KR102435665B1 - 모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법 - Google Patents

모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 베개 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 베개의 높낮이를 조절하는 승강구동부와, 모션베드의 승강각도에 상응하여 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후구동부를 포함하여 사용자의 자세 및 수면상태에 따라 스마트 베개의 높이를 자동으로 조절하고, 모션베드의 상승 및 각도에 따라 스마트 베개의 높낮이와 위치를 자동으로 조절할 수 있고, 각각의 수면모드에 따라 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절하여 사용자에 맞는 최적의 베드와 베개의 상태를 제공할 수 있으며 수면모드에 따라 상체 부분의 모션베드를 상승시킬 때에, 모션베드의 상승각도에 따라 스마트 베개를 상하로 승강시키면서 전후로 구동하여, 단순히 베개의 높이를 상승 또는 하강시킬 경우 사용자의 머리의 위치가 베개의 위치와 어긋나는 문제를 해결하여 최적의 베개 상태를 제공할 수 있다.

Description

모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법{SMART PILLOW SYSTEM INTERWORKING WITH MOTION BED AND CONTROLLING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 스마트 베개 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 자세 및 수면상태에 따라 스마트 베개의 높이를 자동으로 조절하고, 모션베드의 상승 및 각도에 따라 스마트 베개의 높낮이와 위치를 자동으로 조절할 수 있는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법에 관한 것이다.
최근, 수면의 중요성이 제고되는 시점에서 베개의 중요성이 부각되고 있다. 베개의 주요 역할은 몸체와 머리를 연결하며 수많은 신경이 통과하고 있는 목을 지지하여 최적의 숙면을 유도하는 것인데, 베개의 높이가 신체에 비해 너무 높거나 낮을 경우에는 경추에 무리가 갈 수 있어 직접적인 통증 등 컨디션 난조의 원인으로 작용하기도 한다.
수면 중 그릇된 습관과 무의식 중 일어나는 수면 패턴은 인체에 심각한 문제를 초래하기도 한다. 그 예로서, 수면 중 일반성인 20% 내지 30%가 코골이를 하고 있다는 점을 들 수 있다. 이 중 5% 내지 10%는 수면무호흡증을 유발하기도 한다는 결과가 보고되고 있다. 이러한 수면 패턴이 지속될 경우에는 집중력 및 판단력 부족으로 일의 능률이 떨어지며, 심장발작 34%, 뇌졸중 67%, 고혈압 발생 확률이 40% 이상 높은 것으로 미국 펜실베니아대 수면의학 연구자료에 보고되고 있어 올바른 수면을 유도할 수 있는 기술적 또는 방법적 수단이 요구되고 있다.
한편, 원격으로 제어가능한 가구들이 다양해지면서, 침대의 각도를 조절할 수 있는 모션베드도 개발되었다. 과거 모션베드는 의료나 재활 기관 등에서 거동이 불편한 환자 등을 위해 특수한 목적으로 사용되는 것이 일반적이였으나, 근래 들어 모션베드는 일반 생활 용도의 제품으로도 등장하고 있고, 침대에서 많은 시간을 소비하는 사람들에게 양질의 수면을 위하여 많은 관심을 받고 있다.
종래의 모션베드는 모션베드를 복수의 프레임으로 구획하고, 사용자의 자세에 따라 복수의 모션베드 프레임을 각각 구동하여 모션베드 매트리스의 각도를 조절하여 구동하고 있다.
그러나, 종래의 모션베드는 매트리스의 각도 조절시에 사용자의 상체와 머리가 지지되는 부분이 단순히 승하강 회전되고 있지만 베개의 위치는 일정하게 되기 때문에, 상승 회전후의 사용자의 머리는 원래의 베개위치와 맞지 않게 되어 수면상태를 정확하게 파악하여 사용자에게 편안한 모션을 제공할 수 없었다.
또한, 종래의 높낮이 조절베개는 단순히 상하로 승강되어 높이가 조절되는 구조이기 때문에, 상기 종래의 모션베드에 적용이 된다고 하더라도, 모션베드의 상승회전 전후로 사용자의 머리 위치와 높이에 맞는 베개의 높이와 위치를 제공할 수 없고, 이로 인해 사용자의 자세와 머리위치에 따른 편안한 베개를 제공할 수 없는 문제가 있었다.
