KR101656143B1 - 휴대용 단말기를 이용하여 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 단말기를 이용하여 사용자의 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기에 관한 것으로, 통상적으로 사용되는 신발의 안창 내부에 공간부(13), 압력센서(14), 제어모듈(20)로 구성된 합성수지 재질의 무게측정기가 삽입되어, 하중에 의해서 공간부(13)에 압력이 형성되면 이 압력을 압력센서(14)를 통해 신호변환부(21)를 거쳐 무선송신부(23)에 의해서 휴대용 단말기로 전송함으로써 몸무게를 측정할 수 있는 신발 안창 삽입용 무게측정기에 관한 것이다.
상기 무게측정기는 다양한 신발에 적용이 가능하여야 하며, 외부로부터 별도의 전원을 공급받거나 혹은 전지를 교체해주어야 하는 불편함이 없이 영구적으로 사용이 가능하여야 한다. 또한, 신발의 안창에 삽입되는 만큼 안창의 기본 기능인 충격완화의 효과를 유지시켜주는 구조이어야 한다.
본 발명의 무게측정기는 완전한 밀폐형으로 되어있으며, 내부에는 공간부(13)가 형성되고, 상기 공간부(13)에는 통상 공기가 채워져 있어서 사용자의 발 뒤꿈치 부분의 압력이 전달되게 된다. 공간부(13)에는 압력센서(14)가 연결되어 공간부(13)가 받는 압력을 압력센서(14)가 측정하고, 압력센서(14)의 신호는 신호변환부(21)를 통해 무선송신부(23)로 전달되며, 무선송신부(23)는 압력 신호를 휴대용 단말기로 전송한다. 상기 공간부(13)에는 압전유니트(15)가 연결되어 있어서, 압전유니트(15)에서 발생된 전기는 축전지(24)에 저장된다. 무게측정기 내부에 삽입된 압전유니트(15)와 축전지(24)에 의해서 별도의 전원 공급 없이 영구적인 작동이 가능하다. 본 발명의 무게측정기는 본체가 공간부(13)를 포함하는 합성수지 재질로 되어있어서, 신발 안창이 충격완화라는 고유 기능을 수행하는데 지장을 주지 않도록 되어있다.
본 발명에 의하면, 사용자의 몸무게를 항시 측정할 수 있으며, 안창에 삽입되는 무게측정기는 밀폐형으로 되어있어서 신발의 종류에 상관없이 적용 범위가 매우 광범위하다는 장점이 있다. 또한, 외부 전원이나 건전지가 필요없이 영구적으로 사용가능하며, 신발 안창의 충격완화라는 고유 기능을 저해하지 않는다는 효과가 있다.

Description

휴대용 단말기를 이용하여 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기{weight measuring device insertion to shoes insole for using hand-held device weight measurement system}

본 발명은 휴대용 단말기를 이용하여 사용자의 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 통상적으로 사용되는 신발의 안창 내부에 공간부, 압력센서, 제어모듈로 구성된 합성수지 재질의 무게측정기가 삽입되어, 하중에 의해서 공간부에 압력이 형성되면 이 압력을 압력센서를 통해 신호변환부를 거쳐 무선송신부에 의해서 휴대용 단말기로 전송함으로써 몸무게를 측정할 수 있는 신발 안창 삽입용 무게측정기에 관한 것이다. 이때에 몸무게 전체가 압력센서에 전달되는 것이 불가능하기 때문에, 휴대용 단말기 어플리케이션의 저장부에 사용자의 몸무게를 미리 저장하고, 초기에 저장된 몸무게와 압력센서가 읽어들이는 압력 값을 동기화시킴으로써 측정된 압력 값과 저장된 압력 값을 비교하여 사용자의 몸무게를 측정할 수 있는 것이다.

