KR102089686B1 - 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법 및 장치 - Google Patents

인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법 및 장치 Download PDF

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KR102089686B1
KR102089686B1 KR1020180133765A KR20180133765A KR102089686B1 KR 102089686 B1 KR102089686 B1 KR 102089686B1 KR 1020180133765 A KR1020180133765 A KR 1020180133765A KR 20180133765 A KR20180133765 A KR 20180133765A KR 102089686 B1 KR102089686 B1 KR 102089686B1
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김태일
신주환
신일재
권기윤
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성균관대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 인장센서를 이용하여 칼로리를 계산함으로써 경제적인 운동량 측정 방법 및 그 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 방법은 움직임에 따라 발생하는 인장 센서의 저항 변화량을 측정하는 단계; 상기 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 단계; 및 상기 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법 및 장치{The Method and Device for Measuring Calorie Expenditure Using A Tensile Sensor}
본 발명은 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 운동 카테고리 별로 분류하고, 소모되는 칼로리를 계산함으로써 운동량을 측정하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 들어 인터넷과 TV 기타 매체를 통해 다이어트 및 체형 관리를 위한 다양한 운동 솔루션이 제시되면서, 헬스케어(u-Healthcare)에 대한 시스템들이 제안되고 있으며, 이는 특정한 장소와 시간에 관계없이 특정한 시간과 장소에 관계없이 사용자의 심박수, 혈압, 체온, 움직임과 같은 다양한 생체 정보를 지속적으로 측정하고 이러한 정보를 원격으로 모니터링하여 적극적인 치료와 건강관리를 가능하게 하는 시스템이라고 할 수 있다.
종래의 헬스케어 시스템으로서, 사용자가 호흡기를 착용한 상태에서 이산화탄소의 생성량(VCO2)을 이용하여 상대적으로 매우 정확하게 측정하는 호흡가스분석기가 있다. 또한, 스마트 워치와 같은 휴대용 장치가 심박센서 또는 가속도 센서를 이용하여 칼로리를 계산할 수도 있다. 호흡가스분석기의 경우 매우 정확한 진단이 가능하지만 측정 장소가 한정적이며 기기의 감독관 통제 하에 측정이 가능하다는 단점이 존재한다. 그리고 스마트 워치와 같은 휴대용 디바이스의 경우는 정확도가 높지 않아 정확한 칼로리 측정이 불가능하다는 단점이 있다.
한국 등록 특허 제1500840호
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명은 운동에 따른 칼로리 소모량을 매우 간단하고 정확하게 측정할 수 있도록 인장센서의 저항값 변화를 이용하여 운동시 소모되는 칼로리를 계산하는 알고리즘을 제공하고, 인체에 인장 센서를 쉽게 부착할 수 있도록 유연한 구조를 가지는 운동량 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 방법은 움직임에 따라 발생하는 인장 센서의 저항 변화량을 측정하는 단계; 상기 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 단계; 및 상기 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 운동의 카테고리를 분류하는 단계는, 상기 저항 변화량 및 저항 변화를 한 주기로 하는 진동수를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 상기 운동의 카테고리를 분류하는 단계는, 상기 저항 변화량을 상기 인장 센서가 부착된 신체의 움직임에 따른 각도로 변환하고, 상기 변환된 각도를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기 설정된 범위는 걷는 상태에 대응되는 제1 범위, 조깅 상태에 대응되는 제2 범위, 달리기 상태에 해당되는 제3 범위로 나뉘는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치는 움직임에 따라 저항 변화량을 측정하는 인장 센서; 상기 인장 센서가 측정한 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 운동 카테고리 분류부; 상기 운동 카테고리 분류부를 통해 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 칼로리 계산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 운동 카테고리 분류부는, 상기 저항 변화량 및 저항 변화를 한 주기로 하는 진동수를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 운동 카테고리 분류부는, 상기 저항 변화량을 상기 인장 센서가 부착된 신체의 움직임에 따른 각도로 변환하고, 상기 변환된 각도를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치는 운동에 따라 발생하는 센서의 저항 변화량을 측정하는 인장 센서; 상기 인장 센서에서 출력하는 데이터를 연산하는 복수의 연성인쇄회로기판(FPCB); 인접하는 복수의 연성인쇄회로기판을 연결하는 커넥터 및 상기 인장 센서, 상기 복수의 연성인쇄회로기판 및 상기 커넥터의 일면과 타면에 배치된 한쌍의 피부 접촉층을 포함하되, 상기 복수의 연성인쇄회로기판은 상기 인장 센서의 테두리 방향에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 복수의 연성인쇄회로기판은 4개이며, 상기 4개의 연성인쇄회로기판들은 소정의 간격을 두고 배치되고, 상기 인장 센서는 상기 4개의 연성인쇄회로기판의 배치면 가운데에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 피부 접촉층 중 어느 하나의 피부 접촉증은 상기 인장 센서가 노출되도록 소정의 넓이만큼 피부 접촉층을 제거한 인장센서 노출공(露出孔)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 방법 및 장치는 인장 센서를 사용함으로써, 심박 센서 또는 가속도 센서를 사용하는 종래의 운동량 측정 장치에 비하여 저렴하게 제작될 수 있다.