한국등록실용신안 20-0475142호(높낮이 조절이 가능한 베개)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 자세 및 수면상태에 따라 스마트 베개의 높이를 자동으로 조절하고, 모션베드의 상승 및 각도에 따라 스마트 베개의 높낮이와 위치를 자동으로 조절할 수 있는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 모션베드 연동 스마트 베개 시스템은, 모션베드에 설치되어 상기 모션베드의 동작과 연동하여 구동되는 스마트 베개 어셈블리와, 상기 모션베드 및 상기 스마트 베개 어셈블리에 장착되는 복수의 센서로 이루어지는 센서부와, 상기 센서부의 신호에 따라 상기 스마트 베개 어셈블리의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고, 상기 스마트 베개 어셈블리는 베개를 지지하며 상기 모션베드의 지지플레이트 일측을 절개하여 설치되는 메인 프레임과, 상기 메인 프레임에 고정되어 설치되며 상기 메인프레임의 상부 플레이트를 승강시켜서 상기 베개의 높낮이를 조절하는 승강구동부와, 상기 모션베드의 승강각도에 상응하여 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전후구동부는, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 상기 메인프레임에 고정되어 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후 액추에이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전후구동부는, 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되어 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후 액추에이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전후구동부는, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 상기 메인프레임에 고정되는 전후 지지브라켓과, 상기 메인프레임의 하부프레임이 슬라이딩 가능하게 체결되고 상기 전후 지지브라켓에 고정되는 전후 슬라이딩 바와, 상기 전후 슬라이딩 바와 상기 하부프레임사이에 설치되는 전후 베어링부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전후구동부는, 상기 전후 액추에이터의 끝단에 체결되는 와이어와, 상기 와이어의 타측 끝단이 연결되고 상기 메인프레임에 고정되어 상기 와이어에 인장력을 가하는 인장스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전후구동부는, 일측은 상기 와이어 고정부에 연결되고 타측은 상기 전후 지지브라켓에 연결되며 상기 와이어를 둘러싸는 와이어 튜브와, 상기 와이어와 상기 와이어 튜브를 상기 전후 액추에이터에 고정하는 와이어 고정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메인프레임은, 하부프레임과, 상기 하부프레임의 상부에 대향하여 설치되고 상기 베개가 안착되는 상부프레임과, 상기 하부프레임과 상기 상부프레임 사이에 설치되는 시저스 프레임과, 일측은 상기 하부프레임에 연결되고 타측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되는 연결프레임을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연결프레임은, 상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되는 상부 연결플레이트와, 상기 상부 연결플레이트로부터 수직 하향으로 절곡되는 절곡플레이트와, 상기 절곡플레이트의 하단에서 절곡되어 형성되고 상기 하부프레임에 체결되는 하부 연결플레이트를 구비하여, 상기 상부프레임의 최저 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 시저스 프레임은 상측 방향으로 원호 형상으로 만곡되어 형성되는 만곡부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 모션베드 연동 스마트 베개 제어방법은, 스마트 베개와 모션 베드에 설치된 복수의 센서로부터 측정된 값에 따라 사용자의 자세와 숙면 상태를 판정하는 단계와, 판정된 사용자의 자세와 숙면상태에 따라 상기 모션베드 중 사용자의 상체를 지지하는 모션베드를 미리 설정된 값까지 상승시키는 단계와, 상기 스마트 베개의 높이를 상승시키되, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 스마트 베개를 지지하는 메인프레임에 고정된 전후 액추에이터를 구동하여 상기 스마트 베개를 상기 모션베드의 길이방향을 따라 후방측으로 이동시켜 상기 모션베드의 상승 각도에 따라 상기 스마트 베개의 위치를 사용자의 머리 위치로 조정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 스마트 베개는 사용자가 미리 설정한 다양한 수면모드에 따라 조정되되, 상기 다양한 수면모드에 따라 각각의 모드별로 바로 누운 자세와 옆으로 누운 자세로 구별하고, 각각의 수면모드와 각각의 자세에 따라 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 사용자의 자세 및 수면상태에 따라 스마트 베개의 높이를 자동으로 조절하고, 모션베드의 상승 및 각도에 따라 스마트 베개의 높낮이와 위치를 자동으로 조절할 수 있다.
또한, 코골이, 허리 디스크, 협착증, 역류성 식도염(후두염), 피로회복 등 사용자의 건강상태에 따라 다양한 수면모드를 선택할 수 있고, 각각의 수면모드에 따라 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절하여 사용자에 맞는 최적의 베드와 베개의 상태를 제공할 수 있다.
