KR20140062891A - 요람 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

요람 장치가 개시된다. 본 장치는, 지지부, 지지부의 하측에 마련된 복수의 압력 센서, 지지부의 기울기를 조정하는 복수의 기울기 조정부 및 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여 지지부 내의 사용자의 움직임 상태를 판단하고, 움직임 상태에 따라 지지부의 기울기를 조정하도록 복수의 기울기 조정부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 사용자의 안전을 도모할 수 있다.

Description

요람 장치 및 그 제어 방법 { CRADLE DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF }
본 발명은 요람 장치 및 그 제어 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 움직임 상태에 따라 기울기가 조정되는 요람 장치 및 그 제어 방법에 대한 것이다.
생활 수준이 향상되면서 가구나 가전 제품 등과 같이 일반 가정에서 사용되는 제품들의 종류가 늘어나고 그 성능도 점차 고급화되고 있는 추세이다. 특히, 출산율이 저하되어 자녀 수가 감소하면서, 자녀 들의 안전이나 편리를 위해 사용하는 가구나 가전 제품의 종류가 크게 증가하고 있다.
이에 따라, 어린 아기를 위한 카시트나 유모차, 요람 장치 등이 많이 판매되고 있다. 이 중 요람 장치는 가정에서 어린 아기가 가장 많은 시간을 보내는 장치이다. 따라서, 출산 계획이 있거나 갖 출산한 가정에서는 요람 장치의 선택에 상당한 고민을 하게 된다.
하지만, 지금까지의 요람 장치는 단순한 침대 역할을 크게 벗어나지 못하였다. 흔들 요람 장치와 같이 특수 기능을 갖춘 장치도 있지만, 아이의 움직임이나 특성에 상관없이 동일한 패턴으로 움직이게 되어, 그 효과가 크지 않은 것이 사실이었다.
따라서, 아기의 안전을 최우선으로 하면서 성장 및 발달에도 도움을 줄 수 있는 요람 장치에 대한 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 움직임 상태에 따라 제어되어 사용자의 안전을 보장하면서 성장 및 발달에 도움을 줄 수 있는 요람 장치 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 요람 장치는, 지지부, 상기 지지부의 하측에 마련된 복수의 압력 센서, 상기 지지부의 기울기를 조정하는 복수의 기울기 조정부 및 상기 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여 상기 지지부 내의 사용자의 움직임 상태를 판단하고, 상기 움직임 상태에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하도록 상기 복수의 기울기 조정부를 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 초기 조건을 입력받기 위한 입력부 및 상기 입력부를 통해 입력된 초기 조건을 저장하는 저장부를 더 포함할 수도 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 초기 조건에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정할 수 있다.
또한, 상기 초기 조건은, 상기 사용자의 나이, 상기 사용자의 신체 특성, 상기 지지부 내에서 상기 사용자의 헤드가 향하는 헤드 방향, 상기 사용자의 안면이 향하는 안면 방향, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 지지부를 평탄한 상태로 유지하는 일반 모드 및 상기 지지부의 기울기를 상기 사용자의 움직임 상태에 따라 조정하기 위한 복수의 조정 모드 중 관리자에 의해 선택된 모드로 동작하며, 상기 복수의 조정 모드는, 상기 사용자가 수면 또는 안정 상태인 경우에 상기 사용자의 상태를 유지시키기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 안정 유지 모드, 상기 사용자가 뒤집기를 시도하는 상태인 경우에 뒤집기 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제1 보조 모드, 상기 사용자가 직립을 시도하는 상태인 경우에 직립 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제2 보조 모드, 상기 사용자가 불안정 상태인 경우에 상기 불안정 상태를 해소하기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 불안정 해소 모드, 상기 사용자가 위험 상황인 경우에 위험 상황을 해소하기 위한 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 위험 해소 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 사용자의 움직임 상태가 변화되면, 변화된 움직임 상태에 따라 상기 복수의 조정 모드 중 하나로 선택적으로 자동 전환하여, 전환된 모드에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하도록 상기 복수의 기울기 조정부를 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 요람 장치는, 상기 사용자를 촬상하기 위한 촬상부, 음향 신호를 입력받기 위한 마이크부, 외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 촬상부에서 촬상된 이미지 및 상기 마이크로부터 입력된 음향 신호에 기초하여 사용자 상태를 파악하고, 상기 사용자 상태가 기 설정된 조건을 충족하면 상기 외부 장치로 알림 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 기울기 조정부는, 상기 지지부의 하측 가장자리에 분산 배치되며, 각 기울기 조정부는, 액츄에이터, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터로 구동 신호를 인가하여 연장 또는 축소시키는 구동부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 지지부는 플렉서블한 특성을 가지며, 상기 복수의 기울기 조정부는 상기 지지부의 하측 전체에 분산 배치되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 지지부의 형상을 국부적으로 변형시킬 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 요람 장치의 제어 방법은, 지지부의 하측에 마련된 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여, 상기 지지부 내의 사용자의 움직임 상태를 판단하는 단계, 상기 움직임 상태에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하는 단계를 포함한다.
그리고, 초기 조건이 입력되면, 상기 초기 조건을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지지부의 기울기는 상기 초기 조건에 따라 조정될 수 있다.
한편, 초기 조건은, 사용자의 나이, 상기 사용자의 신체 특성, 상기 지지부 내에서 상기 사용자의 헤드가 향하는 헤드 방향, 상기 사용자의 안면이 향하는 안면 방향, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 제어 방법은, 상기 지지부를 평탄한 상태로 유지하는 일반 모드 및 상기 지지부의 기울기를 상기 사용자의 움직임 상태에 따라 조정하기 위한 복수의 조정 모드 중 하나를 선택받는 단계를 더 포함하며, 이 경우, 상기 지지부의 기울기는 상기 복수의 조정 모드 중 하나가 선택되었을 때 조정될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 조정 모드는, 상기 사용자가 수면 또는 안정 상태인 경우에 상기 사용자의 상태를 유지시키기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 안정 유지 모드, 상기 사용자가 뒤집기를 시도하는 상태인 경우에 뒤집기 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제1 보조 모드, 상기 사용자가 직립을 시도하는 상태인 경우에 직립 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제2 보조 모드, 상기 사용자가 불안정 상태인 경우에 상기 불안정 상태를 해소하기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 불안정 해소 모드, 상기 사용자가 위험 상황인 경우에 위험 상황을 해소하기 위한 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 위험 해소 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 본 제어 방법은, 상기 사용자의 움직임 상태가 변화되면, 변화된 움직임 상태에 따라 상기 복수의 조정 모드 중 하나로 선택적으로 자동 전환하여, 전환된 모드에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 사용자를 촬상하는 단계, 음향 신호를 입력받는 단계, 촬상된 이미지 및 상기 음향 신호에 기초하여 사용자 상태를 판단하는 단계, 상기 사용자 상태가 기 설정된 조건을 충족하면 외부 장치로 알림 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이상과 같이 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 사용자의 움직임에 따라 지지부의 기울기를 다양하게 조정하여 사용자 움직임을 보조할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 안전을 도모하면서 동시에 성장 및 발달을 촉진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요람 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 2는 요람 장치의 동작의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 3 및 도 4는 기울기 조정부의 다양한 예를 나타내는 도면,
도 5는 기울기 조정부가 지지부의 하단 전체에 분산 배치되어 국부적인 형상 변형을 야기하는 실시 예에 대한 도면,
도 6은 요람 장치의 외관 구성의 다른 예를 설명하기 위한 도면,
도 7은 지지부의 형태 및 압력 센서의 배치 위치에 대한 다양한 예를 나타내는 도면,
도 8 내지 도 10은 압력 센서의 출력 패턴에 따라 사용자의 움직임 상태를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 요람 장치의 구성을 나타내는 블럭도,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 요람 장치의 구성을 나타내는 도면, 그리고,
도 13 및 도 14는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 요람 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요람 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1에 따르면, 요람 장치(100)는 지지부(110), 복수의 압력 센서(120-1 ~ 120-n), 복수의 기울기 조정부(130-1, 130-2) 및 제어부(140)를 포함한다.
