KR102027316B1 - 신발 용 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발 - Google Patents

신발 용 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발을 통해 사용자에게 길 안내나 점자와 같은 간단한 정보를 전달하고 사용자의 신체 정보도 수신할 수 있는 신발 용 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 신발에 장착 또는 탈착이 가능한 스마트 모듈을 통해 정보 전달 기능을 갖는 스마트 신발로 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.

Description

신발 용 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발{Smart Module having Function of Information Transfer for Shoes and Smart Shoes having the Same}
본 발명은 발을 통해 사용자에게 길 안내나 점자와 같은 간단한 정보를 전달하고 사용자의 신체 정보도 수신할 수 있는 신발 용 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 신발에 장착 또는 탈착이 가능한 스마트 모듈을 통해 정보 전달 기능을 갖는 스마트 신발로 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
옷이나 시계 또는 안경처럼 자유롭게 몸에 착용하고 다닐 수 있는 컴퓨터를 웨어러블 컴퓨터(Wearable Computer)라고 한다. 소형화, 경량화를 비롯해 음성, 동작, 인식 등 다양한 기술이 적용되는데, 최근 구글이 내놓은 스마트 안경인 구글 글라스, 말하는 신발(Talking Shoes), 애플과, 삼성, 마이크로소프트가 각각 개발한 웨어러블 와치인 아이워치, 기어워치, 윈도우워치 등을 웨어러블 컴퓨터라 할 수 있다. 신발, 시계, 안경, 옷 등 웨어러블 컴퓨터들은 스스로 제어, 판단을 한 뒤 사용자에게 맞춤형 기능들을 제공하게 된다.
한편, 시각장애인이나, 청각장애인은 사물을 보고 인식할 수 있는 시력이 극히 약하거나 사물이 보이지 않게 됨에 따라 소리나, 감각에 의존하여 보행할 수밖에 없게 되며, 따라서 안전보행을 할 수 있도록 하기 위해 인도, 공원, 공공건물 등을 비롯한 각종 사회적 기물에 점자블록을 설치 운영하고 있다.
또, 시각 장애인은 가고자 하는 방향등을 보다 안전하게 걸어가기 위해 가급적 점자블록의 촉감이 원활하게 전달되는 신발이나 지팡이에 의존하여 보행하게 된다. 그러나 아무리 감각이나 촉감이 발달 된 시각장애인이라 하더라도 근본적으로 사물을 볼 수 있는 시력이 극히 저하되었거나 없기 때문에 단순히 신발이나 지팡이에 의존하여 보행하는 과정에서 점자블록 위에 이물질이 끼었거나, 물이 고였다거나, 또는 눈이 쌓였거나 얼어 빙판이 형성된 경우는 점자블록의 돌기를 감지할 수 없게 되며, 심한 경우는 시각장애인이 넘어지거나 상당히 위험한 지경에 놓이게 되기도 한다.
이를 개선하기 위해 종래에는 신발에 적용된 웨어러블 컴퓨터의 일예로 한국공개특허 제2006-0014009호에 개시된 바와 같이 시각 장애인에게 안전한 보행을 안내하기 위한 시각장애인용 신발이 개시된 바 있다.
도 1에는 종래의 공개특허 제2006-0014009호에 개시된 "시각장애인용 신발" 의 요부 확대 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 시각장애인용 신발은, 상면에 하나 이상의 발바닥 자극봉(41')을 돌출 형성시킨 자석(41)과, 자석(41)의 하부에 장착되어 항상 자석(41)을 상측으로 떠받쳐 주는 스프링(42)과, 자석(41) 및 스프링(42)을 넣어 보호하는 소정의 케이스(43)로 구성된 신호기(4)를 신발의 깔창 밑 소정위치에 자극봉(41') 만이 돌출되도록 내장 설치하고, 내부에 자력이 통하는 철편, 또는 철칩이 내장 설치된 점자블록, 보도블록, 인터록킹 블록, 콘크리트보도, 횡단보도 위를 시각장애인이 보행하는 과정에서 자석(41)이 점자블록 등의 각종 블록이나 보도 속에 내장된 철편, 또는 철칩에 근접할 때 자석(41)이 작용하여 압축스프링을 누르면서 하강하다가 자석(41)이 철편 또는 철칩을 벗어나면 스프링(42)의 복원력이 순간적으로 자석(41)을 상승시켜 자극봉(41')이 발바닥을 자극하도록 함으로서 시각장애인이 보다 더 안전하게 보행할 수 있게 하였다.
