KR102158827B1 - 수면 유도 기능을 갖는 전동침대 - Google Patents
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Abstract
수면 유도 기능을 갖는 전동침대에 관한 것으로, 사용자의 신체를 떠받치기 위한 복수 개의 플레이트, 복수 개의 플레이트를 지지하는 메인프레임, 메인프레임에 설치되어 복수 개의 플레이트 중 적어도 하나의 기울기를 변경하는 적어도 하나의 액추에이터, 복수 개의 플레이트 중 어느 하나에 부착되어 어느 하나의 플레이트를 진동시키는 진동기, 및 사용자의 수면 유도를 위한 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 적어도 하나의 액추에이터의 동작을 제어함으로써 복수 개의 플레이트간의 연결 각도를 조절함과 동시에 진동기의 동작을 제어함으로써 어느 하나의 플레이트의 진동의 세기와 주파수를 조절하는 컨트롤박스를 포함한다.
Description
수면 유도 기능을 갖는 전동침대에 관한 것이다.
낮과 같은 수준의 빛을 제공하는 전구가 등장하면서 인류는 전구 발명 이전과는 전혀 다른 생활 패턴을 갖게 되었다. 현대인의 산업 활동 구조로 인해 해가 뜨기 전에 일어나야 했고, 밤늦게까지 빛에 노출돼 잠을 미뤄야 했다. 이로 인해 수면 장애로 병원 치료를 받는 이가 급속하게 늘어나고 있는 추세이다. 근로시간이 긴 직장인은 이직률과 실직률이 높은 것으로 조사되는데, 이것도 수면 부족에 따른 생산성 저하가 원인이라는 통계가 있다. 현대인은 숙면할 수 없는 생활 구조와 환경에 처하면서 많은 질병에 노출되고 있다. 잠을 제대로 자지 못할 경우, 치매, 당뇨병, 심장병, 비만, 학습 지체 등 수많은 질병의 위험이 커진다.
미국, 일본에서는 1990년대 수면산업이 형성되기 시작하였는데 초기에는 수면제 판매 증가 등에 머물렀으나 최근에는 수면장애를 완화시켜 주는 입욕제, 화장수 등의 수면용품이 등장하였고, 필로피터(pillow fitter)라는 수면 컨설팅 전문가도 등장하게 되었다. 특히, 숙면을 취할 수 있도록 도움을 주는 기술을 의미하는 슬립테크(sleeptech)가 점점 더 관심을 받고 있다. 전동침대는 이러한 슬립테크의 대표적인 제품이다. 전동침대의 형태 제어에 의해 그것에 누어 있는 사람의 상체가 약간 세워지고 허벅지가 약간 올라간 자세가 되도록 하면, 사람은 체중 분산으로 인해 가장 큰 편안함을 느끼고, 특히 다리가 심장보다 높게 위치할 때에 혈액 순환이 촉진되는 것으로 알려져 있다.
종래의 전동침대를 이용할 때보다 빨리 수면에 들어갈 수 있도록 사용자의 수면을 유도하는 기능을 갖는 전동침대를 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명에 따른 수면 유도 기능을 갖는 전동침대는 사용자의 신체를 떠받치기 위한 복수 개의 플레이트; 상기 복수 개의 플레이트를 지지하는 메인프레임; 상기 메인프레임에 설치되어 상기 복수 개의 플레이트 중 적어도 하나의 기울기를 변경하는 적어도 하나의 액추에이터; 상기 복수 개의 플레이트 중 어느 하나에 부착되어 상기 어느 하나의 플레이트를 진동시키는 진동기; 및 사용자의 수면 유도를 위한 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작을 제어함으로써 상기 복수 개의 플레이트간의 연결 각도를 조절함과 동시에 상기 진동기의 동작을 제어함으로써 상기 어느 하나의 플레이트의 진동의 세기와 주파수를 조절하는 컨트롤박스를 포함한다.
상기 컨트롤박스는 사용자단말로부터 상기 전동침대에 대한 사용자 설정정보를 포함하는 수동모드 데이터를 수신하고, 상기 수신된 수동모드 데이터의 사용자 설정정보 중 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작과 상기 진동기의 동작을 제어할 수 있다.
상기 진동기는 마그넷에서 발생된 자계 내에 위치하는 보이스코일에 인가되는 교류 타입의 전기적 신호를 상기 전기적 신호의 인가에 따른 보이스코일의 왕복 이동에 의한 음파 진동으로 변환하는 음파 진동 구조를 이용하여 상기 어느 하나의 플레이트를 진동시키고, 상기 컨트롤박스는 상기 침대 진동정보에 해당하는 진동의 세기 및 주파수를 갖는 정현파 형태의 제어신호를 이용하여 상기 진동기의 동작을 제어할 수 있다.
상기 수동모드 데이터는 음원정보를 더 포함하고, 상기 컨트롤박스는 상기 음원정보에 해당하는 음원파일을 재생함으로써 음악신호를 생성하고, 상기 정현파 형태의 제어신호와 상기 생성된 음악신호를 믹싱함으로써 최종 제어신호를 생성하고, 상기 최종 제어신호를 증폭하여 상기 보이스코일에 인가함으로써 상기 진동기를 동작시킬 수 있다.
상기 사용자 설정정보는 사용자에 의해 설정된 수면시작시점을 더 포함하고, 상기 컨트롤박스는 상기 사용자 설정정보 중 사용자 수면시작시점부터 상기 진동기의 동작을 정지시키고, 상기 사용자단말로부터 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작과 상기 진동기의 동작이 정지된 상태에서 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 수면사운드 데이터를 수신하고, 상기 침대 형태정보, 상기 침대 진동정보, 및 상기 수신된 수면사운드 데이터를 사용자 식별정보에 매핑하여 스토리지에 저장할 수 있다.
상기 컨트롤박스는 상기 사용자단말로부터 사용자 식별정보를 포함하는 자동모드 데이터를 수신하고, 상기 컨트롤박스는 상기 수신된 자동모드 데이터의 사용자 식별정보에 해당하는 침대 형태정보, 침대 진동정보, 및 수면사운드 데이터를 상기 스토리지로부터 독출하고, 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작과 상기 진동기의 동작을 제어할 수 있다.
상기 컨트롤박스는 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보를 갱신하고, 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작과 상기 진동기의 동작을 제어하고, 상기 컨트롤박스는 상기 수면사운드 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정하고, 상기 수면시작시점보다 더 이른 시점에 사용자의 수면이 시작된 것으로 판정되면 상기 스토리지에 저장되어 있는 침대 형태정보와 침대 진동정보를 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보로 교체할 수 있다.
상기 컨트롤박스는 상기 스토리지에 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나의 변경 방식이 저장되어 있는 경우, 상기 저장된 변경 방식과는 다른 방식으로 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경할 수 있다.
상기 컨트롤박스는 상기 사용자단말로부터 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터의 동작과 상기 진동기의 동작이 제어되고 있는 상태에서 상기 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 침대사운드 데이터를 수신하고, 상기 컨트롤박스는 상기 진동기를 제어하기 위한 신호를 사운드 신호로 변환하고, 상기 변환된 사운드 신호와 상기 수면사운드 데이터가 나타내는 사운드 신호를 믹싱함으로써 기준사운드 신호를 생성하고, 상기 컨트롤박스는 상기 생성된 기준사운드 신호와 상기 수신된 침대사운드 데이터가 나타내는 침대사운드 신호간의 유사도에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정할 수 있다.
