KR20230073627A - 스마트 보행 밸런스 교정장치 - Google Patents

스마트 보행 밸런스 교정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 보행 밸런스 교정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발과 스마트 디바이스를 연동하여 착용자 자신의 족압정보를 획득하고, 획득된 족압정보를 활용하여 착용자 자신의 걸음걸이 상태를 확인 및 교정 가능하도록 한 스마트 보행 밸런스 교정장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 보행시 족압의 분포가 정상적인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 착용자에게 시각적으로 제공할 수 있으며, 족압의 분포가 비정상적인 경우 스스로 걸음걸이 또는 보행자세를 교정하여 안정적이고 정상적인 보행 자세를 취하도록 유도할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 보행시 발생하는 압력을 이용하여 발전하고, 발전된 전력을 발광부에 공급함으로써 야간에 시야를 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 신발의 기울기를 실시간 측정하고, 기울기정보를 토대로 착용자의 사고발생 여부를 판단함으로써 보행중 사고 또는 응급 상황이 발생할 시 신속하게 후속 조치를 할 수 있는 장점이 있다.

Description

스마트 보행 밸런스 교정장치{Smart walking balance correction device}
본 발명은 스마트 보행 밸런스 교정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발과 스마트 디바이스를 연동하여 착용자 자신의 족압정보를 획득하고, 획득된 족압정보를 활용하여 착용자 자신의 걸음걸이 상태를 확인 및 교정 가능하도록 한 스마트 보행 밸런스 교정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 하루 동안 걸어 다닐 때 보행자의 두 다리에 작용하는 충격은 성인남여 기준으로 평균 약 400톤 정도이며 이러한 충격은 보행자의 발바닥으로 고스란히 전달되는데, 잘못된 보행자세로 인하여 보행시의 충격이 발바닥의 일부 영역에 집중될 경우 조금만 걸어도 피로감이 쌓이거나 티눈, 굳은살 등이 발생된다.
또한, 이러한 잘못된 보행자세를 장시간 유지할 경우 무지외반증이나 족저근막염 등의 질병을 발생시켜 발 건강을 해치게 되며, 나아가서는 다리와 척추계에 관절염이나 디스크 등의 질병을 발생시켜 다리나 척추계의 건강도 해치게 되는 문제가 있다.
대한민국 등록실용신안 20-0462847 대한민국 등록실용신안 20-0487837 대한민국 등록실용신안 20-0469584 대한민국 공개실용신안 20-2012-0001237
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 발바닥의 각 부위별로 가해지는 압력을 측정할 수 있는 압력감지센서를 구성하고, 보행시 압력감지센서에서 측정된 족압 정보를 수신 및 분석하여 족압의 분포가 정상적인지 여부를 판단하며, 판단 결과 족압의 분포가 비정상적인 경우 스스로 걸음걸이 또는 보행자세를 교정하여 안정적이고 정상적인 보행을 할 수 있도록 유도하는 스마트 보행 밸런스 교정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 착용자의 걸음걸이 또는 보행자세의 문제를 착용자가 쉽게 확인하여 교정할 수 있도록 판단 결과를 시각적으로 제공할 수 있는 스마트 보행 밸런스 교정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 밑창부와, 상기 밑창부 위에 놓이는 안창부와, 상기 밑창부에 결합되어 착용자의 발을 감싸 보호하는 갑피부를 포함하는 신발본체와; 상기 신발본체와 상기 안창부 사이에 개재되는 패드부와; 상기 안창부를 향하는 상기 패드부의 상면에 복수가 상호 이격되게 배치되어 압력을 감지하는 압력감지센서와; 상기 압력감지센서로부터 압력감지신호를 수신하는 처리부와; 상기 처리부에 수신된 