KR20190071924A - Device for analyzing walking condition of insole type - Google Patents

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KR20190071924A KR1020170172844A KR20170172844A KR20190071924A KR 20190071924 A KR20190071924 A KR 20190071924A KR 1020170172844 A KR1020170172844 A KR 1020170172844A KR 20170172844 A KR20170172844 A KR 20170172844A KR 20190071924 A KR20190071924 A KR 20190071924A
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박현준
김하린
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Abstract

The present invention relates to an insole type device for analyzing walking. The insole type device for analyzing walking comprises: pressure sensors mounted in left and right insoles and sensing pressure applied from soles; a pressure sensing unit outputting a pressure sensing signal of a state corresponding to magnitude of the pressure applied to the pressure sensors; an IMU sensor unit sensing calf tilt and speed of a pedestrian by vertically worn on left and right calves to output a tilt sensing signal and an acceleration sensing signal in the corresponding state; a control unit transmitting a pressure sensing signal of the pressure sensing unit and the tilt sensing signal and the acceleration sensing signal of the IMU sensor unit by being worn on left and right ankles; and a PC displaying walking information through a transmission signal of the control unit.

Description

인솔형 보행 분석 장치{DEVICE FOR ANALYZING WALKING CONDITION OF INSOLE TYPE} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a gait analyzing apparatus,

본 발명은 인솔형 보행 분석 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 장소에 관계없이 보행 동작을 분석하는 인솔형 보행 분석 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an insole type gait analyzing apparatus, and more particularly, to an insole type gait analyzing apparatus for analyzing a gait operation regardless of a place.

산업의 발달과 함께 소득 수준이 향상됨에 따라 기본적인 의식주 문제는 해결이 되었으나, 오히려 스트레스, 성인병 및 비만 등 건강에 관한 문제가 사회 문제로까지 대두되고 있다.As the income level improves with the development of the industry, basic food and shelf issues have been solved, but health problems such as stress, adult diseases and obesity have been raised as social problems.

한편, 최근에는 웰빙(Wellbeing) 시대가 도래되어 전국민 차원에서 건강에 대한 관심이 증대되고 있고, 이에 따라 운동 및 자세 교정에 대한 관심이 높아져 보행 자세 역시 주요 관심사로 떠오르고 있다.In recent years, interest in health has been increasing in the whole nation due to the arrival of the wellbeing age, and as a result, interest in exercise and posture correction has increased, and pace of posture has also become a major concern.

사람의 보행은 무게 중심을 몸 전방으로 이동시키는 것에서부터 시작된다. 따라서, 사람은 이동할 때 신체 일부 무게를 자신의 앞에 두어 무게 중심의 위치를 앞으로 이동하고 보행한다. 보행 시 신체의 일부분을 자신의 무게 중심 앞에 둘 때 다리를 들어 올리고 상체는 꼿꼿이 펴는 것이 가장 이상적이다. 그러나 일반적으로 보행 속도가 빠르거나, 하지의 근력이 부족한 사람들은 머리를 앞에 내놓게 된다. 머리가 앞으로 나오면 자연스럽게 등이 굽게 되어 근골격계 질환이 발생하게 된다.A person's walking starts from moving the center of gravity to the front of the body. Thus, when a person moves, he or she moves the position of the center of gravity forward by placing the weight of the body part in front of him. Ideally, you should lift your legs and straighten your upper body when you put a part of your body in front of your center of gravity during your walk. However, in general, people who have a fast walking speed or lack of strength in the lower legs put their heads forward. When the head comes forward, the back is bent naturally and musculoskeletal diseases are caused.

또한, 뇌졸증 환자와 같이 신체의 움직임을 정상적으로 제어할 수 없는 환자나 장애인의 경우 좌우 비대칭 보행이 이루어져, 정상인에 비해 낙상 위험과 근골격계 질환의 발생 위험이 크게 증가한다.In addition, patients and persons with disabilities who can not control body movements such as stroke patients have a significantly increased risk of falls and musculoskeletal disorders compared to normal subjects because of the asymmetric gait.

