KR100941058B1 - Intelligent shoe for measuring forces and moments while walking and forces data measuring method thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사람의 보행시 발바닥의 앞꿈치와 뒤꿈치에 가해지는 힘과 모멘트를 동시에 측정하는 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발에 관한 것이다. The present invention relates to an intelligent shoe for force information measurement for a gait experiment for simultaneously measuring the force and moment applied to the heel and heel of the sole of the person walking.

본 발명의 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발은 사람의 보행시 발바닥에 가해지는 힘과 모멘트를 동시에 측정하는 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 구조에 있어서, 신발의 깔창의 내부의 앞꿈치와 뒤꿈치 부분에 각각 설치되고, 일측에 구비된 외부접속단자와 연결된 6축 힘/모멘트센서와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서에서 감지된 신호를 저장 및 외부로 전송하는 제어수단를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. The intelligent shoe for force information measurement for walking experiments using the 6-axis force / moment sensor of the present invention is an intelligent shoe structure for force information measurement for walking experiments that simultaneously measures the force and moment applied to the sole of a person when walking. A six-axis force / moment sensor installed at each of the inner and outer heel portions of the insole of the shoe and connected to an external connection terminal provided at one side; It characterized in that it comprises a control means for storing and transmitting the signal sensed by the six-axis force / moment sensor to the outside.

또한 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 이용한 힘정보 측정방법은 위와 같이 구성된 신발을 이용하여 힘정보를 측정하되 보행시 발바닥에 미치는 힘과 모멘트를 감지하되, 뒤꿈치와 앞꿈치에 설치된 6축 힘/모멘트센서들에서 3개방향의 힘과 3개 방향의 모멘트가 각각 순차적으로 측정하고 ; 측정된 힘과 모멘트는 제어수단를 구성하는 증폭부에서 증폭된 상태로 제어부로 전달되어 디지털값으로 변환하며 ; 변환된 디지털신호는 통신부를 통해 컴퓨터로 전송함을 특징으로 한다. In addition, the force information measuring method using the intelligent shoes for force information measurement for walking experiments using the 6-axis force / moment sensor according to the present invention, while measuring the force information using the shoes configured as described above while the force and moment on the soles of the foot when walking Detect and measure the force in the three directions and the moment in the three directions in the six-axis force / moment sensors installed on the heel and front heel respectively; The measured force and moment are transferred to the control unit in amplified state in the amplifying unit constituting the control unit and converted into digital values; The converted digital signal is characterized in that the transmission to the computer through the communication unit.

보행, 신발, 힘정보, Walking, Shoes, Strength,

Description

6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 및 이를 이용한 힘정보 측정방법{Intelligent shoe for measuring forces and moments while walking and forces data measuring method thereby}Intelligent shoe for measuring force and moment information while walking and forces data measuring method

본 발명은 신발에 관한 것으로서, 상세하게는 사람이 직접 착용할 수 있고, 보행시 발 뒤꿈치로부터 앞꿈치로 순차적으로 가해지는 뒤꿈치의 힘(Fx, Fy, Fz)과 모멘트(Mx, My, Mz) 및 앞꿈치의 힘(Fx, Fy, Fz)과 모멘트(Mx, My, Mz)를 측정하여 컴퓨터에 저장함과 동시에 디스플레이 할 수 있는 지능형 신발로서 평면 뿐만 아니라 불규칙한 지면에서의 사람이 직접 신고 보행실험에 사용될 수 있는 사람의 보행실험을 위한 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 및 이를 이용한 힘정보 측정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a shoe, in particular a person can be worn directly, the heel force (Fx, Fy, Fz) and the moment (Mx, My, Mz) and sequentially applied from the heel to the heel when walking and It is an intelligent shoe that can measure and store the heel force (Fx, Fy, Fz) and moment (Mx, My, Mz) on the computer and display it at the same time. The present invention relates to an intelligent shoe for measuring force information for a pedestrian experiment using a 6-axis force / moment sensor for pedestrian experiment of a person and a method of measuring force information using the same.

보행분석(gait analysis)은 근 골격 신경계 질환에 대한 임상에서의 의사결정, 치료 후의 평가, 의지와 보장구의 평가 및 여러 생체 역학적인 연구 등에 사용되고 있고, 보행의 여러 측면을 측정하여 포괄적인 평가를 하게 되는데, 운동 형상학적 분석(kinematic analysis), 동적 근전도(dynamic electromyography)및 에너지소비량 측정(energy expenditure measurement)등을 포함한다. Gait analysis is used for clinical decision-making, musculoskeletal assessment, willingness and protection of the musculoskeletal disorders, and for biomechanical studies. These include kinematic analysis, dynamic electromyography, and energy expenditure measurements.