본 발명은 인장 센서를 단일 센서로 사용하여, 운동량 측정 장치의 구조 및 제조 공정이 간단하여 경제적인 장점이 있다.
또한, 본 발명은 운동시 소모되는 칼로리에 대한 계산을 간단한 알고리즘으로 수행하고, 운동 강도 및 운동 속도를 실시간으로 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 운동량 측정 장치를 무릎에 간단하게 부착하여 사용하기 때문에, 공간적 제약으로부터 자유롭고 편리한 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법의 순서도이다.
도 3은 인장 센서로 사용된 크랙 센서와 크랙 센서의 민감도를 나타낸다.
도 4는 인장 센서가 측정하는 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00001
)를 나타낸다.
도 5는 무릎 각도 및 움직임 속도에 따른 인장 센서의 출력 데이터를 나타낸다.
도 6a는 인장 센서에서 측정하는 저항 변화에 따른 인장률 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6b는 인장률에 따른 무릎 각도를 이론적으로 매칭한 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 운동 카테고리를 분류하는 방법을 나타낸다.
도 9는 인장 센서의 출력값 변화에 따라 운동 카테고리가 변경되는 것을 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 알고리즘을 적용하여 산출된 운동 상황을 휴대용 디바이스에 표시한 화면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 센서 배치 구조를 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치(100)는 움직임에 따라 저항 변화량을 측정하는 인장 센서(110), 상기 인장 센서(110)가 측정한 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 운동 카테고리 분류부(120), 상기 운동 카테고리 분류부(120)를 통해 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 칼로리 계산부(130)를 포함할 수 있다.
인장센서(110)는 외부힘인 인장(引張)으로 인하여 변하는 센서의 저항 변화율을 측정하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 인장센서에는 크랙 센서(Crack Sensor)가 사용되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
크랙 센서는 점탄성 성질을 가지는 PUA(poly-urethane acrylate) 물질 위에 플래티넘(Platinum)을 증착하여 스트레스를 가하여 제작한 센서로, 초고민감도 특성을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동 카테고리 분류부(120) 및 칼로리 계산부(130)는 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)에 설계된 마이크로프로세서에 의해 구현될 수 있다.
한편, 연성인쇄회로기판은 운동 카테고리 분류부(120) 및 칼로리 계산부(130) 뿐만 아니라, 블루투스 모듈 및 배터리 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치는 무릎에 부착되는데, 운동량 측정 장치는 마이크로프로세서와 크랙 센서를 보호하고 피부에 잘 부착될 수 있도록 점탄성을 지니는 실리콘막을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘막은 Ecoflex 제품을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 인체친화적인 실리콘막은 모두 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 구조는 도 10을 참조하여 후술하며, 이하 인장 센서를 이용하여 운동량을 측정하는 방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법의 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 방법은 움직임에 따라 발생하는 인장 센서의 저항 변화량을 측정하는 단계(S110), 상기 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 단계(S120) 및 상기 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
도 3은 인장 센서로 사용된 크랙 센서와 크랙 센서의 민감도를 나타낸다.