지지부(110)는 사용자의 신체를 지지하기 위한 구성이다. 여기서, 사용자는 요람 장치(100) 내에 누울 아기를 의미한다. 이하에서는 사람을 대상으로 하는 요람 장치를 기준으로 설명하지만, 요람 장치(100)는 사람 이외의 동물이나, 사물에 대해 사용되는 장치로 구현될 수도 있다.
복수의 압력 센서(120-1 ~ 120-n)는 지지부(110)의 하측에 마련된다. 각 압력 센서(120-1 ~ 120-n)는 압전형 압력 센서, 스트레인 게이지형 압력 센서, 정전 용량형 압력 센서 등으로 구현될 수 있다. 압전형 압력 센서란 힘을 받으면 전압이 유기되는 압전체를 이용하여, 그 전압 값에 따라 압력값을 산출하는 센서이다. 스트레인 게이지 형 압력 센서는 인장력이나 압축력을 받으면 저항값이 변하는 스트레인게이지를 이용하여, 그 저항값에 따라 압력값을 산출하는 센서이다. 스트레인 게이지는 와이어나 스프링 형태로 구현될 수 있다. 정전 용량형 압력 센서는 두 개의 전극을 이용하여, 가압 시에 변경되는 전극간 거리에 따른 용량 변화를 감지하여, 압력값을 산출하는 센서이다. 각 압력 센서는 이상과 같은 다양한 유형의 센서들로 구현될 수 있다.
복수의 기울기 조정부(130-1, 130-2)는 지지부(110)의 기울기를 조정하기 위한 구성이다. 도 1에서는 두 개의 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 도시하였으나, 기울기 조정부의 개수나, 배치 위치, 형태, 구동 원리 등은 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 부분에서 구체적으로 설명한다.
제어부(140)는 복수의 압력 센서(120-1 ~ 120-n)에서 출력되는 압력 값에 기초하여, 지지부(110) 내의 사용자의 움직임 상태를 판단할 수 있다. 즉, 사용자가 지지부(110) 내에 위치하게 되면, 해당 위치의 압력 센서에서 압력이 감지되고 나머지 압력 센서에서는 압력이 감지되지 않으므로 제어부(140)는 압력이 감지된 압력 센서의 위치를 기준으로 사용자 위치를 판단할 수 있다. 또한, 사용자가 지지부(110) 내에 누워 있는 경우에는 압력이 감지된 압력 센서들의 값이 일정 범위 내에서 고르게 출력된다. 하지만, 지지부(110) 내에서 뒤집기 위해서 한쪽 방향으로 힘을 주거나, 일어서려는 시도를 하는 경우에는 압력이 감지된 압력 센서들 중 일부 압력 센서들의 값이 상대적으로 큰 값으로 출력된다. 제어부(140)는 각 압력 센서들의 압력 값들을 비교하여 출력 패턴을 분석하고, 그 출력 패턴에 따라 사용자의 움직임 상태를 판단할 수 있다.
움직임 상태가 판단되면, 제어부(140)는 그 움직임 상태에 기초하여 지지부(110)의 기울기를 조정하도록 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어한다.
움직임 상태에 따른 기울기 조정 방식은 실시 예에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어부(140)는 사용자의 움직임을 보조하기 위한 방향으로 기울기를 조정하도록 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어할 수 있다. 가령, 사용자가 한쪽 방향으로 뒤집기를 시도하고 있다고 판단되면, 제어부(140)는 그 방향으로 지지부(110)를 기울이도록 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 뒤집기가 용이하게 이루어질 수 있어서, 뒤집으려고 하는 사용자의 본능을 충족시켜 줄 수 있다. 뒤집기가 이루어지고 난 이후에는 기울기를 원 상태로 복귀시키도록 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어할 수 있다.
또한, 사용자가 엎드린 상태에서 일어나려는 직립 시도를 하는 것으로 판단되면, 제어부(140)는 사용자가 용이하게 일어설 수 있도록 지지부(110)의 기울기를 조정하여 줄 수 있다. 이에 따라 사용자가 일어섰다고 판단되면 기울기를 원 상태로 복귀시키도록 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어할 수 있다.
결과적으로, 사용자가 뒤집기나 직립 등과 같은 동작에 흥미를 느껴 지속적으로 시도하도록 할 수 있는 바, 사용자 발달 진행 상황을 촉진시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 제어부(140)는 사용자가 반듯하게 누워 있는 상태에서 뒤집기를 성공한 후, 일정 시간 동안 다시 뒤집기가 이루어지지 않는 것으로 판단되면, 지지부(110)의 기울기를 조정하여 사용자가 다시 원 상태로 뒤집을 수 있도록 조정해 줄 수도 있다. 이에 따라, 사용자의 뒤집기 본능을 제한하지 않으면서 사용자의 얼굴이 이불이나 바닥면에 가려져 질식사할 수 있는 위험을 방지할 수 있게 된다.
또 다른 실시 예에 따르면, 제어부(140)는 사용자의 위치가 지지부(110) 내의 한 쪽 위치에 치우쳐 져 있다고 판단되면, 지지부(110)를 기울여서 사용자가 지지부(110) 내의 중심 위치로 미끌리도록 구현할 수도 있다.
이상과 같이, 제어부(140)는 다양한 방식으로 기울기를 조정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 요람 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 요람 장치(100)는 통상적으로 사용자의 안전을 위한 난간이나, 매트리스, 쿠션 등과 같은 다양한 구성을 포함하지만, 설명의 편의를 위하여 도 2에서는 지지부(110)와 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4)만을 도시하였다.