사용자의 수면 유도를 위한 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 전동침대의 복수 개의 플레이트간의 연결 각도를 조절함과 동시에 복수 개의 플레이트 중 어느 하나의 플레이트의 진동의 세기와 주파수를 조절함으로써 체중이 분산되고 혈액순환이 촉진되도록 복수 개의 플레이트간의 연결 각도가 조절된 상태에서 사용자 신체를 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 사용자가 종래의 전동침대를 이용할 때보다 빨리 수면에 들어갈 수 있으며, 현대인의 고질병인 불면증을 치유할 수 있다. 종래의 전동침대는 사용자 수면 유도를 위해 침대의 형태만을 변화시킴에 따라 수면 유도에 한계가 있었다.
사용자단말로부터 전동침대에 대한 사용자 설정정보를 포함하는 수동모드 데이터를 수신하고, 수동모드 데이터의 사용자 설정정보 중 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 액추에이터의 동작과 진동기의 동작을 제어할 수 있음에 따라 스마트폰 등과 같은 사용자단말을 이용하여 편리하게 전동침대의 형태 정보와 진동 정보를 설정할 수 있다. 또한, 사용자단말로부터 사용자 식별정보를 포함하는 자동모드 데이터를 수신한 경우에는 사용자 식별정보에 해당하는 침대 형태정보, 침대 진동정보, 및 수면사운드 데이터를 스토리지로부터 독출함으로써 사용자는 사용자단말에서 자동모드를 선택하는 것만으로 사용자 설정 과정 없이 자동으로 침대의 형태와 진동이 조절되도록 할 수 있다.
진동기는 마그넷에서 발생된 자계 내에 위치하는 보이스코일에 인가되는 교류 타입의 전기적 신호를 보이스코일의 왕복 이동에 의한 음파 진동으로 변환하는 음파 진동 구조를 이용하여 전동침대의 플레이트를 진동시킴에 따라 인간 수면 유도에 적합한 2~10Hz 초저주파대역의 진동이 모터의 회전소리, 기어소리 등과 같은 기계적인 소음 없이 가능하게 된다. 이에 따라, 사용자는 진동기의 진동으로 인한 소음 등의 방해 없이 빨리 잠들 수 있게 된다.
침대 진동정보에 해당하는 진동의 세기 및 주파수를 갖는 정현파 형태의 제어신호와 음악신호를 믹싱함으로써 최종 제어신호를 생성하고, 최종 제어신호를 증폭하여 진동기의 보이스코일에 인가함으로써 전동침대의 진동과 동시에 별도의 스피커 없이도 사용자가 음악을 청취할 수 있다. 음악은 사용자의 심신을 이완시키는 기능을 갖기 때문에 침대 진동과 함께 제공될 경우에 사용자가 보다 빨리 잠들 수 있도록 한다.
스토리지로부터 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경함으로써 침대 형태정보와 침대 진동정보를 갱신하고, 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 액추에이터의 동작과 진동기의 동작을 제어하고, 수면시작시점보다 더 이른 시점에 사용자의 수면이 시작된 것으로 판정되면 스토리지에 저장되어 있는 침대 형태정보와 침대 진동정보를 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보로 교체함에 따라, 사용자가 본 실시예의 전동침대를 사용하는 날들이 쌓여갈수록 점차적으로 전동침대의 형태와 진동은 사용자에 점점 더 최적화되고, 결과적으로 사용자의 수면시작시점은 점점 더 빨라지게 된다. 상기된 바와 같은 효과로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 효과가 도출될 수도 있다.
도 1-2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동침대의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전동침대의 저면도이다.
도 4는 도 1로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 5는 도 2로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전동침대의 저면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 전동침대에 사용자가 누어 있는 예시도이다.
도 8은 도 3-6에 도시된 진동기(6)의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 진동기(6)의 분해도이다.
도 10은 도 8에 도시된 진동기(6)의 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 컨트롤박스(8)의 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 수동모드 동작 흐름도이다.
도 13은 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 자동모드 동작 흐름도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전동침대의 저면도이다.
도 4는 도 1로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 5는 도 2로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 전동침대의 저면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 전동침대에 사용자가 누어 있는 예시도이다.
도 8은 도 3-6에 도시된 진동기(6)의 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 진동기(6)의 분해도이다.
도 10은 도 8에 도시된 진동기(6)의 단면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 컨트롤박스(8)의 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 수동모드 동작 흐름도이다.
도 13은 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 자동모드 동작 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 실시예는 종래의 전동침대를 이용할 때보다 빨리 수면에 들어갈 수 있도록 사용자의 수면을 유도하는 기능을 갖는 전동침대에 관한 것으로, 이하에서는 이러한 전동침대를 간략하게 "전동침대"로 호칭하기로 한다. 이하에서는 본 실시예의 전동침대의 전후좌우 방향에 대하여 사람의 머리가 배치되는 쪽을 "전", 사람의 발이 배치되는 쪽을 "후"로 규정하고 전동침대를 위에서 바라본 상태를 기준으로 "좌"와 "우"로 규정하고 본 실시예를 설명하기로 한다.
도 1-2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동침대의 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 전동침대의 저면도이다. 도 1에는 평평하게 펴진 상태의 전동침대가 도시되어 있고, 도 2에는 구부러진 상태의 전동침대가 도시되어 있다. 도 4는 도 1로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이고, 도 5는 도 2로부터 네 개의 플레이트(11~14)가 제거된 상태의 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 전동침대의 저면도이다. 도 7은 도 2에 도시된 전동침대에 사용자가 누어 있는 예시도이다. 도 1-6을 참조하면, 본 실시예에 따른 전동침대는 네 개의 플레이트(11~14), 메인프레임(2), 여섯 개의 다리(3), 네 개의 서브프레임(41~43), 두 개의 액추에이터(51, 52), 진동기(6), 단말거치대(7), 및 컨트롤박스(8)로 구성된다.
네 개의 플레이트(11~14)는 연속해서 배치되어 사용자의 신체를 떠받치는 역할을 한다. 네 개의 플레이트(11~14)는 연속해서 배치될 때에 전체적으로 사각박스 형태를 갖도록 그 각각은 그 가장자리로부터 직각으로 꺾여져 올라가는 사이드를 갖는 평판 형태로 형성된다. 각 플레이트(11~14)는 쿠션감 있는 소재로 제작될 수도 있고, 딱딱한 소재로 제작될 수도 있다. 네 개의 플레이트(11~14) 위에는 별도의 매트리스가 깔릴 수도 있다. 네 개의 플레이트(11~14) 중 제 1 플레이트(11)는 사용자의 상체를 떠받치기 위한 부분이고, 제 2 플레이트(12)는 사용자의 둔부를 떠받치기 위한 부분이고, 제 3 플레이트(13)는 사용자의 허벅지를 떠받치기 위한 부분이고, 제 4 플레이트(14)는 사용자의 다리와 발을 떠받치기 위한 부분이다.
