KR20030095230A - 접촉형 3차원 발바닥 측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 측벽과 상부 표면을 갖는 케이스와, 상기 상부 표면과 교통하게 위치되고, 그것 상에 위치된 인체의 발의 발자국의 영역을 수용하기 위한 크기로 되는 적어도 하나의 센서 그룹을 구비하여 구성되어지고, 상기 센서 그룹은 그것 상에 위치된 상기 발의 표면에 의해 야기된 선형 변위를 감지하기 위한 복수의 수단을 갖고, 선형 변위를 감지하는 상기 복수의 수단 각각이 기준의 개별 지점에서 변위 값을 데이터 처리를 위한 수단에 통신시키며, 상기 데이터 처리를 위한 수단이, 선형 변위를 감지하기 위해 상기 복수의 수단으로부터의 상기 변위 값을 사용하여 상기 센서 그룹 상에 위치된 상기 발의 상기 표면의 3차원 연출을 묘사하는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기를 제공하는 것이다.

Description

접촉형 3차원 발바닥 측정기{CONTEACTED THREE DIMENSIONAL SOLE MEASURER}

본 발명은 발의 발바닥을 측정하기 위한 발바닥 측정 장비에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기립하는 인체의 발을 접촉시킬 때, 3차원(3D) 발바닥 측정을 제공하는 장치에 관한 것이다.

발은 인체의 매우 중요한 부분이다. 그런데, 생리적인 원인 때문에 많은 사람들의 발은 수년의 보행 후에 왜곡된다. 최악의 경우에는 기형으로 될 수도 있다. 이러한 왜곡 및 기형은 걷는데 고통과 불편을 일으킬 수 있고, 부적합한 기립자세로 귀결된다. 본 명세서에서 개시된 장치는 인간의 운동에 있어서의 발의 중요성을 고려하는 것으로, 연추의 중심으로 생체 파워 라인을 교정함으로써 인간의 발 형상을 측정하기 위해서 고도의 조명 방법을 적용한다. 이러한 정확한 측정은, 어린이의 발 및 발 골격이 정상적으로 성장하게 하는 신발류의 제조에 도움을 줄 수있고, "평발"로 일반적으로 공지된 tarsoptosis를 방지하고 치료한다. 또한, 개시된 장치는 세계적인 관심을 끌게 되는 생리 운동 분석의 개발을 위해 제공될 수 있다.

채용될 때의 장치는, 발의 정확한 측정 능력의 제공을 통해서 의학 치료 및 발병학의 산업에서 큰 발전을 제공하게 된다. 이러한 장치를 사용하면, 지금 까지 얻기 힘들었던 측정값의 획득은 발을 위한 의학품 및 신발류 생산에 있어서 큰 개선을 만들게 한다.

중국특허 번호 ZL 98245724.3 또는 비접촉된 발바닥 스캐너와 같은 종래 기술은, 발의 3차원 데이터를 얻는 레이저 스캔 그룹웨어를 통한 발 스캔을 달성한다. 그런데, 낮은 측정 정확성, 불안정한 결과, 복잡한 구조 및, 사람을 앉게 하기 위한 요구 설비의 약점과 함께, 측정자가 데이터를 취할 수 있으므로, 이 장치는 데이터를 얻는데 효과적으로 작동할 수 없다.

본 명세서에서 개시된 장치는, 간단한 구조이고, 편리하며, 신속하게 사용되고, 고도의 측정 정확성과 일정하고 정확한 결과를 제공하는 발접촉된 또는 접촉형 3차원 발바닥 측정기를 제공하기 위해 설계된다.

도 1은 본 발명에 사용된 신규 패턴의 회로 프레임 도면,

도 2는 본 발명에 사용된 신규 패턴의 평면 형태의 수직 도면,

도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

개시된 장치는 케이스와, 케이스 바닥의 파워 출구, 케이스 내측의 몇몇 요구 회로 보드, 케이스 중간의 3층의 언인스텔 보드(uninstall boad), 그것 상에 위치된 발의 측면 이행으로부터 생성된 데이터 지점을 제공하기 위해서 언인스텔 보드 상에 수직으로 설치된 센서 그룹을 특징으로한다. 센서 그룹은 선형 변위 센서로 구성된 직사각형 래티스(lattice)이다. 최상의 모드로, 이들 센서의 중심 축의 간격은 실질적으로 등가이거나 또는 15mm 미만이다. 그런데, 당업자에 있어서는, 의도된 목적 및 바람직한 정확성에 기초하는 그 밖의 간격이 사용될 수 있고 예상될 수 있는 것은 물론이다. 케이스 내측의 회로 보드는, 선형 변위 센서의 변위를 기록하여, 이에 의해 전자적인 3차원 발자국을 달성하기 위해서 데이터 수집 기구 및 데이터 조작 기구와 함께 구비된다.