도 2에 따르면, 지지부(110)는 사각 플레이트 형태이고, 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4)는 지지부(110)의 각 모서리 부분에 배치된 기둥 형태인 것으로 도시되었으나, 이들 구성의 형태, 위치, 개수는 다양하게 구현될 수 있다. 이러한 구성 예들에 대해서는 후술하는 부분에서 설명한다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자가 지지부(110)의 중심 위치에 누워 있는 상태에서 X 방향으로 뒤집기를 시도한다면, 제어부(140)는 뒤집기를 시도하는 X 방향의 반대쪽인 (I)측 가장자리에 배치된 제1 및 제2 기울기 조정부(130-1, 130-2)를 제어하여, (I)측 가장자리를 리프트 업(lift-up)시킨다.
이에 따라, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 지지부(110)의 (III)측 가장자리의 높이가 (I)측 가장자리보다 낮아지도록 기울기가 조정된다. 사용자는 기울기를 이용하여 보다 용이하게 X 방향으로 뒤집을 수 있다.
도 2에서는 사용자가 (I)측 가장자리 및 (III)측 가장자리에 평행한 방향으로 누운 경우이므로 제1 및 제2 기울기 조정부(130-1, 130-2)가 동일한 높이로 연장되어 (I)측 가장자리를 리프트 업시킨 것으로 도시하였다. 하지만, 사용자가 비스듬하게 누워 있는 경우에는 각 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4) 중 하나만을 연장시켜 한쪽 모서리 부분만을 리프트 업 시킬 수도 있다. 도 2에서는 기울기 조정부의 길이를 연장시켜 리프트 업을 시키는 것으로 도시하였으나, 기울기 조정부의 구조에 따라서는 길이를 축소시켜 지지부(110)를 풀 다운(pull-down) 시킬 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 기울기 조정부(130-1, 130-2, 130-3, 130-4) 중 일부만이 연장 또는 축소되게 되면 조정되지 않은 나머지 기울기 조정부와 지지부(110) 사이의 연결부에 파손 위험이 있을 수 있으며, 바닥면과 기울기 조정부 사이가 떨어져셔 흔들릴 수 있는 위험도 있다. 이러한 점을 고려하여 각 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4) 사이는 스프링이나 고무 등과 같은 탄성 부재로 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 지지부(110)의 한 쪽 모서리나 한 쪽 가장자리가 리프트 업 또는 풀 다운되더라도 지지부(110)가 흔들리지 않고 바닥면에 의해 정상적으로 지지될 수 있다. 이하의 다른 실시 예에서도 도시하지는 않았으나, 각 기울기 조정부와 지지부 사이 또는 바닥면 사이는 이러한 탄성 부재로 이루어질 수 있음은 물론이다.
기울기 조정부는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 구체적으로는, 복수의 기울기 조정부는 지지부(110)의 하측 가장자리에 분산 배치될 수 있다.
도 3은 요람 장치에 적용될 수 있는 기울기 조정부의 일 예를 나타낸다. 도 3에 따르면, 하나의 기울기 조정부(130)는 시저스(scissors) 형 리프트 장치로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 기울기 조정부(130)는 지지대(131), 리프팅부(132), 고정부(133), 이동부(134)를 포함하는 액츄에이터(135)와 구동부(136)로 이루어질 수 있다. 리프팅부(132)는 시저스 형태로 연결된 2개의 철골 구조로 이루어진다. 이에 따라 고정부(133) 및 이동부(134) 사이의 거리가 줄어들면 리프팅부(132)는 펴지면서 지지대(131)를 리프트 업 시킬 수 있다. 반면, 고정부(133) 및 이동부(134) 사이의 거리가 멀어지면 리프트부(132)는 다시 원 상태로 복귀하게 된다. 구동부(136)는 제어부(140)의 제어에 따라 이동부(134)를 고정부(133) 방향으로 미는 모터를 포함한다. 고정부(133)는 바닥면이나 기타 구조에 고정적으로 부착되어 이동부(134)가 접근할 때 그 힘을 지지해지는 역할을 수행한다.
도 4는 요람 장치에 적용될 수 있는 기울기 조정부의 다른 예를 나타낸다. 도 4에 따르면, 기울기 조정부는 나선형 리프트 장치로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 기울기 조정부(130)는 지지대(231) 및 리프팅부(232)를 포함하는 액츄에이터(233)와 구동부(234)로 이루어질 수 있다.
리프팅부(232)는 나선형 구조로 이루어지며, 일 단부는 지지대(231)에 고정되고, 타 단부는 구동부(234) 내의 모터 샤프트에 고정된다. 구동부(234)는 회전형 모터로 구현된다. 이구동부(234)는 제어부(140)의 제어 신호에 따라 모터 샤프트를 회전시키면, 회전형 샤프트에 연결된 리프팅부(232)가 회전하면서 지지대(231)를 리프트 업 시키게 된다.
이상과 같이 기울기 조정부(130)는 다양한 형태로 구현되어 연장 또는 축소됨으로써 지지부(110)의 기울기를 조정할 수 있다.
이 밖에도, 기울기 조정부(130)는 스프링 모터 기둥 형태로 구현될 수도 있다. 스프링 모터 형태로 구현되는 경우, 기울기 조정부(130)는 압력 센서(120)와 일체로 구현될 수도 있다.
한편, 상술한 실시 예에서는 기울기 조정부(130)가 지지부(110)의 기울기를 전체적으로 조정하는 경우로 설명하였으나, 지지부(110)의 기울기는 국부적으로만 조정될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기울기 조정부(130) 및 지지부(110)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)에 따르면, 기울기 조정부(130-1 ~ 130-m)는 지지부(110)의 하단에 전체적으로 분산 배치될 수 있다. 지지부(110)는 플렉서블한 재질로 이루어진다. 구체적으로는, 지지부(110)는 라텍스, 페브릭 소재로 이루어지는 매트리스로 구현될 수 있다.
이 경우, 지지부(110)는 하부의 기울기 조정부들 중에서 일부가 연장되면, 그 연장된 기울기 조정부에 의해 국부적으로 돌출되는 형상 변형이 이루어질 수 있다.
도 5의 (b)에서는 복수의 기울기 조정부(130-1 ~ 130-m) 중 가장자리가 아닌 위치에 배치된 두 개의 기울기 조정부가 연장되면서, 그 연장에 의해 지지부(110) 내의 두 영역(S1, S2)이 국부적으로 올라와서 주변 영역과 기울기가 생기는 것을 도시하였다.
도 5에 도시된 바에 따르면, 제어부(140)는 전체 지지부(110)를 기울이지 않고 사용자가 누워있는 위치만 국부적으로 돌출 또는 함몰시켜 사용자의 움직임을 보조해줄 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4와, 도 5에서는 기울기 조정부가 책상 다리와 같이 긴 바 형태를 이루는 경우를 도시하였으나, 기울기 조정부는 지지부(110)와 바닥면 사이에 배치된 납작한 형태의 압전 액츄에이터로 구현될 수도 있다. 구체적으로는, 유니몰프(unimorph) 형, 바이몰프(bimorph) 형 등과 같이 다양한 형태로 구현될 수 있다.
