KR20160069699A - 바른 자세 유지용 의자 - Google Patents

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정승현
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Abstract

본 발명은, 착석부; 상기 착석부의 저면에 부착된 다리부; 상기 착석부의 일측에 설치된 허리받침대; 상기 착석부의 상면에 메트릭스 셀형태로 설치된 복수의 에어 캡슐; 상기 에어캡슐위에 설치되어서, 상기 사용자의 착석 압력을 측정하여 착석 압력 정보를 생성하는 복수의 압력센서; 상기 에어 캠슐에 독립적으로 공기압을 제공하는 액츄에이터; 및 상기 압력센서로부터 획득되는 압력값을 기초로 하여 상기 에어캡슐이 동작하도록 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하는, 바른 자세 유지용 의자에 관한 것이다.

Description

바른 자세 유지용 의자{CHAIR FOR MAINITAING CORRECT POSTURE}
본 발명은, 바른 자세 유지용 의자에 관한 것이다.
컴퓨터를 사용하는 업무가 증가하면서 사무용 의자에 앉아있는 시간이 크게 증가하고 있다.
일반적으로 사무용 의자는, 앉을 수 있도록 된 착석부와 사용자가 등을 기댈 수 있는 등받이부와, 상기 착석부와 등받이부를 하나로 연결하는 몸체를 갖는 형태로 구현된다.
상기와 같은 몸체에는 이동이 용이하도록 바퀴가 달려 있기도 한다.
한편, 컴퓨터를 이용하는 업무가 증가하면서 눈의 피로 증가 및 시력저하, 근골격계 질환의 증가, 척추의 형태변형 및 허리디스크 환자의 증가, 목의 형태변형 및 목디스크 환자의 증가 등이 문제로 대두되고 있다.
눈의 피로증가 및 시력저하는, 컴퓨터를 사용할 때 시선이 모니터에만 오래도록 머물러 눈의 깜빡이는 횟수가 크게 줄고 초점의 변화가 없기 때문이다.
또, 근골격계 질환의 증가는 팔이 키보드나 마우스에 지속적으로 올려져 있는데 동일한 자세를 오래도록 유지하는 경우가 많아 서서히 근골격계에 문제가 발생되기 때문이다.
또, 척추의 변형 및 허리디스크 환자의 증가는 시선이 모니터에 집중되면서 앉은 상태에서 상체가 앞쪽으로 오랫동안 구부러져 있게 되거나, 체형 또는 습관의 문제로, 상체가 좌우로 기울어져 있기 때문이다.
상기와 같은 현상들은 서서히 진행되는 것이어서 돌이킬 수 없을 정도로 악화된 경우에 비로소 그 사실을 알게 되는 경우가 많다.
상기와 같은 문제가 발생되지 않도록 사무용 의자에 앉을 때 바른 자세를 취하고, 20분∼30분 단위로 휴식을 하도록 의사들의 충고가 이어지고는 있으나 이를 잘 모르는 경우가 많고, 알고 있다고 하더라도 의사의 충고를 따르는 경우는 극히 드물다.
이는 바른 자세를 취하고 휴식을 반복하는 것을 습관화하는 것이 매우 어렵기 때문이다.
본 발명은 의자에 착석한 사용자에게 바른 자세를 유지하도록 하여, 허리 디스크 등을 예방 완화시킬 수 있는, 바른 자세 유지용 의자를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바른 자세 유지용 의자는, 착석부; 상기 착석부의 저면에 부착된 다리부; 상기 착석부의 일측에 설치된 허리받침대; 상기 착석부의 상면에 메트릭스 셀형태로 설치된 복수의 에어 캡슐; 상기 에어캡슐위에 설치되어서, 상기 사용자의 착석 압력을 측정하여 착석 압력 정보를 생성하는 복수의 압력센서; 상기 에어 캠슐에 독립적으로 공기압을 제공하는 액츄에이터; 및 상기 압력센서로부터 획득되는 압력값을 기초로 하여 상기 에어캡슐이 동작하도록 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 바른 자세 유지용 의자는, 사용자의 체중, 키, 및 성별을 포함하는 인체 정보를 입력하기 위한 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 인체 정보에 기초하여 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 바른 자세 유지용 의자는, 건강 관리 서버와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 압력 센서로부터의 상기 착석 압력 정보를 기초로 하여 자세 정보를 생성하고, 상기 자세 정보를 상기 통신부를 통해 상기 건강 관리 서버로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 바른 자세 유지용 의자는, 알람부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 자세 정보가 기준값 밖이라고 판단되면, 상기 알람부를 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 자세 정보가 기준값 밖이고, 그 지속기간이 소정시간 이상인 경우, 상기 알람부를 동작시킬 수 있다.