본 명세서에 개시된 장치는 간단히 구성되고, 편리하게 사용된다. 선형 변위 센서의 출력 용량이 기계적인 변위와 선형 관계를 이루기 때문에, 개인이 센서의 직사각형 래티스 상에 발을 옮길 때, 그의 발이 선형 변위를 야기하고, 센서의 직사각형 래티스의 대응 지점이 발의 바닥과 접촉하는 각 센서의 변위 양의 데이터 지점의 이산적인 아날로그 신호를 출력한다.

데이터 수집한 후, 획득된 데이터는 수치적인 양으로 변화될 수 있고, 그 개별 변위를 기록하는 각각의 개별 센서로부터의 이산적인 아날로그 데이터는 장치의 전자 구성요소 또는 데이터를 수신하고 3차원 발자국을 묘사하기 위해 적용된 통신 장치에 의한 데이터 처리 후에 3차원 도면으로 변환된다. 이와 같이, 개시된 장치는 변위 센서 각각의 변위를 인식하고, 3차원 발바닥 도면으로 이 데이터를 해석하며 통상적으로 사용된 발 측정 장치 보다 고도의 측정 정확성 및 안정된 결과를 달성할 수 있다.

본 발명에 따라 제공되는 접촉형 3차원 발바닥 측정기는,

측벽과 상부 표면을 갖는 케이스와,

상기 상부 표면과 교통하게 위치되고, 그것 상에 위치된 인체의 발의 발자국의 영역을 수용하기 위한 크기로 되는 적어도 하나의 센서 그룹을 구비하여 구성되어지고,

상기 센서 그룹은 그것 상에 위치된 상기 발의 표면에 의해 야기된 선형 변위를 감지하기 위한 복수의 수단을 갖고,

선형 변위를 감지하는 상기 복수의 수단 각각이 기준의 개별 지점에서의 변위 값을 데이터 처리를 위한 수단에 통신시키며,

상기 데이터 처리를 위한 수단이, 선형 변위를 감지하기 위해 상기 복수의 수단으로부터의 상기 변위 값을 사용하여 상기 센서 그룹 상에 위치된 상기 발의 상기 표면의 3차원 연출을 묘사한다.

바람직하게는, 선형 변위를 감지하기 위한 상기 수단은,

상기 상부 표면에 인접하는 제1단부를 갖고, 상기 제1단부에 대향하는 제2단부를 가지며, 가이드 내에서 상기 상부 표면으로부터 그리고 상부 표면을 향해 측면으로 이행 가능한 터치 헤드와,

상기 상부 표면을 향해 상기 터치 헤드를 바이어스 하는 바이어싱 수단 및,

상기 상부 표면으로부터의 거리로 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하고, 상기 터치 헤드가 그것 상에 위치된 상기 발에 의해 이행될 때, 상기 데이터 처리 수단으로 전기신호의 상기 거리를 통신하는 수단을 구비하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하는 상기 수단은,

상기 상부 표면으로부터의 상기 터치 헤드의 상기 제2단부의 측면 이행의 거리를 감지하기 위한 광학 센서 수단을 구비하여 구성된다.

통상적으로, 상기 터치 헤드의 측면 이행의 거리를 감지하는 상기 수단은,

상기 상부 표면으로부터의 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하기 위한 커패시턴스 센서 수단을 구비하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 터치 헤드의 측면 이행의 거리를 감지하는 상기 수단은,

상기 상부 표면으로부터의 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하기 위한 그레이팅(grating) 센서를 구비하여 구성된다.

바람직하게는, 상기 터치 헤드는 서로 실질적으로 15mm 이격된 상기 센서 그룹을 거주시킨다.

통상적으로, 선형 변위를 감지하는 상기 복수의 수단은 서로 실질적으로 15mm 이격된 상기 센서 그룹을 거주시킨다.

바람직하게는, 선형 변위를 감지하는 상기 수단의 전체 측면 이행은 실질적으로 4mm이다.

바람직하게는, 상기 센서 그룹은 직사각형 형상이고, 상기 발자국의 상기 영역은 실질적으로 150mmx310mm이다.

