KR102224617B1 - 스마트조끼 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사람의 신체에 착용되는 착용부; 상기 착용부에 결합되며, 신체의 각 부위에 체결되는 체결부; 상기 착용부에 설치되며, 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 센서부재를 포함하는 센서부; 및 상기 복수개의 센서부재 사이의 상대적인 위치 변화에 기초하여 사람의 자세상태를 판단하며, 사람의 자세상태에 관한 정보를 전자기기로 송신하는 제어부를 포함하는 스마트조끼를 제공한다.
본 발명에 따른 스마트조끼에 의하면, 센서부재 각각의 상대적인 위치 변화에 기초하여 사람의 자세 상태를 판단하며, 착용자의 현재 자세 상태가 교정이 필요한 상태인 것으로 판단되는 경우 휴대용 단말기를 통해 이를 착용자에게 알려줌으로써, 착용자로 하여금 자세를 올바르게 교정하도록 할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 스마트조끼에 의하면, 발열부를 구비하여 사람의 신체 온도를 적정 수준에 맞게 유지시킬 수 있다.

Description

스마트조끼{Smart vest}

본 발명은 스마트조끼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 사람의 신체에 착용되며, 사람의 자세 변화를 감지하여 사람이 자세를 교정할 수 있도록 하는 스마트조끼에 관한 것이다.

일반적으로, 조끼란, 사람의 신체에 착용되는 의류를 의미한다. 조끼는 일상생활에서 사용될 수도 있고, 산업 현장이나 구조 현장에서 작업자가 각자의 작업 목적을 위하여 사용될 수도 있다.

사람이 오랜 시간 추위에 노출될 경우, 자동적으로 몸을 위축시켜 몸을 점점 웅크리게 된다. 이러한 웅크린 상태가 계속되는 경우, 사람의 신체가 삐뚤어짐은 물론, 사람의 건강에도 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 이 외에도, 사람이 스마트폰을 사용할 때에는, 자동적으로 고개를 숙이게 되고 어깨를 움츠리게 된다. 이러한 불안정한 자세가 계속 유지되면, 어깨가 좁아지며 구부정한 자세가 고착될 위험에 놓이게 된다.

따라서 오랜 시간 추위에 노출되는 작업자나, 스마트폰을 오래 사용하는 사람들을 위한 것으로서, 사람의 체온을 유지시키고 사람의 자세를 교정시킬 수 있는 조끼에 대한 개발의 필요성이 대두된다.

대한민국 등록실용신안 제20-0222178호(고안의 명칭 : 작업용 조끼의 어깨 패드)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 개발된 것으로서, 사람의 신체에 착용되어 사람이 자세를 교정할 수 있도록 하고, 사람의 체온을 유지시키는 스마트조끼를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은, 사람의 신체에 착용되는 착용부; 상기 착용부에 결합되며, 신체의 각 부위에 체결되는 체결부; 상기 착용부에 설치되며, 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 센서부재를 포함하는 센서부; 및 상기 복수개의 센서부재 사이의 상대적인 위치 변화에 기초하여 사람의 자세상태를 판단하며, 사람의 자세상태에 관한 정보를 전자기기로 송신하는 제어부를 포함하는 스마트조끼를 제공한다.

사람의 자세가 기준자세 상태일 때의 상기 복수개의 센서부재의 배치상태를 제1상태라 하고, 현재 사람의 자세에서의 상기 복수개의 센서부재의 배치상태를 제2상태라 하였을 때, 상기 제어부는, 상기 제1상태에 대한 상기 제2상태의 차이가 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 사람의 자세가 교정이 필요한 상태인 것으로 판단하여 전자기기로 교정신호를 송신한다.

상기 제어부는, 상기 복수개의 센서부재 사이의 거리를 측정하며, 상기 복수개의 센서부재 사이의 거리가 상기 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 전자기기로 교정신호를 송신한다.

상기 센서부는, 사람의 양쪽 어깨에 대응되는 위치에 각각 배치된 한 쌍의 어깨센서부재와, 사람의 등 쪽에서 상하로 서로 이격되도록 배치된 복수개의 등센서부재를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 한 쌍의 어깨센서부재를 연결하는 제1직선과, 상기 복수개의 등센서부재를 연결하는 제2직선이 이루는 각도를 측정하며, 상기 제1직선과 상기 제2직선이 이루는 각도가 상기 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 전자기기로 교정신호를 송신한다.