각 플레이트(11~14)는 그 각각이 담당하는 사용자의 신체 부위를 떠받칠 수 있도록 그 각각의 크기가 설계된다. 제 1 플레이트(11)는 제 1 서브프레임(41) 위에 탑재되고, 제 2 플레이트(12)는 메인프레임(2) 위에 탑재되고, 제 3 플레이트(13)는 제 2 서브프레임(42) 위에 탑재되고, 제 4 플레이트(14)는 제 3 서브프레임(43) 위에 탑재된다. 즉, 제 1 플레이트(11), 제 3 플레이트(13), 제 4 플레이트(14)는 그 각각에 대응하는 서브프레임(41~43)에 탑재되어 기울기가 변동되거나 이동된다. 제 1 플레이트(11)는 수평 상태로부터 최대 80도까지 기울어지고, 제 3 플레이트(13)는 수평 상태로부터 최대 40도까지 기울어지도록 설계될 수 있다. 제 4 플레이트(14)는 제 3 플레이트(13)의 기울기에 따라 수평 상태를 유지하면서 상하로 이동한다. 제 2 플레이트(12)는 메인프레임(2) 위에 탑재되어 항상 고정된 수평 상태를 유지한다.
메인프레임(2)은 네 개의 플레이트(11~14)의 하측에 배치되어 네 개의 플레이트(11~14)를 지지한다. 메인프레임(2)은 네 개의 플레이트(11~14)를 지지하기 위해 두 개의 세로대 사이에 다섯 개의 가로대가 배치된 구조의 사다리 형태로 형성된다. 여섯 개의 다리(3)는 메인프레임(2)에 부착된다. 메인프레임(2)에 부착되는 다리(3)의 개수는 침대의 사이즈에 따라 여섯 개 외에 네 개 등 다양할 수 있다. 본 실시예에 따른 전동침대가 평상형으로 제작될 경우에 다리(3)가 존재하지 않을 수도 있다.
세 개의 서브프레임(41~43)은 그 각각이 사각틀 형태로 형성되어 메인프레임(2)에 회전 가능하도록 결합되어 네 개의 플레이트(11~14) 중 제 1 플레이트(11), 제 3 플레이트(13), 제 4 플레이트(14)에 부착된다. 두 개의 액추에이터(51, 52)는 메인프레임(2)에 설치되어 네 개의 플레이트(11~14) 중 두 개의 기울기를 조절한다. 두 개의 액추에이터(51, 52) 중 제 1 액추에이터(51)는 메인프레임(2)에 설치되어 제 1 플레이트(11)의 기울기를 조절하고, 제 2 액추에이터(52)는 메인프레임(2)에 설치되어 제 3 플레이트(13)의 기울기를 조절한다. 하나의 액추에이터가 메인프레임(2)에 설치되어 네 개의 플레이트(11~14) 중 어느 하나의 기울기를 변경할 수도 있고, 세 개의 액추에이터가 메인프레임(2)에 설치되어 네 개의 플레이트(11~14) 중 세 개의 기울기를 변경할 수도 있고, 네 개의 액추에이터가 메인프레임(2)에 설치되어 네 개의 플레이트(11~14) 모두의 기울기를 변경할 수도 있다.
제 1 서브프레임(41)은 그 내부에 십자형 리브가 배치된 구조의 사각틀 형태로 형성되어 제 1 플레이트(11)의 하면에 부착되고, 그 후측은 메인프레임(2)의 두 번째 가로대에 회전 가능하도록 결합되고, 그 좌측은 제 1 액추에이터(51)의 피스톤 말단에 회전 가능하도록 결합된다. 보다 상세하게 설명하면, 제 1 서브프레임(41)의 하측에는 세 개의 막대가 돌출 형성되어 있고, 메인프레임(2)의 두 번째 가로대에는 이것에 대응하여 세 개의 브래킷이 용접 결합되어 있다. 제 1 서브프레임(41)의 후측의 각 돌출 부분이 메인프레임(2)의 두 번째 가로대의 각 브래킷에 삽입된 상태에서 각 브래킷과 리벳으로 결합됨으로써 제 1 서브프레임(41)의 후측은 메인프레임(2)의 두 번째 가로대에 회전 가능하도록 결합된다.
또한, 제 1 서브프레임(41)의 좌측에는 제 1 액추에이터(51)의 피스톤 말단에 대응하여 하나의 브래킷이 용접 결합되어 있다. 제 1 액추에이터(51)의 피스톤 말단은 제 1 서브프레임(41)의 좌측의 브래킷에 삽입된 상태에서 그 브래킷과 리벳 결합됨으로써 제 1 서브프레임(41)의 좌측은 제 1 액추에이터(51)의 피스톤의 말단에 회전 가능하도록 결합된다. 제 1 액추에이터(51)의 피스톤이 완전히 수축된 때에는 메인프레임(2)과 제 1 서브프레임(41)은 서로 평행한 상태가 된다. 제 1 액추에이터(51)의 피스톤이 점차적으로 신장 운동함에 따라 제 1 서브프레임(41)의 기울기는 점점 더 가파르게 된다.
제 2 서브프레임(42)은 그 내부에 하나의 세로 리브가 배치된 구조의 사각틀 형태로 형성되어 제 3 플레이트(13)의 하면에 부착되고, 그 전측은 메인프레임(2)의 세 번째 가로대에 회전 가능하도록 결합되고, 그 우측은 제 2 액추에이터(52)의 피스톤 말단에 회전 가능하도록 결합된다. 보다 상세하게 설명하면, 제 2 서브프레임(42)의 전측에는 세 개의 막대가 돌출 형성되어 있고, 메인프레임(2)의 세 번째 가로대에는 이것에 대응하여 세 개의 브래킷이 용접 결합되어 있다. 제 2 서브프레임(42)의 전측의 각 돌출 부분이 메인프레임(2)의 세 번째 가로대의 각 브래킷에 삽입된 상태에서 각 브래킷과 리벳으로 결합됨으로써 제 2 서브프레임(42)의 전측은 메인프레임(2)의 세 번째 가로대에 회전 가능하도록 결합된다.
또한, 제 2 서브프레임(42)의 우측에는 제 2 액추에이터(52)의 피스톤 말단에 대응하여 하나의 브래킷이 용접 결합되어 있다. 제 2 액추에이터(52)의 피스톤 말단은 제 2 서브프레임(42)의 우측의 브래킷에 삽입된 상태에서 그 브래킷과 리벳으로 결합됨으로써 제 2 서브프레임(42)의 좌측은 제 1 액추에이터(51)의 피스톤의 말단에 회전 가능하도록 결합된다. 제 2 액추에이터(52)의 피스톤이 완전히 수축된 때에는 메인프레임(2)과 제 2 서브프레임(42)은 서로 평행한 상태가 된다. 제 2 액추에이터(52)의 피스톤이 점차적으로 신장 운동함에 따라 제 2 서브프레임(42)의 기울기는 점점 더 가팔라지게 된다.
