KR101820304B1 - 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템 - Google Patents

신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템으로서 일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간과 회로 및 배터리 공간이 내부에 구비되는 메인 케이스와 상기의 로드셀 결합 공간에 결합하는 로드셀과 기울기 센서와 송수신부가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 메인 PCB와 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 배터리로 구성되어 신발의 미드솔 중 발뒤꿈치 부에 탈착되는 것을 특징으로 하여 착용자의 발이 지면과 수평을 이루는 경우 로드셀에 의하여 체중 및 그 변화량을 측정함으로 정확한 체중 변화량을 측정할 수 있으며, 측정된 체중 변화량을 통하여 사용자가 식사를 하거나, 운동을 하거나, 기타 활동을 수행하는 경우 체중 변화량을 모바일 단말을 통하여 연속적, 실시간으로 확인할 수 있고 이를 공유화하여 체중 관리의 방법 및 의욕을 스스로 증진할 수 있는 효과가 있다.

Description

신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템{Load Cell Module Inserted Into Shoes And Weight Variation Information Service System Using The Same}
본 발명은 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는 신발 미드솔 발뒤꿈치 부분에 삽입되어 실시간으로 착용자의 체중 변화량을 측정하고 이를 착용자의 모바일 단말에 전송하여 착용자의 체중을 관리할 수 있는 체중 관리 서비스 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 신발은 추위나 열기, 땅에 날카로운 물질 등으로부터 착용자의 발을 보호하기 위하여 착용한다. 근래에는 단순히 발을 보호하는 것에 그치지 않고 사용 용도에 따라 등산화, 런닝화, 골프화, 농구화, 축구화 등등 각종 스포츠 활동 시 기능을 최대화할 수 있도록 하거나 발의 질환이나 자세 보정 등의 치료 목적을 수행하는 다양한 기능화가 개발되고 있다.
또한, 휴대용 모바일 단말의 발전으로 신발에 각종 센서들이 내장되어 운동량, 위치, 몸무게 등등과 같이 착용자의 신체 정보, 운동 정보 등을 휴대용 모바일 단말에서 확인하고 이를 관리할 수 있는 스마트 신발과 이를 이용한 다양한 어플리케이션, 관리 시스템 등이 활발히 개발되고 있다.
체중을 측정하기 위한 센서로는 로드셀, 압력계, 스트레인 게이지, 압저항형, 압전형, 정전용량형, 코일형 등 다양한 센서들이 공지되어 있으나, 정확한 체중을 측정을 위한 전자 체중계에 널리 쓰이는 로드셀의 경우, 130 ~ 150mm의 길이와 30 ~ 40mm의 높이의 크기를 갖음으로 신발에 내장하는 것이 용이하지 않다.
본 명세서 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 대한민국 등록특허공보 제10-1656143호에서는 내부에 공간 부가 형성되고 공간 부에는 기체 혹은 액체가 채워지는 합성수지 재질의 본체, 본체 내부에 삽입되는 압력센서의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 신호 변환부, 본체 내부에 삽입되는 압전 유니트로부터 전원을 공급받는 축전지, 신호 변환부로부터 신호를 받아 신호의 송신 여부를 결정하고 식별코드가 입력된 제어부 및 외부로 신호를 송신하는 무선 송신부로 구성되는 제어모듈로 구성되는 무게 측정기에 있어서, 압력센서와 압전 유니트는 공간부와 연결되어 장착되고, 신호 변환부와 제어부 그리고 무선 송신부와 축전지로 구성되는 제어모듈은 공간부와 분리하여 삽입되는 것을 특징으로 하는 휴대용 단말기를 이용하여 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게측정기가 공지되어 있다.
착용자의 체중을 측정하기 위하여 압력 센서를 사용하는 경우 압력 센서가 구성되는 위치, 착용자의 자세, 신발이 놓이는 바닥 재질 등에 따라 측정값이 상이하므로 별도로 착용자가 본인의 체중을 입력하고 이를 압력센서에서 측정한 값과 동기화하는 구성이 필수적인 문제점이 있다.
