KR20240109454A

KR20240109454A - Smart insole

Info

Publication number: KR20240109454A
Application number: KR1020230001260A
Authority: KR
Inventors: 최상일; 유경환
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Filing date: 2023-01-04
Publication date: 2024-07-11

Abstract

사용자의 보행 동작으로 가해지는 압력의 크기를 측정하여 보행 패턴 분석을 수행하는 스마트 인솔이 제공된다. 상기 보행 패턴 분석이 가능한 스마트 인솔은, 하부면에 수용 홈이 형성된 베이스 패드; 상기 베이스 패드의 상부에 구비되고, 복수의 전극 셀을 포함하는 메인 기판; 상기 메인 기판의 상부에 부착되고, 전기적인 저항을 갖는 저항 필름; 상기 저항 필름의 상부에 배치되는 인솔 패드; 및 상기 메인 기판과 전기적으로 연결되는 보조 기판;을 포함하고, 상기 보조 기판은, 상기 베이스 패드의 상기 수용 홈에 실장되고, 상기 메인 기판과 상기 저항 필름이 접촉되어 변화하는 저항 값을 출력한다.A smart insole is provided that performs walking pattern analysis by measuring the amount of pressure applied by the user's walking movements. The smart insole capable of analyzing walking patterns includes a base pad with a receiving groove formed on the lower surface; a main substrate provided on the base pad and including a plurality of electrode cells; a resistance film attached to the top of the main board and having electrical resistance; an insole pad disposed on top of the resistance film; and an auxiliary board electrically connected to the main board, wherein the auxiliary board is mounted in the receiving groove of the base pad and outputs a changing resistance value when the main board and the resistance film come into contact.

Description

Smart insole

본 발명은 스마트 인솔에 관한 것으로, 특히, 사용자가 가하는 압력을 측정하여 보행 패턴의 분석을 수행할 수 있도록 신발 내부에 구비될 수 있는 스마트 인솔에 관한 것이다.The present invention relates to a smart insole, and in particular, to a smart insole that can be installed inside a shoe to analyze the walking pattern by measuring the pressure applied by the user.

보행 패턴은 사람의 신체 활동에 대한 많은 정보를 담고 있어 보행 패턴의 분석은 헬스케어, 스포츠 분석, 행동 분석 등의 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있다. 또한, 동일한 종류의 정상적인 보행에서도 개인에 따라 각각 다른 특성을 나타내기 때문에 보행패턴은 얼굴 인식, 지문 인식 등과 같은 생체 인식 용도로도 사용될 수 있다.Gait patterns contain a lot of information about a person's physical activity, so analysis of gait patterns can be used in various application fields such as healthcare, sports analysis, and behavior analysis. In addition, because the same type of normal walking shows different characteristics depending on the individual, walking patterns can also be used for biometric purposes such as face recognition and fingerprint recognition.

그동안 생체인식을 위한 보행의 분석들은 주로 비디오 시퀀스로부터의 모션 분석에 의해 이루어져 왔다. 그러나 이러한 방법들은 보행자가 카메라 앞에 홀로 노출되어야 하고 다수의 사람들이 카메라의 각도에 따라 정확도가 달라질 수 있기 때문에 다양한 환경에서 사용자를 인식하기 위한 용도로 사용하기에는 여러 제약이 존재한다.So far, gait analysis for biometrics has been mainly done through motion analysis from video sequences. However, these methods have several limitations when used for user recognition in various environments because the pedestrian must be exposed alone in front of the camera and the accuracy of multiple people may vary depending on the angle of the camera.

또한, 최근에는 인체의 보행 운동 자체가 특정 인물의 고유 생체적 특징 중 하나로 주목되고 있다. 이와 관련하여 보행 운동에 의해 생기는 진동(음)에 대한 주파수 해석을 수행함으로써 생체적 특징을 추출하고, 해당 추출 결과에 기초하여 개인을 식별하는 개인 식별 장치 등이 제안되고 있다.Additionally, recently, the human body's walking movement itself has been attracting attention as one of the unique biological characteristics of a specific person. In this regard, a personal identification device has been proposed that extracts biological characteristics by performing frequency analysis of vibrations (sounds) generated by walking movements and identifies individuals based on the extraction results.

