KR20180087716A - 다기능 인솔 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다기능 인솔에 관한 것으로, 인솔에 내장된 전원공급용 배터리를 충전하기 위한 자가충전장치 또는 무선충전접점을 구비하고, 발열장치를 구비하여 추운 겨울에도 사용자의 발이 적절한 온도를 유지하도록 도우며, 자외선발생용 LED소자를 내장하여 사용자의 신발 또는 신발내부를 살균/소독뿐만 아니라, 세균으로 인한 악취를 제거하도록 하여, 사용자의 발 건강을 유지하도록 하는데 그 목적이 있다.
Description
본 발명은 신발 내부에 삽입하여 사용자가 착용시 발열, 살균뿐만 아니라 보행자의 보행패턴, 위치정보 등을 분석하고, 전원공급을 위한 자가 동력충전 또는 무선충전가능하도록 하는 다기능 인솔에 관한 것이다.
일반적으로 신발 내부의 바닥면에 삽입하는 인솔(insole)은 탄력성과 복 원성, 성형성, 통풍성 등의 기능을 포함하고 있다.
재질은 주로 합성고무, 폴리우레탄, 에틸렌과 초산비닐의 공중합체로 성형되며, 특히 에틸렌과 초산비닐의 공중 합체로 생산된 열가소성 물질에 결합력을 증강시킨 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지가 주로 사용된다.
최근에는 이러한 인솔에 건강관리를 위한 다양한 기능을 포함하고 있다. 예를 들어, 보행자의 운동량, 체지방, 위치추적 등 다양한 데이터를 획득하기 위하여 그 내부에 다양한 센서 및 마이크로콘트롤러, 무선통신장치 등을 내장하고 있다.
이는 국내특허등록 제10-1263216호(스마트신발 및 그 동작방법)에 개시되어 있다.
도 1은 종래기술에 따른 스마트신발 내부에 장착되는 모듈의 내부 블록 구성도로서, 사용자의 발에 의해 가해지는 힘의 변화를 저항값으로 측정하는 필름형 인솔 센서(11) 상기 사용자의 발의 움직임 변화에 따른 가속도값을 측정하는 가속도 센서(12) 및 상기 저항값 및 상기 가속도값을 이용하여 상기 사용자의 현재 상태 및 운동량을 예측하고, 상기 사용자의 상태 정보 및 운동량 정보를 생성하는 마이크로 컨트롤러(13), 스마트 신발을 착용한 사용자의 위치를 감지하기 위한 실내 위치 인식 모듈(14) 및 GPS 모듈(15)로 구성된다.
이와 같이 구성된 스마트신발은 필름형 인솔 센서(11)를 이용하여 사용자의 발에 의해 가해지는 힘의 변화를 저항값으로 측정하고, 가속도 센서(12)를 이용하여 스마트 신발의 움직임 변화에 따른 가속도값을 측정한다. 이와 동시에, 실내 위치 인식 모듈(14) 및 GPS 모듈(15)을 이용하여 사용자의 위치를 주기적으로 감지하고, 사용자의 위치 정보를 생성한다.
여기서, 사용자가 방, 식당, 휴게실, 출입구 미 운동시설 등과 같은 실내에 위치한 경우, 실내 위치 인식 모듈(14)을 이용하여 사용자의 위치를 감지하고, 사용자가 사용자의 위치를 파악할 수 없는 실외에 위치한 경우, GPS 모듈(15)을 이용하여 사용자의 위치를 감지한다.
이어서, 측정한 저항값 및 가속도값을 분석하여 사용자의 현재 상태 및 운동량을 예측하고, 사용자의 상태 정보 및 운동량 정보를 생성한다.
이와 같은 종래기술에 따른 스마트 신발 및 그 동작방법은 실버타운이나 양로원에 거주하는 노인들을 대상으로 활동량과 위치를 인식할 수 있는 신발을 제공함으로써, 운동시설, 휴게시설 등과 같은 일상생활 속에서 노인들의 활동성 및 사교성을 측정할 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 스마트신발은 정상적으로 동작하기 위하여 전원공급용 배터리를 내장하는데, 이를 충전하기 위하여 인솔을 꺼내 충전포트에 직접 연결해야 하는 불편함이 있으며, 추운 겨울에도 별도의 발열 장치가 구비되지 않아 불편함을 감수해야 하며, 또한, 장시간 사용시 사용자의 발에 곰팡이균 등의 세균이 서식하고, 그에 따라 악취가 나기도 하고, 발 건강을 해치는데, 이에 대한 대책이 전혀 없었다.
