KR101913104B1 - Pressure dispersed insole responds to the pressure of the human foot and manufacturing method for thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 신발의 내부에 삽입되는 인솔(insole)에 관한 것으로, 상세하게는, 3D 스캐너를 통해 고객의 발바닥을 정밀 스캔하여 고객의 족형에 맞도록 인솔의 외형을 설계하는 한편, 고객의 발바닥 압력 분포를 측정하여 압력 분포 편차를 분석한 후 분석된 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계(topology optimization)를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 내부에 형성되는 공기층의 충진 밀도를 조정하여 설계하고, 이를 토대로 3D CAD 파일을 생성하여 3D 프린터를 이용하여 간편하게 인솔을 제조함으로써 고객의 발 균형과 발 통증 부위에 대한 밀착도를 제공하는 인체 감응형 압력 분산 인솔 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an insole to be inserted into a shoe. More specifically, the present invention relates to an insole inserted into a shoe so as to precisely scan a sole of a customer through a 3D scanner to design an outline of the insole, The pressure distribution is analyzed by measuring the distribution, and the pressure density is adjusted by adjusting the filling density of the air layer formed inside the sole so that the pressure can be uniformly distributed on the sole using the topology optimization based on the analyzed pressure distribution deviation The present invention relates to a human-sensitive pressure-based dispersion insole and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a human-sensitive pressure-based dispersion insole and a method of manufacturing the same.
일반적으로, 신체의 발바닥에는 신체의 체중과 기타 하중을 떠받치고, 신체의 균형을 유지하면서 발바닥에 가해지는 충격을 흡수하는 역할을 하는 족궁(arch)이 존재한다. 족궁은 총 3개의 궁(내측족궁, 외측족궁 및 횡궁)이 발바닥에 분포하고 있고, 대략 9~12세에 성숙하는 것으로 알려져 있다. 그리고, 이러한 족궁은 하중을 받을 때에는 평평해졌다가 하중이 제거되면 원래 위치로 돌아가는 특성을 보인다. Generally, the sole of the body has arches that support the body weight and other loads, and absorb shocks applied to the sole while maintaining the balance of the body. All three arches (medulla, medulla, and medulla) are found on the soles and are known to mature at approximately 9 to 12 years of age. When the load is applied, it becomes flat, and when the load is removed, it returns to its original position.
족궁을 형성하는 골격들은 인대 및 근건으로 연결되어 있기 때문에 바르지 못한 걸음걸이는 족궁을 너무 높이거나 낮아지게 하는 등의 변화를 초래하고, 이러한 족궁의 변화는 인체 통증을 유발시켜 바르지 못한 자세의 걸음걸이를 유도하고 다시 족궁의 변화를 초래하여 악순환되고 있다. 이로 인해 평발, 까치발 변형과 족저근막염 등의 질환을 유발시켜 발 건강을 해치는 한편, 나아가서는 다리와 척추계에 관절염이나 디스크 등의 질병을 유발시켜 다리나 척추계의 건강을 악화시키는 원인이 되었다. Since the skeletons forming the cervical spine are connected by ligaments and muscles, unstable gait leads to changes such as making the cervical spine too high or low, and the change of the cervical spine causes human pain, And it leads to the change of the footbath and it is vicious circle. This causes foot diseases, such as flat feet, braces, and plantar fasciitis, and harms the health of the feet. In addition, it causes arthritis and disc diseases in the legs and spinal muscles, thereby deteriorating the health of the legs and vertebrae.
이에 따라, 최근에는 건강에 대한 욕구가 강해짐에 따라 건강한 발을 유지하기 위해 발을 편안하게 해주는 기능성 신발에 대한 수요가 증대되고 있다. 하지만 기능성 신발은 그 특유성으로 인해 비교적 고가이기 때문에 매우 제한적으로 사용될 수밖에 없을 뿐만 아니라 소비재로서 일정 기간마다 비용 부담이 발생하기 때문에 모든 신발에 통용할 수 있는 기능성 인솔(insole)에 대한 관심이 꾸준히 증가하고 있다. Accordingly, in recent years, as the desire for health has become stronger, there has been an increasing demand for a functional shoe that comforts the foot to maintain a healthy foot. However, since functional shoes are relatively expensive due to their specificity, they are inevitably used in a very limited manner. In addition, since the cost burden is incurred for a certain period of time as a consumer product, interest in functional insole have.