유니몰프 형이란 하나의 압전층이 디스크 형태의 메탈층 상에 적층된 형태를 의미한다. 유니몰프 압전체에서 압전층에 더 큰 전위를 가지는 제1 극성의 구동신호가 인가되면 압전층이 팽창된다. 이에 따라, 중심 영역이 위쪽으로 올라가고 가장자리 영역이 아래쪽으로 내려가는 형태로 변형될 수 있다. 이에 따라 지지부(110)를 리프트업 시킬 수 있다. 반면, 압전층에 더 작은 전위를 가지는 제2 극성의 구동 신호가 인가되면, 압전층이 축소되므로 반대 방향으로 변형되어, 지지부(110)가 풀 다운된다.
바이몰프 형이란 두 개의 압전층이 순차적으로 적층된 형태를 의미한다. 상부 압전층 및 하부 압전층 각각은 제1 극성의 구동 신호가 인가되면 연장되고, 반대인 제2 극성의 구동 신호가 인가되면 축소되는 특징이 있다. 제1 극성은 +극성이고, 제2 극성은 - 극성이고, 구동 신호는 전압 파형일 수 있다. 이에 따라, 구동 신호의 극성에 따라 압전층의 방향이 위로 또는 아래 쪽으로 휘게 되며, 이로 인해 지지부(110)가 리프트 업 또는 풀 다운될 수 있다.
한편, 상술한 실시 예들에서는 지지부(110)가 판 형태로 이루어진 것을 도시하였으나, 지지부(110)의 형상은 다양하게 구현될 수 있다.
도 6은 요람 장치의 또 다른 외관 구성을 나타내는 도면이다. 도 6에 따르면, 요람 장치(100)는 베이스판(111), 베이스판(111) 위에 놓여진 지지부(110), 베이스판(111)과 지지부(110)를 연결하는 복수의 기울기 조정부(130-1 ~ 130-7)를 포함한다.
복수의 기울기 조정부(130-1 ~ 130-7)는 지지부(110)의 사이드 부분에 연결될 수 있다. 기울기 조정부는 상술한 바와 같이 다양한 형태로 구현되어 제어부(140)의 제어에 따라 지지부(110)의 기울기를 조정한다.
또한, 각 기울기 조정부(130-1 ~ 130-7)의 일 단 또는 양 단은 스프링이나 고무 재질의 탄성 부재로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 타 기울기 조정부가 구동되어 지지부(110)를 기울일 때, 이에 연동하여 늘어나거나 축소되면서 지지부(110)를 지지할 수 있다.
도 6에서 지지부(110)는 반 원형 단면을 가지는 것처럼 도시되었으나, 내부에는 별도의 플레이트가 마련되어 사용자가 그 플레이트에 누울 수 있도록 구현될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 지지부(110)의 형태와 압력 센서(120)의 배치 위치는 다양하게 구현될 수 있다.
도 7은 지지부의 형태와 압력 센서의 배치 위치에 대한 예를 나타낸다.
도 7의 (a)는 지지부(110)가 사각 플레이트 형태로 구현된 경우를 나타내고, 도 7의 (b)는 원형 플레이트로 구현된 경우를 나타낸다.
도 7의 (a)와 같이 지지부(110)가 사각 플레이트 형태로 구현된 경우, 압력 센서(120-1 ~ 120-n)는 매트릭스 형태로 지지부(110) 하측에 배치될 수 있다.
반면, 도 7의 (b)와 같이 지지부(120)가 원형 플레이트로 구현된 경우에는, 압력 센서(120-1 ~ 120-n)는 중심부에 밀집 배치되고 가장자리 영역에는 그 곡률에 따라 적정 개수로 배치될 수 있다.
사용자의 안전을 위해서 압력 센서(120-1 ~ 120-n)는 지지부(110)의 바닥면에 노출되지 않도록 내장될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 압력 센서들의 출력 패턴에 따라 사용자의 움직임 상태를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 8은 아기의 뒤집기 시도를 판단하는 방법이다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 사용자가 지지부(110) 내에 놓여지면, 그 하부에 위치한 압력 센서(T1 ~ T10)에서 압력 값이 감지된다.
제어부(140)는 압력 값이 감지된 압력 센서들(T1 ~ T10)의 위치에 기초하여 사용자의 위치와 크기 등을 판단한다. 사용자가 가만히 누워 있는 경우에는 각 압력 센서들(T1 ~ T10)에서 감지되는 압력 값은 비교적 고르게 분포되며, 초기 압력 값을 기준으로 크게 변화되지 않는다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어부(140)는 각 압력 센서들(T1 ~ T10)의 압력 값이 고르게 분포되고, 초기 상태와 비교하여 압력 값 변화가 기 설정된 임계 범위 이내이면 사용자가 안정 상태 또는 수면 상태라고 판단한다. 사용자를 보호하는 관리자(또는 보호자)는 사용자를 지지대(110) 내에 눕히면서 눕힌 방향을 설정할 수 있다. 가령, 도 8에서 Y축 방향에 사용자의 머리가 놓여지고, -Y축 방향에 사용자의 다리가 놓여졌다고 가정하면 관리자는 그 방향을 입력할 수 있다.
이러한 상태에서 사용자가 -X 방향으로 뒤집기를 시도하는 경우, 사용자는 통상적으로 하체를 이용하여 자신의 신체를 지지하면서 뒤집어지게 된다. 따라서, 하체 부에 해당하는 압력 센서(T9)에서 강한 압력이 감지된다. 또한, -X축 방향으로 뒤집기를 시도하는 중에는 -X축 방향으로 체중이 쏠리게 된다. 따라서, 그 방향의 압력 센서(T2, T5)에 체중이 쏠리게 된다.
즉, 도 8의 (b)에 따르면, 제어부(140)는 사용자가 위치한 영역의 압력 센서들의 출력 패턴을 분석하여 -X축 방향의 압력 센서와, 하체 부분의 압력 센서에서 상대적으로 큰 압력이 감지되면, -X축 방향으로 뒤집기를 시도하고 있다고 판단할 수 있다. 이러한 판단의 기준이 되는 출력 패턴은 반복 실험을 통해 미리 측정하여 저장해 둘 수 있다. 즉, 다양한 체중이나 크기의 사용자를 대상으로 반복적으로 실험하여 각 압력 센서들의 출력 패턴을 통계적으로 기록하면, 제어부(140)의 판단 정확도는 매우 향상될 수 있다. 이러한 통계 자료는 이하에서 설명하는 움직임 판단 과정에서의 자료로 사용될 수 있음은 물론이다.
도 8의 (b)와 같이 사용자가 -X 축 방향으로 뒤집기를 시도한다고 판단되는 경우, 제어부(140)는 실시 예에 따라 다양한 방식으로 기울기를 조정할 수 있다. 가령, 제어부(140)는 사용자의 뒤집기 시도를 도와 주기 위하여 (IV)측 가장자리를 리프트 업 시키도록 기울기 조정부를 제어할 수 있다.
