KR20080072470A - 베개에 배치한 센서 신호로 모터를 기동시키는 센서배치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동식 높이 조절 베개의 높이 조절을 위한 구동용 모터의 기동을위해 수면자의 머리를 감지하고 제어부로 신호를 보내는 센서들의 배치방법에 관한 것으로

자동식 높이 조절 베개가 많은 장점이 있음에도 불구하고 실용화되고 있지못하는 것은 기구적으로는 다양한 모델이 고안되어 있음 에도 불구하고 수면자의 자세변화에 따라 상기 모터의 기동을 위해 제어부가 수신해야할 신호를 보낼 센서들의 배치방법이 불완전하기 때문이다

지금까지 수면자의 자세변화에 따른 베개 높이 변화를 이루기 위한 구동 모터의 기동을 위해 제어부가 수신해야할 신호를 보낼 센사들을 수면자의 몸에 부착 시키던지 바닥에 배치하여 배게 밖에서 수면자의 자세정보를 감지토록 고안되어 왔는데 이 방법들은 상기의 신호는 얻을 수 있으나 실제 사용하기에는 해결해야할 문제들이 새롭게 발생 되었고 현재로서는 쉽사리 해결될 수 있는 문제가 아니다

본 발명에서는 상기 센서들을 수면자의 신체가아닌 베개에 배치하여 수면자로 부터 위치정보를 얻어서 구동 모터를 기동시킬수있게 하므로 상기 방법에서 발생한 문제점들을 사전에 배제하게 하였고 이로서 좀더 실생활에 적용이 용이한 자동식 높이 조절 베개를 만들 수 있게 되었다

터치 감지센서,적외선 감지센서,힌지 붙이 덮개판,유체 주머니

Description

베개에 배치한 센서 신호로 모터를 기동시키는 센서 배치방법 {METHOD OF SENSOR ARRANGEMENT FOR THE AUTOMATIC HEIGHT CONTROL PILLOW}

도1은 공지 기술에 의한 자동식 높이 조절베개의 일 예를 도시한 단면도

도2은 공지 기술에 의한 자동식 높이 조절베개의 다른 예의 부분절개 사시도

도3은 공지 기술에 의한 자동식 높이 조절베개의 또 다른 예의 예시도

도4은 공지 기술에 의한 수동식 높이 조절베개의 네번째 예를 도시한 단면도

도5는 본 발명에 따른 모터 기동용 센서를 배치한 일 예를 도시한 단면도

도6은 도5의 완충구를 일부 제거한 상태의 평면도

도7은 도5에 도시된 베개를 바로 베고 있는 상태의 센서 배치 상태도

도8은 도5에 도시된 베개를 옆으로 베고 있는 상태의 센서배치 상태도

도9은 본 발명에따른 자동식 높이 조절베개의 다른 예를 도시한 평면도

도10은 도9의 일부를 절개한 상태의 센서배치 정면도

도11은 도9의 센서 배치 부분 확대도

도12는 도9에 도시된 베개를 옆으로 베고 있는 상태의 센서배치 상태도

도13은 본 발명에 따른 베개의 또 다른 센서 배치 예를 도시한 종단면도

도14는 도13의 완충구 일부를 제거한 상태의 센서 배치 평면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 완충구 2 : 하판

3 : 힌지 붙이 덮개판

4 : 스프링 5 : 센서 1

6 : 힌지부 7 : 센서 2

8 : 유체 주머니

9 : 센서 3

본 발명이 속하는 기술 분야는 수면시 수면자의 자세변화에 따라 자동으로 자세에 맞는 베개높이를 맞추어 줄 수 있는 자동식 높이조절 베개의 구동 모터 기동용 신호발생 센서들의 배치 방법에 관 한 것이다

지금까지 수없이 많은 베개 들이 제작되어 왔으나 수면 자세 변화에 따른 베개의 높낮이가 자동으로 변화될 수 있는 베개는 완전하게 개발되어 있지 못하다

그에 대한 관련 기술로서는 다음과 같다

자동 높이 조절 베개 (공고번호 실 1991-0000982)

자동높낮이 조절용 건강베개 (출원번호 20-2001-0010090)

수면 자세 감지 센스에 의한 인체 수면 자세에 따라 변형되는 베개

(출원번호 10-2001-0061080)