그러나, 종래에 개발된 기능성 인솔들은 고객의 발바닥 형태에 맞춘 고객 맞춤형 인솔로 제조되는 것이 아니라, 대부분 공장에서 획일적으로 규격화된 형태로 제조되고 있다. 더욱이, 고객 맞춤형 인솔로 제작되는 경우에도 고객의 족궁의 형태에 맞게 제조하거나, 혹은 족궁의 형태에 대응하여 높이 등이 조절가능하도록 제조하여 단순히 족궁을 지지하는 형태로 제조됨에 따라 사실상 그 효과는 미미한 실정이었다. However, conventionally developed functional insole is manufactured not in a customized insole adapted to the shape of the sole of a customer but in a uniformly standardized form in most factories. In addition, even if the customized insole is manufactured, it is manufactured in accordance with the shape of the footwear of the customer, or the footwear is manufactured so as to be adjustable in height according to the shape of the footwear, and simply manufactured to support the footwear, In fact.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 고객의 족형의 특징을 맞춤화하여 인솔의 외형을 설계하는 한편, 분석된 고객의 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계(topology optimization)를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포하도록 공기층의 충진 밀도를 조정하여 인솔을 설계하여 고객의 발 균형과 발 통증 부위에 최적화된 인체 감응형 압력 분산 인솔을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to design the outline of the insole by customizing the characteristic of the foot pattern of the customer, ) Is designed to adjust the filling density of the air layer so that the pressure is uniformly distributed on the sole of the foot so that the insole is designed so as to provide the human body sensitive pressure dispersion insole optimized for the foot balance and the foot area of the customer.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 내부에 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 서로 다른 지름을 갖는 원형 기공이 다행다열로 배치된 구조로 이루어진 공기층이 형성되고, 상기 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 상기 원형 기공의 밀도를 조정하여 상기 공기층의 밀도가 조정된 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔을 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided an air bag comprising: an air layer having a structure in which circular pores having diameters different from each other are arranged in a multi-row fashion in accordance with a pressure distribution deviation of the sole; Wherein the density of the air layer is adjusted by adjusting the density of the circular pores so that the pressure can be uniformly distributed to the soles of the foot.
바람직하게, 상기 공기층은 발바닥에서 가해지는 압력이 상대적으로 많이 작용하는 부분에서 공기층의 밀도를 높게 가져가고, 상대적으로 압력이 적게 작용하는 부분에서는 공기층의 밀도를 작게 가져가도록 설계되어 상기 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the air layer is designed to bring the density of the air layer to a high level at a portion where the pressure applied from the sole is relatively high, and to decrease the density of the air layer at the portion where the pressure is relatively low, And the pressure is uniformly distributed on the sole according to the deviation.
