KR20190079934A - 걸음 교정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 걸음 교정 시스템은 신발의 밑창에 정해진 영역 별로 구비되어, 각 영역에 가해지는 압력을 감지하기 위한 둘 이상의 압력 센서, 각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 미리 정해진 압력 단계로 구분하고, 이 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제어부, 상기 제어부에서 출력된 디지털 신호를 무선통신 방식으로 송신하기 위한 무선통신부 및 상기 무선통신부로부터 수신한 디지털 신호를 처리하고, 상기 영역으로 구분된 발 모양을 디스플레이하되, 각 영역의 압력 단계에 따라 미리 정해진 색상이 해당 영역에 출력되도록 디스플레이하는 단말을 포함한다.
본 발명에 의하면, 신발에 장착된 압력센서를 이용하여 걸음 형태를 판별함으로써, 사용자의 걸음걸이를 용이하게 나타낼 수 있고, 팔자 걸음, 안짱 걸음 등의 잘못된 걸음걸이를 바른 걸음걸이로 교정할 수 있는 효과가 있다.

Description

걸음 교정 시스템 {System for correcting step}

본 발명은 걸음 교정에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발에 가해지는 압력을 분석하여 걸음 형태를 구분하는 기술에 관한 것이다.

건강한 노후의 삶을 영유하기 위해서는 돈이 아닌 기본적인 걸음걸이가 결정할 수 있다. 평소 잘못된 걸음걸이가 노후의 삶을 망치는 무릎, 척추 질환을 유발할 수 있다.

조사에 의하며 중장년층이 암 다음으로 걱정하는 질환이 척추 및 관절 질환인데 이의 20% 내외가 잘못된 걸음걸이가 원인인 것으로 알려져 있다. 또한 잘못된 걸음걸이와 관련된 질환은 매년 늘어가고 있다. 무릎 연골 손상 환자는 2012년 15만 명에서 2016년 17만 명으로 늘었고, 같은 기간에 족저근막염 환자는 30만 명에서 41만 명으로 38.6%가 증가 했다.

도 1은 걸음걸이를 나타낸 발 모양을 예시한 도면이다.

도 1에서 (a)는 바른 걸음걸이를 나타낸 발 모양이고, (b)는 팔자 걸음을 나타낸 발 모양이고, (c)는 안짱 걸음을 나타낸 발 모양이다.

도 1을 참조하면, 잘못된 걸음걸이로는 팔자 걸음, 안짱 걸음 등이 있다. 만약 이러한 잘못된 걸음걸이를 계속 할 경우, 체중이 한 쪽으로 쏠리면서 허리부터 무릎, 발까지 전체 관절에 가해지는 압력이 많아져서 관절 소모가 빨라지고. 디스크를 유발할 수 있다. 또한 관절에 충격이 가해지면서 점차 쌓이게 되는데 이는 몸의 피로도를 높인다는 문제점이 있다.

한편, 성인 비만 유병률은 해가 지날수록 점점 늘어나는 추세이다. 비만에는 여러 이유가 있는데, 대표적으로는 고열량의 외식을 선호하고, 높은 스트레스, 과도한 나트륨 섭취 및 폭음, 유산소 운동의 부재 등이다. 미 프린스턴대학 엘리자베스 굴트 박사 연구팀이 신경과학저널에 발표한 연구에 따르면 걷기는 감정을 가라앉히는 신경세포들을 활성화시켜 스트레스 저항력을 높여준다고 한다. 또 다른 연구에선 올바른 걸음걸이는 온몸의 근육을 90% 이상 사용해 척추 기립근 같은 주요 근육을 강화시켜 체력을 높여준다고 한다. 실제로 바른 자세로 1분에 100m를 걸으면 4.5Kcal가 소모될 정도로 운동량이 많다.