따라서, 이런 환자나 장애인일 경우, 별도의 재활 장치를 이용하여 보행 자세를 교정하는 재활 운동을 시행하게 된다.Therefore, in the case of such a patient or a disabled person, a rehabilitation exercise for calibrating the walking posture is performed using a separate rehabilitation device.

하지만, 재활 장비의 비용이 고가이므로, 개인적으로 가정에서 설치할 수 없어 재활 운동을 위해서는 별도의 재활 치료 기관을 이용해야 하므로, 보행이 자유롭지 못하는 사용자의 불편함이 가중된다.However, since the cost of rehabilitation equipment is expensive, it can not be installed at home individually, so a separate rehabilitation center must be used for the rehabilitation exercise, so that the inconvenience of users who are not free to walk is increased.

더욱이, 재활 훈련을 하는 치료자가 정확하게 자신의 보행 동작이 행해지고 있는지를 알 수 없어, 재활 효과가 떨어지는 문제가 발생하였다.Furthermore, the therapist who performs the rehabilitation training can not know whether his / her walking motion is being performed correctly, and the rehabilitation effect is deteriorated.

또한, 재활 장비가 설치된 공간이 제한된 공간이므로, 정상적인 보행과 같은 이동 훈련이 어렵고, 재활 장치가 설치된 공간에서만 재활 치료가 행해진다는 불편함이 있다.In addition, since the space in which the rehabilitation equipment is installed is limited, movement training such as normal walking is difficult, and there is an inconvenience that the rehabilitation treatment is performed only in the space where the rehabilitation apparatus is installed.

또한, 최근에는 FRS센서 매트로 이루어진 보행 훈련용 평행봉을 이용하여 보행훈련을 하고 있으나 설비가 고가인 문제점이 있다. Recently, walking training is performed using a parallel rod for walking training comprising an FRS sensor mat, but there is a problem that the equipment is expensive.

한국등록특허 제10-1688016호(보행 분석기능을 갖춘 보행 재활기기)Korean Patent No. 10-1688016 (gait rehabilitation device with gait analysis function)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 장소에 관계없이 보행 동작이 이루어져 사용자의 보행 재활 운동의 효율을 높이는 인솔형 보행 분석 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an insole type gait analyzing apparatus which improves the efficiency of gait rehabilitation of a user by performing a gait operation regardless of a location.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인솔형 보행 분석 장치는 좌우 인솔 내에 장착되어 발바닥으로부터 가해지는 압력을 감지하는 압력센서; 상기 압력센서에 인가되는 압력의 크기에 따라 해당하는 상태의 압력감지 신호를 출력하는 압력 감지부; 좌우 종아리에 수직으로 착용하여 보행자의 종아리 기울기 및 속도를 감지하여 해당 상태의 기울기 감지 신호 및 가속도 감지 신호를 출력하는 IMU 센서부; 좌우 발목에 착용하여 상기 압력 감지부의 압력감지 신호와 상기 IMU 센서부의 기울기 감지 신호 및 가속도 감지 신호를 전송하는 제어부; 및 상기 제어부의 전송 신호를 통해 보행 정보를 표시하는 PC;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an insole type gait analyzing apparatus comprising: a pressure sensor mounted in a left and right insole and sensing a pressure applied from the sole; A pressure sensor for outputting a pressure sensing signal corresponding to a magnitude of a pressure applied to the pressure sensor; An IMU sensor unit for sensing the tilt and speed of the calf of the pedestrian by vertically worn on the left and right calves to output a tilt detection signal and an acceleration detection signal in the corresponding state; A control unit for transmitting a pressure sensing signal of the pressure sensing unit and a tilt sensing signal and an acceleration sensing signal of the IMU sensor unit by being worn on the left and right ankles; And a PC for displaying walking information through a transmission signal of the control unit.

상기 압력센서는 발볼 부분에 가해지는 압력과 발꿈치 부분에 가해지는 압력을 감지하는 것을 특징으로 한다.And the pressure sensor senses the pressure applied to the ball foot portion and the pressure applied to the heel portion.

상기 제어부는 압력 감지부와 유선으로 연결되고, IMU 센서부와는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 한다. The control unit is connected to the pressure sensing unit by wire, and is connected to the IMU sensor unit wirelessly.

