KR102068062B1 - 높이 자동조절 베개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 높이 자동조절 베개에 관한 것으로, 상기 높이 자동조절 베개는 복수의 쿠션, 센서부, 승강모듈 및 제어부로 구성되어 베개에 가해지는 압력을 측정하며, 측정된 압력 값의 노이즈의 형태로 사용자의 자세를 판단하고, 측정된 압력 값에 의해서 복수의 쿠션의 높이를 직선이송계를 내장한 승강모듈을 이용하여 개별적으로 조절하여 사용자의 자세에 적합한 높이를 제공하여 최적의 수면 환경을 제공할 수 있다.

Description

높이 자동조절 베개{Automatic height-adjusting pillow}

본 발명은 높이 자동조절 베개에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베개에 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력 값의 노이즈의 형태에 따라 사용자의 자세를 판단해 내장된 직선이송계로 최적의 높이를 실시간으로 자동조절 할 수 있는 베개에 관한 것이다.

일반적으로 베개는 사용자가 취침 또는 휴식을 취할 때 머리를 지지하는 것으로 사용자의 머리를 적정 높이 이상으로 받쳐 줌으로써 사용자가 편안한 자세를 취할 수 있도록 한 침구류이다.

대부분의 베개는 고정된 높이로 제작되어 높낮이 조절이 되지 않으므로 보다 높은 자세를 유지할 필요가 있으면 베개의 높은 면을 이용하고 낮은 자세가 필요하면 가장 낮은 면을 이용하였다. 하지만, 오래동안 동일한 자세로 이용하면 베개의 형상이 변하면서 높이가 낮아지게 되므로 사용자가 요구하는 안락하고 편안한 최적의 높이를 얻을 수 없었고, 이에 따라 여러 개의 베개를 쌓아 이용하거나 또는 적당한 받침판을 베개에 대고 기대하는 높이를 맞추는 등 이용에 불편이 많았다.

또한, 사용자가 바로 누울 때나 옆으로 누울 때나 항시 동일한 높이로 사용자의 머리를 받쳐주기 때문에 사용자가 옆으로 누웠을 때 높이가 낮아 머리를 제대로 받쳐주지 못함으로써 사용자에게 편안한 자세를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

종래기술(한국 등록특허 제10-1834961호)은 취침 자세에 따른 베개 높이 조절 방법이 개시되었지만, 방대한 데이터를 기록해서 이에 대한 정규화 곡선을 만들고 측정된 압력값을 상호 비교함으로써 자세를 판단하여 시스템이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

한국 등록특허(제10-1834961호) 취침 자세에 따른 베개 높이 조절 방법

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베개에 가해지는 압력값을 실시간으로 측정하고, 측정된 압력값의 노이즈의 형태에 따라 사용자의 수면 자세 및 호흡을 실시간으로 판단하여 베개의 높이를 자동으로 조절함으로써 최적의 수면환경을 조성할 수 있는 높이 자동조절 베개를 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명은 사용자의 머리를 지지하는 복수의 쿠션과, 상기 복수의 쿠션 하부에 구비되어 상기 복수의 쿠션에 가해지는 압력을 측정하는 복수의 센서부와, 상기 복수의 쿠션의 높이를 조절하는 복수의 승강모듈 및 상기 복수의 센서부가 측정한 압력 값에 따라 상기 복수의 승강모듈을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 복수의 센서부가 측정한 압력 값의 노이즈의 형태에 따라서 사용자의 수면자세를 판단하고, 상기 판단된 수면자세에 따라 상기 측정된 압력 값에 의해서 상기 복수의 쿠션의 높이를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 높이 자동조절 베개를 제공한다.

