KR102061983B1 - 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템에 있어서, 특히 센서 기술을 이용한 웨어러블 디바이스, 스마트폰 게이트웨이 그리고 이를 서비스할 수 있는 관리 서버로 구성되어 환자의 재활 치료에 필요한 운동량 측정 및 운동 가이드를 제공할 수 있는 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템에 관한 것으로,
사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스; 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버; 및 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이를 포함하는 것이 특징이다.

Description

사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템{Personalized Exercise Recommendation System}

본 발명은 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템에 관한 것으로, 특히 센서 기술을 이용한 웨어러블 디바이스, 스마트폰 게이트웨이 그리고 이를 서비스할 수 있는 관리 서버로 구성되어 환자의 재활 치료에 필요한 운동량 측정 및 운동 가이드를 제공할 수 있는 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템에 관한 것이다.

최근, 고도 산업화와 산업 혹은, 교통 재해 등에 의한 신체 장애의 문제가 사회적 문제로 부각되고 있으며, 고령화에 의한 신체장애 및 뇌질환의 문제로 인해 의료 및 복지비용 증가에 따른 문제에 직면하고 있는 실정이다.

이러한 장애 및 질환의 치료를 위해 재활 치료의 관심이 급증하고 있으며, 이에 따른 재활 운동치료와 재활 훈련기기가 개발되어 사용되고 있으나, 지속적으로 발전하고 있는 재활 운동치료법에 비해 국산 재활 훈련 기기의 기술은 턱없이 낮아 단순한 기기의 제품군만 출시되고 있으며, 또한 고가의 수입 기기의 경우 의료비용의 증가로 인해 치료 효과 및 이용에 대한 관심이 낮을 수밖에 없다는 문제점이 있다.

특히, 재활 치료는 환자가 자기 주도하에 운동하는 것이 가장 효과가 크지만 특별한 외적 요인 없이는 환자 스스로 자기 주도하에 운동하지는 않고 있음에 따라 재활 치료의 효과가 극히 낮을 수밖에 없었다.

물론, 종래에는 등록특허공보 제10-0822483호에 개시된 바와 같이 근전도신호바이오피드백 게임을 이용한 근육자가 운동 시스템을 제시함으로써 환자 스스로가 재활 치료에 따른 흥미를 가지면서 적극적으로 운동할 수 있도록 하였다.

하지만, 상기한 종래 기술은 환자의 선택 혹은, 미리 저장되어 있던 해당 환자의 신체 정보나 운동 이력 정보를 토대로 게임 종목의 난이도를 설정하도록 구성될 뿐 해당 환자의 현 상태에 따른 고려는 배제됨에 따라 만일, 자의 상태 악화가 이루어졌을 경우에는 오히려 해당 환자의 재활치료에 악영향을 미칠 수밖에 없다는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 기술은 환자의 신체 중 팔이나 다리 혹은, 허리 등과 같은 광범위한 부위에 대한 일괄적인 재활치료를 목적으로 운동목표를 부여하고 근자극신호를 센싱하도록 한 기술일 뿐 편마비 환자나 신경중추계 환자에서 주로 발생되는 특정 부위의 장애에 대한 재활치료에 적용될 수는 없다는 단점이 있을 뿐 아니라, 실제 해당 환자의 신체 중 특정 부위나 특정 관절에 대한 차등적인 운동효과의 부여는 이루어지지 못하여 전체적인 신체 부위에 따른 운동효과의 불균형이 야기될 수밖에 없었고 이를 해소하기 위한 마땅한 대책도 이루어지지 않았던 문제점이 있다.

선행기술문헌

특허문헌

(특허문헌 0001) 등록특허공보 제10-0822483호

(특허문헌 0002) 국내특허공개번호 2013-0049236호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 센서 기술을 이용한 웨어러블 디바이스, 스마트폰 게이트웨이 그리고 이를 서비스할 수 있는 관리 서버로 구성되어 환자의 재활치료에 필요한 운동량 측정 및 운동 가이드를 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스와; 사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버와; 상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이와; 상기 웨어러블 디바이스의 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 웨어러블 디바이스는 밴드형인 웨어러블 디바이스를 이용한 것이 특징이다.