본 발명의 목적은 다기능 인솔에 내장된 전원공급용 배터리를 충전하기 위한 자가충전장치 또는 무선충전접점을 구비하고, 발열장치를 구비하여 추운 겨울에도 사용자의 발이 적절한 온도를 유지하도록 도우며, 자외선발생용 LED소자를 내장하여 사용자의 신발 또는 신발내부를 살균/소독뿐만 아니라, 세균으로 인한 악취를 제거하도록 하여, 사용자의 발 건강을 유지하도록 하는 다기능 인솔을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다기능 인솔은 구동전원을 공급받아 사용자의 발을 살균 및 탈취하고, 보행패턴을 분석하고, 위치정보를 추적하는 기능성 인솔에 있어서, 상기 구동전원 공급을 위하여 내장된 배터리의 전원을 온,오프하는 홀센서스위치; 상기 배터리로부터 공급된 전원에 의해 발열하는 발열부; 상기 공급전원에 의하여 신발 내부 또는 사용자의 발을 살균 소독 및 탈취하는 자외선발생부; 상기 사용자의 발의 움직임 가속도 및 각속도를 측정하는 동작감지센서; 상기 사용자의 현재 위치를 측정하는 GPS모듈; 상기 배터리의 충전을 위한 자가동력충전부; 및 상기 홀센서스위치의 스위칭에 따라 상기 발열부 및 자외선발생부를 제어하고, 상기 동작감지센서 및 를 통해 측정된 신호를 이용하여 사용자의 보행패턴분석 및 현재위치를 분석하는 마이크로콘트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 홀센서스위치는 좌,우측 인솔에 구비하되, 좌측인솔은 발 뒤축 일측에 구비하고, 우측인솔은 발 앞축 일측에 구비되어, 서로 일정거리에 근접할 때, 온/오프되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 인솔에 자가충전장치 또는 무선충전접점을 구비하여, 배터리를 충전하므로, 배터리 충전을 위해 인솔을 신발에서 꺼내지 않아도 되는 편리함을 제공하며, 발열장치를 내장하여 추운 겨울에도 사용자의 발이 적절한 온도를 유지시켜 사용자가 따뜻함을 느낄 수 있는 효과가 있으며, 자외선발생용 LED소자를 내장하여 사용자의 신발 또는 신발내부를 살균/소독뿐만 아니라, 세균으로 인한 악취를 제거할 수 있는 효과가 있으며, 사용자의 동작감지센서 및 GPS모듈를 이용하여 사용자가 보행패턴을 분석할 수 있으며, 사용자의 현재 위치를 파악 및 추적할 수 있는 효과가 있으며, 무선통신부를 통해 측정된 데이터를 무선연결된 스마트기기로 전송하여, 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 스마트신발의 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 인솔의 전체 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 인솔의 구체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다기능 인솔의 전체 블록 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다기능 인솔의 구체적인 구성도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 인솔에 대한 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 기능성 인솔에 대한 블록 구성도로서, 구동전원 공급을 위하여 내장된 배터리(141)의 전원을 온/오프하는 홀센서스위치(111)와, 상기 사용자의 발의 움직임 가속도 및 각속도를 측정하는 동작감지센서(112)와, 상기 사용자의 현재 위치를 측정하는 GPS모듈(113)과, 상기 배터리(141)로부터 공급된 전원에 의해 발열하는 발열부(133)와, 상기 배터리(141)의 공급전원에 의하여 신발 내부 또는 사용자의 발을 살균 소독 및 탈취하는 자외선발생부(132)와, 상기 배터리(141)의 충전을 위한 자가동력충전부(142)와, 상기 배터리(141)를 비접촉 충전하기 위한 무선충전모듈(143)과, 상기 홀센서스위치(111)의 스위칭에 따라 상기 발열부 및 자외선발생부(132)를 제어하고, 상기 동작감지센서(112) 및 GPS모듈(113)를 통해 측정된 신호를 이용하여 사용자의 보행패턴분석 및 현재위치를 분석하는 마이크로콘트롤러(120)와, 상기 마이크로콘트롤러(120)에서 수집 및 분석되는 데이터 및 각 부의 상태 데이터를 페어링된 스마트기기로 무선전송하는 무선통신부(131)와, 상기 마이크로콘트롤러(120)에서 상기 홀센서스위치(111)의 온/오프 인식결과에 따라 전원 온/오프 또는 모드변경을 사용자가 인지할 수 있도록 진동하는 진동부(134)로 구성된다.