여기서, 상기 복수의 센서부는 상기 복수의 쿠션에 가해지는 압력을 측정하는 복수의 압력센서 및 상기 복수의 쿠션을 지지하고 상기 복수의 압력센서가 부착되는 센서판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 승강모듈은 상기 복수의 센서부를 지지하고 하부는 빗면의 형상인 복수의 상판과, 상기 복수의 상판을 지지하고 상부가 빗면 형상인 복수의 승강블록과, 상기 복수의 승강블록을 지지하는 복수의 LM가이드블록과, 상기 복수의 LM가이드블록이 끼움 결합되어 상기 높이 자동조절 베개의 너비 방향으로 구비된 복수의 LM가이드레일과, 상기 복수의 LM가이드블록의 일단에 구비되어 돌출된 복수의 너트와, 상기 복수의 너트가 나사결합 되고 상기 LM가이드레일과 평행하게 구비된 복수의 볼스크류와, 상기 복수의 볼스크류 일단에 연결된 복수의 구동모터와, 상기 복수의 볼스크류 타단에 구비되어 고정시키는 복수의 베어링하우징 및 상기 복수의 구동모터, 복수의 베어링하우징 및 복수의 LM가이드레일을 지지하는 밑판을 포함한다.

또한, 상기 제어부는 전원을 공급하는 전원공급부, 상기 복수의 센서부가 측정한 값을 수집하고 전달하는 처리부 및 상기 처리부가 전달한 정보에 따라 상기 복수의 승강모듈을 제어하는 승강모듈제어부를 포함한다.

본 발명에 따른 높이 자동조절 베개는 베개에 가해지는 압력을 실시간으로 측정하여 실시간으로 수면자세를 판단함으로써 간단하고 빠르게 최적의 베개 높이를 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 높이 자동조절 베개는 베개에 가해지는 압력을 측정하고, 측정된 압력값의 노이즈의 형태로 사용자의 수면자세를 판단하여 실시간으로 베개의 높이를 자동으로 조절함으로써 사용자의 수면 장애를 효과적으로 개선할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 높이 자동조절 베개는 사용자의 수면자세별 하중 분포에 따른 높이 데이터 베이스를 구축하여 목디스크, 재활 치료 등의 베개 또는 침대에 적용할 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 전체 구성도이다.
도1의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 결합도이다.
도1의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 센서부를 나타내는 구성도이다.
도 3의 (a)는 도 1에 도시된 승강모듈을 일단면에서 바라본 구성도이다.
도 3의 (b)는 도 1에 도시된 승강모듈을 일측면에서 바라본 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개에 사용자가 전면으로 누웠을 때의 압력을 측정한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개에 사용자가 측면으로 누웠을 때의 압력을 측정한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 높이 자동조절 베개의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.

도 1의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 전체 구성도이고, 도 1의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 결합도이며, 도1의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 센서부를 나타내는 구성도이며, 도 3의 (a)는 도 1에 도시된 승강모듈을 일단면에서 바라본 구성도이고, 도 3의 (b)는 도 1에 도시된 승강모듈을 일측면에서 바라본 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개에 사용자가 전면으로 누웠을 때의 압력을 측정한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개에 사용자가 측면으로 누웠을 때의 압력을 측정한 그래프이다.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 높이 자동조절 베개(100)는 복수의 쿠션(110), 센서부(120), 승강모듈(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어부(140)는 상기 제어부(140)는 전원공급부(141), 처리부(142) 및 승강모듈제어부(143)를 포함하는데, 이는 후술하기로 한다.

먼저, 상기 복수의 쿠션(110)은 상기 높이 자동조절 베개(100)의 상부에 너비를 따라 구비되어 평평하거나 굴곡진 형상일 수 있고, 솜, 라텍스, 고무, 폴리우레탄 폼, 나무 등의 재질로 구성되어 사용자의 머리를 지지할 수 있다.

도 1의 (b) 및 (c)를 참조하면, 상기 복수의 센서부(120)는 상기 복수의 쿠션(110)을 지지하며 가해지는 압력을 측정하고, 상기 복수의 승강모듈(130)은 상기 복수의 센서부(120)를 지지하며 높이를 조절하고, 상기 제어부(140)는 상기 복수의 센서부(120)가 측정한 압력 값에 따라 상기 복수의 승강모듈(130)을 제어함으로써 상기 높이 자동조절 베개(100)를 작동할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 복수의 센서부(120)는 센서판(121)과 압력센서(122)를 포함할 수 있다.