한국등록특허 제10-1848169호Korean Patent No. 10-1848169

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 사용자의 보행으로 인해 발바닥에 가해지는 압력의 크기를 측정하여 사용자의 보행 패턴의 분석을 수행할 수 있는 스마트 인솔을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, an embodiment of the present invention seeks to provide a smart insole that can analyze the user's walking pattern by measuring the amount of pressure applied to the sole of the foot due to the user's walking. do.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 스마트 인솔이 제공된다. 상기 스마트 인솔은, 하부면에 수용 홈이 형성된 베이스 패드; 상기 베이스 패드의 상부에 구비되고, 복수의 전극 셀을 포함하는 메인 기판; 상기 메인 기판의 상부에 부착되고, 전기적인 저항을 갖는 저항 필름; 상기 저항 필름의 상부에 배치되는 인솔 패드; 및 상기 메인 기판과 전기적으로 연결되는 보조 기판;을 포함하고, 상기 보조 기판은, 상기 베이스 패드의 상기 수용 홈에 실장되고, 상기 메인 기판과 상기 저항 필름이 접촉되어 변화하는 저항 값을 출력한다.According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a smart insole is provided. The smart insole includes a base pad with a receiving groove formed on the lower surface; a main substrate provided on the base pad and including a plurality of electrode cells; a resistance film attached to the top of the main board and having electrical resistance; an insole pad disposed on top of the resistance film; and an auxiliary board electrically connected to the main board, wherein the auxiliary board is mounted in the receiving groove of the base pad and outputs a changing resistance value when the main board and the resistance film come into contact.

상기 복수의 전극 셀은, 상기 베이스 패드의 길이 방향으로 일정 간격 이격 배치되어 N개의 열(N은 2 이상의 정수)을 형성하고, 각 열 별로 적어도 두 개의 전극 셀이 서로 직렬 연결될 수 있다.The plurality of electrode cells are arranged at regular intervals in the length direction of the base pad to form N rows (N is an integer of 2 or more), and at least two electrode cells in each row may be connected in series.

상기 복수의 전극 셀 각각은, 양전극과 음전극이 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치되되, 나선형으로 형성될 수 있다.Each of the plurality of electrode cells may be formed in a spiral shape, with positive and negative electrodes disposed at regular intervals.

상기 메인 기판 및 상기 보조 기판 각각은, 플렉서블(flexible)한 소자로 형성될 수 있다.Each of the main substrate and the auxiliary substrate may be formed of a flexible device.

상기 베이스 패드와 상기 메인 기판 사이에 구비되는 유동층;을 더 포함하고, 상기 유동층은, 일정 점도 범위를 갖는 유체로 형성되는 외피; 및 상기 외피의 내부를 복수의 영역으로 구분하도록 형성되는 격벽;을 포함하며, 상기 복수의 전극 셀 각각은 상기 격벽과 중첩하지 않되, 상기 복수의 영역 각각과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.It further includes a fluidized layer provided between the base pad and the main substrate, wherein the fluidized layer includes a shell formed of a fluid having a certain viscosity range; and a partition wall formed to divide the interior of the outer shell into a plurality of regions, wherein each of the plurality of electrode cells does not overlap the partition wall, but may be disposed at a position corresponding to each of the plurality of regions.

상기 격벽은, 상기 외피를 구성하는 상기 유체가 서로 인접한 상기 복수의 영역 사이를 이동할 수 있도록 내부에 적어도 하나의 관통 홀이 형성될 수 있다.The partition wall may have at least one through hole formed therein so that the fluid constituting the outer shell can move between the plurality of adjacent regions.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔은, 사용자의 보행으로 인해 발바닥에 가해지는 압력의 크기를 측정하여 사용자의 보행 패턴의 분석을 수행하기 위해 신발 안에 삽입될 수 있는 효과가 있다. The smart insole according to an embodiment of the present invention has the effect of being inserted into a shoe to analyze the user's walking pattern by measuring the amount of pressure applied to the sole of the foot due to the user's walking.

또, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔은, 사용자의 보행 패턴으로 인해 발바닥으로부터 가해지는 압력이 균일하지 않더라도 정상적으로 압력을 측정할 수 있는 효과가 있다.In addition, the smart insole according to an embodiment of the present invention has the effect of being able to measure pressure normally even if the pressure applied from the sole of the foot is not uniform due to the user's walking pattern.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 인솔의 (a) 단면 전개도 및 (b) 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 기판이 베이스 패드의 상부에 부착된 형태를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층의 내부 구조 중 일부를 나타낸 도이다.Figure 1 is (a) a cross-sectional development view and (b) a cross-sectional view of a smart insole according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a flexible substrate attached to the top of a base pad according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing part of the internal structure of a fluidized bed according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 인솔의 (a) 단면 전개도 및 (b) 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 기판이 베이스 패드의 상부에 부착된 형태를 나타낸 도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층의 내부 구조 중 일부를 나타낸 도이다.Figure 1 is (a) a cross-sectional development view and (b) a cross-sectional view of a smart insole according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a diagram showing the flexible substrate attached to the top of the base pad according to an embodiment of the present invention. , and Figure 3 is a diagram showing part of the internal structure of a fluidized bed according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔(이하, 설명의 편의상 스마트 인솔이라 함)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a smart insole (hereinafter referred to as a smart insole for convenience of explanation) according to an embodiment of the present invention will be described in detail using FIGS. 1 to 3.