상기 착용부는, 사람의 등에 배치되는 제1착용부재와, 상기 제1착용부재의 하부 측면으로부터 사람의 허리를 감싸도록 각각 연장 형성된 한 쌍의 제2착용부재를 포함하며, 본 발명에 따른 스마트조끼는, 상기 제1착용부재 및 상기 한 쌍의 제2착용부재의 내부에 설치되며, 전류를 공급받아 열을 발생시키는 발열부를 더 포함한다.

상기 제2착용부재에는, 주머니가 형성되며, 상기 주머니에는, 상기 발열부와 연결되어 상기 발열부로 전류를 공급하는 배터리가 내장된다.

상기 착용부는, 상기 제1착용부재의 상부로부터 사람의 어깨를 감싸도록 각각 연장 형성된 한 쌍의 제3착용부재를 더 포함하며, 상기 체결부는, 상단이 상기 한 쌍의 제2착용부재에 각각 연결되고, 하단이 상기 한 쌍의 제3착용부재에 각각 연결되는 한 쌍의 어깨조절부재와, 상기 한 쌍의 제2착용부재의 사이를 연결하는 허리조절부재를 포함한다.

상기 센서부는, 상기 한 쌍의 제3착용부재에 각각 설치되는 한 쌍의 어깨센서부재와, 상기 제1착용부재에 설치되며, 상하로 서로 이격되도록 배치된 복수개의 등센서부재를 포함한다.

본 발명에 따른 스마트조끼에 의하면, 센서부재 각각의 상대적인 위치 변화에 기초하여 사람의 자세 상태를 판단하며, 착용자의 현재 자세 상태가 교정이 필요한 상태인 것으로 판단되는 경우 휴대용 단말기를 통해 이를 착용자에게 알려줌으로써, 착용자로 하여금 자세를 올바르게 교정하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 스마트조끼에 의하면, 발열부를 구비하여 사람의 신체 온도를 적정 수준에 맞게 유지시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트조끼 및 휴대용 단말기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 스마트조끼의 배면사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 센서부가 제1상태일 때의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 나타낸 센서부가 제2상태일 때의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 착용부가 전개된 모습을 도시한 것으로서, 착용부에 발열부가 설치된 모습을 나타낸 평면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 스마트조끼(100)는, 착용자로 하여금 스스로 자세를 교정할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 착용자가 보유한 휴대용 단말기(10)와 연동되어 작동된다. 즉, 본 발명에 따른 스마트조끼(100)는, 착용자의 자세 상태를 실시간으로 감지하여 이를 휴대용 단말기(10)의 어플리케이션 상에서 표시한다. 그리고 본 발명에 따른 스마트조끼(100)는, 착용자의 자세 상태가 기 설정된 기준범위를 벗어남에 따라 자세의 교정이 필요한 것으로 판단되는 경우, 휴대용 단말기(10)를 통해 알람을 발생시켜 착용자로 하여금 스스로 자세를 교정할 수 있도록 한다. 상기 휴대용 단말기(10)는, 스마트폰에 해당될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 휴대용 단말기(10)는, 컴퓨터, 태블릿, 기타 모든 전자기기가 이에 해당될 수 있다.

본 발명에 따른 스마트조끼(100)는, 착용부(110), 체결부(120), 센서부(130), 제어부(140) 및 발열부(150)를 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 착용부(110)는, 사람의 신체에 착용되는 것으로서, 제1착용부재(111), 한 쌍의 제2착용부재(112), 한 쌍의 제3착용부재(113)를 포함한다. 상기 제1착용부재(111)는, 판상으로 형성된 것으로서, 사람의 등 뒤에 배치된다. 상기 한 쌍의 제2착용부재(112)는, 상기 제1착용부재(111)의 하부의 좌우 측면에서 각각 연장되도록 형성되며, 사람의 허리를 감싸도록 배치된다. 상기 한 쌍의 제3착용부재(113)는, 상기 제1착용부재(111)의 상부에서 각각 연장되도록 형성되며, 서로 이격되도록 배치된다. 그리고 상기 한 쌍의 제3착용부재(113)는, 사람의 좌우 어깨를 감싸도록 배치된다.

상기 체결부(120)는, 상기 착용부(110)에 결합되며, 신체의 각 부위에 체결되는 것으로서, 한 쌍의 어깨조절부재(121) 및 허리조절부재(122)를 포함한다. 상기 어깨조절부재(121)는, 상기 제2착용부재(112)와 상기 제3착용부재(113)의 사이에 배치되며, 하단이 상기 제2착용부재(112)에 결합되고 상단이 상기 제3착용부재(113)에 결합된다. 상기 허리조절부재(122)는, 상기 한 쌍의 제2착용부재(112)의 사이에 개재된다. 착용자의 자세가 삐뚤어지는 경우, 휴대용 단말기(10)에서는 알람이 발생된다. 따라서 이 경우, 착용자는, 상기 어깨조절부재(121)와 상기 허리조절부재(122)에 표시된 눈금을 보고, 상기 한 쌍의 어깨조절부재(121)와 상기 허리조절부재(122)를 조여주거나 풀어줌으로써, 자세가 보다 효과적으로 교정되도록 할 수 있다.