베개의 높이 조절장치 (출원번호 20-2004-0034370)

상기 내용이 현재 까지 공지된 기술 들이다

그런데, 상기 자동 높이 조절 베개 (공고번호 실 1991-0000982) 는 수면 전에 사용자가 수동으로 스위치를 조작하여 모터를 구동시켜 베개 높이를 조절하는 것으로 본 발명의 추구하는 바와는 거리가 있으므로 그 기구부만 참조 하기로 하고 더 이상의 거론은 줄이도록 한다

상기 자동높낮이 조절용 건강베개(출원번호 20-2001-0010090)에서는 사람이 눕혀진 상태를 알 수 있도록 다수의 터치 감지센서 또는 적외선 감지 센서가 배열된 감지센서 부를 설치하여 사람이 누운 상태를 감지토록 하여 신호를 발송하게 하여 이를 받은 마이콤에서 기입력된 입력값과 받은 신호를 비교하여 수면자의 자세를 판별토록 하고 있다

그러나 이 방법에서 수면자의 어께 밑에 놓여 배열된 감지센서 부는 그 두께 때문에 바닥과 높이 차이가 생기고 이것에 수면자의 어께에 불편을 주어 오히려 수면에 장애가 될 수 있으며 높이 차로 수면 자세도 나쁘게 만들 수가 있다

이를 해결 하기 위해 요나 매트리스를 개조해야 한다면 더 복잡한 문제가 될 것이다

또한 단순한 센서들의 직선 배치만으로 수면중 생기는 다양한 자세변화의 경 우에 수를 다 소화하기 힘들어 오작동이 발생할 가능성이 있다

예를 들어 옆으로 누은 자세에서 팔을 뻗어 센서들을 가리고 있다면 센서는 수면자가 바로 누워있다고 인식할 것이고 옆으로 누워있음에도 높이 조절을 하지 않을 것이다

게다가 고가인 센서 다수량의 구매 비용과 소프트워어의 개발비용 등으로 제작 단가가 통상의 베개 구매가 보다 월등히 높아 지게 될 수밖에 없을 것이다

상기 수면 자세 감지 센스에 의한 인체 수면 자세에 따라 변형되는 베개 (출원번호 10-2001-0061080)에서는

수면자가 수면 자세 감지를 위한 수면자세 감지 센서를 수면자의 몸통의 일부분 위에 부드러운 벨트등 을 이용 착용하고 수면을 취하면 이 수면자세 감지 센서에서 수면자의 자세정보를 유선 혹은 무선으로 베개의 제어부로 보내 제어부에서 수면자의 자세를 판별케 하는 방법을 택하고 있다

그러나 이 방법도 수면자에게 센서가 취부된 벨트를 몸통에 착용할 것을 요구하고 있어 특히 더운 여름 같은 경우 더 큰 불편을 일으킬 수 있으며 또한 수면중 벨트가 미끄러져 벨트가 움직일 경우 역시 오작동할 가능성이 있다

채택하고 있는 센서도 상기 건에서 추상적으로 제시된 단순한 안으로 실용화되기 위해서는 시작품제작과 수많은 실험을 통해 안정성과 성능이 검증되어야 할 것인데 현재로서는 실현성 여부가 불투명하다

상기 베개의 높이 조절장치 (출원번호 20-2004-0034370)에서는

수면 자세 감지수단이 사용자의 머리에 착용 된 송신제어부로, 사용자의 머리에 착용 되는 헤어밴드와 헤어밴드의 양측에 각각 설치되는 측면 스위치와 하부에 설치되는 후면스위치로 구성되어 수신제어부로 신호를 보내면 상기 수신제어부에서 수면자의 수면자세를 판단하도록 하고 있다

그러나 이 건에서도 수면자에게 이마에 밴드를 착용할 것을 요구하고 있으므로 역시 수면 장애가 될 수 있는 불편요인을 주고 있으며 더운 하 절기에는 더한 어려움을 주게 될 것으로 사료된다

