KR101145647B1 - Apparatus and method for controlling user's posture - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 사용자 각각의 체형이나 척추 형상에 맞추어 자세를 제어하도록 간편하게 척추 형상을 측정하기 위한 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 자세 제어 장치는, 사용자의 등이 접하는 영역에 배치되며, 상호 독립적으로 공기량이 조절되는 다수의 공기 주머니; 상기 다수의 공기 주머니 각각에 공기를 주입하거나 공기를 빼내어 각 공기 주머니의 모양을 조절하는 다수의 공기량 조절부; 상기 다수의 공기 주머니의 모양을 측정하여 사용자의 척추 형상을 각각 측정하는 다수의 척추 형상 측정부; 기준 척추 형상의 정보를 설정하고, 상기 기준 척추 형상과 상기 척추 형상 측정부에서 측정된 사용자의 척추 형상을 비교하여 상기 기준 척추 형상과 일치하도록 상기 다수의 공기량 조절부를 제어하는 주제어부; 및 상기 다수의 척추 형상 측정부 각각에 연결되어 척추 형상을 측정한 측정 신호를 수신하여 신호 처리를 하고, 척추 형상의 교정을 위한 개별 연산을 수행하는 다수의 개별 연산부를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a posture control device and method for easily measuring the spine shape so as to control the posture in accordance with each body shape or spine shape of the user, wherein the posture control device is disposed in an area where the user's back is in contact with each other and is independent of each other. A plurality of air bags whose air amount is controlled; A plurality of air amount adjusting units for adjusting the shape of each air bag by injecting or extracting air into each of the air bags; A plurality of spine shape measuring units each measuring a shape of the user's spine by measuring shapes of the plurality of air bags; A main control unit for setting information of a reference spine shape and controlling the plurality of air amount adjusting units to match the reference spine shape by comparing the reference spine shape with the user's spine shape measured by the spine shape measuring unit; And a plurality of individual calculation units connected to each of the plurality of spine shape measuring units to receive a measurement signal measuring the spine shape, perform signal processing, and perform individual operations for correcting the spine shape.

Description

자세 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling user's posture}Posture control device and method {Apparatus and method for controlling user's posture}

본 발명은 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자 각각의 체형이나 척추 형상에 맞추어 자세를 제어하도록 간편하게 척추 형상을 측정하기 위한 자세 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a posture control device and method, and more particularly, to a posture control device and method for easily measuring the spine shape to control the posture in accordance with the body shape or spine shape of each user.

사회적 구조나 여러 환경 요인으로 인하여 현대인에게 가해지는 스트레스가 증가하고, 이러한 스트레스에 의한 자살, 우울증 및 범죄가 사회적 문제로 대두되면서, 스트레스 해소 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.As the stress on the modern man increases due to social structure and various environmental factors, and suicide, depression, and crime caused by such stress are raised as social problems, interest in how to solve the stress is increasing.

일반적인 스트레스 해소 방법은, 능동적인 방법과 수동적인 방법으로 나눌 수 있으며, 능동적인 방법은, 사용자가 의식적으로 근육이나 정신의 긴장을 풀어주는 방법으로, 운동, 독서, 명상, 목욕 등이 해당되며, 수동적인 방법은, 사용자의 적극적인 행위를 요구하지 않는 방법으로, 휴식이나 수면, 쾌적한 환경, 마음을 안정시킬 수 있는 음악 등이 해당된다.The general method of stress relief can be divided into active and passive methods, and active methods are methods in which a user consciously relaxes muscles or spirits, and includes exercise, reading, meditation, and bathing. Passive methods do not require the user's active actions, such as rest, sleep, pleasant environment, music that can stabilize the mind.

상기 방법 중에서 능동적인 스트레스 해소 방법은, 시간이나 공간적으로 제한을 받기 때문에, 사용자가 의식하지 않아도 되고 시간적 공간적 제약이 적은 수동적인 스트레스 해소 방법을 적용하는 것이 더 효과적이다.Among the above methods, since the active stress releasing method is limited in time or space, it is more effective to apply the passive stress releasing method which requires no user's consciousness and has less time and space constraints.

특히, 현대인들이 하루 중 많은 시간을 보내게 되는 의자에 이러한 기능을 제공한다면, 보다 효율적인 스트레스 해소가 가능할 것으로 보인다.In particular, if modern people provide this function to chairs that spend a lot of time during the day, more efficient stress relief will be possible.

한편, 서구의 영향으로 입식 생활이 일반화되면서, 공부, 업무 또는 휴식 등 다양한 목적으로 다양한 형태의 의자가 사용되고, 의자에 앉아 있는 시간이 점점 더 길어지고 있다. 이와 같이 의자의 사용이 증가하면서, 다양한 기능성 의자들이 선보여지고 있다.On the other hand, with the influence of the western generalization of the standing life, various types of chairs are used for various purposes such as studying, work or rest, and the time to sit on the chair is getting longer. As the use of chairs increases, various functional chairs have been introduced.

예를 들면, 일반적으로 의자는 대퇴부를 지지하는 착좌판과 상기 착좌판과 수직으로 연결되어 사용자의 척추를 지지하는 등받이판으로 형성되는데, 상기 착좌판이나 등받이판을 인체 공학적으로 설계하여, 사용자에게 편안함을 제공하면서 잘못된 자세를 교정하는 기능을 갖는 의자들이 제안되고 있다. For example, the chair is generally formed of a seat plate supporting the thigh and a back plate connected vertically to the seat plate to support the user's spine, by ergonomically designing the seat plate or the back plate to the user. Chairs have been proposed with the ability to correct incorrect posture while providing comfort.

이러한 기존의 기능성 의자들은, 보통 사람의 옆에서 보면 "S"자 모양으로 굴곡을 이루고 있다는 점에 근거하여, 등받이판을 척추 형상과 유사한 "S"자 형상으로 형성하여, 의자에 앉아 있을 때의 피로감을 감소시키도록 하고 있다.These existing functional chairs are curved in the shape of "S" when viewed from the side of an average person, and form a back plate in an "S" shape similar to the shape of the spine, when sitting on a chair. To reduce fatigue.

그런데 최적의 휴식 상태를 제공할 수 있는 편안한 자세는 개인의 근육발달과 관계가 있는 것으로서, 개개인의 신체적 특성에 따라서 편안한 자세가 달라진다.However, the comfortable posture that can provide the optimal rest state is related to the individual's muscle development, and the comfortable posture varies according to the individual's physical characteristics.

그러나 종래의 기능성 의자들은 등받이판의 형상이 고정되어 있기 때문에, 개개인의 신체적 특성차를 모두 고려할 수 없다는 문제점이 있다.However, the conventional functional chairs have a problem in that the physical characteristics of each individual cannot be considered because the shape of the back plate is fixed.

일부, 맞춤 제작을 통해 개인의 체형에 맞춘 의자가 제작되기도 하지만, 맞춤 제작이기 때문에 비용이 많이 들고, 이 역시 한 사람의 신체적 특성에 맞춘 것이기 때문에, 다른 사람들에게는 적합하지 않다는 문제점이 있다. 따라서, 개개인의 신체적 특성에 맞추어 편안한 자세를 유지할 수 있도록 등받이판의 형상을 조절할 수 있는 기능성 의자에 대한 요구가 높아지고 있다.In some cases, a custom-made chair is manufactured according to an individual's body shape, but it is expensive because it is custom-made, and this is also suitable for one's physical characteristics, so it is not suitable for others. Therefore, the demand for a functional chair that can adjust the shape of the back plate to maintain a comfortable posture according to the physical characteristics of the individual is increasing.

