KR102354774B1 - 지능형 액티브 침구 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은 베개 한쪽 단에 제1구동모터에 결합된 휠과, 다수의 와이어에 의해 연결되어 있는 이동체와, 상기 휠에 지지되어 있는 휠지지대와, 상기 휠이 연동하여 회전하는 제1구동모터와, 휠과 다수의 와이어에 의해 연결되는 제2구동모터를 포함한 베개 본체와; 제어부, 전원부, 작동모드 선택부, 무호흡 및 코골이 감지센서부, 압력센서부, 제1모터구동부, 제2모터구동부, 제1스크루 구동부, 제2스크루 구동부, 기준축 높이 조절부로 구성되는 침구제어 시스템이 상기 베개 본체에 내장되고, 상기 무호흡 또는 코골이를 감지센서부가 무호흡 또는 코골이를 감지하면, 상기 제어부가 이마부위에 설치되어 있는 제2구동모터를 구동하여 휠에 연결되어 있는 와이어를 감아서 이동체가 상기 이마부위 쪽으로 당겨지도록 하고, 상기 이마부위를 상기 턱부위보다 높게 되도록 베게 높이가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 베개 사용자의 수면자세에 따라 베개의 높이가 자동으로 조절되므로 사용자가 편안하게 수면을 취할 수 있고, 근육통이나 두통이 발생되지 않는 효과가 있다.

Description

지능형 액티브 침구 시스템{Intelligent Active Pillow System}

본 발명은 무호흡 또는 코골이를 방지하기 위한 지능형 액티브 침구 시스템에 관한 기술이다. 본 발명은 높이가 자동으로 조절되는 베개에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편안한 수면을 위하여 사용자의 수면자세를 감지하여 자동으로 높이를 조절하는 지능형 베개 높이 자동조절장치에 관한 것이다.

사람이 잠을 잘 때 의식적으로 또는 무의식적으로 여러 차례에 걸쳐 수면자세를 바꾸는 것이 일반적이다. 이때 바로 베개에 ㅜ누웠을 경우와 옆으로 누웠을 경우 목과 바닥 사이의 간격이 서로 다르기 때문에 특정된 높이의 일반 베개를 사용할 경우 목 부위에 피로가 누적되는 등 불편을 겪게 마련이었다. 종래기술들은 모두 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 베개를 좌 또는 우측의 높이를 높게 하여 머리를 옆으로 향하도록 하는 기술이다.

도 1은 종래 베개의 구조를 나타내는 도면이다. 베개 본체(1)에 사용자의 머리 부분이 놓인다. “베개 본체(1)”라는 “침구”와 동일한 개념이다.

본 발명의 배경기술로 대한민국 등록특허 제10-0788715호(발명의 명칭: 높이가 자동 조절되는 베개)를 살펴보면, 발명은 사용자의 수면자세, 특히 옆으로 누웠는지 바로 누웠는지에 따라 베개의 높이가 자동으로 조절되는 베개에 관한 것이다. 상기 특허발명에서 누운 자세를 감지하기 위한 감지부는 본체의 외피 상면에 설치되는 터치 스위치이다. 또한 높이조절수단은 공기의 유입에 의해 팽창되는 탄성 튜브 형태의 베개 본체, 공기압을 발생시켜 제1 첵밸브를 통해 상기 베개 본체에 공기를 주입하기 위한 펌프, 상기 베개 본체로부터 공기를 배출하기 위한 것으로서 전기신호에 의해 개폐되는 제2첵밸브, 상기 감지부로부터 인가되는 전기신호에 따라 상기 펌프 또는 상기 제2 첵밸브를 선택적으로 동작시키기 위한 제어부로 구성된다.

종래기술은 머리를 옆으로 하여도 무호흡 또는 코골이가 중단되지 않은 경우가 많다. 또한 머리를 옆으로 하여 장시간 누워있으면, 근육이 긴장 상태가 되어 일어났을 경우 근육통이 발생하거나 두통이 발생되는 문제점이 있다.

이러한 문제에 대하여 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0111218호, 등록실용신안공보 제20-0278063호, 공개실용신안공보 제20-2020-0001339호 등에 사용자의 취침 자세에 따라 높이가 자동적으로 조절되는 베개 또는 베개의 높이 조절장치가 공개되어 있다.

상기 문제점을 해결하고자 여러 가지 기술이 제시되었으나, 사용자 편의를 위한 다양한 기능과 구체적인 방식이 결여되어 있을 뿐만 아니라 효율성 및 실용성과 무관하게 구성되어 종래기술의 문제점을 해결하지 못했다.