상기 센서부(130)는, 상기 착용부(110)에 설치되며, 사람의 자세 변화를 감지하는 것으로서, 복수개의 센서부재(131,132)를 포함한다. 그리고 상기 복수개의 센서부재(131,132)는, 상기 한 쌍의 제3착용부재에 각각 설치되는 한 쌍의 어깨센서부재(131)와, 상기 제1착용부재(111)에 설치되며, 상하로 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 등센서부재(132)를 포함한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제어부(140)는, 상기 복수개의 센서부재(131,132) 각각의 상대적인 위치 변화에 기초하여, 착용자의 자세 상태를 판단한다. 그리고 상기 제어부(140)는, 착용자의 자세 상태에 관한 정보를 휴대용 단말기(10)로 송신하여, 착용자로 하여금 자신의 현재 자세 상태를 휴대용 단말기(10)의 어플리케이션 상에서 실시간으로 확인하도록 한다.

상기 제어부(140)는, 휴대용 단말기(10)와 근거리 무선 통신(Short-range Wireless Communication)의 방식으로 정보를 주고받을 수 있다. 근거리 무선통신이란, 스마트폰, 태블릿PC 등에서 주로 사용되는 기술로서, 수십 센티미터 정도의 거리에서 단말기 상호간에 정보를 주고받는 통신기술을 의미한다. 상기 제어부(140)는, ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용하는 블루투스(Bluetooth) 방식의 통신이나, ISM 밴드인 2.4GHz의 무선 주파수 대역에서 동작하는 지그비(ZigBee) 방신의 통식, 기타 와이파이(Wi-Fi), NFC(Near Field Communication) 등의 무선통신 방식을 사용하여, 상기 휴대용 단말기(10)와 서로 정보를 주고받을 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 제어부(140)가 착용자의 자세 상태를 판단하는 방식에 관해 설명하도록 한다.

도 3은, 사람의 자세가 기준자세 상태일 때의 상기 복수개의 센서부재(131,132)의 배치상태, 즉 상기 복수개의 센서부재(131,132)의 제1상태(130a)를 나타낸 도면이다. 도 4는, 현재 사람의 자세에서의 상기 복수개의 센서부재(131,132)의 배치상태, 즉 상기 복수개의 센서부재(131,132)의 제2상태(130b)를 나타낸 도면이다.

여기서, 상기 기준자세 상태는, 착용자의 자세가 올바른 상태를 의미한다. 여기서의 올바른 자세란, 사람의 신체를 정면 또는 뒷면에서 보았을 때, 양쪽 어깨라인이 수평을 유지하고, 척추가 수직으로 정렬되며, 양쪽 어깨라인과 척추라인이 서로 직각을 이루도록 배치된 상태일 수 있다. 이 상태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 어깨센서부재(131)를 연결하는 가상의 직선(D1; 이하, ‘제1직선’이라 한다)이 수평으로 배치되고, 상기 복수개의 등센서부재(132)를 연결하는 가상의 직선(D2; 이하, ‘제2직선’이라 한다)이 수직으로 배치되며, 상기 제1직선(D1)과 상기 제2직선(D2)이 서로 직교를 이루게 된다.

착용자는, 이러한 기준자세 상태에서의 상기 복수개의 센서부재(131,132)의 상기 제1상태(130a)에 관한 정보를, 상기 제어부(140)에 저장한다. 그리고 상기 제어부(140)는, 저장된 제1상태(130a)에 관한 정보를, 상기 복수개의 센서부재(131,132)에 의해 실시간으로 감지되는 상기 제2상태(130a)에 관한 정보와 비교한다.

만약, 상기 제1상태(130a)에 대한 상기 제2상태(130b)의 차이가, 기 설정된 기준범위를 벗어나지 않는 경우, 상기 제어부(140)는, 착용자의 자세가 비뚤어지지 않은 것으로 판단한다. 따라서 상기 제어부(140)는, 별도의 교정신호를 발생시키지 않으며, 휴대용 단말기(10)는 별도의 알람을 발생시키지 않는다. 물론, 이때에도 착용자는 휴대용 단말기(10)의 어플리케이션을 통해 자신의 자세상태를 실시간으로 확인할 수는 있다.