여기서, 상기 에어 캡슐은 벌집 모양의 메트릭스 형태로 배치될 수 있다.
여기서, 상기 압력센서는, 상기 에어 캡슐상에 배치되어서, 상기 착석 압력에 의해 변형되는 전도체를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 전도체에 흐르는 저항값의 변화에 기초하여 상기 착석 압력 정보를 생성할 수 있다.
여기서, 상기 압력 센서는, 상기 복수의 에어캡슐 중 상기 허리받침부 중앙에 배치된 에어캡슐을 제외한 모든 에어 캡슐에 각각 독립 설치될 수 있다.
여기서, 상기 액츄에이터는, 상기 에어 캡슐 중 제 1 측 에어캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 1 서브 액츄에이터; 및 상기 에어 캡슐 중 제 2 측 에어캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 2 서브 액츄에이터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제 1 서브 액츄에이터 및 제 2 서브 액츄에이터는 상기 착석부의 저면에 설치될 수 있다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면 의자에 착석한 사람의 자세가 올바르지 못한 경우, 에어캡슐을 통해 바른 자세를 유도할 수 있게 된다.
또한, 통신부를 더 구비하여, 사용자의 자세 정보를 건강 관리 서버에 전송하도록 하여, 건강 관리 서버에서 사용자의 자세 상태를 지속적으로 감시 감독할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자의 전자적인 구성을 나타내는 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자에 부착되는 에어캡슐의 구성을 설명하기 위한 단면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자에 부착되는 에어캡슐의 동작을 설명하기 위핸 개념도들.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자의 사시도이다, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 바른 자세 유지용 의자(100)는, 착석부(10), 다리부(20), 허리받침대(30), 에어 캡슐(40), 팔걸이부(70), 저면 케이싱(70)을 포함하여 구성될 수 있다.
착석부(10)는, 사용자가 엉덩이를 걸치는 부분에 해당한다. 이 착석부(10)는, 각 모서리부 또는 하면 중앙부에 부착된 다리부(20)에 의해 지면으로부터 지지되게 된다. 이 착석부(10)는, 평판형 구조로서, 원형, 정사각형, 다각형형, 타원형 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
다리부(20)는 상기 착석부(10)를 지지하기 위한 구성요소이다. 도 1에서는 착석부(10)의 중앙에 기둥이 있고 그 하단에 받침대가 있는 예를 도시하였으나, 각 모서리부분에 부착되는 4개의 다리로 구성된 예등 다양한 변형이 가능함이 이해되어야 한다.
허리 받침대(30)는, 상기 착석부(10)의 일측에 설치되어서 사용자가 앉았을 때, 허리를 받치기 위해 구성된 구성요소이다. 허리 받침대(30)는 사용자의 척추를 중심으로 한 2개의 부분을 독립적으로 제어하게 위한 듀오백 형태를 가질 수 있다.
한편, 착석부(10)의 양측에는 팔걸이부(70)가 부착될 수 있다. 이 팔걸이부(70)에는, 디스플레이부(110)와 사용자 입력부(140)가 각각 설치될 수 있다. 이들의 구성 및 동작에 대해서는, 도 2에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
착석부(10)의 상면에는 메트릭스 셀형태로 부착되는 에어 캡슐(40)이 설치된다. 이 에어 캡슐 내부에는 사용자의 착석에 따른 착석 압력 정보를 생성하는 압력 센서가 설치된다. 이들의 동작에 대해서는 도 2 내지 도 6에서 상세하게 설명하도록 한다.