본 발명의 스마트 인솔(1)은 사용자가 신발을 신고 보행 동작을 수행할 때, 사용자의 보행 시 신발 내부에 구비되는 인솔에 가해지는 압력을 측정하고, 이를 이용하여 사용자의 보행 패턴을 분석할 수 있도록 보행과 관련된 정보를 획득하도록 형성될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 인솔(1)은 도 1에 도시되는 바와 같이 베이스 패드(11), 플렉서블 기판(13), 저항 필름(15) 및 인솔 패드(17)를 포함하도록 형성된다.The smart insole (1) of the present invention measures the pressure applied to the insole provided inside the shoe when the user wears shoes and performs a walking motion, and can use this to analyze the user's walking pattern. It can be configured to obtain information related to walking. To this end, the smart insole 1 according to an embodiment of the present invention is formed to include a base pad 11, a flexible substrate 13, a resistance film 15, and an insole pad 17, as shown in FIG. do.

베이스 패드(11)는 신발 안에 삽입 가능한 인솔의 형태로 형성되어 배치된다. 베이스 패드(11)는 상술한 플렉서블 기판(13), 저항 필름(15) 및 인솔 패드(17)가 결합되기 위한 기초 역할을 하기 위해 구비될 수 있다. 이때, 도 1a를 참고하면, 본 발명의 베이스 패드(11)는 하부 일 부분에 후술되는 보조 기판(133)이 삽입될 수 있도록 하부면에 보조 기판 수용 홈(111)이 형성될 수 있으며, 후술되는 메인 기판(131)이 삽입될 수 있도록 상부면이 절개되어 메인 기판 수용 홈(113)이 형성될 수 있다. The base pad 11 is formed and disposed in the form of an insole that can be inserted into a shoe. The base pad 11 may be provided to serve as a foundation for combining the above-described flexible substrate 13, resistance film 15, and insole pad 17. At this time, referring to FIG. 1A, the base pad 11 of the present invention may have an auxiliary substrate receiving groove 111 formed on the lower surface so that an auxiliary substrate 133, which will be described later, can be inserted into the lower portion, which will be described later. The upper surface may be cut to form a main substrate receiving groove 113 so that the main substrate 131 can be inserted.

도 1에서는 설명의 편의상 베이스 패드(11)의 형태가 상부 및 하부가 절개되는 형태로 형성되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 베이스 패드(11)가 탄성력을 가지는 재질로 형성되어 특별한 하부 기판 수용홈(111) 또는 메인 기판 수용홈(113)이 존재하지 않고 탄성력을 통해 보조 기판(133) 및 메인 기판(131)이 베이스 패드(11)에 일부 실장되는 형태로 형성될 수도 있다.In FIG. 1, for convenience of explanation, the shape of the base pad 11 is described as having the upper and lower parts cut out. However, in another embodiment of the present invention, the base pad 11 is formed of a material with elastic force and has a special lower part. The substrate receiving groove 111 or the main substrate receiving groove 113 may not exist and the auxiliary substrate 133 and the main substrate 131 may be partially mounted on the base pad 11 through elastic force.

또, 다른 실시예에서 베이스 패드(11)는 메인 기판(131)이 실장되는 메인 기판 수용 홈(113)이 구비되지 않고, 메인 기판(131)이 베이스 패드(11)의 상부에 부착되는 형태로 형성될 수도 있다.In addition, in another embodiment, the base pad 11 is not provided with a main board receiving groove 113 on which the main board 131 is mounted, and the main board 131 is attached to the upper part of the base pad 11. may be formed.

플렉서블 기판(13)은 베이스 패드(11)의 상부 및 하부에 실장되어 사용자의 보행 동작을 통해 발생하는 압력의 크기를 측정할 수 있도록 형성된다. 플렉서블 기판(13)은 도 2에 도시되는 바와 같이 복수개의 전극 셀(13a)이 기판에 구비되도록 형성될 수 있다.The flexible substrate 13 is mounted on the top and bottom of the base pad 11 to measure the amount of pressure generated through the user's walking motion. The flexible substrate 13 may be formed so that a plurality of electrode cells 13a are provided on the substrate, as shown in FIG. 2 .