또한, 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며; 상기 적외선 송신수단(A)은, 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과; 상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와; 상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과; 상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와; 상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 고정부는, 케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성함이 특징이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스마트 웨어러블 환경에서 재활병원, 요양병원, 요양원 등 요양기관과의 B2B2C 수익모델을 통한 새로운 시장 창출을 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, u-Hospital/u_Healthcare등 재활환자와 담당 의료진을 연결시키는 모바일 플랫폼 매체의 개발이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 심신이 미약한 상태에 있는 재활환자들에게 자신의 운동기록과 상태 호전 추이를 모바일에서 상시 모니터링, 피드백을 하여 환자 스스로 재활운동을 할 수 있도록 동기를 부여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치의 구성도.
도 2는 도 1의 웨어러블 디바이스의 상세 구성도.
도 3은 도 1의 스마트 게이트웨이의 구성도.
도 4는 도 1의 관리 서버의 구성도.
도 5는 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 6은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 7은 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 8은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 9는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 10은 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 11은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치의 구성도.

도 2는 도 1의 웨어러블 디바이스의 상세 구성도.

도 3은 도 1의 스마트 게이트웨이의 구성도.

도 4는 도 1의 관리 서버의 구성도.

도 5는 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.

도 6은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.

도 7은 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.

도 8은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.

도 9는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.

도 10은 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.

도 11은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도로서,

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 이용한 재활 치료 장치는 웨어러블 디바이스(10)와, 스마트폰 게이트웨이(20) 및 관리 서버(30)를 포함한다.

상기 웨어러블 디바이스(10)는 사용자의 근력을 측정하여 출력하며, 그 형태를 밴드형일 수 있다.

이처럼 웨어러블 디바이스(10)가 밴드형으로 형성됨에 따라 재활 환자 등의 사용자는 어디서든지 편리하게 자신의 운동량을 측정할 수 있으며, 이는 웰니스 시장 기반 마련에 기여하도록 한다.

그 결과, 누구나 빠르고 정확하고 간편하게 최대 근력(Repetition Maximum)을 측정할 수 있는 스마트 측정기의 상품화 및 시장 개척이 가능하도록 하며, 이를 위하여 상기 웨어러블 디바이스(10)는 상품화를 위한 사용자 중심의 UI/UX Application로 개발된다.

특히, 상기 웨어러블 디바이스(10)는 팔 또는 다리 등 특정 부위에 착용되어 근력의 재활 환자 등의 사용자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력한다.

상기 스마트폰 게이트웨이(20)는 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 출력되는 재활 환자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따라 측정된 근력량을 입력받아 이를 관리 서버(30)로 전송한다.

이때, 스마트폰 게이트웨이(20)는 화면 등을 통하여 웨어러블 디바이스(10)가 현재 설치되어 있는 위치를 입력하거나 선택할 수 있도록 하여 어느 부위에서 운동이 이루어지고 있는지 파악할 수 있도록 한다.

일예로, 스마트폰 게이트웨이(20)는 화면등을 통하여 손, 발 등을 표시하고 이중에서 어는 부분의 운동이 이루어지고 있는지를 선택할 수 있도록 한다.

또한, 스마트폰 게이트웨이(20)는 재활 환자 등의 사용자의 이름을 입력받고 입력받은 재활 환자 등의 사용자의 이름에 따라 측정된 근력량을 연계하여 관리 서버(30)로 전송한다.

그리고, 이때 스마트폰 게이트웨이(20)는 현재 운동에 사용하고 있는 운동기구의 무게 등을 입력받아 이를 함께 전송한다.

물론, 스마트폰 게이트웨이(20)는 웨어러블 디바이스(10)가 설치된 부위에 대한 정보도 관리 서버(30)로 함께 제공한다.

이와 같은 스마트폰 게이트웨이(20)는 스마트폰 등으로 구현할 수 있으며, 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 전송된 근력량의 그래프로 표시한다.

상기 스마트폰 게이트웨이(20)는 관리 서버(30)로 입력받은 운동기구의 무게와 환자 이름 그리고 측정된 근력량을 전송하며, 웹을 통하여 관리 서버(30)로부터 최대 근력량을 전송받아 재활 환자 등의 사용자에게 표시한다.

