KR20180000514A - Gait correction module for functional shoes, functional shoes having the same - Google Patents

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KR20180000514A KR1020160078584A KR20160078584A KR20180000514A KR 20180000514 A KR20180000514 A KR 20180000514A KR 1020160078584 A KR1020160078584 A KR 1020160078584A KR 20160078584 A KR20160078584 A KR 20160078584A KR 20180000514 A KR20180000514 A KR 20180000514A
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박지현
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박지현
이한수
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Abstract

The present invention relates to a module for functional shoes to correct gait and the functional shoes including the same. The present invention includes: a motor unit (130) which has at least two motors arranged to be separated in the longitudinal direction of functional shoes (200); and an Arduino (120) which has a foot bottom of a user positioned in an upper part of the motor unit (130) to be parallel to a horizontal surface through a control with respect to each motor forming the motor unit (130) in a case of recognizing an inclined path by a slope change value after receiving the slope change value recognized in a gyro sensor (110) as an input value when entering the inclined path which is an ascending or descending path. By the above, the present invention provides an effect of improving convenience of a wearer by providing convenience when walking on an inclined surface as well as gait inside shoes worn in daily life for a long time. The module for functional shoes to correct gait and the functional shoes including the same according to other embodiments of the present invention can maximize the effect of correction which can induce correct gait by enabling a user to recognize an appliance of an abnormal pressure when the abnormal pressure is added to the functional shoes. The present invention also provides effects of: solving a problem in which shoes cannot reach the end of life because a shoe outsole is not worn evenly, but only the outside or the inside wears badly by gait; and preventing legs from not growing straight and bent like an O shape through incorrect gait.

Description

걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발{Gait correction module for functional shoes, functional shoes having the same}[0001] The present invention relates to a functional shoe module for functional shoes and a functional shoe having the same,

본 발명은 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 아두이노 기반의 장치들을 이용하여 보행시 경사로에서의 발 압력을 효과적으로 분산시켜서 편안한 보행을 보조할 수 있을 뿐만 아니라, 평발, 안장 걸음걸이 등과 같이 올바르지 않은 걸음걸이를 보완하고 개선할 수 있도록 하기 위한 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발에 관한 것이다. The present invention relates to a functional shoe module for gait correction, and a functional shoe having the same. More particularly, the present invention relates to a functional shoe module for effectively correcting foot pressure in a ramp by using Arduino- The present invention relates to a functional shoe module and a functional shoe having the functional shoe module for correcting a gait to improve and improve an incorrect gait such as a flat foot, a saddle gait, and the like.

도 1a는 신발을 착용한 사용자의 올바른 걸음걸이의 발자국 예시를 나타내며, 도 1b는 팔자 걸음걸이의 발자국 예시, 도 1c는 안장 걸음걸이의 발자국 예시를 각각 나타낸다. 1A shows an example of a footstep of a correct gait of a user wearing a shoe, FIG. 1B shows an example of a footstep of a footstep, and FIG. 1C shows an example of footsteps of a footstep.

도 1a의 보행의 진행 방향(d1)과 미리 설정된 각도 이내로 신발 끝이 정렬된 올바른 걸음걸이와 달리 도 1b의 팔자 걸음걸이와 도 1c의 안장 걸음걸이는 미관상 보기 좋지 않으며, 불필요한 에너지 소모로 쉽게 지치며, 척추나 경추 그 밖의 관절의 퇴행성 변화와 통증 및 질환 유발하는 문제점이 있다. 더욱이, 허리디스크 환자 10명 중 8명이 잘못된 보행습관에 비롯된 것으로 조사되고 있다. 1B and the saddle gait of FIG. 1C are not so good to look at, and unlike the walking gait of FIG. 1B where the foot end is aligned within a predetermined angle with the moving direction d1 of the walking in FIG. 1A, And degenerative changes of the spine, cervical spine, and other joints, and pain and disease-causing problems. In addition, eight of the 10 patients with the back disk were found to have been caused by incorrect walking habits.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 해결 방법으로는 첫 번째로, 신발의 아웃솔 부근에 광원 발생장치를 구비함으로써, 출력되는 광원 신호를 통해 걸음걸이 패턴을 사용자가 감지하는 방식이 있으나, 이는 사용자에 의한 자신의 걸음걸이 상태에 대한 인지에 중점을 두어 직접적으로 교정에 대한 방안은 제시하지 못하는 한계점이 있다. In order to solve such a problem, as a conventional solution, there is a method of providing a light source generating device in the vicinity of an outsole of a shoe to allow a user to detect a walking pattern through a light source signal to be output. However, There is a limit in point of not directly suggesting the correction method because it focuses on the recognition of the state of walking.

두 번째로는, 입체적 구조를 갖는 교정용 인솔을 이용해 올바르지 않은 걸음걸이를 교정하는 방식이 있으나, 이는 교정용 인솔의 입체 구조에 따른 한가지 상태를 유지해야 하며 변화되는 걸음걸이에 따라 다시 교정용 인솔을 제작해야 하는 한계점이 있다. Secondly, there is a method of correcting incorrect gait using a three-dimensional orthotic insole, but it is necessary to maintain one state according to the three-dimensional structure of the orthotopic insole, and, according to the changed gait, There is a limit to be made.

세 번째로는, 적어도 하나 이상의 높낮이 조절 나사와 높낮이 조절단을 신발에 모듈 형태로 구비함으로써, 신발 내부에서 높이고자 하는 영역의 높낮이를 조정하는 방식이 있으나, 수동으로 사용자가 각 나사에 대한 조정을 통해 일일이 조정해야 하는 불편함이 있으며, 조정하는 사용자의 숙련도에 따라 잘못된 교정이 수행될 수 있는 한계점이 있다. Third, there is a method of adjusting the height of the area to be heightened in the shoe by providing at least one height adjusting screw and a height adjusting step in the form of a module in the shoe, but manually adjusting the height There is a limitation in that an erroneous correction can be performed according to the skill of a user to adjust.

대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1298196호 "보행 안정성을 강화시킨 기능성 신발창"Korean Patent Registration Bulletin No. 10-1298196 "Functional sole with enhanced walking stability" 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2012-0138718호 "탄성지압기둥이 내장된 탄성스프링이 구성된 신발창 및 이 신발창이 구성된 기능성 신발"Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0138718 "A sole comprising an elastic spring with elastic pillows and a functional shoe comprising the sole" 대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1319012호 "탈부착이 용이한 전기제공모듈을 구비한 기능성 신발"Korean Patent Registration No. 10-1319012 "Functional shoe having an electric module capable of easy attachment and detachment"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일상에서 오랜 시간 신고 다니는 신발 내부에 걸음걸이뿐만 아니라 경사면 보행시에 마치 평지를 걷는 것과 같은 느낌을 주어 편리함을 제공하는 기능을 제공하도록 함으로써, 착용한 사용자의 편의성을 향상시키도록 하기 위한 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a function for providing convenience by giving a feeling of walking on a flat surface as well as a walking foot inside a shoe for a long time, The present invention provides a functional shoe module for gait correction for improving user's convenience, and a functional shoe having the same.