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 기판(13)은 상술한 메인 기판(131)과 보조 기판(133)으로 구분될 수 있다. 메인 기판(131)에는 복수개의 전극 셀(13a)이 구비되어 사용자의 보행을 통해 발생하는 압력을 측정할 수 있으며, 보조 기판(133)은 측정된 값들을 획득하여 사용자 단말기 또는 외부 서버로 측정된 값들을 전송할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the flexible substrate 13 according to an embodiment of the present invention may be divided into the main substrate 131 and the auxiliary substrate 133 described above. The main board 131 is equipped with a plurality of electrode cells 13a to measure the pressure generated through the user's walking, and the auxiliary board 133 obtains the measured values and sends them to the user terminal or an external server. Values can be transmitted.

메인 기판(131)은 상술한 바와 같이 베이스 패드(11)의 상부에 구비되고, 배이스 패드(11)에 구비되는 메인 기판 수용 홈(113) 내부에 일부 내포되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 메인 기판(131)은 메인 기판(131)에 구비되는 복수의 전극 셀(13a)이 사용자의 발바닥과 접할 수 있도록 구비된다.As described above, the main substrate 131 is provided on the base pad 11 and may be formed to be partially contained within the main substrate receiving groove 113 provided in the base pad 11. Through this, the main board 131 is provided so that the plurality of electrode cells 13a provided on the main board 131 can be in contact with the sole of the user's foot.

보조 기판(133)은 메인 기판(131)의 일 측에 구비되며, 복수의 전극 셀(13a)과 전기적으로 연결되도록 형성되고, 측정된 값을 외부로 전송할 수 있도록 통신부가 구비되고, 전원 공급을 위한 전원부를 더 포함할 수 있다. 나아가, 보조 기판(133)은 메인 기판(131)으로부터 획득되는 측정 값을 처리하기 위한 제어부를 더 구비할 수도 있다. 제어부는, 복수의 전극 셀(13a)과 연결되는 회로를 이용하여 각 전극 셀(13a)에 고유 순서 인덱스를 부여할 수 있다. 또, 제어부는 메인 기판(131)으로부터 획득되는 측정된 값을 고유 순서 인덱스를 기준으로 배열하고, 이를 분석하여 어느 위치에서 어떤 값이 측정되었는지를 확인함으로써 사용자의 보행 패턴을 분석하도록 형성될 수 있다. 또, 보조 기판(133)은 도 1a에 도시된 바와 같이 메인 기판(131)과의 연결부가 접힘으로써 베이스 패드(11)의 하부에 구비되는 보조 기판 수용 홈(111)에 삽입되어 고정되도록 형성될 수 있다.The auxiliary board 133 is provided on one side of the main board 131, is formed to be electrically connected to a plurality of electrode cells 13a, is provided with a communication unit to transmit the measured value to the outside, and supplies power. It may further include a power supply unit. Furthermore, the auxiliary board 133 may further include a control unit for processing measurement values obtained from the main board 131. The control unit may assign a unique order index to each electrode cell 13a using a circuit connected to the plurality of electrode cells 13a. In addition, the control unit may be configured to analyze the user's walking pattern by arranging the measured values obtained from the main board 131 based on a unique order index and analyzing them to determine which value was measured at which location. . In addition, as shown in FIG. 1A, the auxiliary substrate 133 is formed to be inserted and fixed into the auxiliary substrate receiving groove 111 provided at the lower part of the base pad 11 by folding the connection portion with the main substrate 131. You can.

메인 기판(131)과 보조 기판(133)의 연결부는 플렉서블 기판(13)의 일부이며, 따라서 플렉서블한 재질로 형성된다. 이러한 연결부는 본 발명의 스마트 인솔(1)이 신발 안에 삽입 될 때 삽입을 방해하지 않기 위해 도 1의 베이스 패드(11)에 접촉하도록 접힐 수도 있다. 보다 바람직하게는 본 발명의 연결부는 베이스 패드(11)의 측면에 구비되는 연결부 실장홈에 삽입되도록 형성될 수 있으며, 상부로 접히는 경우에는 인솔 패드(17)의 측면에 구비되는 연결부 실장홈에 연결부가 삽입되어 스마트 인솔(1)의 신발 내부로의 삽입이 자연스럽게 수행되도록 할 수도 있다.The connection portion between the main board 131 and the auxiliary board 133 is a part of the flexible board 13 and is therefore made of a flexible material. This connection portion may be folded to contact the base pad 11 of FIG. 1 so as not to interfere with insertion of the smart insole 1 of the present invention when inserted into a shoe. More preferably, the connection part of the present invention may be formed to be inserted into the connection mounting groove provided on the side of the base pad 11, and when folded upward, the connection portion may be inserted into the connection mounting groove provided on the side of the insole pad 17. may be inserted so that insertion of the smart insole 1 into the shoe can be performed naturally.