압력감지신호를 외부로 무선 송출하는 로컬통신부와; 상기 로컬통신부에서 송출되는 무선신호를 수신하고, 수신된 압력감지신호를 기반으로 착용자의 기립 또는 보행시 족압분포정보를 생성하며, 생성된 상기 족압분포정보의 정상여부를 판정하고, 상기 족압분포정보를 표시하는 스마트단말기;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치의 상기 압력센서는 압력이 가해질 시 전기에너지를 생성하는 압전소자이고, 상기 신발본체에 구비되어 조도를 검출하는 조도감지센서와; 상기 압전소자에서 생성된 전기에너지를 저장하도록 상기 신발본체에 설치되는 배터리부와; 상기 배터리부에 저장된 전기에너지를 공급받아 발광하도록 상기 신발본체에 설치되는 발광부;를 구비하고, 상기 처리부는 상기 조도감지센서에서 검출된 조도정보에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 상기 신발본체에 설치되어 상기 신발본체의 기울기를 검출하는 기울기감지센서;를 더 구비하고, 상기 처리부는 상기 기울기감지센서에서 검출된 기울기정보가 설정된 기준기울기범위를 벗어난 상태로 설정된 기준시간이상 지속되는 경우 이벤트신호를 생성하고, 상기 이벤트신호를 상기 로컬통신부를 통해 상기 스마트단말기에 무선 송출하며, 상기 스마트단말기는 상기 이벤트신호를 수신할 시, 유관기관으로 응급상황발생신호 및 위치정보를 자동으로 무선 송출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 보행시 족압의 분포가 정상적인지 여부를 판단하고, 판단 결과를 착용자에게 시각적으로 제공할 수 있으며, 족압의 분포가 비정상적인 경우 스스로 걸음걸이 또는 보행자세를 교정하여 안정적이고 정상적인 보행 자세를 취하도록 유도할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 보행시 발생하는 압력을 이용하여 발전하고, 발전된 전력을 발광부에 공급함으로써 야간에 시야를 확보할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 신발의 기울기를 실시간 측정하고, 기울기정보를 토대로 착용자의 사고발생 여부를 판단함으로써 보행중 사고 또는 응급 상황이 발생할 시 신속하게 후속 조치를 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치의 분리 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치의 제어계통을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치(1)가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치(1)는 신발본체(10)와, 센서패드(20)와, 처리부(30)와, 로컬통신부(40)와, 스마트단말기(100)를 구비한다.
신발본체(10)는 착용자의 발바닥을 보호하는 밑창부(11)와, 밑창부(11) 상에 놓여 충격을 완화 및 흡수하는 안창부(12)와, 밑창부(11)에 결합되어 착용자의 발 전체를 보호하는 갑피부(13)를 구비하며, 통상의 신발 구조를 적용하였다.
센서패드(20)는 패드부(21)와, 압력감지센서(25)를 포함하여 구성된다.
패드부(21)는 밑창부(11)와 안창부(12) 사이에 개재되는 것으로 일정 두께를 가지며, 일 면에 압력감지센서(25)가 복수 이격되게 고정 배치된다. 패드부(21) 내부에는 압력감지센서(25)들의 신호를 출력하는 출력선들이 배선되며, 일 측 저면에는 출력선들 각각에 연결된 제1전극단자들이 구비된다. 그리고 제1전극단자들과 대응되는 밑창부(11)의 상면에는 제1전극단자들과 각각 접속되고 처리부(30)에 연결되는 제2전극단자들이 구비된다.
압력감지센서(25)는 안창부(12)를 향하는 패드부(21)의 상면에 복수가 상호 이격되게 배치되어 착용자가 신발본체(10)를 착용한 상태로 기립하거나 보행시 하중에 의해 가해지는 압력을 감지한다.
압력감지센서(25)는 발바닥 전 영역에서 압력을 감지할 수 있도록 패드부(21) 전영역에 고르고 분포되게 설치된다.
처리부(30)는 로컬통신부(40) 및 배터리부(50)와 함께 밑창부(11)에 설치된다.