여기서, 상기 동작감지센서(112)는 가속도센서(accelerometer) 및 각속도센서(angular velocity sensor)이거나, 3축 또는 9축 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서를 포함하여, 사용자의 발의 보행패턴을 분석할 수 있는 다양한 동작/위치 감지 센서로 구성이 가능하다.
상기 홀센서스위치(111)(도 3의 111a, 111b)는 좌,우측 인솔(101)(102)에 구비하되, 좌측인솔(101)의 홀센서스위치(111a)는 발 뒤축 일측에 구비하고, 우측인솔(102)의 홀센서스위치(111b)는 발 앞축 일측에 구비되어, 서로 일정거리에 근접할 때, 온/오프되도록 구성하되, 좌,우 각 홀센서스위치(111a)(111b)의 위치는 보행 중 의도하지 않은 동작을 방지하도록 쉽게 접촉하지 않는 위치로 변경하여 설치가 가능하다.
한편, 홀센서스위치(111)에 의한 전원 온/오프 또는 모드변경시 사용자가 이를 발에서 인지할 수 있도록 진동부를 부가할 수 있다.
상기 자외선발생부(132)는 청색-보라색 계열의 LED를 발가락 부분에 위치시키고, 발바닥의 경혈점에 대응되는 위치에 구성하고, 또 다른 색상의 LED를 적용하므로, 컬러테라피(color therapy) 기능을 수행하게 된다.
상기 발열부(133)는 동계 동상을 방지하거나, 족부냉증이 있는 환자 등 보온이 필요한 사용자를 위하여 면상 발열체 또는 섬유형 발열체를 적용하여 구성하며, 고온발열을 방지하도록 온도 및 시간 자동 조절 기능을 포함한다.
상기 배터리(141)는 족부 아치 부근 또는 뒤꿈치 부근에 내장되며, 높은 하중을 견딜 수 있도록 얇은 각형 캔 타입의 배터리를 사용한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 기능성 인솔에 대한 작용에 대하여 첨부된 도 2, 도 3을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 인솔 내부에 다양한 센서로부터 측정된 신호를 마이크로콘트롤러에서 입력받아 신호처리 및 분석을 통해 사용자의 보행패턴 및 위치정보를 분석하고, 사용자의 발을 살균소독, 탈취 또는 발열 등 다양한 편의 기능을 제공한다.
도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다기능 인솔을 사용자의 신발에 삽입하고, 내장된 기능을 온/오프 하기 위하여 사용자는 내장된 홀센서스위치(111)를 온 시킨다.
상기 홀센서스위치(111)는 좌,우측 신발에 각각 서로 다른 위치에 내장된다. 예를 들어 좌측 인솔(101)의 뒷축 외측에 구비되고, 우측 인솔(102)은 앞축 외측에 구비됨에 따라, 사용자가 발을 움직여 설정된 거리(약 5cm) 이내에 접근할 경우 스위치가 온 된다. 즉, 사용자는 신발을 벗지 않고도 상기 홀센서스위치(111)을 온/오프시킬 수 있게 된다.
상기 홀센서스위치(111)는 사용자의 온/오프 동작에 따라 설정된 모드를 온/오프하게 된다. 예를 들어, 상기 홀센서스위치(111)를 온시킬 때 마다 발열부, 자외선발생부 등 설정된 기능을 순차적으로 온 또는 오프시키게 된다.
상기 마이크로콘트롤러(120)는 상기 홀센서스위치(111)의 전원 온/오프 또는 모드 변경시 상기 진동부(134)를 구동시켜 사용자가 발바닥의 진동을 통해 인지할 수 있도록 한다.
상기 홀센서스위치(111)가 온 됨에 따라 상기 동작감지센서(112) 및 GPS모듈(113)은 실시간으로 측정된 신호를 상기 마이크로콘트롤러(120)로 출력하고, 상기 마이크로콘트롤러(120)는 이를 상기 동작감지센서(112)로부터 실시간으로 입력된 동작신호(가속도, 각속도 또는 IMU신호)를 신호처리 및 분석과정을 통해 사용자의 보행패턴을 산출하게 된다.
상기 마이크로콘트롤러(120)는 상기 GPS모듈(113)로부터 입력된 현재위치의 GPS 데이터를 입력받아 실시간으로 사용자의 위치를 추적하게 된다.
이와 같이 산출된 사용자의 보행패턴 데이터 및 위치데이터는 내장된 메모리에저장하고, 상기 무선통신부(131)를 통해 무선 연결된 스마트기기로 전송한다.