한편, 메인 기판(131)에 구비되는 복수의 전극 셀(13a)은 스마트 인솔(1)의 크기에 따라 기 설정된 개수가 메인 기판(131)에 포함될 수 있다. 이는, 스마트 인솔(1)이 사용자의 발 크기에 따라 서로 다른 크기로 제작되기 때문이다. 기 설정된 개수의 전극 셀은 N개(여기서, N은 1보다 큰 정수)의 열을 형성하도록 배열될 수 있으며, 각 열 별로 적어도 두 개의 전극 셀이 구비되도록 형성될 수 있다. 이를 통해 본 발명의 스마트 인솔(1)은 사용자의 보행 동작을 통해 획득되는 압력의 크기를 사용자 발바닥의 위치에 따라 획득하도록 하여 추후 사용자의 보행 패턴을 분석할 수 있도록 형성될 수 있다.Meanwhile, a preset number of the plurality of electrode cells 13a provided on the main board 131 may be included in the main board 131 depending on the size of the smart insole 1. This is because the smart insole 1 is manufactured in different sizes depending on the size of the user's feet. A preset number of electrode cells may be arranged to form N rows (where N is an integer greater than 1), and each row may be formed with at least two electrode cells. Through this, the smart insole 1 of the present invention can be formed to obtain the amount of pressure obtained through the user's walking motion according to the position of the sole of the user's foot, so that the user's walking pattern can be analyzed later.

또, 전극 셀(13a)은 두 개의 전극선이 서로 기 설정된 거리를 유지하며 나선형으로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 셀(13a)은 두 개의 전극 선으로 형성될 수 있으며 각 전극 선은 특정 위치를 중심점으로 하고 그 중심점을 향하는 나선 형태로 형성될 수 있다. 이때, 전극 선은 서로 접촉하는 경우 전극 셀(13a)의 역할을 수행하기 어렵기 때문에 기 설정된 거리를 서로 유지하도록 형성될 수 있다.Additionally, the electrode cell 13a may be formed in a spiral shape with two electrode lines maintaining a preset distance from each other. As shown in FIG. 2, the electrode cell 13a according to an embodiment of the present invention may be formed of two electrode lines, and each electrode line may be formed in a spiral shape with a specific position as the center point and heading toward the center point. there is. At this time, since it is difficult for the electrode lines to perform the role of the electrode cell 13a when they contact each other, they may be formed to maintain a preset distance from each other.

전극 선은 양극선과 음극선으로 표현될 수 있다. 양극선과 음극선은 상술한 바와 같이 서로 접촉하는 경우 전극 셀(13a)의 역할을 수행하기 어려우며, 이를 위해 양극선과 음극선은 기 설정된 거리를 유지하며 이격되도록 형성될 수 있다.Electrode lines can be expressed as anode lines and cathode lines. When the anode line and the cathode line are in contact with each other as described above, it is difficult to perform the role of the electrode cell 13a. To this end, the anode line and the cathode line may be formed to be spaced apart while maintaining a preset distance.

압력의 크기를 획득하고 사용자의 보행 패턴을 분석하기 위해 본 발명의 메인 기판(131)에 구비되는 복수의 전극 셀(13a)은 그 위치에 따라 순서가 결정되고, 그 순서를 측정된 압력의 크기에 포함시키도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 복수의 전극 셀(13a)은 N개의 열을 형성하며, 각 열에도 복수의 전극 셀(13a)이 구비된다. 따라서, 각 전극 셀(13a)은 열번호 및 행번호가 포함될 수 있으며, 전극 셀(13a)에 압력이 가해지면, 각 전극 셀(13a)에 부여된 고유 순서 인덱스인 열번호 및 행번호를 포함하는 압력 크기 값을 생성하고, 해당 값을 보조 기판(133)으로 전달하도록 형성될 수 있다.In order to obtain the magnitude of pressure and analyze the user's walking pattern, the order of the plurality of electrode cells 13a provided on the main board 131 of the present invention is determined according to their positions, and the order is determined by the magnitude of the measured pressure. It can be formed to be included in . In one embodiment of the present invention, the plurality of electrode cells 13a form N rows, and each row also includes a plurality of electrode cells 13a. Therefore, each electrode cell 13a may include a column number and a row number, and when pressure is applied to the electrode cell 13a, the column number and row number, which are unique order indexes assigned to each electrode cell 13a, may be included. It may be configured to generate a pressure magnitude value and transmit that value to the auxiliary substrate 133.