또한, 의자의 개발 시 편안한 자세와 관련된 연구가 지속적으로 이루어지고는 있으나, 아직까지 정량화된 방법이 없으며, 주관적인 평가에 의지하고 있기 때문에, 보다 객관적인 자세 제어 방법이 요구된다.
In addition, although the research on the comfortable posture during the development of the chair has been continuously made, there is no quantified method yet, and since it relies on subjective evaluation, a more objective posture control method is required.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 사용자 각각의 신체적 특성에 맞추어 각 사용자가 가장 편안한 자세 또는 건강한 자세가 되도록 등받이판의 형상을 조절하여, 인체공학적으로 평안하고 건강한 자세 유지를 통해 사용자가 휴식을 취하거나, 장시간의 사용을 통해 건강 상태를 호전시킬 수 있는 자세 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the problems as described above, the present invention adjusts the shape of the back plate so that each user is the most comfortable posture or healthy posture according to the physical characteristics of the user, the user by maintaining a comfortable and healthy posture ergonomically It is to provide a posture control device and method that can relax or improve the state of health through prolonged use.

또한, 본 발명은 개별 연산부를 통해 추가적인 신호 보정을 함으로써 척추 형상 측정의 정확성을 높임으로써 사용자의 신체적 특성에 맞추어 각 사용자가 가장 편안한 자세 또는 건강한 자세가 되도록 자세를 제어하기 위한 자세 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
In addition, the present invention provides a posture control device and method for controlling the posture so that each user is the most comfortable posture or a healthy posture in accordance with the physical characteristics of the user by increasing the accuracy of the spine shape measurement by additional signal correction through a separate operation unit To provide.

상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 자세 제어 장치는, 사용자의 등이 접하는 영역에 배치되며, 상호 독립적으로 공기량이 조절되는 다수의 공기 주머니; 상기 다수의 공기 주머니 각각에 공기를 주입하거나 공기를 빼내어 각 공기 주머니의 모양을 조절하는 다수의 공기량 조절부; 상기 다수의 공기 주머니의 모양을 측정하여 사용자의 척추 형상을 각각 측정하는 다수의 척추 형상 측정부; 기준 척추 형상의 정보를 설정하고, 상기 기준 척추 형상과 상기 척추 형상 측정부에서 측정된 사용자의 척추 형상을 비교하여 상기 기준 척추 형상과 일치하도록 상기 다수의 공기량 조절부를 제어하는 주제어부; 및 상기 다수의 척추 형상 측정부 각각에 연결되어 척추 형상을 측정한 측정 신호를 수신하여 신호 처리를 하고, 척추 형상의 교정을 위한 개별 연산을 수행하는 다수의 개별 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A posture control device for achieving the objects of the present invention, a plurality of air pockets are disposed in the area that the user's back contact, the air amount is independently controlled; A plurality of air amount adjusting units for adjusting the shape of each air bag by injecting or extracting air into each of the air bags; A plurality of spine shape measuring units each measuring a shape of the user's spine by measuring shapes of the plurality of air bags; A main control unit for setting information of a reference spine shape and controlling the plurality of air amount adjusting units to match the reference spine shape by comparing the reference spine shape with the user's spine shape measured by the spine shape measuring unit; And a plurality of individual calculation units connected to each of the plurality of spine shape measuring units to receive the measurement signal measuring the spine shape, perform signal processing, and perform individual calculations for correcting the spine shape.

또한, 상기 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 자세 제어 방법은, 사용자의 등이 접하는 영역에 배치되어 상호 독립적으로 공기량이 조절되는 다수의 공기 주머니를 포함하는 자세 제어 장치의 자세 제어 방법에 있어서, 기준 척추 형상을 설정하는 단계; 상기 다수의 공기 주머니 각각에 나타나는 변형을 측정하여, 사용자의 척추 형상을 측정하는 단계; 상기 척추 형상의 측정 결과와 상기 기준 척추 형상을 비교하여, 사용자의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 다수의 공기 주머니 각각의 공기량을 조절하는 단계; 및 상기 척추 형상을 측정한 결과를 상기 다수의 공기 주머니별로 개별 연산하여 얻은 거리 변화량에 따라 상기 다수의 공기 주머니의 공기량을 조절하여 상기 척추 형상을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the posture control method for achieving the objects of the present invention, in the posture control method of the posture control device including a plurality of air pockets are arranged in the area that the back of the user is in contact with each other to adjust the amount of air independently, reference Establishing a spine shape; Measuring the deformation of each of the plurality of air pockets to measure a shape of a user's spine; Comparing the measurement results of the vertebral shape with the reference vertebral shape, and adjusting the amount of air in each of the plurality of air bags so that the vertebral shape of the user becomes the reference vertebral shape; And adjusting the amount of air in the plurality of air bags according to the distance change amount obtained by individually calculating the result of the measurement of the spine shape for each of the plurality of air bags, and correcting the shape of the spine.

본 발명은, 사용자의 등과 접하는 영역의 형상을, 다수의 공기 주머니의 공기량 제어를 통해, 사용자가 서있는 상태에서의 척추 형상 또는 표준 건강 척추 형상에 맞도록 조절함으로써, 사용자가 편안하게 느끼는 자세를 유지해주거나, 건강한 자세를 유지하도록 함으로써 사용자의 건강 상태를 호전시키거나 교정할 수 있는 우수한 효과가 있다.The present invention, by adjusting the shape of the area in contact with the back of the user to fit the spine shape or the standard healthy spine shape in the standing state of the user through the control of the air volume of the plurality of air bags, to maintain the posture that the user feels comfortable Giving or maintaining a healthy posture has an excellent effect that can improve or correct the user's health.

또한, 별도의 개별 연산부를 구성하여 사용자의 척추 형상을 측정한 결과를 거리 변화량으로 변환하는 개별 연산을 통해 다수의 공기 주머니에 인가되는 공기량을 각각 조절함으로써 척추 형상을 교정하여 보다 정확하게 척추 형상을 측정할 수 있으며, 수차례 측정을 통해 변성될 수 있는 센서의 출력 특성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by configuring a separate separate operation unit to calculate the spine shape by adjusting the amount of air applied to a plurality of air pockets through a separate operation to convert the result of measuring the user's spine shape to the distance change amount to measure the spine shape more accurately In addition, there is an effect that can maintain the output characteristics of the sensor that can be denatured through several measurements.