제 3 서브프레임(43)은 그 내부에 하나의 세로 리브가 배치된 구조의 사각틀 형태로 형성되어 제 4 플레이트(14)의 하면에 부착되고, 그 전측은 제 2 서브프레임(42)의 후측에 회전 가능하도록 결합되고, 그 후측은 메인프레임(2)의 네 번째 가로대에 일단이 회전 가능하도록 결합된 두 개의 이동대(431)의 타단에 회전 가능하도록 결합된다. 보다 상세하게 설명하면, 제 3 서브프레임(43)의 전측에는 세 개의 브래킷이 용접 결합되어 있고, 제 2 서브프레임(42)의 후측에는 이것에 대응하여 세 개의 막대가 돌출 형성되어 있다. 제 2 서브프레임(42)의 각 돌출 막대가 제 3 서브프레임(43)의 전측의 각 브래킷에 삽입된 상태에서 각 브래킷과 리벳으로 결합됨으로써 제 3 서브프레임(43)의 전측은 제 2 서브프레임(42)의 후측에 회전 가능하도록 결합될 수 있다.
제 3 서브프레임(43)의 후측에는 두 개의 브래킷이 용접 결합되어 있고, 메인프레임(2)의 네 번째 가로대에는 두 개의 브래킷이 용접 결합되어 있다. 각 이동대(431) 양단은 제 3 서브프레임(43)의 후측의 각 브래킷과 메인프레임(2)의 네 번째 가로대의 각 브래킷에 삽입된 상태에서 각 브래킷과 리벳으로 결합됨으로써 제 3 서브프레임(43)의 후측은 메인프레임(2)의 네 번째 가로대에 일단이 회전 가능하도록 결합된 두 개의 이동대(431)의 타단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 각 이동대(431)는 제 2 액추에이터(52)의 피스톤이 완전히 수축된 때에는 완전히 뉘어지고, 제 2 액추에이터(52)의 피스톤이 점차적으로 신장 운동함에 따라 제 2 서브프레임(42)의 기울기와 동일한 기울기로 서서히 세워지는 구조로 제 3 서브프레임(43)의 후측과 메인프레임(2)의 네 번째 가로대 사이에 설치된다. 이에 따라, 제 3 서브프레임(43)은 제 2 서브프레임(42)의 기울기가 변하더라도 메인프레임(2)과 항상 평행한 상태를 유지하게 된다.
진동기(6)는 네 개의 플레이트(11~14) 중 제 2 플레이트(12)의 하면에 부착되어 제 2 플레이트(12)를 진동시킨다. 제 2 플레이트(12)는 네 개의 플레이트(11~14) 중에서 메인프레임(2)에 직접 안착되는 유일한 부분으로서 제 2 플레이트(12)가 진동하면 메인프레임(2)도 진동하게 된다. 상술한 바와 같이, 제 1 서브프레임(41)과 제 2 서브프레임(42)은 메인프레임(2)에 회전 가능하도록 결합되고, 제 2 서브프레임(42)은 제 3 서브프레임(43)에 회전 가능하도록 결합되기 때문에 메인프레임(2)이 진동하면 제 1 서브프레임(41), 제 2 서브프레임(42), 제 3 서브프레임(43)도 진동하게 된다. 제 1 서브프레임(41), 제 2 서브프레임(42), 제 3 서브프레임(43)이 진동하면, 그 각각에 탑재되는 제 1 플레이트(11), 제 3 플레이트(13), 제 4 플레이트(14)가 진동하게 된다. 즉, 제 2 플레이트(12)가 진동하면 다른 세 개의 플레이트도 동시에 진동하게 된다.
이와 같이, 네 개의 플레이트(11~14)는 메인프레임(2)과 세 개의 서브프레임(41~43)을 통하여 구조적으로 서로 연결되어 있기 때문에 진동기(6)는 제 2 플레이트(12)가 아닌 다른 플레이트에 부착되더라도 제 2 플레이트(12)를 진동시킨다. 제 2 플레이트(12)는 다른 세 개의 플레이트가 메인프레임(2)으로부터 떨어져 있는 상태일 때에 사용자의 하중이 집중되는 부분일 뿐만 아니라 두 개의 액추에이터(51, 52)의 부하가 걸리지 않는 유일한 부분임을 고려할 때에 전동침대의 진동 효율을 극대화하기 위해서는 제 2 플레이트(12)에 진동기(6)가 부착됨이 바람직하다.
진동기(6)는 마그넷(62)에서 발생된 자계 내에 위치하는 보이스코일(68)에 인가되는 교류 타입의 전기적 신호를 이러한 전기적 신호의 인가에 따른 보이스코일(68)의 왕복 이동에 의한 음파 진동으로 변환하는 음파 진동 구조를 이용하여 제 2 플레이트(12)를 진동시킨다. 50 명의 성인을 대상으로 본 실시예의 전동침대에 대한 수면 시험을 한 결과, 보이스코일(68)에 입력되는 정현파 교류의 실효값이 30~50V이고, 주파수가 2~10Hz일 때에 진동이 없는 상태보다 더 빨리 수면에 진입하는 것으로 확인되었다. 따라서, 보이스코일(68)에 입력되는 정현파 교류는 그 실효값이 30~50V이고, 주파수가 2~10Hz임이 바람직하다. 특히, 음파 진동 구조는 모터의 회전소리, 기어소리 등과 같은 기계적인 소음 없이 침대를 진동할 수 있도록 함으로써 사용자는 진동기의 진동으로 인한 소음 등의 방해 없이 빨리 잠들 수 있게 된다.
도 8은 도 3-6에 도시된 진동기(6)의 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 진동기(6)의 분해도이고, 도 10은 도 8에 도시된 진동기(6)의 단면도이다. 도 8-10을 참조하면, 도 3-6에 도시된 진동기(6)는 하판(61), 마그넷(62), 중간링(63), 외곽링(64), 하부링(65), 보이스코일(68), 보빈(69), 상부패널(610), 하부패널(611), 완충스프링(612), 샤프트(613), 부싱베어링(614), 받침대(615), 및 하우징(616)으로 구성된다. 진동기(6)에 대한 장황한 설명으로 인해 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여, 이하에서는 진동기(6)를 가급적 간략하게 설명하기로 한다. 본 실시예에 사용되는 진동기(6)는 대한민국등록특허 제10-0989808호에 개시되어 있으며, 여기에 자세하게 설명되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 원형의 하판(61) 하부 중앙에는 하나의 마그넷(62)이 장착되어 있다. 중간링(63)은 하판(61) 아래에 부착된 마그넷(62)에서 발생된 자계에 의해 마그넷(62)의 하면에 결합된다. 외곽링(64)은 하판(61)의 외곽을 따라 형성되고, 하부링(65)은 외곽링(64)의 하단부를 따라 형성된다. 마그넷(62)에서 발생된 자계에 의해 중간링(63), 외곽링(64), 하부링(65)은 서로 결합된다. 하판(61), 중간링(63), 외곽링(64), 하부링(65)은 철 등 자성 재질로 이루어진다. 이에 따라, 중간링(63)과 하부링(65)의 사이에는 자기장이 형성된다. 보이스코일(68)은 보빈(69)의 상측에 권취된다. 보빈(69)은 그 내부(66)가 비워있는 원통 형태로 형성되어 그 하면은 상부패널(610)에 부착하고 그 상측은 중간링(63)과 하부링(65)의 사이의 자기장 영역(67), 즉 자기갭 내부에 삽입된다. 자기갭 내부에 삽입되어 있는 보빈(69)에 권취된 보이스코일(68)에 교류전류가 인가되면 보빈(69)은 자기갭(67) 내부에서 상하 이동하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 자기갭 내부에 삽입된 보빈(69)에 권취된 보이스코일(68)에 인가된 교류의 전류 방향이 오른쪽이면 플레밍의 왼손법칙에 따라 보빈(69)은 자기갭(67) 내부에서 상측으로 이동하고, 보이스코일(68)에 인가된 교류의 전류방향이 왼쪽이면, 보빈(69)은 자기갭(67) 내부에서 하측으로 이동한다. 따라서, 보빈(69)은 자기갭(67) 내부에서 상하로 이동하면서 상부패널(610)을 진동시킨다. 상부패널(610)의 진동 주파수는 보이스코일(68)에 인가된 교류의 주파수와 일치하게 된다. 보빈(69)의 내부 공동에는 컨트롤박스(8)와 보이스코일(68) 사이에 연결되어 보이스코일(68)에 교류 전류를 공급해주는 전선(미도시)이 위치한다.
