는 감지신호의 주파수와 일치하는 신호를 추출하고 추출된 신호를 출력하는 신호 혼합기, 상기 신호 혼합기의 추출 신호와 사전 설정된 기준값을 비교하여 인체감지 신호를 출력하는 제1 수신신호 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 센서 보드는 상기 대역필터부의 필터링 신호를 증폭하는 신호 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 센서 보드는 상기 신호 발생기의 감지신호와 반대의 위상을 갖는 역상 신호를 발생시키는 역상신호 발생기를 포함하고,
    상기 안티핀치 스트립은 상기 제2 도선에서 떨어져 매설된 제3 도선을 포함하고, 상기 제3 도선은 상기 역상신호 발생기의 역상 신호를 방사하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 안티핀치 스트립은 고무 재질의 스트립 몸체와 일체로 형성된 전도성 재질의 피복 몸체에 매설된 제4 도선 및 제5 도선, 상기 제4 도선과 제5 도선 사이에 중공부를 형성하며,
    상기 센서 보드는 상기 제4 도선 및 제5 도선에 연결된 제2 수신신호 판단부를 포함하고, 상기 제2 수신신호 판단부는 외력에 의해 상기 제4 도선과 제5 도선 사이의 간격에 따라 변화하는 정전 용량 또는 저항에 따라 인체감지 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  7. 인체의 접근 또는 접촉 상태에 따라 커패시턴스의 변화 또는 전기장의 변화를 감지하도록, 프레임 상에 마련된 센서 본체 및 상기 센서 본체 내에 마련되어 적어도 하나의 커패시턴스를 형성하는 복수의 스트립 전극을 포함하는 센서 스트립,
    상기 센서 스트립을 통해 감지된 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량을 측정하여 미리 설정된 기준 값과 비교하고, 상기 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량이 상기 기준 값 이상인 경우 끼임 발생 신호를 출력하는 신호처리부 및
    상기 신호처리부로부터 출력된 끼임 발생 신호에 따라 상기 프레임을 이동시키기 위한 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 복수의 스트립 전극은 상기 센서 본체 내에서 스트립 형상을 가지고, 전기장의 변화를 유도하는 제1 커패시턴스를 형성하는 제1 스트립 전극과 제2 스트립 전극을 포함하고,
    상기 제1 스트립 전극과 제2 스트립 전극은 상기 센서 본체 내에 매립되고, 금속 또는 전도성 수지의 도전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 스트립 전극은 상기 제2 스트립 전극의 내부에 마련되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 스트립 전극은 상기 제1 스트립 전극의 하단과 양 옆면을 둘러싸는 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 센서 본체는 유연성을 갖는 유전성 탄성체(dielectric elastomer)로 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 신호처리부는 인체가 접근하기 전에 형성된 상기 제1 커패시턴스 또는 전기장을 기반으로 인체의 비접촉 접근 상태로 인한 상기 제1 커패시턴스의 변화량 또는 전기장의 변화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 복수의 스트립 전극은 제3 스트립 전극을 더 포함하고,
    상기 제2 스트립 전극과 제3 스트립 전극 사이에는 제2 커패시턴스가 형성된 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 스트립 전극과 제3 스트립 전극 사이에는 상기 센서 본체에 가해지는 외부의 접촉 압력에 의해 변형될 수 있도록 중공부가 마련되고,
    상기 신호처리부는 상기 센서 본체에 가해지는 외부의 접촉 압력에 의해 상기 중공부가 변형될 때 상기 제2 커패시턴스의 변화량을 측정하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  15. 제8항에서,
    상기 제1 스트립 전극과 제2 스트립 전극은 서로 평행하게 마련된 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
  16. 제8항에서,
    상기 제1 스트립 전극과 제2 스트립 전극은 간격에 따라 제1 커패시턴스의 감도가 상이하게 감지되도록 마련된 것을 특징으로 하는 비접촉식 끼임 방지 장치.
PCT/KR2022/001561 2021-01-28 2022-01-28 비접촉식 끼임 방지 장치 WO2022164251A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023526070A JP2023551100A (ja) 2021-01-28 2022-01-28 非接触式挟み込み防止装置
CN202280007024.2A CN116368283A (zh) 2021-01-28 2022-01-28 非接触式防止被夹紧装置
US18/249,990 US20230392427A1 (en) 2021-01-28 2022-01-28 Non-contact-type pinch prevention device
EP22746277.7A EP4286637A1 (en) 2021-01-28 2022-01-28 Non-contact-type pinch prevention device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012525A KR102622875B1 (ko) 2021-01-28 2021-01-28 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 안티핀치 시스템
KR10-2021-0012525 2021-01-28
KR1020210108172A KR20230026136A (ko) 2021-08-17 2021-08-17 커패시턴스 변화를 이용한 끼임 방지 장치
KR10-2021-0108172 2021-08-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022164251A1 true WO2022164251A1 (ko) 2022-08-04