통상적으로, 상기 데이터 처리를 위한 수단은,

선형 변위를 감지하기 위해서 상기 수단 각각으로부터의 측면 이행을 나타내는 전자신호를 수신하는 비교기와,

상기 비교기로부터 데이터를 수신하는 데이터 수집 모노리식 기계,

상기 데이터 수집 모노리식 기계로부터 데이터를 수신하는 다중 프로그램-제어된 스위치,

상기 다중 프로그램-제어된 스위치로부터 데이터를 수신하는 샘플링/프로텍팅 회로,

상기 샘플링/프로텍팅 회로로부터 통신된 데이터를 수신하기 위한 A/D스위칭 기구,

상기 A/D스위칭 기구로부터 데이터를 수신하기 위한 프로그램 가능 I/O인터페이스 및,

상기 I/O인터페이스로부터 상기 3차원 연출을 생성하기 위해 적용된 소프트웨어를 그것 내에 갖는 컴퓨터로 데이터를 통신하기 위한 수단을 구비하여 구성된다.

(실시예)

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 개시된 장치는 케이스(20)와, 파워 출구(14) 및, 케이스(20) 측벽의 데이터 인터페이스(13)로 구성된다. 케이스의 상부 표면과 교통되는 개별 측면 변위 센서로부터의 데이터를 수신하기 위해서 다수의 회로 보드(19)가 케이스(20)의 내측에 위치된다. 3개의 언인스텔 보드(21)가 케이스(20)의 중간에 위치된다. 센서 그룹(1)은 언인스텔 보드(21) 상에 수직하게 설치된다.

상부 표면과 교통하고 선형 변위 센서(12)로 그들의 선형 변위를 통신하는 수직으로 배열된 적어도 1개, 바람직하게는 2개의 터치 헤드(15)의 직사각형 래티스 또는 센서 그룹을 형성되하 위해서, 센서 그룹(1)이 케이스(2) 상에 위치된다. 센서 그룹을 구성하는 복수의 선형 변위 센서(12)의 중심 축의 간격은 실질적으로 등가이거나 또는 15mm 미만이 최상이다. 간격은, 현재 최상의 모드에서 최대의 발 사이즈를 수용해야 하는 실질적으로 150mmx310mm의 영역을 커버하는 선형 변위 센서(12)의 센서 그룹을 형성하는 각각의 직사각형 래티스 상에서 등거리로 분산된다.

사용 시, 노출된 발 또는 양말을 신은 사람이 선형 변위 센서(12)로 형성된 래티스 내의 검사 영역 상에 발을 옮길 때, 그들의 발의 바닥에 전달된 그들의 무게는 발의 바닥의 형상에 의해 야기되는 변위 량에 따라서 다양한 데이터 지점에서 변위 신호를 출력하게 되는 변위 센서(12)를 이행시키게 된다. 결과적으로, 각각의 다른 발은, 발 표면 그러므로 발의 형상 또는 윤곽에 의해 야기된 측면의 이행을 묘사하는 다수의 데이터 지점을 생성하는 발과의 다수의 접촉에 기인하는 고도로 정확한 다른 발바닥 형상을 산출하게 된다. 개별 데이터 지점으로부터의 데이터는 데이터 처리를 위한 수단에 통신되는데, 여기서 발 표면을 묘사하기 위해서 비디오나, 인쇄 또는 그 밖의 수단을 사용하여 발 표면의 3차원 묘사를 하게된다.

현재 최상의 실시예에 나타낸 바와 같이, 회로 보드(19)는 데이터 수집 기구(2)와 데이터 조작 기구(3)를 구비한다. 데이터 수집 기구(2)는 비교기(4)와, 데이터 수집 모노리식 기계(5), 다중 프로그램 제어된 스위치(6), 샘플링/프로텍팅 회로(7), A/D스위칭 기구(8) 및, 프로그램 가능 I/O인터페이스(9)로 구성된다. 센서 그룹(1)이 변위를 이산적으로 아날로그 양으로 비교기(4)로 통과시킬 때, 이는데이터 수집 모노리식 기계(5)와, 다중 프로그램 제어된 스위치(6) 및, 샘플링/프로텍팅 회로(7)를 통과한다. A/D스위칭 기구(8)는 변위 데이터를 수치적인 양으로 변화시키고, 그 다음 프로그램 가능 데이터 인터페이스(9)는 수치적인 양을 데이터 조작 기구(3)로 통과시킨다.

데이터 조작 기구(3)는 통신 조작 기구(10)와 데이터 전달 인터페이스(13)를 통해 동작적으로 통신하는 외부-부착된 컴퓨터(11)로 구성된다. 통신 조작 기구(10)는 통신된 수치적인 양을 3차원 도면으로 동시에 변환시키고, 이들을 보여지고 저장되며 인쇄되거나 그밖의 용도로 사용될 수 있는 다양한 데이터 및 도면을 판독하기 위해서 컴퓨터(11)와 같은 데이터 처리를 위한 수단으로 전달한다.

