KR102219037B1 - Overshoes type device for measuring ground reaction force - Google Patents
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Abstract
본 발명은 덧신형 지면 반력 측정 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다양한 발 크기의 사용자가 사용할 수 있고, 신발 착용 상태에서 적용이 가능하며, 관리, 유지보수 및 교체가 용이한 덧신형 지면 반력 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overshoe-type ground reaction force measurement device, and more particularly, it can be used by users of various foot sizes, can be applied while wearing shoes, and is easy to manage, maintain, and replace. It relates to the device.
Description
본 발명은 덧신형 지면 반력 측정 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다양한 발 크기의 사용자가 사용할 수 있고, 신발 착용 상태에서 적용이 가능하며, 관리, 유지보수 및 교체가 용이한 덧신형 지면 반력 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an overshoe-type ground reaction force measurement device, and more particularly, it can be used by users of various foot sizes, can be applied while wearing shoes, and is easy to manage, maintain, and replace. It relates to the device.
지면 반력(Ground Reaction Focec, GRF)는 사람의 보행 등에 있어서 보행 위상 분석, 비 정상 보행 감지, 의수 또는 외골격 장치의 제어와 같은 다양한 목적을 위해 널리 사용되어 왔으며, 보행 중의 지면반력의 크기 및 패턴 등의 보행 정보를 분석하는 다양한 장치들이 개발되고 있다.Ground Reaction Focec (GRF) has been widely used for various purposes such as gait phase analysis, abnormal gait detection, prosthetic or exoskeleton control in human gait, and the magnitude and pattern of ground reaction forces during walking Various devices are being developed to analyze walking information.
종래 소개된 방법의 일 예로, 보행 정보 또는 보행 특성을 분석하기 위한 지면반력 측정판(Force Plate)이 설치된 플레이트 위를 보행하며 지면반력의 크기, 압력 중심점의 위치, 보행 주기 등을 분석하는 방법이 있으나 상기 방법은 측정판 전체에 피에조 또는 로드셀 같은 압력 센서가 촘촘히 설치되어야 하기 때문에 측정판 자체를 크게 하기에는 비용이 매우 과다하고, 설치 장소의 제약이 매우 심하며 측정할 수 있는 동작에도 한계가 있다.As an example of a conventionally introduced method, a method of walking on a plate on which a force plate is installed to analyze walking information or walking characteristics and analyzing the magnitude of the ground reaction force, the location of the pressure center point, the walking cycle, etc. However, in the above method, since a pressure sensor such as a piezo or a load cell must be densely installed on the entire measurement plate, the cost is very high to enlarge the measurement plate itself, the installation location is very limited, and there is a limit to the operation that can be measured.
그리고 또 다른 예로는, 힘 또는 압력 센서 모듈을 신발 내부에 부착하여 이동 중의 지면 반력 및 보행 패턴(보행 주기 포함)을 측정하는 방법이 있으며, 이 방법은 압력을 측정할 수 있는 압력 센서 모듈을 신발 내부에 장착하여 사람의 발과 신발 사이의 반발력을 측정하는 방식으로 지면 반력 및 보행 패턴을 측정하는 방법이다.And another example is a method of measuring the ground reaction force and gait pattern (including gait cycle) during movement by attaching a force or pressure sensor module to the inside of the shoe, and this method uses a pressure sensor module capable of measuring pressure. It is a method of measuring ground reaction force and walking pattern by installing it inside and measuring the repulsive force between a person's foot and shoes.
이러한 방법은 전술한 Force Plate를 이용하여 지면 반력 등을 측정하는 방법이 갖는 한계를 해결하였으나, 발의 크기에 따라 신발 사이즈가 선택되고 해당 신발을 위한 전용 압력 센서 모듈을 장착하는 방식으로 구성되어 있어, 하나의 압력 센서 모듈을 다양한 크기의 신발에 적용하는 것이 불가능한 문제와, 압력 센서 모듈이 족저면의 압력이 전달되도록 부드러운 재질이 사용되어야 하므로 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.This method solves the limitations of the method of measuring ground reaction force using the aforementioned force plate, but the shoe size is selected according to the size of the foot, and a dedicated pressure sensor module for the shoe is installed. There is a problem in that it is impossible to apply one pressure sensor module to shoes of various sizes, and because the pressure sensor module must be made of a soft material so that the pressure of the plantar surface is transmitted, durability is poor.
또한, 압력 센서 모듈이 장착되는 신발 또는 깔창의 마모가 심화되면 압력 센서 모듈도 함께 폐기되어야 하므로 불필요한 비용의 낭비가 발생하는 문제가 있었다.In addition, when the wear of the shoes or the insole on which the pressure sensor module is mounted is intensified, the pressure sensor module must also be discarded, resulting in unnecessary waste of cost.
그리고 또 다른 예로서, 로드셀 등의 압력 측정 센서를 내장하기 위한 단단한 구조물을 포함하는 샌들 타입의 지면 반력 측정장치가 소개된 바 있었으나, 판 부재로 인해 사람의 보행 중 발바닥의 불편함을 초래하여 통증 및 비정상 보행을 야기하고 정확한 지면 반력을 측정할 수 없으며, 이 또한 발 크기에 따라 호환이 불가능하다는 문제가 있었다.And as another example, a sandal-type ground reaction force measuring device including a rigid structure for embedding a pressure measurement sensor such as a load cell has been introduced, but the plate member causes discomfort in the sole of the foot while walking, causing pain. And there is a problem that it causes abnormal walking and cannot accurately measure the ground reaction force, which is also incompatible depending on the foot size.
본 발명은 다양한 발 크기의 사용자가 사용할 수 있고, 신발 착용 상태에서 적용이 가능하며, 관리, 유지보수 및 교체가 용이한 덧신형 지면 반력 측정 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.An object of the present invention is to provide an overshoes type ground reaction force measuring device that can be used by users of various foot sizes, can be applied while wearing shoes, and can be easily managed, maintained, and replaced.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 신발을 감싸도록 착용되는 유연한 재질의 하우징; 및, 상기 하우징의 신발 저면의 지지면 전방에 배치되어 신발 저면 전방의 압력 변화를 측정하는 토우 센서, 상기 하우징의 신발 저면의 지지면 후방에 배치되어 신발 저면 후방의 압력 변화를 측정하는 힐 센서, 상기 토우 센서와 상기 힐 센서와 각각 연결되며 상기 토우 센서와 상기 힐 센서의 센싱 데이터를 외부 기기로 전송하는 본체부;를 포함하며, 상기 하우징에서 착탈 가능한 센서 모듈;을 포함하는 덧신형 지면 반력 측정장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention is a housing made of a flexible material that is worn to surround shoes; And a tow sensor disposed in front of the support surface of the shoe bottom of the housing to measure a pressure change in front of the shoe bottom, a heel sensor disposed behind the support surface of the shoe bottom of the housing to measure pressure change at the rear of the shoe bottom, A body unit connected to the tow sensor and the heel sensor, respectively, and configured to transmit sensing data of the tow sensor and the heel sensor to an external device; including a sensor module detachable from the housing; Device can be provided.