바람직하게, 상기 공기층은 상하로 다층으로 형성되고, 상기 공기층을 각각 구성하는 상기 원형 기공들은 상하로 교번적으로 배치된 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, the air layer is formed as a multi-layered structure, and the circular pores constituting each of the air layers are alternately arranged up and down.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 (a) 고객의 발바닥을 3D 스캐너를 이용하여 정밀하게 스캐닝하는 단계; (b) 3D 스캐너를 통해 획득한 3D 스캐닝 데이터를 토대로 고객의 발바닥 형상에 맞는 인솔의 외형을 3D 모델링하는 단계; (c) 고객의 발바닥의 압력 분포를 측정한 후 측정된 압력 분포를 토대로 압력 분포 편차를 분석하는 단계; (d) 분석된 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 이용하여 발바닥에서 인솔에 가해지는 압력이 균일하게 분포되도록 인솔의 부위별로 내부에 형성되는 원형 기공으로 이루어진 공기층의 밀도를 조정하여 3D 형상을 모델링하는 단계; 및 (e) 3D 형상을 모델링한 데이터를 토대로 3D 프린터를 이용하여 인솔을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔 및 그의 제조방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of scanning a sole of a customer using a 3D scanner, (b) 3D modeling the outline of the insole according to the shape of the sole of the customer based on the 3D scanning data acquired through the 3D scanner; (c) analyzing the pressure distribution deviation based on the measured pressure distribution after measuring the pressure distribution of the sole of the customer; (d) Using the phase optimal design based on the analysis of the pressure distribution of the soles analyzed, the density of the air layer made of the circular pores formed in each insole portion is uniformly distributed so that the pressure applied to the insole is uniformly distributed, ; ≪ / RTI > And (e) outputting the insole using the 3D printer based on the data modeled on the 3D shape, and a method of manufacturing the pressure sensitive insole.
바람직하게, 상기 (e) 단계에서는 인솔의 재료로 플렉시블 필라멘트(flexible filament)를 사용하고, 상기 3D 프린터를 이용하여 인솔을 출력한 후 인솔의 표면은 포론(poron) 소재로 표면 코팅 처리되는 것을 특징으로 할 수 있다. Preferably, in step (e), a flexible filament is used as a material of the insole, and the surface of the insole is coated with a poron material after the insole is output using the 3D printer .
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고객의 족형의 특징을 맞춤화하여 인솔의 외형을 설계하는 한편, 분석된 고객의 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계(topology optimization)를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포하도록 공기층의 밀도를 조정하여 인솔을 설계하여 고객의 발 균형과 발 통증 부위에 최적화된 인체 감응형 압력 분산 인솔을 제공할 수 있다. As described above, according to the present invention, the outline of the insole is customized by customizing the characteristic of the foot pattern of the customer, and the pressure is measured using the topology optimization based on the pressure distribution deviation of the sole of the customer By adjusting the density of the air layer so as to distribute uniformly on the sole, the insole can be designed to provide a human body sensitive pressure dispersion insole that is optimized for the foot balance and the foot area of the customer.
도 1은 발바닥의 형상에 따른 족문 이미지를 예시한 도면들.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔을 도시한 도면.
도 3은 도 2에 도시된 인체 감응형 압력 분산 인솔의 일부를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인솔에 가해지는 압력에 따라 공기층의 밀도에 의해 압력이 균일하게 분포되는 매커니즘을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인솔의 내부에 형성된 공기층을 일례로 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 흐름도.
도 7은 고객의 발바닥을 3D 스캐닝한 데이터를 도시한 도면.
도 8은 발바닥의 압력 분포를 측정하는 과정을 도시한 도면.
도 9는 도 8에서 측정된 발바닥의 압력 분포를 토대로 압력 분포 편차를 해석한 도면.
도 10은 도 9에서 분석된 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 통해 완성된 3D 모델링 데이터를 이용하여 3D 프린터로 제조된 시제품을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔을 설명하기 위해 도시한 도면.1 is a view illustrating an image of a footprint according to the shape of a sole;
2 is a view showing a human body sensitive pressure dispersion insole according to an embodiment of the present invention.
3 is a sectional view showing a part of the human-sensitive pressure dispersion insole shown in Fig.
4 is a view for explaining a mechanism in which a pressure is uniformly distributed according to a density of an air layer according to a pressure applied to an insole according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an air layer formed inside the insole according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a pressure sensitive human insole according to an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a view showing data obtained by scanning the sole of a customer with 3D. Fig.
8 is a view showing a process of measuring the pressure distribution of the sole.
Fig. 9 is an analysis of the pressure distribution deviation based on the pressure distribution of the sole measured in Fig. 8; Fig.
FIG. 10 is a diagram illustrating a prototype manufactured with a 3D printer using 3D modeling data completed through a phase optimal design based on the pressure distribution deviation analyzed in FIG. 9; FIG.
