KR20230017630A - Smart guide device for gait pattern analysis and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 인솔장치를 통해서 사용자의 족압을 센싱하여, 사용자의 보행 패턴 분석 및 사용자의 특정 족압력 사용에 따른 족압력 분포 형태를 도출할 수 있는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a smart insole device for analyzing a gait pattern and a method for manufacturing the same, and more particularly, by sensing a user's foot pressure through the smart insole device, analyzing a user's gait pattern and using a specific foot pressure of the user. It relates to a smart insole device for analyzing a gait pattern capable of deriving a pressure distribution form and a manufacturing method thereof.
사람은 일상생활을 하면서 신체 내외부 환경과 특수한 과제에 적합한 최적의 자세 조절을 위해 노력을 하고 있으며, 이러한 자세 균형 조절은 우리가 독립적인 생활을 하는데 있어서 필수적이고 중요한 의미를 갖는다.Humans strive for optimal posture control suitable for the internal and external environment and special tasks in daily life, and such posture balance control has essential and important meaning for us to live an independent life.
특히, 자세 균형 조절 능력 중에서 체중심의 이동은 바로 선 자세뿐 만 아니라 여러 일상생활 활동 속에서 흔히볼 수 있는데, 물건을 들거나 가방을 메고 걸어 갈 때와 같은 상황에서 신체에 가해지는 부하는 자세유지 및 균형 유지에 중대한 영향을 미친다.In particular, among the postural balance control abilities, shifting of the center of gravity is common not only in a standing posture but also in various activities of daily life. It has a significant impact on maintaining balance.
물건을 운반할 경우 부하가 너무 무겁거나 잘못된 방법으로 휴대하고 보행을 할 경우, 보행 패턴의 변화로 인해 체중심 이동에 영향을 받게 되는데, When carrying an object, if the load is too heavy or carried in the wrong way and walking, the change in walking pattern affects the shift of the center of gravity.
정상적인 보행에서는 체중심이 상하, 좌우, 진행 방향을 따라 규칙적, 대칭적으로 부드럽게 진행하고, 사지의 움직임이 조화롭게 이루어지지만, 가방과 같은 부하를 들거나 메고 보행을 할 경우 체중심의 불규칙적인 이동이 나타난다. 또한, 부하를 운반하는 방식으로 인해 위치가 변화된 체중심선을 기저면 중앙으로 가져와 평형을 유지하고, 전방으로의 진행을 위해 중심선을 더욱더 앞으로 가져와서 균형을 유지하고 보행 에너지 소모를 절약하기 위한 인체의 적응 기전이 나타나게 된다.In normal gait, the center of gravity moves smoothly, vertically, horizontally, and along the direction of movement, and the movements of the limbs are harmonized. In addition, the weight center line, whose position has changed due to the method of carrying the load, is brought to the center of the base to maintain balance, and the body adapts to maintain balance by bringing the center line more forward for forward progress and to save walking energy consumption. mechanism will appear.
떠라서, 종래는 스마트 인솔을 통한 보행의 여러 측면을 측정하여 포괄적인 평가를 하게 되는데, 사용자의 보행데이터를 수집하고 이를 기반으로 보행분석(gait analysis)하여 사용자의 보행 패턴으로부터 체중심의 이동 분포를 추출한다. 또한, 보행의 여러 측면을 측정하여 포괄적인 평가하는데, 이는 운동 형상학적 분석(kinematic analysis), 동적 근전도(dynamic electromyography)및 에너지소비량 측정(energy expenditure measurement)등을 포함한다.Therefore, conventionally, a comprehensive evaluation is performed by measuring various aspects of walking through a smart insole. The user's walking data is collected and based on this, gait analysis is performed to determine the movement distribution of the center of gravity from the user's walking pattern. extract In addition, various aspects of walking are measured and comprehensively evaluated, which includes kinematic analysis, dynamic electromyography, and energy expenditure measurement.