이중에서, 평지에서의 운동역학적인 분석은 현재의 계측장비로 측정이 가능하므로 연구의 진척이 많이 되어있으나 불규칙 지면을 포함한 다양한 지면에서의 보행은 측정시스템의 미비로 정확히 분석되지 않았다. 따라서 불규칙 지면을 포함한 다양한 지면에서의 보행분석에 관한 연구가 필요하다. Among these, the kinematic analysis on the plain has been progressed a lot since the measurement is possible with current measuring equipment, but the walking on various grounds including irregular grounds was not accurately analyzed due to the lack of measurement system. Therefore, it is necessary to study the gait analysis on various grounds including irregular grounds.

이러한 보행 분석은 사람의 보행에서 뒤꿈치로부터 앞꿈치까지 순차적으로 발바닥에 가해지는 힘(Fx, Fy, Fz)과 모멘트(Mx, My, Mz)를 측정하여 사람의 보행상황을 판단하기 위해서는 간편하게 신을 수 있는 신발로 구성되어야 하고, 신발의 뒤꿈치와 앞꿈치에 각각의 6축 힘/모멘트센서가 부착되어야 하며, 이들 센서들로부터 출력되는 값들을 측정하고 아날로그값을 디지털로 변화하며 이것을 출력함과 동시에 저장해야 한다. This gait analysis measures the force (Fx, Fy, Fz) and moments (Mx, My, Mz) applied to the soles from the heel to the heel in order to determine a person's gait situation. It must be composed of shoes, and each six-axis force / moment sensor must be attached to the heel and front heel of the shoe, measure the values output from these sensors, change the analog value digitally, and store it at the same time as output. .

즉 보행실험용 신발은 직접 신고 평면 혹은 불규칙한 지면에서 발바닥에 가해지는 힘들과 모멘트들을 측정 및 저장할 수 있도록 제작되어야 한다. In other words, the walking shoes should be manufactured to measure and store the forces and moments applied to the soles of the soles on flat or irregular ground.

지면에서의 운동학적 분석을 위한 기존의 보행분석 장치들을 살펴보면 평지의 보행분석을 위해 힘측정판(Force platform) 장비를 이용해 보행시 힘과 모멘트의 분포, 무게중심, 지면반력을 실시간으로 측정한다. Looking at the existing gait analysis devices for kinematic analysis on the ground, the force platform is used to measure the distribution of force, moment, center of gravity, and ground reaction force in real time.

미국 AMTI(Advanced Mechanical Technology Inc.)사의 아큐스웨이(AccuSway)장치는 재활의학이나 자세 교정 등을 요구하는 분야에서 자세의 움직임을 측정하는 장비이고 X, Y, Z 3방향의 힘과 토크를 측정하여 무게중심분포를 측정한다.AccuSway device of AMTI (Advanced Mechanical Technology Inc.) of USA is a device to measure posture movement in areas requiring rehabilitation medicine or posture correction, and measures force and torque in X, Y, and Z directions. Measure the center of gravity distribution.

벨기에의 알에스스켄(RSscan)사의 족압측정장치(Footscan plate)는 최대 2미터 길이를 가지는 플레이트(plate : 4 sensors/cmㅂ, 125Hz의 측정주파수) 위에 서 보행시의 동적 압력 측정 장치로 사용되어지며, 발 아래의 압력 분포 및 중력중심의 이동 등을 측정 할 수 있다.  The footscan plate of RSscan, Belgium, is used as a dynamic pressure measurement device for walking on plates up to 2 meters long (4 sensors / cm ㅂ, measuring frequency of 125 Hz). It can measure the pressure distribution under the foot and the movement of the center of gravity.

신발형 족압측정장치(Footscan insole)는 신발을 신고 압력을 측정할 수 있도록 고안된 동적 압력측정장치이고, 무선통신을 통해서 데이터를 컴퓨터에 저장하고 분석할 수 있다. Footscan insole is a dynamic pressure measurement device designed to measure pressure by wearing shoes and can store and analyze data on a computer through wireless communication.