11 is a view for explaining a human-sensitive pressure dispersion insole according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various other forms.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is thoroughly disclosed and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In addition, like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Moreover, terms used herein (to be referred to) are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 발바닥의 형상에 따른 족문 이미지를 예시한 도면들로서, (a)는 정상 발바닥에 대한 족문 이미지이고, (b)는 평발 형상에 대한 족문 이미지이고, (c)는 까치발 형상에 대한 족문 이미지로서, 발바닥의 형상에 따라 다양한 패턴을 보임을 알 수 있다. FIG. 1 is a view illustrating a foot image according to the shape of a sole, in which (a) is a foot image of a normal sole, (b) is a foot image of a flat foot shape, , Which shows various patterns depending on the shape of the sole.
이와 같이, 일반인은 대략 70% 정도가 족궁이 변형되어 발 부위에 통증을 가지고 있으며, 족궁의 변형이 심해져 평발(도 1의 (b) 참조)과 까치발(도 1의 (c) 참조) 증상을 지니고 있는 사람은 전체 인구의 대략 20%가 되는 것으로 보고되고 있다. As described above, about 70% of the general people have the pain in the foot area due to deformation of the cervical spine, and the deformation of the cervical spine becomes deeper and the symptom of the flat foot (see Fig. 1 (b) It is reported that about 20% of the population is carrying it.
이에 본 발명에서는 다양한 발바닥 형상, 즉 족형을 갖는 고객의 특징을 맞춤화하여 인솔의 외형을 설계하는 한편, 분석된 고객의 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계(topology optimization)를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포하도록 공기층의 밀도를 조정하여 인솔을 설계하고, 이를 토대로 고객의 발 균형과 발 통증 부위에 최적화된 인체 감응형 압력 분산 인솔을 제공할 수 있다. In the present invention, the outline of the insole is customized by customizing the characteristics of the customer having various foot shapes, i.e., foot shapes, and based on the pressure distribution variation of the sole of the customer, the pressure is measured using the topology optimization. The insole can be designed by adjusting the density of the air layer so as to uniformly distribute the pressure in the air layer.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 인체 감응형 압력 분산 인솔의 일부를 도시한 단면도이다. FIG. 2 is a view showing a human body sensitive pressure dispersion insole according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view showing a part of the human body sensitive pressure dispersion insole shown in FIG.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔(10)은 3D 스캐닝을 통해 고객의 발바닥을 정밀 스캔하여 얻어진 데이터를 토대로 고객의 족형에 맞도록 인솔의 외형을 3D 모델링하여 고객 맞춤형 인솔을 제공한다. Referring to FIGS. 2 and 3, the human body sensitive pressure dispersion insole 10 according to the embodiment of the present invention precisely scans the sole of a customer through 3D scanning, and based on the data obtained, 3D modeling to provide customized insoles.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔(10)은 고객의 발바닥의 압력 분포를 측정하여 압력 분포 편차를 분석하고, 분석된 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 내부에 형성되는 공기층(11)의 밀도를 조정하여 3D 모델링한 후 3D 프린터기로 제조함으로써 최적화된 고객의 발 균형과 발 통증 부위에 대한 밀착도를 제공한다. The human body sensitive pressure dispersion insole 10 according to the embodiment of the present invention analyzes the pressure distribution deviation by measuring the pressure distribution of the sole of the customer and analyzes the pressure distribution deviation using the phase optimal design based on the analyzed pressure distribution deviation of the sole 3D modeling is performed by adjusting the density of the
공기층(11)은 도 3과 같이, 인솔(10)의 내부에서 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 서로 다른 지름을 갖는 원형 기공(11a, 11b)이 다행다열로 배치된 구조로 이루어질 수 있고, 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 기공(11a, 11b)의 크기를 조정하여 공기층(11)의 밀도를 조정한다. 3, the
예를 들어, 인솔(10)에서, 상대적으로 압력이 많이 작용하는 부분은 공기층(11)의 밀도를 높게 가져가고, 상대적으로 압력이 적게 작용하는 부분은 공기층(11)의 밀도를 작게 가져가도록 설계하여 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 하여 발 균형 및 통증 부위에 대한 밀착도를 제공한다. For example, in the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인솔에 가해지는 압력에 따라 공기층의 밀도에 의해 압력이 균일하게 분포되는 매커니즘을 설명하기 위해 도시한 도면이다.4 is a view for explaining a mechanism in which the pressure is uniformly distributed according to the density of the air layer according to the pressure applied to the insole according to the embodiment of the present invention.