이와 같은 스마트 인솔의 경우, 적지 않은 전력 소모량에 따른 장시간 착용의 어려움이 있으며, 노이즈에 따른 사용자의 보행 패턴의 변화로 인한 사용자만의 고유한 족압 특징 및 특정 족압의 분포 형태의 특징을 잡아내는데 어려움이 있다는 문제점이 존재한다.In the case of such a smart insole, it is difficult to wear it for a long time due to considerable power consumption, and it is difficult to capture the unique foot pressure characteristics of the user and the characteristics of the distribution of specific foot pressure due to the change in the user's walking pattern according to noise. There is a problem with this.
본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명은 스마트 인솔 장치에 유선용 배터리충전 뿐만 아니라 무선용 배터리 장착으로 인해 장시간 활용이 가능하며, 사용자의 보행 패턴의 변화로 인한 사용자만의 고유한 족압 특징 및 사용자의 체중심이 집중되어 실리는 족압의 분포 형태의 특징을 잡아내며, 통신모듈을 기반으로 하여 사용자의 족압 및 족압 분포 데이터를 송수신 할 수 있는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention takes into account the above problems, and the present invention can be used for a long time due to the wireless battery charging as well as wired battery charging in the smart insole device, and the user's unique foot pressure characteristics due to the change in the user's walking pattern And a smart insole device for gait pattern analysis capable of transmitting and receiving the user's foot pressure and foot pressure distribution data based on a communication module and a method of manufacturing the same is to provide
본 발명의 실시예들에 따른 사용자의 보행 패턴을 수집하는 스마트 인솔장치로서, 사용자의 족압을 센싱하는 압력 측정용 센서 레이어;와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로 구성된 저항시트층; 및 상기 압력 측정용 센서 레이어에서 센싱된 족압 데이터 및 상기 저항시트층에서 측정된 저항 데이터를 수집하는 뒷굽데이터수집부;을 포함한다.A smart insole device for collecting a walking pattern of a user according to embodiments of the present invention, comprising: a sensor layer for measuring pressure for sensing foot pressure of a user; and a resistance sheet layer composed of a sheet of material for measuring resistance; and a heel data collection unit that collects foot pressure data sensed by the pressure measuring sensor layer and resistance data measured by the resistance sheet layer.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 압력 측정용 센서 레이어는, 구부릴 수 있는 인쇄 기판 회로 구성으로, 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어;를 포함하며, 사용자의 양발의 족압을 센싱한다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring pressure includes a sensor layer for measuring pressure having a horizontal or vertical arrangement in a bendable printed circuit board configuration, and sensing foot pressure of both feet of a user do.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 압력 측정용 센서 레이어는, 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 N개의 복수의 센서를 포함하고 있으며, 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 M개의 복수의 센서를 포함하며, 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어 및 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 상기 저항시트층를 기준으로 상판 혹은 하판으로 구분된다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring pressure, the sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement includes a plurality of N sensors, and the sensor for measuring pressure having a vertical arrangement Each layer includes a plurality of M sensors, and the horizontally arranged pressure measurement sensor layer and the vertical pressure measurement sensor layer are divided into upper and lower layers based on the resistance sheet layer.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 압력 측정용 센서 레이어는, 상기 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 위 혹은 아래의 위치로 배열시켜, 상기 복수의 센서가 NxM 메트릭스를 형태를 갖춘다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring pressure arranges the sensor layers for measuring pressure having the horizontal or vertical arrangement in an upper or lower position, so that the plurality of sensors form an NxM matrix. equipped