즉, 걸음걸이 문제를 블루투스 전송 방식을 이용하여 기능성 신발 내부에 형성된 모터부를 제어하여 안장 걸음걸이, 팔자 걸음걸이를 교정하게끔 도와주도록 하며, 경사로 보행 문제에 대해서는 자이로 센서를 이용하여 기능성 신발 내부에 형성된 모터부를 제어하여 오르막이나 내리막길 보행시에 인솔을 수평면과 평행하게 해서 마치 평평한 길을 걷는 것과 같은 편리함을 줄 수 있도록 하기 위한 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발을 제공하기 위한 것이다.That is, the gait problem is controlled by controlling the motor unit formed inside the functional shoe by using the Bluetooth transmission method to help the saddle gait and the gait gait to be corrected. In the case of the gait gait problem, the gyro sensor is used to form A functional shoe module for correcting the gait for correcting the gait so as to provide the same convenience as walking on a flat road with the insole being parallel to the horizontal plane at the time of ascending or descending by controlling the motor part, .

또한, 본 발명은 인솔을 진동모터층과 압전센서층을 적층하여 형성함으로써, 압전센서층에 형성된 압전센서에 비정상 압력이 가해지는 경우, 진동모터층의 진동모터에 의해 비정상 압력이 가해짐을 사용자에게 인지시킴으로써, 올바른 걸음걸이를 유도하도록 하기 위한 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발을 제공하기 위한 것이다.Further, according to the present invention, when an unsteady pressure is applied to a piezoelectric sensor formed on a piezoelectric sensor layer, an insole is formed by laminating a vibration motor layer and a piezoelectric sensor layer so that an abnormal pressure is applied by a vibration motor of the vibration motor layer And to provide a functional shoe module for gait correction for guiding correct gait by recognizing the functional shoe module.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈은 기능성 신발(200)의 길이방향으로 이격되어 배치되는 적어도 2개 이상의 모터를 구비하는 모터부(130); 및 오르막이나 내리막길인 경사로 진입시, 자이로 센서(110)에서 인식되는 기울기 변화값을 입력값으로 수신한 뒤, 기울기 변화값에 의해 경사로를 인식하는 경우 모터부(130)를 구성하는 각 모터에 대한 제어를 통해 모터부(130) 상부에 위치한 사용자 발 바닥이 수평면과 평행이 되도록 하는 아두이노(120); 를 포함한다. In order to accomplish the above object, a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention includes a motor unit 130 having at least two motors spaced apart in the longitudinal direction of the functional shoe 200, ; And when the slope is ascending or descending, the slope change value recognized by the gyro sensor 110 is received as an input value, and when the slope is recognized based on the slope change value, control for each motor constituting the motor unit 130 (120) to make the bottom of the user's foot located above the motor part (130) parallel to the horizontal plane through the guide part (120). .

이때, 모터부(130)는 기능성 신발(200)의 길이방향의 양 끝단 위치 각각에 적어도 하나 이상의 모터를 구비하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the motor unit 130 includes at least one motor at each end position in the longitudinal direction of the functional shoe 200.

또한, 아두이노(120)는 기울기 변화값에 의해 오르막 경사로를 인식하는 경우, 기능성 신발(200)의 뒤쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(133, 134)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 뒤쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 돕는 것이 바람직하다.When the ascending ramp is recognized by the gradient change value, the arduino 120 controls at least one of the motors 133 and 134 formed at the back of the functional shoe 200, It is preferable to adjust the angle of the rear region of the insole 210 to help keep the feet parallel to the horizontal plane.

또한, 아두이노(120)는 기울기 변화값에 의해 내리막 경사인 경우 기능성 신발(200)의 앞쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(131, 132)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 앞쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 돕는 것이 바람직하다.When the downward inclination is determined by the inclination change value, the arduino 120 controls the at least one motor 131 and 132 formed at the front side of the functional shoe 200 to move the insole 210 inside the functional shoe 200 ), It is desirable to adjust the angle of the front region to help keep the feet parallel to the horizontal plane.

또한, 본 발명은 스마트 디바이스(300)와 블루투스 통신 방식을 통해 데이터 송수신을 수행하는 블루투스 모듈(140); 을 더 포함하며, 모터부(130)는, 기능성 신발(200)의 양 신발볼에 해당하는 위치 각각에 적어도 하나 이상의 모터(131, 132)를 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the present invention provides a mobile communication terminal including a Bluetooth module (140) for performing data transmission / reception with the smart device (300) through a Bluetooth communication method; And the motor unit 130 may include at least one motor 131 and 132 at positions corresponding to both shoe balls of the functional shoe 200.

이때, 아두이노(120)는 블루투스 모듈(140)을 통해 스마트 디바이스(300)로부터 보행 모드를 구성하는 '팔자 걸음걸이 교정 모드', '일반 모드' 및 '안장 걸음걸이 교정 모드' 중 하나에 대한 선택 정보를 수신하는 것이 바람직하다.At this time, the Arduino 120 transmits a command to the smart device 300 via the Bluetooth module 140 for one of the 'walking mode for walking', 'general mode' and 'saddle-walking mode' It is preferable to receive the selection information.

또한, 아드이노(120)는 안장 걸음걸이 교정 모드의 경우 사용자가 발을 내딛을 경우 양 신발볼의 모터 중 안쪽에 위치한 모터(131)가 미리 설정된 높이만큼 상승하도록 제어하는 것이 바람직하다.Also, in the saddle-gait calibration mode, the adinor 120 preferably controls the motor 131 located inside the motor of both shoe balls to rise by a predetermined height when the user steps the foot.

또한, 아드이노(120)는 팔자 걸음걸이 교정 모드의 경우 사용자가 발을 내딛을 경우 양 신발볼의 모터 중 바깥쪽에 위치한 모터(131)가 미리 설정된 높이만큼 상승하도록 제어하는 것이 바람직하다. In addition, the adinor 120 may control the motor 131 located at the outer side of the motor of both shoe balls to rise by a predetermined height when the user steps the foot in the elbow calibrating mode.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발은, 상술한 기능성 신발용 모듈을 구비하는 신발에 있어서, 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈은 인솔(210)과 아웃솔(220) 사이에 부착되어 형성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention provides a functional shoe having a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention. The shoe includes the functional shoe module, It is preferable that the module for use is formed by attaching between the insole 210 and the outsole 220.