그리고, 착석부(10)의 저면에는 상기 에어 캡슐(40) 각각에 독립적으로 공기압을 제공하는 액츄에이터(160)가 설치된 저면 케이싱(70)이 설치된다. 이 저면 케이싱(70)에는 후술하는 제어부(170), 메모리(120) 등을 포함하는 기판과, 이들을 구동하기 위한 전원 공급 장치가 함께 내장될 수 있다.
도 2에서는 상술한 구성을 가지는 바른 자세 유지용 의자(100)의 전자적인 구성 및 동작을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자(100)의 전자적인 구성을 나타내는 블록 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바른 자세 유지용 의자(100)는, 에어 캡슐(40), 디스플레이부(110), 메모리(120), 알람부(130), 사용자 입력부(140), 통신부(150), 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터(160:161,162),그리고 제어부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
에어 캡슐(40)을 상기 제 1 및 제 2 서브 액츄에이터(162)에 의해 독립적으로 팽창 수축하는 구성요소이다. 도 2에 도시된 바와 같이 에어 캡슐(40)은 벌집 모양으로 메트릭스 형태로 배치될 수 있다. 각 에어 캡슐들(C1~C8)에는 압력 센서가 각각 내장된다. 이들 압력 센서(S1~S7:착석 압력 센서)는 착석 압력 정보를 생성하게 된다. 여기서 후방 중앙부(C2)는 사용자 착석시 엉덩이 사이에 대응되는 부분으로서, 압력이 가해지지 않는 경우가 많다. 이 때문에, 제조 원가를 낮추기 위하여 C2 에어 캡슐에는 압력 센서를 내장하지 않는다. 한편, 이들의 구성에 대해서는 도 3에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.
디스플레이부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 팔걸이부(70)에 설치될 수 있다. 본 상세한 설명에서는 팔걸이부(70)에 설치된 예를 도시하였으나 이에 한정될 필요는 없다.
디스플레이부(110)는, 본 발명에 따른 바른 자세 유지용 의자(100)의 동작 상태 및 설정 상태에 대한 정보를 표시하고, 또한, 사용자 입력부(140)를 통해 입력되는 신호를 표시하는 기능을 한다.
메모리(120)는, 본 발명의 일실시예인 바른자세 유지용 의자(100)의 동작을 제어하는 제어 프로그램을 저장하고, 또한, 사용자 입력부(140)를 통해 입력되는 사용자 정보를 저장하는 기능을 한다. 이러한 메모리(120)로는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크(170)로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory)등이 이용될 수 있다.
알람부(130)는, 상기 압력 센서로부터 획득되는 착석 압력 정보에 의해 생성된 자세 정보가 올바르지 못한 경우, 즉, 사용자의 착석 자세가 잘못된 경우, 소리나 진동등을 통해 이를 알람하는 기능을 한다.
사용자 입력부(140)는, 키버튼, 터치스크린 등으로 구성되어서, 바른 자세 유지용 의자(100)의 동작을 제어하는 제어 명령을 입력하는 기능과 더불어서, 사용자의 체중, 키, 및 성별을 포함하는 인체 정보를 입력하는 기능을 한다.
통신부(150)는, 네트워크를 통해 서버와 무선통신을 하게 하는 구성요소이다. 이러한 통신부(150)로는 이동 통신 모듈, 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈등이 있다. 본 발명에서의 통신부(150)는 건강 관리 서버로 상기 자세 정보를 전송하는 기능을 한다.