이외에 신발의 앞과 뒷부분을 토이조인트(toe joint)로 연결하고 발바닥에 압력센서를 삽입한 보행분석용 신발 기구가 개발되어 있으며, 일본의 첨단과학기술센터에서는 자연스런 보행분석을 위해 6축 힘 센서를 신발에 부착하여 불규칙 지면에서의 사람의 걸음을 측정하였다. In addition, a pedestrian analysis shoe mechanism is connected to the front and rear of the shoe with a toe joint and a pressure sensor is inserted into the sole.A Japanese advanced science and technology center uses a six-axis force sensor for natural gait analysis. A person's walk on irregular ground was measured by attaching to shoes.

그밖에 다양한 종류의 신발형 보행측정장치들을 개발되어 있으며, 이러한 보행측정장치는 대부분 압력측정을 이용한 데이터 수집을 통한 보행분석을 목적으로 하고 있다.In addition, various types of shoe-type gait measuring devices have been developed, and most of these gait measuring devices are intended for gait analysis through data collection using pressure measurement.

기존의 운동분석학적 보행분석장치의 문제점은 보행분석장치를 평평한 지면에 고정해야하고 한쪽 발만 측정하므로 정확한 측정이 불가능한 단점을 가지고 있다. The problem with the conventional motion analysis gait analysis device is that it is impossible to accurately measure the gait analysis device because it must be fixed on a flat surface and only one foot is measured.

이러한 단점을 극복한 깔창(Insole) 타입의 측정장치는 신발을 신고 불규칙한 지면에서 보행시 발바닥의 압력을 측정할 수 있으나, 3차원 지면반력의 힘 및 모멘트를 측정 할 수 없어 보행운동의 정확한 분석이 어렵다. Insole-type measuring device that overcomes these shortcomings can measure the pressure of the sole when walking on irregular ground while wearing shoes, but it cannot measure the force and moment of three-dimensional ground reaction force. it's difficult.

그리고 신발의 발꿈치부분에 1개 6축 힘센서를 부착한 보행분석장치는 뒤꿈치 부근에서만 힘과 모멘트를 측정하므로 이 부근의 무게중심을 파악할 수 있으나 발의 앞부분에서의 힘측정이 불가능하므로 보행 사이클 전 구간에 대해서 무게중심을 측정할 수 없다. In addition, the pedestrian analyzer equipped with one 6-axis force sensor on the heel of the shoe measures the force and moment only in the vicinity of the heel so that the center of gravity can be determined. The center of gravity cannot be measured for.

즉, 기존의 시스템은 불규칙한 지면에서 사람이 보행할 때 발뒤꿈치로부터 앞꿈치의 엄지와 검지 발가락 사이로 옮겨가는 무게중심을 정확히 파악할 수 없는 단점을 가지고 있다. In other words, the conventional system has a disadvantage in that it is impossible to accurately grasp the center of gravity moving from the heel to the thumb and index toe of the heel when a person walks on irregular ground.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 평면뿐만 아니라 불규칙한 지면에서 사람의 보행시 발의 뒤꿈치로부터 앞꿈치로 순차적으로 가해지는 뒤꿈치의 힘(Fx, Fy, Fz)과 모멘트(Mx, My, Mz) 및 앞꿈치의 힘(Fx, Fy, Fz)과 모멘트(Mx, My, Mz)를 측정하여 컴퓨터에 저장함과 동시에 디스플레이 할 수 있는 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 및 이를 이용한 힘정보 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve the above problems, the force of the heel (Fx, Fy, Fz) and the moment (Mx, My) sequentially applied from the heel of the foot to the front heel when the person walks on the plane as well as irregular ground , Mz) and force (Fx, Fy, Fz) and moments (Mx, My, Mz) and force information for walking experiments using a 6-axis force / moment sensor that can be stored and displayed on a computer The purpose of the present invention is to provide intelligent shoes and a force information measuring method using the same.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발은 사람의 보행시 발바닥에 가해지는 힘과 모멘트를 동시에 측정하는 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 구조에 있어서, 신발의 깔창의 내부의 앞꿈치와 뒤꿈치 부분에 각각 설치되고, 일측에 구비된 외부접속단자와 연결된 6축 힘/모멘트센서와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서에서 감지된 신호를 저장 및 외부로 전송하는 제어수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. Force information for pedestrian experiments using the six-axis force / moment sensor of the present invention for achieving the above object is the force information for the pedestrian experiment to measure the force and moment applied to the sole of the foot at the same time An intelligent shoe structure for measurement, comprising: a six-axis force / moment sensor installed at each of the heel and heel portions of an insole of a shoe and connected to an external connection terminal provided at one side; It characterized in that it comprises a control means for storing and transmitting the signal sensed by the six-axis force / moment sensor to the outside.