하판(61)의 상면에는 홈이 형성되어 있고, 받침대(615)는 그 상면과 하면 각각에 돌출턱이 형성되어 있다. 하판(61)은 그 상면 홈에 받침대(615)의 하부 돌출턱이 삽입됨으로써 받침대(615)에 결합된다. 받침대(615)는 그 상부 돌출턱이 상부패널(610)의 홈에 삽입됨으로써 상부패널(610)에 고정된다. 보빈(69)은 그 하면이 하부패널(611)에 부착된다. 두 개의 완충스프링(612)은 상부패널(610)과 하부패널(611)의 진동에 대한 완충을 위해 상부패널(610)과 하부패널(611)의 사이에 설치된다. 하부패널(611) 상에서 안정되게 상부패널(610)이 상하로 수직 운동하면서 진동할 수 있도록 하기 위하여, 상부패널(610)의 하면에는 세 개의 샤프트(613)가 부착되어 있고, 하부패널(611)의 상면에는 세 개의 부싱베어링(614)이 부착되어 있다. 세 개의 샤프트(613)는 세 개의 부싱베어링(614)에 삽입되어 슬라이딩 이동한다. 하우징(616)은 하부패널(611)을 지지하면서 상부패널(610)을 제 2 플레이트(12)에 밀착시키는 구조를 가지며 메인프레임(2)에 고정된다.
단말거치대(7)는 사각박스 형태로 형성되어 제 1 플레이트(11)의 측면에 부착된다. 단말거치대(7)에는 사용자단말(100)이 삽입된다. 사용자단말(100)의 대표적인 예로는 스마트폰을 들 수 있다. 사용자는 단말거치대(7)에 자신의 사용자단말(100)을 꽂아 넣음으로써 단말거치대(7)에 사용자단말(100)을 거치시킬 수 있다. 아래에 기술된 바와 같이, 사용자단말(100)은 전동침대에서 발생된 소리를 녹음하여 전동침대에 제공하는 역할을 수행하는데, 특히 사용자의 수면 상태에서의 소리, 예를 들어 숨소리, 코골이 등을 녹음하여 전동침대에 제공한다. 이에 따라, 단말거치대(7)는 사용자의 얼굴에 근접한 곳에 위치함이 바람직하다.
컨트롤박스(8)는 사용자의 수면 유도를 위한 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작을 제어함으로써 네 개의 플레이트(11~14)간의 연결 각도를 변경함과 동시에 진동기(6)의 동작을 제어함으로써 제 2 플레이트(12)의 진동의 세기와 주파수를 조절한다. 여기에서, 침대 형태정보는 제 1 플레이트(11)의 기울기와 제 3 플레이트(13)의 기울기로 구성되고, 침대 진동정보는 침대의 진동 세기와 진동 주파수로 구성된다. 본 실시예에 따르면, 컨트롤박스(8)는 이러한 침대 형태정보와 침대 진동정보가 사용자에 의해 설정되는 수동모드로 동작하거나, 사용자를 식별하여 자동으로 침대 형태정보와 침대 진동정보를 불러오는 자동모드로 동작한다.
일반적으로, 사용자의 상체가 약간 세워지고 허벅지가 약간 올라간 자세가 되도록 제 1 플레이트(11)의 기울기와 제 3 플레이트(13)의 기울기가 설정된 경우에 체중 분산으로 인해 가장 큰 편안함을 느끼고, 특히 다리가 심장보다 높게 위치할 때에 혈액 순환이 촉진되는 것으로 알려져 있다. 종래의 전동침대는 이러한 원리에 근거하여 사용자 수면 유도를 위해 침대의 형태만을 변화시킴에 따라 수면 유도에 한계가 있었다. 본 실시예는 체중이 분산되고 혈액순환이 촉진되도록 복수 개의 플레이트간의 연결 각도가 조절된 상태에서 사용자 신체를 진동시킴에 따라 종래의 전동침대를 이용할 때보다 빨리 수면에 들어갈 수 있으며, 현대인의 고질병인 불면증을 치유할 수 있다. 본 실시예는 마치 엄마가 아기를 안고 있을 때보다 안고 흔들 때의 아기가 더 빨리 잠이 드는 것과 유사한 효과를 연출한다고 할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 컨트롤박스(8)의 구성도이다. 도 11을 참조하면, 컨트롤박스(8)는 통신부(81), 제어부(82), 모터드라이버(83), 신호믹서(84), 신호증폭부(85), 유사도산출부(86), 스토리지(87), 및 전원공급부(88)로 구성된다. 이하에서는 도 12, 13에 도시된 흐름도를 참조하면서 컨트롤박스(8)의 각 구성에 대하여 자세히 설명하기로 한다. 아래에 설명된 바와 같이, 통신부(81)는 전동침대의 단말거치대(7)에 거치된 사용자단말(100)로부터 데이터를 수신한다. 예를 들어, 통신부(81)는 USB(Universal Serial Bus) 통신을 이용하여 사용자단말(100)로부터 데이터를 수신할 수도 있고, 블루투스 통신을 이용하여 사용자단말(100)로부터 데이터를 수신할 수도 있다. 전원공급부(88)는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 컨트롤박스(8)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
도 12는 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 수동모드 동작 흐름도이다. 도 12를 참조하면, 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 수동모드 동작은 다음과 같은 단계들로 구성된다. 121 단계에서 통신부(81)는 전동침대의 단말거치대(7)에 거치된 사용자단말(100)로부터 사용자 식별정보, 사용자 설정정보, 및 음원정보를 포함하는 수동모드 데이터를 수신한다. 여기에서, 사용자 식별정보는 사용자단말(100)의 사용자를 식별하기 위한 정보로서 아래에서 설명될 사용자 로그인 정보가 사용될 수 있다. 사용자 설정정보는 본 실시예의 전동침대에 대한 사용자 설정정보로서 침대의 형태정보, 침대의 진동정보, 및 사용자 수면시작시점으로 구성된다. 음원정보는 음원파일일 수도 있고, 어떤 음원파일의 식별정보일 수도 있다. 음원정보가 음원파일의 식별정보인 경우, 스토리지(87)에는 그 식별정보에 해당하는 음원파일이 저장되어 있게 된다.