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 압력 측정용 센서 레이어는, 상기 NxM 메트릭스 형태를 갖춘 복수의 센서로부터, 사용자의 체중심이 쏠린, 사용자 양발의 족압 데이터의 위치값들을 추출한다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring pressure extracts positional values of foot pressure data of the user's both feet, where the user's weight center is concentrated, from the plurality of sensors having the form of the NxM matrix.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 압력 측정용 센서 레이어는, 상기 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어의 어느 하나의 위치에 커넥터가 연결되어 있으며, 상기 커넥터가 저장하고 있는 전력값을 측정할 수 있으며, 상기 커넥터의 연결 방식의 따른 사용자 양발의 치수에 맞도록 재단이 가능하다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring pressure has a connector connected to any one position of the sensor layer for measuring pressure having a horizontal or vertical arrangement, and the power value stored by the connector can be measured, and according to the connection method of the connector Cut to fit the size of the user's feet possible.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 저항시트층은, 상기 사용자의 보행 패턴에 따라 변화하는 마찰력에 따른 저항값을 측정하며, 가볍고 가변이 용이한 성질을 갖고 있는 필름형 시트를 포함한다.In embodiments of the present invention, the resistance sheet layer includes a film-type sheet that measures a resistance value according to a frictional force that changes according to the user's walking pattern and has a light and easily variable property.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 저항시트층은, 상판의 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어와 하판의 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어 사이에 위치한다.In embodiments of the present invention, the resistance sheet layer is positioned between the sensor layer for measuring pressure having a longitudinal arrangement on the upper plate and the sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement on the lower plate.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 상기 뒷굽데이터수집부는, 상기 압력 측정용 센서 레이어로부터 센싱된 상기 사용자의 족압 데이터의 위치값을 수집하는 족압력데이터수집부; 및 상기 저항시트층으로부터 측정된 사용자 보행 패턴에 따라 변화하는 저항 변화값을 수집하는 저항변화값수집부;를 포함한다.In embodiments of the present invention, the heel data collection unit may include a foot pressure data collection unit that collects a position value of the user's foot pressure data sensed from the pressure measurement sensor layer; and a resistance change value collection unit that collects a resistance change value that changes according to the user's walking pattern measured from the resistance sheet layer.
본 발명의 실시 예들에 있어서, 무선통신을 기반으로 하여 상기 족압 데이터 및 저항 데이터를 상기 스마트 인솔장치와 연동된 단말기로 송신하는 통신모듈;을 더 포함한다.In embodiments of the present invention, a communication module for transmitting the foot pressure data and resistance data to a terminal linked with the smart insole device based on wireless communication; further included.
본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 사용자의 보행 패턴 수집하는 스마트 인솔장치를 제조하는 방법에 있어서, 발 모양을 가진 고무 재질로 된 판을 기초로 두는 단계;와 사용자의 족압을 센싱하는 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계;와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)를 쌓는 단계;와 사용자의 족압을 센싱하는 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계;와 발 모양을 가진 실리콘의 재질로 된 판을 쌓는 단계; 및 상기 압력 측정용 센서 레이어와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로부터 측정된 데이터들을 저장하는 뒷굽모듈을 부착하는 단계;를 포함한다.A method for manufacturing a smart insole device for collecting a user's gait pattern according to another embodiment of the present invention, comprising the steps of placing a foot-shaped plate made of a rubber material as a base; and sensing the user's foot pressure in a longitudinal direction. Stacking a sensor layer for measuring pressure having an arrangement; and stacking sheets of a material for measuring resistance; and stacking a sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement for sensing user's foot pressure; Step of stacking a plate made of silicon material having a foot shape; and attaching a heel module for storing data measured from the sensor layer for measuring pressure and a sheet of material for measuring resistance.
이상에서 설명한 바와 같은 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the above-described smart insole device for analyzing walking patterns and its manufacturing method, the following effects are obtained.
첫째, 사용자의 족압을 통해서 사용자의 보행 패턴 및 보행의 특징을 추출할 수 있다.First, it is possible to extract the user's gait pattern and gait characteristics through the user's foot pressure.
둘째, 족압 분포를 통해서, 보행 시 사용자의 체중심의 쏠림 현상에 따른 족압 분포 형태를 도출할 수 있다.Second, through the distribution of foot pressure, it is possible to derive the form of foot pressure distribution according to the tendency of the user's center of gravity during walking.