위와 같이 발을 통해 정보를 전달하는 스마트 신발은 정보 전달 기능이 신발에 일체로 구비되기 때문에 무난하게 사용할 수 있는 구두나, 운동화에 적용된 사례가 대부분이다.
그러나 필요에 따라 스마트 기능이 구비되지 않은 기능성 신발 일예로, 러닝화, 등산화, 군화 등과 같이 취미 생활이나, 특수한 임무에 최적화된 신발을 사용하는 경우 스마트 기능을 사용할 수 없는 문제가 있다.
한국공개특허공보 제10-2006-0014009호(2006.02.14. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 정보전달을 위한 구동부 및 신체 정보 감지를 위한 센싱부를 신발의 깔창에 구비하고, 구동부와 센싱부의 제어 및 통신을 위한 제어부를 별도의 유닛으로 신발에 끼움 결합되도록 모듈로 구성하여 다양한 신발에 장착 또는 탈착됨에 따라 정보전달 기능이 없는 다양한 신발에 스마트 기능을 부여하도록 한 신발 용 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발을 제공함에 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈은, 신발의 밑창 상측에 삽입되는 깔창과, 상기 깔창에 구비되어 발에 자극 신호를 전달하는 정보전달수단을 포함하는 정보전달부; 상기 신발이 갑피에 끼워지며, 상기 정보전달부와 전기적 및 통신적으로 연결되고, 정보를 송신 또는 수신하는 통신모듈과, 상기 통신모듈에서 수신된 신호를 분석하여 상기 정보전달수단을 구동하는 제어모듈과, 상기 정보전달부, 통신모듈 및 제어모듈에 전원을 공급하는 전원부로 구성된 제어 유닛을 포함한다.
또한, 상기 스마트 모듈은, 상기 정보전달수단과 연결된 제1 커넥터; 및 상기 제어모듈 및 전원부와 연결된 제2 커넥터를 구비하고, 상기 제1 커넥터와 제2 커넥터의 연결을 통해 상기 정보전달부와 상기 제어 유닛이 전기적 또는 통신적으로 연결된다.
또한, 상기 정보전달수단은, 사용자의 발은 통해 신체정보를 수집하는 바이오센서와, 발의 움직임을 모니터링 하는 모션센서로 구성된 센서수단을 더 포함한다.
또한, 상기 제어 유닛은, 통신모듈, 제어모듈 및 전원부가 수용되는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 갑피의 외면에 부착되는 메인몸체; 상기 메인몸체와 일정거리 이격되며, 갑피의 내면에 부착되는 끼움몸체; 및 상기 메인몸체의 상측과 끼움몸체의 상측을 연결하는 연결몸체를 포함하고, 상기 메인몸체와, 끼움몸체 사이에 형성된 장착공간에 신발의 갑피가 끼워져 상기 제어 유닛이 상기 갑피에 장착되고, 상기 제1 커넥터는 상기 깔창의 둘레에서 상방으로 연장되고, 상기 제2 커넥터는 상기 끼움몸체에서 하방으로 연장됨에 따라 상기 제1 및 제2 커넥터는 신발의 갑피 내측에 배치되어 연결 및 고정된다.
또한, 상기 제어부는, 상기 갑피에 장착되는 제어 유닛의 고정을 견고히 하기 위한 고정부가 구비되며, 상기 고정부는, 상기 메인몸체에 나사 결합되는 나사축; 상기 메인몸체의 외측에 구비되며 상기 나사축의 일면에 고정되는 회전부; 및 상기 메인몸체의 내측에 구비되며, 상기 나사축의 타단에 고정되는 조임부로 구성되며, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 조임부가 상기 갑피를 가압하도록 구성된다.