상기 IMU 센서부와 상기 제어부는 감지 신호를 전송하는 블루투스와 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.The IMU sensor unit and the controller may include Bluetooth for transmitting a sensing signal and a battery for supplying power.

상기 PC는 보행자의 보행패턴, 보행상태와 보행속도를 표시하는 것을 특징으로 한다. And the PC displays a walking pattern, a walking state, and a walking speed of the pedestrian.

이상과 같이, 본 발명에 따르면 신발 형태로 보행 보정 장치가 이루어져 있어, 신발 대신 착용하여 자신의 보행 상태를 점검하게 되므로, 사용이 편리하고 별도의 설치 공간이 불필요하다.As described above, according to the present invention, since a walking correction device is provided in the form of a shoe, it is worn instead of shoes to check its own walking condition, so that it is convenient to use and requires no additional space for installation.

또한, 원하는 부분에 대한 압력 상태를 정확히 판정하여 원하는 부분에 대한 보행 보정 훈련을 행할 수 있으므로 훈련의 효과가 향상되고, 이로 인해, 정상 상태로의 걸음걸이도 좀더 신속하게 행해져 자신의 보행 상태를 정상 상태로 바꾸게 된다.In addition, since the pressure state for the desired portion can be accurately determined and the gait correction training can be performed for the desired portion, the effect of the training improves, thereby making the gait to the steady state more quickly, State.

도 1은 본 발명에 따른 인솔형 보행 분석 장치를 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram showing an insole type gait analyzing apparatus according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그러면 본 발명의 일실시예에 따른 인솔형 보행 분석 장치에 대하여 설명하기로 한다.The insole type gait analyzing apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described.

도 1은 본 발명에 따른 인솔형 보행 분석 장치를 나타낸 블럭도이다. 1 is a block diagram showing an insole type gait analyzing apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 인솔형 보행 분석 장치는 좌우 인솔(10) 내에 장착되는 압력센서(11 내지 14) 및 압력 감지부(20), 좌우 종아리에 수직으로 착용하는 IMU 센서부(30), 좌우 발목에 착용하는 제어부(40), 상기 제어부(40)의 신호를 중계하는 중계기(50), 상기 중계기(50)의 신호를 받아 보행 정보를 표시하는 PC(60)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어부(40)는 압력 감지부(20)와 유선으로 연결되며, IMU 센서부(30)와는 무선으로 연결된다. Referring to FIG. 1, the insole type gait analyzer of the present invention includes pressure sensors 11 to 14 and a pressure sensor 20 mounted in the left and right insole 10, an IMU sensor unit 30 A control unit 40 for worn on the left and right ankles, a repeater 50 for relaying signals of the control unit 40 and a PC 60 for displaying walking information in response to the signals from the repeater 50 . Here, the control unit 40 is connected to the pressure sensing unit 20 by wire, and is connected to the IMU sensor unit 30 wirelessly.

상기 압력센서(11 내지 14)는 인솔(10) 내에 삼각형 형태로 3개와 하부에 1개가 장착될 수 있다. 즉, 3개의 압력센서(11 내지 13)는 인솔(10)의 앞부분에 장착되어 발볼 부분에 가해지는 압력을 감지하고, 1개의 압력센서(14)는 인솔(10)의 뒷부분에 장착되어 발꿈치 부분에 가해지는 압력을 감지한다.The pressure sensors 11 to 14 may be mounted in the insole 10 in a triangular shape and one in a lower portion. That is, the three pressure sensors 11 to 13 are mounted on the front portion of the insole 10 to sense the pressure applied to the football portion, and one pressure sensor 14 is mounted on the rear portion of the insole 10, As shown in FIG.

상기 압력 감지부(22)는 압력센서(11 내지 14)에 인가되는 압력의 크기(즉, 압력값)에 따라 해당하는 상태의 압력감지 신호를 출력할 수 있다. The pressure sensing unit 22 may output a corresponding pressure sensing signal according to the magnitude of the pressure applied to the pressure sensors 11 to 14 (i.e., the pressure value).