이때, 인솔(210)은 진동모터층(231) 및 압전센서층(232)으로 이루어진 정보 제공 인솔(230)로 형성되며, 진동모터층(231)에는 상부면에 테두리 영역을 따라 각각이 이격된 복수의 박막형 진동모터(1)가 형성되며, 압전센서층(232)에도 동일한 방식으로 복수의 압전센서(2)가 형성되며, 아두이노(120)는 각 보행 모드에서의 각 압전센서(2) 별로 압력범위를 아두이노 프로그램으로 제공받아, 압전센서층(232) 중 하나의 압전센서(2a)에 비정상 압력이 가해지는 경우, 압전센서(2a)의 바로 상부에 겹치는 위치에 있는 진동모터(1.c)뿐만 아니라, 진동모터(1.C)와 이웃한 다른 진동모터(1.L, 1.R)에 대한 진동 제어를 통해 비정상 압력이 가해짐을 사용자에게 인지시키도록 하는 것이 바람직하다. At this time, the insole 210 is formed of the information providing insoles 230 made up of the vibration motor layer 231 and the piezoelectric sensor layer 232, and the vibration motor layer 231 is formed with a plurality of A plurality of thin film vibration motors 1 are formed and a plurality of piezoelectric sensors 2 are formed in the same manner in the piezoelectric sensor layer 232. The piezoelectric sensor 2 is mounted on each piezoelectric sensor 2 in each walking mode, When an abnormal pressure is applied to one piezoelectric sensor 2a of the piezoelectric sensor layer 232, the vibration motor 1 (1) located at the overlapping position directly above the piezoelectric sensor 2a it is preferable to notify the user that the abnormal pressure is applied through the vibration control to the vibration motor 1.C and the adjacent vibration motors 1.L and 1.R adjacent to the vibration motor 1.C.

본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발은, 일상에서 오랜 시간 신고 다니는 신발 내부에 걸음걸이뿐만 아니라 경사면 보행시에 편리함을 제공함으로써, 착용한 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다. The functional shoe module and the functional shoe having the functional shoe module according to the embodiment of the present invention can be used not only for walking in a shoe wearing for a long time in daily life but also for convenience in walking on a slope, Thereby providing an effect of improving convenience.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발은, 기능성 신발 내에 비정상 압력이 가해지는 경우, 비정상 압력이 가해짐을 사용자에게 인지시킴으로써, 올바른 걸음걸이를 유도할 수 있는 교정의 효과를 극대화할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, a functional shoe module for gait correction, and a functional shoe having the functional shoe module, when the abnormal pressure is applied to the functional shoe, recognizes the abnormal pressure applied to the user, The effect of calibration can be maximized.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈, 이를 구비한 기능성 신발은, 걸음걸이로 인해 신발 아웃솔이 고루 닳지 않고 바깥쪽 또는 안쪽만 심하게 닳아 신발이 원래 수명을 다하지 못하는 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 바르지 않은 걸음걸이를 통해 다리가 곧게 자라지 못하고 O자형과 같이 구부러지는 것을 방지할 수 있는 효과를 제공한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, a functional shoe module for a footwear calibration, and a functional shoe having the footwear, the shoe outsole is not easily worn due to a gait, and only the outer or inner part of the shoe wears badly, In addition to solving the problem of not being able to do everything, it provides the effect of preventing the legs from growing straight through the wrong gait and bending like the O shape.

도 1은 신발을 착용한 사용자의 걸음걸이의 발자국 예시를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈의 구성 및 내부 회로도를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발의 동작 개념을 나타내는 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발의 프로토타입(prototype)을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발을 이용한 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템을 나타내는 도면.
도 7은 스마트 디바이스에 구현된 보행 모드 선택을 위한 유저인터페이스(UI) 화면을 나타내는 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발에 적용가능한 진동모터층 및 압전센서층으로 이루어진 정보 제공 인솔을 나타내는 도면.
도 10은 도 6의 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템에 의한 걸음걸이 교정 방법을 나타내는 흐름도.
도 11은 스마트 디바이스와 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈의 블루투스 모듈의 무선 통신 연결을 나타내는 참조도면.
도 12는 프로토타입 기능성 신발 내부에 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈이 모터부를 제외하고 부착된 상태를 나타내는 참조도면.
도 13은 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈이 구비된 기능성 신발을 착용한 경우와 일반 신발을 착용한 경우의 발 압력 분산 그래프를 나타내는 도면.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a view showing an example of a footprint of a user's stepping on a shoe. Fig.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a functional shoe module for gait correction,
3 is a view showing an operational concept of a functional shoe having a functional shoe module for correcting a stepping gait according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 illustrate a prototype of a functional shoe with a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing an entire system for correcting a gait using a functional shoe having a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a user interface (UI) screen for selecting a walking mode implemented in a smart device;
FIG. 8 and FIG. 9 are views showing an information providing insole comprising a vibration motor layer and a piezoelectric sensor layer applicable to a functional shoe having a functional shoe module for correcting a stepping gait according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart showing a gait correction method according to the entire system for gait correction of Fig. 6;
11 is a reference drawing showing a wireless communication connection of a Bluetooth module of a module for a functional shoe for gait correction with a smart device;
12 is a reference view showing a state in which a functional shoe module for gait correction within a prototype functional shoe is attached except for a motor part.
13 is a graph showing a foot pressure dispersion graph when the functional shoe having the functional shoe module for gait correction is worn and when the general shoe is worn.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 구성 및 내부 회로도를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration and an internal circuit diagram of a functional shoe module 100 for gait correction according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)은 자이로 센서(gyro sensor)(110), 아두이노(arduino)(120), 모터부(130), 블루투스 모듈(140), 회로 기판(circuit board)(150) 및 배터리부(160)를 포함하여, 기능성 신발(200) 내부에 장착되어 형성된다. 2, the functional shoe module 100 for gait correction includes a gyro sensor 110, an arduino 120, a motor unit 130, a Bluetooth module 140, And is mounted inside the functional shoe 200, including a circuit board 150 and a battery unit 160.

여기서 아두이노(120)는 회로 기판(150)에 형성되며, 자이로 센서(110)로부터 입력값을 수신하여, 모터부(130)로 출력을 제어한다. Here, the arduino 120 is formed on the circuit board 150, receives the input value from the gyro sensor 110, and controls the output to the motor unit 130.