상기 센서판(121)은 얇은 판상으로 휘어질 수 있고, 상기 높이 자동조절 베개(100)의 너비 방향을 따라 구비되어 상기 복수의 쿠션(110)을 각각 지지하며, 상기 압력센서(122)가 부착될 수 있다.

또한, 상기 압력센서(122)는 상기 센서판(121)에 일정간격으로 복수개 부착되어 상기 복수의 쿠션(110)에 가해지는 압력을 측정하고, 상기 복수의 쿠션(110)이 하중을 분산시켜 각 센서 별 압력이 다르게 측정될 수 있다.

도 3의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 복수의 승강모듈(130)은 복수의 상판(131), 승강블록(132), LM가이드블록(133), LM가이드레일(134), 너트(135), 볼스크류(136), 구동모터(137), 베어링하우징(138) 및 밑판(139)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 상판(131)은 상기 복수의 센서부(120)를 지지하고, 상기 승강블록(132)은 상기 복수의 상판(131)을 지지하며, 상기 복수의 LM가이드블록(133)은 상기 승강블록(132) 하부에 연결된 상태로 상기 LM가이드레일(134)과 끼움결합되어 이동가능하고, 상기 복수의 너트(135)는 상기 LM가이드블록(133) 일단에 돌출되게 연결되어 상기 복수의 LM가이드레일(134)과 평행하게 위치한 상기 복수의 볼스크류(136)와 나사결합하며, 상기 복수의 볼스크류(136)는 일단에는 상기 복수의 구동모터(137) 연결되고, 타단에는 복수의 베어링하우징(138)과 결합되어 고정되며, 상기 밑판(139)은 상기 복수의 구동모터(137), 베어링하우징(138) 및 LM가이드레일(134)을 지지할 수 있다.

또한, 상기 복수의 상판(131)은 상부로는 상기 복수의 센서부(120)를 지지하고, 하부로는 상기 복수의 승강블록(132)과 맞닿아 지지될 수 있다. 또한, 상부는 상기 복수의 센서부(120)를 지지하기 위해 평평한 판의 형태일 수 있고, 하부는 중심부분에서 양 끝단으로 빗면이 구비되는 “ㅅ” 형태일 수 있다.

또한, 상기 복수의 승강블록(132)은 하단에 연결된 상기 복수의 LM가이드블록(133)이 상기 복수의 LM가이드레일(134)에 끼움결합되어 수평이동 할 수 있고, 상부는 빗면의 형상으로 상기 복수의 상판(131)의 하부 빗면을 지지하여 빗면의 원리로 수평이동을 수직운동으로 전환할 수 있다.

또한, 상기 복수의 너트(135)는 상기 복수의 LM가이드블록(133) 일단에 구비되어 돌출된 상태에서 상기 복수의 LM가이드레일(134)과 평행하게 구비된 상기 복수의 볼스크류(136)에 나사결합되어 상기 복수의 볼스크류(136) 회전에 의해 상기 복수의 너트(135)가 수평이동하게 되어 상기 복수의 LM가이드블록(133)을 수평이동 시킬 수 있다.

또한, 상기 볼스크류(136)는 일단에 복수의 구동모터(137)가 연결되어 구동함에 따라 회전할 수 있고, 타단에는 복수의 베어링하우징(138)과 결합하여 고정될 수 있다.

또한, 상기 복수의 구동모터(137), 베어링하우징(138) 및 LM가이드레일(134)은 상기 밑판(139)에 고정되어 지지될 수 있다.

도 1의 (a)를 참조하면, 상기 제어부(140)는 전원공급부(141), 처리부(142) 및 승강모듈제어부(143)를 포함할 수 있다.

상기 전원공급부(141)는 상기 높이 자동조절 베개(100)에 전원을 공급할 수 있고, 상기 처리부(142)는 상기 복수의 센서부(120)가 측정한 압력 값을 수집하고 노이즈에 따라 사용자의 수면자세를 판단하여 전달하며, 상기 승강모듈제어부(143)는 상기 처리부(142)가 전달한 정보에 따라 상기 복수의 승강모듈(130)을 개별적으로 제어하여 높이를 조절 할 수 있다.