또한 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 이용한 힘정보 측정방법은 위와 같이 구성된 신발을 이용하여 힘정보를 측정하되 보행시 발바닥에 미치는 힘과 모멘트를 감지하되, 뒤꿈치와 앞꿈치에 설치된 6축 힘/모멘트센서들에서 3개방향의 힘과 3개 방향의 모멘트가 각각 순차적으로 측정하고 ; 측정된 힘과 모멘트는 제어수단를 구성하는 증폭부에서 증폭된 상태로 제어부로 전달되어 디지털값으로 변환하며 ; 변환된 디지털신호는 통신부를 통해 컴퓨터로 전송함을 특징으로 한다. In addition, the force information measuring method using the intelligent shoes for force information measurement for walking experiments using the 6-axis force / moment sensor according to the present invention, while measuring the force information using the shoes configured as described above while the force and moment on the soles of the foot when walking Detect and measure the force in the three directions and the moment in the three directions in the six-axis force / moment sensors installed on the heel and front heel respectively; The measured force and moment are transferred to the control unit in amplified state in the amplifying unit constituting the control unit and converted into digital values; The converted digital signal is characterized in that the transmission to the computer through the communication unit.

본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발은 사람이 직접 착용할 수 있고, 보행시 발의 뒤꿈치로부터 앞꿈치로 순차적으로 가해지는 뒤꿈치의 힘과 모멘트 및 앞꿈치의 힘과 모멘트를 측정하여 컴퓨터에 저장함과 동시에 디스플레이 할 수 있게 함으로서 평면뿐만 아니라 불규칙한 지면에서의 사람이 직접 신고 보행실험에 사용될 수 있으므로 보행실험을 보다 용이하게 할 수 있게 하는 효과가 있다. Intelligent shoes for the force information measurement for walking experiments using the 6-axis force / moment sensor according to the present invention can be worn directly by the person, the force and moment of the heel sequentially applied to the heel from the heel of the foot during walking The force and moment can be measured and stored on the computer and displayed at the same time, so that the person can be directly used for the walking test on irregular ground as well as the plane, making the walking test easier.

이하, 본 발명의 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an intelligent shoe for measuring force information for walking experiments using the six-axis force / moment sensor of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발의 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발에 설치된 6축힘/모멘트센서의 배치 상태를 도시한 깔창의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발에 구비된 제어수단의 구성도이다. 1 is a side view of an intelligent shoe for measuring force information for a walking test using a 6-axis force / moment sensor according to the present invention, Figure 2 is a force information for a walking test using a 6-axis force / moment sensor according to the present invention Figure 6 is a perspective view of the insole showing the arrangement state of the six-axis force / moment sensor installed in the intelligent shoes for measurement, Figure 3 is provided in the intelligent shoes for force information measurement for walking experiments using the six-axis force / moment sensor according to the present invention It is a block diagram of a control means.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발은 사람의 보행시 발바닥에 가해지는 힘과 모멘트를 동시에 측정하는 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 구조에 있어서, 신발의 깔창(100)의 내부의 앞꿈치와 뒤꿈치 부분에 각각 설치되고, 일측에 구비된 외부접속단자(1a, 2a)와 연결된 6축 힘/모멘트센서(1, 2)와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)에서 감지된 신호를 저장 및 외부로 전송하는 제어수단(3)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다. As shown, the intelligent shoe for the force information measurement for the walking test using the 6-axis force / moment sensor according to the present invention is a force information measurement for the walking test to simultaneously measure the force and moment applied to the sole of the person when walking In the intelligent shoe structure for the shoe, the six-axis force / moment sensor (1, 2) installed in each of the front heel and heel portion of the insole 100 of the shoe, connected to the external connection terminals (1a, 2a) provided on one side Wow ; It characterized in that it comprises a control means for storing and transmitting the signal sensed by the six-axis force / moment sensor (1, 2) to the outside.