사용자는 사용자단말(100)에 설치된 전동침대용 어플리케이션을 실행시킨 후, 전동침대용 어플리케이션에서 사용자 로그인한다. 이어서, 전동침대용 어플리케이션에서 사용자는 전동침대의 동작모드를 수동모드로 설정하고, 침대의 형태정보, 침대의 진동정보, 및 사용자 수면시작시점을 입력한다. 예를 들어, 사용자는 전동침대용 어플리케이션의 GUI(Graphical User Interface)를 조작함으로써 자신이 원하는 제 1 플레이트(11)의 기울기, 제 3 플레이트(13)의 기울기, 및 침대의 진동 세기와 주파수를 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 자신의 평소 수면 습관을 고려하여 AM 01:00을 수면시작시점으로 입력할 수 있다. 이러한 전동침대용 어플리케이션 조작이 완료되면, 사용자는 사용자단말(100)을 단말거치대(7)에 꽂아 넣는다. 이 경우, 통신부(81)는 사용자단말(100)로부터 상기된 바와 같은 수동모드 데이터를 수신하게 된다.
122 단계에서 제어부(82)는 121 단계에서 수신된 수동모드 데이터의 사용자 설정정보 중 침대 형태정보에 따라 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작을 제어하기 위한 신호를 생성함과 동시에 침대 진동정보에 따라 진동기(6)의 동작을 제어하기 위한 신호를 생성함으로써 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작과 진동기(6)의 동작을 제어한다. 보다 상세하게 설명하면, 제어부(82)는 침대 형태정보 중 제 1 플레이트(11)의 기울기에 해당하는 제 1 액추에이터(51)의 동작방향 및 동작량을 나타내는 제 1 형태제어신호를 생성하여 모터드라이버(83)로 출력하고, 침대 형태정보 중 제 3 플레이트(13)의 기울기에 해당하는 제 2 액추에이터(52)의 동작방향 및 동작량을 나타내는 제 2 형태제어신호를 생성함으로써 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작을 제어하고, 침대 진동정보에 해당하는 진동의 세기 및 주파수를 갖는 정현파 형태의 진동제어신호를 생성함으로써 진동기(6)의 진동을 제어한다.
123 단계에서 모터드라이버(83)는 122 단계에서 생성된 제 1 형태제어신호가 나타내는 모터 회전방향 및 회전량으로 제 1 액추에이터(51)의 모터를 회전시킴으로써 제 1 액추에이터(51)를 동작시키고, 122 단계에서 생성된 제 2 형태제어신호가 나타내는 모터 회전방향 및 회전량으로 제 2 액추에이터(52)의 모터를 회전시킴으로써 제 1 액추에이터(51)를 동작시킨다. 즉, 제어부(82)는 침대 형태정보 중 제 1 플레이트(11)의 기울기에 따라 모터드라이버(83)를 통해 제 1 액추에이터(51)의 동작을 제어함으로써 제 1 플레이트(11)의 기울기를 조절함과 동시에 제 3 플레이트(13)의 기울기에 따라 제 2 액추에이터(52)의 동작을 제어함으로써 제 3 플레이트(13)의 기울기를 조절한다. 예를 들어, 사용자는 전동침대용 어플리케이션에서 자신의 수면에 적합한 제 1 플레이트(11)의 기울기를 30도로 설정하고 제 3 플레이트(13)의 기울기를 10도로 설정할 수 있다. 이 경우, 제 1 플레이트(11)는 30도 기울어져 있게 되고, 제 3 플레이트(13)는 10도 기울어져 있게 된다.
124 단계에서 신호믹서(84)는 121 단계에서 수신된 수동모드 데이터의 음원정보에 해당하는 음원파일을 재생함으로써 음악신호를 생성하고, 122 단계에서 생성된 정현파 형태의 진동제어신호와 이와 같이 생성된 음악신호를 믹싱함으로써 최종진동제어신호를 생성한다. 음원정보가 음원파일의 식별정보인 경우, 제어부(82)는 스토리지(87)로부터 그 식별정보에 해당하는 음원파일을 독출하여 신호믹서(84)에 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이, 진동기(6)의 보이스코일(68)로 입력되는 정현파 교류의 주파수는 2~10Hz임이 바람직한데 이 주파수 대역은 가청주파수대역 20~20,000Hz을 벗어나기 때문에 음악신호에 진동제어신호가 믹싱되더라도 음악은 거의 왜곡되지 않고 사용자에게 들리게 된다. 이 때, 상부패널(610)은 스피커의 진동판 역할을 한다. 음악은 사용자의 심신을 이완시키는 기능을 갖기 때문에 침대 진동과 함께 제공될 경우에 사용자가 보다 빨리 잠들 수 있도록 한다.
125 단계에서 신호증폭부(85)는 124 단계에서 믹싱된 신호를 증폭하여 진동기(6)의 보이스코일(68)에 인가함으로써 진동기(6)를 동작시킨다. 진동기(6)의 마그넷(62)의 자력 세기, 보이스코일(68)의 권취 회수 등에 따라 보이스코일(68)에 입력된 전류의 크기가 동일한 경우에도 진동기(6)의 진동 세기가 달라질 수 있다. 신호증폭부(85)는 본 실시예의 설계자에 의해 의도된 세기로 진동기(6)가 진동할 수 있도록 진동기(6)로 입력되는 제어신호를 증폭하는 역할을 한다.
126 단계에서 제어부(82)는 현재 시간이 121 단계에서 수신된 수면모드 데이터의 사용자 수면시작시점에 도달하였는가를 확인한다. 제어부(82)는 현재 시간을 측정할 수 있도록 클록을 구비하는 마이크로프로세서에 의해 구현될 수 있다. 126 단계에서의 확인 결과, 현재 시간이 사용자 수면시작시점에 도달하였으면 127 단계로 돌아가고 그렇지 않으면 124 단계로 돌아간다. 이와 같이, 사용자 수면시작시점 전에는 반복적으로 124 단계로 돌아감에 따라 계속적으로 전동침대가 진동하게 된다.
127 단계에서 제어부(82)는 통신부(81)에 의해 수신된 수면모드 데이터의 사용자 수면시작시점부터 진동기(6)의 동작을 정지시킨다. 제어부(82)는 신호믹서(84)로의 진동제어신호의 출력을 중단함으로써 진동기(6)의 동작을 정지시킬 수 있다. 이러한 진동기(6)의 동작 정지는 사용자 수면 시에 오로지 사용자로 인해 발생되는 소리만을 녹음하기 위한 것으로서, 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작은 침대 형태정보에 따라 순간적으로 완료되기 때문에 이것들에 대한 동작 정지는 필요가 없다.
128 단계에서 통신부(81)는 126 단계에서의 정지 시점, 즉 사용자 수면시작시점부터 일정시간 동안 사용자단말(100)로부터 진동기(6)의 동작이 정지된 상태에서 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 수면사운드 데이터를 수신한다. 예를 들어, 통신부(81)는 사용자 수면시작시점부터 10분 동안 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 수면사운드 데이터를 수신할 수 있다. 통신부(81)가 이러한 수면사운드 데이터를 수신할 수 있도록, 사용자단말(100)은 사용자 수면시작시점부터 10분 동안 전동침대에서 발생된 소리를 녹음하고 이것을 컨트롤박스(8)로 전송한다.