또한, 상기 제1 커넥터에는 암커넥터 또는 수커넥터 중 어느 하나가 구비되고, 상기 제2 커넥터에는 수커넥터 또는 암커넥터 중 다른 하나가 구비되어 암커넥터와 수커넥터의 기계적 결합을 통해 상기 정보전달부와, 상기 제어유닛이 전기적 또는 통신적으로 연결되며, 상기 제1 커넥터에는 N극 자석 또는 S극 자석 중 어느 하나가 구비되고, 상기 제2 커넥터에는 N극 자석 또는 S극 자석 중 어느 하나가 구비되어 N극 자석과 S극 자석의 자성 결합을 통해 제1 커넥터와 제2 커넥터의 결합을 더욱 견고히 한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 신발은, 통상의 신발에 상술된 스마트 모듈이 장착된 형태로 이루어진다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 신발 용 정보 전달 기능을 갖는 스마트 모듈 및 이를 포함하는 스마트 신발은, 일반적인 신발에 스마트 모듈을 장착하여 정보 전달 기능을 갖는 스마트 신발로 사용할 수 있기 때문에 취향 또는 특정 임무에 따라 신발을 바꾸어 착용해도 스마트 기능을 계속 사용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스마트 모듈을 구동부와 센서부가 구비된 깔창과 이들의 제어를 위한 제어 유닛으로 분리 구성하여 고장 시 유지 보수가 용이한 효과가 있다.
시각 장애인이 착용할 경우 신발을 통해 점자 정보를 전달할 수 있도록 하여 두 손을 자유롭게 사용하면서도 각종 사회적 기물에서 제공하는 위치 정보는 물론 버스 도착 정보나, 기차 시간표와 같이 시각적으로만 파악이 가능했던 정보를 전달 받을 수 있는 장점이 있다.
특히 스마트폰과 같은 휴대용 기기와 연동할 경우 스마트폰에 저장되어 있거나 스마트폰으로 전달되는 다양하고 방대한 정보를 신발을 통해 인식할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 군인이 착용하는 군화에 적용할 경우 적진 침투 시 구두로 명령의 전달이 불가능하거나, 야간 작전 수행 시 수화를 인지할 수 없는 상태에서도 전략적 명령 및 보행 정보 전달 및 수행을 가능하게 한 장점이 있다.
도 1은 공개특허 제2006-0014009호에 개시된 "시각장애인용 신발" 의 요부 확대 단면도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈 전체사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈 블록도
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈이 장착된 스마트 신발 사시도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 제어 유닛 정면도(a) 및 측면도(b)
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 제어 유닛이 신발에 장착된 측면도
도 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 정보전달부 커넥터와 제어 유닛 커넥터의 연결 예를 나타낸 정면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈(1000)의 전체 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 본 발명의 스마트 모듈(1000)은 신발의 깔창 형태로 이루어진 정보전달부(100)와, 제어부(210)를 포함하는 제어 유닛(200)이 한 세트로 이루어질 수 있다. 정보전달부(100)에는 제1 커넥터(120)가 구비되고, 제어 유닛(200)에는 제2 커넥터(220)가 구비되어 제1 및 제2 커넥터(120, 220)의 연결을 통해 정보전달부(100)와 제어 유닛(200)이 전기적으로 연결 및 통신적으로 연결될 수 있다.
정보전달부(100)는 깔창(110)과, 깔창(110)에 구비된 정보전달수단(150)을 포함하여 구성된다. 정보전달수단(150)에는 사용자의 발에 진동을 통해 정보를 전달하는 구동수단(151)과, 사용자의 발을 통해 신체 정보를 감지하는 센서수단(152)으로 구성될 수 있다.
도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈(1000)의 블록도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 제어 유닛(200)의 제어부(210)는 통신 모듈(211), 제어 모듈(212) 및 전원부(213)를 포함하여 구성된다.
통신 모듈(211)은 스마트 모듈(1000)로 전송되는 정보를 무선으로 수신하여 제어 모듈(212)에 전달하거나, 정보전달부(100)를 통해 제어 모듈(212)에 수신된 정보를 무선으로 단말기(300)에 송신하는 통상의 무선통신모듈로 이루어질 수 있다. 일예로 통신모듈(211)은 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wifi), NFC(Near Field Communication), 비콘(Beacon), 무선주파수(RF, Radio Frequency) 등의 통신수단일 수 있다.
제어 모듈(212)은 통신 모듈(211)로부터 전달받은 정보를 통해 정보전달수단(150)의 구동수단(151, 도 2 참조)을 제어하고, 센서수단(152, 도 2 참조)을 통해 전달받은 신체 정보를 통신 모듈(211)을 통해 단말기(300) 송신하는 역할을 수행한다. 또한 전원부(213)를 통해 각각의 구성요소에 전달되는 전력을 제어할 수 있다. 즉 제어 모듈(212)은 스마트 모듈(1000)의 구성요소를 총괄적으로 제어하도록 구성된다.