본 발명은 상기 선행기술들의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 무호흡 또는 코골이를 방지하기 위한 지능형 액티브 침구 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 베개의 운동메뉴를 선택하면, 베개의 좌우 높낮이를 반복하면서 목운동을 할 수 있는 지능형 액티브 침구 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은

베개 한쪽 단에 제1구동모터에 결합된 휠과, 다수의 와이어에 의해 연결되어 있는 이동체와, 상기 휠에 지지되어 있는 휠지지대와, 상기 휠이 연동하여 회전하는 제1구동모터와, 휠과 다수의 와이어에 의해 연결되는 제2구동모터를 포함하는 베게 본체와; 제어부, 전원부, 작동모드 선택부, 무호흡 및 코골이 감지센서부, 압력센서부, 제1모터구동부, 제2모터구동부, 제1스크류구동부, 제2스크류구동부, 기준축 높이 조절부로 구성되는 침구제어 시스템이 상기 베개 본체에 내장되고,

상기 무호흡 또는 코골이를 감지센서부가 무호흡 또는 코골이를 감지하면, 상기 제어부가 이마부위에 설치되어 있는 제2구동모터를 구동하여 휠에 연결되어 있는 와이어를 감아서 이동체가 상기 이마부위 쪽으로 당겨지도록 하고, 상기 이마부위를 상기 턱부위보다 높게 되도록 베게 높이가 자동으로 조절되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 멈췄다가 무호흡 또는 코골이를 다시 시작할 경우, 상기 이마부위가 상기 턱부위보다 높게 되어 있는 상태에서, 상기 제어부가 이마부위측에 설치되어 있는 제2구동모터를 구동하여 휠에 연결되어 있는 와이어를 감아서 이동체를 작동시켜서 얼굴을 좌 또는 우로 향하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은 사용자의 머리가 좌측에 있음을 압력센서부가 감지하면, 제어부가 좌측의 제1스크류구동부를 구동하여 침구의 좌측부위를 높여 사용자의 얼굴이 우측으로 향하도록 하고, 사용자의 머리가 우측에 있음을 압력센서부가 감지하면, 상기 제어부가 우측의 제2스크류구동부를 구동하여 침구의 우측부위를 높여 사용자의 얼굴이 우측으로 향하도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 멈췄다가 무호흡 또는 코골이를 다시 시작할 경우, 상기 제어부가 우측 제2스크류구동부를 구동시켜서 상기 이마부위와 상기 턱부위 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시키도록 하고; 상기 제어부가 상기 이동체에 연결되어 있는 와이어를 제1모터구동부와, 제2모터구동부가 주기적으로 빠르게 작동시켜서 상기 이동체를 상기 턱부위와 상기 이마부위 측으로 빠르게 이동시킴으로서 상기 이마부위와 상기 턱부위 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시키고; 상기 베개의 사용을 멈추면 상기 베개는 대기모드 상태로 되돌아가는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의하면, 베개 사용자의 수면자세에 따라 베개의 높이가 자동으로 조절되므로 사용자가 편안하게 수면을 취할 수 있고, 근육통이나 두통이 발생되지 않는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 베개 사용자의 턱부위와 이마부위의 높낮이가 주기적으로 변하도록 빠르게 반복하여 사용자가 기상할 수 있도록 작동하므로 무호흡 또는 코골이를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 베개 사용자가 침구의 운동메뉴를 선택하면, 베개의 좌우 높낮이를 시소처럼 반복하면서 목운동을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 베개의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베개의 기본 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동체의 Y-Z축 구동 설명을 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 이동체의 X-Z축 구동 설명을 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 초기단계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 작동 1-2단계를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 작동 3단계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 상하 운동모드(Y-Z축)를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 좌우 운동모드(X-Z축)를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 침구 시스템의 제어를 나타내는 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지능형 액티브 침구 시스템의 구성을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베개의 기본 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 이동체의 Y-Z축 구동 설명을 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 이동체의 X-Z축 구동 설명을 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 초기단계를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명에 따른 작동 1-2단계를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 작동 3단계를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명 실시예에 따른 상하 운동모드(Y-Z축)를 나타내는 도면이고, 도 9는 좌우 운동모드(X-Z축)를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 침구 시스템 제어를 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 베개의 기본 구조를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 사용자의 이마부위(2)와 턱부위(3)는 베개 위에 서 그 높이가 상호 주기적으로 변화하도록 이동체(P)는 4개의 조각 부품(상, 하, 좌, 우)으로 구성된다. 이동체(P)는 상측부품(25)과 하측부품(27)은 중간에 있는 고정핀(23)으로 시소의 고정축과 같이 고정된다. 이동체(P)의 상세 구성은 도 4에서 상세히 후술한다.

