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다축 힘센서의 보정방법 및 보정장치(METHOD AND APPARATUS FOR CALIBRATION MULTI AXIS FORCE SENSOR)

  • 기술번호 : KST2017014091
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 다축 힘센서의 보정방법 및 보정장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다축 힘센서의 보정방법은 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하고 센서 보정을 위한 기준 데이터를 제공하는 레퍼런스 다축 힘센서와 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하는 피보정 다축 힘센서에 대해 힘을 인가하여 힘에 따른 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터를 측정하는 단계, 측정된 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터로부터 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 대응하는 피보정 다축 힘센서의 센서셀 사이의 제 1 관계식을 생성하고 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 레퍼런스 다축 힘센서로부터 측정된 다축의 힘 사이의 제 2 관계식을 생성하는 단계 및 피보정 다축 힘센서에 인가된 힘에 대한 셀 데이터를 측정하고 제 1 관계식과 제 2 관계식을 이용하여 셀 데이터로부터 보정된 다축의 힘을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Int. CL G01L 25/00 (2016.03.23) G01L 5/00 (2016.03.23) G01L 7/02 (2016.03.23) G01L 27/00 (2016.03.23)
CPC G01L 25/006(2013.01) G01L 25/006(2013.01) G01L 25/006(2013.01) G01L 25/006(2013.01) G01L 25/006(2013.01)
출원번호/일자 1020160020629 (2016.02.22)
출원인 성균관대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2017-0099020 (2017.08.31) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2016.02.22)
심사청구항수 18

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 최혁렬 대한민국 경기도 군포시
2 김의겸 대한민국 경기 안성시
3 김용범 대한민국 경기 고양시 일산동구
4 석동엽 대한민국 대구 북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 조영현 대한민국 서울특별시 강남구 논현로 ***(도곡동, 은하수빌딩) *층(특허사무소시선)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2016.02.22 수리 (Accepted) 1-1-2016-0172837-87
2 [대리인사임]대리인(대표자)에 관한 신고서
[Resignation of Agent] Report on Agent (Representative)
2016.08.01 수리 (Accepted) 1-1-2016-0747239-14
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.02.23 수리 (Accepted) 4-1-2017-5028829-43
4 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2017.05.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2017.07.11 수리 (Accepted) 9-1-2017-0023059-10
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2017.08.10 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0560478-15
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2017.10.11 수리 (Accepted) 1-1-2017-0973432-55
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2017.10.11 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2017-0973468-98
9 등록결정서
Decision to grant
2017.11.29 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2017-0836622-45
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번호 청구항
1 1