도 4와 같이, 인솔(10)의 내부에는 복수 개의 기공(11a, 11b)이 다행다열로 배치된 공기층(11)이 형성된다. 이때, 공기층(11)은 인솔(10)의 하면(10a)에서 상면(10b)으로 기공(11a, 11b)이 다층으로 배치되되, 서로 다른 층에 형성된 기공들 사이에 교번적으로 기공을 배치시켜 상면(10b)에 가해지는 압력을 골고루 분산시킨다. As shown in FIG. 4, an
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인솔의 내부에 형성된 공기층을 일례로 도시한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating an air layer formed inside the insole according to an embodiment of the present invention.
도 5와 같이, 인솔(10)의 내부에 상부 공기층(t), 중간 공기층(m) 및 하부 공기층(b)이 형성된 경우, 중간 공기층(m)을 구성하는 기공들은 상부 공기층(t)을 구성하는 기공들 사이에 교번적으로 형성되고, 하부 공기층(b)을 구성하는 기공들은 상부 공기층(t)을 구성하는 기공들과 상하로 정렬되도록 형성될 수 있다. 그리고, 각 공기층에 형성된 기공들의 개수를 조정하여 각 공기층의 밀도를 조정한다. 5, when the upper air layer t, the intermediate air layer m and the lower air layer b are formed in the
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔(10)은 인솔(10)의 내부에 상하로 다층으로 형성된 공기층을 각각 구성하는 기공들을 상하로 교번적으로 배치함으로써 인솔(10)의 상면(10b)에 가해지는 압력을 효과적으로 분산시킬 수 있고, 이를 통해 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 하여 발 균형 및 통증 부위에 대한 밀착도를 제공할 수 있다.As described above, the human body sensitive
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔의 제조방법을 설명하기 위해 도시한 공정 흐름도이고, 도 7은 고객의 발바닥을 3D 스캐닝한 데이터를 도시한 도면이고, 도 8은 발바닥의 압력 분포를 측정하는 과정을 도시한 도면이고, 도 9는 도 8에서 측정된 발바닥의 압력 분포를 토대로 압력 분포 편차를 해석한 도면이고, 도 10은 도 9에서 분석된 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 통해 완성된 3D 모델링 데이터를 이용하여 3D 프린터로 제조된 시제품을 도시한 도면이다. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a human-sensitive pressure dispersion insole according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a view showing data obtained by scanning a sole of a customer with a 3D scan, FIG. 9 is a view showing a process of measuring the pressure distribution of the sole measured on the basis of the pressure distribution of the sole measured in FIG. 8, and FIG. 10 is a view Fig. 4 is a diagram showing a prototype manufactured with a 3D printer using 3D modeling data that has been completed through an optimum design. Fig.
도 6을 참조하면, 고객의 발바닥에 적합한 상품을 모델링하기 위해 고객의 발바닥을 3D 정밀 스캐너를 이용하여 정밀하게 스캐닝한다(ST1). 이때, 3D 스캐닝은 일례로 'Artec Studio 11' 소프트웨어를 사용하였으며, 스캐닝 데이터는 도 7과 같다. 도 7의 (a)는 초기 스캔 데이터이고, 도 7의 (b)는 smoothing fusion 데이터이다.Referring to FIG. 6, in order to model a commodity suitable for a sole of a customer, the sole of the customer is precisely scanned using a 3D precision scanner (ST1). At this time, 3D scanning is performed using, for example,
이후, 'ST1' 단계에서 획득한 3D 스캐닝 데이터를 토대로 고객의 발바닥 형상에 맞는 인솔의 외형을 3D 모델링한다(ST2). 이때, 3D 모델링은 일례로 'Geomagic Design X' 소프트웨어를 사용하였고, 'CATA'를 활용하여 파일 형식으로 변환하였다. Then, based on the 3D scanning data obtained in the step 'ST1', the outline of the insole corresponding to the shape of the sole of the customer is 3D modeled (ST2). At this time, 3D modeling was performed using 'Geomagic Design X' software and converted to a file format using 'CATA'.