도 3은 본 발명에 따른 이동체(P)의 Y-Z축 구동 설명을 위한 도면이다. 본 발명의 베개 본체(1)는 베개 한쪽 단에 제1구동모터(17)에 결합된 휠(15)과, 다수의 와이어(12)에 의해 연결되어 있고 이동체(P)와, 상기 휠(15)에 지지되어 있는 휠지지대(10)와, 상기 휠(15)이 연동하여 회전하는 제1구동모터(17)와, 휠(16)과 이동체(P)는 다수의 와이어(13)에 의해 연결되는 제2구동모터(18)를 포함하여 구성된다. 상기 휠(15)에 와이어(12)가 감겨져 있어 Y축 방향으로 이동체(P)를 이동시킬 때 감겨있던 와이어(12)가 풀리고, 상기 휠(16)에는 와이어(13)가 감겨져 있어 Y축 방향으로 이동체(P)를 이동시킬 때 와이어(13)가 휠(16)에 감기게 된다.

이하, 도 3, 도 6과 도 10을 참조하여 설명한다.

도 6에 도시된 이동체(P)가 Y0 위치에 있을 때, 도 10에 도시된 제부(110)가 제2모터구동부(170)에 신호를 주어 제2구동모터(18)가 휠(16)을 빠르게 회전시키면 이에 연결되어 있는 와이어(13)가 휠(16)에 감기고, 동시에 휠(15)에 감겨있는 와이어(12)는 빠르게 풀리게 되어 이동체(P)는 Y2 방향으로 빠르게 이동하게 된다. 도 6에 도시된 이마부위(2)가 +Z방향으로 이동되어 높아지고, 턱부위(3)는 -Z 방향으로 이동되어 낮아진다.

도 6에 도시된 이동체(P)가 Y2 위치에 있을 때, 제어부(110)가 제1모터구동부(160)에 신호를 주면, 도 3에 도시된 제1구동모터(17)가 휠(15)을 빠르게 회전시키면 이에 연결되어 있는 와이어(12)가 휠(15)에 감긴다.

동시에 휠(16)에 감겨있는 와이어(13)는 빠르게 풀리게 되어, 도 6에 도시된 이동체(P)는 Y0 방향으로 빠르게 이동하게 되어, 턱부위(3)가 +Z 방향으로 이동되어 높아지며, 반대로 이마부위(2)는 -Z방향으로 이동되어 낮아진다.

도 4는 본 발명에 따른 이동체(P)의 X-Z축 구동 설명을 위한 도면으로 2단계 동작을 위하여 이동체(P)의 X-Z축 구동 설명을 위한 구조도면이다.

도 2와 도 4를 참조하면, 이동체(P)의 상측부품(24,25)은 하측부품(26,27)보다 지름이 더 크게 형성되어 있다. 이는 하측부품(26,27)의 지름이 작아야 상측부품(24,25)이 제1,2스크류(22,23)에 의해서 들어 올려지거나 낮아질 때 상측부품(24,25)이 하측부품(26,27)에 걸리지 않게 되기 때문이다.

다른 실시예로, 상측부품(24,25)이 하측부품(26,27)보다 지름을 작게 구성 할 수도 있다. 또 다른 실시예로, 하측부품(26,27)은 원형으로 하지 않고 다른 형상으로 구성할 수 있다. 상측부품(24,25)이 제1,2스크루(22,23)에 의해서 들어 올려지거나 낮아질 때 하측부품(26,27)이 방해를 하지 않으면 되는 구성이면 어떠한 구성이라도 제한받지 않는다.

도 4에 도시된 무호흡 및 코골이 감지센서(4)는 소리감지센서와 진동감지센서와 같은 것이다. 무호흡센서 및 코골이 감지센서(4)와 압력센서(14)는 공지의 센서를 이용한다. 압력센서부(20,21)는 압력센서(14)들로 구성되고, X축에 연속적으로 가로로 이동체(P)의 좌우측 상측부(24,25) 표면에 설치된다. 상기 무호흡 및 코골이 감지센서(4)는 좌우측 상측부(24,25) 표면에 설치되지만, 다른 실시예로 어디에 설치되든 무호흡 및 코골이를 감지하는데 방해되지 않은 곳이면 어디에 설치해도 된다.

도 4를 참조하면, 베개를 최초 사용 시 사용자가 누웠을 때 압력센서부(20,21)가 받는 총 무게(M0)와 기준위치(Y0)는 제어부의 메모리에 저장된다.