(a) 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하고 센서 보정을 위한 기준 데이터를 제공하는 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 레퍼런스 다축 힘센서에 형성된 복수의 센서셀과 같은 센서셀 배치를 가지는 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하는 피보정 다축 힘센서에 대해 힘을 인가하여 상기 힘에 따른 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터를 측정하는 단계;(b) 상기 측정된 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터로부터 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 대응하는 상기 피보정 다축 힘센서의 센서셀 사이의 대응관계를 나타내는 제 1 관계식을 생성하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 레퍼런스 다축 힘센서로부터 측정된 다축의 힘 사이의 변환관계를 나타내는 제 2 관계식을 생성하는 단계; 및(c) 상기 피보정 다축 힘센서에 인가된 힘에 대한 셀 데이터를 측정하고 상기 제 1 관계식과 상기 제 2 관계식을 이용하여 상기 셀 데이터로부터 보정된 다축의 힘을 구하는 단계를 포함하는 다축 힘센서의 보정방법
2 2
제 1 항에 있어서,상기 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 피보정 다축 힘센서는 각각 수직 방향의 힘을 측정하는 3개의 수직항력 센서셀과 수평 방향의 힘을 측정하는 3개의 전단력 센서셀로 형성되어 6축의 힘을 측정하는 다축 힘센서의 보정방법
3 3
제 1 항에 있어서,상기 제 1 관계식은 피팅 알고리즘으로 생성되는 다축 힘센서의 보정방법
4 4
제 1 항에 있어서,상기 제 2 관계식은 AX=Y를 만족하는 행렬식으로 정의되고, 여기서 행렬 X는 입력되는 다축 힘센서의 셀 데이터를 나타내고 행렬 Y는 출력되는 다축의 힘을 나타내고 행렬 A는 다축 힘센서의 셀 데이터와 다축 힘 사이의 보정 및 변환 관계를 나타내는 변환행렬을 나타내는데, 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터를 상기 행렬 X에 입력하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서에서 측정된 다축의 힘 값을 상기 행렬 Y에 대입하여 상기 행렬 A를 구하는 다축 힘센서의 보정방법
5 5
제 1 항에 있어서,상기 제 2 관계식은 AX=Y를 만족하는 행렬식으로 정의되고, 여기서 행렬 X는 입력되는 다축 힘센서의 셀 데이터를 나타내고 행렬 Y는 출력되는 다축의 힘을 타나내고 행렬 A는 다축 힘센서의 셀 데이터와 다축 힘 사이의 보정 및 변환 관계를 나타내는 변환행렬을 나타내는데, AX-Y=Error로 정의하고 Error의 값이 최소가 되도록 하는 행렬 A를 구하는데, 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터를 상기 행렬 X에 입력하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서에서 측정된 다축의 힘 값을 상기 행렬 Y에 대입하여 상기 행렬 A를 구하는 다축 힘센서의 보정방법
6 6
제 5 항에 있어서,상기 행렬 A는 선형최소자승법(Linear least square method)으로 상기 Error의 값이 최소가 되도록 구하는 다축 힘센서의 보정방법
7 7
제 1 항에 있어서,상기 (c) 단계는상기 (c) 단계에서 피보정 다축 힘센서에서 측정한 셀 데이터를 상기 제 1 관계식에 대입하여 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터로 선형화된 데이터를 구하는 단계; 및상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터로 선형화된 데이터를 상기 제 2 관계식에 대입하여 상기 보정된 다축의 힘을 구하는 단계를 포함하는 다축 힘센서의 보정방법
8 8
제 1 항에 있어서,상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 상기 피보정 다축 힘센서의 센서셀은 서로 마주하는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 측정된 커패시턴스 값으로부터 상기 센서셀에 가해지는 힘을 측정하는 다축 힘센서의 보정방법
9 9
복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하고 센서 보정을 위한 기준 데이터를 제공하는 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 레퍼런스 다축 힘센서에 형성된 복수의 센서셀과 같은 센서셀 배치를 가지는 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하는 피보정 다축 힘센서에 대해 힘을 인가하여 상기 힘에 따른 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터를 측정하여, 상기 측정된 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터로부터 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 대응하는 상기 피보정 다축 힘센서의 센서셀 사이의 대응관계를 나타내는 제 1 관계식을 저장하는 제 1 관계식 저장부;상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 레퍼런스 다축 힘센서로부터 측정된 다축의 힘 사이의 변환관계를 나타내는 제 2 관계식을 저장하는 제 2 관계식 저장부; 및상기 피보정 다축 힘센서로부터 측정된 셀 데이터를 입력받아 상기 제 1 관계식과 상기 제 2 관계식을 이용하여 보정된 다축의 힘을 구하는 보정연산부를 포함하는 다축 힘센서의 보정장치