도 1은 본 발명에 의한 자세 제어 장치의 전체 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 의한 자세 제어 장치에 있어서, 공기 주머니들의 배치 예를 보이는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 자세 제어 장치에 있어서, 척추 형상 측정부의 다양한 구현 예를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 자세 제어 장치에 있어서, 척추 형상 측정부를 통해 사용자의 척추 형상을 측정하는 방법을 예시한 모식도이다.
도 5는 본 발명에 의한 자세 제어 장치에 있어서, 공기량 조절부의 실시 예를 보인 블럭구성도이다.
도 6은 본 발명에 의한 자세 제어 장치를 이용한 호흡률 및 심박수 측정 실험 결과를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명에 의한 자세 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명에 의한 자세 제어 장치에서 개별 연산을 통한 측정 형상의 교정을 위한 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a posture control device according to the present invention.
2 is a view showing an arrangement example of the air pockets in the posture control device according to the present invention.
3 is a view showing various embodiments of the spine shape measuring unit in the posture control device according to the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a method of measuring the spine shape of the user through the spine shape measuring unit in the posture control device according to the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of the air amount control unit in the attitude control apparatus according to the present invention.
6 is a view showing the results of the respiratory rate and heart rate measurement experiment using the posture control device according to the present invention.
7 is a flowchart illustrating a posture control method according to the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method for correcting a measurement shape through individual calculations in the posture control device according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, the term 'comprising' a certain component means that the component may be further included, without excluding the other component unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자세 제어 장치의 개략적인 구성을 나타내 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a posture control device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자세 제어 장치는, 의자, 자동차 시트 및 침대 등의 사용자의 등이 접하는 등받이판에 배치되며, 다수의 공기 주머니(11), 공기량 조절부(12), 척추 형상 측정부(13), 주제어부(14), 개별 연산부(15) 및 통합 표시부(16)를 포함하여 구성할 수 있다. Referring to FIG. 1, the posture control device according to the present invention is disposed on a back plate in which a user's back, such as a chair, a car seat, and a bed, is in contact with each other. The shape measuring unit 13, the main control unit 14, the individual computing unit 15, and the integrated display unit 16 can be configured.

다수의 공기 주머니(11)는 공기량 조절부(12)에 의해 상호 독립적으로 공기량이 조절되며, 에어셀, 매트리스 및 자동차 시트 등에 활용될 수 있다. 다수의 공기 주머니(11)는 일정 크기의 사각형상 또는 원형으로 이루어지며, 공기량의 주입에 따라서 그 두께가 가변되며, 필요에 따라서 적외선이나 레이저를 투과할 수 있는 투명 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 다수의 공기 주머니(11)는 표준 인체 체형과 인체 공학적 척추 연구 사례에 근거하여 등의 각 영역별로 구분되어 배치될 수 있는데, 이때, 상기 공기 주머니(11)의 크기가 작고, 그 수가 많을수록 보다 정밀한 자세 제어가 가능하다. The plurality of air bags 11 are independently controlled by the air amount adjusting unit 12 to adjust the air amount, and may be utilized in air cells, mattresses, and car seats. The plurality of air pockets 11 are formed in a rectangular or circular shape of a predetermined size, the thickness thereof is varied according to the injection of the amount of air, and may be made of a transparent material that can transmit infrared or laser as needed. In addition, the plurality of air pockets 11 can be arranged separately for each region, such as on the basis of the standard human body shape and ergonomic spine research case, wherein the size of the air bag 11 is small, the number The more, the more precise attitude control is possible.

다수의 공기량 조절부(12)는 다수의 공기 주머니(11) 각각에 공기를 주입하거나, 주입된 공기를 빼내어 각 공기 주머니(11)의 모양을 조절하며, 모터 구동에 의한 공기 주입 장치인 에어 콤프레셔를 이용할 수 있다. The plurality of air amount adjusting units 12 injects air into each of the plurality of air bags 11, or extracts the injected air to adjust the shape of each air bag 11, and is an air compressor that is an air injection device driven by a motor. Can be used.

다수의 척추 형상 측정부(13)는 다수의 공기 주머니(11)의 모양을 측정하여 사용자의 척추 형상을 측정한다. 즉, 자계 센서(131)를 포함하여 다수의 공기 주머니(11)에 내장된 자석에 의해 발생되는 자기장 변화를 감지하여 자계 세기를 측정한다. 여기서 자계 센서는 공기 주머니의 바닥면에 부착될 수 있다. The plurality of spine shape measuring units 13 measures the shape of the plurality of air bags 11 to measure the shape of the user's spine. That is, the magnetic field strength is measured by detecting a magnetic field change generated by a magnet embedded in the plurality of air bags 11 including the magnetic field sensor 131. The magnetic field sensor may be attached to the bottom surface of the air bag.

주제어부(14)는 기준 척추 형상의 정보를 설정하고, 상기 기준 척추 형상과 상기 척추 형상 측정부(13)에서 측정된 사용자의 척추 형상을 비교하여 상기 기준 척추 형상과 일치하도록 상기 다수의 공기량 조절부(12)를 제어한다. The main control unit 14 sets information on the reference spine shape, compares the reference spine shape with the shape of the user's spine measured by the spine shape measuring unit 13, and adjusts the plurality of air amounts to match the reference spine shape. The unit 12 is controlled.

다수의 개별 연산부(15)는 척추 형상 측정부(13)에서 출력되는 미세한 측정 신호를 증폭하고, 전원 노이즈 등의 필터링을 통해 잡음 성분을 제거하고, 단위 공기주머니별로 증폭된 측정 신호(자계 세기)를 거리 변화량으로 변환함으로써 정확한 지점 간 거리차 등의 연산을 수행할 수 있다. 즉, 개별 연산부(15)는 공기량 조절부(12)를 통해 공기 주머니(11)에 인가되는 공기량을 조절하기 위한 제어 신호를 전송함으로써 공기 주머니(11)의 높이를 조절할 수 있다. 이를 활용하여 개별 연산부(15)는 공기 주머니(11)에 설치된 자석과 자계 센서 간의 거리를 cm 단위로 제어할 수 있게 된다. 이는 수차례 측정을 통해 변성될 가능성을 가진 자계 센서의 출력 특성을 유지하기 위한 교정 기능으로 활용할 수 있다. The plurality of individual arithmetic units 15 amplify the minute measurement signals output from the spine shape measuring unit 13, remove noise components through filtering of power supply noise, and the like, and amplify the measured signals (magnetic field strength) for each airbag. By converting to the distance change amount, it is possible to perform calculations such as accurate distance difference between points. That is, the individual computing unit 15 may adjust the height of the air bag 11 by transmitting a control signal for adjusting the air amount applied to the air bag 11 through the air amount adjusting unit 12. By using this, the individual calculation unit 15 can control the distance between the magnet and the magnetic field sensor installed in the air bag 11 in units of cm. This can be used as a calibration function to maintain the output characteristics of a magnetic field sensor that can be denatured through several measurements.

통합 표시부(16)는 척추 형상을 추정하기 위해 척추 라인과 나란하게 배열된 단위 공기주머니별 연산 결과를 통합하여 척추 라인을 자계 세기량을 기반으로 표시한다. The integrated display unit 16 displays the vertebral lines based on the magnetic field strength by integrating the calculation results for unit air pockets arranged in parallel with the vertebral lines to estimate the spine shape.

이와 같이 구성된 자세 장치에서 본 발명의 일 실시예에 따라 공기 주머니 및 척추 형상 측정부에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. The air bag and the spine shape measuring unit according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 주머니들의 설치 예를 보인 도면이며, 이하, 본 발명의 실시예에서는 공기 주머니(11)를 에어셀을 이용하여 설명하기로 한다. 2 is a view showing an installation example of the air bag according to an embodiment of the present invention, hereinafter, in the embodiment of the present invention will be described in the air bag 11 using the air cell.

도 2의 (a)를 참조하면, 상기 다수의 에어셀(11)은, 의자의 등받이 프레임(21)의 앞면에 배치되고, 다수의 에어셀(11)은 쿠션(22)에 의해 커버링되어, 사용감을 증가시키면서, 다수 에어셀(11)을 보호할 수 있다.Referring to FIG. 2A, the plurality of air cells 11 are disposed on the front surface of the backrest frame 21 of the chair, and the plurality of air cells 11 are covered by the cushion 22 to provide a feeling of use. While increasing, it is possible to protect the multiple air cells 11.