또한, 수면모드에 따라 상체 부분의 모션베드를 상승시킬 때에, 모션베드의 상승각도에 따라 스마트 베개를 상하로 승강시키면서 전후로 구동하여, 단순히 베개의 높이를 상승 또는 하강시킬 경우 사용자의 머리의 위치가 베개의 위치와 어긋나는 문제를 해결하여 최적의 베개 상태를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트 베개 시스템의 스마트 베개와 모션베드를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 스마트 베개가 설치된 상태의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 스마트 베개 어셈블리를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 전후 액추에이터를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 메인프레임과 전후 구동부를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 전후 구동부의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제어부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 스마트 베개 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 모션베드 연동 스마트 베개 시스템 및 스마트 베개 제어방법에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 7b에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 모션베드 연동 스마트 베개 시스템은, 스마트 베개 어셈블리(1)와, 센서부(4)와, 제어부(60)를 포함하여 구성된다.
상기 스마트 베개 어셈블리(1)는 모션베드(2)에 설치되어 상기 모션베드의 동작과 연동하여 구동된다.
상기 모션베드(2)는, 복수의 서브 유닛으로 형성되고, 각각의 서브 유닛은 인접하는 서브유닛과의 접점에서 힌지 회동이 가능하게 연결되어 있다. 본 실시예에서, 상기 모션베드(2)는, 사용자의 상체를 지지하는 제 1 서브유닛(2a)과, 사용자의 하체 중 허벅지 부분을 지지하는 제 2 서브유닛(2b)과, 사용자의 하체 중 무릎 이하를 지지하는 제 3 서브유닛(2c)으로 이루어지는 3개의 서브유닛(2a, 2b, 2c)으로 구획되어 설치되고, 상기 서브 유닛은 각각의 지지플레이트(5)에 의해 지지되고, 상기 지지플레이트(5)의 상부에는 모션베드의 매트리스(3)가 설치된다.
상기 센서부(4)는 베개에 설치되는 복수의 제 1 센서(4a)와, 상기 모션베드의 매트리스에 설치되는 복수의 제 2 센서(4b)와, 상기 모션베드의 지지플레이트와 상기 스마트베개 어셈블리(1)에 설치되는 복수의 제 3 센서(4c)를 포함한다. 본 실시예에서, 상기 제 1 센서(4a)와 상기 제 2 센서(4b)는 압력센서로 형성하여 사용자의 자세를 감지하도록 구성하고, 상기 제 3 센서(4c)는 거리센서로 형성하여 상기 베개의 높이와 상기 모션베드의 각각의 서브 유닛의 높이와 위치를 감지하도록 구성할 수 있다.
상기 제 1 센서와 제 2 센서를 통해서 사용자의 수면위치를 감지하여 수면자세를 판단하고, 상기 제 1 센서 및 제 2 센서로부터의 측정값이 일정위치에서 일정시간, 예를 들면 10분 이상 지속적으로 감지되는 경우 수면시작을 판단할 수 있다. 또한, 복수의 상기 제 1 센서 및 제 2 센서로부터의 측정값과, 측정값의 지속여부 등을 분석하여, 사용자의 숙면시간과 숙면상태를 판단하고, 사용자의 숙면상태에 따라 후술하는 다양한 수면모드에 따라 상기 스마트 베개 어셈블리(1)를 승강시키고, 상기 제 3 센서의 측정값을 인가받아 상기 모션베드의 서브유닛을 미리 설정된 위치로 승강시킬 수 있다.
상기 스마트 베개 어셈블리(1)는, 메인프레임(10)과, 승강구동부(30)와, 전후구동부를 포함하여 구성된다.
상기 메인프레임(10)은, 베개를 지지하며 상기 모션베드(2)의 지지플레이트 일측을 절개하여 설치된다.
상기 메인프레임(10)은, 하부프레임(11)과, 상부프레임(12)과, 시저스 프레임(13)과, 연결프레임(20)을 포함한다.
상기 하부프레임(11)은 대략 장방형의 플레이트와, 장방형 플레이트의 끝단에서 상측으로 세워 설치되는 벽부를 가지도록 구성된다. 상기 상부프레임(12)은 상기 하부프레임과 대략 동일하게 형성되되 상기 하부프레임의 상부에 대향하여 설치된다.
상기 시저스 프레임(13)은 바 형상의 한 쌍의 프레임이 x자 형상으로 교차하여 연결되도록 구성된다. 상기 시저스 프레임(13)의 일측 프레임은 일측끝단이 상기 하부프레임에 힌지브라켓을 통해 고정되어 상기 하부프레임에 대하여 힌지회동이 가능하게 설치되고 타측끝단은 상기 상부프레임의 저면에 힌지브라켓을 통해 고정되어 상기 상부프레임에 대하여 힌지회동하면서 상기 상부프레임을 지지하도록 구성된다.