따라서, 올바른 걸음걸이로 보행하는 것이 중요하다고 할 것이다. 그러나, 종래에는 본인의 걸음걸이 형태를 잘 인지하지 못하는 경우가 많아서 잘못된 걸음걸이를 계속 유지하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 10-2014-0026594

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 신발에 장착된 압력센서를 이용하여 걸음걸이 형태를 판별하고, 스스로 걸음걸이를 교정할 수 있도록 하는 걸음 교정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 걸음 교정 시스템은 신발의 밑창에 정해진 영역 별로 구비되어, 각 영역에 가해지는 압력을 감지하기 위한 둘 이상의 압력 센서, 각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 미리 정해진 압력 단계로 구분하고, 이 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제어부, 상기 제어부에서 출력된 디지털 신호를 무선통신 방식으로 송신하기 위한 무선통신부 및 상기 무선통신부로부터 수신한 디지털 신호를 처리하고, 상기 영역으로 구분된 발 모양을 디스플레이하되, 각 영역의 압력 단계에 따라 미리 정해진 색상이 해당 영역에 출력되도록 디스플레이하는 단말을 포함한다.

상기 신발의 밑창에서 발볼 중 엄지 발가락 부근인 제1 영역에 위치하는 제1 압력센서, 발볼 중 제3 발가락 부근인 제2 영역에 위치하는 제2 압력센서, 발볼 중 제5 발가락 부근인 제3 영역에 위치하는 제3 압력센서, 발꿈치 부분인 제4 영역에 위치하는 제4 압력센서를 구비하며, 상기 단말은 상기 제1 압력센서 내지 제4 압력센서에서 감지된 압력값에 따라 해당 영역의 색상을 출력하여 발 모양을 디스플레이할 수 있다.

상기 제어부는 각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 네 단계의 압력 단계로 구분하여 출력하고, 상기 단말은 가장 큰 압력 단계부터 순서대로 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색의 네 가지 색상이 대응되어 출력되도록 하여 각 영역을 디스플레이할 수 있다.

상기 단말은 각 영역 별로 출력되는 색상을 분석하여 정상 걸음, 팔자 걸음, 안짱 걸음으로 보행 형태를 판단하고, 판단된 보행 형태를 텍스트 형식으로 상기 발 모양과 함께 디스플레이할 수 있다.

상기 단말은 보행 형태가 팔자 걸음 또는 안짱 걸음으로 판단된 경우, 경보음을 출력하고, 경고 메시지를 출력할 수 있다.

상기 단말은 상기 제4 영역이 빨간색으로 표시되는 경우에 한하여 보행 형태를 판단하며, 상기 제4 영역과 상기 제3 영역만 빨간색이면 팔자 걸음으로 판단하고, 상기 제4 영역과 상기 제1 영역만 빨간색이면 안짱 걸음으로 판단할 수 있다.

본 발명에 의하면, 신발에 장착된 압력센서를 이용하여 걸음 형태를 판별함으로써, 사용자의 걸음걸이를 용이하게 나타낼 수 있고, 팔자 걸음, 안짱 걸음 등의 잘못된 걸음걸이를 바른 걸음걸이로 교정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 걸음걸이를 나타낸 발 모양을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸음 교정 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서의 위치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아두이노에서의 레벨 처리 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 출력 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역이 구분된 발 모양이 디스플레이된 화면예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔자 걸음을 표시한 발 모양이 디스플레이된 화면예이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 걸음 교정 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 걸음 교정 시스템은 압력 센서(110), 제어부(120), 무선통신부(130), 단말(200)을 포함한다.

압력 센서(110)는 신발(100)의 밑창에 정해진 영역 별로 구비되어, 각 영역에 가해지는 압력을 감지하는 역할을 한다. 본 발명에서 압력 센서(110)는 둘 이상 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 네 개의 압력 센서를 구비하는 시스템을 예시한다.

제어부(120)는 각 압력 센서(110)에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 미리 정해진 압력 단계로 구분하고, 이 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

무선통신부(130)는 제어부(120)에서 출력된 디지털 신호를 무선통신 방식으로 송신하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 무선통신부(130)는 블루투스 모듈로 구현될 수 있다.

단말(200)은 무선통신부(130)로부터 수신한 디지털 신호를 처리하고, 소정 영역으로 구분된 발 모양을 디스플레이하되, 각 영역의 압력 단계에 따라 미리 정해진 색상이 해당 영역에 출력되도록 디스플레이한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역이 구분된 발 모양이 디스플레이된 화면예이다.