또한 수면중 밴드가 돌아가거나 이마에서 이탈하여 빠져나가 버릴 수가 있는데 이 경우 오작동을 일으킬 수밖에 없게 된다

신호의 주고 받음을 무선으로 하는 방식인 바 송수신 장치로 인해 장비 크기가 커질 수밖에 없고 역시 비용이 높아지게 된다

이상과 같이 현재까지는 이와 같은 난제들을 가진 불완전한 기술들만이 제안되고 있다

지금까지 자동식 높이 조절 베개가 온전히 개발되지 못함은 수면중 수면자의 자세 정보를 효과적으로 얻을 수 없었기 때문이다

이문제의 해결을 위해 종래 기술들은 센서를 수면자에게 억지로 취부시켜 수면 자세정보를 얻고자 하였으나

그러나 이 때문에 더 곤란한 새로운 문제들이 발생 되어 여전히 불완전한 상태로 남을 수밖에 없게 되었다

본 발명은 새로운 수면정보인 수면위치 정보를 얻어서 이를 이용하여 종래에 얻었던 수면자세 정보를 대신하여 수면중 자동으로 베개 높이를 맞출 수 있게 하고자 하며 이를 통해 종래의 많은 문제점들이 해결되고 충분한 실용성을 가진 자동식 높이 조절 베개를 만들어 국민 수면 건강에 이바지하고 기술력으로 국가 경쟁력 제고에 이바지하고자 한다

이하 첨부된 도면을 예로 들어 상세히 설명하면 다음과 같다

도1은 공지된 자동식 높이 조절 베개의 일 예를 나타내고 있다

(공고번호 실 1991-0000982)

도2도 공지된 자동식 높이 조절 베개의 다른 예를 나타내고 있다

(출원번호 20-2001-0010090)

도3도 공지된 자동식 높이 조절 베개의 또 다른 예를 나타내고 있다

(출원번호 10-2001-0061080)

도4도 공지된 자동식 높이 조절 베개의 네 번째 다른 예를 나타내고 있다

(출원번호 20-2004-0034370)

상기의 기술들은 이미 발명이 속하는 기술 분야 및 그 분야의 종래기술에서 검토하였었다

도5는 본 발명에 의한 자동식 높이 조절 베개의 구동모터 기동용 신호 발송 센서(5) 배치 상태의 일 예의 종단면도와 일부 확대도를 보여 주고 있다

본 예에서는 상기 센서(5)가 하판(2)에 배치되어 힌지 붙이 덮개판(3)이 넓은 면으로 정보를 받아 전달하게 하여 상기 센서가 작동 되게 한 것으로

베개의 센서 배치 관련부는 완충구와(1) 하판(2)과 힌지 붙이 덮개판(3)과 스프링과(4) 센서(5)로 되어있으며 도(7)에서와 같이 바른 자세에서의 수면에서는 일부러 자세를 흐트러트리지 않는 한 상기 도에서와 같은 자세로 수면을 취하게 되며 좌우의 센서 배치부는 아무런 영향을 받지않고 대기상태로 있게 된다

도6은 옆으로 누은 자세를 나타내고 있는데 그림에서와 같이 머리에 의해 완충구 밑에서 들려져 있던 힌지 붙이 덮개판(3)이 내려앉아 하판(2)과 접촉한 상태가 되며 이로 인해 센서가 작동하게 되어 모터 제어부에 감지 신호를 보내게 되고 제어부는 구동 모터를 정회전 시켜 베개 높이를 조정한다

이때 우측의 센서 배치부는 아무런 변화 없이 계속 대기중인 상태로 있게 된다

이 상태에서 수면자가 바른자세로 돌아누워 머리도 베개의 중앙부로 돌아오면 감지 상태에 있던 센서(5)는 스프링(4)복원력의 도움으로 해지 상태로 돌아가게 되며 이때 다시 센서가 해지 신호를 발하여 제어부는 구동 모터를 역회전시켜 베개 높이를 조절하도록 된 센서 배치 방법이다