상기 제어수단(3)는 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)와 연결된 외부접속단자(1a, 2a)에 접속되는 센서접속부(31)와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)로부터 입력되는 정보가 저장되는 저장부(32)와 ; 컴퓨터와 접속가능한 접속단자(33a)를 포함하는 통신부(33)와 ; 회로의 구동을 온/오프(on/off)시키는 스위칭부(34)와 ; 전체 회로를 구성하는 각 구성요소의 구동을 제어하는 제어부(300) 및 ; 전원을 공급하는 전원공급부(39)를 포함하여 구성된다. The control means (3) includes a sensor connection portion (31) connected to the external connection terminals (1a, 2a) connected to the six-axis force / moment sensor (1, 2); A storage unit 32 for storing information input from the six-axis force / moment sensors 1 and 2; A communication unit 33 including a connection terminal 33a connectable with a computer; A switching unit 34 for turning on / off driving of the circuit; A control unit 300 for controlling the driving of each component constituting the entire circuit; It is configured to include a power supply unit 39 for supplying power.

상기 제어수단(3)은 마이크로 컴퓨터 등으로 만들어질 수 있으며, 신발착용자의 신테 일부에 부착시킨 상태에서 사용될 수 있다. The control means 3 may be made of a microcomputer or the like, and may be used in a state in which it is attached to a portion of a shoe ring of a shoe wearer.

상기와 같이 구성된 신발에 있어서, 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)는 로봇이나 기계설비에 설치되어 3개 방향의 힘과 3개 방향의 모멘트를 동시에 측정하는 센서 중 어느 하나를 선택하여 구성할 수 있으며, 이러한 6축 힘/모멘트센서는 이미 잘 알려진 기술로서 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. In the shoe configured as described above, the six-axis force / moment sensor (1, 2) is installed in the robot or mechanical equipment to select any one of the sensors to measure the force in three directions and the moment in three directions at the same time It is possible to configure, such a six-axis force / moment sensor is a well-known technology and a detailed description thereof will be omitted.

또한, 이러한 6축 힘/모멘트센서는 본 출원인에 의해 개발되어 특허등록된 기술을 선택하여 사용할 수 있다. In addition, such a six-axis force / moment sensor can be selected and used by the patented technology developed by the applicant.

상기 제어수단(3)는 신발의 깔창(100)에 설치된 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)를 제어하고, 이로부터 감지된 힘과 모멘트를 저장하고 컴퓨터로 전송하는 역할을 한다. The control means (3) controls the six-axis force / moment sensors (1, 2) installed in the insole 100 of the shoe, and stores the force and moment detected therefrom and transmits to the computer.

상기 제어수단(3)는 도 2에 도시한 바와 같이 신발의 깔창(100)의 일측에 노출된 외부접속단자(1a, 2a)에 용이하게 접속될 수 있도록 센서접속부(31)가 접속단자로 구성되어 있으며, 이 센서접속부(31)에 접속된 6축 힘/모멘트센서(1, 2)로부터 감지된 신호는 미세하여 컴퓨터(미도시)까지 전송하는 과정에서 노이즈 발생될 수 있으므로 이를 증폭하기 위해 센서접속부(31)와 제어부(30) 사이에 증폭부(31a)를 더 구성하여 감지된 신호를 증폭시킬 수 있게 하였다. As shown in FIG. 2, the control means 3 includes a sensor connection part 31 as a connection terminal so that the control means 3 can be easily connected to the external connection terminals 1a and 2a exposed at one side of the insole 100 of the shoe. Since the signal detected from the 6-axis force / moment sensors 1 and 2 connected to the sensor connection part 31 is fine, noise may be generated in the process of transmitting to a computer (not shown), so that the sensor may be amplified. The amplifier 31a is further configured between the connecting portion 31 and the controller 30 to amplify the detected signal.

또한, 상기 제어수단(3)에는 LCD(37)가 더 구비될 수 있다. In addition, the control means 3 may be further provided with an LCD 37.

6축 힘/모멘트센서(1, 2)에서 감지된 힘과 모멘트 정보는 제어수단(3)를 통해 컴퓨터로 전송되고, 컴퓨터를 구성하는 표시장치를 통해 표시할 수 있으나 컴퓨터로 전송하기 전에 확인할 수 있도록 상기 LCD를 더 구비할 수 있다. The force and moment information detected by the 6-axis force / moment sensor (1, 2) is transmitted to the computer through the control means (3), can be displayed through the display device constituting the computer, but can be confirmed before transmission to the computer The LCD may be further provided.