현재의 최상의 모드에 있어서, 선형 변위 센서(12)에 의해 제공된 사용자의 발자국에 의해 야기된 선형 변위의 측정을 위한 수단은, 측면 이행을 측정하고 기계적인 변위를 전자적인 값으로 변형하는 커패시턴스, 광학 또는 그레이팅 센서에 의한 측정의 특징을 갖는다. 이들은 터치 헤드(15)와 가이드 플레이트(16), 스프링(17) 및 변위-광학 신호 변형 기구(18)로 구성된다. 또한, 선형 변위 센서(12)는 용량-크리브(capacitive-crib) 형태(~=)일 수 있다. 당업자에 있어서, 개별 센서의 측면 이행에 의해 생성된 데이터 지점을 수집하고 처리하기 위해 그 밖의 수단이 발의 표면 윤곽을 묘사하는데 사용될 수 있고, 이와 같은 것이 예상될 수 있는 것은 물론이다.

본 명세서에 개시된 장치의 모든 기본적인 특징 및 형태가 기재되었음에도 불구하고, 당업자에 있어서는 다양한 치환, 변형 및, 변경이 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 만들어질 수 있는 것으로 이해된다.

결과적으로, 모든 이러한 변경 및 변형은 수반되는 청구항에 정의된 도면 및 그 밖의 내용에 개시된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 포함된다.

본 발명의 용어 "구비하여 구성되고"는 "포함 또는 이루어지고" 그리고 "구비하여 구성되어지는"은 "포함 또는 이루어지는" 것을 의미한다.

그들의 특정 형태나, 개시된 기능을 수행하기 위한 수단, 개시된 결과를 달성하기 위한 방법 또는 처리를 적합하게 표현하는 상세한 설명이나, 수반되는 청구항 또는 도면에 개시된 형태는, 분리해서 또는 이러한 형태의 소정의 조합으로 본 발명을 다양한 형태로 실현하기 위해 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 간단한 구조이고, 편리하며, 신속하게 사용되며, 고도의 측정 정확성과 일정하고 정확한 결과를 제공하는 발접촉형 3차원 발바닥 측정기를 제공하는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 측벽과 상부 표면을 갖는 케이스와,

   상기 상부 표면과 교통하게 위치되고, 그것 상에 위치된 인체의 발의 발자국의 영역을 수용하기 위한 크기로 되는 적어도 하나의 센서 그룹을 구비하여 구성되어지고,

   상기 센서 그룹은 그것 상에 위치된 상기 발의 표면에 의해 야기된 선형 변위를 감지하기 위한 복수의 수단을 갖고,

   선형 변위를 감지하는 상기 복수의 수단 각각이 기준의 개별 지점에서 변위 값을 데이터 처리를 위한 수단에 통신시키며,

   상기 데이터 처리를 위한 수단이, 선형 변위를 감지하기 위해 상기 복수의 수단으로부터의 상기 변위 값을 사용하여 상기 센서 그룹 상에 위치된 상기 발의 상기 표면의 3차원 연출을 묘사하는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
2. 제1항에 있어서, 선형 변위를 감지하기 위한 상기 수단은,

   상기 상부 표면에 인접하는 제1단부를 갖고, 상기 제1단부에 대향하는 제2단부를 가지며, 가이드 내에서 상기 상부 표면으로부터 그리고 상부 표면을 향해 측면으로 이행 가능한 터치 헤드와,

   상기 상부 표면을 향해 상기 터치 헤드를 바이어스 하는 바이어싱 수단 및,

   상기 상부 표면으로부터의 거리로 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하고, 상기 터치 헤드가 그것 상에 위치된 상기 발에 의해 이행될 때, 상기 데이터 처리 수단으로 전기신호의 상기 거리를 통신하는 수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
3. 제2항에 있어서, 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하는 상기 수단은,

   상기 상부 표면으로부터의 상기 터치 헤드의 상기 제2단부의 측면 이행의 거리를 감지하기 위한 광학 센서 수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
4. 제2항에 있어서, 상기 터치 헤드의 측면 이행의 거리를 감지하는 상기 수단은,

   상기 상부 표면으로부터의 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하기 위한 커패시턴스 센서 수단을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
5. 제2항에 있어서, 상기 터치 헤드의 측면 이행의 거리를 감지하는 상기 수단은,

   상기 상부 표면으로부터 이격된 상기 터치 헤드의 측면의 이행을 감지하기 위한 그레이팅 센서를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥측정기.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 터치 헤드는 서로 실질적으로 15mm 이격된 상기 센서 그룹을 거주시키는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
7. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 선형 변위를 감지하는 상기 복수의 수단은 서로 실질적으로 15mm 이격된 상기 센서 그룹을 거주시키는 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 선형 변위를 감지하는 상기 수단의 전체 측면 이행은 실질적으로 4mm인 것을 특징으로 하는 접촉형 3차원 발바닥 측정기.