무호흡 감지센서 및 코골이 감지센서(4)가 수면 중 무호흡 또는 코골이를 감지하였을 경우 천천히 이동체(P)를 Y축 방향으로 이동시키고, 무호흡 감지센서 및 코골이 감지센서(4)가 무호흡 또는 코골이를 멈춘 것을 감지하였을 때 도 10에 도시된 제어부(110)는 이동체(P)의 작동을 멈추도록 모터구동부(160,170)에 신호를 보내 이동체(P)가 Y1에서 멈추고, 압력센서부(20,21)가 이때의 측정된 총 무게(M1)는 제어부(110)의 메모리에 저장된다.

도 4와 도 6을 참조하면, Y1에서 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 이동체(P)는 다시 Y축 방향으로 이동하여 위치 Y2에서 멈추고, 이때 다수개의 압력센서(14)들로 구성된 압력센서부(20,21)의 총 무게(M2)는 메모리부에 저장된다. 이렇게 이동체(P)가 이동함으로서 사용자의 턱부위(3)는 기준위치(Z0)보다 낮아지고, 이마부위(2)는 기준위치(Z0)보다 높아지게(Z1) 되어 코골이 중단 또는 무호흡을 중단하게 된다.

이와 같은 정보는 매번 취침마다 제어부(110)의 메모리에 기억되며, 다음에 취침할 때와 비교하여 신속하게 이동체(P)를 이동시킬 수 있다. 무호흡증의 경우 신속하게 이동체(P)를 이동시켜야 할 필요성이 있기 때문이다.

베개 사용자마다 무호흡이나 코골이를 멈추는 특성이 각자의 머리 위치, 높이에 따라 다르므로 각 단계별로 무호흡이나 코골이가 멈추는 위치와 높이를 최초 사용 기록 초기값과 비교하여 신속히 사용자의 특성에 맞춰 작동이 되도록 한다. 즉, 최초로 베개를 사용한 이후에는 제어부(110)의 메모리부에 기억되어 있는 값들과 비교하여 신속하게 이동체(P)를 Y축 방향으로 이동시켜 무호흡이나 코골이를 멈추게 할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 초기단계를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1-1단계는 초기단계(이동체(P)가 Y0에 위치한 상태)에서 제어부(110)가 제2모터구동부(170)에 신호를 보내고, 제2구동모터(18)가 신속하게 회전하여 이동체(P)를 위치 Y1으로 이동시킨다.

1단계에서는 최초로 베개를 사용한 이후 무호흡 감지센서 및 코골이 감지센서(4)가 수면 중 무호흡 또는 코골이를 감지하였을 경우, 베개 사용자의 이마부위(3)를 위로 향하게 하고, 턱부위(2)는 낮게 함으로서 무호흡 또는 코골이를 중단시킨다.

도 6은 본 발명에 따른 작동 1-2단계를 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 1-2단계는 위치 Y1에서도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 멈추었다가 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 이동체(P)는 다시 Y축 방향으로 이동하여 위치 Y2에서 멈춘다.

이렇게 이동체(P)가 Y축 방향으로 이동함으로서 턱부위(2)의 높이는 점점 낮아지고, 이마부위(3)의 높이는 점점 높아지게 된다.

만약 이동체(P)가 Y축 방향의 끝인 Y2 위치에서는 턱부위(2)의 높이는 점점 낮아져서 Z1에서 Z0로 낮아지게 되며, 이마부위(3)의 높이는 점점 높아져서 Z0에서 Z1으로 높아지게 되어 무호흡 또는 코골이를 중단하게 된다.

도 10에 도시된 제어부(110)는 제2모터구동부(170)에 신호를 보내고, 제2구동모터(18)가 신속히 회전하여 이동체(P)를 위치 Y2로 이동시킨다.

도 3과 도 6을 참조하면, 휠(15)에 감겨있는 와이어(12)는 풀리고, 휠(16)이 회전하여 이에 연결된 와이어(13) 감기게 되어 이동체(P)가 Y2 방향으로 이동하게 된다.

도 4를 참조하면, 2단계는 1-2단계에서 일정시간 경과 후에도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 진정된 후 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 1-2단계를 유지한 상태에서, 얼굴이 좌우를 향하도록 동작한다. 2단계에서는 사용자의 얼굴을 좌 또는 우로 향하게 함으로서 무호흡 또는 코골이를 중단시킨다.

더욱 구체적으로 2단계는(이동체(P)는 Y2에 위치한 상태임) 머리가 X0 위치에 있을 때, 좌우양측의 제1스크류(22)와 제2스크류(23)를 동시에 낮춰서 X0의 높이를 Z1에서 Z2로 들어올린다.

즉, 베개 사용자의 머리가 X0의 위치에 있을 때, 제1스크루(22)를 작동하여 X11측을 낮추면 X1의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 높아지게 되고, 동시에 제2스크루(23)를 작동하여 X22측을 낮추면 X2의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 높아지게 된다.