상기 제어부(30)와 스위칭부(34) 및 LCD(37)사이에는 스위칭부(34) 및 LCD(37)의 신호를 제어부(30)에서 원하는 신호로 변환하는 변환부(34a, 37a)가 더 구비된다. Between the control unit 30, the switching unit 34 and the LCD 37, the conversion unit 34a, 37a for converting the signals of the switching unit 34 and the LCD 37 into a desired signal in the control unit 30 is further included. It is provided.

상기와 같이 구성된 제어수단(3)에서 제어부는 DSP로 구성함이 바람직하고, 이렇게 DSP로 구성된 제어부와의 신호 송수신을 원활하게 하기 위하여 상기 변환부(34a, 37a)를 제어부(30)와 스위칭부(34) 및 LCD(37)사이에 더 구비할 수 있다. In the control means 3 configured as described above, the control unit is preferably composed of a DSP. In order to facilitate signal transmission and reception with the control unit composed of the DSP, the control unit 34a and 37a may be controlled by the control unit 30 and the switching unit. It may be further provided between the 34 and the LCD (37).

상기와 같이 구성된 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 구성하는 제어수단을 구성하는 각 구성 부분은 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.Each component part constituting the control means constituting the intelligent shoe for force information measurement for the walk experiment configured as described above can be carried out in various modifications.

위와 같이 구성된 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 이용한 힘정보 측정방법은 보행시 발바닥에 미치는 힘과 모멘트를 감지하되, 뒤꿈치와 앞꿈치에 설치된 6축 힘/모멘트센서(1, 2)들에서 3개방향의 힘과 3개 방향의 모멘트가 각각 순차적으로 측정되고 ; 측정된 힘과 모멘트는 제어수단(3)를 구성하는 증폭부(31a)에서 증폭된 상태로 제어부(30)로 전달되어 디지털값으로 변환되며 ; 변환된 디지털신호는 통신부(33)를 통해 컴퓨터로 전송된다. The force information measuring method using the intelligent shoes for force information measurement for the pedestrian experiment configured as described above detects the force and moment on the sole of the foot while walking, but the six-axis force / moment sensors (1, 2) installed on the heel and front heel The forces in three directions and the moments in three directions are measured sequentially; The measured force and moment are transferred to the control unit 30 in an amplified state in the amplifying unit 31a constituting the control unit 3 and converted into digital values; The converted digital signal is transmitted to the computer through the communication unit 33.

즉, 두 개의 6축 힘/모멘트센서(1, 2)에서 각각 감지된 힘과 모멘트 정보는 상기 제어수단(3)를 통해 저장되고 전송 및 디스플레이된다. That is, the force and moment information sensed by the two six-axis force / moment sensors 1 and 2 respectively are stored, transmitted and displayed via the control means 3.

도 1은 본 발명에 따른 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발의 측면도이고, 1 is a side view of an intelligent shoe for measuring force information for a walking test according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발에 설치된 6축힘/모멘트센서의 배치 상태를 도시한 깔창의 사시도이고, Figure 2 is a perspective view of the insole showing the arrangement state of the six-axis force / moment sensor installed in the intelligent shoe for force information measurement according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발에 구비된 제어수단의 구성도이다. Figure 3 is a block diagram of the control means provided in the intelligent shoe for measuring force information for the walking test according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1, 2 : 6축힘/모멘트센서1, 2: 6-axis force / moment sensor

3 : 제어수단3: control means

30 : 제어부30: control unit

31 : 센서접속부 31a : 증폭부31 sensor connection part 31a amplifier part

32 : 저장부32: storage unit

33 : 통신부 33a : 통신단자33: communication unit 33a: communication terminal

34 : 스위칭부 34a : 변환부34: switching section 34a: conversion section

37 : LCD 37a : 변환부37: LCD 37a: converter

38 : 발진부 39 : 전원공급부38: oscillation unit 39: power supply unit

Claims (7)