상기 IMU 센서부(30)는 보드에 구성된 IMU 센서모듈을 좌우 종아리에 수직으로 장착한다. 이때, 상기 IMU 센서부(30)는 자이로 센서를 통해 보행 시 종아리의 기울기를 감지하여 해당 상태의 기울기 감지 신호를 출력하고, 가속도 센서를 통해 사용자의 보행 속도를 감지하기 위한 것으로 보행 시의 가속도를 감지해 해당 상태의 가속도 감지 신호를 출력한다. 여기서, 상기 보행자의 기울기 감지 신호와 가속도 감지 신호는 제1 블루투스(31)를 통해 송신한다. The IMU sensor unit 30 vertically mounts the IMU sensor module configured on the board to the left and right calves. At this time, the IMU sensor unit 30 senses the inclination of the calf when walking through the gyro sensor and outputs a tilt detection signal in the corresponding state, and detects the walking speed of the user through the acceleration sensor. And outputs an acceleration detection signal of the corresponding state. Here, the tilt detection signal and the acceleration detection signal of the pedestrian are transmitted through the first Bluetooth (31).

또한, 상기 IMU 센서부(30)는 제1 배터리(32)를 통해 전원을 공급받는다.In addition, the IMU sensor unit 30 receives power through the first battery 32.

상기 제어부(50)는 압력 감지부(20)로부터 인가되는 아날로그 압력감지 신호를 디지털 신호로 처리하여 제2 블루투스(42)를 통해 전송한다. 그리고, 상기 제어부(50)는 IMU 센서부(30)로부터 보행자의 기울기 감지 신호와 가속도 감지 신호를 제2 블루투스(42)를 통해 전송한다. 이때, 전송되는 압력감지 신호, 기울기 감지 신호와 가속도 감지 신호는 중계기(40)를 통해 PC(50)로 전달된다. The controller 50 processes the analog pressure sensing signal applied from the pressure sensing unit 20 as a digital signal and transmits the digital pressure sensing signal through the second Bluetooth 42. The control unit 50 transmits the tilt detection signal and the acceleration detection signal of the pedestrian from the IMU sensor unit 30 through the second Bluetooth 42. At this time, the transmitted pressure sensing signal, tilt sensing signal, and acceleration sensing signal are transmitted to the PC 50 through the repeater 40.

상기 제어부(50)는 제2 배터리(32)를 통해 전원을 공급받는다. The controller 50 receives power through the second battery 32.

또한, 상기 제어부(50)는 압력 감지부(20), 제2 블루투스(41), 및 제2 배터리(42)를 제어한다. In addition, the controller 50 controls the pressure sensing unit 20, the second Bluetooth 41, and the second battery 42.

여기서, 상기 제1 및 제2 배터리(32,42)는 1차 전지 또는 2차 전지와 같은 휴대용 배터리를 이용할 수 있다.Here, the first and second batteries 32 and 42 may be portable batteries such as a primary battery or a secondary battery.

상기 PC(60)는 발에 가해지는 압력신호에 따른 보행자의 보행패턴, 즉 보행 시의 착지 순서뿐만 아니라 착지 시 발의 회전 정도(좌우 방향으로의 흔들림 크기)를 고려하여 사용자에게 정상적인 보행 여부를 알려주고, 보행자의 종아리 기울기 감지신호를 통한 보행 상태(즉, 보행 정상 여부)와 보행자의 가속도 감지신호를 통한 보행 속도를 고려하여 사용자에게 재활을 위한 정확한 보행 방식을 알려줄 수 있다. 이에 따라, 사용자에게 좀더 안정적이고 정상적인 보행 상태를 연습할 수 있도록 하므로 보행 동작의 재활 효과가 크게 향상된다.The PC 60 notifies the user of whether or not the user is walking normally considering the walking pattern of the pedestrian according to the pressure signal applied to the feet, that is, the landing order at the time of walking, and the degree of turning , The user can be informed of an accurate walking method for rehabilitation considering the walking state based on the pedestrian's calf tilt detection signal (i.e., walking normal state) and the walking speed based on the pedestrian's acceleration sensing signal. Accordingly, since the user can practice a more stable and normal walking state, the rehabilitation effect of the walking operation is greatly improved.