도 9는 사용자의 직립 시도를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 직립 시도를 하기 전 단계에는 사용자는 양 팔과 양 다리를 이용하여 자신의 신체를 세워야 한다. 이 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 전체 압력 센서들 중에서 서로 이격된 위치의 압력 센서들(T1, T2, T3, T4)들에서 압력이 감지되고, 그 중 체중이 실리는 하체측 압력 센서(T3, T4)의 압력 값이 더 크게 감지된다. 도 9에 도시된 바와 같이 압력이 감지되면, 제어부(140)는 (I)측 가장자리를 리프트 업 시킨다. 이에 따라 사용자는 지지부(110) 자체의 기울기 때문에 좀 더 용이하게 직립을 할 수 있게 된다.
도 10은 사용자가 엎드린 상태에서 배밀이를 하거나, 반듯이 누운 상태에서 하체를 이용하여 바닥을 미는 방식으로 이동하는 경우를 판단하기 위한 도면이다. 이와 같이 사용자가 위치 이동을 하게 되면, 높이가 높은 요람 장치(100)의 경우 무게 중심이 한 쪽으로 쏠리게 되어 가벼운 외부 충격에도 쉽게 넘어 갈 수 있는 위험이 있을 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 사용자가 원 위치로 복귀하도록 하거나, 가장자리까지는 이동하지 못하도록 조정할 수 있다.
도 10의 (a)에 따르면, 압력 센서(T1 내지 T10)에서 압력이 감지되고 그 중 하체 측에 위치하는 T8, T10에서 상대적으로 강한 압력이 감지된다. 사용자는 상체 힘이 없는 어린 아기이기 때문에, 사용자가 이동을 하기 위해서는 하체를 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 하체를 사용하기 때문에 이동 방향은 사용자의 머리 방향이 된다. 따라서, 사용자가 이동을 하게 되면 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, (I)측 가장 자리의 압력 센서(T11, T12, T13)들에서 신규로 압력 값을 출력하게 되고, 이전 압력 센서(T8, T9, T10)에서는 압력 값이 감지되지 않게 된다.
이상과 같이 압력이 감지되는 압력 센서의 위치가 변경되고 하체 방향의 압력 센서에서 지속적으로 강한 압력 값이 감지되면, 제어부(140)는 사용자가 이동하는 상태임을 판단할 수 있다. 이에 따라, 제어부(140)는 (I)측 가장자리를 리프트업시켜 사용자가 원 위치로 복귀하도록 하거나, 더 이상 가장자리 방향으로 이동하지 못하도록 하여 사용자를 보호할 수 있다.
한편, 관리자(또는 보호자)가 사용자를 안아 올리거나 기저귀를 갈기 위해서, 분유 등을 먹이기 위해서 지지부(110)를 손으로 짚거나 지지부(110) 위로 올라 오는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 관리자가 짚은 위치의 압력 센서에서 측정되는 압력 값은 사용자가 위치한 압력 센서의 압력 값보다 훨씬 큰 값으로 측정될 것이다. 따라서, 제어부(140)는 초기 상태에서 측정된 압력 값보다 기 설정된 범위 이상의 큰 압력 값이 검출되면, 그 압력 값은 움직임 판단 과정에서 배제시킬 수 있다. 이에 따라, 오동작을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 지지부(110)에 대한 조정 방식은 다양하게 구현될 수 있다. 그 조정 방식은 사용자의 성장 발달 상황에 맞게 설정될 수 있다.
즉, 통계치에 따르면, 1개월된 신생아의 경우에는 움직이는 물체를 눈으로 좇거나 소리에 반응하는 수준이고, 3개월의 경우에는 목을 가누며 엎드려 놓으면 머리와 어깨를 쳐들게 되고, 5개월 정도가 되면 뒤집기를 할 수 있다. 7개월 정도가 되면 기기 시작하고 8개월이 되면 붙잡고 설 수도 있으며, 9개월에는 무릎으로 기면서 혼자 앉을 수도 있다. 11개월 정도에는 서툴지만 걷는 아기도 있다. 따라서, 5개월 미만의 아기에 대해서는 뒤집기 판단이나 직립 시도 등을 판단할 필요가 없는 경우가 있을 수 있다. 또한, 월수가 동일하다고 하더라도 사용자의 신체 조건이 다르게 되면 요람 장치(100)가 오동작을 할 가능성도 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 관리자가 초기 조건을 설정하도록 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 요람 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 11에 따르면, 요람 장치(100)는 지지부(110), 압력 센서(120), 기울기 조정부(130), 제어부(140) 이외에 입력부(150), 저장부(160)를 더 포함할 수 있다.
입력부(150)는 요람 장치(100)의 본체에 마련된 각종 키나 터치 패드, 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다. 관리자는 입력부(150)를 통해 초기 조건을 입력할 수 있다. 입력부(150)를 통해 입력된 초기 조건 정보는 저장부(160)에 저장된다.
저장부(160)는 요람 장치(100)의 구동에 필요한 각종 프로그램이나 데이터 등을 저장할 수 있다. 제어부(140)는 저장부(160)에 저장된 프로그램 및 데이터를 이용하여 상술한 움직임 판단 동작 및 제어 동작을 수행할 수 있다.
초기 조건은 사용자의 나이, 사용자의 신체 특성, 지지부 내에서 사용자의 헤드가 향하는 헤드 방향, 사용자의 안면이 향하는 안면 방향, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
압력 측정 주기란 제어부(140)가 압력 센서(120)를 이용하여 압력을 측정하기 위한 시간 주기를 의미하며, 기울기 조정 정도란 기울기 각도 또는 기울기 조정을 위해서 리프트 업 또는 풀 다운하는 거리 등을 의미할 수 있다. 기울기 조정 속도란 지지부(110)를 기울였다가 다시 원상태로 복귀시키는 속도, 기울기 조정 시간은 지지부(110)를 기울였다가 다시 윈상태로 복귀시킬 때까지 소요되는 시간을 의미한다. 사용자의 나이가 어릴수록 기울기 지정 속도는 작게 설정되고, 나이가 많으면 상대적으로 큰 값으로 설정될 수 있다. 그 밖에, 초기 조건에는 사용자의 현재의 성장 발달 상황이 입력될 수도 있다. 즉, 관리자는 사용자를 지지부(110) 내에 눕히고, 사용자가 수면 또는 안정 상태인지, 직립 시도 상태인지, 뒤집기 시도 상태인지 등을 입력할 수 있다.
이러한 초기 조건 중에서 사용자의 헤드 방향이나 안면 방향, 나이 등을 제외한 나머지 조건은 제어부(140)가 직접 측정하거나 디폴트 값으로 설정할 수 있다. 가령, 사용자의 신체 특성은 키, 몸무게 등이 될 수 있는데, 상술한 바와 같이 사용자가 지지부(110) 내부에 놓여지게 되면 그 하부의 압력 센서들이 출력하는 압력값이 변경되므로, 제어부(140)는 사용자의 키를 산출할 수 있으며, 그 압력 값을 분석하여 몸무게도 측정할 수 있다. 또한, 측정된 키나 몸무게를 이용하여 통계치에 따른 나이와, 그 성장 발달 상태를 적용하여 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 압력 측정 주기 등을 자동으로 설정할 수 있다.