도7은 상기 상태를 그림으로 나타내 보여주고 있다

도8은 완충구를 일부 제거한 상기 베개의 평면상태를 참고로 보여주며 힌지 붙이 덮개판(3)의 배치 상태를 보이고 있다

도9은 모터 시동용 신호발생 센서(7)의 다른 배치의 평면 상태를 보여주 고 있으며 상기 센서 를 완충구 내부에 배치하는 방법의 예이다

도12는 도11에 수면자가 옆으로 누웠을때 센서의 변위 상태를 보여 주고 있는데

센서 배치부가 완충구(1) 자체이나 상기 센서가 수면자 머리에 의해 직접 눌리어 작동될 뿐 아니라 완충구와 같이 눌려서 함께 이동되어 질 수 있게 되어 있으므로 수면자에게는 이물감이 느껴지지 않도록 되어 있다

또한 실 사용시에는 상기 완충구 표면에 베개 커버가 씌워져서 사용되기 때문에 이물감이 거의 느껴지지 않는다

센서는 소규모의 센서들이 모여서 작동하게 하여 베개의 형상 변화에 부응 하게 하였으며 공통 회로를 구성하여 하나의 센서와 같이 기능 하도록 되게 하였다

도10은 일부를 절개한 평면도로서 센서배치의 정면 상태를 보이고 있다

도11은 도10의 센서부 확대 상태를 예시하고 있으며 수면자가 바른 자세로 누워있을 때 센서 상태도 이기도 하다

도13은 모터 시동용 신호발생 센서(9)의 또 다른 배치 상태의 예를 보여주고 있으며 본 배치 상태는 상기 센서(9) 가 하판(2)에 배치되고 관련된 유체 주머니(8)는 완충구와 하판 사이에 배치된 예이다

상기 센서(9)와 연결된 유체 주머니(8)가 수면자의 머리무게로 인해 눌리게 되면 유체주머니 내부의 압력이 증가 되고 증가 된 압력이 센서로 전달되어 센서가 이를 감지하여 제어부로 신호를 발하게 되는 특징을 가지고 있으며 눌림이 제거되어 압력이 본래의 압력으로 복귀되면 센서가 다시 신호가 발하게 되어 제어 부가 구동 모터를 다시 기동시키며 이하 작동 수순은 전기한 바와 동일하다

본 센서는 전기의 방식들이 매체 없는 직접 작동 방식임에 비해 유체를 통해 증감된 압력을 감지하여 신호를 발하는 작동 방식의 특성이 있다

도14는 완충구 일부를 제거한 베개 평면도를 보여주고 있으며 유체 주머니 의 배치 상태를 확인할 수 있다

그외에 기동한 모터의 정지는 베개 내부에 별도로 설치된 리미트 스위치가 이동부의 위치 정보를 검출하여 제어부에 신호를 보내어 제어부가 모터를 정지시키며 리미트 스위치는 베개 높이 조절수단이 가지고 있는 최대 스트로크가 허락하는 범위안에서 상하 위치 이동이 가능하다

본 발명으로 종래 기술이 가지고 있던 난제들이 해결되었으며

이를 통해 실용성 있고 경쟁력 있는 자동식 높이 조절 베개를 제작할 수 있게 되었다

본 베개는 사용기간이 길어 질수록 익숙해져서 수면중에도 원하는 위치에 머리를 둘 수 있으며 갈수록 편안함과 만족도가 더해 질 수 있어 향후 본 발명에 따른 자동식 높이 조절 베개가 널리 쓰이게 될 것이다

Claims (4)

1. 높낮이조절이 제어부의 제어를 통해 모터가 구동되어 이뤄지는 공지의 자동 식 높이조절 베개에 있어서 상기 모터의 기동을 위해 제어부가 필요로 하는 수면자 머리 감지 신호를 발하는 센서를 베개에 배치해서 상기 제어부 시스템이 운영되도록 하는 것을 특징으로 하는 수면자 머리 감지 신호를 발하는 센서를 베개에 배치하는 방법
2. 제1항에 있어서, 상기 센서를 베개에 배치하는 방법이 상기 센서를 완충구(1)와 상판(2) 사이에 배치하는 것을 특징으로 하는 센서를 베개에 배치하는 방법
3. 제1항에 있어서, 상기 센서를 베개에 배치하는 방법이 상기 센서를 완충구(1) 내부에 배치하는 것을 특징으로 하는 센서를 베개에 배치하는 방법
4. 제1항에 있어서, 상기 센서를 베개에 배치하는 방법이 상기 센서를 상판(2) 하부에 배치하는 것을 특징으로 하는 센서를 베개에 배치하는 방법

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