KR101373761B1 - 신체 균형감각 측정기 - Google Patents

Abstract

신체 균형감각 측정을 위한 측정기가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기는, 측정부를 통해 검출수단으로 전해지는 하중 분포를 기초로 신체 균형감각을 측정하고 그 측정된 균형감각을 사용자 인식 가능하게 표출할 수 있도록 된 것을 구성의 요지로 한다.

Description

신체 균형감각 측정기{Body static sense measure device}

본 발명은 신체 균형감각 측정을 위한 측정기에 관한 것으로, 상세하게는 두 발을 모으거나 벌리고 선 상태에서 측정패널에 가해지는 하중 분포를 기초로 신체 균형감각을 측정하고 사용자 인식 가능하게 표출하는 신체 균형감각 측정기에 관한 것이다.

사람이 제자리에 서 있더라도 무게중심 및 균형감각의 불균형으로 한 쪽으로 기울어지게 되는 경우가 있다. 균형감각(均衡感覺)이 떨어지면 서있거나 보행에도 심각한 영향을 줄 수 있다. 특히 낙상(落傷)의 원인 중 신체 균형감각이 밀접하게 관련된다. 즉 낙상의 원인으로 바닥이 미끄럽거나 지면이 고르지 못한 것과 같은 환경적 요인도 있겠지만, 신체 평형유지 기능 등이 약해짐에 따라 신체의 조정능력이 떨어져서 발생하는 경우가 많다.

더욱이 노인들에게 낙상이 많이 발생하는 가장 큰 요인 중 하나가 노화에 의한 신경계의 기능저하이다. 이와 같은 낙상사고를 사전에 예방하기 위해서는 평소 신체의 근력과 균형감각을 향상시키는 운동을 규칙적으로 행하는 것이 매우 중요하다. 낙상 예방을 위한 규칙적인 운동은 우리 몸의 근력과 심폐 기능을 강화시키는 데에 중요한 것은 물론 평형기능을 향상시킴에 있어 큰 도움이 되기 때문이다.

낙상예방을 위한 간단한 운동으로는, 한 쪽 발만 지면에 댄 상태로 수 초간 서있거나, 양 쪽 발을 번갈아 지면으로부터 떼면서 균형을 유지하는 운동을 예로 들 수 있다. 그러나 이와 같은 운동은 신체 균형감각을 향상시킴에 있어 분명 도움은 되지만, 신체 균형감각이 어떠한 형태로 어느 만큼 취약한 지에 대한 구체적 정보 없이 행해지는 단순 운동으로, 취약점에 대한 체계적인 관리 및 보완이 미흡한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 두 발을 모으거나 벌리고 서 있으면, 발바닥을 통해 측정패널에 가해지는 하중 분포를 기초로 신체 무게중심 및 균형감각을 측정하고 측정 데이터를 사용자가 인식 가능하게 표출함으로써, 신체 균형감각에 대한 관리가 체계적으로 이루어질 수 있도록 하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 전자식 유희장치(게임기)에 연동 가능하도록 구성함으로써, 측정된 균형감각 데이터를 기초로 균형감각이 취약한 부분에 대한 체계적이면서도 흥미유발을 통해 트레이닝의 지속성을 도모하고자 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 일 측면에 따르면, 발로 디딜 수 있는 디딤면을 형성한 측정부와, 디딤면을 딛고 상기 측정부 위에 올라 섰을 때 발바닥을 통해 다양한 방향으로 입력되는 사용자 하중 분포를 검출하는 검출수단과, 검출수단을 통해 획득된 신호를 기초로 신체 정보를 분석하는 제어부 및 제어부에 의해 분석된 신체 정보 결과를 사용자가 인식 가능하게 표출하는 표출수단으로 이루어져, 상기 측정부를 통해 검출수단으로 전해지는 하중 분포를 기초로 신체 밸런싱을 측정하고 그 측정된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하는 신체 균형감각 측정기를 제공한다.

일 측면에 따른 측정기에서, 상기 측정부는 여러 개로 분리 구획된 측정영역을 형성한 구성의 측정패널과 설치 대상면과 접촉하는 베이스 사이로 쿠션체가 충전되어 쿠션층을 형성한 구성을 갖고, 상기 검출수단은 각각의 측정영역에 속하는 측정패널 저부에 적어도 하나 이상씩 설치되어 해당 측정영역의 측정패널을 통해 입력되는 하중을 검출하는 센서부재 예컨대, 로드 셀(road cell) 일 수 있다.