또한, 이를 동기화하더라도 압력센서의 기울기 변화량에 따라 동일한 측정자라 하더라도 압력센서에서 측정된 값이 차이가 나기 때문에 정확한 체중 및 체중 변화량 측정이 어려운 문제점이 있다.
그리고, 일반적인 필름형 압력센서는 신발 내부에 삽입 시 반복되는 하중으로 인하여 센서의 내구성이 현저히 저하되는 문제점이 발생한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1656143호(2016.09.02)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본원발명에서는 착용자의 발이 지면과 수평을 이루는 경우 로드셀에 가해지는 하중을 측정하여 정확한 체중 변화량을 감지하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈과 이에서 측정된 체중 변화량 측정값과 모바일 단말 및 어플리케이션을 통하여 체중 관리 서비스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈에 있어서, 일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간과 회로 및 배터리 공간이 내부에 구비되는 메인 케이스와 상기의 로드셀 결합 공간에 결합하는 로드셀과 기울기 센서와 송수신부가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 메인 PCB와 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 배터리로 구성되어 신발의 미드솔 중 발뒤꿈치 부에 탈착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로는 메인 케이스 측면에 노출되도록 상기의 메인 PCB에 충전 단자와 기능 버튼이 구비되며, 상기의 로드셀 공간 상측에는 경도 10 ~ 60Shore C의 무게 전달부가 구비된다. 그리고, 상기의 무게 전달부 대신에 상기의 로드셀 공간 상측에 개구부가 형성되어, 로드셀 상측에 무게 측정판이 상기의 개구부로 돌출되도록 구비될 수 있다. 또한, 상기의 메인 케이스 하부에 적어도 2개 이상의 고정 돌기가 구비되어 발뒤꿈치 부에 형성된 홈에 결합한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간과 회로 및 배터리 공간이 내부에 구비되는 메인 케이스와 상기의 로드셀 결합 공간에 결합하는 로드셀과 기울기 센서와 송수신부가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 메인 PCB와 상기의 회로 및 배터리 공간에 결합하는 배터리로 구성되어 신발의 미드솔 중 발뒤꿈치 부에 탈착되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈을 이용한 체중 관리 서비스 시스템에 있어서, 착용자의 발이 수평 상태일 경우 기울기 센서에서 이를 탐지하고 이때, 로드셀에서 측정된 값을 송수신부를 통하여 연속 또는 일정 간격으로 모바일 단말로 송신하며, 모바일 단말에서 상기의 측정된 값의 변화량을 그래프 및 숫자로 출력하는 체중 관리 서비스 시스템이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 및 이를 이용한 체중 관리 서비스 시스템은 착용자의 발이 지면과 수평을 이루는 경우 로드셀에 의하여 체중 및 그 변화량을 측정함으로 정확한 체중 변화량을 측정할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 상기에서 측정한 체중 변화량을 통하여 사용자가 식사를 하거나, 운동을 하거나, 기타 활동을 수행하는 경우 체중 변화량을 모바일 단말을 통하여 연속적, 실시간으로 확인할 수 있고 이를 공유화하여 체중 관리의 방법 및 의욕을 스스로 증진할 수 있는 효과가 있다.
도 1의 a, b는 각각 기존의 휴대용 단말기를 이용하여 몸무게 측정이 가능한 신발 안창 삽입용 무게 측정기의 사시도와 상면 투시도.
도 2는 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈의 상면 투시도.
도 3은 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 제 1실시 예의 측면 투시도.
도 4의 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 제 2실시 예의 측면 투시도.
도 5는 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈이 결합하는 미드솔의 발 뒤꿈치부 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈의 상면 투시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 제 1실시 예의 측면 투시도로서 이를 참고하여 본원발명의 상세 구성을 설명하면 하기와 같다.