휴대용 단말기 어플리케이션을 이용한 다양한 서비스 중에는, GPS를 기반으로 하여 사용자의 이동거리, 표고차 등을 측정함으로써 소모칼로리 등을 표시해주는 것이 있다. 이러한 기술은 단순히 휴대용 단말기의 기능 안에서 이루어지는 것이지만, 등산과 같은 레저활동을 할 때에 각종 기록이 저장되기 때문에 사용자에게 많은 정보를 제공해준다. 이렇게 휴대용 단말기 어플리케이션의 응용은 그 끝을 알 수 없을 정도로 방대한데, 앞으로도 휴대용 단말기 어플리케이션을 이용한 다양한 서비스가 제공될 것이다.

한편, 신발의 안창은 단순히 충격 완화의 기능에서 벗어나서 다양한 기능을 추구하고 있으며, 최근에는 GPS 기능이 삽입되어 사용자의 위치를 추적할 수 있는 기능이나 혹은 발열 기능이 있는 안창도 판매되고 있는 실정이다. 신발의 안창은 사용자의 몸무게를 모두 지탱하는 위치에 있어서 사용자의 몸무게를 측정하는 기능을 추가하는 것이 바람직하지만, 안창의 전면적에 걸쳐서 받는 압력을 측정하는 것은 실질적으로 상당히 어려운 부분이다.

이와 관련한 종래 기술로는 국내특허등록번호 10-1156848호의 "신발에 내장된 운동량 확인 및 위치 추적 장치"가 있다. 상기 종래 기술은 신발의 밑창에 압력센서와 신호변환부 및 무선통신부 등을 삽입하고, 압력센서의 압력값과 사용자의 몸무게를 동기화시켜서 사용자의 몸무게 변화, 걸음수, 위치 등을 휴대용 단말기를 통해 알 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 종래의 기술은 본 발명이 추구하는 최종 목표와 유사하나, 신발의 밑창에 삽입되는 "운동량 확인 및 위치 추적 장치"의 구체적 구성이나 방법이 제시되지 않고, 단지 이를 개념도의 수준으로 제시하였을 뿐이다.

또 다른 종래 기술로는, 국내공개특허 10-2014-0106465호의 "위치 추적용 신발"이 있다. 상기 종래 기술은 위치정보모듈, 압력센서, 통신모듈, 전력공급부 등을 포함하는 신발로서 주로 GPS 등을 이용하여 사용자의 위치를 추적하는 기능을 갖도록 한 것이다. 상기 종래 기술은, 신발에 장착되는 압력센서가 단순히 사용자의 신발을 착용여부 및 이동 여부를 알아내는 수준의 신호만을 요구하며, 압력의 세기를 측정하지는 않는다. 또한, 앞서 10-1156848호와 마찬가지로 신발에 삽입되는 압력센서, 압전소자에 대하여 구체적 구성이나 방법이 제시되지 않고, 단지 개념도의 수준으로 제시하였을 뿐이다.

또 다른 종래 기술로는, 국내특허등록번호 10-0515517호의 "신발에 부착되는 위치추적용 발신장치"가 있다. 상기 종래 기술은 신발에 장착되는 "위치추적 발신장치"의 구성에 대해서 상당히 구체적으로 제시되어 있다. 다만, 압전소자는 단지 태양전지와 더불어 전원을 생산하는 역할을 수행할 뿐이며, 압력의 세기를 측정하는 수단으로 사용되지는 않는다. 또한, 전체적인 구성이 신발의 밑창 중에서 뒷굽에 장착 가능하도록 되어있어서 다양한 종류의 신발에 적용하는 것은 곤란한 문제가 있다. .

등록특허 10-1156848, 신발에 내장된 운동량 확인 및 위치 추적 장치. 공개특허 10-2014-0106465, 위치 추적용 신발. 등록특허 10-0515517, 신발에 부착되는 위치추적용 발신장치.

신발이나 신발의 안창을 이용하여 사용자의 몸무게를 측정하기 위해서는, 안창이 받는 압력 전부를 측정할 수 있어야 한다. 하지만 실질적으로는 안창이라는 제한된 공간과 구조로 인하여 불가능한 것이 현실이다. 본 발명에서는 안창이 받는 전체 압력을 측정하는 대신에 일부분이 받는 압력만을 측정하고 이를 사용자의 몸무게와 동기화함으로써, 향후 측정된 압력과 초기 입력된 기준 압력을 비교함으로써 사용자의 몸무게를 측정할 수 있는 신발 안창 삽입용 무게측정기의 구체적인 구성과 방법을 제공하고자 한다.