또한, 스마트폰 게이트웨이(20)는 관리 서버(30)에서 추천되어 제공되는 운동 기구에 대한 운동 메커니즘을 환자 등에게 제공한다.

이때, 추천 가능한 운동 메커니즘은 1)근력강화 운동, 2)지구력 강화 운동, 3)안정성을 위한 근력증강 운동, 4)관절과 근육의 가동성 강화 훈련 등이 있다.

다음으로, 관리 서버(30)는 운동기구의 무게와 근력량 변화에 의한 운동횟수를 이용하여 최대 근육량(1RM: 1 Repetition Maximum)을 산출한다.

이처럼 최대 근력량을 산출하기 위하여 Wathan식이 사용될 수 있다.

그리고, 관리 서버(30)는 산출된 최대 근육량을 기준으로 운동 기기의 무게와 횟수를 조절하여, 하나의 운동 기구에 대한 네 가지 운동 메커니즘을 추천한다.

이때, 추천 가능한 운동 메커니즘은 1)근력강화 운동, 2)지구력 강화 운동, 3)안정성을 위한 근력증강 운동, 4)관절과 근육의 가동성 강화 훈련 등이 있다.

이처럼, 관리 서버(30)는 상기 웨어러블 디바이스(10)로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 추정된 최대근력과 해당 사용자의 성별, 숙련도에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 처방하도록 한다.

이때, 제공되는 근력운동 프로그램은 환자의 운동하기 위한 무게, 운동 반복 횟수, 한 회에 따른 세트수 등의 운동 정보를 포함할 수 있다.

또한, 관리 서버(30)는 상기 웨어러블 디바이스(10)에서 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 이를 의사나 재활 치료사 등에게 제공하여 재활 환자의 상태 등을 모니티링하도록 할 수 있다.

도 2는 도 1의 웨어러블 디바이스의 상세 구성도이다.

도 2를 참조하면, 도 1의 웨어러블 디바이스는 무게 센서(12), 증폭기(14), 결합기(16), 근거리 통신 모듈(18) 및 표시기(20)를 포함한다.

상기 무게 센서(12)는 재활 환자 등의 사용자의 손 또는 다리 등에 부착되어 손 또는 다리 등의 근육의 움직임에 따라 가해지는 인장 강도에 따른 근력을 측정하여 출력한다.

이와 같은 로드 셀은 출력되는 전압은 매우 낮은 전압이며, 보통 최대치가 50mV정도이다. 따라서, 이를 증폭할 필요가 있으며 이를 위해 증폭기(14)가 구비된다.

상기 증폭기(14)는 상기 무게 센서(12)에서 출력되는 근력에 비례하는 전압을 증폭하여 출력한다.

그리고, 결합기(16)는 상기 무게 센서(12)와 근거리 통신 모듈(18)을 인터페이스하며, 무게 센서(12)에서 측정되고 증폭기(14)에서 증폭된 근력량을 근거리 통신 모듈(18)로 출력한다.

이와 같은 결합기(16)는 일예로 아두이노 유노일 수 있다.

상기 근거리 통신 모듈(18)은 상기 근력량을 스마트폰 게이트웨이(20)로 전송한다. 이와 같은 근거리 통신 모듈(18)은 여러가지 근거리 통신 기술을 사용할 수 있으며 여기에서는 도 5에 도시된 바와 같이 블루투스 모듈(BT2.0 모듈)을 이용한다.

한편, 표시기(20)는 결합기(16)에서 제공되는 근력량을 사용자가 인식할 수 있도록 표시한다.

도 3은 도 1의 스마트폰 게이트웨이의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 도 1의 스마트폰 게이트웨이는 근거리 통신부(21), 원거리 통신부(22), 표시부(23), 제어부(24) 및 입력부(25)를 구비하고 있다.

상기 근거리 통신부(21)는 상기 웨어러블 디바이스로부터 근거리 통신 방식을 통하여 측정된 근력량을 전송받는다.

그리고, 원거리 통신부(22)는 상기 근거리 통신부(21)를 통하여 전송받은 근력량을 관리 서버로 전송한다.

이때, 원거리 통신부(22)는 제어부(24)가 입력받은 사용자의 이름과, 운동 기기의 무게 그리고 설치 위치(즉, 손인지 아니면 발인지 등)를 전송한다.

