KR101945466B1 - Iot 신가드 및 이를 이용한 정보 획득 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 IOT 신가드는 외부 쪽의 제1레이어, 및 상기 제1레이어와 접촉하면서 사용자의 정강이 부위에 접촉하는 제2레이어를 포함하고, 상기 제1레이어 및 제2레이어는 대칭구조의 제1영역 및 비대칭 구조의 제2영역을 형성하고, 상기 제1레이어는 허니콤 적층 구조로 이루어진다.

Description

IOT 신가드 및 이를 이용한 정보 획득 시스템{SHINGUARD AND INFORMATION AQUISITION SYSTEM USING THEREOF}
본 발명은 신가드 및 이를 이용한 정보 획득 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 킥 등으로부터의 정강이 보호 효과를 현저하게 상승시킨 신가드 및 IOT 신가드로부터 전송 받은 정보를 통해 축구 등 운동 선수의 경기력 정보를 획득하는 정보 획득 시스템에 대한 것이다.
일반적으로 신가드란 플라스틱, 튼튼한 가죽, 섬유 등으로 만들어진 보호대를 말한다. 축구 선수들은 킥으로부터 정강이를 보호하기 위해 목이 긴 양말 아래에 신가드를 착용한다. 또한 야구 경기에서의 포수도 섬유나 플라스틱으로 만들어진 신가드를 유니폼 위에 착용해 정강이와 무릎 등을 파울 볼로부터 보호하고 있다.
그런데, 종래의 신가드는 그 재질에 따른 충격 방지 기능을 발현하는 경우가 대부분이고 신가드의 다양한 구조에 따라 충격 방지 효과를 상승시키는 시도는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서, 여전히 축구 등의 운동 경기에서는 충돌로 인한 정강이 뼈 등의 부상이 빈번하게 발생되는 실정이다.
또한, 최근 IOT 기술의 급부상에 따라 과학적이고 체계적인 운동 경기 정보의 획득이 요구되고 있다. 예를 들어, 운동 선수 등의 이동량, 근피도로 등의 실시간 분석을 통해 경기를 이루는 가장 중요한 선수 자체의 실감나는 정보를 획득하여 이를 경기의 일 요소로 한다면 보다 심도 있고 생생한 운동 경기의 시청이 가능해지고 선수 자체의 보호에도 기여하게 되지만, 현재까지 운동 경기 정보의 획득은 카메라 등에 의해 수집된 영상을 분석하여 수준에 그치는 실정이다.
[선행기술문헌]
등록실용신안 20-0482533 (2017. 2. 7.)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 충격방지 효과를 극대화한 구조의 신가드를 제공한다.
또한, 본 발명은 경기 정보를 획득하기 위해 생체 센서 역할을 수행하는 IOT 신가드를 제공하고 이에 따라 습득한 정보를 획득하는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 IOT 신가드는 외부 쪽의 제1레이어, 및 상기 제1레이어와 접촉하면서 사용자의 정강이 부위에 접촉하는 제2레이어를 포함하고, 상기 제1레이어 및 제2레이어는 대칭구조의 제1영역 및 비대칭 구조의 제2영역을 형성하고, 상기 제1레이어는 허니콤 적층 구조로 이루어진다.
이때, 상기 제1레이어의 허니콤 적층 구조는 복수의 접촉하는 허니콤 베이스와 상기 허니콤 베이스 상에 적층된 허니콤 돌출부를 포함하고, 상기 허니콤 돌출부는 허니콤 베이스 상에서 경사지게 상부로 돌출되도록 하는 허니콤 경사면과 상부면을 형성하는 허니콤 상면을 형성할 수 있다.
또한, 상기 신가드는 센서부; 및 상기 센서부가 수집한 데이터를 전송하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 센서부 또는 상기 통신부는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레이어 내부에 삽입 배치될 수 있다.
또한, 상기 센서부 또는 상기 통신부의 배선은 프린팅 배선 레어어를 형성하고 상기 프린팅 배선 레이어(미도시)는 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 프린팅 배선 레이어는 상기 제1영역 또는 상기 제2영역의 수직방향으로 형성되거나 상기 제1영역 중심을 관통하는 수평방향으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 센서부는 근전도센서, 카메라, GPS, 보행센서, 각도측정센서 및 마이크 중 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 센서부의 센서 중 어느 하나는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레어어 내부에 삽입되도록 제2 레이어에 부착 모듈이 구비될 수 있다.
또한, 상기 신가드는 사용자의 정강이 부위에 고정되기 위한 지지단을 더 포함하고 상기 지지단은 상기 제1영역의 중간 부위 및 상기 제2영역의 상단에 대응하도록 부착 형성될 수 있다.