한편, 배터리부(160)는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 구성요소인 자이로 센서(gyro sensor)(110), 아두이노(arduino)(120), 모터부(130), 블루투스 모듈(140), 회로 기판(circuit board)(150) 각각으로 전원을 제공하기 위해 제 1 배터리(161) 및 제 2 배터리(162)로 이루어진다. The battery unit 160 includes a gyro sensor 110, an arduino 120, a motor unit 130, a bluetooth unit 130, The first battery 161 and the second battery 162 for supplying power to the module 140 and the circuit board 150, respectively.

그리고 모터부(130)는 제 1 모터(131), 제 2 모터(132), 제 3 모터(133) 및 제 4 모터(134)로 이루어질 수 있으나, 이는 하나의 예시에 해당하며 모터의 개수는 가변적으로 설정될 수 있다. 한편, 모터부(130)가 4개의 모터로 형성되는 경우, 기능성 신발(200)의 인솔(210) 상부면 중 양 신발볼 위치에 하나씩의 모터(131, 132)(도 5 참조)가 배치되고, 양 신발뒤꿈치 위치에 하나씩의 모터(133, 134)가 배치될 수 있다. The motor unit 130 may include a first motor 131, a second motor 132, a third motor 133, and a fourth motor 134. However, the motor unit 130 corresponds to one example, Can be set to be variable. When the motor unit 130 is formed of four motors, one motor 131 and one motor 132 (see FIG. 5) are disposed on the upper surface of the insole 210 of the functional shoe 200 , And one motor 133 and one motor 134 may be disposed at the positions of the heel shoes.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발(200)의 동작 개념을 나타내는 도면이다. 보다 구체적으로, 도 3a는 경사로에 놓인 기능성 신발(200)의 동작상태로 기능성 신발(200)의 측면을 기준으로 나타내고 있으며, 도 3b는 올바르지 않은 걸음걸이를 갖는 사용자를 위한 기능성 신발(200)의 동작 상태로 기능성 신발(200)의 뒷면을 기준으로 나타내고 있다. FIG. 3 is a diagram illustrating an operational concept of the functional shoe 200 having a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention. 3A is a side view of the functional shoe 200 in an operational state of the functional shoe 200 placed on a ramp, and FIG. 3B is a side view of the functional shoe 200 for a user having an incorrect gait The rear side of the functional shoe 200 is shown as an operation state.

그리고 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발(200)의 프로토타입(prototype)을 나타내는 도면이다. 4 and 5 are views showing a prototype of the functional shoe 200 having a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention.

한편, 도 4 및 도 5는 설명의 편의와 입체적 구조를 나타내기 위해 임시로 제작된 시제품으로 실제로 제작되는 형태는 압축된 하나의 모듈 형태로 일반적으로 1cm 내지 3cm, 최대 5cm 내의 두께를 갖도록 제작하는 것이 바람직하다. 4 and 5 illustrate the convenience of the description and the three-dimensional structure. In the case of a prototype product temporarily manufactured, a form actually produced is a compressed module, typically having a thickness of 1 cm to 3 cm and a thickness of 5 cm .

도 3 내지 도 5를 참조하면, 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발(200)에 있어서, 인솔(210)과 아웃솔(220) 사이에 도 2에 도시된 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)이 탈부착 형태로 부착되거나, 인솔(210)과 아웃솔(220)과 일체형으로 제작될 수 있다. 3 to 5, in the functional shoe 200 having the functional shoe module for correcting the gait, it is assumed that between the insole 210 and the outsole 220, The functional shoe module 100 may be attached in a detachable form or may be integrally formed with the insole 210 and the outsole 220.

도 3 내지 도 5와 같은 구조를 갖는 기능성 신발(200)에 대해서 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 아두이노(120)에 의한 경사길 보행 보조 제어에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 3 and FIG. 5, a description will be made in detail of an inclination walk assist control by the adunino 120 of the functional shoe module 100 for correcting gait hanger with respect to the functional shoe 200.

기능성 신발(200)이 오르막이나 내리막길인 경사로에 진입하면, 아웃솔(220)의 기울기에 따라 자이로 센서(110)에서 인식되는 기울기 변화값이 입력값으로 아두이노(120)에 전달된다. When the functional shoe 200 enters an uphill or downhill ramp, the tilt change value recognized by the gyro sensor 110 according to the tilt of the outsole 220 is transmitted to the adinino 120 as an input value.

이에 따라 아두이노(120)는 아두이노 프로그램을 통해 0°내지 180°사이의 입력값을 모터부(130)를 구성하는 적어도 하나 이상의 모터 각각에 대한 제어값으로 환산을 수행한 뒤, 해당되는 모터로 환산값을 전달함으로써, 각 모터에 의해 높이가 조절되도록 한다. 여기서 각 모터는 서보 모터로 형성되며, 입력값으로 180°를 기준으로 환산한 값 이상으로는 회전하지 않도록 설계되어, 환산을 위한 코딩을 통해 수치가 180°를 넘을 때는 모두 180°를 기준으로 환산된 값을 전달받으며, 마찬가지로 입력값으로 0°를 기준으로 환산한 값 미만으로는 회전하지 않도록 설계되어, 입력값으로 0°에도 미치지 않는 경우 모두 0°를 기준으로 환산된 값을 전달받는다. Accordingly, the arduino 120 converts the input values between 0 DEG and 180 DEG into the control value for each of the at least one motor constituting the motor unit 130 through the arduino program, So that the height is adjusted by each motor. Each motor is composed of a servo motor. It is designed not to rotate at more than the value converted from 180 ° as the input value. When the value is over 180 °, Likewise, the input value is designed not to rotate at less than the value converted from 0 °. If the input value does not reach 0 °, the converted value is received based on 0 °.

한편, 모터부(130)를 구성하는 모터 중 하나 이상을 기능성 신발(200)의 길이방향의 양 끝단에 적어도 하나 이상을 배치한다. 이러한 배치를 통해 오르막 경사인 경우 아두이노(120)는 기능성 신발(200)의 뒤쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(133, 134)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 뒤쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 돕는다.At least one or more of the motors constituting the motor unit 130 are disposed at both ends in the longitudinal direction of the functional shoe 200. In this case, the up-down inclination of the insole 210 is controlled by the at least one motor 133 and 134 formed at the back of the functional shoe 200, Adjust the angle of the area to help keep your feet parallel to the horizontal plane.

반대로 내리막 경사인 경우 아두이노(120)는 기능성 신발(200)의 앞쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(131, 132)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 앞쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 도움으로써, 경사로 보행시에 보다 편리하고 발에 무리가 가지 않도록 한다. On the other hand, in the case of the downward inclination, the arduino 120 controls the at least one motor 131 and 132 formed at the front side of the functional shoe 200 to control the angles of the front region of the insole 210 inside the functional shoe 200 So as to maintain parallelism between the feet and the horizontal plane, so that it is more convenient when walking on the ramp and prevents the foot from being overloaded.