인장 센서로 사용된 크랙센서에 인장 방향(
Figure 112018108987433-pat00002
)으로 외력이 가해지면 크랙(
Figure 112018108987433-pat00003
)이 발생하는 데, 크랙의 깊이에 따라 센서의 민감도가 결정된다. 즉, 인장 방향으로 외력이 증가할수록 크랙의 깊이가 깊어지고, 센서의 민감도(Sensitivity)도 증가한다. 즉, 센서의 민감도가 증가하는 것은 저항변화율(Gauge factor)이 증가하는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 운동량 측정 장치가 부착된 신체 부위의 움직임에 따라 크랙센서의 크랙 깊이 및 센서의 민감도가 달라지고, 그에 따른 변하는 저항 변화율에 기초하여 크랙 센서의 저항 변화량을 측정한다.
도 4는 인장 센서가 측정하는 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00004
)를 나타내고, 도 5는 무릎 각도 및 움직임 속도에 따른 인장 센서의 출력 데이터를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치를 무릎에 부착하면, 사용자가 무릎을 움직일 때마다 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00005
)가 변한다. 사용자의 운동 속도가 증가함에 따라 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00006
)의 변화량이 커지면, 저항 변화량이 커진다.
예컨대, 도 5에서 무릎의 최대 각도가 35°인 걷는 상태의 경우(a)에는, 민감도(Sensitivity)에 대응되는 저항 변화량이 작고 저항 변화 주기의 진동수가 적다. 반면, 무릎의 최대 각도가 65°인 뛰는 상태의 경우(c)에는, 민감도(Sensitivity)에 대응되는 저항 변화량이 크고 저항 변화 주기의 진동수가 크다. 그리고 무릎의 최대 각도가 50°인 조깅 상태의 경우(b)에는, 민감도(Sensitivity)에 대응되는 저항 변화량 및 저항 변화 주기의 진동수는 걷는 상태(a)와 뛰는 상태(c)에서의 출력값의 중간인 것을 도 5를 통해 알 수 있다.
운동의 속도는 민감도(sensitivity) 변화량의 진폭을 한 주기로 하였을 때, 진동수를 통해 계산될 수 있다.
도 6a는 인장 센서에서 측정하는 저항 변화에 따른 인장률 변화를 나타내는 그래프이고, 도 6b는 인장률에 따른 무릎 각도를 이론적으로 매칭한 그래프이다.
운동 강도는 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00007
)를 통해 추정하는데, 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00008
)를 구하는 방법은 도 6a에 나타난 바와 같이 측정된 저항 변화(Gauge Factor)에 따른 인장률(Tensile Strain)을 구하고, 인장률을 도 6b의 그래프에 표시된 무릎 각도(
Figure 112018108987433-pat00009
)에 매칭시킴으로써, 무릎 각도를 구할 수 있다.
예를 들어, 도 6b에 나타난 그래프와 같이 무릎을 폈을 때는 센서에 가해지는 저항 값이 크기 때문에 인장률이 높고, 무릎을 구부릴수록 센서에 가해지는 저항이 줄어들어 인장률도 낮아질 수 있다.
무릎 각도가 추정되면, 기 설정된 범위에 따라 운동 강도의 카테고리를 분류할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 운동 카테고리를 분류하는 방법을 나타낸다.
도 7은 운동 강도의 카테고리를 걷는 상태와 달리기 상태 2가지 모드로 분류하는 방법을 나타내고, 도 8은 운동 강도의 카테고리를 걷는 상태, 조깅 상태, 달리기 상태 3가지 모드로 분류하는 방법을 나타낸다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 크랙센서의 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00010
) 최대치를 측정하여(S210, S310), 평균 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00011
)의 범위를 판단한다(S220, S320).
도 7에서는, 평균 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00012
)이 기 설정된 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00013
)을 넘으면 달리기 상태(S230)로 판단하고, 평균 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00014
)이 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00015
)을 넘지 않으면 걷기 상태(S260)로 판단한다.
달리기 상태(S230) 또는 걷기 상태(S260)로 판단되면, 달리기 속도(f1)를 계산한다(S240, S270). 다만 기준 속도(6km/h)를 경계로 달리기와 걷기에 대한 칼로리 계산식이 바뀐다.
입력값은 Gauge Factor인데, Gauge Factor를 통해 인장률(Tensile strain)을 구할 수 있고, 무릎 각도(y)도 구할 수 있다. 무릎 각도를 구하는 식은 아래 수식이 사용될 수 있다.