또한, 상기 토우 센서 및 힐 센서와 상기 본체부는 각각 신축 가능한 전방 연결부 및 후방 연결부에 의하여 각각 연결되며, 상기 본체부는 상기 힐 센서 및 상기 토우 센서 사이에 배치될 수 있다.In addition, the tow sensor, the heel sensor, and the body portion are respectively connected by a stretchable front connection portion and a rear connection portion, and the body portion may be disposed between the heel sensor and the tow sensor.
이 경우, 상기 하우징의 신발 저면의 지지면 상에 상기 토우 센서, 상기 전방 연결부, 상기 본체부, 상기 후방 연결부 및 상기 힐 센서가 안착되기 위한 적어도 하나의 안착홈이 형성될 수 있다.In this case, at least one seating groove for seating the tow sensor, the front connection part, the body part, the rear connection part, and the heel sensor may be formed on the support surface of the bottom of the shoe of the housing.
그리고, 상기 센서 모듈 상부를 커버하기 위한 적어도 하나의 커버부재를 더 구비할 수 있다.In addition, at least one cover member for covering an upper portion of the sensor module may be further provided.
여기서, 상기 토우 센서와 상기 힐 센서는 신발 저면의 전방 또는 후방에 의해 가해지는 압력 변화에 따라 저항값이 변경되며, 상기 센서 모듈의 본체부는 상기 토우 센서 및 상기 힐 센서의 입력 전압에 따른 출력 전압을 감지하고 감지된 출력 전압 또는 출력 전압에 따른 지면 반력을 상기 외부 기기로 무선 전송하기 위한 무선 통신모듈을 구비할 수 있다.Here, the resistance value of the toe sensor and the heel sensor is changed according to a pressure change applied by the front or rear of the shoe bottom, and the main body of the sensor module is an output voltage according to the input voltage of the toe sensor and the heel sensor. And a wireless communication module for wirelessly transmitting the detected output voltage or ground reaction force according to the output voltage to the external device.
또한, 상기 전방 연결부 및 상기 후방 연결부는 각각 상기 토우 센서 및 상기 힐 센서와 상기 본체부를 연결하는 하나의 일체화된 케이블을 포함할 수 있다.In addition, the front connection part and the rear connection part may each include an integrated cable connecting the tow sensor and the heel sensor to the body part.
이 경우, 상기 일체화된 케이블은 상기 전방 연결부 및 상기 후방 연결부의 길이 조절 또는 탄성 신축이 가능하도록 적어도 1회 밴딩된 밴딩부를 구비할 수 있다.In this case, the integrated cable may include a bending portion that is bent at least once to enable length adjustment or elastic expansion and contraction of the front connection portion and the rear connection portion.
그리고, 상기 밴딩부에 의한 상기 전방 연결부 및 상기 후방 연결부의 신축에 따른 텐션이 상기 토우 센서, 상기 본체부 또는 상기 힐 센서에 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 전방 연결부와 상기 후방 연결부의 적어도 일단에 상기 케이블을 하우징에 지지하기 위한 케이블 홀더가 구비될 수 있다.And, in order to prevent the tension according to the expansion and contraction of the front connection part and the rear connection part by the bending part from being transmitted to the tow sensor, the body part, or the heel sensor, the front connection part and the rear connection part are at least one end of the A cable holder for supporting the cable to the housing may be provided.
여기서, 상기 외부 기기는 덧신형 지면 반력 측정장치를 착용한 보행자의 보행 동작을 분석하기 위한 보행분석장치일 수 있다.Here, the external device may be a gait analysis device for analyzing the gait motion of a pedestrian wearing an overshoes type ground reaction force measurement device.
또한, 상기 외부 기기는 착용형 로봇의 제어장치일 수 있다.In addition, the external device may be a control device of a wearable robot.
이 경우, 상기 센서 모듈의 본체부는 상기 토우 센서, 상기 힐 센서 및 상기 무선통신모듈에 전력 공급을 위한 전원부를 더 구비할 수 있다.In this case, the main body of the sensor module may further include a power supply for supplying power to the tow sensor, the heel sensor, and the wireless communication module.
그리고, 상기 하우징은 신발의 발등을 감싸 지지하기 위한 발등 지지부 및 상기 신발의 뒷꿈치를 감싸 지지하기 위한 뒷꿈치 지지부를 포함할 수 있다.In addition, the housing may include an instep support part for wrapping and supporting the instep of the shoe and a heel support part for surrounding and supporting the heel of the shoe.
본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치에 의하면, 유연한 재질의 하우징으로 이루어져 발의 크기와 신발의 종류에 상관없이 일상 생활용 신발 외부에 손쉽게 착용하여 사용할 수 있다.According to the overshoe-type ground reaction force measuring device according to the present invention, it is made of a flexible material housing and can be easily worn and used on the outside of everyday shoes regardless of the size of the foot and the type of shoe.
또한, 신발 크기에 따른 하우징을 적용하고, 센서 모듈은 공유하도록 하여 다양한 착용자에 적용이 가능하여 비용을 줄이고 활용성을 높일 수 있다.In addition, the housing according to the size of the shoe is applied and the sensor module is shared so that it can be applied to a variety of wearers, thereby reducing cost and improving usability.
또한, 착용자의 신발 또는 발을 감싸는 하우징과 센서 모듈의 분리가 가능하여 센서 모듈의 유지보수, 교체, 충전 등을 위하여 쉽게 분리할 수 있어 유지 또는 관리가 용이하다.In addition, since the sensor module can be separated from the housing surrounding the wearer's shoes or feet, it can be easily separated for maintenance, replacement, charging, etc. of the sensor module, so maintenance or management is easy.
또한, 센서 모듈을 하우징으로부터 분기가 가능하고, 센서 모듈로부터 측정되는 정보를 유선 또는 무선으로 수집할 수 있어 다양한 솔루션에 적용이 가능하다.In addition, since the sensor module can be branched from the housing and information measured from the sensor module can be collected by wire or wirelessly, it can be applied to various solutions.