액츄에이터(160)는 상기 에어 캡슐(40)에 각각 독립적인 공기압을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에서 상기 액츄에이터(160)는 상기 에어 캡슐 중 제 1 측(즉 좌측) 에어 캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 1 서브 액츄에이터(161); 및 상기 에어 캡슐 중 제 2 측(즉, 우측) 에어 캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 2 서브 액츄에이터(162)를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(170)는, 압력센서로부터 획득되는 압력값을 기초로 하여 상기 에어 캡슐(40)이 동작하여 사용자가 바른자세를 갖도록 상기 액츄에이터(160)를 제어하는 기능을 한다. 또한 제어부(170)는 사용자 입력부(140)를 통해 입력되는 인체 정보에 기초하여 상기 액츄에이터(160)의 동작을 제어하게 된다. 즉, 성인과 어린이인 경우, 여자와 남자인 경우 체형이 상이하다. 본 발명에서는, 상기 사용자 입력부(140)를 통해 사용자의 체중, 키, 나이등을 입력하면 메모리(120)에 저장된 프로그램을 통해 이러한 인체 정보에 맞게 액츄에이터(160)의 동작을 제어하게 된다. 또한, 보다 상세한 분석을 위해, 상기 제어부(170)는, 상기 압력 센서(S1~S7)로부터의 상기 착석 압력 정보를 기초로 하여 자세 정보를 생성하고, 상기 자세 정보를 상기 통신부(150)를 통해 상기 건강 관리 서버로 전송하는 기능을 구비한다. 이와 같이 구성함으로써, 사용자의 자세에 대하여 건강 관리 서버가 보다 면밀하게 분석하게 할 수 있다.
또한 제어부(170)는, 자세 정보가 기준값 밖이라고 판단되면, 알람부(130)를 동작시켜 사용자의 바른 자세를 가이드할 수 있다.
이상과 같은 구성을 가지는 바른 자세 유지용 의자(100) 중 에어 캡슐(40)에 대한 구조에 대하여 도 3을 통해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자에 부착되는 에어 캡슐의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 에어 캡슐(40)은 캡슐 하우징(41), 돔형 저면부(43), 및 압력 센서(45)를 포함하여 구성될 수 있다.
캡슐 하우징(41)은 에어 캡슐(40)의 상부 외관을 형성하며, 액츄에이터(160)의 공기압에 의해 팽창 수축 가능한 탄성 재질로 구성될 수 있다.
돔형 저면부(43)는, 캡슐 하우징(41)의 저면에 위치하여서 그 위에 압력 센서(45)가 부착되게 된다. 사용자가 의자에 앉게 되면, 이 돔형 저면부(43)는 사용자의 무게(착석 압력)에 의해 휘어지게 된다. 이 때, 압력 센서는 이러한 휘어짐을 근거로 압력 정보를 생성하게 된다. 이러한 압력센서(45)로는 상기 착석 압력에 의해 변형되는 전도체로 구성되며, 상기 전도체는 상기 착석 압력에 의해 변형이 된다. 이에 따라 전도체에 흐르는 전류 저항값이 상이하게 되며, 이를 기초로 하여 착석 압력을 측정하게 된다. 즉, 상기 전도체에 흐르는 저항값의 변화에 기초하여 상기 착석 압력 정보가 생성되게 된다.
이하에서는 상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예인 바른 자세 유지용 의자(100)에서 사용자에게 바른 자세를 가이드 하는 방법에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조로 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예인 바른 자세 유지용 의자에 부착되는 에어 캡슐의 동작을 설명하기 위핸 개념도들이다. 도 4는 사용자가 전방(F)과 우측(R)으로 기울어져 앉아 있는 경우이다. 이 경우, 착석부(10) 위의 에어 캡슐(40) 중 전방 우측 즉, C8 에어 캡슐에 공기압이 가해져야 한다. 이에 따라, 제 2 서브 액츄에이터(162)가 구동되어서, C8 에어 캡슐에 공기압이 가해져서 바른 자세를 가지도록 유도할 수 있다.
도 5는 사용자가 후방(R) 좌측(L)으로 기울어져 앉아 있는 경우이다. 이 경우, S1 압력 센서와 S4 압력 센서의 착석 압력이 타 압력센서에 비해 높게 측정된다. 이에 따라, C1 에어 캡슐과, C4 에어 캐슐에 대하여 공기압이 가해져야 하며, 이에 따라, 제 1 서브 액츄에이터(161)가 구동되어서, C1 및 C4 에어 캡슐에 공기압이 가해져서 바른 자세를 유도하게 된다.
도 6은 교정이 불가능한 경우이다. 즉, S1, S3, S4, S5에서는 착석 압력 정보가 전혀 발생하지 않고, 다만 S6, S7, S8에서만 착석 압력 정보가 생성된다. 그러면, 이 경우는 착석자가 착석부(10) 전체에 걸쳐 앉는 것이 아니라 일부에만 걸쳐 앉는 경우라 할 것이다. 이러한 경우에는 자세 교정 자체가 불가능하므로 알람부(130)를 통해 사용자에게 알람을 하여 바른 자세를 유도하게 된다.