만약 머리가 베개의 X1 위치에 있을 때, 제1스크루(22)를 X11의 위치의 높이가 Z1에서 Z2가 되도록 제1스크루(22)를 들어 올림으로서 X0의 높이를 낮게 하여 얼굴이 베개 가운 데로 향하게 한다.

머리가 X2 위치에 있을 때, X22의 위치의 높이가 Z1에서 Z2가 되도록 제2스크루(23)를 들어올려 X0의 높이를 낮게 하여 얼굴이 베개 가운데로 향하게 한다.

도 7은 본 발명의 작동 3단계를 나타내는 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 3단계는 2단계에서 일정시간 경과 후에도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 진정된 후 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 운동모드와 형태와 같이 작동하여 사용자가 기상하도록 유도한다. 3단계는 2단계 마지막 상태(이동체(P)가 Y2 위치 및 베개 사용자의 머리가 X0에 있는 상태)에서, 턱부위(3)와 이마부위(2) 높낮이가 주기적으로 빠르게 변화하도록 작동한다.

t0: 이동체(P)가 Y2에 위치하고, 이마부위가 높아진다. t1: 이동체(P)를 Y0로 이동하고, 턱부위가 높아진다. t2: 이동체(P)를 Y2로 이동하고, 이마부위가 높아진다. t3: 이동체(P)를 Y0로 이동하고, 턱부위가 높아진다. t4: 이동체(P)를 Y2로 이동하고, 이마부위가 높아진다. 이와 같은 동작을 빠르게 일정회수 반복한다. 턱부위(3)와 이마부위(2)의 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시키는 동작은 다음과 같다.

도6에 되시된 바와 같이, 이동체(P)가 Y2 위치에 있을 때, 제어부(110)가 제1모터구동부(160)에 신호를 주어 제1구동모터(17)가 휠(15)을 빠르게 회전시키면 이에 연결되어 있는 와이어(12)가 휠(15)에 감기고, 동시에 휠(16)에 감겨있는 와이어(13)는 빠르게 풀리게 되어 이동체(P)는 Y0 방향으로 빠르게 이동하게 된다. 이동체(P)가 Y0에서 Y2 방향으로 이동하는 것은 상기에서 설명한 것과 동일하므로 생략한다.

3단계에서는 베개 사용자의 머리를 신속하게 상하로 흔들게 함으로서 사용자를 잠에서 깨운다. 2단계와 3단계까지는 모두 이마부위(2)가 Y2 위치에 있는 것을 가정하고 작동하는 것이지만, 만약 이마부위(2)가 Y1에 있는 경우, 즉, 사용자의 머리 끝 부분이 베개의 중간(Y1)에 걸쳐 있는 경우에는 Y1 위치에서만 작동되며, Y2 위치에서는 작동하지 않게 된다. 머리가 Y1 위치에 있는지 Y2 위치에 있는지는 압력센서부(20,21)를 통해 검지한다.

1-1단계에서부터 3단계까지 각 단계에서 무호흡 또는 코골이가 멈추면 일정시간 경과 후 초기단계로 돌아간다. 사용자가 베개를 사용한 후 기상하였을 경우, 즉 다수의 압력센서(14)들로 구성된 압력센서부(20,21)가 무게를 전혀 받지 않을 경우에 이동체(P)와 제1스크루(22), 제2스크루(23)는 기준위치로 돌아가 대기모드로 된다.

그리고 전원 스위치를 OFF로 하였을 경우에도 이동체(P)와 제1스크류(21), 제2스크류(23)는 기준위치로 돌아가 대기모드로 된다. 만약, 다른 사용자가 베개를 사용하였을 경우 침구 시스템은 초기화 시켜서 최초의 상태로 되돌릴 수 있다. 아래 표는 상기한 내용을 각 단계별로 기준위치 단계, 1단계(1-1단계, 1-2단계), 2단계, 3단계를 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.

< 기준위치 단계>

머리의 X축 위치	턱부위의 베개 높이(Z축)	이마부위의 베개 높이(Z축)
X0 or X1 or X2	Z1	Z0

상기 기준위치 단계는 <표 1>과 같이 베개의 X축과는 상관없이 턱부위(3)의 높이 Z1에 이동체(P)가 위치해 있고, 이마부위(2)의 높이는 Z0가 된다.

<1-1단계>

머리의 X축 위치	턱부위의 베개 높이(Z축)	이마부위의 베개 높이(Z축)
X0 or X1 or X2	Z1-α	Z0+α

상기 1-1단계에서는 X축 방향의 머리위치는 고려하지 않으며, Y축, Z축 방향만 변한다. 무호흡 또는 코골이가 시작되면 기준위치 단계에서 이동체(P)가 Y축 방향으로 이동한다.