또한, 상기 신가드는 작동상태를 확인하는 표시부, 전원을 공급하는 전원부, 및 PCB형태로 삽입배치되는 제어부를 더 포함하고, 상기 표시부, 전원부 및 제어부는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레어어 내부에 삽입 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일측면에 따른 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템은 이상 설명한 IOT 신가드, 상기 신가드가 수집한 데이터를 수집하는 서버, 상기 수집된 데이터를 증폭 및 필터링하여 연산하는 정보 가공부 및 상기 연산된 정보를 표시하는 출력장치를 포함하여 이루어진다.
본 발명은 신가드의 허니콤 구조에 따라 충격방지 효과를 극대화한다.
또한, 본 발명은 각 모듈형 센서부가 구비된 IOT 신가드를 제공하고 이에 따라 습득한 정보를 출력하여 영상 촬상 외의 방법으로 운동 경기 중선수 모니터링이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 후면사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 허니콤 구조를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 후면을 기준으로 한 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템의 구성도이다.
도 7은 IOT 신가드의 센서부를 도시한 구성도이다.
도 8은 IOT 신가드 또는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템에서의 제어부를 도시한 구성도이다.
도 9는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템이 표시하는 선수 분석 화면을 예시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 구조를 우선 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 후면사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 허니콤 구조를 설명하는 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)은 크게 외부 쪽의 제1레이어(60)과 사용자의 신체와 맞닿는 내부 쪽의 제2레이어(70)로 이루어진다. 더욱 상세하게 제2레이어(70)는 제1레이어(60)와 접촉하면서 사용자의 정강이 부위에 접촉한다. 제1레이어(60)는 K-RESIN, 폴리에스터, 에틸렌비닐아세테이트, 및 고무 중 선택된 어느 하나로 이루어진다. 제2레이어(70)는 폴리계열의 섬유나 EVA 등으로 이루어지는데 사용자의 정강이 부위와 직접 접촉하게 된다.
한편, 제1레이어(60)는 허니콤 적층 구조로 이루어져 충격을 최소화하도록 구성되어 있다. 더욱 상세하게 제1레이어(60)는 허니콤 베이스(62)에서 돌출된 허니콤 돌출부(61)를 포함하여 구성된다. 이때, 허니콤 베이스(62)와 허니콤 돌출부(61)는 모두 연결된 허니콤 구조로 이루어져 있어 수직 방향 및 수평 방향 모두의 충격을 현저하게 흡수하도록 구성된다.
이때, 허니콤 베이스(62)는 복수로 구비되어 이웃하는 허니콤 베이스(62)와 접촉하도록 하여 충격을 이웃으로 분산시키는 역할을 하고, 허니콤 돌출부(61)는 허니콤 베이스 상에 외부 방향으로 적층되므로 충격의 내부 방향 진입을 분산하는 역할을 수행하게 된다.
허니콤 돌출부(61)는 허니콤 베이스 상에서 경사지게 상부로 돌출되도록 하는 허니콤 경사면(61b)과 상부면을 형성하는 허니콤 상면(61a)으로 이루어진다. 이때 허니콤 경사면(61b)의 수평 경사도는 60도 이하로 형성되는 것이 바람직하다. 60도가 넘어가는 경우에는 허니콤 돌출부 자체의 마모도가 상승되어 제품의 내구성이 저하되기 때문이다.
한편, 도면에서 따로 표시하지는 않았지만 제1레이어의 상부에는 마감재가 형성되어 허니콤 베이스 및 허니콤 돌출부를 일체로 보이도록 형성할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)는 제1레이어(60) 및 제2레이어(70)는 대칭구조를 갖는 제1영역(60a, 70a) 및 비대칭 구조의 제2영역(60b, 70b)을 형성한다. 더욱 상세하게, 제1레이어의 제1영역(60a)은 허니콤 구조가 상하로 대칭되도록 형성되어 있으며, 중심 영역이 가장 많은 허니콤 개수를 가지도록 형성되어 있다. 이에 따라 정강이 뼈 중앙의 집중적 보호가 가능하지고, 후술할 근전도 센서를 제1영역(60a) 중심에서 가장 멀리 배치시켜 노이즈 발생을 효과적으로 억제하기 위함이다.
또한, 제1레이어(60)의 제2영역(60b)은 비대칭구조를 형성하고 있는데, 하부로 내려갈수록 허니콤의 개수가 작아지는 형태로 형성된다. 즉, 운동 경기 중 발목의 자유도 확보를 위해 하부의 허니콤 개수가 작아지도록 형성된다. 한편, 제2영역(60b)의 상부는 허니콤 개수가 제1영역(60b)의 하단보다 많게 형성된다.