상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면 의자에 착석한 사람의 자세가 올바르지 못한 경우, 에어캡슐을 통해 바른 자세를 유도할 수 있게 된다.
또한, 통신부를 더 부비하여, 사용자의 자세 정보를 건강 관리 서버에 전송하도록 하여, 건강 관리 서버에서 사용자의 자세 상태를 지속적으로 감시 감독할 수 있게 된다.
상기와 같이 설명된 바른 자세 유지용 의자는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10: 착석부
20 : 다리부
30 : 허리 받침대
40 : 에어캡슐
41 : 캡슐 하우징
43 : 돔형 저면부
45 : 압력센서
50 : 팔걸이부
70 : 저면 케이싱
C1~C8 : 각 에어 캡슐
S1~S7 : 각 압력 센서
100 : 바른 자세 유지용 의자
110 : 디스플레이부
120 : 메모리
130 : 알람부
140 : 사용자 입력부
150 : 통신부
160 : 액츄에이터
161 : 제 1 서브 액츄에이터
162 : 제 2 서브 액츄에이터
170 : 제어부

Claims (10)

  1. 착석부;
    상기 착석부의 저면에 부착된 다리부;
    상기 착석부의 일측에 설치된 허리받침대;
    상기 착석부의 상면에 메트릭스 셀형태로 설치된 복수의 에어 캡슐;
    상기 에어캡슐위에 설치되어서, 상기 사용자의 착석 압력을 측정하여 착석 압력 정보를 생성하는 복수의 압력센서;
    상기 에어 캠슐에 독립적으로 공기압을 제공하는 액츄에이터; 및
    상기 압력센서로부터 획득되는 압력값을 기초로 하여 상기 에어캡슐이 동작하도록 상기 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하는, 바른 자세 유지용 의자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    사용자의 체중, 키, 및 성별을 포함하는 인체 정보를 입력하기 위한 사용자 입력부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 인체 정보에 기초하여 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는, 바른 자세 유지용 의자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    건강 관리 서버와 통신하기 위한 통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 압력 센서로부터의 상기 착석 압력 정보를 기초로 하여 자세 정보를 생성하고, 상기 자세 정보를 상기 통신부를 통해 상기 건강 관리 서버로 전송하는, 바른 자세 유지용 의자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    알람부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 자세 정보가 기준값 밖이라고 판단되면, 상기 알람부를 동작시키는, 바른 자세 유지용 의자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 자세 정보가 기준값 밖이고, 그 지속기간이 소정시간 이상인 경우, 상기 알람부를 동작시키는, 바른 자세 유지용 의자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 캡슐은 벌집 모양의 메트릭스 형태로 배치되는, 바른 자세 유지용 의자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압력센서는, 상기 에어 캡슐내에 배치되어서, 상기 착석 압력에 의해 변형되는 전도체를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 전도체에 흐르는 저항값의 변화에 기초하여 상기 착석 압력 정보를 생성하는, 바른 자세 유지용 의자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 압력 센서는
    상기 복수의 에어캡슐 중 상기 허리받침부 중앙에 배치된 에어캡슐을 제외한 모든 에어 캡슐에 각각 독립 설치되는, 바른 자세 유지용 의자.
  9. 제 9 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는,
    상기 에어 캡슐 중 제 1 측 에어캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 1 서브 액츄에이터; 및
    상기 에어 캡슐 중 제 2 측 에어캡슐에 대하여 독립적으로 공기압을 공급하는 제 2 서브 액츄에이터를 포함하는, 바른 자세 유지용 의자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 서브 액츄에이터 및 제 2 서브 액츄에이터는 상기 착석부의 저면에 설치되는, 바른 자세 유지용 의자.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190108439A (ko) * 2018-03-14 2019-09-24 (주)에프에스알엔티 공압을 이용한 자세교정장치 및 그 제어방법
KR102273575B1 (ko) * 2020-03-19 2021-07-06 공주대학교 산학협력단 자세 교정용 의자
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