셋째, 무선 배터리뿐만 아니라 유선 배터리에 따른 장시간 사용이 가능하다.Third, it is possible to use for a long time according to a wired battery as well as a wireless battery.
넷째, 플렉서블한 전자회로기판을 이용함으로써, 사용자 맞춤형 발 사이즈 조절이 가능하다. Fourth, by using a flexible electronic circuit board, it is possible to adjust the user's customized foot size.
다섯째, 플랙서블한 전자회로기판을 통해서, 측정하고자 하는 부분의 사용자 족압력을 측정할 수 있다.Fifth, through a flexible electronic circuit board, it is possible to measure the user's foot pressure in the part to be measured.
도 1은 본 발명인 스마트 인솔장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명인 스마트 인솔장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 뒷굽데이터수집부의 구성도 및 모식도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 흐름도 및 흐름의 모식도이다.
도 6는 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리부의 구성도 및 모식도이다.1 is a configuration diagram of a smart insole device according to the present invention.
2 is a schematic diagram of a smart insole device according to the present invention.
3 is a configuration diagram and a schematic diagram of a heel data collection unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are a flow chart and a schematic diagram of the flow of the present invention.
6 is a configuration diagram and schematic diagram of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.A smart insole device for analyzing a gait pattern according to embodiments of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual in order to understand the schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 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 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Also, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
본 발명은 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트 인솔장치를 통해서 사용자의 족압을 센싱하여, 사용자의 보행 패턴 분석 및 사용자의 특정 족압력 사용 및 족압력 분포 형태를 도출할 수 있다. 또한, 본 발명은 유선용 배터리 충전 뿐만 아니라 무선용 배터리 장착에 따른 장시간 착용이 가능하며, 스마트 인솔을 통한 사용자의 보행 패턴의 변화로 인한 사용자만의 고유한 족압 특징 및 특정 족압의 분포 형태의 특징을 잡아내며, 통신모듈을 기반으로 하여 사용자의 족압 및 족압 분포 데이터를 송수신 할 수 있는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to a smart insole device for analyzing a gait pattern and a method for manufacturing the same, and more particularly, by sensing a user's foot pressure through the smart insole device, analyzing a user's gait pattern and using and using specific foot pressure of the user. distribution can be derived. In addition, the present invention can be worn for a long time by installing a wireless battery as well as charging a wired battery, and the user's unique foot pressure characteristics and specific foot pressure distribution characteristics due to changes in the user's walking pattern through the smart insole It is to provide a smart insole device for gait pattern analysis capable of transmitting and receiving user's foot pressure and foot pressure distribution data based on a communication module and a manufacturing method thereof.