처리부(30)는 압력감지센서(25)로부터 압력감지신호 즉 전기신호를 수신하고, 수신한 아날로그 전기신호를 디지털신호로 변환하며, 변환된 디지털신호를 무선 송출할 수 있도록 변조한다. 처리부(30)에 의해 변조된 디지털신호 즉, 압력감지신호는 로컬통신부(40)를 통해 스마트단말기(100)로 무선 송출된다.
로컬통신부(40)는 밑창부(11)에 설치되며, 처리부(30)에 수신되어 변환 및 변조 처리된 압력감지신호를 외부 즉, 스마트단말기(100)로 무선 송출한다. 로컬통신부(40)는 근거리 무선 통신 가능한 통신방식을 적용할 수 있다.
배터리부(50)는 처리부(30) 및 로컬통신부(40)에 전원을 공급하는 것으로 충전 또는 교체 가능한 건전지나, 충전 또는 교체 가능한 코인셀 배터리로 구성될 수 있다.
처리부(30), 로컬통신부(40), 배터리부(50)는 별도의 케이스(17) 내부에 내장되며, 케이스(17)는 밑창부(11)에 마련된 설치공간(11A)에 삽입 설치된다.
스마트단말기(100)는 로컬통신부(40)에서 송출되는 무선신호를 수신하고, 수신된 압력감지신호를 기반으로 착용자의 기립 또는 보행시 족압분포 정보를 생성한다.
스마트단말기(100)는 압력감지신호들을 종합 및 분석하여 착용자의 족압크기, 족압분포, 족적 순서 등의 정보를 산출할 수 있다. 또한, 스마트단말기(100)는 생성된 족압분포의 정상여부를 판정할 수 있다. 스마트단말기(100)에는 미리 저장된 표준족압분포 정보가 저장되어 있으며, 생성된 착용자의 족압분포 정보를 표준족압분포 정보와 비교하여 정상여부를 판정한다.
또한, 스마트단말기(100)는 착용자 자신의 족압분포 정보와, 족압분포 정보의 정상여부를 디스플레이에 표시하여 착용자가 자신의 상태를 확인할 수 있도록 한다.
착용자는 스마트단말기(100)를 통해 자신의 족압분포 정보 및 족압분포의 정상여부를 확인하고, 족압분포가 비정상인 것으로 판정된 경우 자신의 족압분포가 정상적인 족압분포 범위에 해당하도록 착용자 스스로 걸음걸이나 보행 자세를 변경 및 교정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치(1)는 압력감지센서(25)로서 압력이 가해질 시 전기에너지를 생성하는 압전소자를 적용하고, 조도감지센서(60)와, 발광부(70)를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 압접소자에서 생산된 전기에너지는 배터리부(50)에 저장되었다가 필요시 공급될 수 있다.
조도감지센서(60)는 신발본체(10)에 구비되어 주변의 조도를 검출하고, 검출된 조도정보를 처리부(30)에 실시간 전송한다.
배터리부(50)는 신발본체(10)에 설치되며, 압전소자에서 생성된 전기에너지를 저장 및 방전한다.
발광부(70)는 신발본체(10)의 밑창부(11)를 따라 일정 간격 이격되며, 야간 보행시 신발본체(10) 주변을 밝혀 시야를 확보할 수 있는 광량을 갖는 것을 적용한다. 발광부(70)는 LED램프를 적용할 수 있다. 발광부(70)는 배터리부(50)에 저장된 전기에너지를 공급받아 발광된다.
그리고, 처리부(30)는 조도감지센서(60)에서 검출된 조도정보가 설정된 기준조도값을 초과하면 발광부(70)를 오프시키고, 설정된 기준조도값 이하이면 발광부(70)를 온시킬 수 있다. 따라서, 어두운 야간에 시야 확보가 용이하다.
한편, 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치(1)는 기울기감지센서(80)를 더 구비할 수 있다.
기울기감지센서(80)는 신발본체(10) 더욱 상세하게는 밑창부(11) 내부에 설치되어 신발본체(10) 및 밑창부(11)의 기울기를 실시간 검출한다.