본 발명의 스마트 인솔(1)을 구성하는 저항 필름(15)은 플렉서블 기판(13), 보다 상세하게는 메인 기판(131)의 상부에 부착되도록 형성된다. 메인 기판(131)의 상부에 부착되는 저항 필름(15)은 사용자가 보행 동작을 통해 압력을 가하면, 메인 기판(131)에 구비되는 복수의 전극 셀(13a)과 접촉하여 전극 셀(13a)의 저항 값을 변경시키고, 이를 이용하여 전극 셀(13a)에서 압력의 크기를 측정할 수 있도록 형성된다. The resistance film 15 constituting the smart insole 1 of the present invention is formed to be attached to the upper part of the flexible substrate 13, more specifically, the main substrate 131. When the user applies pressure through a walking motion, the resistance film 15 attached to the top of the main board 131 contacts the plurality of electrode cells 13a provided on the main board 131 and causes the electrode cells 13a to It is formed so that the resistance value can be changed and the magnitude of pressure in the electrode cell 13a can be measured using this.

하나의 실시예로 설명하면, 전극 셀(13a)은 양극선과 음극선으로 구성된다. 이때, 저항 필름(15)에 압력이 작용하여 저항 필름(15)의 일부가 양극선과 음극선 사이에 접촉하게 되면, 저항 필름(15)을 통해 양극선에서 음극선으로 전류가 흐르게 된다. 전류의 흐름이 발생하면, 보조 기판(133)의 제어부에서는 저항 필름(15)으로부터 가해지는 저항 값의 변화를 이용하여 압력값을 산출할 수 있다.In one embodiment, the electrode cell 13a is composed of an anode line and a cathode line. At this time, when pressure is applied to the resistance film 15 and a part of the resistance film 15 comes into contact between the anode line and the cathode line, current flows from the anode line to the cathode line through the resistance film 15. When a current flow occurs, the control unit of the auxiliary substrate 133 can calculate the pressure value using the change in resistance value applied from the resistance film 15.

마지막으로, 인솔 패드(17)는 저항 필름(15)의 상부에 부착될 수 있다. 여기서 인솔 패드(17)는 도 1에 도시된 바와 같이 저항 필름(15) 및 메인 기판(131)을 보호하기 위해 하부면이 절개되거나 일정 높이의 천공이 형성되어 저항 필름(15) 및 메인 기판(131)이 삽입되도록 형성될 수 있다. 또, 인솔 패드(17)의 절개 또는 천공이 형성되지 않은 하부면에는 접착부재(도면 미도시)가 베이스 패드(11)의 상부면과 접착되어 내부에 구비되는 메인 기판(131) 및 저항 필름(15)을 보호하도록 형성될 수 있다.Finally, the insole pad 17 may be attached to the top of the resistance film 15. Here, as shown in FIG. 1, the insole pad 17 has its lower surface cut or a perforation of a certain height is formed to protect the resistance film 15 and the main board 131, thereby protecting the resistance film 15 and the main board 131 ( 131) may be formed to be inserted. In addition, on the lower surface of the insole pad 17 where no cuts or perforations are formed, an adhesive member (not shown) is adhered to the upper surface of the base pad 11 to form a main board 131 and a resistance film ( 15) can be formed to protect.

또, 다른 실시예에서, 인솔 패드(17)는 상술된 보조 기판(133)이 베이스 패드(11)에 삽입되지 않는 경우, 보조 기판(133)이 삽입될 수 있는 홈을 포함하여 형성될 수도 있다.Additionally, in another embodiment, the insole pad 17 may be formed to include a groove into which the auxiliary substrate 133 can be inserted if the above-described auxiliary substrate 133 is not inserted into the base pad 11. .

본 발명의 다른 실시예에서 저항 필름(15)과 인솔 패드(17) 사이에는 절연 부재(도면 미도시)가 더 구비될 수도 있다. 본 발명에서 절연 부재는 사용자와 저항 필름(15) 사이에서 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해 구비될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 인체에는 항상 미세 전류가 흐르고 있으며, 이러한 미세 전류가 저항 필름(15)을 통해 전극 셀(13a)로 전달되는 경우 정확한 측정을 획득하지 못하는 문제점이 발생할 여지가 존재한다.In another embodiment of the present invention, an insulating member (not shown) may be further provided between the resistance film 15 and the insole pad 17. In the present invention, an insulating member may be provided to prevent current from flowing between the user and the resistance film 15. To explain in more detail, a micro-current always flows in the human body, and when this micro-current is transmitted to the electrode cell 13a through the resistance film 15, there is a possibility that a problem of not obtaining accurate measurement may occur.