도 1은 본 발명인 스마트 인솔장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a smart insole device according to the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예들에 따른 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치는, 압력 측정용 센서 레이어(100)와 저항시트층(200) 및 뒷굽데이터수집부(300)로 구성된다. 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치는, 사용자의 보행 패턴을 수집하는 스마트 인솔장치로서, 즉 사용자의 무게 측정을 하는 매트 재질의 압력 측정용 센서 레이어(100);와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로 구성된 저항시트층(200);과 압력 측정용 센서 레이어(100)에서 센싱된 족압 데이터 및 저항시트층(200)에서 측정된 저항 데이터를 수집하는 뒷굽데이터수집부(300);을 포함한다. 또한, 상기 스마트 인솔장치는 무선통신을 기반으로 하여 뒷굽데이터수집부(300)에서 수집된 족압 데이터 및 저항 데이터를 상기 스마트 인솔장치와 연동된 단말기로 송신하는 통신모듈(330);을 더 포함하며,충전하기 위한 배터리부(400)를 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, the smart insole device for analyzing walking patterns according to embodiments of the present invention is composed of a
도 2는 본 발명인 스마트 인솔장치의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a smart insole device according to the present invention.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시 예들에 있어서, 압력 측정용 센서 레이어(100)는 구부릴 수 있는 인쇄 기판 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 구성으로, 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어;를 포함하며, 사용자의 양발의 족압을 센싱한다. 또한, 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어로 인해서 사용자의 양발의 모양 및 크기에 따른 조절이 가능하다.Referring to FIG. 2 , in the embodiments of the present invention, the
본 발명의 실시 예들에 있어서, 압력 측정용 센서 레이어(100)는, 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 N개의 복수의 센서를 포함하고 있으며, 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 M개의 복수의 센서를 포함하며, 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어가 상판의 위치하며, 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어가 하판의 위치하여, 상기 복수의 센서로부터 측정된 데이터의 위치값이 NxM 메트릭스를 형태를 갖춘다. 따라서, 상기 NxM 메트릭스 형태에 따른 사용자의 체중심이 쏠린, 사용자 양발의 족압 데이터의 위치값들을 추출한다. 한편, 상기 NxM 메트릭스 형태의 상기 복수의 센서 배열로 종래의 스마트 인솔에 포함된 센서 개수 보다 더 많은 개수의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 상기 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어의 어느 하나의 위치에 커넥터가 연결되어 있으며, 상기 커넥터가 저장하고 있는 전력값을 측정할 수 있으며, 상기 커넥터의 연결 방식의 따른 사용자 양발의 치수에 맞도록 재단이 가능하다.In embodiments of the present invention, the sensor layer for measuring
본 발명의 다른 실시 예들에 있어서, 저항시트층(200)은 상기 사용자의 보행 패턴에 따라 변화하는 상기 사용자의 발과 압력 측정용 센서 레이어(100) 사이의 마찰력에 따른 저항값을 측정하며, 가볍고 가변이 용이한 성질을 갖고 있는 필름형 시트로 구성되며, 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어와, 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어의 중간층에 위치한다. 따라서, 저항시트층(200)을 기준으로 하여 구부릴 수 있는 인쇄 기판 회로의 위치가 상판 혹은 하판으로 배치된다. In other embodiments of the present invention, the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 저항시트층(200)에서 측정된 저항값은 사용자의 발의 움직임 변화에 따른 가속도값을 측정하는 가속도 센서 및 저항값 및 상기 가속도값을 이용하여 상기 사용자의 현재 상태 및 운동량을 예측하는 지표로 사용된다. (여기서, 종래 사용되는 저항 매트는 철과 같이 무겁고 모양이 크며, 광학식은 빛을 이용하기에 신발의 넓은 공간이 필요하며 고정되어야 한다.) In addition, according to another embodiment of the present invention, the resistance value measured in the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 저항시트층(200)은 자기형상기억(MSM: Magnetic Shape Memory) 소자로 구성되어 상기 자기형상기억(MSM: Magnetic Shape Memory) 소자에 측정된 저항값에 따른, 상기 자기형상기억(MSM: Magnetic Shape Memory) 소자의 신축 변형된 길이정보를 취득하고, 상기 신축 변형된 길이정보를 근거로하여 상기 사용자의 족압이 실린 위치를 산출하는 것이 가능하다.In addition, according to another embodiment of the present invention, the