이후, 고객의 발바닥의 압력 분포 편차를 분석하기 위해 압력 분포를 측정한다(ST3). 이때, 발바닥의 압력 분포 측정은 도 8과 같이, 발바닥 압력 분포 측정용 저울, 예를 들면 주)카이트로닉스 업체의 족압 측정 저울을 사용하여 측정하였다. 그리고, 도 9와 같이, 측정 저울을 통해 측정된 압력 분포를 토대로 'ABAQUS' 소프트웨어를 이용하여 하중 및 응력을 해석하여 편차 확인 및 균일 압력 구조를 분석한다. Thereafter, the pressure distribution is measured to analyze the pressure distribution deviation of the sole of the customer (ST3). At this time, the measurement of the pressure distribution of the sole was performed using a foot pressure measurement scale, for example, as shown in Fig. 8, using a foot pressure measurement scale of Kaitronics. Then, as shown in FIG. 9, the load and stress are analyzed using 'ABAQUS' software based on the pressure distribution measured through the measuring scale to analyze the deviation check and the uniform pressure structure.
이후, 'ST3' 단계에서 분석된 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 이용하여 인솔(10)에 가해지는 압력이 균일하게 분포되도록 인솔(10)의 부위별로 내부에 형성된 공기층(1)의 밀도를 제어하여 3D 형상을 모델링한다(ST4).Thereafter, on the basis of the pressure distribution deviation of the sole analyzed in step ST3, the air layer 1 formed in each of the
이후, 위상 최적 설계를 이용하여 설계된 3D 형상 모델링 데이터를 3D 캐드용 파일로 변환한 후, 도 10과 같이, 3D 프린터를 이용하여 출력하여 인솔(10)을 완성한다(ST5). Thereafter, the 3D shape modeling data designed using the phase optimal design is converted into a file for 3D CAD, and the 3D shape modeling data is outputted using a 3D printer as shown in FIG. 10 to complete the insole 10 (ST5).
3D 프린터를 이용한 3D 프린팅시 인솔(10)의 재료로는 플렉시블 필라멘트(flexible filament)를 사용한다. 바람직하게는 TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 소재를 사용하고, 인솔(10)의 표면은 포론(poron) 소재로 표면 코팅 처리한다. A flexible filament is used as the material of the
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인체 감응형 압력 분산 인솔을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, (a)는 인솔의 중간층과 바닥층이 결합된 상태를 도시한 도면이고, (b)는 중간층과 바닥층의 표면에 코팅층이 형성된 상태를 도시한 도면이다. FIG. 11 is a view for explaining a human-sensitive pressure dispersion insole according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 11 (a) is a view showing a state where an intermediate layer and a bottom layer of the insole are combined, And a coating layer formed on the surface of the bottom layer.
도 11과 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인솔은 도 6에 도시된 방법으로 제조된 중간층(21)과, 중간층(21)의 바닥과 테두리에 형성된 바닥층(22)과, 중간층(21)과 바닥층(22)의 표면에 코팅된 코팅층(23)을 포함하는 3층 구조로 이루어진다. 11, the insole according to another embodiment of the present invention includes an
중간층(21)은 도 2에 도시된 인솔(10)과 마찬가지로 고객의 발바닥의 압력 분포 편차를 분석하고, 분석된 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 이용하여 압력이 발바닥에 균일하게 분포할 수 있도록 내부에 형성되는 공기층의 밀도를 조정하여 3D 모델링한 후 플렉시블 필라멘트를 이용하여 3D 프린터기로 3D 프린팅하여 제조하고, 코팅층(23)은 포론(poron) 소재로 이루어질 수 있다. The
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. 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 as defined by the appended claims.