그리고 아두이노(120)가 입력값에 해당하는 0° 내지 180°에 해당하는 자이로 센서(110)의 센서값을 인식하기 위해서는 하기의 [수학식 1]과 같은 연산을 수행한다.In order to recognize the sensor value of the gyro sensor 110 corresponding to 0 to 180 degrees corresponding to the input value, the arduino 120 performs an operation as shown in the following Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 [수학식 1]은 y축을 기준으로 하는 경우, 0°에서는 265, 180°에서 410의 ADC(Analog Digital Conversion) 값을 갖는 것으로 확인되므로, 하기의 [수학식 2]와 같이 구체화할 수 있다. In this case, when the y-axis is used as the reference, it can be confirmed that the ADC has an ADC (Analog Digital Conversion) value of 265 at 180 ° and 410 ° at 0 °. .

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서 [수학식 2]의 소스코드는 "y축 각도= (410-analogRead(A0))*1.24;"와 같이 제시될 수 있다. Here, the source code of Equation (2) can be presented as "y-axis angle = (410-analogRead (A0)) * 1.24;

하기의 [표 1]은 아두이노(120)가 입력값에 해당하는 0° 내지 180°에 해당하는 자이로 센서(110)의 센서값을 인식하기 위한 전체의 소스코드를 나타낸다.Table 1 below shows the entire source code for recognizing the sensor value of the gyro sensor 110 corresponding to the input value of 0 to 180 degrees.

Figure pat00003
Figure pat00003

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발(200)을 이용한 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템을 나타내는 도면이다. 6 is a diagram illustrating an entire system for gait correction using a functional shoe 200 having a functional shoe module for gait correction according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템은 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)을 구비한 기능성 신발(200) 외에 스마트 디바이스(300)를 구비한다. 그리고 도 7은 스마트 디바이스(300)에 구현된 보행 모드 선택을 위한 유저인터페이스(UI) 화면을 나타내는 도면이다. Referring to FIG. 6, the entire system for gait correction includes a smart device 300 in addition to the functional shoe 200 having the functional shoe module 100 for gait correction. 7 is a view showing a user interface (UI) screen for selecting a walking mode implemented in the smart device 300. As shown in FIG.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하며, 상술한 경사길 보행 보조 제어와 다른 방식으로 기능성 신발(200)에 의해 수행되는 걸음걸이 교정 제어에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 이 경우, 걸음걸이 교정 제어를 위해 블루투스 모듈(140)이 활용된다. Hereinafter, referring to Figs. 6 and 7, the gait correction control performed by the functional shoe 200 in a manner different from the slope gait assist control will be described in detail. In this case, the Bluetooth module 140 is utilized for the gait calibration control.

즉, 아두이노(120)와 블루투스 모듈(140), 그 밖의 컴퓨팅 기능을 구비한 모바일 단말에 해당하는 스마트 디바이스(300)의 연동 제어를 통해 기능성 신발(200)을 착용한 사용자가 원하는 대로 보행 모드를 설정할 수 있다.That is, a user who wears the functional shoes 200 through the interlocking control of the smart device 300 corresponding to the mobile terminal having the arduino 120, the Bluetooth module 140, and other computing functions, Can be set.

여기서 보행 모드는 '팔자 걸음걸이 교정 모드', '일반 모드', '안장 걸음걸이 교정 모드' 중 하나로 제시될 수 있으며, 모드는 평평한 길을 걸을 때의 일반 신발과 동일한 기능을 제공한다.Here, the walking mode may be presented as one of the following steps: 'Walking mode for walking', 'Normal mode', and 'Saddle walking gait correction mode', and the mode provides the same function as a normal footwear when walking on a flat road.

각 보행 모드시의 모터부(130)를 구성하는 모터에 대한 제어를 위해 기능성 신발(200)의 아웃솔(220) 상부면 중 도 5와 같이 양 신발볼의 위치에 인접하여 하나씩 모터(131, 132)를 배치한다.As shown in FIG. 5, the upper surface of the outsole 220 of the functional shoe 200 is connected to the motors 131 and 132, respectively, adjacent to the positions of the two shoe balls in order to control the motor constituting the motor unit 130 in each walking mode. ).

이러한 배치를 통해 안장 걸음걸이(도 1c)는 발을 내딛을 때 기능성 신발(200) 앞쪽이 지나치게 몸 안쪽으로 향하게 걷는 걸음걸이에 해당하므로, 양 신발볼의 모터 중 안쪽에 위치한 모터(131)가 미리 설정된 높이만큼 상승하여 이를 방해하도록 아드이노(120)가 제어한다.1C) corresponds to a stepping gait that the front of the functional shoe 200 is excessively walked toward the inside of the body when the foot is stepped on. Thus, the motor 131 located inside the motor of both shoe balls And the adinor 120 controls so as to rise by a predetermined height and to interfere with it.

반대로, 팔자 걸음걸이(도 1b)는 발을 내딛을 때 신발 앞쪽이 지나치게 몸 바깥쪽으로 향하는 걸음걸이에 해당하므로, 양 신발볼의 모터 중 바깥쪽에 위치한 모터(132)가 미리 설정한 높이만큼 상승하여 이러한 행동하도록 아드이노(120)가 제어한다.1B) corresponds to a gait where the front of the shoe is excessively directed toward the outside of the body when the foot is stepped on, so that the motor 132 located outside the motor of both shoe balls ascends by a preset height, The adinor 120 controls it to act.

이러한 구성을 통해 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)을 구비한 기능성 신발(200)을 착용시, 걸음걸이 교정을 통해 올바른 보행 습관을 들일 수 있고 이로 인해 다리 모양과 몸의 자세에 좋은 영향을 줄 수 있다. 그리고 경사로 보행시에도 힘을 덜 들이고 발에도 무리가 적게 들면서 수월하게 보행을 할 수 있다. With this configuration, when the functional shoe 200 having the functional shoe module 100 for correcting the gait is worn, it is possible to correct the walking habit by correcting the gait of the gait, thereby improving the leg shape and body posture It can affect. And when walking on a ramp, you can easily walk with less force and less pressure on your feet.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비한 기능성 신발(200)에 적용가능한 진동모터층(231) 및 압전센서층(232)으로 이루어진 정보 제공 인솔(230)을 나타내는 도면이다. 정보 제공 인솔(230)은 도 4의 일반 인솔(210)을 대체하여 형성되거나, 인솔(210)의 상부면에 추가되는 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 정보 제공 인솔(230)은 진동모터층(231)을 구성하는 진동모터(1)의 진동이 미리 설정된 주파수 이상인 경우, 아웃솔(220)의 상부면의 위치에도 형성될 수 있다. FIGS. 8 and 9 are diagrams showing examples of information provided by the vibration motor layer 231 and the piezoelectric sensor layer 232 applicable to the functional shoe 200 having the functional shoe module for gait correction according to the embodiment of the present invention. Insole 230. FIG. The information providing insoles 230 may be formed in place of the general insoles 210 of FIG. 4 or may be formed in a manner added to the upper surface of the insole 210. The information providing insoles 230 may also be formed on the upper surface of the outsole 220 when the vibration of the vibration motor 1 constituting the vibration motor layer 231 is equal to or higher than a predetermined frequency.