수식 1 : y=5x+20, 단 x=속도km/h
ACSM은 The American Society of Sports Medicine으로부터 제공되는 칼로리 환산식을 의미하며, S280 과정 및 S292 과정에서 사용된 ACSM의 수식 모두 Vo2(산소 소모량)을 기준으로 작성이 된다(단위: ml/(min*kg).
S292 과정(걷기 모드)에서, 산소소모량(Vo2)은 하기 수식 2에 의해 산출될 수 있다.
수식 2:
Figure 112018108987433-pat00016
)이 달리기 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00017
)을 넘으면 달리기 상태(S330)로 판단하고, 평균 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00018
)이 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00019
)을 넘지 않으면 걷기 상태(S350)로 판단하며, 평균 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00020
)이 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00021
)과 달리기 기준 저항 변화량(
Figure 112018108987433-pat00022
) 사이에 해당하면 조깅 상태로 판단한다(S340).
그리고, 각각의 운동 모드에서의 운동 속도 및 운동 시간을 계산하여 합함으로써(S360) 총 소모 칼로리를 산출할 수 있다(S370).
총 소모 칼로리는 아래의 수식 3을 통해 산출될 수 있다.
수식 3:
Figure 112018108987433-pat00023
칼로리 계산은, 종래에 알려진 운동량에 따른 칼로리 계산 수식이 적용될 수 있다.
상기 저항 변화량은 도 6b 에서 추정된 무릎 각도로 대체될 수 있다. 즉, 운동 모드를 판단하는 기 설정된 범위는 저항 변화량을 통해 추정된 무릎 각도에 대한 범위일 수도 있다.
한편, 운동 강도의 카테고리는 무릎 각도뿐만 아니라 운동 속도도 고려될 수 있다. 즉, 운동 모드를 판단하는 기 설정된 범위는 무릎 각도 및 운동 속도를 모두 고려하여 설정될 수 있다.
도 9는 인장 센서의 출력값 변화에 따라 운동 카테고리가 변경되는 것을 도시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 인장 센서의 출력값인 저항 변화율(
Figure 112018108987433-pat00024
)과 진동수가 운동 모드(phase)에 따라 변하는 것을 확인할 수 있다.
종합하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 방법 및 장치는 인장 센서의 저항 변화율(
Figure 112018108987433-pat00025
)을 통해 무릎 각도를 파악하고, 진동수를 통해 운동속도를 파악함으로써, 운동 모드를 결정할 수 있다. 운동 모드가 결정되면 운동 속도 및 운동한 시간(Time)을 기초로 하여 총 소모 칼로리를 계산할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 알고리즘을 적용하면, 도 10과 같이 휴대용 디바이스를 이용하여 실시간으로 운동량 칼로리, 걸음 수, 운동 시간을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치의 센서 배치 구조를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 운동 카테고리 분류부(120) 및 칼로리 계산부(130)를 포함하는 4개의 연성인쇄회로기판(FPCB)이 소정의 간격을 두고 배치되고, 4개의 연성인쇄회로기판(FPCB)이 배치된 위치 가운데에 인장 센서(110)인 크랙 센서가 배치될 수 있다.
서로 인접한 연성인쇄회로기판들은 커넥터(300)에 의하여 연결되어 있으며, 한 쌍의 피부 접촉층(200)은 연성인쇄회로기판, 인장 센서 및 커넥터를 덮을 수 있도록 배치될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 따른 피부 접촉층은 피부에 잘 부착될 수 있도록 점탄성을 지니는 실리콘막으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치가 4개의 연성인쇄회로기판(FPCB)이 소정의 간격을 두고 배치되고, 4개의 연성인쇄회로기판(FPCB)이 배치된 위치 가운데에 인장 센서(110)인 크랙 센서가 배치되는 구조를 가짐으로써, 사용자의 움직임에 의하여도 잘 떨어지지않고 부착될 수 있도록 유연성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운동량 측정 장치가 유연성을 가지므로, 사용자는 운동할 때 부착된 장치에 의하여 움직임에 방해받지 않을 수 있다.