도 1은 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치의 착용상태도이다.
도 2는 도 1에 도시된 덧신형 지면 반력 측정 장치의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 덧신형 지면 반력 측정 장치의 분해사시도이다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치의 센서 모듈의 사시도이며, 도 4(b)는 상기 센서 모듈이 안착될 수 있는 지지면의 사시도를 도시하한다.
도 5는 센서 모듈이 안착된 상태에서의 하우징의 지지면의 평면도를 도시한 것이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 도 1에 도시된 덧신형 지면 반력 측정 장치의 하우징 지지면의 부분 확대 사시도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 다른 덧신형 지면 반력 측정 장치의 구성도를 도시한다.
도 8은 도 1에 도시된 덧신형 지면 반력 측정 장치를 착용한 상태에서 보행상태를 도시한 것이다.
도 9는 도 8에 도시된 보행상태에 따른 전압측정값을 도시한 것이다.1 is a wearing state diagram of an overshoes type ground reaction force measuring device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of an overshoes type ground reaction force measuring device shown in FIG. 1.
3 is an exploded perspective view of the overshoe type ground reaction force measuring device shown in FIG. 1.
Figure 4 (a) is a perspective view of the sensor module of the overshoe type ground reaction force measuring device according to the present invention, Figure 4 (b) is a perspective view of a support surface on which the sensor module can be mounted.
5 is a plan view illustrating a support surface of a housing in a state in which the sensor module is seated.
6(a) and 6(b) are partially enlarged perspective views of the housing support surface of the overshoe type ground reaction force measuring device shown in FIG. 1.
7 shows a configuration diagram of another overshoe type ground reaction force measuring device according to the present invention.
FIG. 8 shows a walking state while wearing the overshoes type ground reaction force measurement device shown in FIG. 1.
9 shows a voltage measurement value according to the walking state shown in FIG. 8.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below are only described in detail enough to allow those of ordinary skill in the art to carry out the invention easily, and this does not mean that the protection scope of the present invention is limited. Does not. And, in describing various embodiments of the present invention, the same reference numerals will be used for components having the same technical characteristics.
도 1은 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정장치를 착용한 상태를 도시한 것이며, 이를 참조하여 본 발명의 덧신형 지면 반력 측정장치에 관하여 설명한다.1 shows a state in which the overshoes type ground reaction force measurement device according to the present invention is worn, and with reference to this, the overshoes type ground reaction force measurement apparatus of the present invention will be described.
본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 신발(S)의 착용자가 신발(S)을 착용한 상태에서 그 외부에 덧신을 착용하는 방식으로 착용되며, 이러한 상태에서 착용자가 보행시 보행주기에 따른 족저면의 압력 또는 지면 반력을 측정하는 장치이다.As shown in FIG. 1, the overshoes type ground reaction force measuring device 10 according to the present invention is worn in a manner in which the wearer of the shoe S wears the overshoes outside while wearing the shoe S, In this state, it is a device that measures the pressure on the plantar surface or ground reaction force according to the gait cycle when the wearer walks.
이때, 신발(S)이 하우징(100)에 삽입되어 장착될 수 있으며, 하우징(100)의 발등지지부(110)에 신발(s)의 앞부분이 삽입되어 신발(s)의 발등 부분이 감싸지며 지지되며, 뒷꿈치 지지부(130)에 신발(s)의 뒷꿈치 부분이 삽입되어 감싸지며 지지되며, 신발(s)의 밑바닥은 하우징(100)의 지지면(120)에 안착될 수 있다.At this time, the shoe (S) may be inserted into the
이 상태에서, 착용자는 보행시 보행 동작에 따라 상기 하우징(100)의 지지면(120)에 내장된 압력 센서 등에 압력이 가해지고, 압력의 변화를 센서의 저항 변화를 감지하고, 저항 변화에 따른 출력 전압을 근거로 각각의 센서에 가해지는 영역별 족저압 또는 지면반력을 측정하거나, 착용자의 보행 상태, 보행 주기, 보행 패턴 등을 판단하기 위한 자료로 사용될 수 있다.In this state, the wearer applies pressure to a pressure sensor built into the
도 2는 이러한 덧신형 지면 반력 측정 장치의 사시도를 도시하며, 도 3은 분해사시도를 도시한다. 이를 참조하여, 전술한 압력 감지 및 측정을 위한 구성에 관하여 설명한다.Figure 2 shows a perspective view of such an overshoe type ground reaction force measuring device, and Figure 3 shows an exploded perspective view. With reference to this, a configuration for sensing and measuring the pressure described above will be described.