여기서 진동모터층(231)에는 상부면에 테두리 영역을 따라 각각이 이격된 복수의 박막형 진동모터(1)가 형성되며, 압전센서층(232)에도 동일한 방식으로 복수의 압전센서(2)가 형성된다. 여기서 박막형 진동모터(1)는 꼭 모터 회전 방식이 아닌 미세 정전기 제공방식 또는 펠티어 소자를 이용한 냉온 제공 방식으로 변형되어 제공될 수 있다. 한편, 압전센서층(232)의 상부면에 진동모터층(231)의 하부면이 포개지는 위치에 합체되어 각 층을 형성하거나, 각 층이 하나로 모듈로 접착 고정되어 형성될 수 있다.A plurality of thin film vibration motors 1 are formed on the upper surface of the vibrating motor layer 231 so as to be spaced apart from each other along a rim region and a plurality of piezoelectric sensors 2 are formed in the same manner in the piezoelectric sensor layer 232 do. Here, the thin film type vibration motor 1 may be provided by being transformed into a fine static electricity providing method rather than a motor rotating method or a cold / hot providing method using a Peltier element. On the other hand, the lower surface of the vibration motor layer 231 may be superimposed on the upper surface of the piezoelectric sensor layer 232 to form the layers, or the layers may be bonded together in a module.

도 9와 같이, 아두이노(120)는 각 보행 모드에서의 각 압전센서(2) 별로 압력범위를 아두이노 프로그램으로 제공받음으로써, 압전센서층(232) 중 하나의 압전센서(2a)에 비정상 압력이 가해지는 경우, 압전센서(2a)의 바로 상부에 겹치는 위치에 있는 진동모터(1.c)뿐만 아니라, 진동모터(1.C)와 이웃한 다른 진동모터(1.L, 1.R)에 대한 진동 제어를 통해 비정상 압력이 가해짐을 사용자에게 전달할 수 있다. 한편, 각 진동모터(1)는 아두이노(120)의 제어에 따라 압전센서(2)에 의해 발생하는 순간 전원이나 압전센서(2)에 미리 축적된 전원을 이용해 구동될 수 있다. As shown in Fig. 9, the arduino 120 is provided with a pressure range for each piezoelectric sensor 2 in each gait mode by the Arduino program, so that the piezoelectric sensor 2a of one of the piezoelectric sensor layers 232 is abnormal (1.L, 1.R) adjacent to the vibration motor (1.C) as well as the vibration motor (1.c) located in the overlapping position directly above the piezoelectric sensor (2a) To the user through the vibration control for the unsteady pressure. Each of the vibration motors 1 can be driven by an instantaneous power generated by the piezoelectric sensor 2 or a power source stored in advance in the piezoelectric sensor 2 under the control of the arduino 120. [

도 10은 도 6의 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템에 의한 걸음걸이 교정 방법을 나타내는 흐름도이다. FIG. 10 is a flowchart showing a gait correction method by the entire system for gait correction of FIG. 6;

도 10을 참조하면, 걸음걸이 교정을 위한 전체 시스템에 의한 걸음걸이 교정 방법은 크게 경사면 자동 동작 과정(S10), 걸음걸이 교정을 위한 매뉴얼 동작 과정(S20), 아두이노 동작 과정(S30), 모터 동작 과정(S40), 출력 과정(S50)으로 구분된다. Referring to FIG. 10, a method of calibrating a gait by an entire system for gait correction includes a slope automatic operation step S10, a manual operation step S20 for correcting a stepping motion, an operation procedure S30, An operation process (S40), and an output process (S50).

먼저, 경사면 자동 동작 과정(S10)에 대해서 살펴보면, 사용자가 기능성 신발(200)을 착용하고 경사면(slope)에 도달한 경우(S11), 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 자이로 센서(110)가 경사면의 각도를 인식한다(S12). First, when the user wears the functional shoe 200 and reaches a slope (S11), the user operates the gyro sensor of the functional shoe module 100 for gait correction, The controller 110 recognizes the angle of the inclined plane (S12).

단계(S12) 이후, 자이로 센서(110)는 단계(S12)에서 인식된 경사면의 각도 정보외에 기능성 신발(200)의 위치 정보의 변화를 추가로 인식하여 오르막 인식 신호 또는 내리막 인식 신호를 생성한다(S13). After step S12, the gyro sensor 110 further recognizes the change of the positional information of the functional shoe 200 in addition to the angle information of the inclined plane recognized in step S12 to generate an uphill recognition signal or a downhill recognition signal S13).

단계(S13) 이후, 자이로 센서(110)는 단계(S12)에서의 경사면 각도 정보 외에, 오르막/내리막 인식 신호를 아두이노(120)로 전송하는 신호 처리 과정을 수행한다(S14). After step S13, the gyro sensor 110 performs a signal processing process of transmitting an ascending / descending recognition signal to the ascino 120 in addition to the inclination angle information in step S12 (S14).

단계(S11) 내지 단계(S14)의 경사면 자동 동작 과정(S10) 이후, 아두이노(120)는 수신된 경사면 각도 정보와 오르막/내리막 인식 신호에 매칭되는 모터부(130)를 구성하는 제 1 내지 제 4 모터(131 내지 134)의 높이 조정 정보를 내부의 정보저장장치로부터 추출한 뒤(S30), 각 모터의 높이 조정 정보에 따라 각 모터(131 내지 134)로 전송한다(S40). 이에 따라 각 모터(131 내지 134)는 개별적인 높이 조정 정보와 매칭되는 높이 조절을 수행한다(S50). 이러한 과정에 의해, 경사로에서의 기존의 힘든 보행과 달리 편안한 보행이 가능한 효과를 제공할 수 있다. After the slope automatic operation step S10 of the step S11 to the step S14, the adoono 120 generates the slope angle information and the ascending / descending recognition signal, After the height adjustment information of the fourth motors 131 to 134 is extracted from the internal information storage device (S30), the height adjustment information is transmitted to the motors 131 to 134 in accordance with the height adjustment information of the motors (S40). Accordingly, each of the motors 131 to 134 performs height adjustment matching with individual height adjustment information (S50). By this process, unlike the existing difficult walking on the ramp, it is possible to provide a comfortable walkable effect.