또한, 상기 시저스 프레임(13)의 타측 프레임은 일측 끝단이 시저스 지지바(14)에 힌지가능하도록 고정되고 타측 끝단은 타측끝단은 상기 상부프레임의 저면에 힌지브라켓을 통해 고정되어 상기 상부프레임에 대하여 힌지회동하면서 상기 상부프레임을 지지하도록 구성된다. 상기 시저스 지지바(14)는 슬라이딩 브라켓(15)에 체결된다. 상기 슬라이딩 브라켓(15)은 상기 하부프레임에 세워 설치되고, 내부에는 기다란 슬라이딩 슬릿이 형성되어, 상기 시저스 지지바가 상기 슬라이딩 슬릿에 삽입된 상태에서 상기 시저스 프레임의 승강에 따라 상기 슬라이딩 슬릿 내부에서 이동가능하게 설치된다.
상기 시저스 프레임(13)은, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 상측 방향으로 원호 형상으로 만곡되어 형성되는 만곡부(130)를 구비할 수 있다. 상기 만곡부(130)를 구비함으로써, 후술하는 전후 액츄에이터가 상기 하부 프레임에 고정될 수 있도록 구성함과 동시에, 상기 시저스 프레임(13)의 강도를 향상시킬 수 있도록 구성된다.
상기 승강구동부(30)는 상기 메인 프레임에 고정되어 설치되며 상기 메인프레임의 상부 플레이트를 승강시켜서 상기 베개의 높낮이를 조절하도록 구성된다.
본 실시예에서, 상기 승강구동부(30)는 예를 들면 액츄에이터로 형성된다. 상기 승강구동부(30)는, 일측은 상기 하부프레임에 힌지가능하게 설치되고, 타측은 상기 시저스 프레임에 고정된 승강지지바(17)에 체결된다. 상기 승강구동부(30)를 구동하여, 액추에이터의 실린더가 구동되어 상기 승강지지바를 상승시키면, 상기 승강지지바에 연결된 상기 시저스 프레임이 상승되고, 이에 따라 상기 시저스 지지바는 상기 슬라이딩 슬릿 내부에서 이동하여, 타측의 상기 시저스 프레임이 이동하여 상기 상부 프레임을 상부측으로 밀어올려 상기 베개를 상승시킨다.
상기 메인프레임(10)은 상기 모션베드에 연결되는 연결프레임(20)을 더욱 구비한다.
상기 연결프레임(20)은 일측은 상기 하부프레임에 연결되고 타측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되도록 구성된다.
상기 연결프레임(20)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 평평한 평판 플레이트로 형성될 수 있지만, 도 6에 나타낸 바와 같이 절곡된 형상으로 형성되어, 상기 상부프레임의 상기 모션베드에 대한 최저높이를 더욱 낮게 하여, 상기 메인프레임의 전체 높이를 높게 구성할 수 있고 상기 베개를 두꺼운 높이이 베개로 설치하는 등 상기 스마트 베개 어셈블리의 설치나 구성을 다양하고 용이하게 할 수 있다.
도 5에 나타낸 상기 연결프레임(20')은, 상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되는 상부 연결플레이트(201)와, 상기 상부 연결플레이트로부터 수직 하향으로 절곡되는 절곡플레이트(202)와, 상기 절곡플레이트의 하단에서 절곡되어 형성되고 상기 하부프레임에 체결되는 하부 연결플레이트(203)로 구성될 수 있다. 설치되어야 할 상기 메인프레임의 최저높이에 따라 상기 절곡플레이트(202)의 높이를 조절하여, 매트리스의 다양한 두께나 상기 메인프레임의 다양한 높이에 적절하게 대응할 수 있다.
한편, 상기 스마트 베개 어셈블리(1)는 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후구동부를 포함한다.
상기 전후구동부는 사용자의 상체를 지지하는 상기 모션베드의 제 1 서브유닛(2a)의 저면에 설치되어 상기 서브유닛의 승강각도에 상응하여 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시킨다.
본 실시예에서, 상기 전후구동부는 전후 액추에이터(40)를 포함하고, 상기 전후액추에이터(40)는, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트의 저면에 고정되고 타측은 상기 메인프레임의 상기 하부프레임에 고정된다. 상기 전후액추에이터(40)는 상기 모션베드의 승강각도에 따라 상기 제어부의 신호에 의해 구동되어, 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 전후로 이동시킨다.