또한, 상기 승강모듈제어부(143)는 상기 처리부(142)가 전달한 측정값에 따라서 상기 복수의 승강모듈(130)을 제어할 수 있다. 바람직하게는 상기 복수의 승강모듈(130)에 포함되는 상기 복수의 구동모터(137)를 제어할 수 있다. 상기 복수의 구동모터(137)의 구동에 따라 상기 복수의 승강모듈(130)이 상승하고 하강할 수 있다.

본 발명에 따른 상기 높이 자동조절 베개(100)의 작동 형태를 설명하면, 상기 복수의 승강모듈(130)은 상기 복수의 승강블록(132) 및 LM가이드블록(133)이 상기 복수의 상판(131)의 중심부에 위치하고, 상기 복수의 LM가이드블록(133) 일단에 구비되어 돌출된 상기 복수의 너트(135)도 상기 복수의 볼스크류(136)의 중심에 위치해 가장 낮은 높이 상태로 구비된다.

여기서, 상기 승강모듈(130)이 상승하는 경우의 작동 형태는, 상기 승강모듈제어부(143)가 상기 구동모터(137)를 정방향으로 구동하면, 일단이 연결된 상기 볼스크류(136)가 정방향으로 회전을 하면서 상기 볼스크류(136)에 나사결합된 상기 너트(135)가 수평이동을 시작한다. 이후 상기 너트(135)가 일단에 연결된 상기 LM가이드블록(133)이 상기 LM가이드레일(134)을 따라 수평이동을 하고, 상기 LM가이드블록(133) 상단에 구비된 상기 승강블록(132)이 수평이동을 하면서 지지하고 있는 상기 상판(131)이 빗면의 원리를 이용해 상승하게 된다.

또한, 상기 승강모듈(130)이 하강하는 경우의 작동 형태는, 상기 구동모터(137)가 역회전을 하여 상기와 같은 원리로 작동하여 하강하게 된다.

상기 높이 자동조절 베개(100)는 상기 승강모듈(130)을 적어도 하나를 포함하는 구성일 수 있다.

이하에서는 상기 높이 자동조절 베개(100)의 압력값을 측정하여 실시간으로 사용자의 수면자세를 판별하는 방법에 대해서 설명한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 사용자가 측면으로 누었을 때와 전면으로 누었을 때 측정된 압력값의 노이즈의 형태가 다름을 알 수 있다. 즉, 전면으로 누었을 때 측정된 압력값의 노이즈의 크기는 측면으로 누었을 때 측정된 압력값의 노이즈의 크기보다 월등하게 높을 것을 알 수 있으며, 특히 사용자의 머리가 직접적으로 닿는 부분인 Mod1,2 및 3의 압력값의 노이즈가 많이 차이가 남을 알 수 있다.

이러한 노이즈의 차이로 인하여 측정된 압력값의 노이즈 형태만으로 사용자가 전면으로 누었는지 측면으로 누었는지를 바로 판별할 수 있다.

이렇게 측정된 압력값의 노이즈의 형태로 전면 취짐 자세 및 측면 취침 자세를 판별하고 나면, 각 자세에 맞도록 각 모듈들의 높이를 조절한다.

즉, 도 4를 참조하면, 일단 측정된 압력의 노이즈의 형태로부터 사용자가 전면 취침 자세임을 판별한다. 이후 압력의 크기를 확인하면, 측정된 압력의 크기는 Mod 2, Mod 3, Mod 1, Mod 4의 순이고, 상기 측정된 압력 값이 상기 처리부(142)로 전달되어 기준값과 비교하고, 상기 정보를 상기 승강모듈제어부(143)로 전달하여 상기 측정된 압력의 크기가 작은 순서대로 Mod 4를 가장 높게, 다음으로 Mod 1, Mod 3, Mod 2 순으로 높이를 상승시켜 압력 분포를 균일하게 할 수 있다. 여기서, 기준값은 측정된 압력값들의 평균값일 수도 있고, 기존의 사용자 데이터 베이스에 저장된 값일 수도 있다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 측정된 압력의 노이즈의 형태로부터 사용자가 측면 취침 자세임을 판별한다. 이후 압력의 크기를 확인하면, 측정된 압력의 크기는 Mod 3, Mod 2, Mod 1, Mod 4의 순서이고, 상기 측정된 압력 값이 상기 처리부(142)로 전달되어 기준값과 비교하고, 상기 승강모듈제어부(143)로 전달하여 상기 측정된 압력의 크기가 작은 순서대로 Mod 4, Mod 1, Mod 2, Mod 3의 높이를 상승시켜 압력 분포를 균일하게 할 수 있다.