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 뒷굽데이터수집부의 구성도 및 모식도이다.3 is a configuration diagram and a schematic diagram of a heel data collection unit according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 뒷굽데이터수집부(300)는 족압력데이터수집부(310)과 저항변화값수집부(320)로 구성되어 있다. 족압력데이터수집부(310)는 압력 측정용 센서 레이어(100)로부터 센싱된 상기 사용자의 족압 데이터의 위치값을 수집하며, 저항변화값수집부(320)은 저항시트층(200)으로부터 측정된 사용자 보행 패턴에 따라 변화하는 저항 변화값을 수집한다. 또한, 무선통신을 기반으로 하여 뒷굽데이터수집부(300)에서 수집된 족압 데이터 및 저항 데이터를 상기 스마트 인솔장치와 연동된 단말기로 송신하는 통신모듈(330);을 더 포함한다. 여기서, 통신모듈(330)은 USB Serial 통신을 기반으로 상기 사용자의 양쪽 발 좌측, 우측의 통신을 동시에 연결하여 Application(APP)의 단말기에 상기 족압 데이터 및 저항 데이터를 전송하며, 상기 사용자 족압력 데이터의 위치값과 저항 변화값을 연산하여 사용자의 족압의 분포 형태의 특징 정보를 도출한다. Referring to FIG. 3 , the heel
좀 더 상세하게 설명하자면, 통신모듈(330)은 USB Serial 통신으로 전송속도(Baud rate): 115,200, 데이터비트(Data bits): 8, 정지비트(정지신호: Stop bits): 1, 패리티 비트(Parity): 없음(None) 으로 설정한다. (패리티 비트는 정보의 전달 과정에서 오류가 생겼는지를 검사하기 위해 추가된 비트이다. 문자열 내 1비트의 모든 숫자가 짝수 또는 홀수인지를 보증하기 위해 전송하고자 하는 데이터의 각 문자에 1 비트를 더하여 전송하는 방법으로 2가지 종류의 패리티 비트가 있다.) 상기 스마트 인솔장치의 구성은, 1 세트에 좌측, 우측의 압력 측정용 센서 레이어(100)와, Application(APP) 단말기에 사용되는 APK 파일을 포함하고 있으며, 1 개의 USB C type 블루투스 통신이 가능한 통신모듈을 구비하고 있는 뒷굽데이터수집부(300)로 구성된다.In more detail, the
도 4와 도 5는 본 발명의 흐름도 및 흐름의 모식도이다.4 and 5 are a flow chart and a schematic diagram of the flow of the present invention.
도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 사용자의 보행 패턴 수집하는 스마트 인솔장치를 제조하는 방법에 있어서, 발 모양을 가진 고무 재질로 된 판을 기초로 두는 단계(S401);와 사용자의 족압을 센싱하는 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계(S402);와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)를 쌓는 단계;와 사용자의 족압을 센싱하는 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계(S404);와 발 모양을 가진 실리콘의 재질로 된 판을 쌓는 단계(S405); 및 상기 압력 측정용 센서 레이어와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로부터 측정된 데이터들을 저장하는 뒷굽모듈을 부착하는 단계(S406);를 포함한다.Referring to FIGS. 4 and 5 , in the method of manufacturing a smart insole device for collecting a user's walking pattern according to another embodiment of the present invention, the step of placing a plate made of rubber material having a foot shape as a basis ( Step S401); Stacking sensor layers for measuring pressure having a vertical arrangement for sensing the user's foot pressure (S402); Stacking sheets of materials for measuring resistance; And Sensing the user's foot pressure Stacking sensor layers for measuring pressure having a horizontal arrangement (S404); and stacking a foot-shaped silicon plate (S405); and attaching a heel module for storing data measured from the sensor layer for measuring pressure and a sheet of material for measuring resistance (S406).
도 6는 본 발명의 일실시 예에 따른 배터리부의 구성도 및 모식도이다.6 is a configuration diagram and schematic diagram of a battery unit according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참고하면, 배터리부(400)는 유선충전부(410)와 무선충전부(420)으로 구성된다. 유선충전부(410)은 상기 스마트 인솔장치를 유선용 배터리로 충전할 수 있으며, 무선충전부(420)는 보조용 무선 배터리를 장착할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
이상에서 설명한 바와 같은 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the above-described smart insole device for analyzing walking patterns and its manufacturing method, the following effects are obtained.