또한, 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 에어셀(11)은, 인체 체형 특징에 근거하여, 곡선을 이루는 척추모양을 형성할 수 있도록, 목부분(11a), 견갑골 상부(11b), 견갑골 하부(11c), 흉골(11d), 요추(11e), 골반(11f), 상기 견갑골(11b,c)의 좌우측부(11g,11i), 상기 흉골(11d) 및 요추(11e)의 좌우 측부(11h,11j)에 각각 하나 이상 배치된다. 그러나 상기 다수 에어셀(11)은 배치 형태가 꼭 이에 한정되는 것은 아니며, 정밀 제어를 위하여 더 세부 영역으로 구분되어 배치될 수 도 있다. 상기와 같이 형성된 다수의 에어셀(11)은 각각 인체의 특성에 맞추어 공기량이 조절됨으로써, 각 인체 부위를 지지할 수 있게 된다.In addition, as shown in (b) of FIG. 2, the plurality of air cells 11, the neck portion 11a, the upper scapula so as to form a curved spinal shape based on the human body features 11b, lower scapula 11c, sternum 11d, lumbar spine 11e, pelvis 11f, left and right sides 11g and 11i of the scapula 11b and c, the sternal 11d and lumbar vertebrae 11e At least one is disposed on the left and right side portions 11h and 11j respectively. However, the plurality of air cells 11 are not necessarily limited thereto, and may be arranged in more detailed areas for precise control. The plurality of air cells 11 formed as described above can adjust the amount of air in accordance with the characteristics of the human body, respectively, to support each human body part.

다음으로, 상기 척추 형상 측정부(13)는, 자세 제어를 위하여 사용자의 척추 형상을 모니터링하기 위한 수단으로서, 이때, 사용자의 척추 형상은 사용자가 앉는 것에 의하여 변형된 각 에어셀(11)의 모양을 측정하여 조합함으로써 측정된다.Next, the spine shape measuring unit 13 is a means for monitoring the spine shape of the user for posture control, wherein the spine shape of the user is the shape of each air cell 11 deformed by the user sitting. It is measured by measuring and combining.

그리고 각 에어셀(11)은 모양은, 사용자의 무게 및 사용자의 척추 형상에 의하여 변형되어 나타나는 각 에어셀(11)의 두께로 측정된다.The shape of each air cell 11 is measured by the thickness of each air cell 11 which is deformed by the weight of the user and the shape of the spine of the user.

이를 위하여, 상기 척추 형상 측정부(13)는 다양한 센싱 방법을 이용하여 구현될 수 있는데, 도 3의 (a) 내지 (d)는 각 에어셀의 두께를 측정하기 위한 다양한 센싱 수단의 구현 예를 나타낸다.To this end, the spine shape measuring unit 13 may be implemented using various sensing methods, and (a) to (d) of FIG. 3 illustrate an embodiment of various sensing means for measuring the thickness of each air cell. .

먼저, 도 3의 (a)를 참조하면, 상기 척추 형상 측정부(13)는, 다수 에어셀(11) 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 설치되는 다수의 영구자석(31)과, 상기 영구 자석(31)과 마주하도록 상기 다수 에어셀(11) 각각의 타측면에 설치되어, 자속양을 측정하는 다수의 자계 센서(32)를 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 자계 센서(32)가 검출하는 자속양은 상기 영구자석(31)과의 거리에 따라 변화되므로, 상기 자계 센서(32)에서 검출된 자속양을 거리로 환산하여 척추 형상, 즉, 각 에어셀(11)의 두께를 측정한다. 여기서 영구자석(31)은 다수의 공기 주머니(에어셀)(11)의 상측면에 내장되어 구성될 수도 있으며, 공기가 주입되면 점차 팽창하여 공기 주입구면과 자석 내장면의 거리가 멀어지게 된다. First, referring to FIG. 3A, the spine shape measuring unit 13 includes a plurality of permanent magnets 31 installed on one side of a plurality of air cells 11 that the user contacts, and the permanent magnets. It is provided on the other side of each of the plurality of air cells 11 to face the 31, and comprises a plurality of magnetic field sensors 32 for measuring the amount of magnetic flux. At this time, since the magnetic flux amount detected by the magnetic field sensor 32 is changed according to the distance from the permanent magnet 31, the magnetic flux amount detected by the magnetic field sensor 32 is converted into a distance to the spine shape, that is, the angle The thickness of the air cell 11 is measured. Here, the permanent magnet 31 may be built in the upper side of the plurality of air bags (air cell) 11, when the air is injected gradually expands and the distance between the air inlet surface and the magnet built-in surface is far.

다음으로, 도 3의 (b)를 참조하면, 상기 척추 형상 측정부(13)는, 다수 에어셀(11) 각각의 사용자 등이 접하는 면의 반대면에 설치되어, 상기 등 방향으로 적외선 또는 레이저를 방출하는 다수의 발광부(33)와, 다수 에어셀(11) 각각의 사용자 등이 접하는 면의 반대면에 설치되어, 각 에어셀(11)에 설치된 발광부(33)에서 방출된 후 사용자의 등에서 반사된 적외선 또는 레이저를 검출하는 다수의 수광부(34)를 포함하여 이루어진다. 이 경우, 상기 다수 수광부(34) 각각에서 검출된 적외선 또는 레이저 신호로부터 반사된 부분까지의 거리를 산출함으로써 척추 형상, 즉, 에어셀(11)의 두께를 측정한다. 이 경우, 상기 다수의 에어셀(11)은, 상기 레이저 신호나 적외선 신호가 투과할 수 있는 재질, 즉, 투명 재질로 이루어질 수 있다.Next, referring to FIG. 3B, the spine shape measuring unit 13 is installed on an opposite side of a surface of the plurality of air cells 11 to be in contact with each other, and emits infrared or laser in the back direction. It is installed on the opposite side of the surface where the plurality of light emitting parts 33 and the user of each of the plurality of air cells 11 are in contact with each other, and are emitted from the light emitting parts 33 installed in each air cell 11 and then reflected from the back of the user. It includes a plurality of light receiving portion 34 for detecting the infrared or laser. In this case, the spine shape, that is, the thickness of the air cell 11 is measured by calculating the distance from the infrared or laser signal detected by each of the plurality of light receiving parts 34 to the reflected portion. In this case, the plurality of air cells 11 may be made of a material through which the laser signal or an infrared signal may be transmitted, that is, a transparent material.

그리고 도 3의 (c)를 참조하면, 상기 척추 형상 측정부(13)는, 다수 에어셀(11) 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 형성되는 다수의 제1 용량성 전극(35)과, 상기 제1 용량성 전극(35)과 마주하는 다수 에어셀(11) 각각의 타측면에 형성되는 다수의 제2 용량성 전극(36)을 포함하여 이루어진다. 이때, 각 에어셀(11)에 설치된 제1, 2 용량성 전극(35,36)에 의해 측정된 정전용량은, 전극의 면적에 비례하고, 전극간의 거리에 반비례한다. 따라서 상기 측정된 정전용량을 이용하여 각 에어셀(11)의 모양, 즉, 두께를 측정할 수 있다.3 (c), the spine shape measuring unit 13 includes a plurality of first capacitive electrodes 35 formed on one side of a plurality of air cells 11 that a user or the like contacts. And a plurality of second capacitive electrodes 36 formed on the other side of each of the plurality of air cells 11 facing the first capacitive electrode 35. At this time, the capacitance measured by the first and second capacitive electrodes 35 and 36 provided in each air cell 11 is proportional to the area of the electrode and inversely proportional to the distance between the electrodes. Therefore, the shape, that is, the thickness of each air cell 11 can be measured using the measured capacitance.