129 단계에서 제어부(82)는 침대 형태정보, 침대 진동정보, 사용자 수면시작시점, 및 통신부(81)에 의해 수신된 수면사운드 데이터를 사용자 식별정보에 매핑하여 스토리지(87)에 저장한다. 전동침대가 병원, 요양소 등과 같은 공중 시설물에 설치될 경우, 전동침대는 여러 사람에 의해 사용될 수 있다. 이 경우, 스토리지(87)에는 각 사용자 별로 침대 형태정보, 침대 진동정보, 사용자 수면시작시점, 및 수면사운드 데이터가 저장되어 있게 된다. 상술한 바와 같은 컨트롤박스(8)의 수동모드 동작에 따르면, 스마트폰 등과 같은 사용자단말을 이용하여 편리하게 전동침대의 형태 정보와 진동 정보를 설정할 수 있다. 이하에서 설명될 컨트롤박스(8)의 자동모드 동작에 따르면, 이러한 사용자별 저장을 이용하여 본 실시예의 전동침대가 자동으로 각 사용자에 최적화된 형태에서 최적화된 세기와 주파수로 진동할 수 있도록 할 수 있다.
도 13은 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 자동모드 동작 흐름도이다. 도 13을 참조하면, 도 11에 도시된 컨트롤박스(8)의 자동모드 동작은 다음과 같은 단계들로 구성된다. 131 단계에서 통신부(81)는 전동침대의 단말거치대(7)에 거치된 사용자단말(100)로부터 사용자 식별정보와 음원정보를 포함하는 자동모드 데이터를 수신한다. 132 단계에서 제어부(82)는 131 단계에서 수신된 자동모드 데이터의 사용자 식별정보에 해당하는 침대 형태정보, 침대 진동정보, 사용자 수면시작시점, 및 수면사운드 데이터를 스토리지(87)로부터 독출한다.
133 단계에서 제어부(82)는 132 단계에서 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 각 정보의 갱신단위 만큼 변경함으로써 침대 형태정보와 침대 진동정보를 갱신한다. 예를 들어, 제어부(82)는 침대 형태정보의 제 1 플레이트(11)의 기울기 30도를 갱신단위 5도만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다. 아니면, 제어부(82)는 침대 진동정보의 주파수 10Hz를 갱신단위 2Hz만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다. 그 외 다양한 방식으로 침대 형태정보와 침대 진동정보가 갱신될 수 있다. 제어부(82)는 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나의 변경 방식을 스토리지(87)에 저장한다. 만약, 스토리지(87)에 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나의 변경 방식이 저장되어 있는 경우, 제어부(82)는 스토리지(87)에 저장된 변경 방식과는 다른 방식으로 132 단계에서 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경한다.
134 단계에서 제어부(82)는 133 단계에서 갱신된 침대 형태정보에 따라 제 1 액추에이터(51)와 제 2 액추에이터(52)의 동작을 제어하기 위한 신호를 생성함과 동시에 침대 진동정보에 따라 진동기(6)의 동작을 제어하기 위한 신호를 생성한다. 134 단계에서의 제어부(82)의 동작은 122 단계에서의 제어부(82)의 동작과 동일하므로 이것에 대한 자세한 설명은 122 단계에 대한 설명으로 갈음하기로 한다. 아래의 135, 136, 137 단계 역시 123, 134, 125 단계의 동작과 동일하므로 간략하게 설명하기로 한다.
135 단계에서 모터드라이버(83)는 134 단계에서 생성된 제 1 형태제어신호가 나타내는 모터 회전방향 및 회전량으로 제 1 액추에이터(51)의 모터를 회전시킴으로써 제 1 액추에이터(51)를 동작시키고, 134 단계에서 생성된 제 2 제어신호가 나타내는 모터 회전방향 및 회전량으로 제 2 액추에이터(52)의 모터를 회전시킴으로써 제 2 액추에이터(52)를 동작시킨다. 136 단계에서 신호믹서(84)는 131 단계에서 수신된 자동모드 데이터의 음원정보에 해당하는 음원파일을 재생함으로써 음악신호를 생성하고, 134 단계에서 생성된 정현파 형태의 진동제어신호와 이와 같이 생성된 음악신호를 믹싱함으로써 최종진동제어신호를 생성한다. 137 단계에서 신호증폭부(85)는 136 단계에서 생성된 최종 진동제어신호를 증폭하여 진동기(6)의 보이스코일(68)에 인가함으로써 진동기(6)를 동작시킨다.
138 단계에서 제어부(82)는 현재 시간이 132 단계에서 도출된 사용자 수면시작시점에 도달하였는가를 확인한다. 138 단계에서의 확인 결과, 현재 시간이 사용자 수면시작시점에 도달하였으면 139 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 1310, 1311 단계로 진행한다. 139 단계에서 제어부(82)는 통신부(81)에 의해 수신된 수동모드 데이터의 사용자 수면시작시점부터 진동기(6)의 동작을 정지시킨다. 1310 단계에서 신호믹서(84)는 136 단계에서 생성된 최종 진동제어신호를 제 2 플레이트(12)의 진동으로 인해 전동침대에서 발생되는 소리를 나타내는 사운드 신호로 변환하고, 이와 같이 변환된 사운드 신호와 132 단계에서 독출된 수면사운드 데이터가 나타내는 사운드 신호를 믹싱함으로써 기준사운드 신호를 생성한다.
상술한 바와 같이, 신호믹서(84)에 의해 생성된 최종 진동제어신호는 증폭되어 진동기(6)의 보이스코일(68)에 인가되며, 이에 따라 제 2 플레이트(12)가 최종 진동제어신호의 세기와 주파수에 해당하는 세기와 주파수로 진동하게 된다. 따라서, 제 2 플레이트(12)의 진동으로 인해 전동침대에서 발생되는 소리의 세기와 높낮이는 가청주파수 대역 내의 최종 진동제어신호의 세기와 주파수에 비례하게 된다. 신호믹서(84)는 최종 진동제어신호에 대해 가청주파수 대역 통과 필터링을 하고, 이와 같이 필터링된 신호에 소리와 진동제어신호간의 비례 관계를 나타내는 계수를 곱함으로써 최종 진동제어신호를 사운드 신호로 변환할 수 있다.
1311 단계에서 통신부(81)는 133 단계에서 갱신된 침대 진동정보에 따라 진동기(6)가 동작하고 있는 상태에서 사용자단말(100)로부터 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 침대사운드 데이터를 수신한다. 1312 단계에서 유사도산출부(86)는 1310 단계에서 생성된 기준사운드 신호와 1311 단계에서 수신된 침대사운드 데이터가 나타내는 사운드 신호간의 유사도를 산출한다. 예를 들어, 유사도산출부(86)는 1310 단계에서 생성된 기준사운드 신호의 파형과 1311 단계에서 수신된 침대사운드 데이터가 나타내는 사운드 신호의 파형 간의 유사도를 산출한다.
1313 단계에서 제어부(82)는 1310 단계에서 산출된 유사도가 미리 설정된 기준값 미만이면 136 단계로 돌아가고, 그렇지 않으면 1314 단계로 진행한다. 이와 같이, 1310 단계에서 산출된 유사도가 기준값 미만이면 반복적으로 136 단계로 돌아감에 따라 계속적으로 전동침대가 진동하게 된다. 여기에서, 기준값은 다수의 사용자에 대한 여러 번의 반복적 시험 등을 통해 결정될 수 있다. 1314 단계에서 제어부(82)는 스토리지(87)에 저장되어 있는 침대 형태정보와 침대 진동정보를 133 단계에서 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보로 교체함과 동시에 스토리지(87)에 저장되어 있는 사용자 수면시작시점을 현재 시간으로 설정하고, 진동기(6)의 동작을 정지시킨다.