본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치는 하우징(100), 센서 모듈(200), 커버부재(300)를 포함하며, 하우징(100)에 센서 모듈(200)이 장착되고, 센서 모듈(200)을 커버부재(300)가 덮도록 구성될 수 있다.The overshoe type ground reaction force measurement device according to the present invention includes a
여기서, 하우징(100)은 착용자의 신발(s)을 감싸며, 착용자의 신발(s)이 용이하게 착용될 수 있도록 상기 하우징은 실리콘 또는 고무 등의 유연한 재질로 구성될 수 있다. 한편, 하우징(100)에는 착용자의 발이 직접 착용될 수도 있으며, 신발(s) 또는 착용자의 발 중 어느 것에 착용되더라도 유연한 재질로 구성되어 발가락 앞부분 영역부터 하우징(100)의 발등지지부(110)쪽에 넣은 후 뒷꿈치 지지부(130)를 착용자의 뒷꿈치 부분까지 늘려서 착용할 수 있다.Here, the
상기 하우징(100)은 지지면(120), 상기 지지면(120) 전방에 구비된 발등지지부(110) 및 상기 지지면(120) 후방에 구비된 뒷꿈치 지지부(130)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 지지면(120), 상기 발등지지부(110) 및 상기 뒷꿈치 지지부(130)는 전술한 바와 같이 유연한 재질로 구성됨과 동시에 일체로 구성되거나 각각의 지지부가 별도의 밴드 형태로 지지면 측면 등에 부가되는 방식으로 구성되어도 무방하다.The
상기 하우징의 지지면(120)에는 센서 모듈(200)이 안착 또는 탈착될 수 있는 있는 적어도 하나의 안착홈(125)이 형성되며, 이러한 안착홈(125)은 센서 모듈(200)을 구성하는 각 구성의 형상에 맞추어 구성되며, 안착홈(125)에 센서 모듈(200)이 장착된 후 커버부재(300)를 덮어 센서모듈과 신발 저면의 직접적인 접촉을 방지하여 센서모듈의 손상 또는 이탈을 방지할 수 있다.At least one
도 4(a)는 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치의 센서 모듈(200)의 사시도이며, 도 4(b)는 상기 센서 모듈(200)이 안착될 수 있는 지지면(120)의 사시도를 도시하며, 도 5는 센서 모듈(200)이 안착된 상태에서의 하우징(100)의 지지면(120)의 평면도를 도시한 것이다. 이를 참조하여 센서 모듈(200)에 관하여 설명한다.Figure 4 (a) is a perspective view of the
센서 모듈(200)은 토우 센서(210), 힐 센서(220), 본체부(230), 전방 연결부(215) 및 후방 연결부(225)를 포함할 수 있다.The
센서 모듈(200)은 신발 저면에 의해 상기 하우징(100)의 지지면(120)에 가해지는 족저압 또는 지면 반력의 측정을 위하여 토우 센서(210) 및 힐 센서(220)을 구비하고, 각각의 토우 센서(210) 및 힐 센서(220)는 입력 전압에 대한 압력 변화에 따라 저항이 가변되어 출력 전압을 결정하는 방식으로 신발 저면의 전방 또는 후방에 의한 압력 변화 데이터를 제공할 수 있다.The
여기서, 전술한 바와 같이 센서 모듈(200)은 지지면(120)의 안착홈(125)에 안착될 수 있으며, 상세하게는 지지면(120)의 안착홈(125)은 토우 센서(210)가 안착될 수 있는 토우 센서 안착부(125a), 전방 연결부(215)가 안착될 수 있는 전방 연결부 안착부(125b), 본체부(230)가 안착될 수 있는 본체부 안착부(125c), 후방 연결부(225)가 안착될 수 있는 후방 연결부 안착부(125d), 힐 센서(220)가 안착될 수 있는 힐 센서 안착부(125e)를 포함할 수 있다.Here, as described above, the
이때, 각 안착부(125a 내지 125e)는 안착되는 센서 모듈(200)의 각 구성(210 내지 230)의 형상에 맞추어 형성될 수 있고, 센서 모듈(200)의 각 구성(210 내지 230)은 안정적으로 안착될 수 있으며, 센서 모듈(200)의 이탈 또는 오작동 등을 최소화할 수 있다.At this time, each of the mounting portions (125a to 125e) may be formed according to the shape of each component (210 to 230) of the
토우 센서(210)는 하우징(100)의 지지면(120) 전방의 토우 센서 안착부(125a)에, 힐 센서(220)는 지지면(120) 후방의 힐 센서 안착부(125e)에, 본체부(230)는 토우 센서(210)와 힐 센서(220)의 사이에 배치되어 본체부 안착부(125c)에 안착되며, 토우 센서(210)와 힐 센서(220)는 각각 본체부(230)에 전방 연결부(215)와 후방 연결부(225)에 의해 연결되어 전방 또는 후방의 지면 반력을 측정할 수 있다.The
토우 센서(210)는 하우징(100)의 지지면(120)에서 전방 영역에 배치되며, 착용자의 발 또는 신발 저면의 전방의 압력 변화를 측정할 수 있다.The
이러한 토우 센서(210)는 얇은 필름 형태로 이루어질 수 있으며, 플레이트 형태로 이루어질 수도 있다. 토우 센서(210)는 원형의 형태로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The
토우 센서(210)는 압력에 따라 저항값이 달라지도록 구성되며, 예를 들면 피에조 센서, 로드셀, 감압식 압력센서(FSR) 등으로 구성될 수 있다. 따라서 토우 센서(210)는 전압 변화에 따른 입출력 전압의 변화로 압력 변화를 측정하며, 이러한 측정 방식에 관하여는 후술하기로 한다.The
힐 센서(220)는 하우징(100)의 지지면(120)에서 후방 영역에 배치되며, 착용자의 발 또는 신발 저면의 후방의 압력 변화를 측정할 수 있다.The
이러한 힐 센서(220) 또한 토우 센서(210)와 동일한 방식의 센서일 수 있다.The
전방 연결부(215)는 토우 센서(210)와 본체부(230)를 연결하며, 토우 센서(210)와의 연결 길이 조절 또는 탄성 신축 또는 토우 센서(210)의 위치 등이 착용자의 발 크기나 발의 구조 등에 따라 조절될 수 있도록 신축 가능하도록 구성될 수 있다.The
이를 위해 전방 연결부(215)는, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 적어도 1회 이상 벤딩된 벤딩부(도면부호 없음)를 구비할 수 있으며, 따라서 벤딩부에 의해 길이 조절 또는 탄성 신축 등이 가능할 수 있다.To this end, the
이러한 전방 연결부(215)는 전원선, 신호선 등의 복수 개의 케이블로 이루어질 수 있으나, 전원선, 신호선 등이 하나의 케이블화 되어 일체화된 케이블로 이루어질 수도 있다. 참고로, 도 3 내지 도 6에서는 일체화된 케이블의 예만 도시하였으며, 이에 한정되지는 않는다.The
상기 케이블은 복수 회의 밴딩부를 구비하며 신축 또는 길이 조절이 가능하게 구성될 수 있고, 신장 상태에서 수축 탄성을 가지도록 구성되어 다양한 신발 싸이즈에 대응하는 하우징에 장착될 수 있다. 그리고, 보행 중 신발 변형과 함께 하우징 자체가 신장되는 경우 상기 밴딩부는 하우징의 신장에 대응하여 변형량을 버퍼링할 수도 있다.The cable may include a plurality of bending portions and may be configured to be stretchable or adjustable in length, and may be configured to have contraction elasticity in an extended state, and may be mounted in a housing corresponding to various shoe sizes. In addition, when the housing itself is elongated along with shoe deformation during walking, the bending portion may buffer the deformation amount corresponding to the elongation of the housing.
그러나, 각각의 센서들은 박막 또는 시트 형태로 구성될 수 있으므로 케이블 등에 의하여 가해지는 탄력 또는 수축 견인력 등에 의하여 쉽게 위치이탈 또는 형상 변형될 수 있다.However, since each of the sensors may be configured in the form of a thin film or sheet, it may be easily displaced or deformed in shape due to elasticity or contraction traction applied by a cable or the like.