이와는 다르게, 상기 측정부는 측정패널과 설치 대상면과 접촉하는 베이스가 그 사이의 중앙 굴절형 연결부를 매개로 일정한 간격을 두고 이격되게 연결된 구성을 갖고, 상기 검출수단은 굴절형 연결부 외곽의 측정패널과 베이스 사이에 일정 간격으로 배치되어 상기 굴절형 연결부를 기준으로 한 베이스에 대한 측정패널의 굴절된 움직임을 검출하는 복수의 센서부재일 수 있다.

이때 상기 중앙 굴절형 연결부는 측정패널과 베이스에 각각 설치되는 볼부분과 이 볼부분을 감싸는 하우징으로 된 볼 조인트와, 상기 볼 조인트 주변에 배치되어 베이스와 측정패널을 상호 탄성 연결하며 베이스에 대한 측정패널의 굴절된 움직임을 복원시키는 방향으로 탄성을 제공하는 복수의 탄성부재로 된 구성일 수 있다.

이 경우 상기 탄성부재는 볼 조인트를 사이에 두고 상호 대향 배치되는 복수 쌍의 압축 스프링일 수 있다.

다른 예로서, 상기 측정부는 측정패널과 설치 대상면과 접촉하는 베이스가 같은 극성의 전자석으로 이루어져 척력(斥力)에 의해 일정 거리를 두고 평행하게 이격되는 구성을 갖고, 상기 검출수단은 측정패널과 베이스 사이에 일정 간격으로 배치되어 하중에 의한 상기 베이스에 대한 측정패널의 움직임을 검출하는 복수의 센서부재일 수 있다.

일 측면에서 측정된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출수단은, 측정부 일 측으로 연결되며 다양한 입력키를 구비하는 디스플레이 패널일 수 있다.

이와는 다르게, 측정된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출수단은, 상기 측정부와 인터페이스 수단을 매개로 전기적으로 연결되는 PC의 모니터일 수 있다.

과제 해결을 위한 수단으로서 다른 측면에 따르면, 외부기기와 전기적으로 연결 가능한 인터페이스부를 갖춘 상기한 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기와, 다양한 트레이닝용 프로그램이 입력된 저장수단과 그 저장수단에 입력된 프로그램을 표출하는 디스플레이부를 포함하는 본체로 이루어져, 디스플레이부를 통해 표출되는 안내지시에 따라 상기 신체 균형감각 측정기의 측정부를 동작시키면서 게임을 즐기듯 트레이닝을 행할 수 있는 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치를 제공한다.

일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기에 따르면, 측정부 위에 두 발을 모으거나 벌리고 서 있으면, 발바닥을 통해 측정패널에 가해지는 하중 분포를 기초로 신체 균형감각을 측정하고 그 측정된 데이터를 사용자가 인식 가능하게 표출한다. 즉, 신체 균형감각이 어느 정도 부족하고 어느 쪽으로 편중되는 지에 대한 구체적 정보를 제공함으로써, 신체 균형감각에 대한 관리가 보다 체계적으로 이루어질 수 있게 해준다.

또한, 다른 측면에 따른 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치는, 이와 같은 다른 측면에 따른 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치는, 디스플레이부를 통해 표출되는 안내지시에 따라 일 측면에 따른 측정기의 측정부를 동작시키면서 마치 게임을 즐기듯 트레이닝이 체계적으로 행해질 수 있도록 장치가 구현됨에 따라, 측정된 균형감각 데이터를 기초로 균형감각이 취약한 부분에 대한 체계적인 트레이닝과 흥미유발을 통해 지속적인 트레이닝을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 바람직한 일 실시예를 나타낸 사시도.
도 3는 도 2의 일 실시예에 나타난 측정기의 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 바람직한 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 다른 실시예에 나타난 측정기의 개략 단면도.
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 바람직한 또 다른 실시예를 나타낸 사시도.
도 7은 도 6의 또 다른 실시예에 나타난 측정기의 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 측면인 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치의 개략적인 블록 구성도.
도 9는 본 발명의 다른 측면인 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치의 바람직한 실시예에 따른 개략 사시도.