여기서, 도 4 및 5에서 Mod 4의 압력 값이 매우 낮게 측정되었는데, 이는 Mod 1부터 순서대로 사용자의 목 부분에서 머리 끝 방향으로 배치되고, Mod 4는 머리 끝 쪽에 배치되어 사용자의 머리 크기에 따라 Mod 4는 가해지는 압력이 낮을 수 있다. 도 4 및 5의 경우, 사용자의 머리가 Mod 4에 거의 닿지 않아 압력이 매우 낮게 측정되었으며, 이와 같은 경우에는 평균값을 계산할 때 Mod 4의 압력값은 예외로 계산할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 높이 자동조절 베개(100)에 의하면, 사용자가 다양한 자세로 취침하더라도 자동적으로 베개 높이가 실시간으로 조절되어 편안한 숙면을 유도하여 사용자의 수면 장애를 개선할 수 있고, 수면에 관한 종합적인 데이터 축적 및 재활 치료를 위한 척추 교정 베개 등으로 활용할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

100: 높이 자동조절 베개 110: 쿠션 120: 센서부
122: 압력센서 121: 센서판 122: 압력센서
130: 승강모듈 131: 상판 132: 승강블록
133: LM가이드블록 134: LM가이드레일 135: 너트
136: 볼스크류 137: 구동모터 138: 베어링하우징
139: 밑판 140: 제어부 141: 전원공급부
142: 처리부 143: 승강모듈제어부

Claims (4)

1. 사용자의 머리를 지지하는 복수의 쿠션;
   상기 복수의 쿠션 하부에 구비되어 상기 복수의 쿠션에 가해지는 압력을 측정하는 복수의 센서부;
   상기 복수의 쿠션의 높이를 조절하는 복수의 승강모듈; 및
   상기 복수의 센서부가 측정한 압력 값에 따라 상기 복수의 승강모듈을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 복수의 승강모듈은,
   상기 복수의 센서부를 지지하고 하부는 빗면의 형상인 복수의 상판;
   상기 복수의 상판을 지지하고 상부가 빗면 형상인 복수의 승강블록;
   상기 복수의 승강블록을 지지하는 복수의 LM가이드블록;
   상기 복수의 LM가이드블록이 끼움 결합되어 상기 높이 자동조절 베개의 너비 방향으로 구비된 복수의 LM가이드레일;
   상기 복수의 LM가이드블록의 일단에 구비되어 돌출된 복수의 너트;
   상기 복수의 너트가 나사결합 되고 상기 LM가이드레일과 평행하게 구비된 복수의 볼스크류;
   상기 복수의 볼스크류 일단에 연결된 복수의 구동모터;
   상기 복수의 볼스크류 타단에 구비되어 고정시키는 복수의 베어링하우징; 및
   상기 복수의 구동모터, 복수의 베어링하우징 및 복수의 LM가이드레일을 지지하는 밑판을 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 복수의 센서부가 측정한 압력 값의 노이즈의 형태에 따라서 사용자의 수면자세를 판단하고, 상기 판단된 수면자세에 따라 상기 측정된 압력 값에 의해서 상기 복수의 쿠션의 높이를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 높이 자동조절 베개.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 센서부는,
   상기 복수의 쿠션에 가해지는 압력을 측정하는 복수의 압력센서;
   상기 복수의 쿠션을 지지하고 상기 복수의 압력센서가 부착되는 센서판을 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 자동조절 베개.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   전원을 공급하는 전원공급부;
   상기 복수의 센서부가 측정한 값을 수집하고 전달하는 처리부; 및
   상기 처리부가 전달한 정보에 따라 상기 복수의 승강모듈을 제어하는 승강모듈제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 높이 자동조절 베개.

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