상기 무게측정기는 다양한 신발에 적용이 가능하여야 하며, 외부로부터 별도의 전원을 공급받거나 혹은 전지를 교체해주어야 하는 불편함이 없이 영구적으로 사용이 가능하여야 한다. 또한, 신발의 안창에 삽입되는 만큼 안창의 기본 기능인 충격완화의 효과를 유지시켜주는 구조이어야 한다.

본 발명에서는 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 신발 안창의 내부에 무게측정기를 삽입하는데, 상기 무게측정기는 원반형으로 완전한 밀폐형으로 되어있다. 무게측정기 내부에는 공간부가 형성되며, 상기 공간부에는 통상 공기가 채워져 있어서 사용자의 발 뒤꿈치 부분의 압력이 전달되게 된다. 공간부에는 압력센서가 연결되어 공간부가 받는 압력을 압력센서가 측정한다. 압력센서의 신호는 신호변환부를 통해 무선송신부로 전달되며, 무선송신부는 압력신호를 휴대용 단말기로 전송한다.

상기 공간부에는 압전유니트가 연결되어 있어서, 압전유니트에서 발생된 전기는 축전지에 저장된다. 축전지에 저장된 전력은 신호변환부와 무선송신부 그리고 제어부를 구동하는데 사용된다. 무게측정기 내부에 삽입된 압전유니트와 축전지에 의해서 외부로부터 전원을 공급받거나 건전지를 교체할 필요 없이 상기 무게측정기의 영구적인 작동이 가능한 것이다.

본 발명의 무게측정기는 압력센서, 압전유니트 그리고 신호변환부, 제어부, 무선송신부, 축전지로 구성된 제어모듈이 모두 합성수지 재질의 본체에 삽입된다. 또한, 본체의 내부에는 공간부가 형성되어 압력센서와 압전유니트에 공기압을 전달하게 된다. 즉, 본 발명의 무게측정기는 본체가 공간부를 포함하는 합성수지 재질로 되어있어서, 신발 안창이 충격완화라는 고유 기능을 수행하는데 지장을 주지 않도록 되어있다.

상기 무게측정기와 휴대폰 단말기를 이용해서 사용자의 몸무게를 측정하는 것은 공지의 기술로서, 설명하자면 다음과 같다. 무게측정기의 무선송신부는 압력신호를 휴대용 단말기로 전송하는데, 휴대용 단말기에는 이를 받아들여서 무게로 환산하는 기능이 포함된 어플리케이션이 설치되어야 한다. 휴대용 단말기 어플리케이션은 신호수신부에서 받은 압력신호를 기준 압력 값과 비교하는 진단제어부, 진단제어부로부터 받은 신호를 바탕으로 진단데이터를 생성하는 진단데이터생성부, 진단제어부의 신호를 저장하는 저장부, 진단제어부의 진단 값을 표시하는 화면표시부와 오디오 발신부 그리고 어플리케이션을 제어하는 작동제어부로 구성된다.

본 발명이 사용자의 몸무게를 측정하기 위해서는, 최초에 기준값을 어플리케이션에 입력하여야 한다. 초기 기준값 입력은, 평지에서 정상적인 걸음걸이를 했을 때에 측정되는 압력값을 어플리케이션의 저장부에 저장함과 동시에 사용자의 몸무게를 입력함으로서 이루어진다. 초기 기준값 저장을 위해서는 왼발과 오른발의 신호를 구분하여야 하므로, 어플리케이션에서는 왼발 신호와 오른발 신호를 선택하는 기능과 함께 각각의 압력값을 구분하여 저장하는 기능도 포함된다.

기준이 되는 압력의 측정값과 입력된 몸무게를 상호 동기화 시킴으로서 사용자의 몸무게를 측정할 수 있는 준비가 된 것이다. 그런 이후에 몸무게를 측정하고자 할 때에는 어플리케이션을 활성화하고 단순히 평지를 걷는 것만으로도 몸무게의 측정이 가능하다. 즉, 왼발과 오른발에서 측정된 압력값을 초기에 설정된 기준 압력 값과 비교함으로써 몸무게의 측정이 가능한 것이다. 이상, 본 발명의 무게측정기와 휴대폰 단말기를 이용해서 사용자의 몸무게를 측정하는 방법에 대해 공지의 기술을 설명하였다.