상기 전후구동부는, 전후 지지브라켓(21)과, 전후 슬라이딩 바(22)와, 전후 베어링부(23)를 포함한다.
상기 전후 지지브라켓(21)은 상기 연결프레임(20, 20')에 세워 설치되어 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고, 타측은 상기 메인프레임에 고정되도록 구성된다.
상기 전후 슬라이딩 바(22)는, 상기 하부프레임(11)의 벽부를 관통하여 설치되어, 상기 메인프레임(10)이 상기 전후 슬라이딩 바(22)를 따라 전후로 슬라이딩 가능하게 체결된다.
상기 전후 베어링부(23)는, 예를 들면 볼 베어링으로 형성되어, 상기 전후 슬라이딩 바와 상기 하부프레임사이에 설치된다.
상기 전후 구동부를 마련함으로써, 모션베드의 상승각도에 따라 스마트 베개를 상하로 승강시키면서 전후로 구동하여, 단순히 베개의 높이를 상승 또는 하강시킬 경우 상기 모션베드가 각도를 가지면서 상승하여 사용자의 머리의 위치가 상기 베개에 대하여 낮아져서 사용자의 머리의 위치가 베개의 위치와 어긋나게 되는 문제를 해결하여 최적의 베개 상태를 제공할 수 있다.
도 5에 나타낸 실시예에서 상기 전후구동부는 상기 메인프레임에 인접하여 설치되되 상기 모션베드의 저면에 고정되어 상기 메인프레임을 전후로 이동시킬 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명의 전후 구동부는, 도 7a, 7b에 나타낸 바와 같이, 반드시 상기 메인프레임에 인접하여 설치할 필요 없이, 이격하여 설치하면서도 상기 메인프레임을 전후방향으로 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
도 7a, 7b에 나타낸 전후구동부는, 와이어튜브(51)와, 와이어(52)와, 와이어 고정부(42, 43)와, 인장스프링(53)을 포함한다.
상기 와이어(51)는, 상기 전후 액추에이터의 끝단에 제 1 와이어 고정부(42)를 통해 체결된다.
상기 와이어 튜브(52)는 상기 와이어(51)를 감싸도록 구성되고, 일측은 제 2 와이어 고정부(43)를 통해 상기 전후 액추에이터에 고정되고, 타측은 와이어튜브 고정부(510)를 통해 상기 전후 지지브라켓에 연결된다.
상기 인장스프링(53)은, 예를 들면 인장코일 스프링으로 형성되고, 통 형상의 케이스에 설치되고, 상기 케이스는 스프링 안착부(530)를 통해 상기 하부프레임에 체결된다. 상기 인장스프링(53)의 끝단은 상기 와이어(51)에 연결되어, 상기 모션베드의 하강시에 상기 와이어가 원위치로 복귀하도록 상기 와이어에 인장력을 가하도록 구성된다.
상기 와이어 및 상기 인장스프링의 구성에 의해, 상기 전후액츄에이터가 상기 메인프레임에 이격되어 설치되더라도, 상기 전후 액츄에이터가 구동되면, 액츄에이터의 실린더가 후방측으로 이동함에 따라 상기 와이어가 인장되고, 상기 와이어 튜브는 상기 하부프레임에 고정된 상태에서 상기 와이어 튜브 내에서 상기 와이어가 이동함에 따라 상기 와이어에 연결된 상기 하부프레임이 이동하게 되어, 상기 메인프레임이 후방측으로 이동하도록 구성된다.
이하, 상술한 구성을 가지는 스마트 베개 어셈블리의 제어방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 의한 모션베드 연동 스마트 베개 제어방법은, 우선 스마트 베개와 모션 베드에 설치된 복수의 센서로부터 측정된 값에 따라 사용자의 자세와 숙면 상태를 판정한다.
예를 들면, 사용자의 자세는 상기 제 1 센서와 제 2 센서로부터 측정된 압력값에 따라 사용자가 어느 위치에 위치하고 있는지를 측정하여 판정한다. 또한, 사용자의 숙면상태는 상기 제 1 센서와 제 2 센서로부터 측정된 값이 미리 설정한 값(예를 들면 본 실시예에서는 10분) 이상 변화가 없을 경우 숙면상태에 진입한 것으로 판정한다.