따라서, 전방 연결부(215) 또는 후방 연결부(225)의 일단 및/또는 타단에는 벤딩부의 신축에 따른 텐션 또는 장력이 토우 센서(210)나 힐 센서(220) 및/또는 본체부(230)에 전달되는 것이 방지되기 위하여 단부를 하우징(100)에 고정시켜 지지하는 케이블 홀더(h)가 구비될 수 있다. 상기 케이블 홀더(h)는 케이블에 고정된 고정편 형태로 구성될 수 있다.Therefore, the tension or tension according to the expansion and contraction of the bending part is transmitted to the
도 6(a)은 지지면(120)의 안착홈(125)에서 케이블 홀더(h)가 장착되는 부분을 도시하며, 도 6(b)는 케이블 홀더(h)가 장착되는 모습을 도시한다. 이를 참조하면, 케이블 홀더(h)는 ㄷ자 형태, 원형 형태 또는 사각형 형태로 이루어 질 수 있으며, 케이블을 지지할 수 있는 구조가 제한없이 적용될 수 있다.6(a) shows a portion in which the cable holder h is mounted in the
이를 자세히 설명하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 케이블 홀더(h)는 전방 연결부(215) 및 후방 연결부(225)의 양단부에 구비될 수 있으며, 각 연결부(215, 225)의 단부를 고정시킬 수 있다.In detail, as shown in Figure 6, the cable holder (h) may be provided at both ends of the
이때, 도 6(a)를 참조하면, 토우 센서(210)와 본체부(230)를 연결하는 전방 연결부(215)는 스스로의 텐션 또는 장력에 의하여 토우 센서(210) 또는 본체부(230)를 견인하여 토우 센서(210) 또는 본체부(230)의 위치 이탈 등을 유발할 수 있으므로, 전방 연결부(215)의 토우 센서(210)측에 장착된 케이블 홀더(h)가 걸려 지지될 수 있도록 토우 센서 안착부(125a)측에서 전방 연결부 안착부(125b) 사이에 단턱부(p)가 형성될 수 있다.At this time, referring to FIG. 6(a), the
이러한 단턱부(p)에, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 케이블 홀더(h)가 장착될 수 있으며, 케이블 즉, 전방 연결부(215)가 상기 케이블 홀더(h)에 의해 하우징(100)의 지지면(120)에 지지됨으로써 전방 연결부(215)의 신축에 따른 텐션이 토우 센서(210) 또는 본체부(230)에 전달되는 것이 방지될 수 있다.In this stepped portion (p), as shown in Figure 6 (b), a cable holder (h) may be mounted, that is, a cable, that is, the
마찬가지로, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 전방 연결부(215)의 본체부(230) 측, 즉 전방 연결부 안착부(125b)와 본체부 안착부(125c) 사이에도 단턱부(p)가 형성될 수 있으며, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 상기 단턱부(p)에 케이블 홀더(h)가 장착되어 전방 연결부(215)가 상기 케이블 홀더(h)에 의해 하우징(100)의 지지면(120)에 지지됨으로써 전방 연결부(215)의 신축에 따른 텐션이 본체부(230) 또는 토우 센서(210)에 전달되는 것이 방지될 수 있다.Likewise, as shown in FIG. 6(a), the stepped portion p is also on the side of the
이와 동일하게 후방 연결부(225)의 힐 센서(220) 측 및 본체부(230) 측에도, 다시말해, 본체부 안착부(125c)와 후방 연결부 안착부(125d) 사이 및 후방 연결부 안착부(125d)와 힐 센서 안착부(125e) 사이에도 각각 단턱부(p)가 형성되고, 상기 단턱부(p)에 각각 케이블 홀더(h)가 장착될 수 있다.In the same way, the
이러한 케이블 홀더(h)가 상기 단턱부(p)에 의해 이동이 제한됨으로써 후방 연결부(225)의 벤딩부의 신축에 따른 텐션이 힐 센서(220) 또는 본체부(230)에 전달되는 것이 방지될 수 있음은 마찬가지이다.As the movement of the cable holder (h) is restricted by the stepped portion (p), the tension due to the expansion and contraction of the bending portion of the
후방 연결부(225)는 전술한 전방 연결부(215)와 대응되는 구성으로 반복적인 설명은 생략한다.The
도 7은 본 발명에 다른 덧신형 지면 반력 측정 장치의 구성도를 도시한다.7 shows a configuration diagram of another overshoe type ground reaction force measuring device according to the present invention.
본체부(230)는 전술한 바와 같이 토우 센서(210)와 힐 센서(220)의 사이에 각각 연결되며, 각 센서로부터 측정된 데이터, 구체적으로 각각의 센서의 전압 변화를 전달받아 변환 및 전송하는 역할을 한다. 이를 위해 본체부(230)는 컨트롤러(232), 무선통신모듈(236), 전원부(234) 및 컨버터(238)을 포함할 수 있다.The
전술한 바와 같이, 토우 센서(210) 및/또는 힐 센서(220)는 지면 반력에 따라 출력전압이 변화될 수 있으며, 이러한 출력 전압의 변화는 Op Amp(증폭기, 239)에 의해 증폭될 수 있다. As described above, the output voltage of the
토우 센서(210)와 힐 센서(220)로부터 출력된 전압은 직접 또는 증폭기(239)를 통해 컨버터(238)로 입력될 수 있으며, 컨버터(238)는 센서로부터 전달되는 신호를 컨트롤러(232)가 처리할 수 있도록 디지털 변환될 수 있다.The voltage output from the
이러한 컨터버(238)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC일 수 있으며, 실시간으로 입력되는 센서로부터의 출력전압을 샘플링하여 디지털 신호로 변환할 수 있다.The
컨트롤러(232)는 컨버터(238)를 통과하여 전달되는 신호를 무선통신모듈(236)을 통해 외부기기(400)로 전송할 수 있도록 제어할 수 있으며, 무선통신모듈(236)은 변환된 전기적 신호를 외부기기(400)로 무선으로 전송할 수 있다. 이때, 무선통신모듈(236)은 지그비 또는 블루투스 또는 와이파이 등 근거리 무선통신 방식의 통신모듈일 수 있다.The
여기서 컨트롤러(232)는 토우 센서(210) 및/또는 힐 센서(220)의 전압값의 변화를 외부 기기로 제공하고, 외부 기기(400)에서 보행 동작, 보행 패턴 등을 분석하기 위한 분석 자료로 활용할 수 있다.Here, the
예를 들면, 토우 센서(210) 또는 힐 센서(230)는 압력이 가해지면 센서의 저항이 가변되도록 구성된 압력 센서일 수 있고, 압력 변화 데이터를 전송받은 외부 기기는 그에 따라 토우 센서(210) 또는 힐 센서(230)는 착용자의 발의 토와 힐의 접지 여부, 지면 반력(또는 족저압) 또는 보행 주기 등을 판단할 수 있다.For example, the