본 발명에 의하면, 사용자의 몸무게를 항시 측정할 수 있으며, 안창에 삽입되는 무게측정기는 밀폐형으로 되어있어서 신발의 종류에 상관없이 적용 범위가 매우 광범위하다는 장점이 있다. 또한, 외부 전원이나 건전지가 필요없이 영구적으로 사용가능하며, 신발 안창의 충격완화라는 고유 기능을 저해하지 않는다는 효과가 있다.

도 1. 본 발명이 장착된 상태의 신발 안창의 사시도.
도 2. 본 발명이 장착된 상태의 신발 안창의 (a) 상면도, (b) 정면도.
도 3. 본 발명 무게측정기의 사시도.
도 4. 본 발명 무게측정기의 상면 투시도.
도 5. 본 발명 무게측정기의 정면 투시도.
도 6. 본 발명 무게측정기의 분해도.
도 7. 본 발명 무게측정기의 구성도.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명이 장착된 상태의 신발 안창의 사시도, 도 2는 본 발명이 장착된 상태의 신발 안창의 (a)는 상면도, (b)는 정면도를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 무게측정기(10)는 상부와 하부가 볼록한 원반형으로 되어있으며, 상기 무게측정기(10)는 무선 송수신을 제외하고는 외부와의 연결 수단이 구비되지 않는다. 따라서, 도시한 바와 같이 신발의 안창(30)에 삽입하는 것만으로 장착이 완료된다.

상기 무게측정기(10)가 삽입되는 위치는 도시한 바와 같이 안창(30)의 뒤꿈치 부분이 가장 바람직하나, 발바닥으로부터 압력을 받을 수 있는 곳이라면 안창의 어떤 위치라도 상관이 없다. 또한, 상기 무게측정기(10)는 신발의 안창(30) 뿐만 아니라 신발의 밑창(미도시)에 삽입하여도 상관이 없다.

도 3은 본 발명 무게측정기의 사시도, 도 4는 본 발명 무게측정기의 상면 투시도, 도 5는 본 발명 무게측정기의 정면 투시도 그리고 도 6은 본 발명 무게측정기의 분해도를 나타낸 도면이다. 도 3 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 무게측정기(10)는 상하부가 볼록한 원반형의 합성수지 재질의 본체(11, 12), 본체(11, 12)의 내부에 형성된 공간부(13), 본체(11, 12)의 내부에 삽입되는 압력센서(14), 압전유니트(15) 그리고 제어모듈(20)로 구성된다.

본체(11, 12)는 본체하부(11)와 본체상부(12)로 구성되나 상기 본체하부(11)와 본체상부(12)는 대칭형으로 되어있으며 서로 결합되어 일체형의 본체를 형성하게 된다. 다만, 본 발명의 설명의 용이성과 제조 방법을 설명하기 위해서 편의상 구분하였을 뿐이다.

공간부(13)는 본체(11, 12)의 내부에 형성되는데, 통상적으로 공기가 채워지나, 측정하고자 하는 무게의 크기와 본 발명의 용도에 따라 다른 기체 혹은 액체가 채워질 수도 있다. 또한, 채워지는 기체 혹은 액체는 통상의 압력보다 더 높은 압력으로 채워질 수도 있다. 공간부(13)에 채워지는 기체나 액체의 종류 그리고 압력은 본 발명의 사상과 관련이 적으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

상기 공간부(13)는 본체(11, 12) 외부에서 받은 무게를 압력으로 전환하여 압력센서(14)와 압전유니트(15)로 압력을 전달하는 역할을 한다. 압력센서(14)는 공간부(13)가 받는 압력을 측정하고, 압전유니트(15)는 공간부(13)의 압력을 전달받아 전기를 발생시키는 역할을 한다. 상기 압력센서(14)와 압전유니트(15)가 공간부(13)로부터 압력을 전달받기 위해서, 압력센서(14)와 압전유니트(15)는 공간부(13)와 공간적으로 연결되어있다. 즉, 공간부(13)에 채워진 기체 혹은 액체는 압력센서(14)와 압전유니트에 직접적으로 맞닿음으로서 압력을 전달하는 것이다.