또한, 상기 척추 형상 측정부(13)는, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 다수 에어셀(11) 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 형성되는 다수의 제1 코일(37)과, 상기 제1 코일(37)과 마주하도록 다수 에어셀(11) 각각의 타측면에 형성되는 다수의 제2 코일(38)을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우에는 패러데이의 법칙을 이용하여, 제1 코일(37)과 제2 코일(38) 간에 발생하는 역기전력은 거리에 따라 변하므로, 이에 따라서 에어셀(11)의 모양, 즉, 두께를 검출한다.In addition, the spine shape measuring unit 13, as shown in (d) of FIG. 3, a plurality of first coils 37 formed on one side that the user of each of the plurality of air cells 11 and the like, and A plurality of second coils 38 formed on the other side of each of the plurality of air cells 11 may be formed to face the first coil 37. In this case, using the Faraday's law, since the counter electromotive force generated between the first coil 37 and the second coil 38 varies with distance, the shape of the air cell 11, that is, the thickness thereof is detected accordingly.

도 4는 상기 척추 형상 측정부(13)에 의한 척추 형상 측정 방법을 나타낸 모식도로서, 의자의 등받이 프레임(21)에 지지되는 다수의 에어셀(11)의 각 두께를 측정하고, 이를 조합하여 사용자의 등 모양, 즉, 곡선 형태의 척추 형상을 검출할 수 있다.4 is a schematic diagram illustrating a method of measuring spine shape by the spine shape measuring unit 13, and measures the thicknesses of the plurality of air cells 11 supported by the back frame 21 of the chair, and combines the thicknesses of the air cells 11. A back shape, that is, a curved spinal shape can be detected.

다음으로, 상기 다수의 공기량 조절부(12)는, 주제어부(14)의 제어에 따라서 각 에어셀(11)의 공기량을 조절하여, 에어셀(11)의 모양 즉, 에어셀(11)의 두께를 가변한다.Next, the plurality of air amount adjusting unit 12 adjusts the air amount of each air cell 11 according to the control of the main controller 14 to vary the shape of the air cell 11, that is, the thickness of the air cell 11. do.

도 5는 상기 공기량 조절부(12)의 구성을 나타낸 블록도로서, 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 공기량 조절부(12)는, 제어 신호에 따라서 동작하여 해당 에어셀(11)에 공기를 주입하는 컴프레셔(121)와, 제어 신호에 따라서 개폐되어 해당 에어셀(11)에 주입된 공기를 배출하는 솔레노이드 밸브(122)와, 상기 주제어부(14)의 제어에 따라서 해당 에어셀(11)에 연결된 컴프레셔(121) 및 솔레이노이드 밸브(122)를 구동시키는 부제어부(120)를 포함하여 이루어진다.FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the air amount adjusting unit 12. Referring to FIG. 5A, the air amount adjusting unit 12 operates in accordance with a control signal to supply air to the air cell 11. Referring to FIG. The compressor 121 for injecting the air, the solenoid valve 122 for opening and closing the control signal to discharge the air injected into the air cell 11, and the air cell 11 according to the control of the main controller 14. It comprises a sub-control unit 120 for driving the connected compressor 121 and the solenoid valve 122.

상기 컴프레셔(121)와 솔레노이드 밸브(122)와 부제어부(120)는 다수의 에어셀(11) 별로 각각 설치되어, 다수의 에어셀(11)의 공기량을 독립적으로 제어한다.The compressor 121, the solenoid valve 122, and the sub-control unit 120 are installed for each of the plurality of air cells 11 to independently control the air volume of the plurality of air cells 11.

더하여, 도 5의 (b)를 참조하면, 상기 공기량 조절부(120)는, 해당 에어셀(11)의 공기압을 측정하는 압력 센서(123)를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 부제어부(120)는, 각 에어셀(11)의 공기압이 기준치가 되도록 공기압 제어를 수행할 수 있다.In addition, referring to FIG. 5B, the air amount adjusting unit 120 may further include a pressure sensor 123 for measuring air pressure of the air cell 11. In this case, the sub-control unit 120 may be used. ) May perform air pressure control such that the air pressure of each air cell 11 becomes a reference value.

마지막으로, 상기 주제어부(14)는, 표준 건강 척추 형상을 상기 기준 척추 형상으로 설정하고, 사용자의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 다수의 에어셀(11) 각각의 모양을 제어한다. 이 경우, 사용자가 건강한 자세를 유지하도록 도와줌으로써, 장시간 사용을 통해 자세 교정을 도모하거나 건강 상태의 호전을 도모할 수 있다.Finally, the main controller 14 sets the standard healthy spine shape to the reference spine shape, and controls the shape of each of the plurality of air cells 11 so that the user's spine shape becomes the reference spine shape. In this case, by helping the user to maintain a healthy posture, it is possible to improve posture correction or improve the state of health through prolonged use.

또한, 상기 주제어부(14)는, 사용자가 서있는 상태에서의 척추 형상을 상기 기준 척추 형상으로 설정하고, 상기 사용자가 앉은 상태에서의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 다수의 에어셀 각각의 모양을 제어한다. 실험에 따르면, 사람이 서있을 때 나타나는 척추 형상이 그 사람에게 있어서 가장 편안한 자세가 된다고 알려져 있다. 따라서 상기와 같이 사용자가 서있을 때의 척추 형상이 되도록 다수 에어셀(11)의 모양을 제어함으로써, 사용자가 편안한 자세를 유지하도록 유도할 수 있으며, 이를 통하여, 사용자가 가장 효과적으로 휴식을 취할 수 있도록 해줄 수 있다.In addition, the main controller 14 sets the shape of each of the plurality of air cells so that the shape of the spine in the standing state of the user is the reference shape of the spine, and the shape of the spine in the state of the user sitting is the reference shape of the spine. To control. Experiments have shown that the shape of the spine when a person stands is the most comfortable position for that person. Therefore, by controlling the shape of the plurality of air cells 11 to be in the shape of the spine when the user is standing as described above, it can induce the user to maintain a comfortable posture, thereby allowing the user to rest most effectively. have.

더하여, 상기 주제어부(14)는, 상기 다수의 에어셀(11) 중에서, 사용자의 흉골, 요추 부위 및 견갑골 하부 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 에어셀(11)에 연결된 압력 센서(123)의 센싱 신호를 입력받아, 사용자의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있다. 사용자가 의자에 기대어 쉬는 경우, 사용자의 호흡이나 심박수에 의하여, 사용자의 등을 통해 상기 흉골, 요추 부위 및 견갑골 하부 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 에어셀(11)에 압력이 가해지며, 이는 상기 압력 센서(123)의 압력 변화로 나타난다. 따라서 상기 에어셀(11)의 미세 압력 변화를 압력 센서(123)를 통해 검출함으로써, 사용자의 호흡률과 심박수를 측정할 수 있다.In addition, the main controller 14 may include a pressure sensor 123 connected to one or more air cells 11 disposed on any one or more of the user's sternum, lumbar region, and scapula lower part of the plurality of air cells 11. The user's breathing and heart rate can be measured by receiving the sensing signal. When the user rests on the chair, pressure is applied to one or more air cells 11 disposed on any one or more of the sternum, lumbar region, and the scapula lower part through the user's back, by the user's breathing or heart rate. It is represented by the pressure change of the pressure sensor 123. Therefore, by detecting the micro pressure change of the air cell 11 through the pressure sensor 123, it is possible to measure the respiratory rate and heart rate of the user.