한편, 관리자는 요람 장치(100)의 동작 모드도 임의로 선택할 수 있다. 즉, 제어부(140)는 일반 모드 및 조정 모드로 동작할 수 있다.
일반 모드는 요람 장치(100)를 종래의 요람 장치와 동일하게 사용하는 모드이다. 일반 모드에서 제어부(140)는 사용자의 움직임 상태를 판단하지 않고, 지지부(110)를 평탄한 상태로 유지한다.
반면, 조정 모드에서는 지지부(110)의 기울기를 사용자의 움직임 상태에 따라 조정할 수 있다.
제어부(140)는 일반 모드 및 조정 모드 중 관리자에 의해 선택된 모드로 동작한다. 조정 모드는 복수 개로 구분될 수 있다. 가령, 사용자가 수면 또는 안정 상태인 경우에 사용자의 상태를 유지시키기 위한 패턴으로 지지부(110)의 기울기를 조정하는 안정 유지 모드, 사용자가 뒤집기를 시도하는 상태인 경우에 뒤집기 시도를 보조하는 방향으로 지지부(110)의 기울기를 조정하는 제1 보조 모드, 사용자가 직립을 시도하는 상태인 경우에 직립 시도를 보조하는 방향으로 지지부(110)의 기울기를 조정하는 제2 보조 모드, 사용자가 불안정 상태인 경우에 불안정 상태를 해소하기 위한 패턴으로 지지부(110)의 기울기를 조정하는 불안정 해소 모드, 사용자가 위험 상황인 경우에 위험 상황을 해소하기 위한 방향으로 지지부의 기울기를 조정하는 위험 해소 모드 중 적어도 하나의 조정 모드로 동작할 수 있다.
안정 유지 모드란 사용자가 수면 또는 안정 상태일 때, 사용자가 누운 방향을 기준으로 좌우 방향 또는 상하 방향으로 교번적으로 리프트 업 및 풀 다운되는 패턴으로 기울기를 조정하여, 지지부(110)를 가볍게 스윙시켜 사용자가 수면 또는 안정 상태를 좀 더 오래 유지하도록 하는 모드이다.
제1 보조 모드란 도 8에서 설명한 바와 같이 사용자가 뒤집기를 시도할 때 뒤집기가 용이하게 이루어지도록 도와주는 방향으로 기울기를 조정하는 모드이며, 제2 보조 모드란 도 9에서 설명한 바와 같이 사용자의 직립 시도를 도와주기 위한 모드이다. 불안정 해소 모드란 사용자가 심하게 울거나 뒤척일 때 사용자를 진정시키기 위해 안정 유지 모드에 비해 좀 더 빠르고 크게 지지부(110)를 스윙시키는 모드이며, 위험 해소 모드란 사용자가 뒤집힌 상태에서 오랫동안 있는 경우나 사용자가 요람 장치(100)의 가장자리 부분까지 이동한 경우 등과 같이 위험한 상황에서 사용자를 원 상태 또는 원 위치로 복귀시키거나 현재 위치에서 더 이상 이동하지 못하도록 기울기를 조정하는 모드이다.
제어부(140)는 관리자가 입력한 초기 조건에 따라 상술한 복수의 조정 모드 중 하나를 자동 선택할 수도 있으나, 사용자가 복수의 조정 모드 중 하나를 직접 수동으로 선택할 수도 있다. 제어부(140)는 상술한 조정 모드 중 하나로 동작하다가, 사용자의 움직임 상태가 변화되면, 변화된 움직임 상태에 따라 복수의 조정 모드 중 다른 하나로 선택적으로 자동 전환할 수 있다.
즉, 관리자가 최초에 안정 유지 모드로 설정해 둔 상태에서, 사용자가 잠에서 깨어 크게 우는 경우에는 불안정 해소 모드로 자동 전환하여 사용자를 달랠 수 있다. 또는, 사용자가 뒤집기나 직립을 시도하는 경우에는 제어부(140)는 제1 보조 모드나 제2 보조 모드로 자동 전환할 수 있으며, 위험한 상황에 놓여지게 되면 위험 해소 모드로 자동 전환할 수도 있다.
한편, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 등과 같은 조건들은 사용자의 상태에 따라 상이한 값으로 설정될 수 있다.
가령, 수면 또는 안정 상태인 경우 압력 측정 주기는 δ1으로 설정되고, 직립 시도 상태인 경우에는 δ2로 설정되며, 뒤집기 시도 상태일 때는 δ3으로 설정될 수 있다. 또한, 기울기 조정 시간은 수면 또는 안정 상태인 경우 δ4, 직립 시도 상태인 경우에는 δ5, 뒤집기 시도 상태일 때는 δ6으로 설정될 수 있다.
이 경우, 사용자가 수면 또는 안정 상태일 때는 δ1 시간 간격으로 압력을 측정하고, 그 압력 측정 결과에 따라 동작 모드를 유지 또는 전환한다. 반면, 직립 시도 상태나 뒤집기 시도 상태인 경우에는 δ2, δ3의 시간 간격으로 압력을 측정한다. 기울기 조정 시간이나 조정 속도도 상술한 바와 같이 사용자 상태에 따라 다르게 설정될 수 있다. 사용자 상태가 변경되면, 제어부(140)는 변경된 상태에 맞는 조건으로 기울기를 조정하도록 기울기 조정부(130)를 제어한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 요람 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 도 12에 따르면, 요람 장치(100)는 도 1 또는 도 11에 도시된 구성요소 이외에도 촬상부(170), 통신부(180), 마이크부(185)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도 12에 따르면, 요람 장치(100)는 지지부(110)와 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4) 등이 탑재된 하우징부(190) 및 그 하우징부(190)를 지지하는 하우징 지지부(191-1 ~ 191-4)를 포함한다. 도 12의 도면에서는 나타나지 않았으나, 기울기 조정부(130-1 ~ 130-4)는 지지부(110)와 하우징부(190) 바닥면 사이에 배치되어, 바닥면을 기준으로 지지부(110)의 기울기를 조정할 수 있다. 하이징부(190)에 구비된 난간은 관리자에 의해 오픈 또는 클로즈될 수 있다.
촬상부(170)는 사용자를 촬상하기 위한 구성요소이다. 촬상부(170)는 하우징부(190)에 설치될 수 있다. 제어부(140)는 촬상 이미지를 분석하여 사용자의 상태를 판단할 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(170)는 수 ms 단위 또는 수초 단위 지속적으로 촬상을 수행하여 복수 개의 촬영 이미지를 제어부(140)로 제공할 수 있다. 제어부(140)는 이미지 각각을 픽셀 블럭 단위로 구분하여, 각 픽셀 블럭의 대표 픽셀 값을 확인한다. 확인 결과 사용자의 얼굴 색과 유사한 범위의 대표 픽셀 값이 연속적으로 존재하면, 제어부(140)는 그 대표 픽셀 값을 가지는 픽셀 블럭들이 사용자의 안면 부분이라고 인식할 수 있다.
