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내부에 공기가 충진되어 있고 내부면에 복수의 패턴이 배열되어 있는 에어 쿠션,상기 에어 쿠션 내부의 공기압을 감지하여 해당하는 공기압 감지 신호를 출력하는 공기압 감지부,상기 에어 쿠션 내부의 온도를 감지하여 해당하는 온도 감지 신호를 출력하는 온도 감지부,상기 에어 쿠션 하부에 위치하여 상기 복수의 패턴을 촬영하여 촬영된 각 패턴에 대한 패턴 영상을 출력하는 촬영부, 그리고상기 공기압 감지부, 상기 온도 감지부 및 상기 촬영부에 연결되어 있고, 상기 공기압 감지 신호를 이용해 상기 에어 쿠션 내부의 공기압을 판정하고, 상기 온도 감지 신호를 이용하여 상기 에어 쿠션 내부의 온도를 판정하며, 촬영된 상기 패턴 영상과 초기 패턴 영상을 비교하여 상기 에어 쿠션과 상기 에어 쿠션 외부에 압력을 인가하는 압력 인가부와의 접촉면의 면적과 상기 접촉면에 대한 X 방향과 Y 방향에 대한 이동량을 판정하고, 판정된 상기 온도, 상기 공기압 및 상기 접촉면의 면적을 이용하여 상기 에어 쿠션에 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기를 판정하고, 판정된 상기 접촉면의 이동량을 이용하여 상기 에어 쿠션에 X 방향으로 인가되는 힘의 크기를 판정하는 제어부를 포함하는 에어 쿠션 동작 감지 장치
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제1항에서,상기 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기[Fv(t)]는 다음의 식에 의해 산출되는, (여기서, Pa(t)는 판정된 에어 쿠션의 공기압이고, P0는 에어 쿠션의 초기 공기압이고, Sa는 에어 쿠션의 하부 면적이고, Ka는 실린더 피스톤 모델에서의 가상 탄성 계수, Sh(t)는 에어 쿠션의 접촉면의 면적이며, Ta(t)는 판정된 에어 쿠션의 온도이다
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제1항에서,상기 에어 쿠션에 위치하는 열 감지부 또는 접촉 감지부를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 열 감지부나 상기 접촉 감지부에서 출력되는 신호를 이용하여 접촉면의 면적을 산출하는에어 쿠션 동작 감지 장치
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제1항에서,상기 X 방향으로 인가되는 힘의 크기[Fh(t)]는 다음의 식에 의해 산출되는 (여기서, a1, a2, a3, a4 및 a5는 에어 쿠션을 구성하는 재료의 탄성을 결정짓는 계수로서 상수이고, Δx는 수평 방향으로의 이동량이고, Δy는 수직 방향으로의 이동량이다
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제4항에서,상기 제어부는,다음의 식을 이용하여 각 패턴의 X 좌표의 위치[X(t)]와 Y 좌표의 위치[Y(t)]를 산출하고,, (여기서, d는 각 패턴의 초기 지름이고 a(t)는 얻어진 각 패턴에 대한 패턴 영상에서 장축의 크기이며, L은 초점 거리이다
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에어 쿠션 내부의 공기압을 측정하는 단계,상기 쿠션 내부의 온도를 측정하는 단계,상기 에어 쿠션 내부에 배열되어 있는 복수의 패턴 각각에 대한 패턴 영상을 획득하는 단계,촬영된 상기 패턴 영상과 초기 패턴 영상을 비교하여 상기 에어 쿠션과 상기 에어 쿠션 외부에 압력을 인가하는 압력 인가부와의 접촉면의 면적과 상기 접촉면에 대한 X 방향과 Y 방향에 대한 이동량을 판정하는 단계,판정된 상기 온도, 상기 공기압 및 상기 접촉면의 면적을 이용하여 상기 에어 쿠션에 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기를 판정하는 단계, 그리고 판정된 상기 접촉면의 이동량을 이용하여 상기 에어 쿠션에 X 방향으로 인가되는 힘의 크기를 판정하는 단계를 포함하는 에어 쿠션 동작 감지 방법
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제6항에서,상기 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기 판정 단계는 다음의 식을 이용하여 상기 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기[Fv(t)]를 산출하는 , (여기서, Pa(t)는 판정된 에어 쿠션의 공기압이고, P0는 에어 쿠션의 초기 공기압이고, Sa는 에어 쿠션의 하부 면적이고, Ka는 실린더 피스톤 모델에서의 가상 탄성 계수, Sh(t)는 에어 쿠션의 접촉면의 면적이며, Ta(t)는 판정된 에어 쿠션의 온도이다
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제6항에서,상기 X 방향으로 인가되는 힘의 크기 판정 단계는 다음의 식을 이용하여 상기 Y 방향으로 인가되는 힘의 크기[Fh(t)]를 산출하는 (여기서, a1, a2, a3, a4 및 a5는 에어 쿠션을 구성하는 재료의 탄성을 결정짓는 계수로서 상수이고, Δx는 수평 방향으로의 이동량이고, Δy는 수직 방향으로의 이동량이다
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제8항에서,상기 X 방향으로 인가되는 힘의 크기 판정 단계는 다음의 식을 이용하여 각 패턴의 X 좌표의 위치[X(t)]와 Y 좌표의 위치[Y(t)]를 산출하는 단계,, (여기서, d는 각 패턴의 초기 지름이고 a(t)는 얻어진 각 패턴에 대한 패턴 영상에서 장축의 크기이며, L은 초점 거리이다
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