도 6은 본 발명에 의한 자세 제어 장치를 통하여, 호흡과 심박수의 측정 실험을 수행한 결과를 보인 그래프이다.6 is a graph showing a result of performing a measurement experiment of breathing and heart rate through the posture control device according to the present invention.

도 6의 (a) 내지 (c)의 그래프에 도시된 바와 같이, 사용자의 견갑골 하부(11c)에 접하는 에어셀(11)의 미세 압력 변화를 측정한 결과, 상기 사용자의 심박수를 계측할 수 있었고, 흉골(11d) 부위에 위치한 에어셀(11)의 미세 압력 변화에서 사용자의 호흡률 및 심박수가 함께 계측되었으며, 요추(11e) 부위에 위치한 에어셀(11)의 미세 압력 변화로부터, 사용자의 호흡률을 측정할 수 있었다.As shown in the graphs of (a) to (c) of FIG. 6, when the minute pressure change of the air cell 11 in contact with the lower scapula 11c of the user was measured, the heart rate of the user could be measured. The user's respiration rate and heart rate were measured together with the minute pressure change of the air cell 11 located at the sternum 11d, and the user's respiration rate can be measured from the minute pressure change of the air cell 11 located at the lumbar spine 11e. there was.

따라서 본 발명에 의한 자세 제어 장치는, 사용자가 의식하지 못하는 상태에서, 사용자의 호흡률과 심박수를 측정할 수 있다.Therefore, the posture control device according to the present invention may measure the respiratory rate and heart rate of the user in a state in which the user is not aware.

다음으로, 도 7은 상술한 자세 제어 장치를 통해 이루어지는 본 발명에 의한 자세 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.Next, FIG. 7 is a flowchart illustrating a posture control method according to the present invention made through the above-described posture control device.

도 7을 참조하면, 본 발명의 자세 제어 방법은, 먼저 단계(S71)에서 기준 척추 형상을 설정한다. 여기서, 기준 척추 형상은, 표준 인체 체형을 기준으로 설정된 표준 척추 형상이 될 수 도 있고, 상기 사용자가 서있는 상태에서의 척추 형상이 될 수 있다. 전자의 경우, 건강한 자세 유지를 위해 이용될 수 있으며, 후자의 경우는 편안한 자세 유지를 위하여 이용될 수 있다. 상기 설정된 기준 척추 형상은, 주제어부(14)에 저장된다.Referring to FIG. 7, the posture control method of the present invention first sets a reference spine shape in step S71. Here, the reference spine shape may be a standard spine shape set based on a standard human body shape or may be a spine shape in a state where the user stands. The former may be used for maintaining a healthy posture, and the latter may be used for maintaining a comfortable posture. The set reference spine shape is stored in the main control unit 14.

단계S72에서, 사용자가 상기 자세 제어 장치가 설치된 의자에 앉으면, 단계S73에서, 사용자의 등에 의해 가해지는 압력에 의해 상기 다수의 에어셀(11) 각각에 나타나는 변형을 측정하여, 사용자가 앉은 상태에서의 척추 형상을 모니터링한다. 상기 척추 형상의 모니터링은, 도 3에서 예시한 여러 방법으로 구현된 척추 형상 측정부(13)를 통해 이루어진다.In step S72, when the user sits in a chair provided with the posture control device, in step S73, the deformations appearing in each of the plurality of air cells 11 are measured by the pressure applied by the user's back and the like, and the user is in a seated state. Monitor spine geometry. The monitoring of the spine shape is performed through the spine shape measuring unit 13 implemented by various methods illustrated in FIG. 3.

그리고 단계 S74에서, 상기 모니터링 결과와 상기 설정한 기준 척추 형상을 비교하여, 사용자의 앉은 자세에서의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 다수의 에어셀(11) 각각의 공기량을 조절한다.In step S74, the monitoring result is compared with the set reference spine shape, and the amount of air of each of the plurality of air cells 11 is adjusted so that the spine shape in the sitting position of the user becomes the reference spine shape.

상기에서 기준 척추 형상이 표준 척추 형상으로 설정된 경우, 사용자의 척추 형상이 표준 척추 형상으로 유지되어 사용자의 자세 교정이 이루어질 수 있으며, 기준 척추 형상이 서있는 상태의 척추 형상으로 설정된 경우, 사용자에게 가장 편안한 자세를 유도함으로써, 사용자에게 편안한 휴식 상태를 제공할 수 있다.When the reference spine shape is set to the standard spine shape in the above, the user's spine shape is maintained in the standard spine shape, the posture correction of the user can be made, if the reference spine shape is set to the spine shape in the standing state, the most comfortable for the user By inducing posture, it is possible to provide a comfortable resting state to the user.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따라 척추 형상 측정부(13)에 각각 연결된 개별 연산부(15)에서 측정 신호를 증폭 및 필터링을 통해 개별 연산을 수행하여 측정된 척추 형상을 교정하는 과정에 대해 첨부된 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention attached to the process of correcting the measured spine shape by performing a separate operation by amplifying and filtering the measurement signal in the separate operation unit 15 connected to the spine shape measuring unit 13, respectively Referring to Figure 8 as follows.

도 8을 참조하면, S81단계에서, 개별 연산부(15)는 척추 형상 측정부(13)에서 척추 형상을 측정한 측정 신호(예를 들어 자계 신호)를 수신한다. Referring to FIG. 8, in operation S81, the individual calculation unit 15 receives a measurement signal (for example, a magnetic field signal) in which the spine shape measurement unit 13 measures the spine shape.

이에 따라 S82단계에서, 개별 연산부(15)는 수신된 측정 신호를 증폭하고, S83단계에서, 증폭된 측정 신호를 필터링하여 잡음 성분을 제거하는 신호 처리를 수행한다. 이후, S84단계에서 개별 연산부(16)는 신호 처리된 측정 신호(예를 들어 자계 세기)를 단위 공기주머니별로 거리 변화량으로 변환하는 개별 연산을 수행한다. Accordingly, in step S82, the individual arithmetic unit 15 amplifies the received measurement signal, and in step S83, performs signal processing to filter out the amplified measurement signal to remove noise components. In operation S84, the individual calculator 16 performs a separate operation of converting the signal-measured measurement signal (for example, magnetic field strength) into a distance change amount for each unit air bag.

S85단계에서, 개별 연산부(16)는 개별 연산 결과(변환된 거리 변화량 등)를 주 제어부(14) 및 통합 표시부(16)로 전송한다. 이에 따라 통합 표시부(16)는 단위 공기주머니별로 수신된 연산 결과를 통합하여 척추 형상을 추정하기 위한 척추 라인 즉, 척추 형상 추정 곡선을 토출하여 이를 표시한다. 주 제어부(14)에서는 단위 공기주머니별로 수신한 연산 결과를 기준 척추 형상에 반영하여 다수의 공기 주머니(11) 각각의 공기량을 조절하는데 이용될 수 있다.In step S85, the individual calculation unit 16 transmits the individual calculation result (the converted distance change amount, etc.) to the main control unit 14 and the integrated display unit 16. Accordingly, the integrated display unit 16 displays the result by discharging the spine line for estimating the spine shape, that is, the spine shape estimation curve, by integrating the calculation results received for each air bag. The main controller 14 may be used to adjust the amount of air of each of the plurality of air bags 11 by reflecting the calculation result received for each unit air bag in the reference spine shape.