첫째, 사용자의 족압을 통해서 사용자의 보행 패턴 및 보행의 특징을 추출할 수 있다. 둘째, 족압 분포를 통해서, 보행시 사용자의 체중심의 쏠림 현상에 따른 족압의 분포 형태를 도출할 수 있다. 셋째, 무선 배터리뿐만 아니라 유선 배터리에 따른 장시간 사용이 가능하다. 넷째, 플렉서블한 전자회로기판을 이용함으로써, 사용자 맞춤형 발 사이즈 조절이 가능하다. 다섯째, 플랙서블한 전자회로기판을 통해서, 측정하고자 하는 부분의 사용자 족압력을 측정할 수 있다.First, it is possible to extract the user's gait pattern and gait characteristics through the user's foot pressure. Second, through the distribution of foot pressure, it is possible to derive the distribution form of foot pressure according to the phenomenon of the user's center of gravity leaning during walking. Third, it is possible to use for a long time according to a wired battery as well as a wireless battery. Fourth, by using a flexible electronic circuit board, it is possible to adjust the user's customized foot size. Fifth, through a flexible electronic circuit board, it is possible to measure the user's foot pressure in the part to be measured.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the detailed description of the present invention described above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those having ordinary knowledge in the art will find the spirit of the present invention described in the claims to be described later. And it will be understood that the present invention can be variously modified and changed without departing from the technical scope.
100: 압력 측정용 센서 레이어 200: 저항시트층
300: 뒷굽데이터수집부 310: 족압력데이터수집부
320: 저항변화값수집부 330: 통신모듈
400: 배터리부 410: 유선선충전부
420: 무선충전부100: sensor layer for pressure measurement 200: resistance sheet layer
300: heel data collection unit 310: foot pressure data collection unit
320: resistance change value collection unit 330: communication module
400: battery unit 410: wired charging unit
420: wireless charging unit
Claims (11)
사용자의 족압을 센싱하는 압력 측정용 센서 레이어;와
저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로 구성된 저항시트층; 및
상기 압력 측정용 센서 레이어에서 센싱된 족압 데이터 및 상기 저항시트층에서 측정된 저항 데이터를 수집하는 뒷굽데이터수집부;을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.As a smart insole device that collects the user's walking pattern,
A sensor layer for measuring pressure that senses the user's foot pressure; and
a resistance sheet layer composed of a sheet of a material for measuring resistance; and
A smart insole device for analyzing a gait pattern comprising: a heel data collection unit that collects foot pressure data sensed by the pressure measuring sensor layer and resistance data measured by the resistance sheet layer.
상기 압력 측정용 센서 레이어는,
구부릴 수 있는 인쇄 기판 회로 구성으로,
가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 포함하며,
사용자의 양발의 족압을 센싱하는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 1,
The sensor layer for measuring the pressure,
With a bendable printed board circuit configuration,
It includes a sensor layer for measuring pressure having a horizontal or vertical arrangement,
A smart insole device for analyzing a gait pattern, characterized in that it senses the foot pressure of the user's both feet.
상기 압력 측정용 센서 레이어는,
상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 N개의 복수의 센서를 포함하고 있으며,
상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 M개의 복수의 센서를 포함하며,
상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어 및 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어는 상기 저항시트층를 기준으로 상판 혹은 하판으로 구분되는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 1,
The sensor layer for measuring the pressure,
The sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement includes a plurality of N sensors,
The sensor layer for measuring pressure having a vertical arrangement includes a plurality of M sensors,
The sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement and the sensor layer for measuring pressure having a vertical arrangement are divided into an upper plate or a lower plate based on the resistance sheet layer, a smart insole device for analyzing walking patterns. .
상기 압력 측정용 센서 레이어는,
상기 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 위 혹은 아래의 위치로 배열시켜,
상기 복수의 센서가 NxM 메트릭스를 형태를 갖추는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 3,
The sensor layer for measuring the pressure,
By arranging the sensor layer for measuring pressure having the horizontal or vertical arrangement in an upper or lower position,
Smart insole device for analyzing walking patterns, characterized in that the plurality of sensors form an NxM matrix.
상기 압력 측정용 센서 레이어는,
상기 NxM 메트릭스 형태를 갖춘 복수의 센서로부터,
사용자의 체중심이 쏠린, 사용자 양발의 족압 데이터의 위치값들을 추출해내는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 4,
The sensor layer for measuring the pressure,
From the plurality of sensors having the form of the NxM matrix,
A smart insole device for gait pattern analysis, characterized in that it extracts the location values of the foot pressure data of the user's both feet, where the user's weight is concentrated.