그런 다음, 사용자의 자세와 숙면상태에 따라 상기 모션베드 중 사용자의 상체를 지지하는 모션베드를 미리 설정된 값까지 상승시킨다.
그런 다음, 상기 스마트 베개의 높이를 상승시키되, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 스마트 베개를 지지하는 메인프레임에 고정된 전후 액추에이터를 구동하여 상기 스마트 베개를 상기 모션베드의 길이방향을 따라 후방측으로 이동시켜 상기 모션베드의 상승 각도에 따라 상기 스마트 베개의 위치를 사용자의 머리 위치로 조정한다.
상기 베개에 설치된 상기 제 1 압력센서를 통해 사용자의 수면위치와 수면상태를 판단하고, 상기 스마트 베개 어셈블리에 설치된 제 3 센서로부터 상기 베개의 높이를 판단하며, 상기 전후 구동부의 구동에 따라, 상기 제 3 센서로부터 상기 베개의 위치를 판단한다.
또한, 상기 모션베드에 설치된 제 3 센서로부터 상기 모션베드의 각각의 서브유닛의 위치와 거리를 감지하여 상기 서브유닛의 각도와 사용자의 상체의 각도를 판단한다.
이때 상체의 각도와 비례하여 상기 메인프레임의 승강구동부와 상기 전후구동부를 연동하여 구동한다. 예를 들어 상체를 10도 들어주는 모션베드의 액츄에이터(도시하지 않음)가 동작되어지면 상기 승강구동부는 10mm 정도 하강도록 구동하여 상기 베개의 높이를 낮추고 상기 전후구동부는 5mm정도 전진(모션베드이 길이방향의 외측으로 이동)하여 상기 베개의 위치를 뒤쪽으로 이동시켜 상기 베개의 위치를 사용자의 머리 위치로 조정한다.
또한 베개의 사용에 따른 수면위치의 변화에 따라 상기 승강구동부와 상기 전후구동부 및 상기 모션베드의 액추에이터가 연동하게 된다. 예를 들어 사용자가 상체를 10도 들어주는 조건으로 하여 베개의 가운데 위치로 누워 상기 모션베드이 상체 업다운 액츄에이터가 동작하고 이에 따라 상기 승강구동부와 상기 전후구동부가 동작하였는데, 사용중에 베개의 왼쪽이나 오른쪽으로 누웠을 때에는 별도 설정된 높이로 베개의 높이가 조정된다.
또한, 사용자의 하체를 지지하는 상기 모션베드의 제 3 서브유닛의 저면에 설치된 하체 업다운 액츄에이터에 따른 각도(거리)센서로 상체의 각도를 판단할 수 있다.
또한, 상기 모션베드와 상기 스마트 베개 어셈블리는 유무선 리모컨과 연결되어 설정 및 동작될 수 있다.
또한, 모니터와 연결되어 어제밤에 내가 어떻게 잠을 잤는지 등 사용자의 수면상태에 대한 종합적인 수면건강 정보(수면쾌적도, 수면시간, 기상시간, 취침시간, 뒤척임횟수, 논렘수면시간, 렘수면시간, 수면모드 내용 등)를 별도의 앱을 통해서 제공할 수 있다.
한편, 상기 스마트 베개는 사용자가 미리 설정한 다양한 수면모드에 따라 조정될 수 있고, 상기 다양한 수면모드에 따라 각각의 모드별로 바로 누운 자세와 옆으로 누운 자세로 구별하고, 각각의 수면모드와 각각의 자세에 따라 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절할 수 있다.
코골이, 허리 디스크, 협착증, 역류성 식도염(후두염), 피로회복 등 다양한 질병(환)에 따라 이에 알맞은 수면각도가 필요하며 사용자가 편리하게 개인의 수면 습관과 건강 및 컨디션 상태에 따라 건강하고 편안한 수면을 도와주는 다양한 수면모드를 설정할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 다양한 수면모드는 4가지의 수면모드로 설정하는 것을 예로 한다.
● 제 1 모드(호흡이 편안한 모드)
바른자세로 잠을 자는 동안에는 10도에서 15도 경사로 유지 시켜주고, 하체를 들어 준다. 옆으로 누운 자세로 잘 때에는 상체를 살짝 내리고, 하체는 0도로 유지 시킨다. 제 1 모드는 수면모드 설정에 따라 바로 실행하며, 코골이 모드프로그램이 실행 되어지고 알람시간 설정에 따른 기상시간 알람 기능이 실행된다.