S86단계에서, 개별 연산부(16)는 단위 공기주머니별 연산 결과(거리 변화량)를 각각 미리 설정된 기준 척추 형상에 반영하여 각각 공기 주머니(11)의 공기량을 조절하여 높이를 조절하기 위한 제어 신호를 공기량 조절부(12)로 전송한다. 이에 따라 측정된 척추 형상을 보다 정확하게 개별적으로 교정할 수 있게 된다. 예를 들어 상기 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 자석(31)과 센서(32)가 설치된 공기 주머니(11)를 이용하는 경우 상기 연산 결과(자계세기에 따른 거리 변화량)에 따라 자석(31)과 센서(32) 간의 거리를 cm 단위로 제어 즉, 거리 변화량에 따라 공기 주머니(11)의 공기량을 조절한다. In step S86, the individual calculation unit 16 reflects the calculation result (distance change amount) for each unit air bag in each of the preset reference spine shape, respectively, by adjusting the air amount of the air bag 11 to adjust the height of the air amount control signal Transmission to the control unit 12. This makes it possible to individually correct the measured spine shape more accurately. For example, as shown in FIG. 3A, when using the air bag 11 in which the magnet 31 and the sensor 32 are installed, the magnet 31 is changed according to the calculation result (distance change amount according to the magnetic field strength). The distance between the sensor and the sensor 32 is controlled in cm, that is, the air amount of the air bag 11 is adjusted according to the distance change amount.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

11: 공기주머니 12: 공기량 조절부
13: 척추 형상 측정부 14: 주제어부
15: 개별연산부 16: 통합표시부11: air bag 12: air volume control unit
13: Spine shape measuring unit 14: Main control part
15: Individual operation unit 16: Integrated display unit

Claims (19)