Family

ID=82653650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/001561 WO2022164251A1 (ko) 2021-01-28 2022-01-28 비접촉식 끼임 방지 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230392427A1 (ko)
EP (1) EP4286637A1 (ko)
JP (1) JP2023551100A (ko)
CN (1) CN116368283A (ko)
WO (1) WO2022164251A1 (ko)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198628B1 (ko) 2010-06-09 2012-11-07 기아자동차주식회사 자동차의 파워슬라이딩 도어용 안티핀치 스트립
KR20140040691A (ko) * 2011-01-04 2014-04-03 마이크로칩 테크놀로지 저머니 Ⅱ 게엠베하 운트 콤파니 카게 정전용량형 근접 센서 및 정전용량형 근접 검출 방법
KR101402944B1 (ko) * 2011-12-30 2014-06-09 주식회사 트루윈 비접촉식 센서의 갭 보정을 위한 신호처리방법
KR20170081340A (ko) * 2016-01-04 2017-07-12 현대자동차주식회사 차량, 전동 테일 게이트 및 그 제어 방법
JP2017128936A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 株式会社東海理化電機製作所 車両用挟み込み防止装置
KR20190020590A (ko) * 2017-08-21 2019-03-04 김태윤 물체 접근 감지 장치 및 이를 이용한 충돌방지 안전시스템
KR101974193B1 (ko) 2017-07-25 2019-08-29 주식회사 세현이브이 슬라이딩도어의 손가락 끼임 방지장치
KR102245816B1 (ko) 2018-12-21 2021-05-17 주식회사 아이갭 승강기 틈새 끼임 감지 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198628B1 (ko) 2010-06-09 2012-11-07 기아자동차주식회사 자동차의 파워슬라이딩 도어용 안티핀치 스트립
KR20140040691A (ko) * 2011-01-04 2014-04-03 마이크로칩 테크놀로지 저머니 Ⅱ 게엠베하 운트 콤파니 카게 정전용량형 근접 센서 및 정전용량형 근접 검출 방법
KR101402944B1 (ko) * 2011-12-30 2014-06-09 주식회사 트루윈 비접촉식 센서의 갭 보정을 위한 신호처리방법
KR20170081340A (ko) * 2016-01-04 2017-07-12 현대자동차주식회사 차량, 전동 테일 게이트 및 그 제어 방법
JP2017128936A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 株式会社東海理化電機製作所 車両用挟み込み防止装置
KR101974193B1 (ko) 2017-07-25 2019-08-29 주식회사 세현이브이 슬라이딩도어의 손가락 끼임 방지장치
KR20190020590A (ko) * 2017-08-21 2019-03-04 김태윤 물체 접근 감지 장치 및 이를 이용한 충돌방지 안전시스템
KR102245816B1 (ko) 2018-12-21 2021-05-17 주식회사 아이갭 승강기 틈새 끼임 감지 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN116368283A (zh) 2023-06-30
US20230392427A1 (en) 2023-12-07
EP4286637A1 (en) 2023-12-06
JP2023551100A (ja) 2023-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080211519A1 (en) Capacitance sensor
US6936986B2 (en) Device for sensing an obstacle in the opening range of a powered closure element for a motor vehicle
AU2005239317A1 (en) Capacitance activated switch device
WO2022164251A1 (ko) 비접촉식 끼임 방지 장치
KR20230026136A (ko) 커패시턴스 변화를 이용한 끼임 방지 장치
EP1361096A3 (de) Vorrichtung zum Erkennen eines Hindernisses in dem Öffnungsbereich eines bewegbaren Schliesselements eines Fahrzeugs
WO2022055157A1 (ko) 정전용량 변화를 이용한 인체 끼임 방지 장치
EP0702341B1 (en) A security system and detector means therefor
JP3740838B2 (ja) 挟み込み防止装置
JP3680632B2 (ja) 挟み込み検出装置及び開閉装置
WO2023182828A1 (ko) 비접촉 안전 감지 장치
US6515441B1 (en) Glass edge object detection sensor
KR102622875B1 (ko) 비접촉식 인체감지 센서를 이용한 안티핀치 시스템
CN108238533A (zh) 一种防电梯门夹乘客的保护装置及方法
CN211733527U (zh) 电梯用防水防尘走线结构
WO2017038523A1 (ja) 静電検出装置
JP2000321150A (ja) 挟み込み検知センサおよび挟み込み防止装置
JP2000343937A (ja) 挟み込み検出装置及び開閉装置
JP3767263B2 (ja) 挟み込み検出装置及び開閉装置
JP2018037352A (ja) 静電検出装置
KR200484754Y1 (ko) 승강기 틈새 끼임 방지장치
CN117719986A (zh) 一种电梯用电容式防夹检测装置
CN110036174B (zh) 用于机动车辆打开件的传感器类型的防夹设备
WO2023277221A1 (ko) 엑스레이 디텍터 및 그의 동작 방법
JP2001165784A (ja) 挟み込み検出装置および開閉装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22746277

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023526070

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022746277

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022746277

Country of ref document: EP

Effective date: 20230828