다음으로, 걸음걸이 교정을 위한 매뉴얼 동작 과정(S20)에 대해서 살펴보면, 사용자가 기능성 신발(200)을 착용한 사용자(user)가 걸음걸이 교정 모드 선택을 위해 스마트 디바이스(300)에서 걸음걸이 교정 앱(app)을 실행한다(S21).Next, a manual operation procedure (S20) for calibrating a gait is described. A user wearing a functional shoe (200) performs a gait calibration application (app) is executed (S21).

단계(S21) 이후, 걸음걸이 교정 앱은 팔자 걸음걸이 교정 모드, 일반 모드, 안장 걸음걸이 교정 모드 중 하나에 대한 사용자의 보행 모드에 대한 선택 신호를 수신하도록 유저인터페이스(UI) 화면 구현 및 터치 입력에 대한 제어를 수행한다(S22, S23).After step S21, the gait correction application is configured to implement a user interface (UI) screen to receive a selection signal for the user's gait mode for one of the gait gait correction mode, the general mode, and the saddle gait correction mode, (S22, S23).

이후, 스마트 디바이스(300)는 내부의 블루투스 모듈을 통해 보행 모드에 대한 선택 정보를 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 블루투스 모듈(140)로 전송한다(S24). Then, the smart device 300 transmits the selection information for the walking mode to the Bluetooth module 140 of the functional shoe module 100 for gait correction (S24) through the internal Bluetooth module.

단계(S21) 내지 단계(S24)의 걸음걸이 교정을 위한 매뉴얼 동작 과정(S20) 이후, 아두이노(120)는 수신된 보행 모드에 대한 선택 정보에 매칭되는 모터부(130)를 구성하는 제 1 내지 제 4 모터(131 내지 134)의 높이 조정 정보를 내부의 정보저장장치로부터 추출한 뒤(S30), 각 모터의 높이 조정 정보에 따라 각 모터(131 내지 134)로 전송한다(S40). 이에 따라 각 모터(131 내지 134)는 개별적인 높이 조정 정보와 매칭되는 높이 조절을 수행한다(S50). 이러한 과정에 의해, 올바르지 않은 걸음걸이의 교정 효과를 제공한다. After the manual operation process S20 for correcting the gait of step S21 to step S24, the arduino 120 determines whether or not the first part of the motor unit 130, which corresponds to the received information on the walking mode, The height adjustment information of the first to fourth motors 131 to 134 is extracted from the internal information storage device at step S30 and transmitted to the motors 131 to 134 according to the height adjustment information of the respective motors at step S40. Accordingly, each of the motors 131 to 134 performs height adjustment matching with individual height adjustment information (S50). This process provides a corrective effect of incorrect gait.

요약하자면, 걸음걸이 문제를 블루투스 전송 방식을 이용하여 기능성 신발(200) 내부에 형성된 모터부(130)를 제어하여 안장 걸음걸이, 팔자 걸음걸이를 교정하게끔 도와주고 경사로 보행 문제에 대해서는 자이로 센서(100)를 이용하여 기능성 신발(200) 내부에 형성된 모터부(130)를 제어하여 오르막이나 내리막길 보행시에 인솔(210)을 수평면과 평행하게 해서 마치 평평한 길을 걷는 것과 같은 편리함을 줄 수 있다(도 3a 참조). In summary, the gait problem is controlled by controlling the motor unit 130 formed inside the functional shoe 200 using the Bluetooth transmission method to help correct saddle gait and gait gait, and the gyro sensor 100 The control unit 200 controls the motor unit 130 formed inside the functional shoe 200 so that the insole 210 can be parallel to the horizontal plane when walking uphill or downhill, 3A).

그리고 도 11은 스마트 디바이스(300)와 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)의 블루투스 모듈(140)의 무선 통신 연결을 나타내는 참조도면이며, 도 12는 프로토타입 기능성 신발(200) 내부에 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)이 모터부(130)를 제외하고 부착된 상태를 나타내는 참조도면이다. 11 is a reference view showing a wireless communication connection of the Bluetooth module 140 of the functional shoe module 100 for gait correction with the smart device 300 and FIG. FIG. 8 is a reference view showing a state in which the functional shoe module 100 for gait correction is attached except for the motor part 130; FIG.

도 13은 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)이 구비된 기능성 신발(200)을 착용한 경우와 일반 신발을 착용한 경우의 발 압력 분산 그래프를 나타내는 도면이다. 도 13a를 참조하면 일반 신발의 경우 내리막길인 경사로를 걷는 경우의 발 압력이 앞쪽에 집중되는 것으로 나타나나, 도 13b의 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈(100)이 구비된 기능성 신발(200)을 착용한 경우 압력이 고르게 분산되는 것을 알 수 있다. FIG. 13 is a graph showing a foot pressure dispersion graph when the functional shoe 200 equipped with the functional shoe module 100 for gait correction is worn and when general shoes are worn. Referring to FIG. 13A, in the case of a general shoe, the foot pressure in the case of walking on a downhill slope is shown to be concentrated on the front side. However, the functional shoe 200 having the functional shoe module 100 for correcting the gait of FIG. It can be seen that the pressure is evenly dispersed.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.

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.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈
110 : 자이로 센서(gyro sensor)
120 : 아두이노(arduino)
130 : 모터부
131 내지 134 : 제 1 내지 제 4 모터
140 : 블루투스 모듈
150 : 회로 기판(circuit board)
160 : 배터리부
161 : 제 1 배터리
162 : 제 2 배터리
200 : 기능성 신발
210 : 인솔
220 : 아웃솔
230 : 정보 제공 인솔
231 : 진동모터층
232 : 압전센서층
100: Module for functional shoes for gait correction
110: gyro sensor
120: Arduino
130:
131 to 134: first to fourth motors
140: Bluetooth module
150: circuit board
160: Battery section
161: First battery
162: Second battery
200: Functional shoes
210: Insole
220: Outsole
230: Information Leadership
231: Vibration motor layer
232: Piezoelectric sensor layer

Claims (10)