● 제 2 모드(속이 편안한 모드)
제 2 모드는 역류성 식도염이나 폐렴의 위험이 있는 사용자에게 적합한 모드이다. 잠잘 때 왼쪽으로 누워서 자는 것이 위액이 역류하지 않고 위장 내부에 잘 고여 있어 소화에도 순기능을 하며 담즙이 잘 나오도록 작용하는 효과도 있다.
바른자세로 잠을 자는 동안에는 20도에서 25도 경사로 유지 시켜주고, 하체를 들어준다. 옆으로 잘 때에는 상체를 살짝 내리고, 하체는 0도로 유지 시킨다.
수면모드 설정에 따라 바로 실행하며, 역류성 식도염예방 모드 프로그램이 실행 되어지고 알람시간 설정에 따른 기상시간 알람 기능이 실행된다.
● 제 3 모드(허리가 편안한 모드)
제 3 모드는 똑바로 누워서 잠들도록 하는 모드이다.
바른자세로 잠을 자는 동안에는 상체를 5도이상 들어주며, 하체를 살짝 들어준다. 옆으로 잘 때에는 상체와 하체는 0도로 유지시킨다.
본 발명의 발명자는 다양한 실험결과, 상기 다양한 수면모드에 따라 각각의 모드별로 바로 누운 자세와 옆으로 누운 자세로 구별하고, 각각의 수면모드와 각각의 자세에 따라 하기 표 1과 같이 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절하는 것이 최적임을 발견하였다.
수면모드별 최적의 자세 및 각도
수면모드 및 자세 바로누운 자세 옆으로 누운자세
상체각도 하체각도
베개높이 상체 하체
호흡이 편안한 모드
(10도)		 5~10~15 0~5~10 5~10~15 0
-5~-10~-15 -5~-10~-15
속이 편안한 모드
(20도)		 15~20~25 0~5~10 5~10~15 0
-15~-20~-25 -5~-10~-15
허리가 편안한 모드
(5도)		 0~5~10 5~10~15 5~10~15 0
0~-5~-10 -5~-10~-15
또한, 본 발명의 스마트 베개 제어방법은, 사용자가 설정한 알람시간에 맞추어 미리 일정 알람기능을 실행하는 알람설정기능을 가지도록 제어할 수 있다.
개운하게 깨어날 수 있도록 하려면 인간의 생리 기능은 대부분 주기적으로 변화하는 생체 리듬 즉 혈압, 맥박, 호흡, 체온 등의 생체리듬의 활성화를 도와주면 가능하다. 수면 모드가 바뀌는 타이밍을 가정하고, 일정시간(예를 들면, 본 실시예에서는 20분) 간격을 두면 개운하게 깰 수 있는 상태로 넘어갈 확률이 높다. 이 방법을 본 실시예에서는 타임 윈도 알람(Time Window Alarm)이라고 부른다.
수면의 질은 눈을 떳을 때의 개운함에 크게 좌우되므로 상쾌하게 눈을 뜨는것이 중요하다. 타임 윈도 알람은 기본적으로 알람을 두 번 울리도록 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 오전 7시에 꼭 일어나야 한다면 첫번째 알람은 6시 40분에 맞춰놓는다.
또한, 표 2에 나타낸 바와 같이, 상기 타임윈도알람 설정시에는 사용자가 미리 설정한 알람시간 20분 전부터 단계적으로 모션베드에 진동을 가하고 상기 모션베드의 복수의 서브유닛 중 하체를 지지하는 서브유닛은 점차 각도를 증가시킨 후, 상체를 지지하는의 각도를 점차 증가시켜 생체리듬을 활성화시키도록 조절할 수 있다.