본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기는, 신체 무게중심 및 균형감각을 측정하여 그 측정 데이터를 사용자 인식 가능하게 표출함으로써, 획득된 균형감각과 관련한 정보를 기초로 신체 균형에 대한 관리가 체계적으로 이루어질 수 있도록 하고, 이를 통해 신체 균형과 관련하여 취약한 부분에 대한 보다 효과적이고 효율적인 트레이닝이 행해질 수 있도록 한 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 측면에 따른 측정기의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서는 공지된 구성에 대해 그 상세한 설명은 생략하기로 하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 먼저 도 1을 참조하여 일 측면에 따른 측정기의 전체적인 구성에 대해 개략적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기(1)는, 측정부(10), 상기 측정부(10) 위에 올라 섰을 때 발바닥을 통해 다양한 방향으로 입력되는 사용자 하중 분포를 검출하는 검출수단(12) 및 제어부(14)로 포함하고, 측정부(10)를 통해 검출수단(12)으로 전해지는 하중 분포를 기초로 신체 균형감각을 측정하며 그 측정된 정보가 표출수단(16)을 통해 사용자 인식 가능하게 표출되는 구성을 갖는다.

측정부(10)는 사용자가 안정되게 발로 딛고 설 수 있는 디딤면을 제공하며, 검출수단(12)은 측정부(10)의 상기 패널을 통해 전해지는 하중과 관련된 정보를 획득하기 위해 기능한다. 그리고 제어부(14)는 상기 검출수단(12)을 통해 획득된 신호를 기초로 미리 입력된 정상적인 값(표준 값)과 비교하는 분석을 행하고 그 분석 결과에 기초하여 측정자 신체 밸런싱 불균형과 관련된 정보를 신호로서 출력한다.

신체 밸런싱 불균형과 관련된 정보를 산출하기 위해 상기 제어부(14)는, 표준 값과 측정 값을 저장하는 데이터 메모리(140)와, 측정 값과 표준 값을 비교 연산하고 보정 값 등을 산출하는 연산부(142) 등을 포함할 수 있다. 이러한 제어부(14)를 통해 제공되는 신체 밸런싱 불균형과 관련된 정보는 상기 표출수단(16)을 통해 사용자가 쉽게 인식할 수 있는 도형이나 그림, 또는 문자, 숫자 등으로 변환되어 표출된다.

본 발명의 일 측면에 따른 측정기의 구성을 바람직한 여러 가지 실시예를 통해 보다 자세히 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 신체 균형감각 측정기의 바람직한 일 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 3는 도 2의 일 실시예에 나타난 측정기의 개략 단면도이다. 그리고 도 4, 도 5는 신체 균형감각 측정기의 바람직한 다른 실시예에 따른 사시도 및 그 개략 단면도이며, 도 6, 도 7은 신체 균형감각 측정기의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 사시도 및 개략 단면도이다.

먼저 본 발명의 일 측면에 따른 측정기의 바람직한 일 실시예로서 상기 측정부(10)는, 도 2 내지 도 3의 도시와 같이, 여러 개로 분리 구획된 측정영역을 형성한 구성의 측정패널(100-1)과 설치 대상면 예컨대, 바닥면과 접촉하는 베이스(102-1)를 포함하고, 상기 측정패널(100-1)과 베이스(102-1) 사이로 솜(cotton)과 같은 쿠션체가 충전됨으로써 외향 복원되는 탄성을 갖는 쿠션층(101)을 형성한 구성일 수 있다.

측정기(1)의 측정부(10)를 구성하는 측정패널(100-1)이 위와 같이 여러 개로 분리 구획된 측정영역을 형성한 구조라면, 각각의 측정영역에 속하는 측정패널(100-1) 저부에 센서부재 예컨대, 로드 셀(road cell)을 하나 이상 설치한 구성이 검출수단(12)이 될 수 있다. 이처럼 각 측정영역의 측정패널(100-1)에 센서부재가 하나씩 설치되면, 측정영역별로 다르게 입력되는 하중정보를 기초로 신체 밸런싱을 정확하게 파악할 수 있다.

다른 예로서 상기 측정부(10)는 도 4 및 도 5와 같이, 평평한 디딤면을 형성한 측정패널(100-2)과 설치 대상면 예컨대, 바닥면과 접촉하는 베이스(102-2)를 포함하고, 상기 측정패널(100-2)과 베이스(102-2)가 그 사이의 중앙 굴절형 연결부(103)를 매개로 일정한 간격을 두고 이격되게 연결됨으로써, 신체 균형에 따라 바닥상에 놓인 상기 베이스(102-2)에 대해 측정패널(100-2)이 다양한 방향으로 굴절 가능한 구성일 수 있다.