한편, 통신 신호를 전송받는 외부기기(400)는 본 발명의 덧신형 지면 반력 측정장치를 착용한 보행자의 보행 동작을 분석하기 위한 보행분석장치(420)일 수 있다. 이러한 보행분석장치(420)는 보행 분석 프로그램이 설치된 컴퓨터 또는 태블릿 등일 수 있으며, 보행분석을 위한 전용장비일 수도 있다.Meanwhile, the
이러한 보행분석장치(420)는 본체부(230)의 무선통신모듈(236)을 통해 전송된 데이터를 기초로 양 발의 토와 힐의 접지 여부, 해당 영역에서의 지면 반력(또는 족저압) 또는 보행 주기보행자의 보행 주기, 보행 패턴 또는 보행 특이성 등을 판단하는 자료로 이를 사용할 수 있다.The
또한, 외부기기(400)는 본 발명의 덧신형 지면 반력 측정장치를 포함하는 착용형 로봇의 제어부(410)일 수도 있다. 따라서, 상기 제어부(410)는 본체부(230)의 무선통신모듈(236)을 통해 전송된 데이터를 기초로 보행자의 양 발의 토와 힐의 접지 여부 및 보행 상태를 판단하여 각각의 관절 등에 보조력 또는 보조토크를 제공하기 위한 구동기를 제어하여 각각의 관절, 대퇴, 하퇴 등을 보행 주기에 따라 적절하게 보조할 수 있다.In addition, the
즉, 착용형 로봇은 착용자의 보행 주기를 무시한 상태에서 단순 반복적인 보조력을 제공하는 경우 착용자의 부상이 발생되거나, 착용자의 신체에 고통을 제공할 수 있으므로, 필요한 시점 즉 보행 주기에 따라 각각의 관절 등에 적절한 보조력을 제공해야 한다. 따라서, 보행 주기 판단을 위하여 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정장치를 적용하여 착용형 로봇의 구동장치 또는 구동기의 제어 정보로 활용할 수 있다.That is, if the wearable robot provides simple and repetitive assistance while ignoring the wearer's walking cycle, injury to the wearer may occur or pain may be provided to the wearer's body. Proper support should be provided to the joints, etc. Therefore, in order to determine the gait cycle, the overshoes type ground reaction force measuring device according to the present invention may be applied and used as a driving device of a wearable robot or control information of a driver.
상기 본체부의 전원부(234)는 컨트롤러(232), 무선통신모듈(236), 토우 센서(210) 및 힐 센서(220)에 전원을 공급할 수 있으며, 이 경우 컨트롤러(232)를 통해 간접적으로 전원을 공급할 수도 있다. 이러한 전원부(234)는 충전식 배터리일 수 있으며, 교환이 가능한 3.3v 등의 전압의 수은 전지일 수도 있음은 전술한 바와 같다.The
도 8(a) 내지 도 8(d)는 본 발명의 덧신형 지면 반력 측정 장치를 착용한 착용자의 보행상태를 도시한 것이며, 도 9은 그에 따른 전압값을 변화를 도시한 것이다.8(a) to 8(d) show the walking state of the wearer wearing the overshoe-type ground reaction force measuring device of the present invention, and FIG. 9 shows the voltage value change accordingly.
여기서, 도 8(a) 내지 도 8(d)에 도시된 발에서 rl은 오른발, ll은 왼발을 의미하며, 도 8에서 LH는 왼발측 힐 센서의 전압 데이터, RH는 오른발측 힐 센서의 전압 데이터, LT는 왼발측 토우 센서의 전압 데이터, RT는 오른발측 토우 센서의 전압 데이터이다.Here, in the feet shown in FIGS. 8(a) to 8(d), rl is the right foot and ll is the left foot, in FIG. 8, LH is the voltage data of the left heel sensor, and RH is the voltage of the right heel sensor. Data, LT is the voltage data of the left-footed tow sensor, and RT is the voltage data of the right-footed tow sensor.
우선, 도 8(a)에 도시된 상태에서 왼발은 왼발 뒷꿈치 영역이 지면에 닿는 왼발 초기 입각기 상태일 수 있다.First, in the state shown in FIG. 8(a), the left foot may be in the initial stance phase of the left foot in which the left heel region touches the ground.
상기 토우 센서(210) 및 힐 센서(220)는 외부 압력이 가해지면 센서 내부 저항이 낮아지는 압력 센서 형태로 구성될 수 있다.The
따라서, 왼발이 초기 입각기 주행상태에서 왼발 힐 센서(220)에 압력이 가해지면 힐 센서의 저항이 급격하게 낮아지고, 그에 따라 도 8에서 0.1초 부근에서 파란색 그래프(LH의 전압값)와 같이 전압의 급격한 상승이 발생할 수 있으며, 이에 따라 컨트롤러(232) 또는 외부기기(400)는 착용자의 왼발이 초기 입각기임을 판단할 수 있다.Therefore, when pressure is applied to the left
한편, 도 8(b) 및 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 착용자는 (왼)발이 전체적으로 지면에 닿도록 지면과 접촉되는 중기 입각기로 진입하고, 중기 입각기가 진행됨에 따라 왼발측 힐 센서에 가해지는 압력이 점점 줄어들게 되고, 그에 따라 저항값이 변화하여 도 9에서 0.1초 내지 0.4초 부근에서 파란색 그래프(LH의 전압값)와 같이 전압값도 함께 감소되며, 그리고 토우 센서에는 점점 압력이 가해지게 되고, 토우 센서의 저항이 낮아져 그에 따라 왼발측 토우 센서의 출력 전압이 도 9에서 0.1초 내지 0.4초 부근에서 빨간색 그래프(LT의 전압값)와 같이 상승될 수 있다.On the other hand, as shown in Figs. 8(b) and 8(c), the wearer enters the mid-term stance phase in which the (left) foot contacts the ground as a whole, and as the mid-term stance phase progresses, the left foot heel sensor The pressure applied to the toe sensor gradually decreases, and the resistance value changes accordingly, and the voltage value decreases with the blue graph (voltage value of LH) around 0.1 seconds to 0.4 seconds in FIG. 9, and the pressure gradually decreases in the tow sensor. When applied, the resistance of the tow sensor is lowered, and accordingly, the output voltage of the left-footed tow sensor may increase as shown in a red graph (voltage value of LT) around 0.1 to 0.4 seconds in FIG. 9.