하지만 상기 제1상태(130a)에 대한 상기 제3상태(130b)의 차이가, 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부(140)는, 착용자의 자세가 비뚤어져서, 교정이 필요한 경우로 판단한다. 따라서 상기 제어부(140)는, 상기 휴대용 단말기(10)로 교정신호를 송신하며, 휴대용 단말기(10)는 알람을 발생시킨다. 이 경우, 착용자는 알람을 통해 자신의 자세상태가 삐뚤어진 상태라는 것을 인지하고, 스스로 자세를 교정하거나, 상기 어깨조절부재(121)와 허리조절부재(122)를 조절하여, 자신의 자세가 올바르게 교정될 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 스마트조끼(100)에 의하면, 스마트폰을 장시간 사용하는 학생이나, 작업현장에서 장시간 작업을 수행하는 근로자들로 하여금, 능동적으로 자세를 교정하도록 할 수 있으며, 장시간 자세가 삐뚤어진 상태를 유지함에 따라 발생될 수 있는 신체적 문제를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기준범위는, 상기 복수개의 센서부재(131,132) 사이의 거리, 상기 제1직선(D1)과 상기 제2직선(D2)이 이루는 각도(

,

) 등에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2상태(130b)일 때의 어느 하나의 어깨센서부재(131)와 어느 하나의 등센서부재(131) 사이의 거리가, 상기 제1상태(130a)일 때의 거리를 기준으로 10% 증가하거나 10% 감소하는 경우, 상기 제어부(140)는, 상기 제2상태(130b)가 상기 제1상태(130a)에 대하여 상기 기 설정된 기준범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있다. 또는, 상기 제2상태(130b)에서의 상기 제1직선(D1)과 상기 제2직선(D2)이 이루는 각도(

)가, 상기 제1상태(130a)에서의 각도(

)에 비해 3% 증가하거나 감소하는 경우, 상기 제어부(140)는, 역시 상기 제2상태(130b)가 상기 제1상태(130a)에 대하여 상기 기 설정된 기준범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있다. 여기서의 10%, 3%의 수치는, 위의 예시를 설명하기 위한 예에 불과하며, 이는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 값으로 변경될 수 있다.

이외에도, 상기 제2직선(D2)이 직선 상태를 유지하지 않고 곡선이 되는 경우, 즉, 상기 제2직선(D2)이 어느 한 쪽으로 휘어지는 경우, 상기 제어부(140)는 착용자가 척추가 휘어지는 자세 상태를 유지하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 도 4에서는 상기 제2직선(D2)이 휘어지지 않은 것으로 도시되어 있으나, 사용자의 자세상태에 따라 상기 제2직선(D2)이 좌측 또는 우측으로 휘어질 수 있는 것이다. 따라서 상기 제2직선(D2)에 곡률이 발생되는 경우, 또는 상기 제2직선(D2)의 곡률이 소정 값을 초과하는 경우, 상기 제어부(140)는, 상기 제2상태(130b)가 상기 제1상태(130a)에 대하여 상기 기 설정된 기준범위를 벗어난 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이 상기 제어부(140)는, 거리, 각도, 곡률 등의 물리적 수단을 이용하여, 상기 제1상태(130a)와 상기 제2상태(130b)를 서로 비교한다. 또한, 상기 제어부(140)는, 상기 제1상태(130a)에 대한 상기 제2상태(130b)의 차이가 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 사람의 자세가 교정이 필요한 상태인 것으로 판단하여, 상기 휴대용 단말기(10)로 교정신호를 송신한다. 교정신호를 수신한 휴대용 단말기(10)는, 알람을 발생시켜 착용자에게 자신의 자세가 삐뚤어졌다는 것을 알리게 된다. 한편, 상기 휴대용 단말기(10)에서 발생되는 알람은, 소리, 빛, 진동 등이 될 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 발열부(150)는, 상기 제1착용부재(111) 및 상기 한 쌍의 제2착용부재(112)의 내부에 설치되며, 전류를 공급받아 열을 발생시킨다. 상기 제2착용부재(112)에는, 주머니(114)가 형성된다. 그리고 상기 주무니(114)에는, 배터리(115)가 내장된다. 상기 배터리(115)는 상기 발열부(150)와 연결되어 상기 발열부(150)로 전류를 공급한다. 이에 따라 상기 발열부(150)는, 열을 발생시켜, 스마트조끼(100)를 착용한 사용자가 자신의 체온을 유지할 수 있도록 한다.