또한, 본 발명의 인솔형 보행 분석 장치는 신발 형태로 이루어져 있어, 신발 대신 본 예의 보행 보정 장치를 착용한 후 사용하면 되므로 사용이 간편하여 사용자의 만족도가 증가하고, 보행 보정 장치를 설치해야 할 별도의 공간 역시 불필요하므로, 사용자의 만족도는 더욱 향상된다.Further, since the insole-type gait analyzing apparatus of the present invention is formed in the form of a shoe, it can be used after wearing the walking correction apparatus of the present embodiment in place of the shoes, so that the user's satisfaction is increased, The user's satisfaction is further improved.

또한, 본 발명의 인솔형 보행 분석 장치는 FRS센서 매트를 사용하지 않고 보행 훈련용 평행봉에서도 이용할 수 있다. Further, the insole type gait analyzer of the present invention can be used in a parallel rod for gait training without using an FRS sensor mat.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

10: 인솔 11,12,13,14: 압력센서
20: 압력 감지부 30: IMU 센서부
31,41: 블루투스 32,42: 배터리
40: 제어부 50: 중계기
60: PC10: Insole 11, 12, 13, 14: Pressure sensor
20: pressure sensing unit 30: IMU sensor unit
31,41: Bluetooth 32,42: Battery
40: control unit 50: repeater
60: PC

Claims (5)

좌우 인솔 내에 장착되어 발바닥으로부터 가해지는 압력을 감지하는 압력센서;
상기 압력센서에 인가되는 압력의 크기에 따라 해당하는 상태의 압력감지 신호를 출력하는 압력 감지부;
좌우 종아리에 수직으로 착용하여 보행자의 종아리 기울기 및 속도를 감지하여 해당 상태의 기울기 감지 신호 및 가속도 감지 신호를 출력하는 IMU 센서부;
좌우 발목에 착용하여 상기 압력 감지부의 압력감지 신호와 상기 IMU 센서부의 기울기 감지 신호 및 가속도 감지 신호를 전송하는 제어부; 및
상기 제어부의 전송 신호를 통해 보행 정보를 표시하는 PC;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인솔형 보행 분석 장치.A pressure sensor mounted in the left and right insole and sensing a pressure applied from the sole;
A pressure sensor for outputting a pressure sensing signal corresponding to a magnitude of a pressure applied to the pressure sensor;
An IMU sensor unit for sensing the tilt and speed of the calf of the pedestrian by vertically worn on the left and right calves to output a tilt detection signal and an acceleration detection signal in the corresponding state;
A control unit for transmitting a pressure sensing signal of the pressure sensing unit and a tilt sensing signal and an acceleration sensing signal of the IMU sensor unit by being worn on the left and right ankles; And
And a PC for displaying walking information through a transmission signal of the control unit. 제1항에 있어서,
상기 압력센서는 발볼 부분에 가해지는 압력과 발꿈치 부분에 가해지는 압력을 감지하는 것을 특징으로 하는 인솔형 보행 분석 장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor senses a pressure applied to the ball foot portion and a pressure applied to the heel portion. 제1항에 있어서,
상기 제어부는 압력 감지부와 유선으로 연결되고, IMU 센서부와는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 인솔형 보행 분석 장치. The method according to claim 1,
Wherein the control unit is connected to the pressure sensing unit by wire, and is connected to the IMU sensor unit wirelessly. 제1항에 있어서,
상기 IMU 센서부와 상기 제어부는 감지 신호를 전송하는 블루투스와 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 인솔형 보행 분석 장치.The method according to claim 1,
Wherein the IMU sensor unit and the controller include a Bluetooth for transmitting a sensing signal and a battery for supplying power. 제1항에 있어서,
상기 PC는 보행자의 보행패턴, 보행상태와 보행속도를 표시하는 것을 특징으로 하는 인솔형 보행 분석 장치. The method according to claim 1,
Wherein the PC displays a walking pattern, a walking state, and a walking speed of the pedestrian.
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