전원부(213)는 정보전달부(100) 및 제어 유닛(200)에 전원을 공급하기 위해 구비되며, 일예로 건전지나, 충전식 리튬이온전지가 적용될 수 있다.
단말기(300)는 제어부(210)에 특정 정보를 전달하거나, 제어부(210)를 통해 전달 받은 신체 정보를 저장 및 디스플레이 할 수 있는 입출력 장치이며, 일예로 스마트 폰일 수 있다.
도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 스마트 모듈(1000)이 장착된 스마트 신발(S)의 전체 사시도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 스마트 모듈(1000, 도 1 참조)의 정보전달부(100)는 깔창 형태로 이루어지기 때문에 신발(S)의 깔창 대신 장착되며, 제어 유닛(200)은 신발(S)의 갑피(S1)에 끼움 결합된다. 보다 정확하게는 갑피(S1) 중 신발의 입구 측에 해당하는 탑 라인(TL) 상에 끼움 결합된다. 아울러 정보전달부(100)의 제1 커넥터(120)와 제어 유닛(200)의 제2 커넥터(220)를 연결하게 되면, 스마트 모듈(1000)의 장착이 완료되며, 통상의 신발을 스마트 신발(S)로 사용할 수 있게 된다. 스마트 신발(S)은 도면상에는 왼쪽 신발에만 적용된 것으로 도시되어 있으나, 오른쪽 신발에도 적용될 수 있고, 보다 상세한 정보 전달을 위해 양쪽 신발에 모두 적용될 수도 있다. 도면상에는 스마트 신발(S)이 캐주얼 구두 형상으로 이루어져 있으나, 상술된 본 발명의 목적이나 효과에서 언급한 바와 같이 사용자가 신고 다닐 수 있는 러닝화, 등산화, 장화, 샌들 및 하이힐에도 적용될 수 있음은 자명하다.
도 5a에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제어 유닛(200)의 정면도가 도시되어 있고, 도 5b에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제어 유닛(200)의 측면도가 도시되어 있다. 도 6에는 제어 유닛(200)이 탑 라인(S1)에 장착된 실시 예를 나타낸 측면도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 제어 유닛(200)의 제어부(210)는 갑피(S1)의 외면에 부착되는 메인몸체(211)와, 메인몸체(211)와 일정거리 이격되며, 갑피(S1)의 내면에 부착되는 끼움몸체(212)와, 메인몸체(211)의 상측과 끼움몸체(212)의 상측을 연결하는 연결몸체(215)를 포함하여 구성된다. 위와 같은 구성을 통해 메인몸체(211)와, 끼움몸체(212) 사이에 장착 공간(230)이 형성되며, 도 6에 도시된 바와 같이 장착공간(230)에 신발의 갑피(S1)가 끼워져 제어 유닛(200)이 장착된다.
또한 제어 유닛(200)의 제어부(210)에는 제어 유닛(200)의 고정을 견고히 하기 위한 고정부(250)가 구비된다. 고정부(250)는 메인몸체(211)의 외측에 회전 가능하게 구비된 회전부(251)와, 메인몸체(211)의 내측에 회전부(251)의 회전에 의해 축방향 이동하는 조임부(252)와, 회전부(251) 및 조임부(252)를 연결하는 나사부(253)를 포함한다. 나사부(253)는 메인몸체(211)에 나사 결합되며, 회전부(251)의 회전을 통해 조임부(252)가 메인몸체(211)의 내측으로 조여지도록 구성된다. 따라서 제어 유닛(200)이 갑피(S1)에 끼워졌을 때, 고정부(250)의 조임부(252)를 통해 탑 라인(S1)에 압력을 가하여 제어 유닛(200)의 고정을 더욱 견고히 한다.
도 7에는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 커넥터(120)와 제2 커넥터(220)의 연결 예를 나타낸 정면도가 도시되어 있다. 제1 커넥터(120)는 정보전달부(100, 도 2 참조)에 구비되며, 제2 커넥터(220)는 제어 유닛(200, 도 2 참조)에 구비된다. 따라서 제1 커넥터(120)와 제2 커넥터(220)의 연결을 통해 정보전달부(100)와 제어 유닛(200)이 전기적 및 통신적으로 연결될 수 있다. 제1 커넥터(120)에는 암커넥터(123)가 형성되고, 제2 커넥터(220)에는 수커넥터(223)가 형성되어 이들의 기계적 결합을 통해 제1 커넥터(120)와 제2 커넥터(220)가 연결될 수 있다.