신발에 삽입되는 로드셀 모듈에 있어서, 일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간(11)과 회로 및 배터리 공간(12)이 내부에 구비되는 메인 케이스(10);와 상기의 로드셀 결합 공간(11)에 결합하는 로드셀(20)과; 기울기 센서(31)와 송수신부(32)가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 메인 PCB(30);와 상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 배터리(40);로 구성되어 신발의 미드솔(M) 중 발뒤꿈치 부(H)에 탈착되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈이다.
이때, 상기의 로드셀(20)은 그 크기가 50mm 내외, 높이는 20mm 내외로 소형화하여 용이하게 신발에 내장될 수 있도록 한다.
그리고, 상기의 메인 케이스(10) 측면에 노출되도록 상기의 메인 PCB(30)에 충전 단자(33)와 기능 버튼(34)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기의 충전 단자(33)는 USB 케이블과 연결하여 배터리(40)를 충전할 수 있도록 하며, 기능 버튼(34)을 이용하여 사용자가 변경되거나, 신발이 변경될 경우 기존 측정 데이터들을 삭제할 수 있다.
또한, 상기의 로드셀 공간(11) 상측에는 경도 10 ~ 60Shore C의 무게 전달부(13)가 구비되는 것을 특징으로 한다. 이때, 경도는 쇼어 경도를 의미하며 보다 상세하게는 35°의 경사도를 갖는 플랫 콘(Flat cone) 형상의 압입자와 4536g의 탄성력을 이용하여 중경도 엘라스토머 및 플라스틱 표면 경도를 측정하는 쇼어 측정기를 통하여 측정된 값이다.
이에 따라, 착용자의 발뒤꿈치에 의한 압력이 인솔을 거쳐 상기의 무게 전달부(13) 및 로드셀(20)에 용이하게 전달될 수 있도록 한다.
보다 상세하게는 상기의 메인 케이스(10)는 내부에 배터리(40)와 메인 PCB(30)를 보호하기 위하여 비교적 고경도 재질의 합성수지 재질을 적용하며 무게 전달부(13)는 로드셀(20)에 압력이 전달될 수 있도록 저경도 재질의 합성수지나 고무 등의 재질 적용이 이상적이다. 이는 이중 사출하여 하나의 구성품으로 제작될 수 있으며, 별도의 구성으로 분리할 수도 있다.
또한, 도 4의 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈 제 2실시 예의 측면 투시도로서, 이를 참고하면, 상기의 무게 전달부(13) 대신에 상기의 로드셀 공간(11) 상측에 개구부가 형성되어, 로드셀(20) 상측에 무게 측정판(21)이 상기의 개구부로 돌출되도록 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈이 결합하는 미드솔의 발 뒤꿈치부 사시도로서 이를 참고하면 상기의 메인 케이스(10) 하부에 적어도 2개 이상의 고정 돌기(14)가 구비되어 발뒤꿈치 부(H)에 형성된 홈에 결합하는 것을 특징으로 한다. 본원발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈이 발뒤꿈치 부(H)에 결합하는 경우 고정을 견고하기 위하여 도 5의 a와 같이 발뒤꿈치 부(H)에 원기둥 형상의 홈을 구비하거나 도 5의 b와 같이 사각 기둥의 홈을 구비하여 이에 삽입될 수 있도록 고정 돌기(14)를 형성할 수 있다. 이는 본원발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈이 기울어져 고정되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 발뒤꿈치 부(H)의 경도를 80Shore C이상으로 하면 더욱 견고하게 고정할 수 있다.
그리고, 본원발명에 따른 신발에 삽입되는 로드셀 모듈을 삽입할 수 있도록 상측에 개구부가 구비되는 금속 또는 플라스틱 케이스를 구비하여 로드셀 모듈의 내구성을 향상시킬 수 있음은 물론이다. 또한, 발뒤꿈치 부(H)를 금속 또는 합성수지제로 적용하여 로드셀 모듈의 파손을 최소화할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈을 이용한 체중 관리 서비스 시스템의 활용 방법은 하기와 같다.