IOT 신가드(100)는 사용자의 정강이 부위에 고정하기 위한 지지단(82)을 제1영역(60a)의 중간 부위 및 제2영역(60b)의 상단에 대응하도록 부착 형성하는데, 제2영역(60b)의 상부는 허니콤 개수가 제1영역(60b)의 하단보다 많게 형성되어야 신가드가 하부쪽을 둘러싸는 하부 고정력이 확보되어 신가드가 흘러내리지 않게 된다. 따라서, 제1레이어(60)의 제2영역(60b)은 하부로 내려갈수록 허니콤의 개수가 작아지는 형태로 형성된다
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 더욱 상세한 구성 및 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드의 후면을 기준으로 한 구성도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템의 구성도이며, 도 7은 IOT 신가드의 센서부를 도시한 구성도이고, 도 8은 IOT 신가드 또는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템에서의 제어부를 도시한 구성도이며, 도 9는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템이 표시하는 선수 분석 화면을 예시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정보 획득 시스템(100)은 IOT 신가드(100), 신가드가 수집한 데이터를 수집하는 서버(200), 수집된 데이터를 증폭 및 필터링하여 연산하는 정보 가공부(300), 및 연산된 경기 정보를 표시하는 출력장치(400)를 포함하여 이루어진다.
IOT 신가드(100)는 전술한 구조적 측면 외에 센서부(10) 및 통신부(40)를 포함하여 이루어지는데, 도시한 바와 같이 제어부(20), 전원부(30), 및 표시부(50)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
센서부(10)는 근전도센서(11), 카메라(12), GPS(13), 보행센서(14), 각도측정센서(15) 및 마이크(16) 중 선택된 적어도 어느 하나를 포함해서 이루어지는데, 도 1 등에서는 이해를 돕기 위해 모든 센서를 표시하였다. 이때, 카메라(12) 및 마이크(16)는 도 1에서와 같이 외부로 노출되지만, 나머지 센서 들은 도 5에 도시한 바와 같이 제2레이어(70)의 내부로 삽입되는 형태로 설치된다.
이중에서 근전도센서(11)는 근전도 신호를 수신하는 제어부(20)의 설정에 따라 매초 또는 분당 근전도 신호를 측정하게 된다. 근전도 신호는 신체의 움직임에 따라 근육 표면으로부터 근섬유를 따라 일어나는 전기적 신호로써 그 크기는 대부분 10mV 이하이며 주파수 범위는 500Hz 미만으로 형성되므로 후술할 증폭 및 필터링이 수반된다.
보행센서(14) 또는 각도측정센서(15)는 자이크스코프 또는 중력센서 등을 조합하여 보행상태 또는 발목의 비틀림을 측정하는 센서이다. 보행센서(14)의 감지에 의해 운동 상태임을 확인하여 절전을 위해 제어부(20)가 IOT 신가드의 작동을 유지시키는 설정이 가능함은 물론이다. 또한, 각도측정센서(15)는 발목의 비틀림 및 빈도를 측정하여 선수의 피로도 산출을 보조하는 역할을 수행한다.
그런데, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)는 센서부(10), 제어부(20), 전원부(30), 또는 통신부(40)가 제2 레이어(70)의 내부에 삽입되어 형성되고 동시에 허니콤 상면(62a)에 대응하는 위치에 허니콤의 상면보다 작은 크기로 배치된다. 따라서, 충격에 의한 내구성을 현저하게 높이도록 배치설계되었다.
또한, 이러한 제2레이어(70)의 내부에는 센서부(10)를 구성하는 각 센서의 탈부착이 용이하도록 부착 모듈(75)이 외부에 노출 형성되어 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)는 운동 경기를 수행하는 선수의 상태를 확인하기 위해 다양한 센서를 사용할 수 있는데, 제2레이어(70)의 외부에 홈 형태의 부착 모듈(75)을 노출시키고, 필요한 센서를 이러한 부착 모듈에 부착하여 원하는 선수의 정보를 획득하는 것이 가능하다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)는 선택 모듈형 센서군의 구성이 가능하므로 근피도로 뿜만 아니라 경기와 연관된 다양한 운동 선수의 상태 또는 정보를 획득하는 것이 가능해진다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 IOT 신가드(100)를 구성하는 하드웨어 간의 배선은 프린팅 배선 레어어(미도시)를 형성하는데, 프린팅 배선 레이어는 제1레이어(60)와 제2레이어(70) 사이에 배치하여 외부의 노출을 차단하여 배선의 내구성을 높였다. 특히, 도 5에서와 같이 원거리에 위치한 부착모듈(75)의 경우에는 다리 구조상 횡방향 응력이 발생하지 않으므로 수직배선(Lb)을 형성하였고, 근거리에 위치한 부착모듈의 경우에는 수평배선(La) 또는 경사배선(Ls)을 형성하고 최단 거리로 구현하여 피로 마모도를 현저하게 줄이도록 하였다.