또한, 제1 커넥터(120)와 제2 커넥터(220)의 연결을 더욱 견고히 하기 위해 제1 및 제2 커넥터(120, 220) 각각에는 자석(125, 225)이 구비되며 서로 다른 자극이 마주보도록 배치하여 이들의 자석 결합을 통해 제1 커넥터(120)와 제2 커넥터(220)의 연결을 더욱 견고히 하면서도 연결과 분리가 용이하도록 구성하였다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
1000 : 스마트 모듈
100 : 정보전달부
110 : 깔창
120 : 제1 커넥터
150 : 정보전달수단
200 : 제어 유닛
210 : 제어부
220 : 제2 커넥터
S : 스마트 신발
S1 : 갑피

Claims (7)

  1. 신발의 밑창 상측에 삽입되는 깔창과, 상기 깔창에 구비되어 발에 자극 신호를 전달하는 정보전달수단을 포함하는 정보전달부;
    상기 신발이 갑피에 끼워지며, 상기 정보전달부와 전기적 및 통신적으로 연결되고, 정보를 송신 또는 수신하는 통신모듈과, 상기 통신모듈에서 수신된 신호를 분석하여 상기 정보전달수단을 구동하는 제어모듈과, 상기 정보전달부, 통신모듈 및 제어모듈에 전원을 공급하는 전원부로 구성된 제어 유닛을 포함하되,
    상기 정보전달수단과 연결된 제1 커넥터; 및
    상기 제어모듈 및 전원부와 연결된 제2 커넥터를 구비하고,
    상기 제1 커넥터와 제2 커넥터의 연결을 통해 상기 정보전달부와 상기 제어 유닛이 전기적 또는 통신적으로 연결되고,
    상기 제어 유닛은, 통신모듈, 제어모듈 및 전원부가 수용되는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 갑피의 외면에 부착되는 메인몸체;
    상기 메인몸체와 일정거리 이격되며, 갑피의 내면에 부착되는 끼움몸체; 및
    상기 메인몸체의 상측과 끼움몸체의 상측을 연결하는 연결몸체를 포함하고,
    상기 메인몸체와, 끼움몸체 사이에 형성된 장착공간에 신발의 갑피가 끼워져 상기 제어 유닛이 상기 갑피에 장착되되,
    상기 제1 커넥터는 상기 깔창의 둘레에서 상방으로 연장되고, 상기 제2 커넥터는 상기 끼움몸체에서 하방으로 연장됨에 따라 상기 제1 및 제2 커넥터는 신발의 갑피 내측에 배치되어 연결 및 고정되는, 스마트 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 정보전달수단은,
    사용자의 발은 통해 신체정보를 수집하는 바이오센서와, 발의 움직임을 모니터링 하는 모션센서로 구성된 센서수단을 더 포함하는, 스마트 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 갑피에 장착되는 제어 유닛의 고정을 견고히 하기 위한 고정부가 구비되며,
    상기 고정부는,
    상기 메인몸체에 나사 결합되는 나사축;
    상기 메인몸체의 외측에 구비되며 상기 나사축의 일면에 고정되는 회전부; 및
    상기 메인몸체의 내측에 구비되며, 상기 나사축의 타단에 고정되는 조임부로 구성되며,
    상기 회전부의 회전에 의해 상기 조임부가 상기 갑피를 가압하도록 구성되는, 스마트 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 커넥터에는 암커넥터 또는 수커넥터 중 어느 하나가 구비되고,
    상기 제2 커넥터에는 수커넥터 또는 암커넥터 중 다른 하나가 구비되어 암커넥터와 수커넥터의 기계적 결합을 통해 상기 정보전달부와, 상기 제어 유닛이 전기적 또는 통신적으로 연결되며,
    상기 제1 커넥터에는 N극 자석 또는 S극 자석 중 어느 하나가 구비되고,
    상기 제2 커넥터에는 N극 자석 또는 S극 자석 중 어느 하나가 구비되어 N극 자석과 S극 자석의 자성 결합을 통해 제1 커넥터와 제2 커넥터의 결합을 더욱 견고히 하는 스마트 모듈.
  7. 제 1항의 스마트 모듈이 장착된 스마트 신발.
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