기능성 신발(200)의 길이방향으로 이격되어 배치되는 적어도 2개 이상의 모터를 구비하는 모터부(130); 및
오르막이나 내리막길인 경사로 진입시, 자이로 센서(110)에서 인식되는 기울기 변화값을 입력값으로 수신한 뒤, 기울기 변화값에 의해 경사로를 인식하는 경우 모터부(130)를 구성하는 각 모터에 대한 제어를 통해 모터부(130) 상부에 위치한 사용자 발 바닥이 수평면과 평행이 되도록 하는 아두이노(120); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
A motor unit (130) having at least two motors spaced apart in the longitudinal direction of the functional shoe (200); And
When the ramp is ascending or descending, the slope change value recognized by the gyro sensor 110 is received as an input value, and when the ramp is recognized based on the slope change value, control for each motor constituting the motor unit 130 is performed (120) for allowing a user's foot located above the motor unit (130) to be in parallel with the horizontal plane; And a footwear module for functional shoe for gait correction.
청구항 1에 있어서, 모터부(130)는,
기능성 신발(200)의 길이방향의 양 끝단 위치 각각에 적어도 하나 이상의 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The motor control apparatus according to claim 1, wherein the motor section (130)
Characterized in that at least one motor is provided at each end position in the longitudinal direction of the functional shoe (200).
청구항 2에 있어서, 아두이노(120)는,
기울기 변화값에 의해 오르막 경사로를 인식하는 경우, 기능성 신발(200)의 뒤쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(133, 134)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 뒤쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 돕는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method of claim 2, wherein the adinino (120)
The control of at least one of the motors 133 and 134 formed at the back of the functional shoe 200 allows the user to recognize the ascending inclination of the back area of the insole 210 inside the functional shoe 200, Wherein the angle between the foot and the horizontal plane is adjusted by adjusting the angle so as to maintain the parallelism between the foot and the horizontal plane.
청구항 2에 있어서, 아두이노(120)는,
기울기 변화값에 의해 내리막 경사인 경우 기능성 신발(200)의 앞쪽에 형성된 적어도 하나 이상의 모터(131, 132)에 대한 제어를 통해 기능성 신발(200) 내부의 인솔(210) 중 앞쪽 영역의 각도를 조절하여 발과 수평면과의 평행이 유지되도록 돕는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method of claim 2, wherein the adinino (120)
The inclination of the front side of the insole 210 inside the functional shoe 200 is controlled by controlling at least one of the motors 131 and 132 formed at the front side of the functional shoe 200, So as to maintain parallelism between the feet and the horizontal plane.
청구항 1에 있어서,
스마트 디바이스(300)와 블루투스 통신 방식을 통해 데이터 송수신을 수행하는 블루투스 모듈(140); 을 더 포함하며,
모터부(130)는, 기능성 신발(200)의 양 신발볼에 해당하는 위치 각각에 적어도 하나 이상의 모터(131, 132)를 구비하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method according to claim 1,
A Bluetooth module 140 for transmitting and receiving data through the Bluetooth communication method with the smart device 300; Further comprising:
Wherein the motor unit (130) comprises at least one motor (131, 132) at each position corresponding to both shoe balls of the functional shoe (200).
청구항 5에 있어서, 아두이노(120)는,
블루투스 모듈(140)을 통해 스마트 디바이스(300)로부터 보행 모드를 구성하는 '팔자 걸음걸이 교정 모드', '일반 모드' 및 '안장 걸음걸이 교정 모드' 중 하나에 대한 선택 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method of claim 5, wherein the adinino (120)
A general mode, and a saddle-hanger calibration mode, which configure the walking mode from the smart device 300 through the Bluetooth module 140 Functional footwear module for gait correction.
청구항 6에 있어서, 아드이노(120)는,
안장 걸음걸이 교정 모드의 경우 사용자가 발을 내딛을 경우 양 신발볼의 모터 중 안쪽에 위치한 모터(131)가 미리 설정된 높이만큼 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method of claim 6, wherein the adinor (120)
In the saddle-gait correction mode, the motor (131) located inside the motor of both shoe balls is elevated by a predetermined height when the user steps the foot.
청구항 6에 있어서, 아드이노(120)는,
팔자 걸음걸이 교정 모드의 경우 사용자가 발을 내딛을 경우 양 신발볼의 모터 중 바깥쪽에 위치한 모터(131)가 미리 설정된 높이만큼 상승하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈.
The method of claim 6, wherein the adinor (120)
Wherein the control unit controls the motor (131) located on the outer side of the motor of both shoe balls to rise by a predetermined height when the user steps the foot in the calf walking calibration mode.
청구항 1 내지 청구항 8 중 하나에 해당하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비하는 신발에 있어서,
걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈은 인솔(210)과 아웃솔(220) 사이에 부착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비하는 기능성 신발.
A shoe having a functional shoe module for gait correction according to any one of claims 1 to 8,
Characterized in that the functional shoe module for gait correction is attached between the insole (210) and the outsole (220), and the functional shoe module comprises a functional shoe module for gait correction.
청구항 9에 있어서, 인솔(210)은,
진동모터층(231) 및 압전센서층(232)으로 이루어진 정보 제공 인솔(230)로 형성되며,
진동모터층(231)에는 상부면에 테두리 영역을 따라 각각이 이격된 복수의 박막형 진동모터(1)가 형성되며, 압전센서층(232)에도 동일한 방식으로 복수의 압전센서(2)가 형성되며,
아두이노(120)는, 각 보행 모드에서의 각 압전센서(2) 별로 압력범위를 아두이노 프로그램으로 제공받아, 압전센서층(232) 중 하나의 압전센서(2a)에 비정상 압력이 가해지는 경우, 압전센서(2a)의 바로 상부에 겹치는 위치에 있는 진동모터(1.c)뿐만 아니라, 진동모터(1.C)와 이웃한 다른 진동모터(1.L, 1.R)에 대한 진동 제어를 통해 비정상 압력이 가해짐을 사용자에게 인지시키도록 하는 것을 특징으로 하는 걸음걸이 교정을 위한 기능성 신발용 모듈을 구비하는 기능성 신발.
The method of claim 9, wherein the insole (210)
A vibration motor layer 231 and a piezoelectric sensor layer 232,
A plurality of thin film vibration motors 1 are formed on the upper surface of the vibration motor layer 231 so as to be spaced apart from each other along the rim area and a plurality of piezoelectric sensors 2 are formed in the piezoelectric sensor layer 232 in the same manner ,
The arduino 120 is provided with a pressure range for each piezoelectric sensor 2 in each walking mode as an arduino program and when an abnormal pressure is applied to one piezoelectric sensor 2a of the piezoelectric sensor layer 232 Vibration control for the vibration motors 1.L and 1.R adjacent to the vibration motor 1.C as well as the vibration motor 1.c at the position immediately above the piezoelectric sensor 2a, So that the user is informed that an abnormal pressure is applied to the footwear.
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