한편, 상기 마이크로콘트롤러(120)는 상기 홀센서스위치(111)을 통한 기능선택에 따라 자외선발생부(132)를 구동하여 신발 내부 또는 사용자의 발에 자외선광을 조사하여 살균소독 함에 따라, 곰팡이와 같은 유해 세균을 제거하고, 그에 따른 냄새도 제거할 수 있게 된다.
또한, 발열부(133)는 상기 마이크로콘트롤러(120)의 제어에 따라 발열체를 발열시키고, 내장된 2중 온도 조절기능을 통해 고온 발열을 방지하게 된다.
상기 배터리(141)는 상기 무선충전부(143) 또는 자가동력충전부(142)를 이용하여 충전하게 되는데, 상기 자가동력충전부(142)는 인솔의 발뒤꿈치 부위에 압전소자 등을 내장하여, 사용자가 보행시 인솔에 가해지는 압력으로 전력을 발생시켜 배터리를 충전하게 된다.
또한, 상기 배터리(141)를 상기 무선충전부(143)를 통해 충전할 경우, 인솔을 신발에서 분리하지 않고, 무선충전 독(dock)에 올려놓기만 해도 충전되도록 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
101, 102 : 좌,우측 인솔
111,111a,111b: 홀센서스위치
112 : 동작감지센서 113 : GPS 모듈
120 : MCU 131 : 무선통신부
132 : 자외선발생부 133 : 발열부
134 : 진동부 141 : 배터리
142 : 자가동력충전부 143 : 무선충전부
112 : 동작감지센서 113 : GPS 모듈
120 : MCU 131 : 무선통신부
132 : 자외선발생부 133 : 발열부
134 : 진동부 141 : 배터리
142 : 자가동력충전부 143 : 무선충전부
Claims (8)
- 구동전원을 공급받아 사용자의 발을 살균 및 탈취하고, 보행패턴을 분석하고, 위치정보를 추적하는 기능성 인솔에 있어서,
상기 구동전원 공급을 위하여 내장된 배터리의 전원을 온,오프하는 홀센서스위치;
상기 배터리로부터 공급된 전원에 의해 발열하는 발열체;
상기 공급전원에 의하여 신발 내부 또는 사용자의 발을 살균 소독 및 탈취하는 자외선발생부;
상기 사용자의 발의 움직임 가속도 및 각속도를 측정하는 동작감지센서;
상기 사용자의 현재 위치를 측정하는 GPS모듈;
상기 배터리의 충전을 위한 자가동력충전부; 및
상기 홀센서스위치의 스위칭에 따라 상기 발열부 및 자외선발생부를 제어하고, 상기 동작감지센서 및 GPS센서를 통해 측정된 신호를 이용하여 사용자의 보행패턴분석 및 현재위치를 분석하는 마이크로콘트롤러;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 동작감지센서는 가속도센서 및 각속도센서이거나, IMU(Inertial Measurement Unit) 센서인 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 홀센서스위치는 좌,우측 인솔에 구비하되, 좌측인솔은 발 뒤축 일측에 구비하고, 우측인솔은 발 앞축 일측에 구비되어, 서로 일정거리에 근접할 때, 온/오프되는 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 마이크로콘트롤러는 상기 홀센서스위치의 온/오프 동작 횟수를 감지하여 설정된 모드로 변환하는 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 마이크로콘트롤러에서 분석된 사용자의 보행패턴 및 위치정보를 무선으로 지정된 단말기로 전송하는 무선통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제5항에 있어서,
상기 무선통신부는 블루투스 방식으로 상기 분석된 데이터 및 현재 상태사용자데이터를 무선 연결된 스마트기기로 전송하는 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 배터리를 비접촉 충전하기 위한 무선충전모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
- 제1항에 있어서,
상기 자가동력충전부는 인솔의 뒤꿈치 측 내부에 위치하여 사용자의 보행에 따라 감지된 압력을 전기에너지로 변환하는 압전센서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 다기능 인솔.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170012099A KR20180087716A (ko) | 2017-01-25 | 2017-01-25 | 다기능 인솔 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020170012099A KR20180087716A (ko) | 2017-01-25 | 2017-01-25 | 다기능 인솔 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180087716A true KR20180087716A (ko) | 2018-08-02 |
Family
ID=63251809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170012099A KR20180087716A (ko) | 2017-01-25 | 2017-01-25 | 다기능 인솔 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR20180087716A (ko) |
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