즉, 중기 입각기에서는 발 전체에 체중이 분산되고 각각의 센서로 압력이 분배될 수 있으므로 각각의 센서의 출력 전압에 따라 보행 주기를 판단할 수 있다.That is, in the mid-term stance phase, since the weight is distributed over the entire foot and pressure may be distributed to each sensor, the walking cycle can be determined according to the output voltage of each sensor.
이후, 도 8(d)에 도시된 바와 같이, 왼발의 발 앞꿈치는 지면과 접촉된 상태에서 뒷꿈치가 지면에서 떨어지는 후기 입각기에 도달하게 되면, 힐 센서에 가해지는 압력이 제거되어 힐 센서 저항값이 초기값(default)으로 증가하게 되어 출력 전압이 제로로 급격하게 수렴한다. 반면 왼발의 토 센서에 가해지는 압력이 최대가 되고 그 때의 왼발 토 센서의 출력 전압은 최대가 될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 8(d), when the forefoot of the left foot reaches the late stance phase where the heel falls from the ground while the forefoot of the left foot is in contact with the ground, the pressure applied to the heel sensor is removed, so that the heel sensor resistance value is reduced. As it increases to the default value, the output voltage rapidly converges to zero. On the other hand, the pressure applied to the toe sensor of the left foot is maximized and the output voltage of the toe sensor of the left foot can be maximized.
그 이후, 도시되지는 않았지만 착용자의 왼발은 공중에 떠 스윙하는 유각기에 진입하게 되며, 그에 따라 당연하게도 왼발측의 힐 센서 및 토우 센서에 압력이 가해지지 않기 때문에, 도 9에서 0.5초 내외에 도시된 바와 같이, 파란색 그래프(LH의 전압값)와 빨간색 그래프(LT의 전압값)가 거의 제로(default)에 가까운 값이 나타날 수 있다.Thereafter, although not shown, the wearer's left foot enters the swing phase in which the wearer's left foot floats in the air, and accordingly, pressure is not applied to the heel sensor and the toe sensor of the left foot. As illustrated, values of the blue graph (the voltage value of LH) and the red graph (the voltage value of LT) are nearly zero (default) may appear.
그리고, 도 9에 도시된 시험 결과에서 오른발 힐 센서 및 토우 센서의 전압값의 변화 양상과 왼발 힐 센서 및 토우 센서의 전압값의 변화 양상이 다른 것으로 도시된다. 센서 모듈의 고장 현상이 아닌 경우라면 왼발과 오른발의 보행 형태 또는 습관의 차이가 있거나 장애 또는 부상에 의하여 왼발과 오른발의 체중 분담이 균일하지 않음을 짐작할 수도 있다.In addition, in the test results shown in FIG. 9, it is shown that the voltage values of the right foot heel sensor and the toe sensor are different from that of the left foot heel sensor and the toe sensor. If it is not a malfunction of the sensor module, it may be assumed that there is a difference in the walking pattern or habit of the left foot and the right foot, or that the weight sharing between the left and right feet is not uniform due to a disorder or injury.
즉, 왼쪽 다리에 비해 오른쪽 다리의 보행에 어려움이 있는 착용자라고 진단하고, 착용형 로봇의 오른쪽 고관절, 슬관절 등에 더 큰 보조력을 제공하는 방법으로 착용형 로봇을 제어할 수 있을 것이다.That is, it is possible to control the wearable robot by diagnosing that the wearer has difficulty in walking in the right leg compared to the left leg, and providing greater assistance to the right hip and knee joints of the wearable robot.
이러한 방식으로 보행 주기, 보행 상태 등을 판단할 수 있으나 여기서 예시하는 판단 방법은 하나의 예시일 뿐이며, 임상 또는 다른 알고리즘과 보행과 관련된 인체 공학적 판단이 결합되어 보행 상태 또는 보행 주기가 판단될 수 있음을 물론이다.In this way, the gait cycle, gait status, etc. can be determined, but the judgment method exemplified here is only an example, and the gait status or gait cycle can be determined by combining clinical or other algorithms and ergonomic judgment related to gait. Of course.
이상으로 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치에 관하여 설명하였으며, 따라서 착용자는 이러한 덧신형 지면 반력 측정 장치를 착용함으로써 유연한 재질의 하우징으로 이루어져 발의 크기와 신발의 종류에 상관없이 일상 생활용 신발 외부에 손쉽게 착용하여 사용할 수 있고, 센서 모듈에 대하여 다양한 크기의 하우징 적용이 가능하여 비용을 최소화하며 활용성을 극대화할 수 있다.As described above, the overshoe-type ground reaction force measurement device according to the present invention has been described, and therefore, the wearer is made of a flexible material housing by wearing such an overshoe-type ground reaction force measurement device, so that it is external to the shoes for everyday life regardless of the size of the feet and the type of shoes. It can be easily worn and used, and various sized housings can be applied to the sensor module, minimizing cost and maximizing usability.
또한, 신발 등에 착용이 가능하여 신체에 덧신형 지면 반력 측정 장치가 피부에 직접 접촉되지 않을 수 있어 착용부 재료 선정시 다양한 재료를 적용할 수 있으며, 착용자의 신발 또는 발을 감싸는 하우징과 센서 모듈의 분리가 가능하여 센서 모듈의 유지보수, 교체, 충전 등을 위하여 쉽게 분리할 수 있어 유지 또는 관리가 용이하며, 센서 모듈을 하우징으로부터 분기가 가능하고, 센서 모듈로부터 측정되는 정보를 유선 또는 무선으로 수집할 수 있어 다양한 솔루션에 적용이 가능한 덧신형 지면 반력 측정 장치를 사용할 수 있다.In addition, since it can be worn on shoes, the overshoe-type ground reaction force measuring device may not directly contact the skin, so various materials can be applied when selecting the material for the wearer, and the housing surrounding the wearer's shoes or feet and the sensor module It is detachable and can be easily detached for maintenance, replacement, charging, etc. of the sensor module, making it easy to maintain or manage, and the sensor module can be branched from the housing, and information measured from the sensor module is collected by wire or wirelessly It is possible to use a ground reaction force measuring device that can be applied to various solutions.