측정부(10)가 위와 같은 구성인 경우에는, 굴절형 연결부(103) 외곽의 측정패널(100)과 베이스(102) 사이에 일정 간격으로 전술한 로드 셀(load cell)과 같은 센서부재를 배치한 구성이 검출수단(12)이 될 수 있다. 이처럼 굴절형 연결부(103) 외곽으로 일정 간격으로 센서부재가 배치되면, 자세 불균형에 의해 어느 한 쪽으로 측정패널(100-2)이 기울진 경우, 센서부재에 의해 획득되는 그 기울어짐 정도 및 방향과 관련한 정보를 기초로 신체 밸런싱을 파악할 수 있다.

본 실시예에서 중앙 굴절형 연결부(103)는 바람직하게, 측정패널(100)과 베이스(102)에 각각 설치되는 볼부분과 이 볼부분을 감싸는 하우징으로 된 볼 조인트(103a)와, 이 볼 조인트 주변으로 탄성부재(103b)가 복수 배치된 구성일 수 있다. 이때 탄성부재(103b)는 볼 조인트를 사이에 두고 상호 대향 배치되게 베이스(102)와 측정패널(100)을 상호 탄성 연결하는 복수 쌍의 압축 스프링일 수 있다.

또 다른 예로서 상기 측정부(10)는 도 6 및 도 7의 도시와 같이, 평평한 디딤면을 형성한 측정패널(100-3)과 베이스(102-3)가 같은 극성의 자성체로 이루어져 척력(斥力)에 의해 일정 거리를 두고 평행하게 이격되는 구성일 수 있다. 그리고 검출수단(12)은 측정패널(100-3)과 베이스(102-3) 사이에 일정 간격으로 배치되어 하중에 의한 상기 베이스(102-3)에 대한 측정패널(100-3)의 움직임을 검출하는 복수의 센서부재일 수 있다.

이때 자성체는 바람직하게 전자석일 수 있다. 전자석을 채택하면, 전류의 세기를 조절함으로써 베이스(102-3)에 대해 측정패널(100-3)이 이격되는 세기 즉, 베이스에 대한 측정패널의 탄성강도 조정이 가능하며, 외부기기와의 연결을 통해 후술하게 될 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치(3)를 구현하는 경우, 측정된 신체 밸런싱 정보를 기초로 자세 불균형 정도에 따라 트레이닝의 강도를 조절 가능하게 장치를 구현할 수 있다.

도 2, 4, 6에서 도면부호 16은 제어부(14)에서 제공된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하는 상기 표출수단(16)을 가리킨다. 일 측면에서 상기 표출수단은 도면과 같이 측정부(10) 일 측으로 부착되며 다양한 입력키를 구비하는 디스플레이 패널일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 측정부(10)와 인터페이스 수단 예컨대, USB 케이블을 매개로 전기적으로 연결되는 PC의 모니터가 표출수단이 될 수도 있다.

이상의 도시된 실시예에서는 측정기를 구성하는 측정패널이 하나의 측정패널로 이루어져 그 하나의 측정패널 상으로 양 발을 딛고 올라 설 수 있는 구성을 예로서 도시하고 설명하였다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 측정기를 구성하는 측정패널이 두 개로 독립된 구성을 이룸으로써 두 발이 각각의 측정패널 상에 위치할 수 있도록 된 구성 역시 본 발명의 범주에 포함될 수 있음을 밝혀 둔다.

이상과 같은 본 발명의 일 측면에 따른 측정기(1)에 의하면, 측정부(10) 위에 두 발을 모으거나 벌리고 서 있으면, 발바닥을 통해 측정패널(100)에 가해지는 하중 분포를 기초로 신체 균형감각을 측정하고 그 측정된 데이터를 사용자 인식 가능하게 표출한다. 즉, 신체 균형감각이 어느 정도 부족하고 어느 쪽으로 편중되는 지에 대한 구체적 정보를 제공함으로써, 신체 균형감각에 대한 관리가 보다 체계적으로 이루어질 수 있게 해준다.

다음은 상기한 측정기를 포함하여 구성되는 본 발명의 다른 측면에 따른 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치에 대해 간단히 살펴보기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 측면인 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치의 개략적인 블록 구성도이며, 도 9는 본 발명의 다른 측면인 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치의 바람직한 실시예에 따른 개략 사시도이다.