제어부(20)는 도 8에 도시된 바와 같이 각 센서로 부터 데이터를 전송받는 센싱값수집모듈(21) 및 전술한 센서값의 확인을 통한 절전을 위한 전력제어모듈(25)을 필수적으로 포함하고, 제어부(20) 또는 정보가공부(300)는 연산증폭모듈(22), 고역통과필터(23), 저역통과필터(24)를 더 포함할 수 있다.
전원부(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(20)와 근접하거나 제어부와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 배터리의 삽입을 위해 전원부(30)는 제2레이어(70) 외부에 부착 모듈과 같은 형태의 배터리 삽입구가 설치된다.
통신부(40)는 제어부(20)와 근접하거나 제어부와 일체로 형성될 수 있는데, 비콘과 같은 형태로 구성될 수 있다. 다만, 안테나(41)는 허니콤 베이스에 대응하는 영역에 배치하여 절곡에 의한 파손을 방지한다. 한편, 표시부(50)는 도 1에서와 같이 외부로 노출하여 신가드의 작동 상태를 확인하도록 한다.
이상과 같은 IOT 신가드(100)가 수집한 데이터는 서버(200)로 이송되고 연동된 정보 가공부는 데이터를 연산하여 최종 출력장치(400)에 보내 선수 상태 등의 경기 정보를 열람하도록 한다. 이때, 전술한 근전도센서(11)가 측정한 데이터는 연산증폭모듈(22)이 증폭하고, 고역 통과 필터(23)와 저역 통과 필터(24)를 각각 지난 후 정보 가공부가 최종적인 근피로도를 도출하여 출력장치(400)에 표시하게 된다. 도 9는 이러한 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템이 표시하는 선수 분석 화면을 예시하고 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: IOT 신가드
10: 센서부
20: 제어부
30: 전원부
40: 통신부
50: 표시부
200: 서버
300: 정보가공부
400: 출력장치

Claims (9)

  1. 신가드에 있어서,
    외부 쪽의 제1레이어; 및
    상기 제1레이어와 접촉하면서 사용자의 정강이 부위에 접촉하는 제2레이어;를 포함하고,
    상기 제1레이어 및 제2레이어는 대칭구조의 제1영역 및 비대칭 구조의 제2영역을 형성하고,
    상기 제1레이어는 허니콤 적층 구조로 이루어지고,
    상기 제1레이어의 허니콤 적층 구조는 복수의 접촉하는 허니콤 베이스와 상기 허니콤 베이스 상에 적층된 허니콤 돌출부를 포함하고, 상기 허니콤 돌출부는 허니콤 베이스 상에서 경사지게 상부로 돌출되도록 하는 허니콤 경사면과 상부면을 형성하는 허니콤 상면을 형성하고, 허니콤 경사면의 수평 경사도는 60도 이하로 형성되고,
    상기 신가드는 센서부; 및 상기 센서부가 수집한 데이터를 전송하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 센서부 또는 상기 통신부는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레이어 내부에 삽입 배치된 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센서부 또는 상기 통신부의 배선은 프린팅 배선 레어어를 형성하고 상기 프린팅 배선 레이어는 상기 제1 레이어와 상기 제2 레이어 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프린팅 배선 레이어는 상기 제1영역 또는 상기 제2영역의 수직방향으로 형성되거나 상기 제1영역 중심을 관통하는 수평방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 근전도센서, 카메라, GPS, 보행센서, 각도측정센서 및 마이크 중 선택된 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 센서부의 센서 중 어느 하나는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레어어 내부에 삽입되도록 제2 레이어에 부착 모듈이 구비되는 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신가드는 사용자의 정강이 부위에 고정되기 위한 지지단을 더 포함하고 상기 지지단은 상기 제1영역의 중간 부위 및 상기 제2영역의 상단에 대응하도록 부착 형성되는 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 신가드는 작동상태를 확인하는 표시부, 전원을 공급하는 전원부, 및 PCB형태로 삽입배치되는 제어부를 더 포함하고, 상기 표시부, 전원부 및 제어부는 상기 허니콤 상면에 대응하는 제2 레어어 내부에 삽입 배치된 것을 특징으로 하는 IOT 신가드.
  9. 제1항에 따른 IOT 신가드;
    상기 신가드가 수집한 데이터를 수집하는 서버;
    상기 수집된 데이터를 증폭 및 필터링하여 연산하는 정보 가공부; 및
    상기 연산된 정보를 표시하는 출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 IOT 신가드를 이용한 정보 획득 시스템.

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