턱부위(3)의 베개 높이는 이동체(P)가 Y축 방향으로 이동했기 때문에 Z1-α가 되고, 이마부위(2)의 베개 높이는 Z2+α가 된다. 무호흡 또는 코골이가 사용자마다 상이하므로 Y축 방향으로의 이동은 베개 사용자마다 상이하고, 높이도 상이하게 작동한다.

<1-2단계>

머리의 X축 위치	턱부위의 베개 높이(Z축)	이마부위의 베개 높이(Z축)
X0 or X1 or X2	Z0	Z1

1-2단계에서도 X축 방향의 머리위치는 고려하지 않으며, Y축, Z축 방향만 구동된다. 1-2단계는 1-1단계에서 일정시간 경과 후에도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 진정된 후 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 작동하며, 이동체(P)는 Y축 방향의 끝까지 이동한다. 이때 턱부위(3)의 침구 높이는 Z0로 낮아지고, 이마부위(2)의 베개 높이는 Z1으로 높아지게 되어 무호흡 또는 코골이가 멈추게 된다.

<2단계>

머리의 X축 위치	턱부위의 베개 높이(Z축)	이마부위의 베개 높이(Z축)
X0에 있을 경우	Z0	Z2
X1에 있을 경우	Z0	Z2
X2에 있을 경우	Z0	Z2

도 4와 도 6을 참조하면, 2단계는 1-2단계에서 일정시간 경과 후에도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 진정된 후 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 작동한다. X축 방향의 머리위치를 고려하지 않는다. Y축 방향은 Y2를 유지하며 구동하지 않고, Z축 방향만 구동된다.

머리가 X0 위치에 있을 때, 좌우양측의 제1스크루(22)와 제2스크루(23)를 낮춰서 X0의 베개으 l 높이가 Z1에서 Z2가 되도록 한다. 이때 얼굴은 X1 방향 또는 X2 방향 어느 쪽으로든 향하게 된다.

머리가 X1 위치에 있을 때, X11의 위치의 높이가 Z1에서 Z2가 되도록 제1스크루(22)를 들어올리면, X0 위치의 높이는 낮아지고 얼굴은 X0 방향으로 향하게 된다. 머리가 X2 위치에 있을 때, X22의 위치의 높이가 Z1에서 Z2가 되도록 제2스크루(23)를 들어올리면, X0 위치의 높이는 낮아지고 얼굴은 X0 방향으로 향하게 된다.

<3단계>

머리위치	시간	턱부위의 베개 높이 (Z축)	이마부위의 베개 높이 (Z축)
X0 or X1 or X2	t0	Z0	Z1
X0 or X1 or X2	t1	Z1	Z0
X0 or X1 or X2	t2	Z0	Z1
X0 or X1 or X2	t3	Z1	Z0
X0 or X1 or X2	t4	Z0	Z1

도 4, 도 7을 참조면, 3단계는 2단계에서 일정시간 경과 후에도 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 상태가 진정된 후 다시 무호흡 또는 코골이가 시작되었을 경우 상하 운동모드(Y축 방향)와 형태와 같은 동작으로 작동하여 사용자가 기상하도록 유도한다.

3단계는 2단계 마지막 멈춘 상태(이동체(P)가 Y2 위치에 멈춘 상태)에서, 이동체(P)는 Y2에 위치해 있으며, 턱부위(3)와 이마부위(2) 높이가 상호 주기적으로 빠르게 변화한다. t0: 이동체(P)가 Y2에 위치해 있고, 이마부위가 높아진다. t1: 이동체(P)를 Y0로 이동하고, 턱부위가 높아진다. t2: 이동체(P)를 Y2로 이동하고. 이마부위가 높아진다. t3: 이동체(P)를 Y0로 이동하고, 턱부위가 높아진다.

t4: 이동체(P)를 Y2로 이동하고, 이마부위가 높아진다. 이와 같은 동작을 빠르게 일정회수 반복한다. 3단계에서는 사용자의 머리를 상하로 빠르게 흔듦으로서 사용자를 잠에서 깨운다.

한편, 베개 높이의 기준위치는 사용자의 선택에 따라 기준축 높이조절부(200)를 조절함으로써 높낮이를 조절할 수 있다. 기준축 높이조절부(200)는 수동으로 할 수 있으며, 다른 실시예로 전동으로 조절할 수도 있다.

1-1단계에서부터 3단계까지 각 단계에서 무호흡 또는 코골이가 멈추면 일정시간 경과 후 초기단계로 돌아간다.