도면을 참조하면, 다른 측면에 따른 전자식 유희장치(3)는 전술한 일 측면에 따른 측정기(1)와 본체(2)로 구성된다. 측정기(1)는 외부기기 예컨대, 상기 본체와 전기적으로 연결 가능한 인터페이스부(미도시)를 갖고, 본체(2)는 다양한 트레이닝용 프로그램이 입력된 저장수단(20)과 그 저장수단(20)에 입력된 프로그램을 표출하는 디스플레이부(22)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

따라서 본 발명의 다른 측면에 따른 전자식 유희장치(3)는, 상기 본체(2)를 구성하는 디스플레이부(22) 예컨대, 모니터를 통해 표출되는 안내지시에 따라 발로서 측정기(1)를 동작시키는 방식으로, 마치 게임을 즐기듯 취약한 부분에 대해 트레이닝이 흥미롭게 행해질 수 있는 환경을 제공한다.

저장수단(20)의 상기 트레이닝용 프로그램은 바람직하게, 측정기(1)를 통해 측정된 신체 밸런싱 데이터를 기초로 난이도가 다른 여러 종류의 안내지시 예컨대, 화살표 표출을 통해 신체의 기울임 방향을 지시할 수 있도록 입력된 프로그램일 수 있다.

신체 균형감각 향상을 위한 트레이닝을 행함에 있어 그 트레이닝에 대한 관심과 흥미를 유발하고 따라서 보다 집중력 있고 지속적인 트레이닝이 이루어질 수 있도록, 상기 저장수단(20)은 재생 가능한 동화상 정보 및 음향 정보를 더 포함할 수 있다.

이을 위해 상기 본체(2)는, 스피커(24)와 같은 음향 정보 출력 수단을 더 포함할 수 있으며, 트레이닝 도중 사용자가 직접 트레이닝의 강약 및 강제 종료 음향 크기 등을 직접 조절 가능하도록, 다양한 입력버튼을 갖춘 입력장치(26)를 더 구비할 수 있다. 그리고 경우에 따라서는 동화상 정보나 음향 정보에 맞춰 발광 점멸함으로써 흥미유발을 극대화시킬 수 있도록 하는 조명수단(도시 생략)을 갖출 수도 있다.

이상과 같은 다른 측면에 따른 신체 균형감각 트레이닝용 전자식 유희장치는, 디스플레이부를 통해 표출되는 안내지시에 따라 일 측면에 따른 측정기의 측정부를 동작시키면서 마치 게임을 즐기듯 트레이닝이 체계적으로 행해질 수 있도록 구현됨에 따라, 측정된 균형감각 데이터를 기초로 균형감각이 취약한 부분에 대한 체계적인 트레이닝과 흥미유발을 통해 지속적인 트레이닝을 도모할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 측정기
10 : 측정부
12 : 검출수단
14 : 제어부
16 : 표출수단
100-1, 100-2, 100-3 : 측정패널
102-1, 102-2, 102-3 : 베이스
2 : 본체
3 : 전자식 유희장치

Claims (10)

1. 발로 디딜 수 있는 디딤면을 형성한 측정부와,
   디딤면을 딛고 상기 측정부 위에 올라 섰을 때 발바닥을 통해 입력되는 사용자 하중 분포를 검출하는 검출수단과,
   검출수단을 통해 획득된 신호를 기초로 신체 정보를 분석하는 제어부 및
   제어부에 의해 분석된 신체 정보 결과를 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출수단으로 이루어져,
   상기 측정부를 통해 검출수단으로 전해지는 하중 분포를 기초로 신체 밸런싱을 측정하고 그 측정된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하되,
   상기 측정부는 여러 개로 분리 구획된 측정영역을 형성한 구성의 측정패널과 설치 대상면과 접촉하는 베이스 사이로 쿠션체가 충전되어 쿠션층을 형성한 구성을 갖고,
   상기 검출수단은 각각의 측정영역에 속하는 측정패널 저부에 적어도 하나 이상씩 설치되어 해당 측정영역의 측정패널을 통해 입력되는 하중을 검출하는 센서부재인 것을 특징으로 하는 신체 균형감각 측정기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   측정된 신체 밸런싱 정보를 사용자 인식 가능하게 표출하는 표출수단은, 상기 측정부와 인터페이스 수단을 매개로 전기적으로 연결되는 PC의 모니터인 것을 특징으로 하는 신체 균형감각 측정기.
   
10. 삭제

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