기울기감지센서(80)는 밑창부(11)의 바닥이 지면에 맞닿은 상태일 때를 기준으로 밑창부(11)가 지면으로부터 이격되어 신발본체(10)가 뒤집힌 상태 또는 밑창부(11)의 측면이 지면에 닿아 넘어진 상태 등의 밑창부(11)의 기울기를 실시간 검출한다.
그리고, 처리부(30)는 기울기감지센서(80)에서 검출된 기울기정보가 설정된 기준기울기범위(일 예로, 0°~80°)를 벗어난 상태로 설정된 기준시간이상(일 예로, 1분) 지속되는 경우 이벤트신호를 생성한다. 그리고, 생성된 이벤트신호를 로컬통신부(40)를 통해 스마트단말기(100)에 무선 송출한다.
그리고, 스마트단말기(100)는 이벤트신호를 수신할 시, 구조대 또는 안심콜센터 또는 유관기관으로 응급상황발생신호와 함게 스마트단말기(100)의 현재 위치정보를 자동으로 무선 송출한다. 스마트단말기(100)에는 지피에스모듈이 탑재되어 스마트단말기(100)의 현재 위치정보를 실시간 획득 가능하다.
본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 신발의 기울기를 실시간 측정하고, 기울기정보를 토대로 착용자의 응급상황여부를 판단 및 판단 결과에 따른 신속한 후속 조치가 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 스마트 보행 밸런스 교정장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 신발본체
11 : 밑창부
12 : 안창부
13 : 갑피부
20 : 센서패드
21 : 패드부
25 : 압력감지센서
30 : 처리부
40 : 로컬통신부
50 : 배터리부
60 : 조도감지센서
70 : 발광부
80 : 기울기감지센서
100 : 스마트단말기

Claims (3)

  1. 밑창부와, 상기 밑창부 위에 놓이는 안창부와, 상기 밑창부에 결합되어 착용자의 발을 감싸 보호하는 갑피부를 포함하는 신발본체와;
    상기 신발본체와 상기 안창부 사이에 개재되는 패드부와;
    상기 안창부를 향하는 상기 패드부의 상면에 복수가 상호 이격되게 배치되어 압력을 감지하는 압력감지센서와;
    상기 압력감지센서로부터 압력감지신호를 수신하는 처리부와;
    상기 처리부에 수신된 압력감지신호를 외부로 무선 송출하는 로컬통신부와;
    상기 로컬통신부에서 송출되는 무선신호를 수신하고, 수신된 압력감지신호를 기반으로 착용자의 기립 또는 보행시 족압분포정보를 생성하며, 생성된 상기 족압분포정보의 정상여부를 판정하고, 상기 족압분포정보를 표시하는 스마트단말기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 보행 밸런스 교정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력센서는 압력이 가해질 시 전기에너지를 생성하는 압전소자이고,
    상기 압전소자에서 생성된 전기에너지를 저장하도록 상기 신발본체에 설치되는 배터리부와;
    상기 신발본체에 구비되어 조도를 검출하는 조도감지센서와;
    상기 배터리부에 저장된 전기에너지를 공급받아 발광하도록 상기 신발본체에 설치되는 발광부;를 더 구비하고,
    상기 처리부는 상기 조도감지센서에서 검출된 조도정보에 따라 상기 발광부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 보행 밸런스 교정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신발본체에 설치되어 상기 신발본체의 기울기를 검출하는 기울기감지센서;를 더 구비하고,
    상기 처리부는 상기 기울기감지센서에서 검출된 기울기정보가 설정된 기준기울기범위를 벗어난 상태로 설정된 기준시간이상 지속되는 경우 이벤트신호를 생성하고, 상기 이벤트신호를 상기 로컬통신부를 통해 상기 스마트단말기에 무선 송출하며,
    상기 스마트단말기는 상기 이벤트신호를 수신할 시, 유관기관으로 응급상황발생신호 및 위치정보를 자동으로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 스마트 보행 밸런스 교정장치.
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