이와 같이, 제어부(82)는 1310 단계에서 생성된 기준사운드 신호와 1311 단계에서 수신된 침대사운드 데이터가 나타내는 침대사운드 신호간의 유사도에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정한다. 즉, 제어부(82)는 132 단계에서 독출된 수면사운드 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정하고, 스토리지(87)에 저장되어 있는 사용자 수면시작시점보다 더 이른 시점에 사용자의 수면이 시작된 것으로 판정되면 스토리지에 저장되어 있는 스토리지(87)에 저장되어 있는 침대 형태정보와 침대 진동정보를 133 단계에서 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보로 교체함과 동시에 스토리지(87)에 저장되어 있는 사용자 수면시작시점을 현재 시간으로 설정한다. 이에 따라, 사용자가 본 실시예의 전동침대를 사용하는 날들이 쌓여갈수록 점차적으로 전동침대의 형태와 진동은 사용자에 점점 더 최적화되고, 결과적으로 사용자의 수면시작시점은 점점 더 빨라지게 된다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
11~14 ... 플레이트
2 ... 메인프레임
3 ... 다리
41~43 ... 서브프레임
51, 52 ... 액추에이터
6 ... 진동기
7 ... 단말거치대
8 ... 컨트롤박스
81 ... 통신부 82 ... 제어부
83 ... 모터드라이버 84 ... 신호믹서
85 ... 신호증폭부 86 ... 유사도산출부
87 ... 스토리지 88 ... 전원공급부
2 ... 메인프레임
3 ... 다리
41~43 ... 서브프레임
51, 52 ... 액추에이터
6 ... 진동기
7 ... 단말거치대
8 ... 컨트롤박스
81 ... 통신부 82 ... 제어부
83 ... 모터드라이버 84 ... 신호믹서
85 ... 신호증폭부 86 ... 유사도산출부
87 ... 스토리지 88 ... 전원공급부
Claims (9)
- 수면 유도 기능을 갖는 전동침대에 있어서,
사용자의 신체를 떠받치기 위한 복수 개의 플레이트(11~14);
상기 복수 개의 플레이트(11~14)를 지지하는 메인프레임(2);
상기 메인프레임(2)에 설치되어 상기 복수 개의 플레이트(11~14) 중 적어도 하나의 기울기를 변경하는 적어도 하나의 액추에이터(51, 52);
상기 복수 개의 플레이트(11~14) 중 어느 하나에 부착되어 상기 어느 하나의 플레이트를 진동시키는 진동기(6);
사용자의 수면 유도를 위한 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작을 제어함으로써 상기 복수 개의 플레이트(11~14)간의 연결 각도를 조절함과 동시에 상기 진동기(6)의 동작을 제어함으로써 상기 어느 하나의 플레이트(11~14)의 진동의 세기와 주파수를 조절하는 컨트롤박스(8)를 포함하고,
상기 컨트롤박스(8)는 사용자단말(100)로부터 상기 전동침대에 대한 사용자 설정정보를 포함하는 수동모드 데이터를 수신하고, 상기 수신된 수동모드 데이터의 사용자 설정정보 중 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작과 상기 진동기(6)의 동작을 제어하고,
상기 사용자 설정정보는 사용자에 의해 설정된 수면시작시점을 더 포함하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 사용자 설정정보 중 사용자 수면시작시점부터 상기 진동기(6)의 동작을 정지시키고, 상기 사용자단말(100)로부터 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작과 상기 진동기(6)의 동작이 정지된 상태에서 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 수면사운드 데이터를 수신하고, 상기 침대 형태정보, 상기 침대 진동정보, 및 상기 수신된 수면사운드 데이터를 사용자 식별정보에 매핑하여 스토리지(87)에 저장하는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 진동기(6)는 마그넷(62)에서 발생된 자계 내에 위치하는 보이스코일(68)에 인가되는 교류 타입의 전기적 신호를 상기 전기적 신호의 인가에 따른 보이스코일(68)의 왕복 이동에 의한 음파 진동으로 변환하는 음파 진동 구조를 이용하여 상기 어느 하나의 플레이트를 진동시키고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 침대 진동정보에 해당하는 진동의 세기 및 주파수를 갖는 정현파 형태의 제어신호를 이용하여 상기 진동기(6)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 제 3 항에 있어서,
상기 수동모드 데이터는 음원정보를 더 포함하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 음원정보에 해당하는 음원파일을 재생함으로써 음악신호를 생성하고, 상기 정현파 형태의 제어신호와 상기 생성된 음악신호를 믹싱함으로써 최종 제어신호를 생성하고, 상기 최종 제어신호를 증폭하여 상기 보이스코일(68)에 인가함으로써 상기 진동기(6)를 동작시키는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 사용자단말(100)로부터 사용자 식별정보를 포함하는 자동모드 데이터를 수신하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 수신된 자동모드 데이터의 사용자 식별정보에 해당하는 침대 형태정보, 침대 진동정보, 및 수면사운드 데이터를 상기 스토리지(87)로부터 독출하고, 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작과 상기 진동기(6)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 제 6 항에 있어서,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경함으로써 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보를 갱신하고, 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작과 상기 진동기(6)의 동작을 제어하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 수면사운드 데이터에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정하고, 상기 수면시작시점보다 더 이른 시점에 사용자의 수면이 시작된 것으로 판정되면 상기 스토리지에 저장되어 있는 침대 형태정보와 침대 진동정보를 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보로 교체하는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 제 7 항에 있어서,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 스토리지(87)에 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나의 변경 방식이 저장되어 있는 경우, 상기 저장된 변경 방식과는 다른 방식으로 상기 독출된 침대 형태정보와 침대 진동정보 중 적어도 하나를 변경하는 것을 특징으로 하는 전동침대. - 제 7 항에 있어서,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 사용자단말(100)로부터 상기 갱신된 침대 형태정보와 침대 진동정보에 따라 상기 적어도 하나의 액추에이터(51, 52)의 동작과 상기 진동기(6)의 동작이 제어되고 있는 상태에서 상기 전동침대에서 발생된 소리를 나타내는 침대사운드 데이터를 수신하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 진동기(6)를 제어하기 위한 신호를 사운드 신호로 변환하고, 상기 변환된 사운드 신호와 상기 수면사운드 데이터가 나타내는 사운드 신호를 믹싱함으로써 기준사운드 신호를 생성하고,
상기 컨트롤박스(8)는 상기 생성된 기준사운드 신호와 상기 수신된 침대사운드 데이터가 나타내는 침대사운드 신호간의 유사도에 기초하여 사용자의 수면 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 전동침대.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190005754A KR102158827B1 (ko) | 2019-01-16 | 2019-01-16 | 수면 유도 기능을 갖는 전동침대 |
| PCT/KR2019/004404 WO2020149459A1 (ko) | 2019-01-16 | 2019-04-12 | 수면 유도 기능을 갖는 전동침대 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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