신발의 깔창(100)의 내부의 앞꿈치와 뒤꿈치 부분에 각각 설치되고, 일측에 구비된 외부접속단자(1a, 2a)와 연결된 다수의 센서과 ; 센서에서 감지된 신호를 저장 및 외부로 전송하는 제어수단(3)를 포함하여 구성되어 사람의 보행시 발바닥에 가해지는 힘과 모멘트를 동시에 측정하는 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발 구조에 있어서, A plurality of sensors installed in the front heel and the heel portion of the insole 100 of the shoe, respectively, connected to the external connection terminals 1a and 2a provided on one side; In the intelligent shoe structure for force information measurement for walking experiments comprising a control means (3) for storing and transmitting the signal sensed by the sensor to the outside and simultaneously measuring the force and moment applied to the sole of the person when walking , 상기 센서는 3개 방향의 힘과 3개 방향의 모멘트를 동시에 측정하는 6축 힘/모멘트센서(1, 2)로 구성되고, The sensor is composed of six-axis force / moment sensor (1, 2) for measuring the force in three directions and the moment in three directions at the same time , 상기 제어수단(3)는 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)와 연결된 외부접속단자(1a, 2a)에 접속되는 센서접속부(31)와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)로부터 입력되는 정보가 저장되는 저장부(32)와 ; 컴퓨터와 접속가능한 접속단자(33a)를 포함하는 통신부(33)와 ; 회로의 구동을 온/오프(on/off)시키는 스위칭부(34)와 ; 전체 회로를 구성하는 각 구성요소의 구동을 제어하는 제어부(300) 및 ; 전원을 공급하는 전원공급부(39)를 포함하여 구성되며, The control means (3) includes a sensor connection portion (31) connected to the external connection terminals (1a, 2a) connected to the six-axis force / moment sensor (1, 2); A storage unit 32 for storing information input from the six-axis force / moment sensors 1 and 2; A communication unit 33 including a connection terminal 33a connectable with a computer; A switching unit 34 for turning on / off driving of the circuit; A control unit 300 for controlling the driving of each component constituting the entire circuit; It is configured to include a power supply unit 39 for supplying power, 상기 제어수단(3)에는 LCD(37)가 구비되고, 상기 제어부(30)와 스위칭부(34) 및 LCD(37)사이에는 스위칭부(34) 및 LCD(37)의 신호를 제어부(30)에서 원하는 신호로 변환하는 변환부(34a, 37a)가 구비되며, 상기 센서접속부(31)와 제어부(30) 사이에는 증폭부(31a)가 더 구비됨을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발. The control means (3) is provided with an LCD (37), and between the control unit 30, the switching unit 34 and the LCD 37, the control unit 30 and the signal of the switching unit 34 and LCD 37 Using a six-axis force / moment sensor, characterized in that the conversion unit (34a, 37a) for converting to the desired signal is provided between the sensor connection unit 31 and the control unit 30 is further provided. Intelligent shoes for force information measurement for pedestrian experiments. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 신발의 깔창(100)의 내부의 앞꿈치와 뒤꿈치 부분에 각각 설치되고, 일측에 구비된 외부접속단자(1a, 2a)와 연결된 6축 힘/모멘트센서(1, 2)와 ; 상기 6축 힘/모멘트센서(1, 2)에서 감지된 신호를 저장 및 외부로 전송하는 제어수단(3)를 포함하여 구성된 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 이용한 힘정보 처리 방법에 있어서, A six-axis force / moment sensor (1, 2) installed at each of the front heel and heel portion of the shoe insole 100 and connected to the external connection terminals (1a, 2a) provided on one side; In the force information processing method using an intelligent shoe for measuring force information for walking experiments comprising a control means (3) for storing and transmitting the signal sensed by the six-axis force / moment sensor (1, 2) to the outside , 보행시 발바닥에 미치는 힘과 모멘트를 감지하되, 뒤꿈치와 앞꿈치에 설치된 6축 힘/모멘트센서(1, 2)들에서 3개방향의 힘과 3개 방향의 모멘트가 각각 순차적으로 측정되고 ; Sensing the force and moment on the sole when walking, the three-axis force and the moment in three directions are measured sequentially in the six-axis force / moment sensors (1, 2) installed on the heel and front heel; 측정된 힘과 모멘트는 제어수단(3)를 구성하는 증폭부(31a)에서 증폭된 상태로 제어부(30)로 전달되어 디지털값으로 변환되며 ; The measured force and moment are transferred to the control unit 30 in an amplified state in the amplifying unit 31a constituting the control unit 3 and converted into digital values; 변환된 디지털신호는 통신부(33)를 통해 컴퓨터로 전송됨을 특징으로 하는 6축 힘/모멘트센서를 이용한 보행실험을 위한 힘정보 측정용 지능형 신발을 이용한 힘정보 측정방법.The converted digital signal is transmitted to a computer through the communication unit 33, the force information measuring method using the intelligent shoes for force information measurement for walking experiments using a six-axis force / moment sensor. 삭제delete
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