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직물표면과 손끝사이의 마찰계수 측정기술개발
Development of Measurement System for Friction Coefficient between fabric surface and fingertip 원문보기

한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집, 2003 Apr. 01, 2003년, pp.404 - 406  

권영하 (경희대학교 테크노공학대학 기계ㆍ산업시스템공학과) ,  권현준 (경희대학교 테크노공학대학 기계ㆍ산업시스템공학) ,  박경희 (경희대학교 테크노공학대학 기계ㆍ산업시스템공학과)

초록
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직물의 촉각은 인간의 피부와 직물사이의 마찰력, 온도, 진동 등의 물리적, 역학적인 현상에 의해서 느끼게 된다. 그 중에서 마찰력은 질감을 결정하게 하는 가장 중요한 요소이다. 지금까지의 연구는 직물과 금속 등의 다른 물질 또는 직물과 직물사이에서 나타나는 마찰력을 측정하였으나, 본연구에서는 직접 손끝으로 문지를 때 나타나는 마찰력을 실시간으로 측정할 수 있도록 다축 로드셀등을 이용한 측정장치를 개발하였다. (중략)

AI 본문요약
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제안 방법

  • X방향의 힘 측정 센서는 손끝이 직물을 누르며 움직일 때 마찰력을 측정하며, z 방향의 로드셀은 손끝이 누르는 힘을 측정하여 서로 비를 구함으로써 마찰계수를 결정할 수 있도록 하였다. X 방향의 로드셀은 용량이 1N으로 0.1% 이 내의 정밀정확도를 유지하고, z 방향의 로드셀은 용량이 10N으로 0.04% 이내의 정밀 정확도를 유지 하도록 제작하였다. 다축 로드셀의 설계에서 x-z 방향의 센서는 상호 간섭을 하므로 보정이 필요하다.
  • 특수하게 설계 제작된 다축 로드셀은 스트레인 게이지를 이용한 센서로서 X방향(Fx)과 z방향(Fz)의 힘을 동시에 측정할 수 있도록 구성하였다. X방향의 힘 측정 센서는 손끝이 직물을 누르며 움직일 때 마찰력을 측정하며, z 방향의 로드셀은 손끝이 누르는 힘을 측정하여 서로 비를 구함으로써 마찰계수를 결정할 수 있도록 하였다. X 방향의 로드셀은 용량이 1N으로 0.
  • 손끝을 접촉자로 사용하여 마찰계수를 측정하는 것이 가능하게 장치를 설계하였다- 객관성을 높 이기 위하여 손끝이 누르는 압력과 속도를 일정하게 유지하도록 다축로드셀과 리니어모터를 사용하였다. 같은 직물을 여러 번 문지르게 되면 잔털 등의 정렬이 바뀌게 되어 마찰계수가 감소하는 경향을 보인다.
  • 그 중에서 마찰력은 질감을 결정하게 하는 가장 중요한 요소이다. 지금까지의 연구는 직물과 금속 등의 다른 물질 또는 직물과 직물사이에서 나타나는 마찰력을 측정하였으나, 본 연구에서는 직접 손끝으로 문지를 때 나타나는 마찰력을 실시간으로 측정할 수 있도록 다축 로드셀 등을 이용한 측정장치를 개발하였다.

  • 2. 마찰계수의 측정

    측정장치는 다축 로드셀과 리니어 모터로 구성되어 있으며, 측정 및 구동은 컴퓨터에 의해 자동 으로 처리되도록 하였다. 특수하게 설계 제작된 다축 로드셀은 스트레인 게이지를 이용한 센서로서 X방향(Fx)과 z방향(Fz)의 힘을 동시에 측정할 수 있도록 구성하였다.

  • 측정장치는 다축 로드셀과 리니어 모터로 구성되어 있으며, 측정 및 구동은 컴퓨터에 의해 자동 으로 처리되도록 하였다. 특수하게 설계 제작된 다축 로드셀은 스트레인 게이지를 이용한 센서로서 X방향(Fx)과 z방향(Fz)의 힘을 동시에 측정할 수 있도록 구성하였다. X방향의 힘 측정 센서는 손끝이 직물을 누르며 움직일 때 마찰력을 측정하며, z 방향의 로드셀은 손끝이 누르는 힘을 측정하여 서로 비를 구함으로써 마찰계수를 결정할 수 있도록 하였다.

대상 데이터

  • 리니어 모터는 손끝을 고정시켜 누른 상태에서 직물을 둥속으로 움직이는데 사용하였다. AC 모 터나 DC 모터를 일반적인 베어링으로 제작된 이동장치와 같이 사용하면 진동이나 상하 움직임이 있고 등속을 정확하게 유지할 수 없으므로 리니어 모터를 사용하였다. 사용된 리니어 모터는 최대 이동거리 175mm, 위치 분해능 却m, 위치정밀도 4㎛, 속도 0.
  • AC 모 터나 DC 모터를 일반적인 베어링으로 제작된 이동장치와 같이 사용하면 진동이나 상하 움직임이 있고 등속을 정확하게 유지할 수 없으므로 리니어 모터를 사용하였다. 사용된 리니어 모터는 최대 이동거리 175mm, 위치 분해능 却m, 위치정밀도 4㎛, 속도 0.00hn/s - 3m/s 특성이 있어 마찰계수 의 측정에 오차를 줄일 수 있는 특수한 장치로 판단된다. 로드셀에서 나오는 신호는 외부 잡음을 제 거하고 신호를 증폭시켜 정확한 힘을 측정할 수 있도록 Instruments Division의 2310 signal conditioning amplifier를 사용하였다.

이론/모형

  • 00hn/s - 3m/s 특성이 있어 마찰계수 의 측정에 오차를 줄일 수 있는 특수한 장치로 판단된다. 로드셀에서 나오는 신호는 외부 잡음을 제 거하고 신호를 증폭시켜 정확한 힘을 측정할 수 있도록 Instruments Division의 2310 signal conditioning amplifier를 사용하였다. 신호는 50Hz의 속도로 저장하여 처리하였다.
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