따라서, 이를 방지하기 위해 본 발명의 다른 실시예에서는 절연 부재가 상술한 바와 같이 저항 필름(15)과 인솔 패드(17) 사이에 구비될 수 있다. Therefore, in order to prevent this, in another embodiment of the present invention, an insulating member may be provided between the resistance film 15 and the insole pad 17 as described above.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 유동층(41)이 더 구비될 수 있다. 복수의 전극 셀(13a)은 상술한 바와 같이 행/열을 맞추어 규칙적으로 배열될 수 있으며, 이러한 구조로 인해 유동층(41)을 이용하여 압력 측정을 보다 정확하게 측정할 수 있다.Meanwhile, in another embodiment of the present invention, a fluidized bed 41 may be further provided as shown in FIG. 3. The plurality of electrode cells 13a can be arranged regularly in rows/columns as described above, and due to this structure, pressure can be measured more accurately using the fluidized bed 41.

유동층(41)은 사용자의 발바닥 형태나 보행 패턴의 특이성으로 인해 발생할 수 있는 가압차를 보정해주기 위해 구비될 수 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이 유동층(41)은 기 설정된 점도 범위를 가지는 유체(415)를 내부에 구비하도록 형성되는 외피(411)와 외피의 내부를 복수의 영역으로 구분하도록 형성되는 격벽(413)을 포함하여 형성될 수 있다.The fluid layer 41 may be provided to correct pressure differences that may occur due to the unique shape of the user's sole or gait pattern. As shown in FIG. 3A, the fluidized layer 41 includes a shell 411 formed to have a fluid 415 having a preset viscosity range inside, and a partition wall 413 formed to divide the inside of the shell into a plurality of regions. It can be formed including.

격벽(413)을 통해 구분되는 복수의 영역에는 유체(415)가 구비되며, 유체(415)는 격벽(413)에 형성되는 복수의 홀인 관통홀(413a)을 통해 각 영역 사이를 자유롭게 이동할 수 있다. 관통홀(413a)은 각 영역을 연결해주도록 형성되며, 두 영역을 분리하는 각 격벽(413)에는 적어도 한 개의 관통홀(413a)이 형성될 수 있다.A fluid 415 is provided in a plurality of areas divided by the partition 413, and the fluid 415 can freely move between each area through a plurality of holes 413a formed in the partition wall 413. . The through hole 413a is formed to connect each region, and at least one through hole 413a may be formed in each partition 413 separating the two regions.

상술한 유동층(41)이 베이스 패드(11)와 플렉서블 기판(13) 사이에 부착되는 경우, 유동층(41) 내부의 유체(415)를 이용하면 불균일하게 가해지는 압력을 플렉서블 기판(13)에서 측정할 수 있는 효과가 존재한다.When the above-mentioned fluid layer 41 is attached between the base pad 11 and the flexible substrate 13, the pressure applied unevenly is measured on the flexible substrate 13 by using the fluid 415 inside the fluid layer 41. There are effects that can be achieved.

플렉서블 기판(13)은 상술한 메인 기판(131)일 수 있으며, 메인 기판(131)에 구비된 복수의 전극 셀(13a)은 유동층(41)의 각 영역에 1개씩 배치될 수 있다. 복수의 전극 셀(13a)은 격벽과 중첩하지 않게 복수의 영역 각각과 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 이를 위해 유동층(41)은 메인 기판의 복수의 전극 셀(13a) 사이에 격벽(413)이 구비되도록 형성될 수 있다. The flexible substrate 13 may be the main substrate 131 described above, and a plurality of electrode cells 13a provided on the main substrate 131 may be disposed one at a time in each region of the fluidized layer 41. The plurality of electrode cells 13a may be disposed at positions corresponding to each of the plurality of regions without overlapping with the partition wall. To this end, the fluidized layer 41 may be formed such that partition walls 413 are provided between the plurality of electrode cells 13a of the main substrate.

플렉서블 기판(13)과 베이스 패드(11) 사이에 유동층(41)이 구비되는 경우, 유동층(41)은 사용자가 지면에 가하는 압력에 대한 보정을 유체의 이동을 통해 수행할 수 있다. When the fluidized layer 41 is provided between the flexible substrate 13 and the base pad 11, the fluidized layer 41 can correct the pressure applied by the user to the ground through the movement of fluid.