사용자가 베개를 사용한 후 기상하였을 경우, 즉 다수의 압력센서들이 무게를 전혀 받지 않을 경우에 초기단계 위치로 돌아가 대기모드로 된다. 또는 전원 스위치를 OFF로 하였을 경우에도 초기단계 위치로 돌아가 대기모드로 된다. 만약, 다른 사용자가 침구를 사용하였을 경우 침구 시스템은 초기화 시켜서 최초의 상태로 되돌릴 수 있다.

본 발명의 두 번째 목적 달성을 위한 구체적으로 설명한다.

도 8은 본 발명의 상하 운동모드(Y-Z축)를 나타내는 도면이다. 그래프는 Y2 위치에서의 시간에 따른 높이 변화를 나타낸다. 도 3 및 도 8은 본 발명에 따른 상하 운동모드를 설명하기 위한 도면이다.

무호흡 또는 코골이를 방지하기 위한 목적 이외에, 베개를 잠자기 전에 목운동 기구로 사용할 수 있다. 목운동은 운동모드를 선택함으로써 작동되며, 운동모드를 선택하면 제어부는 구동모터에 신호를 보내 1단계로 상하운동, 2단계로 좌우운동을 하게 된다.

이동체(P)의 위치를 Y0→Y2→Y0→Y2→Y0...와 같이 빠르게 반복시킨다. 즉 Y0에서 Y2 쪽으로 이동하고, 다시 Y2에서 Y0 쪽으로 반복 이동함으로써 턱부위(3)의 높낮이를 반복적으로 높게, 낮게 작동하게 하여 목근육을 부드럽게 운동할 수 있는 효과가 있다.

도 9는 본 발명 실시예에 따른 좌우 운동모드(X-Z축)를 나타내는 도면이다. 운동모드 1단계에 이어 2단계는 사용자의 머리가 X0의 위치에 있을 때, 사용자의 얼굴 방향이 X0 방향에서 X1 방향으로, 다시 X1 방향에서 X0 방향으로 얼굴이 향하게 되는 운동을 반복(X0→X1→X0)하여 작동하게 된다.

이하. 이에 대한 작용을 설명한다. 제1스크루(22)가 작동하여 X11측을 낮추면 X1의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 높아지게 되고 얼굴이 X1 방향으로 향하게 된다. 다시 X1 방향에서 X0 방향으로 얼굴이 향하도록 제1스크루(22)가 작동하여 X11측을 높이면 X1의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 낮아지게 되고 얼굴이 X0 방향으로 향하게 된다. 이번에는 X0 방향에서 X2 방향으로, 다시 X2 방향에서 X0 방향으로 얼굴이 향하게 하는 작용(X0→X2→X0)을 설명한다.

사용자의 머리가 X0의 위치에 있을 때 제2스크루(23)가 작동하여 X22측을 낮추면 X2의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 높아지게 되고 얼굴이 X2 방향으로 향하게 된다.

다시 X2 방향에서 X0 방향으로 얼굴이 향하도록 제2스크루(23)가 작동하여 X22측을 높이면 X2의 위치에 있는 기준축(19)의 반대쪽 X0 부분은 시소의 원리에 의하여 낮아지게 되고 얼굴이 X0 방향으로 향하게 된다. 이와 같이 사용자 얼굴의 방향이 X0→X1→X0→X2→X0...와 같이 반복함으로서 사용자는 목을 좌우로 운동할 수 있다.

도 10은 본 발명의 침구 시스템 제어를 나타내는 블록도이다.

침구제어 시스템(100)은 제어부(110), 전원부(120), 작동모드 선택부(130), 무호흡 및 코골이 감지센서부(140), 압력센서부(150), 제1모터구동부(160), 제2모터구동부(170), 제1스크루 구동부(180), 제2스크루 구동부(190), 기준축 높이 조절부(200)로 구성된다.

사용자가 베개의 운동모드를 선택하면, 제어부(110)가 제1스크루 구동부(180)와 제2스크루 구동부(190)를 제어하여 목의 좌우 운동을 하도록 주기적으로 빠르게 작동시키고, 상기 제어부(110)가 제1모터구동부(160)와 제2모터구동부(170)를 제어하여 이마부위(2)와 턱부위(3)의 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시켜 목의 상하 운동을 하도록 주기적으로 빠르게 작동시킨다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

본 발명의 지능형 액티브 침구 시스템은 사용자의 수면 자세에 따라 베개의 높이가 자동으로 조절되므로 사용자가 편안하게 수면을 취할 수 있고, 근육통이나 두통이 발생되지 않는 효과에 있으므로 산업상 유용한 발명이다.