제어부(140)는 사용자의 안면 부위가 인식되면 그 이후에 촬상되는 이미지들에서 안면 부위를 지속적으로 트래킹하여 안면 방향이 어디를 향하는지 모니터링할 수 있다. 제어부(140)는 안면 부분이 인식되지 않으면 사용자의 얼굴이 지지부(110)의 바닥면을 향했다고 판단하고 위험 상황이라고 인식할 수 있다.
마이크부(185)는 음향 신호를 입력받기 위한 구성요소이다. 즉, 사용자의 울음 소리나 옹알이 소리 등과 같이 요람 장치(100) 주변에서 발생하는 각종 소리를 센싱한다.
통신부(180)는 외부 장치(300)와 통신을 수행하기 위한 구성요소이다. 통신부(180)는 와이파이나 블루투스, 지그비, IEEE 등과 같은 다양한 통신 방식에 따라 통신을 수행할 수 있다. 외부 장치(300)는 관리자가 소유하는 휴대폰이나 태블릿 PC, PDA 등과 같은 휴대형 장치가 될 수도 있고, 서버 장치나 TV 등과 같은 고정형 장치가 될 수도 있다. 홈 네트워크에 연결된 경우, 외부 장치(300)는 홈 서버 장치로 구현될 수도 있다.
제어부(140)는 촬상부(170)에서 촬상된 이미지 및 마이크부(185)로부터 입력된 음향 신호 등에 기초하여 사용자 상태를 파악하고, 사용자 상태가 기 설정된 조건을 충족하면 외부 장치로 알림 신호를 전송하도록 통신부(180)를 제어한다.
여기서, 기 설정된 조건이란 사용자의 안면 부분이 정해진 시간 이상 감지되지 않는 조건, 사용자가 위험 위치로 이동한 조건, 사용자의 음향 신호가 기 설정된 크기 및 시간 이상으로 입력되는 조건, 지지부(110) 내부에 사용자 이외의 객체가 감지되는 조건 등이 될 수 있다.
가령, 사용자가 한번 뒤집기를 한 후 일정 시간 이상 원상 회복을 하지 않는 경우 경고 음이나 진동 신호 등을 외부 장치(300)로 제공하여 줄 수 있다. 이 경우, 외부 장치(300)에 구비된 디스플레이 화면에는 상태 보기와 같은 메뉴가 표시될 수 있다. 관리자가 이러한 메뉴를 누르게 되면, 외부 장치(300)는 촬상 명령을 제어부(140)로 전송하고, 제어부(140)는 그 촬상 명령에 따라 촬상부(170)를 제어하여 촬상한 후 촬상 이미지를 외부 장치(300)로 전송하여 줄 수 있다. 이에 따라, 관리자는 사용자의 상태를 거의 실시간으로 확인할 수 있다. 이러한 외부 장치(300)의 동작은 외부 장치(300)에 설치된 어플리케이션의 실행에 의해 이루어질 수 있다.
한편, 촬상부(170)나 마이크부(185)와 같은 구성요소들은 반드시 요람 장치(100)와 일체로 제작되어야 하는 것은 아니다. 즉, 지지부(110)의 상측 천장 부분에 촬상부(170)나 마이크부(185)가 배치될 수도 있으며, 그 형상 또한 모빌이나 기타 장난감 같은 형상으로 구현될 수 있다.
한편, 도 12에서는 도시하지 않았으나, 요람 장치(100)는 스피커부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 제어부(140)는 사용자가 위험 상황에 놓여있다고 판단되면 스피커부를 제어하여, 알림음을 출력할 수 있다. 또한, 기울기 조정부(130)를 제어하여 진동을 제공할 수도 있다.
촬상부(170)는 상시 활성화되어 동작할 수도 있으나, 제어부(140)에 의해 선택적으로 활성화될 수도 있다. 구체적으로는, 제어부(140)는 사용자가 뒤집기를 수행한 후 다시 원 상태로 복귀하지 않을 경우 먼저 기울기 조정부(130)를 제어하여 기울기를 조정함으로써 사용자의 원상 복귀를 보조할 수 있도록 시도한 후 사용자가 원상 복귀가 되지 않으면 촬상부(170)를 활성화시켜 사용자의 상태를 촬상할 수 있다.
한편, 실시 예에 따라서는, 제어부(140)는 촬상부(170)에서 촬상한 촬상 이미지를 그대로 외부 장치(300)로 전송하여 줄 수도 있다. 즉, 제어부(140)는 외부 장치(300)로부터 전송 요청이 수신되는 경우, 또는, 사용자의 이상 상태가 감지되는 경우, 촬상부(170)나 마이크부(185)를 제어하여 촬상 및 녹음을 수행하고, 그 결과 데이터를 통신부(180)를 통해 외부 장치(300)로 전송하여 줄 수 있다.
이상과 같이, 요람 장치(100)는 다양한 형태로 구현되어 사용자의 안전을 보장하면서, 성장 발달 상황을 촉진시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 요람 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13에 따르면, 요람 장치는 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여 사용자의 움직임을 판단한다(S1310). 출력 패턴을 분석하는 방법 및 그에 따라 움직임을 판단하는 방법은 도 8 내지 도 10에서 설명한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다.
요람 장치는 판단된 움직임에 따라 지지부의 기울기를 조정한다(S1320). 지지부나 기울기 조정부의 특성에 따라, 기울기는 지지부 전체적으로 또는 국부적으로 조정될 수 있다. 지지부나 기울기 조정부의 구조 및 그 동작 방법에 대해서도 상술한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 요람 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 14에 따르면, 요람 장치는 관리자의 선택에 따라 모드를 선택한다(S1410). 모드는 상술한 바와 같이 일반 모드 및 다양한 조정 모드가 있을 수 있다.
여기서, 일반 모드가 선택된 경우에는 별다른 조정 없이 지지부를 평탄한 상태로 유지시키는 일반 모드로 동작한다(S1430).
반면, 조정 모드가 선택된 경우라면(S1420), 요람 장치는 초기 조건을 입력받아 저장한다(S1440). 초기 조건은 사용자의 특성에 대한 정보, 요람 장치의 동작 옵션 등을 포함할 수 있다.
초기 조건 저장이 완료되면 요람 장치는 압력 센서를 활성화시킨다(S1450). 이에 따라, 각 압력 센서들에서 압력 측정 값이 입력되면, 그 측정 값을 분석하여 사용자의 움직임 상태를 판단한다(S1460). 그리고 나서, 그 움직임 상태에 따라 지지부의 기울기를 조정하고 다시 원 상태로 회복시킨다(S1470).