상기 압력 측정용 센서 레이어는,
상기 가로 혹은 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어의 어느 하나의 위치에 커넥터가 연결되어 있으며, 상기 커넥터가 저장하고 있는 전력값을 측정할 수 있으며, 상기 커넥터의 연결 방식의 따른, 사용자 양발의 치수에 맞도록 재단이 가능한 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 3,
The sensor layer for measuring the pressure,
A connector is connected to any one position of the sensor layer for measuring pressure having a horizontal or vertical arrangement, and the power value stored in the connector can be measured. A smart insole device for analyzing walking patterns, characterized in that it can be cut to fit the dimensions of.
상기 저항시트층은,
상기 사용자의 보행 패턴에 따라 변화하는 마찰력에 따른 저항값을 측정하며,
가볍고 가변이 용이한 성질을 갖고 있는 필름형 시트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 1,
The resistance sheet layer,
Measuring a resistance value according to the frictional force that changes according to the user's walking pattern;
A smart insole device for analyzing walking patterns, characterized in that it includes a film-type sheet having a light and easily variable property.
상기 저항시트층은,
상판의 상기 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어와
하판의 상기 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어 사이에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 3,
The resistance sheet layer,
A sensor layer for measuring pressure having an arrangement in the vertical direction of the upper plate and
Smart insole device for gait pattern analysis, characterized in that located between the sensor layers for measuring pressure having the horizontal arrangement of the lower plate.
상기 뒷굽데이터수집부는,
상기 압력 측정용 센서 레이어로부터 센싱된 상기 사용자의 족압 데이터의 위치값을 수집하는 족압력데이터수집부; 및
상기 저항시트층으로부터 측정된 사용자 보행 패턴에 따라 변화하는 저항 변화값을 수집하는 저항변화값수집부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 1,
The heel data collection unit,
a foot pressure data collection unit that collects a position value of the user's foot pressure data sensed from the pressure measurement sensor layer; and
A smart insole device for analyzing a gait pattern comprising a; resistance change value collection unit that collects a resistance change value that changes according to the user's gait pattern measured from the resistance sheet layer.
무선통신을 기반으로 하여 상기 족압 데이터 및 저항 데이터를 상기 스마트 인솔장치와 연동된 단말기로 송신하는 통신모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치.According to claim 1,
The smart insole device for analyzing a gait pattern, further comprising: a communication module for transmitting the foot pressure data and resistance data to a terminal linked to the smart insole device based on wireless communication.
발 모양을 가진 고무 재질로 된 판을 기초로 두는 단계;와
사용자의 족압을 센싱하는 세로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계;와
저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)를 쌓는 단계;와
사용자의 족압을 센싱하는 가로 방향의 배열을 가진 압력 측정용 센서 레이어를 쌓는 단계;와
발 모양을 가진 실리콘의 재질로 된 판을 쌓는 단계; 및
상기 압력 측정용 센서 레이어와 저항을 측정하는 재질의 시트(sheet)로부터 측정된 데이터들을 저장하는 뒷굽모듈을 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 패턴 분석을 위한 스마트 인솔장치 제조방법.A method for manufacturing a smart insole device that collects a user's walking pattern,
Putting a plate made of a rubber material having a foot shape as a base; and
Stacking a sensor layer for measuring pressure having a vertical arrangement for sensing the user's foot pressure; and
Stacking sheets of material for measuring resistance; and
Stacking a sensor layer for measuring pressure having a horizontal arrangement for sensing the user's foot pressure; and
Stacking a plate made of silicon material having a foot shape; and
A method of manufacturing a smart insole device for analyzing a gait pattern, comprising: attaching a heel module for storing data measured from the sensor layer for measuring pressure and a sheet of material for measuring resistance.
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