1: 베개 2: 이마부위
3: 턱부위 4: 무호흡 및 코골이감지센서
10, 11: 휠 지지대 12, 13: 와이어
14: 압력센서 15, 16: 휠
17: 제1구동모터 18: 제2구동모터
19: 기준축 20, 21: 압력센서부
22: 제1스크루 23: 제2스크루
24: 이동체의 좌측 상측부품 25: 이동체의 우측 상측부품
26: 이동체의 좌측 하측부품 27: 이동체의 우측 하측부품
100: 침구 제어 시스템 110: 제어부
120: 전원부 130: 작동모드 선택부
140: 무호흡 또는 코골이 감지센서부
150: 압력센서부 160: 제1모터구동부
170: 제2모터구동부 180: 제1스크루 구동부
190: 제2스크루 구동부 200: 기준축 높이 조절부

Claims (10)

1. 베개의 높낮이를 조절할 수 있는 침구 시스템에 있어서,
   베개 한쪽 단에 제1구동모터(17)에 결합된 휠(15)과, 다수의 와이어(12)에 의해 연결되어 있는 이동체(P)와, 상기 휠(15)에 지지되어 있는 휠지지대(10)와, 상기 휠(15)이 연동하여 회전하는 제1구동모터(17)와, 휠(16)과 다수의 와이어(13)에 의해 연결되는 제2구동모터(18)를 포함하여 구성되고;
   상기 휠(15)에 와이어(12)가 감겨져 있어 Y축 방향으로 이동체(P)를 이동시킬 때 감겨있던 와이어(12)가 풀리고, 상기 휠(16)에는 와이어(13)가 감겨져 있어 Y축 방향으로 이동체(P)를 이동시킬 때 와이어(13)가 휠(16)에 감기게 되는 베개 본체와; 제어부(110), 전원부(120), 작동모드 선택부(130), 무호흡 및 코골이 감지센서부(140), 압력센서부(150), 제1모터구동부(160), 제2모터구동부(170), 제1스크루 구동부(180), 제2스크루 구동부(190), 기준축 높이 조절부(200)로 구성되는 침구제어 시스템이 상기 베개 본체에 내장되고;
   상기 무호흡 또는 코골이를 감지센서부(140)가 무호흡 또는 코골이를 감지하면; 상기 제어부(110)가 이마부위(2)측에 설치되어 있는 제2구동모터(18)를 구동하여 휠(16)에 연결되어 있는 와이어(13)를 감아서 이동체(P)가 상기 이마부위(2) 쪽으로 당겨지도록 하고, 상기 이마부위(2)를 턱부위(3)보다 높게 되도록 베게 높이를 자동으로 조절하는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
2. 제1항에 있어서, 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 멈췄다가 무호흡 또는 코골이를 다시 시작할 경우, 상기 이마부위(2)가 상기 턱부위(3)보다 높게 되어 있는 상태에서, 상기 제어부(110)가 이마부위(2)측에 설치되어 있는 제2구동모터(18)를 구동시켜셔 휠(16)에 연결되어 있는 와이어(13)를 감아서 이동체(P)를 작동시켜서 얼굴을 좌 또는 우로 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
   
3. 제2항에 있어서, 사용자의 머리가 좌측에 있음을 압력센서부(150)가 감지하면, 제어부(110)가 좌측의 제1스크루 구동부(180)를 구동시켜서 침구의 좌측부위를 높여 사용자의 얼굴이 우측으로 향하도록 하고, 배게 사용자의 머리가 우측에 있음을 압력센서부(150)가 감지하면, 상기 제어부(110)가 우측의 제2스크루 구동부(190)를 구동시켜서 침구의 우측부위를 높여 사용자의 얼굴이 우측으로 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
   
4. 제2항에 있어서, 무호흡 또는 코골이를 멈추지 않거나, 멈췄다가 무호흡 또는 코골이를 다시 시작할 경우, 상기 제어부(110)가 우측의 제2스크루 구동부(190)를 구동시켜서 상기 이마부위(2)와 상기 턱부위(3)의 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시키도록 하는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 제어부(110)가 상기 이동체(P)에 연결되어 있는 와이어(12, 13)를 제1모터구동부(160)와, 제2모터구동부(170)가 주기적으로 빠르게 작동하여, 상기 이동체(P)를 상기 턱부위(3)와 상기 이마부위(2) 측으로 빠르게 이동시킴으로서 상기 이마부위(2)와 상기 턱부위(3)의 높낮이를 주기적으로 빠르게 변화시키는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 베개의 사용을 멈추면 상기 베개는 대기모드 상태로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 지능형 액티브 침구 시스템.
   
   
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