도 3b는 유동층(41)의 단면도로, 압력이 가해질 때 유체(415)가 이동하는 예시를 나타낸 도이다. 사용자의 발바닥 형태의 특이성에 의해 A 및 C 영역에서는 전극 셀과와 발바닥이 접촉할 수 있지만, B 영역에서는 접촉하지 않을 수 있다. 이로 인해 A 및 C 영역에 접하는 전극 셀에서는 압력이 측정되지만, B 영역에 접하는 전극 셀에서는 압력이 측정되기 어렵고, 따라서 보행 패턴의 분석을 위한 데이터를 획득하기 어렵다는 문제가 발생할 수 있다.Figure 3b is a cross-sectional view of the fluidized bed 41, showing an example of fluid 415 moving when pressure is applied. Depending on the unique shape of the user's sole, the electrode cell and the sole may contact in areas A and C, but may not contact the sole in area B. As a result, pressure is measured in electrode cells in contact with areas A and C, but it is difficult to measure pressure in electrode cells in contact with area B, which may cause a problem in that it is difficult to obtain data for analysis of walking patterns.

도 3c의 예시를 참고하면, 사용자가 발바닥에 힘을 가하게 되면 유동층(41) 내부의 유체(415)는 B 영역으로 이동하게 된다. 유체(415)가 격벽(413)을 통과하여 B 영역으로 이동하게 되면, 유입된 유체(415)에 의해 B 영역의 높이가 증가하게 되고, 따라서 발바닥과 B 영역에 접하는 전극 셀이 서로 접하도록 형성될 수 있다. 상술한 유동층(41)의 존재로 인하여 본 발명의 스마트 인솔(1)은, 사용자의 발바닥의 형태와 관련 없이 발바닥을 통해 가해지는 압력을 메인 기판 전체에서 측정이 가능한 효과를 가질 수 있다.Referring to the example of FIG. 3C, when the user applies force to the sole of the foot, the fluid 415 inside the fluidized layer 41 moves to area B. When the fluid 415 passes through the partition 413 and moves to area B, the height of area B increases due to the inflow of the fluid 415, and thus the electrode cells in contact with the sole and area B are formed to contact each other. It can be. Due to the presence of the above-described fluid layer 41, the smart insole 1 of the present invention can have the effect of being able to measure the pressure applied through the sole of the user's foot across the entire main board regardless of the shape of the user's sole.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same spirit. , other embodiments can be easily proposed by change, deletion, addition, etc., but this will also be said to be within the scope of the present invention.

1: 스마트 인솔
11: 베이스 패 드 13: 플렉서블 기판
13a: 전극 셀 15: 저항 필름
17: 인솔 패드 41: 유동층
111 : 보조 기판 수용 홈 113: 메인 기판 수용 홈
131: 메인 기판 133: 보조 기판
411: 외피 413: 격벽
413a: 관통홀 415: 유체1: Smart insole
11: Base pad 13: Flexible board
13a: electrode cell 15: resistance film
17: Insole pad 41: Fluid layer
111: Auxiliary board receiving groove 113: Main board receiving groove
131: main board 133: auxiliary board
411: outer shell 413: bulkhead
413a: Through hole 415: Fluid

Claims

A base pad with a receiving groove formed on the lower surface;
a main substrate provided on the base pad and including a plurality of electrode cells;
a resistance film attached to the top of the main board and having electrical resistance;
an insole pad disposed on top of the resistance film; and
Includes an auxiliary board electrically connected to the main board,
The auxiliary substrate is,
Mounted in the receiving groove of the base pad,
A smart insole that outputs a changing resistance value when the main board and the resistance film come into contact.

According to clause 1,
The plurality of electrode cells are,
A smart insole in which the base pad is arranged at regular intervals in the longitudinal direction to form N rows (N is an integer of 2 or more), and at least two electrode cells in each row are connected in series.

According to clause 2,
Each of the plurality of electrode cells,
A smart insole in which the positive and negative electrodes are arranged at regular intervals and are formed in a spiral shape.

According to clause 1,
Each of the main substrate and the auxiliary substrate,
A smart insole made of flexible elements.

According to clause 1,
It further includes a fluid layer provided between the base pad and the main substrate,
The fluidized bed is,
A shell formed of a fluid having a certain viscosity range; and
It includes a partition formed to divide the interior of the outer shell into a plurality of areas,
A smart insole wherein each of the plurality of electrode cells does not overlap the partition wall, but is disposed at a position corresponding to each of the plurality of areas.

According to clause 5,
The bulkhead is,
A smart insole in which at least one through hole is formed inside so that the fluid constituting the shell can move between the plurality of adjacent regions.