착용자의 발이 수평 상태일 경우 기울기 센서(31)에서 이를 탐지하고 이때, 로드셀(20)에서 측정된 값을 송수신부(32)를 통하여 연속 또는 일정 간격으로 모바일 단말로 송신하며, 모바일 단말에서 상기의 측정된 값의 변화량을 그래프 및 숫자로 출력하는 것을 특징으로 하는 체중 관리 서비스 시스템으로서, 착용자가 신발을 착용하고 생활하는 동안 발생하는 식사, 운동, 도보 등등의 다양한 이벤트 시 정확한 체중 변화량을 모바일 단말을 통하여 확인할 수 있다.
따라서, 어떤 이벤트를 얼마간 실시하는 경우 체중 변화량을 상세하게 알 수 있으므로 식단관리나 운동량 증감 등 체중 관리를 위한 다양한 계획을 수립하는 효과적인 데이터를 제공하는 것이다.
또한, 이를 기존에 공지되어 있는 다양한 운동 정보 공유 어플리케이션을 통하여 지인들끼리 정보를 공유하고 서로 자극이 될 수 있어 체중 관리에 더욱 효과적이다. 또한, 체중의 절대값을 측정하여 공유하는 것이 아니라 체중 변화량을 공유함으로 체중 공개에 대한 부담이 현저하게 줄어들 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예 및 적용 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
H. 발뒤꿈치 부 M. 미드솔
10. 메인 케이스 11. 로드셀 공간
12. 회로 및 배터리 공간 13. 무게 전달부
14. 고정 돌기 20. 로드셀
21. 무게 측정판 30. 메인 PCB
31. 기울기 센서 32. 송수신부
33. 충전 단자 34. 기능 버튼
40. 배터리

Claims (6)

  1. 신발에 삽입되는 로드셀 모듈에 있어서,
    일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간(11)과 회로 및 배터리 공간(12)이 내부에 구비되는 메인 케이스(10);와
    상기의 로드셀 결합 공간(11)에 결합하는 로드셀(20)과;
    기울기 센서(31)와 송수신부(32)가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 메인 PCB(30);와
    상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 배터리(40);로 구성되어 신발의 미드솔(M) 중 발뒤꿈치 부(H)에 탈착되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    메인 케이스(10) 측면에 노출되도록 상기의 메인 PCB(30)에 충전 단자(33)와 기능 버튼(34)이 구비되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기의 로드셀 공간(11) 상측에는 경도 10 ~ 60Shore C의 무게 전달부(13)가 구비되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기의 로드셀 공간(11) 상측에 개구부가 형성되어, 로드셀(20) 상측에 무게 측정판(21)이 상기의 개구부로 돌출되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기의 메인 케이스(10) 하부에 적어도 2개 이상의 고정 돌기(14)가 구비되어 발뒤꿈치 부(H)에 형성된 홈에 결합하는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈.
  6. 일 측이 상부로 돌출되는 로드셀 공간(11)과 회로 및 배터리 공간(12)이 내부에 구비되는 메인 케이스(10);와 상기의 로드셀 결합 공간(11)에 결합하는 로드셀(20)과; 기울기 센서(31)와 송수신부(32)가 구비되어 상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 메인 PCB(30);와 상기의 회로 및 배터리 공간(12)에 결합하는 배터리(40);로 구성되어 신발의 미드솔(M) 중 발뒤꿈치 부(H)에 탈착되는 것을 특징으로 하는 신발에 삽입되는 로드셀 모듈을 이용한 체중 관리 서비스 시스템에 있어서,
    착용자의 발이 수평 상태일 경우 기울기 센서(31)에서 이를 탐지하고 이때, 로드셀(20)에서 측정된 값을 송수신부(32)를 통하여 연속 또는 일정 간격으로 모바일 단말로 송신하며,
    모바일 단말에서 상기의 측정된 값의 변화량을 그래프 및 숫자로 출력하는 것을 특징으로 하는 체중 관리 서비스 시스템.
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