기상알람 설정에 따른 생체리듬 활성화를 위한 모션베드 제어
동작 시간 바이브
레이션		 상.하
각도		 높낮이
조절 D/V		 수면 패턴
20분~15분 전 1단계 하체
15도		 -1
이때 높낮이 조절 D/V는 단계별로 높이가 3, 2, 1로 하강
5분
15분~10분 전 2단계 하체
30도		 -2
5분
10분~5분 전 3단계 상체
45도		 -3
5분
5분~0분 전 3단계 상체
60도		 max 이때 높낮이 조절 D/V는 단계별로 높이가 분단위로 상승
5분
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 스마트 베개 어셈블리
10 : 메인프레임
30 : 승강 구동부
40 : 전후 액츄에이터
60 : 제어부

Claims (12)

  1. 모션베드에 설치되어 상기 모션베드의 동작과 연동하여 구동되는 스마트 베개 어셈블리와,
    상기 모션베드 및 상기 스마트 베개 어셈블리에 장착되는 복수의 센서로 이루어지는 센서부와,
    기 센서부의 신호에 따라 상기 스마트 베개 어셈블리의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고,
    상기 스마트 베개 어셈블리는,
    베개를 지지하며 상기 모션베드의 지지플레이트 일측을 절개하여 설치되는 메인 프레임과,
    상기 메인 프레임에 고정되어 설치되며 상기 메인프레임의 상부 플레이트를 승강시켜서 상기 베개의 높낮이를 조절하는 승강구동부와,
    상기 모션베드의 승강각도에 상응하여 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후구동부를 포함하여 구성되고,
    상기 전후구동부는, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 상기 메인프레임에 고정되어 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후 액추에이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전후구동부는, 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되어 상기 메인프레임을 상기 모션베드의 길이방향을 따라 이동시키는 전후 액추에이터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전후구동부는,
    일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 상기 메인프레임에 고정되는 전후 지지브라켓과,
    상기 메인프레임의 하부프레임이 슬라이딩 가능하게 체결되고 상기 전후 지지브라켓에 고정되는 전후 슬라이딩 바와,
    상기 전후 슬라이딩 바와 상기 하부프레임사이에 설치되는 전후 베어링부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전후구동부는, 상기 전후 액추에이터의 끝단에 체결되는 와이어와, 상기 와이어의 타측 끝단이 연결되고 상기 메인프레임에 고정되어 상기 와이어에 인장력을 가하는 인장스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전후구동부는, 일측은 와이어 고정부에 연결되고 타측은 전후 지지브라켓에 연결되며 상기 와이어를 둘러싸는 와이어 튜브와, 상기 와이어와 상기 와이어 튜브를 상기 전후 액추에이터에 고정하는 와이어 고정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  7. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인프레임은,
    하부프레임과,
    상기 하부프레임의 상부에 대향하여 설치되고 상기 베개가 안착되는 상부프레임과,
    상기 하부프레임과 상기 상부프레임 사이에 설치되는 시저스 프레임과, 일측은 상기 하부프레임에 연결되고 타측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되는 연결프레임을 구비하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결프레임은,
    상기 모션베드의 지지플레이트에 연결되는 상부 연결플레이트와,
    상기 상부 연결플레이트로부터 수직 하향으로 절곡되는 절곡플레이트와,
    상기 절곡플레이트의 하단에서 절곡되어 형성되고 상기 하부프레임에 체결되는 하부 연결플레이트를 구비하여,
    상기 상부프레임의 최저 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 시저스 프레임은 상측 방향으로 원호 형상으로 만곡되어 형성되는 만곡부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 시스템.
  10. 스마트 베개와 모션 베드에 설치된 복수의 센서로부터 측정된 값에 따라 사용자의 자세와 수면위치 및 수면 상태를 판정하는 단계와,
    사용자의 수면위치에 따라 상기 모션베드의 복수의 서브유닛과 스마트베개 어셈블리를 구동하는 단계와,
    판정된 사용자의 자세와 위치 및 수면상태에 따라 상기 모션베드 중 사용자의 상체를 지지하는 모션베드를 미리 설정된 값까지 상승시키는 단계와,
    상기 스마트 베개의 높이를 상승시키되, 일측은 상기 모션베드의 지지플레이트에 고정되고 타측은 스마트 베개를 지지하는 메인프레임에 고정된 전후 액추에이터를 구동하여 상기 스마트 베개를 상기 모션베드의 길이방향을 따라 후방측으로 이동시켜 상기 모션베드의 상승 각도에 따라 상기 스마트 베개의 위치를 사용자의 머리 위치로 조정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스마트 베개는 사용자가 미리 설정한 다양한 수면모드에 따라 조정되되, 상기 다양한 수면모드에 따라 각각의 모드별로 바로 누운 자세와 옆으로 누운 자세로 구별하고, 각각의 수면모드와 각각의 자세에 따라 상체의 각도와 베개의 높이와 하체의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    사용자가 설정한 알람시간으로부터 일정 시간 이전부터 단계적으로 모션베드에 진동을 가하면서, 상기 모션베드의 복수의 서브유닛 중 하체를 지지하는 서브유닛은 점차 각도를 증가시킨 후, 상체를 지지하는의 각도를 점차 증가시켜 생체리듬을 활성화시키도록 조절하는 것을 특징으로 하는 모션베드 연동 스마트 베개 제어방법.



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