10 10
제 9 항에 있어서,상기 제 1 관계식은 피팅 알고리즘으로 생성되는 다축 힘센서의 보정장치
11 11
제 9 항에 있어서,상기 제 2 관계식은 AX=Y를 만족하는 행렬식으로 정의되고, 여기서 행렬 X는 입력되는 다축 힘센서의 셀 데이터를 나타내고 행렬 Y는 출력되는 다축의 힘을 타나내고 행렬 A는 다축 힘센서의 셀 데이터와 다축 힘 사이의 보정 및 변환 관계를 나타내는 변환행렬을 나타내는데, 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터를 상기 행렬 X에 입력하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서에서 측정된 다축의 힘 값을 상기 행렬 Y에 대입하여 상기 행렬 A를 구하는 다축 힘센서의 보정장치
12 12
제 9 항에 있어서,상기 제 2 관계식은 AX=Y를 만족하는 행렬식으로 정의되고, 여기서 행렬 X는 입력되는 다축 힘센서의 셀 데이터를 나타내고 행렬 Y는 출력되는 다축의 힘을 타나내고 행렬 A는 다축 힘센서의 셀 데이터와 다축 힘 사이의 보정 및 변환 관계를 나타내는 변환행렬을 나타내는데, AX-Y=Error로 정의하고 Error의 값이 최소가 되도록 하는 행렬 A를 구하는데, 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터를 상기 행렬 X에 입력하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서에서 측정된 다축의 힘 값을 상기 행렬 Y에 대입하여 상기 행렬 A를 구하는 다축 힘센서의 보정장치
13 13
제 12 항에 있어서,상기 행렬 A는 선형최소자승법(Linear least square method)으로 상기 Error의 값이 최소가 되도록 구하는 다축 힘센서의 보정장치
14 14
제 9 항에 있어서,상기 보정연산부는 피보정 다축 힘센서로부터 측정한 셀 데이터를 입력받아 상기 제 1 관계식에 대입하여 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터로 선형화된 데이터를 구하고, 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터로 선형화된 데이터를 상기 제 2 관계식에 대입하여 상기 보정된 다축의 힘을 구하는 다축 힘센서의 보정장치
15 15
복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하고 센서 보정을 위한 기준 데이터를 제공하는 레퍼런스 다축 힘센서;상기 레퍼런스 다축 힘센서에 형성된 복수의 센서셀과 같은 센서셀 배치를 가지는 복수의 센서셀에서 측정된 각각의 셀 데이터로부터 다축의 힘을 측정하는 피보정 다축 힘센서;상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센싱 좌표축의 원점과 상기 피보정 다축 힘센서의 센싱 좌표축의 원점이 일치하도록 두 개의 다축 힘센서를 결합시키는 결합 지그;상기 레퍼런스 다축 힘센서 또는 상기 피보정 다축 힘센서 중 어느 하나에 결합되어 외부의 힘을 전달하는 힘전달 지그;상기 힘전달 지그에 힘을 인가하는 외력가진부;상기 외력가진부에 의해 인가되는 힘에 따른 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 피보정 다축 힘센서의 셀 데이터를 측정하여 저장하는 셀 데이터 저장부;상기 셀 데이터 저장부에 저장된 셀 데이터로부터 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 대응하는 상기 피보정 다축 힘센서의 센서셀 사이의 대응관계를 나타내는 제 1 관계식을 생성하고 상기 레퍼런스 다축 힘센서의 셀 데이터와 상기 레퍼런스 다축 힘센서로부터 측정된 다축의 힘 사이의 변환관계를 나타내는 제 2 관계식을 생성하는 보정 관계식 생성부; 및상기 제 1 관계식과 제 2 관계식을 저장하는 보정 관계식 저장부를 포함하는 다축 힘센서의 보정장치
16 16
제 15 항에 있어서,상기 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 피보정 다축 힘센서는 각각 수직 방향의 힘을 측정하는 3개의 수직항력 센서셀과 수평 방향의 힘을 측정하는 3개의 전단력 센서셀로 형성되어 6축의 힘을 측정하는 다축 힘센서의 보정장치
17 17
제 15 항에 있어서,상기 레퍼런스 다축 힘센서의 센서셀과 상기 피보정 다축 힘센서의 센서셀은 서로 마주하는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에서 측정된 커패시턴스 값으로부터 상기 센서셀에 가해지는 힘을 측정하는 다축 힘센서의 보정장치
18 18
제 15 항에 있어서,상기 외력가진부는 상기 힘전달 지그에 회전력을 가하여 상기 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 피보정 다축 힘센서에 전단력을 가하는 전단력 인가부; 및상기 힘전달 지그에 수직항력을 가하여 상기 레퍼런스 다축 힘센서와 상기 피보정 다축 힘센서에 수직항력을 가하는 수직항력 인가부를 포함하는 다축 힘센서의 보정장치
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1 미래창조과학부 성균관대학교 산학협력단 생체모사형메카트로닉스융합기술개발사업 2/5 [1세부-성균관대]생체모사 근육형 구동기 기술 개발