10 : 인솔
11 : 공기층
11a, 11b : 기공
21 : 중간층
22 : 바닥층
23 : 코팅층10: Insole
11: air layer
11a, 11b: Porosity
21: Middle layer
22:
23: Coating layer
Claims (5)
Wherein an air layer is formed in which a plurality of circular pores having different diameters are arranged in a multi-row arrangement in accordance with a pressure distribution deviation of the soles of the sole, and the pressure is distributed uniformly to the sole according to a pressure distribution deviation of the sole Wherein the density of the air layer is adjusted by adjusting the density of the pores.
상기 공기층은 발바닥에서 가해지는 압력이 상대적으로 많이 작용하는 부분에서 공기 밀도를 높게 가져가고, 상대적으로 압력이 적게 작용하는 부분에서는 공기 밀도를 작게 가져가도록 설계되어 상기 발바닥의 압력 분포 편차에 따라 압력이 발바닥에 균일하게 분포되도록 형성된 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔.
The method according to claim 1,
The air layer is designed to have a high air density at a portion where the pressure applied from the sole is relatively high and a low air density at a portion where the pressure is relatively low. And is formed so as to be uniformly distributed on the soles of the feet.
상기 공기층은 상하로 다층으로 형성되고, 상기 공기층을 각각 구성하는 상기 원형 기공들은 상하로 교번적으로 배치된 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔.
The method according to claim 1,
Wherein the air layer is formed in multiple layers in the upper and lower portions, and the circular pores constituting each of the air layers are alternately arranged up and down.
(b) 3D 스캐너를 통해 획득한 3D 스캐닝 데이터를 토대로 고객의 발바닥 형상에 맞는 인솔의 외형을 3D 모델링하는 단계;
(c) 고객의 발바닥의 압력 분포를 측정한 후 측정된 압력 분포를 토대로 압력 분포 편차를 분석하는 단계;
(d) 분석된 발바닥의 압력 분포 편차를 토대로 위상 최적 설계를 이용하여 발바닥에서 인솔에 가해지는 압력이 균일하게 분포되도록 인솔의 부위별로 내부에 형성되는 원형 기공으로 이루어진 공기층의 밀도를 조정하여 3D 형상을 모델링하는 단계; 및
(e) 3D 형상을 모델링한 데이터를 토대로 3D 프린터를 이용하여 인솔을 출력하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔의 제조방법.
(a) precisely scanning a sole of a customer using a 3D scanner;
(b) 3D modeling the outline of the insole according to the shape of the sole of the customer based on the 3D scanning data acquired through the 3D scanner;
(c) analyzing the pressure distribution deviation based on the measured pressure distribution after measuring the pressure distribution of the sole of the customer;
(d) Using the phase optimal design based on the analysis of the pressure distribution of the soles analyzed, the density of the air layer made of the circular pores formed in each insole portion is uniformly distributed so that the pressure applied to the insole is uniformly distributed, ; ≪ / RTI > And
(e) outputting insole using a 3D printer on the basis of data obtained by modeling the 3D shape;
Wherein the pressure-sensitive adhesive layer is formed on the pressure sensitive adhesive layer.
상기 (e) 단계에서는 인솔의 재료로 플렉시블 필라멘트(flexible filament)를 사용하고, 상기 3D 프린터를 이용하여 인솔을 출력한 후 인솔의 표면은 포론(poron) 소재로 표면 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 인체 감응형 압력 분산 인솔의 제조방법.5. The method of claim 4,
Wherein in step (e), a flexible filament is used as a material of the insole, the insole is output using the 3D printer, and the surface of the insole is surface-coated with a poron material. A method for manufacturing a pressure sensitive dispersing insole.
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