한편, 요람 장치는 압력 센서의 센싱 값이나, 관리자가 입력하는 입력 값, 촬상 이미지나, 음향 신호 등에 기초하여 사용자의 상태를 판단할 수도 있다. 즉, 사용자가 수면 또는 안정 상태인지, 울거나 보채는 불안정 상태인지, 뒤집기나 직립을 시도하는 상태인지, 위험한 상태인지 등을 판단할 수 있다. 판단 결과 사용자 상태가 현재의 동작 모드와 다른 상태로 변화되었다고 판단하면(S1480), 변화된 사용자 상태에 부합되는 조정 모드로 변경하고(S1500), 그 조정 모드에 따른 설정 값을 적용하여 압력 측정, 측정 값 분석, 기울기 조정 등의 동작을 수행한다(S1460, S1470). 반면, 별다른 변화가 없다면 현재의 동작 모드의 설정 값을 그대로 이용하여 상술한 동작을 반복적으로 수행한다.
요람 장치는 사용이 종료될 때까지(S1490), 상술한 바와 같이 사용자의 상태를 지속적으로 모니터링하여 케어(care)해 줄 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시 예에서는 사람의 어린 아기가 사용자인 요람 장치를 기준으로 설명하였으나, 이상과 같은 실시 예들은 사람 이외의 동물을 보호하는 보호 장치 형태로도 구현될 수 있다. 또한, 폭발물이나 파손 위험이 높은 물체를 보관하는 보관 장치 형태로도 구현될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따른 요람 장치(100)의 동작이나 외부 장치(300)의 동작은 각각 소프트웨어로 코딩되어 비일시적 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 비일시적 판독 가능 매체는 요람 장치나 각종 사용자 단말 장치에 설치될 수 있으며, 이에 따라 다양한 장치에서 상술한 제어 방법이 구현될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 지지부 120 : 압력 센서
130 : 기울기 조정부 140 : 제어부

Claims (14)

  1. 요람 장치에 있어서,
    지지부;
    상기 지지부의 하측에 마련된 복수의 압력 센서;
    상기 지지부의 기울기를 조정하는 복수의 기울기 조정부; 및
    상기 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여 상기 지지부 내의 사용자의 움직임 상태를 판단하고, 상기 움직임 상태에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하도록 상기 복수의 기울기 조정부를 제어하는 제어부;를 포함하는 요람 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    초기 조건을 입력받기 위한 입력부; 및
    상기 입력부를 통해 입력된 초기 조건을 저장하는 저장부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 초기 조건에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초기 조건은, 상기 사용자의 나이, 상기 사용자의 신체 특성, 상기 지지부 내에서 상기 사용자의 헤드가 향하는 헤드 방향, 상기 사용자의 안면이 향하는 안면 방향, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 지지부를 평탄한 상태로 유지하는 일반 모드 및 상기 지지부의 기울기를 상기 사용자의 움직임 상태에 따라 조정하기 위한 복수의 조정 모드 중 관리자에 의해 선택된 모드로 동작하며,
    상기 복수의 조정 모드는, 상기 사용자가 수면 또는 안정 상태인 경우에 상기 사용자의 상태를 유지시키기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 안정 유지 모드, 상기 사용자가 뒤집기를 시도하는 상태인 경우에 뒤집기 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제1 보조 모드, 상기 사용자가 직립을 시도하는 상태인 경우에 직립 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제2 보조 모드, 상기 사용자가 불안정 상태인 경우에 상기 불안정 상태를 해소하기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 불안정 해소 모드, 상기 사용자가 위험 상황인 경우에 위험 상황을 해소하기 위한 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 위험 해소 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 사용자의 움직임 상태가 변화되면, 변화된 움직임 상태에 따라 상기 복수의 조정 모드 중 하나로 선택적으로 자동 전환하여, 전환된 모드에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하도록 상기 복수의 기울기 조정부를 제어하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자를 촬상하기 위한 촬상부;
    음향 신호를 입력받기 위한 마이크부;
    외부 장치와 통신을 수행하기 위한 통신부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 촬상부에서 촬상된 이미지 및 상기 마이크부로부터 입력된 음향 신호에 기초하여 사용자 상태를 파악하고, 상기 사용자 상태가 기 설정된 조건을 충족하면 상기 외부 장치로 알림 신호를 전송하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 기울기 조정부는 상기 지지부의 하측 가장자리에 분산 배치되며,
    각 기울기 조정부는,
    액츄에이터;
    상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터로 구동 신호를 인가하여 연장 또는 축소시키는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부는 플렉서블한 특성을 가지며,
    상기 복수의 기울기 조정부는 상기 지지부의 하측 전체에 분산 배치되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 지지부의 형상을 국부적으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 요람 장치.
  9. 요람 장치의 제어 방법에 있어서,
    지지부의 하측에 마련된 복수의 압력 센서의 출력 패턴을 분석하여, 상기 지지부 내의 사용자의 움직임 상태를 판단하는 단계;
    상기 움직임 상태에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    초기 조건이 입력되면, 상기 초기 조건을 저장하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 지지부의 기울기는 상기 초기 조건에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 초기 조건은 상기 사용자의 나이, 상기 사용자의 신체 특성, 상기 지지부 내에서 상기 사용자의 헤드가 향하는 헤드 방향, 상기 사용자의 안면이 향하는 안면 방향, 압력 측정 주기, 기울기 조정 정도, 기울기 조정 속도, 기울기 조정 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 지지부를 평탄한 상태로 유지하는 일반 모드 및 상기 지지부의 기울기를 상기 사용자의 움직임 상태에 따라 조정하기 위한 복수의 조정 모드 중 하나를 선택받는 단계;를 더 포함하며,
    상기 지지부의 기울기는 상기 복수의 조정 모드 중 하나가 선택되었을 때 조정되며,
    상기 복수의 조정 모드는, 상기 사용자가 수면 또는 안정 상태인 경우에 상기 사용자의 상태를 유지시키기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 안정 유지 모드, 상기 사용자가 뒤집기를 시도하는 상태인 경우에 뒤집기 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제1 보조 모드, 상기 사용자가 직립을 시도하는 상태인 경우에 직립 시도를 보조하는 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 제2 보조 모드, 상기 사용자가 불안정 상태인 경우에 상기 불안정 상태를 해소하기 위한 패턴으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 불안정 해소 모드, 상기 사용자가 위험 상황인 경우에 위험 상황을 해소하기 위한 방향으로 상기 지지부의 기울기를 조정하는 위험 해소 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사용자의 움직임 상태가 변화되면, 변화된 움직임 상태에 따라 상기 복수의 조정 모드 중 하나로 선택적으로 자동 전환하여, 전환된 모드에 따라 상기 지지부의 기울기를 조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자를 촬상하는 단계;
    음향 신호를 입력받는 단계;
    촬상된 이미지 및 상기 음향 신호에 기초하여 사용자 상태를 판단하는 단계;
    상기 사용자 상태가 기 설정된 조건을 충족하면 외부 장치로 알림 신호를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.





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