한편, 한 쌍의 피부 접촉층 중 어느 하나의 피부 접촉층은 상기 인장 센서가 노출되도록 소정의 넓이만큼 피부 접촉층을 제거한 인장센서 노출공(露出孔, 210)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 노출공(露出孔)을 포함함으로써, 인장 센서를 쉽게 교체할 수 있는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 운동량 측정 장치
110 : 인장 센서
120 : 운동 카테고리 분류부
130 : 칼로리 계산부
200 : 피부 접촉층
210 : 노출공(露出孔)
300 : 커넥터

Claims (11)

  1. 무릎에 부착되는 인장센서가 움직임에 따라 발생하는 상기 인장 센서의 저항 변화량을 측정하는 단계;
    운동량 측정 장치가 상기 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 단계; 및
    상기 운동량 측정 장치가 상기 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 기 설정된 범위는 걷는 상태에 대응되는 제1 범위, 조깅 상태에 대응되는 제2 범위, 달리기 상태에 해당되는 제3 범위로 나뉘는 것인,
    인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운동의 카테고리를 분류하는 단계는,
    상기 저항 변화량 및 저항 변화를 한 주기로 하는 진동수를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것인 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 운동의 카테고리를 분류하는 단계는,
    상기 저항 변화량을 상기 인장 센서가 부착된 신체의 움직임에 따른 각도로 변환하고,
    상기 변환된 각도를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것인 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법.
  4. 인장센서가 움직임에 따라 발생하는 상기 인장센서의 저항 변화량을 측정하는 단계;
    운동량 측정 장치가 상기 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 단계; 및
    운동량 측정 장치가 상기 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 기 설정된 범위는 걷는 상태에 대응되는 제1 범위, 조깅 상태에 대응되는 제2 범위, 달리기 상태에 해당되는 제3 범위로 나뉘는 것인, 인장 센서를 이용한 운동량 측정 방법.
  5. 무릎에 부착되고 움직임에 따라 저항 변화량을 측정하는 인장 센서;
    상기 인장 센서가 측정한 저항 변화량을 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 운동 카테고리 분류부;
    상기 운동 카테고리 분류부를 통해 분류된 운동 카테고리에 따라 운동시 소모된 칼로리를 계산하는 칼로리 계산부를 포함하고,
    상기 기 설정된 범위는 걷는 상태에 대응되는 제1 범위, 조깅 상태에 대응되는 제2 범위, 달리기 상태에 해당되는 제3 범위로 나뉘는 것인, 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 운동 카테고리 분류부는,
    상기 저항 변화량 및 저항 변화를 한 주기로 하는 진동수를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것인 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 운동 카테고리 분류부는,
    상기 저항 변화량을 상기 인장 센서가 부착된 신체의 움직임에 따른 각도로 변환하고,
    상기 변환된 각도를 기 설정된 범위에 매칭하여 운동의 카테고리를 분류하는 것인 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 기 설정된 범위는 걷는 상태에 대응되는 제1 범위, 조깅 상태에 대응되는 제2 범위, 달리기 상태에 해당되는 제3 범위로 나뉘는 것인, 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  9. 운동에 따라 발생하는 센서의 저항 변화량을 측정하는 인장 센서;
    상기 인장 센서에서 출력하는 데이터를 연산하는 복수의 연성인쇄회로기판(FPCB);
    인접하는 복수의 연성인쇄회로기판을 연결하는 커넥터 및
    상기 인장 센서, 상기 복수의 연성인쇄회로기판 및 상기 커넥터의 일면과 타면에 배치된 한쌍의 피부 접촉층을 포함하되,
    상기 복수의 연성인쇄회로기판은 상기 인장 센서를 둘러싸도록 테두리 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 연성인쇄회로기판은 4개이며,
    상기 4개의 연성인쇄회로기판들은 소정의 간격을 두고 배치되고,
    상기 인장 센서는 상기 4개의 연성인쇄회로기판의 배치면 가운데에 위치하는 것을 특징으로 하는 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 한 쌍의 피부 접촉층 중 어느 하나의 피부 접촉증은 상기 인장 센서가 노출되도록 소정의 넓이만큼 피부 접촉층을 제거한 인장센서 노출공(露出孔)을 포함하는 인장 센서를 이용한 운동량 측정 장치.
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