한편, 상기 센서부(130)는, 체온센서부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 체온센서부재는, 사람의 체온을 감지한다. 상기 제어부(140)는, 상기 체온센서부재가 감지한 사람의 체온에 관한 정보를 수신하여, 상기 배터리(115)로부터 상기 발열부(150)로 공급되는 전류의 크기를 제어한다. 이에 따라 상기 제어부(140)는, 사람의 체온이 과도하게 저하된 경우, 상기 발열부(150)의 온도를 상승시켜 사람의 신체를 보다 강하게 가열시키고, 사람의 체온이 비교적 높은 상태를 유지하는 경우, 상기 발열부(150)의 온도를 하강시켜 사람의 신체를 비교적 약하게 가열시킬 수 있다.

상기 제어부(140)는 체온센서부재로부터 수신한 사람의 체온에 관한 정보를 휴대용 단말기(10)로 송신할 수 있다. 이 경우, 착용자는 휴대용 단말기(10)의 어플리케이션을 보고, 자신의 체온을 실시간으로 체크할 수 있다.

100 : 스마트조끼 110 : 착용부
120 : 체결부 130 : 센서부
140 : 제어부 150 : 발열부

Claims (8)

1. 사람의 신체에 착용되는 착용부;
   상기 착용부에 결합되며, 신체의 각 부위에 체결되는 체결부;
   상기 착용부에 설치되며, 서로 이격되도록 배치되는 복수개의 센서부재를 포함하는 센서부; 및
   상기 복수개의 센서부재 사이의 상대적인 위치 변화에 기초하여 사람의 자세상태를 판단하며, 사람의 자세상태에 관한 정보를 전자기기로 송신하는 제어부를 포함하되,
   상기 착용부는,
   사람의 등에 배치되는 제1착용부재와,
   상기 제1착용부재의 하부 측면으로부터 사람의 허리를 감싸도록 각각 연장 형성된 한 쌍의 제2착용부재를 포함하며,
   상기 제1착용부재 및 상기 한 쌍의 제2착용부재의 내부에 설치되며, 전류를 공급받아 열을 발생시키는 발열부를 더 포함하는 스마트조끼.
2. 청구항 1에 있어서,
   사람의 자세가 기준자세 상태일 때의 상기 복수개의 센서부재의 배치상태를 제1상태라 하고, 현재 사람의 자세에서의 상기 복수개의 센서부재의 배치상태를 제2상태라 하였을 때,
   상기 제어부는,
   상기 제1상태에 대한 상기 제2상태의 차이가 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 사람의 자세가 교정이 필요한 상태인 것으로 판단하여 전자기기로 교정신호를 송신하는 스마트조끼.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 복수개의 센서부재 사이의 거리를 측정하며, 상기 복수개의 센서부재 사이의 거리가 상기 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 전자기기로 교정신호를 송신하는 스마트조끼.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 센서부는,
   사람의 양쪽 어깨에 대응되는 위치에 각각 배치된 한 쌍의 어깨센서부재와,
   사람의 등 쪽에서 상하로 서로 이격되도록 배치된 복수개의 등센서부재를 포함하며,
   상기 제어부는,
   상기 한 쌍의 어깨센서부재를 연결하는 제1직선과, 상기 복수개의 등센서부재를 연결하는 제2직선이 이루는 각도를 측정하며, 상기 제1직선과 상기 제2직선이 이루는 각도가 상기 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 전자기기로 교정신호를 송신하는 스마트조끼.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2착용부재에는, 주머니가 형성되며,
   상기 주머니에는, 상기 발열부와 연결되어 상기 발열부로 전류를 공급하는 배터리가 내장되는 스마트조끼.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 착용부는, 상기 제1착용부재의 상부로부터 사람의 어깨를 감싸도록 각각 연장 형성된 한 쌍의 제3착용부재를 더 포함하며,
   상기 체결부는,
   상단이 상기 한 쌍의 제2착용부재에 각각 연결되고, 하단이 상기 한 쌍의 제3착용부재에 각각 연결되는 한 쌍의 어깨조절부재와,
   상기 한 쌍의 제2착용부재의 사이를 연결하는 허리조절부재를 포함하는 스마트조끼.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 센서부는,
   상기 한 쌍의 제3착용부재에 각각 설치되는 한 쌍의 어깨센서부재와,
   상기 제1착용부재에 설치되며, 상하로 서로 이격되도록 배치된 복수개의 등센서부재를 포함하는 스마트조끼.

Images