본 발명의 일 실시예에서 단말(200)은 스마트폰, 태블릿 PC 등을 포함하는 이동통신 단말기로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서의 위치를 도시한 도면이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명의 걸음 교정 시스템은 신발의 밑창에서 발볼 중 엄지 발가락 부근인 제1 영역에 위치하는 제1 압력센서(111), 발볼 중 제3 발가락 부근인 제2 영역에 위치하는 제2 압력센서(112), 발볼 중 제5 발가락 부근인 제3 영역에 위치하는 제3 압력센서(113), 발꿈치 부분인 제4 영역에 위치하는 제4 압력센서(114)를 구비할 수 있다.

단말(200)은 제1 압력센서(111) 내지 제4 압력센서(114)에서 감지된 압력값에 따라 해당 영역의 색상을 출력하여 발 모양을 디스플레이할 수 있다.

본 발명에서 제어부(120)는 각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 네 단계의 압력 단계로 구분하여 출력한다. 그리고, 단말(200)은 가장 큰 압력 단계부터 순서대로 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색의 네 가지 색상이 대응되어 출력되도록 하여 각 영역을 디스플레이할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 단말(200)은 각 영역 별로 출력되는 색상을 분석하여 정상 걸음, 팔자 걸음, 안짱 걸음으로 보행 형태를 판단하고, 판단된 보행 형태를 텍스트 형식으로 발 모양과 함께 디스플레이할 수 있다.

단말(200)은 보행 형태가 팔자 걸음 또는 안짱 걸음으로 판단된 경우, 경보음을 출력하고, 경고 메시지를 출력할 수 있다. 이렇게 함으로써, 사용자는 잘못된 걸음걸이를 인지할 수 있고, 바른 걸음걸이로 교정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 단말(200)은 제4 영역이 빨간색으로 표시되는 경우에 한하여 보행 형태를 판단할 수 있다.

이때, 단말(200)은 제4 영역과 제3 영역만 빨간색이면 팔자 걸음으로 판단하고, 제4 영역과 제1 영역만 빨간색이면 안짱 걸음으로 판단한다.

본 발명에서 제어부(120)는 SAR ADC, 아두이노 우노(arduino uno) 등으로 구현될 수 있다.

본 발명에서는 압력의 정도에 따라 색상으로 단말 화면에 출력해야하기 때문에, 단말에서 색상으로 표시하기 전에 먼저 레벨 처리를 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아두이노에서의 레벨 처리 과정을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 아두이노 소스 코딩으로 출력된 디지털 값을 받아 범위를 지정하면 레벨처리가 된다. 즉, 150이 초과되면 S, 90초과 150미만은 M, 10초과 90미만은 W, 10미만은 N으로 아두이노가 단계 처리하며, 이러한 데이터는 블루투스를 통해 전송된다. 여기서, S는 STRONG, M은 MEDIUM, W는 WEAK, N은 NONE의 약자이며, 뒤의 숫자는 압력 센서의 번호이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 출력 과정을 도시한 도면이다.

도 5의 실시예에서, 단말(200)은 S1, M1, W1, N1으로 전송받은 데이터를 Android Studio 코딩으로 처리하며, Android Studio에서 조건문으로 걸음 판정을 하기 때문에 S는 3,M은 2, W는 1, N은 0으로 지정해 소스를 코딩한다. 그리고, 이를 처리한 결과를 각 조건마다 발자국 모형의 그림으로 출력한다. 가해진 압력의 크기가 클수록, 순서대로 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색으로 출력되며, 이 출력된 데이터는 3, 2, 1, 0으로 나타낼 수 있고, 이 값을 가지고 출력될 텍스트를 위한 코딩을 수행한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영역이 구분된 발 모양이 디스플레이된 화면예이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에서 단말(200)에 디스플레이되는 발 모양은 1번 영역, 2번 영역, 3번 영역, 4번 영역으로 구분할 수 있다. 여기에서 2번 영역은 걸음 판정에 있어서 영향이 없다.

본 발명에서 제3 압력센서(113)의 감지 결과로 인하여 3번 영역이 주황색이나 빨간색일 때, 팔자 걸음으로 판단한다.