사용자의 등이 접하는 영역에 배치되며, 상호 독립적으로 공기량이 조절되는 다수의 공기 주머니;
상기 다수의 공기 주머니 각각에 공기를 주입하거나 공기를 빼내어 각 공기 주머니의 모양을 조절하는 다수의 공기량 조절부;
상기 다수의 공기 주머니의 모양을 측정하여 사용자의 척추 형상을 각각 측정하는 다수의 척추 형상 측정부;
기준 척추 형상의 정보를 설정하고, 상기 기준 척추 형상과 상기 척추 형상 측정부에서 측정된 사용자의 척추 형상을 비교하여 상기 기준 척추 형상과 일치하도록 상기 다수의 공기량 조절부를 제어하는 주제어부; 및
상기 다수의 척추 형상 측정부 각각에 연결되어 척추 형상을 측정한 측정 신호를 수신하여 신호 처리를 하고, 척추 형상의 교정을 위한 개별 연산을 수행하는 다수의 개별 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
A plurality of air bags disposed in an area where the back of the user is in contact with each other, the air amounts of which are independently controlled;
A plurality of air amount adjusting units for adjusting the shape of each air bag by injecting or extracting air into each of the air bags;
A plurality of spine shape measuring units each measuring a shape of the user's spine by measuring shapes of the plurality of air bags;
A main control unit for setting information of a reference spine shape and controlling the plurality of air amount adjusting units to match the reference spine shape by comparing the reference spine shape with the user's spine shape measured by the spine shape measuring unit; And
Posture control, characterized in that it is connected to each of the plurality of spine shape measuring unit receives a measurement signal measuring the spine shape to process the signal, and a plurality of individual calculation unit for performing a separate operation for correction of the spine shape Device.
제1항에 있어서,
상기 다수의 개별 연산부에서 각각 수신된 개별 연산된 결과를 통합하여 척추 라인을 표시하여 척추 형상 추정 곡선을 도출하는 통합 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1,
And an integrated display unit configured to display the spine lines by integrating the respective calculated results received by the plurality of individual computing units to derive a spine shape estimation curve.
제1항에 있어서, 상기 다수의 개별 연산부는,
상기 다수의 척추 형상 측정부에서 각각 측정된 측정 결과를 거리 변화량으로 변환하는 연산을 각각 수행하고, 각각 연결된 상기 공기량 조절부로 상기 거리 변화량에 따른 척추 형상 교정을 위한 제어 신호를 전송하여 각각 연결된 상기 공기 주머니의 공기량을 조절하도록 함을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the plurality of individual calculation unit,
The plurality of spine shape measuring units respectively perform calculations for converting the measured results into distance change amounts, respectively, and transmit the control signals for correcting the spine shape according to the distance change amounts to the connected air amount adjusting units, respectively. Attitude control device characterized in that to adjust the amount of air in the pocket.
제1항에 있어서,
상기 다수의 공기주머니는 에어셀을 이용하며, 인체 체형 특징에 근거하여, 목부분, 견갑골 상부, 견갑골 하부, 흉골, 요추, 골반, 상기 견갑골의 좌우측부, 상기 흉골 및 요추의 좌우 측부에 각각 하나 이상 배치되는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1,
The plurality of air pockets use an air cell, and at least one of the neck, the scapula, the scapula, the sternum, the lumbar spine, the pelvis, the left and right sides of the scapula, and the left and right sides of the scapula, respectively Posture control device, characterized in that arranged.
제1항에 있어서, 상기 척추 형상 측정부는,
상기 공기 주머니 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 설치되는 다수의 영구자석; 및
상기 영구 자석과 마주하도록 상기 다수 공기 주머니 각각의 타측면에 설치되어, 자속양을 측정하는 다수의 자계 센서를 포함하고,
상기 자계 센서에서 측정된 자속양을 거리로 환산하여 척추 형상을 측정하는것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the spine shape measuring unit,
A plurality of permanent magnets installed on one side of each of the air bags and the like; And
It is provided on the other side of each of the plurality of air pockets to face the permanent magnet, and comprises a plurality of magnetic field sensors for measuring the amount of magnetic flux,
Posture control device characterized in that for measuring the spine shape by converting the amount of magnetic flux measured by the magnetic field sensor into a distance.
제1항에 있어서, 상기 척추 형상 측정부는,
상기 공기 주머니 각각의 사용자 등이 접하는 면의 반대면에 설치되어, 상기 등 방향으로 적외선 또는 레이저를 방출하는 다수의 발광부; 및
상기 공기 주머니 각각의 사용자 등이 접하는 면의 반대면에 설치되어, 상기 각 공기 주머니에 설치된 발광부에서 방출된 후 사용자의 등에서 반사된 적외선 또는 레이저를 검출하는 다수의 수광부를 포함하고,
상기 다수 수광부 각각에서 검출된 적외선 또는 레이저를 이용하여 거리를 산출함으로써 척추 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the spine shape measuring unit,
A plurality of light emitting parts installed on opposite sides of a surface of each of the airbags to be in contact with each other, and emitting infrared rays or lasers in the back direction; And
A plurality of light receiving parts installed on opposite sides of a surface of each of the airbags to be in contact with each other, and detecting infrared rays or lasers emitted from the light emitting parts installed in the airbags and reflected from the back of the user;
Posture control device characterized in that for measuring the shape of the spine by calculating the distance using the infrared or laser detected by each of the plurality of light receiving units.
제1항에 있어서, 상기 척추 형상 측정부는
상기 다수의 공기 주머니 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 형성되는 다수의 제1 용량성 전극; 및
상기 제1 용량성 전극과 마주하는 상기 다수의 공기 주머니 각각의 타측면에 형성되는 다수의 제2 용량성 전극을 포함하여,
각 공기 주머니에 설치된 제1, 2 용량성 전극에 의해 측정된 정전용량을 이용하여 거리를 산출함으로써 척추 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the spine shape measuring unit
A plurality of first capacitive electrodes formed on one side of each of the plurality of air bags to be in contact with the user; And
Including a plurality of second capacitive electrode formed on the other side of each of the plurality of air bag facing the first capacitive electrode,
A posture control device characterized in that the shape of the spine is measured by calculating distance using the capacitance measured by the first and second capacitive electrodes provided in each air bag.
제1항에 있어서, 상기 척추 형상 측정부는,
상기 다수의 공기 주머니 각각의 사용자 등이 접하는 일측면에 형성되는 다수의 제1 코일; 및
상기 제1 코일과 마주하도록 상기 다수의 공기 주머니 각각의 타측면에 형성되는 다수의 제2 코일을 포함하고,
상기 제1,2 코일에 의해 측정된 역기전력을 통해 거리를 추정하여 척추 형상을 측정하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the spine shape measuring unit,
A plurality of first coils formed on one side of each of the plurality of air bags to be in contact with the user; And
A plurality of second coils formed on the other side of each of the plurality of air bags so as to face the first coil,
The posture control device, characterized in that for measuring the spine shape by estimating the distance through the counter electromotive force measured by the first and second coils.
제1항에 있어서, 상기 다수의 공기량 조절부는,
제어 신호에 따라서 동작하여 공기 주머니에 공기를 주입하는 컴프레셔;
제어 신호에 따라서 개폐되어 공기 주머니에 주입된 공기를 배출하는 솔레노이드 밸브; 및
상기 주 제어부의 제어에 따라서 상기 컴프레셔 및 솔레이노이드 밸브를 구동시키는 부 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the plurality of air amount adjusting unit,
A compressor for injecting air into the air bag by operating in accordance with a control signal;
A solenoid valve which opens and closes according to a control signal and discharges the air injected into the air bag; And
And a sub control unit for driving the compressor and the solenoid valve according to the control of the main control unit.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는
표준 척추 형상을 상기 기준 척추 형상으로 설정하고, 사용자의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 상기 다수의 공기 주머니 각각의 모양을 제어하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the main control unit
And setting a standard vertebral shape to the reference vertebral shape, and controlling the shape of each of the plurality of air sacs so that the user's spine shape becomes the reference vertebral shape.
제1항에 있어서, 상기 주제어부는,
사용자가 서있는 상태에서의 척추 형상을 상기 기준 척추 형상으로 설정하고, 상기 사용자가 앉은 상태에서의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 상기 다수의 공기 주머니 각각의 모양을 제어하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the main control unit,
Posture control, characterized in that for setting the spine shape in the user standing state to the reference spine shape, and control the shape of each of the plurality of air pockets so that the spine shape in the user sitting state is the reference spine shape Device.
제4항에 있어서, 상기 다수의 공기 주머니는
적외선 또는 레이저가 투과할 수 있는 투명재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 4 wherein the plurality of air pockets
Attitude control device, characterized in that made of a transparent material that can transmit infrared or laser.
제9항에 있어서, 상기 다수의 공기량 조절부는,
상기 다수의 공기 주머니 각각의 공기압을 측정하는 다수의 압력 센서를 더 포함하고,
상기 다수의 부제어부가 각 공기 주머니의 공기압을 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 9, wherein the plurality of air amount adjusting unit,
Further comprising a plurality of pressure sensors for measuring the air pressure of each of the plurality of air bags,
And the plurality of sub-control units to adjust the air pressure of each air bag.
제13항에 있어서, 상기 주제어부는,
상기 다수의 공기 주머니 중에서, 사용자의 흉골, 요추 부위 및 견갑골 하부 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 공기 주머니에 연결된 압력 센서의 센싱 신호를 입력받아, 사용자의 호흡 및 심박수를 측정하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 장치.
The method of claim 13, wherein the main control unit,
Among the plurality of air pockets, receiving a sensing signal of a pressure sensor connected to one or more air pockets disposed on any one or more of the user's sternum, lumbar region and the lower scapula, characterized in that for measuring the user's respiration and heart rate Posture control device.
사용자의 등이 접하는 영역에 배치되어 상호 독립적으로 공기량이 조절되는 다수의 공기 주머니를 포함하는 자세 제어 장치의 자세 제어 방법에 있어서,
기준 척추 형상을 설정하는 단계;
상기 다수의 공기 주머니 각각에 나타나는 변형을 측정하여, 사용자의 척추 형상을 측정하는 단계; 및
상기 척추 형상의 측정 결과와 상기 기준 척추 형상을 비교하여, 사용자의 척추 형상이 상기 기준 척추 형상이 되도록 다수의 공기 주머니 각각의 공기량을 조절하는 단계; 및
상기 척추 형상을 측정한 결과를 상기 다수의 공기 주머니별로 개별 연산하여 얻은 거리 변화량에 따라 상기 다수의 공기 주머니의 공기량을 조절하여 상기 척추 형상을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 방법.
In the posture control method of the posture control device comprising a plurality of air pockets disposed in the area where the back of the user is in contact with each other to adjust the air volume independently,
Establishing a reference spine shape;
Measuring the deformation of each of the plurality of air pockets to measure a shape of a user's spine; And
Comparing the measurement results of the vertebral shape with the reference vertebral shape, and adjusting the amount of air in each of the plurality of air bags so that the vertebral shape of the user becomes the reference vertebral shape; And
And adjusting the amount of air in the plurality of air bags according to the distance change amount obtained by individually calculating the result of the measurement of the spine shape for each of the plurality of air bags, and correcting the shape of the spine.
제15항에 있어서,
상기 다수의 공기주머니별로 개별 연산을 통해 얻은 각각의 상기 거리 변화량을 통합하여 척추 라인을 표시하는 단계; 및
상기 표기된 척추 라인을 통해 척추 형상 추정 곡선을 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 방법.
16. The method of claim 15,
Displaying a spinal line by integrating each of the distance change values obtained through individual operations for each of the plurality of air bags; And
And deriving a spine shape estimation curve through the marked spine line.
제15항에 있어서, 상기 척추 형상을 교정하는 단계는,
상기 척추 형상을 측정한 결과를 수신하는 단계;
수신된 측정 결과를 상기 다수의 공기 주머니별로 개별 연산하여 거리 변화량으로 변환하는 단계; 및
상기 거리 변화량에 따라 상기 다수의 공기 주머니별로 각각 공기량을 조절하여 상기 척추 형상을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 방법.The method of claim 15, wherein the correcting the spine shape,
Receiving a result of measuring the spine shape;
Converting the received measurement result into a distance change amount by individually calculating the plurality of air bags; And
Posture control method comprising the step of correcting the spine shape by adjusting the amount of air for each of the plurality of air bags according to the distance change amount. 제15항에 있어서, 상기 기준 척추 형상은
표준 인체 체형을 기준으로 설정된 표준 척추 형상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자세 제어 방법.
The method of claim 15 wherein the reference spine shape is
Posture control method characterized in that it is set to the standard spine shape set on the basis of the standard human body shape.
제15항에 있어서, 상기 기준 척추 형상은
상기 사용자가 서있는 상태에서의 척추 형상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자세 제어 방법.

The method of claim 15 wherein the reference spine shape is
Posture control method characterized in that it is set to the spine shape in the user standing state.

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