도 4는 도 1의 관리 서버의 구성도이다.

도 4를 참조하면, 도 1의 관리 서버는 컴퓨터 내부에 설치된 프로그램에 따라서 상기 웨어러블 디바이스로부터 측정된 사용자의 근력량을 전송받아 최대 근력을 추정하고, 추정된 최대근력 등(해당 사용자의 성별, 숙련도 등도 포함할 수 있음)에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉, 운동 메커니즘)을 처방하도록 프로그래밍된 PC(31)와, 상기PC(31)로부터 출력되는 사용자의 측정결과 및 운동 프로그램을 나타낼 수 있는 모니터(32)와, 상기 PC(32)로부터출력되는 사용자의 측정결과 및 처방된 근력운동 프로그램을 소정 용지에 프린트하는 프린터(33)와, 상기 PC(31)가 인터넷과 연결하여 데이터 통신을 행하도록 인터페이스 시켜주는 통신 카드(34)와, 상기 PC(31)에 데이타를 입력하거나 PC(31)를 조작하기 위한 입력수단인 키보드(35) 그리고 최대 근육량에 따른 추천 가능한 운동 메커니즘등을 저장하고 있는 메모리(36)를 구비한다.

상기 PC(31)는 통신 카드(34)를 통하여 스마트폰 게이트웨이로부터 사용자 이름, 웨어러블 디바이스의 설치 위치, 운동 기기의 무게 그리고 근력량을 전송받아 최대 근육량을 산출한다.

그리고, PC(31)는 메모리(36)에 저장된 데이터를 참조하여 추정된 최대근력과 해당 사용자의 성별, 숙련도에 따라서 사용자가 최적운동 무게 및 그 반복횟수를 산출하여 사용자의 근력운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 처방한다.

상기 PC(31)는 이와 같은 전송받은 근육량과 산출된 최대 근육량 그리고 근력 운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 모니터(32)를 통하여 제공하여 의사나 재활 치료사가 참조할 수 있도록 한다.

또한, 상기 PC(31)는 산출된 최대 근육량 그리고 근력 운동 프로그램(즉 운동 메커니즘)을 통신 카드(34)를 통하여 스마트폰 게이트웨이로 제공한다.

의사나 재활 치료사는 모니터(32)를 통해서 제공되는 최대 근육량과 운동 메커니즘을 보고 필요한 사항등은 키보드(35) 등을 이용하여 입력할 수 있다.

한편, 본 발명은 웨어러블 디바이스의 일단에 먼지 측정수단(1000)을 더 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(2000)를 통해 경보신호를 출력하여 웨어러블 디바이스의 주변에 미세먼지가 기준치 이상이므로 현재 머물고 있는 장소에서 벗어나 대피하도록 유도한다.

본 발명의 먼지 측정수단(1000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.

즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.

즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.

다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.

본 발명은 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군(1)과;

상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;

상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링(3)과;

상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부(4)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 스프링과 고정부를 수납하는 하우징(5)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단(6)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링(3)의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링(3)을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자(7)와;

상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부(8)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 고정부(4)가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀(5a, 5b 5c)을 형성하고, 상기 홀에는 고정부(4)의 위치를 세팅하기 위한 자석(9)을 삽입 결합하여 이루어진다.

즉, 고정부(4)는 금속으로 구성하며, 자석(9)을 홀에 삽입하여 고정부를 임시 고정시킨다. 이에 따라 기온이 낮은 지역은 자석을 중앙홀(5b) 또는 왼쪽홀(5a)에 위치시켜 세팅하고, 기온이 높은 지역은 자석(9)을 중앙홀(5b) 또는 오른쪽(5c)에 위치시켜 세팅한다.

그러면 최초 송신소자(2) 위치가 오목렌즈군(1)의 중앙에 위치되고, 이후 온도변화에 따라서 적절히 팽창과 수축을 하여 먼지의 농도를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 고정부(4)는 원터치에 의해서 결합토록 구성할 수 있는바, 고정부 케이스 내부에 설치되는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되는 슬라이딩 볼(4b)를 설치하여 구성하며, 하우징(5)에 딸깍 하면서 결합되도록 구성한다.