이상으로 본 발명에 따른 덧신형 지면 반력 측정 장치에 대하여 설명하였으며 다만, 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 실시예가 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.The overshoe-type ground reaction force measurement device according to the present invention has been described above, but those of ordinary skill in the art to which the embodiment pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical idea or essential features. You can understand. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting.
100 : 하우징
200 : 센서모듈
300 : 커버부재
400 : 외부기기100: housing
200: sensor module
300: cover member
400: external device
Claims (12)
상기 하우징의 신발 저면의 지지면 전방 배치되어 신발 저면 전방의 압력 변화를 측정하는 토우 센서, 상기 하우징의 신발 저면의 지지면 후방에 배치되어 신발 저면 후방의 압력 변화를 측정하는 힐 센서, 상기 토우 센서와 상기 힐 센서와 각각 연결되며 상기 토우 센서와 상기 힐 센서의 센싱 데이터를 외부 기기로 전송하는 본체부;를 포함하며, 상기 하우징에서 착탈 가능한 센서 모듈;을 포함하고,
상기 토우 센서 및 상기 힐 센서와 상기 본체부는 각각 적어도 1회 이상 밴딩된 밴딩부가 구비되어 신축이 가능한 케이블 형태의 전방 연결부 및 후방 연결부에 의하여 각각 연결되며, 상기 본체부는 상기 힐 센서 및 상기 토우 센서 사이에 배치되고,
상기 하우징의 신발 저면의 지지면 상에 상기 토우 센서, 상기 전방 연결부, 상기 본체부, 상기 후방 연결부 및 상기 힐 센서가 안착되기 위한 각각의 안착홈 형태의 토우 센서 안착부, 전방 연결부 안착부, 본체부 안착부, 후방 연결부 안착부 및 힐 센서 안착부가 구비되고,
상기 전방 연결부 또는 상기 후방 연결부에 구비된 밴딩부의 신축에 따른 텐션 또는 장력이 상기 토우 센서, 상기 힐 센서 또는 상기 본체부에 전달되는 것을 방지하기 위하여 상기 전방 연결부의 양단의 단부 및 상기 후방 연결부의 양단의 단부를 하우징에 고정시켜 지지하는 블록 형태의 케이블 홀더가 구비하고,
상기 토우 센서 안착부와 상기 전방 연결부 안착부 사이, 상기 전방 연결부 안착부와 상기 본체부 안착부 사이, 상기 본체부 안착부와 상기 후방 연결부 안착부 사이 및 상기 후방 연결부 안착부와 상기 힐 센서 안착부 사이에 상기 케이블 홀더가 고정되는 턱 또는 슬롯 형태의 단턱부가 구비되고, 상기 전방 연결부와 사이 후방 연결부에 구비된 각각의 상기 케이블 홀더가 각각의 상기 단턱부에 고정되며,
상기 센서 모듈 상부를 커버하기 위한 적어도 하나의 커버부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 덧신형 지면 반력 측정장치.A housing made of a flexible material that is worn to surround the shoe; And,
A tow sensor disposed in front of the support surface of the shoe bottom of the housing to measure the pressure change in front of the shoe bottom, a heel sensor disposed behind the support surface of the shoe bottom of the housing to measure the pressure change at the rear of the shoe bottom, and the tow sensor And a main body connected to the heel sensor and transmitting sensing data of the tow sensor and the heel sensor to an external device; including, a sensor module detachable from the housing; and
The tow sensor, the heel sensor, and the body part are each connected by a front connection part and a rear connection part in the form of a cable which is provided with a bending part bent at least one or more times, respectively, and the body part is between the heel sensor and the tow sensor. Is placed in,
On the support surface of the bottom of the shoe of the housing, the tow sensor, the front connection part, the body part, the rear connection part, and the tow sensor seating part in the form of respective seating grooves for seating the heel sensor, the front connection part seating part, the main body An auxiliary seating part, a rear connection part seating part, and a heel sensor seating part are provided,
Ends of both ends of the front connection part and both ends of the rear connection part to prevent tension or tension from being transferred to the tow sensor, the heel sensor, or the main body part of the bending part provided in the front connection part or the rear connection part A block-type cable holder that fixes and supports the end of the housing is provided,
Between the tow sensor seating part and the front connecting part seating part, between the front connecting part seating part and the main body part seating part, between the main body part seating part and the rear connecting part seating part, and the rear connecting part seating part and the heel sensor seating part A stepped portion in the form of a jaw or a slot to which the cable holder is fixed is provided, and each of the cable holders provided in the front connection portion and the rear connection portion is fixed to each of the stepped portions,
An overshoes type ground reaction force measuring device, characterized in that further comprising at least one cover member for covering an upper portion of the sensor module.
상기 토우 센서와 상기 힐 센서는 신발 저면의 전방 또는 후방에 의해 가해지는 압력 변화에 따라 저항값이 변경되며, 상기 센서 모듈의 본체부는 상기 토우 센서 및 상기 힐 센서의 입력 전압에 따른 출력 전압을 감지하고 감지된 출력 전압 또는 출력 전압에 따른 지면 반력을 상기 외부 기기로 무선 전송하기 위한 무선 통신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 덧신형 지면 반력 측정장치.The method of claim 1,
The resistance value of the toe sensor and the heel sensor is changed according to a pressure change applied by the front or rear of the shoe bottom, and the main body of the sensor module senses an output voltage according to the input voltage of the toe sensor and the heel sensor. And a wireless communication module for wirelessly transmitting the detected output voltage or the ground reaction force according to the output voltage to the external device.
상기 외부 기기는 착용형 로봇의 제어장치인 것을 특징으로 하는 덧신형 지면 반력 측정장치.The method of claim 1,
The external device is an overshoes type ground reaction force measuring device, characterized in that the control device of the wearable robot.
상기 센서 모듈의 본체부는 상기 토우 센서, 상기 힐 센서 및 상기 무선통신모듈에 전력 공급을 위한 전원부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 덧신형 지면 반력 측정장치.The method of claim 2,
The body portion of the sensor module further comprises a power supply for supplying power to the tow sensor, the heel sensor, and the wireless communication module.
상기 하우징은 신발의 발등을 감싸 지지하기 위한 발등 지지부 및 상기 신발의 뒷꿈치를 감싸 지지하기 위한 뒷꿈치 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 덧신형 지면 반력 측정장치.The method of claim 1,
The housing is an overshoe-type ground reaction force measuring device, characterized in that it comprises an instep support for wrapping and supporting the instep of the shoe and a heel support for wrapping and supporting the heel of the shoe.
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