또한, 제1 압력센서(111)의 감지 결과로 인하여 1번 영역이 주황색이나 빨간색일 때, 안짱 걸음으로 판단한다. 이때 주황색은 약한 팔자나 안짱걸음이고, 빨간색은 심한 팔자나 안짱 걸음으로 판단하여 출력한다.

이러한 모든 걸음 판정은 발뒤꿈치에 해당하는 제4 압력센서(114)의 감지로 인하여 4번 영역이 빨간색일 때만 작동된다. 왜냐하면, 어떤 사람이던지 걸을 때 발뒤꿈치가 닿으며, 그 닿는 힘의 압력세기는 모두 빨간색 범위를 초과하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 단말(200)에 구동되는 어플리케이션을 제작할 때, 경우의 수 조건문은 제4 압력센서의 압력 범위가 빨간색 범위일 때만 작동이 되게 소스를 코딩하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔자 걸음을 표시한 발 모양이 디스플레이된 화면예이다.

도 7을 참조하면, 3번 영영과 4번 영역이 빨간색으로 표시되어 있으며, 이는 심판 팔자 걸음으로 판단된다. 따라서, 해당 발 모양과 각 영역의 색상이 디스플레이되어 있으며, 하단에 “심한 팔자 걸음”이라는 텍스트가 함께 출력된다. 이때, 단말(200)에서는 경보음을 출력할 수 있고, 이에 따라 사용자는 자신의 현재 걸음이 심한 팔자 걸음임을 인지하고, 걸음을 교정할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

100 신발 110 압력센서
111 제1 압력센서 112 제2 압력센서
113 제3 압력센서 114 제4 압력센서
120 제어부 130 무선통신부
200 단말

Claims (6)

1. 신발의 밑창에 정해진 영역 별로 구비되어, 각 영역에 가해지는 압력을 감지하기 위한 둘 이상의 압력 센서;
   각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 미리 정해진 압력 단계로 구분하고, 이 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하는 제어부;
   상기 제어부에서 출력된 디지털 신호를 무선통신 방식으로 송신하기 위한 무선통신부; 및
   상기 무선통신부로부터 수신한 디지털 신호를 처리하고, 상기 영역으로 구분된 발 모양을 디스플레이하되, 각 영역의 압력 단계에 따라 미리 정해진 색상이 해당 영역에 출력되도록 디스플레이하는 단말을 포함하는 걸음 교정 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 신발의 밑창에서 발볼 중 엄지 발가락 부근인 제1 영역에 위치하는 제1 압력센서, 발볼 중 제3 발가락 부근인 제2 영역에 위치하는 제2 압력센서, 발볼 중 제5 발가락 부근인 제3 영역에 위치하는 제3 압력센서, 발꿈치 부분인 제4 영역에 위치하는 제4 압력센서를 구비하며,
   상기 단말은 상기 제1 압력센서 내지 제4 압력센서에서 감지된 압력값에 따라 해당 영역의 색상을 출력하여 발 모양을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 걸음 교정 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는 각 압력 센서에서 감지된 압력 데이터를 처리하여 압력값에 따라 네 단계의 압력 단계로 구분하여 출력하고,
   상기 단말은 가장 큰 압력 단계부터 순서대로 빨간색, 주황색, 노란색, 초록색의 네 가지 색상이 대응되어 출력되도록 하여 각 영역을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 걸음 교정 시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 단말은 각 영역 별로 출력되는 색상을 분석하여 정상 걸음, 팔자 걸음, 안짱 걸음으로 보행 형태를 판단하고, 판단된 보행 형태를 텍스트 형식으로 상기 발 모양과 함께 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 걸음 교정 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 단말은 보행 형태가 팔자 걸음 또는 안짱 걸음으로 판단된 경우, 경보음을 출력하고, 경고 메시지를 출력하는 것을 특징으로 하는 걸음 교정 시스템.
   
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 단말은 상기 제4 영역이 빨간색으로 표시되는 경우에 한하여 보행 형태를 판단하며, 상기 제4 영역과 상기 제3 영역만 빨간색이면 팔자 걸음으로 판단하고, 상기 제4 영역과 상기 제1 영역만 빨간색이면 안짱 걸음으로 판단하는 것을 특징으로 하는 걸음 교정 시스템.
   

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