즉, 미리 하우징(5)에 일정 간격으로 홀을 형성하고, 상기 고정부를 움직이면서 슬라이딩 볼(5b)이 홀에 임시 결합되도록하고, 이때 탄발 스프링(4a)의 작용으로 슬라이딩 볼이 좌우로 펼쳐지면서 고정상태가 지속되도록 한 것이다.

이에 따라 고정부의 위치를 사용자가 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

본 발명은 온도의 변화에 따라서 송신소자(2)의 출력이 자동으로 조절되도록 구성하였는바, 형상기억 스프링(3)이 기본 온도로 세팅되어 있으며, 이후 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 늘어나면서 송신소자의 광을 줄여서 출력시키고, 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 줄어들면서 송신소자(2)의 광을 낮추어서 출력시킨다.

즉, 먼지는 기체속에 분포되기 때문에 온도가 올라가면 움직임이 활발해져서 송신소자(2)의 출력을 낮추었을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 채크할 수 있으며, 온도가 낮아지면 움직임이 둔해지기 때문에 송신소자(2)의 출력을 높였을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 체크할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 온도변화를 반영하여 오목렌즈군(1)을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.

실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.

그리고, 주변 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 팽창되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 그리고, 주변 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 수축되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 주변 온도에 반응하여 형상기억 스프링(3)이 자동으로 팽창과 수축을 함으로서 먼지의 움직임에 따른 광량 변화를 촉진하여 보다 더 정밀한 먼지 농도를 파악할 수 있고, 보다 더 정확한 경보출력이 이루어진다.

한편, 본 발명은 먼지 농도에 따라 송신 제어부(8)가 강제로 오목렌즈군(1)을 움직여서 가장 정확한 먼지 농도를 파악할 수 있도록 구성하는바, 온도 변화가 없더라도 먼지의 농도에 따라 송신소자의 광량을 조절하여 정확한 먼지의 농도를 파악할 수 있도록 하였다.

즉, 본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(8)에서 이를 인지하여 발열수단(6) 및 열전소자(7)를 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.

먼저, 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 발생시켜 형상기억 스프링이 팽창되도록하고 이에 따라 송신소자(2)가 고정되어 있으므로 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자(2) 위치로 움직이면서 송신소자의 출력광이 제 2 오목렌즈를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 팽창되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 1 오목렌즈(1a)가 송신소자(2)의 위치로 이동되도록 가열하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 1 오목렌즈(1a)를 통해 출력한다.

그리고, 적외선 광을 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽이 설치되는 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자에 위치하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 4 오목렌즈(1d)를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 5 오목렌즈(1e)가 송신소자(2) 위치로 이동되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 5 오목렌즈(1e)를 통해 광을 출력한다.

그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.

그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.

그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.

그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.

그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.

10 : 웨어러블 디바이스 12 : 무게 센서
14 : 증폭기 16 : 결합기
18 : 근거리 통신 모듈 20 : 스마트폰 게이트웨이
21 : 근거리 통신부 22 : 원거리 통신부
23 : 표시부 24 : 제어부
25 : 입력부 30 : 관리 서버
31 : PC 32 : 모니터
33 : 프린터 34 : 통신 카드
35 : 키보드 36 : 메모리

Claims (5)

1. 사용자의 근육량을 측정하여 전송하는 웨어러블 디바이스와;
   사용자의 측정된 근육량과 운동 기기의 무게를 이용하여 최대 근육량을 산출하고 산출된 최대 근육량에 따른 운동 메커니즘을 제공하는 관리 서버와;
   상기 웨어러블 디바이스에서 측정한 사용자의 근육량을 전송받아 상기 관리 서버로 운동 기기의 무게와 함께 전송하고, 상기 관리 서버에서 전송되는 운동 메커니즘을 전송받아 사용자에게 제공하는 스마트폰 게이트웨이와;
   상기 웨어러블 디바이스의 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과;
   상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성하고;
   
   상기 웨어러블 디바이스는 밴드형인 웨어러블 디바이스를 이용하며;
   
   상기 먼지 측정수단은,
   적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며;
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과;
   상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와;
   상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 기준설정 온도보다 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 기준설정 온도보다 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과;
   상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와;
   상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정부는,
   케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 사용자의 근육량을 측정하여 운동기기를 추천하는 시스템.

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