본 발명의 무게측정기(10) 본체(11, 12)의 재질이 합성수지인 것과 본체(11, 12) 내부에 형성된 공간부(13)의 압력을 이용하여 무게를 측정하는 이유는, 신발 안창(30)의 고유 기능인 충격완화 기능을 감소시키지 않게 하기 위해서이다. 즉, 본 발명의 무게측정기(10)는 합성수지 재질 자체의 탄성력과 공간부(13)에 의한 탄성력이 있음으로 인하여, 신발 안창(30)의 고유 기능인 충격 흡수 효과를 감소시키지 않는다.

상기 압력센서(14)와 압전유니트(15)는 각각 제어모듈(20)에 연결되며, 각각 압력값과 전원을 제공한다. 제어모듈(20)은 신호변환부(21), 무선송신부(23), 축전지(24) 그리고 제어부(22)로 구성되며, 이에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 분해도를 나타낸 것인데, 본체하부(11)와 본체상부(12)는 각기 제작하여 접착할 수도 있고, 내부에 압력센서(14), 압전유니트(15) 그리고 제어모듈(20)을 삽입한 상태로 본체하부(11)와 본체상부(12)를 일체로 성형시킬 수도 있다.

도 7은 본 발명 무게측정기의 구성도를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 제어모듈(20)은 신호변환부(21), 제어부(22), 무선송신부(23) 그리고 축전지(24)로 구성된다. 신호변환부(21)는 압력센서(14)에서 보내오는 아날로그 신호를 디지털 신로로 변환하여 제어부(22)로 전달하는 역할을 한다. 축전지(24)는 압전유니트(15)에서 발생된 전원을 저장함과 동시에 신호변환부(21), 제어부(22) 그리고 무선송신부(23)에 전원을 공급하는 역할을 한다.

제어부(22)는 신호변환부(21)에서 받은 신호를 기준값과 비교하여 외부로 송신할 것인지를 판단하며, 외부로 송신할 경우에 무선송신부(23)를 제어하여 무선송신부(23)가 신호를 송신할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(22)에는 고유한 식별코드가 저장되어있어서, 향후 휴대용 단말기와 송수신을 할 때에 오른발 신호와 왼발 신호를 구분할 수 있도록 해준다.

이상 본 발명의 무게측정기(10)에 대한 상세한 설명을 하였으며, 본 발명을 이용하여 휴대용 단말기를 통해 사용자의 몸무게를 측정하는 방법에 대해서는 앞서 기술한 선행 기술(등록특허 10-1156848, 신발에 내장된 운동량 확인 및 위치 추적 장치)에 상세히 설명되어있고, 본 발명의 범주에서 벗어나므로 설명을 생략하기로 한다.

10...무게측정기 11...본체하부
12...본체상부 13...공간부
14...압력센서 15...압전유니트
20...제어모듈 21...신호변환부
22...제어부 23...무선송신부
24...축전지 30...안창

Claims (4)

1. 내부에 공간부가 형성되고 공간부에는 기체 혹은 액체가 채워지는 합성수지 재질의 본체, 본체 내부에 삽입되는 압력센서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호변환부, 본체 내부에 삽입되는 압전유니트로부터 전원을 공급받는 축전지, 신호변환부로부터 신호를 받아 신호의 송신 여부를 결정하고 식별코드가 입력된 제어부 및 외부로 신호를 송신하는 무선송신부로 구성되는 제어모듈로 구성되는 무게측정기에 있어서,
   압력센서(14)와 압전유니트(15)는 공간부(13)와 연결되어 장착되고, 신호변환부(21)와 제어부(22) 그리고 무선송신부(23)와 축전지(24)로 구성되는 제어모듈(20)은 공간부(13)와 분리하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용하여 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기.
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