KR20170004200U - 스마트 자세 유지 보정 장치 - Google Patents

스마트 자세 유지 보정 장치 Download PDF

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KR20170004200U
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KR2020170006228U
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정광욱
이동성
강호경
이범우
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(주)맨엔텔
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Abstract

스마트 자세 유지 보정 장치가 제공된다. 본 고안의 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 뇌병변 장애인의 착석 상태를 감지하고 착석 자세를 유지하도록 보정하는 장치에 있어서, 팔걸이 부재와, 등받이 부재와, 팔걸이 부재와 일정 거리 이격된 상측에 설치되되 등받이 부재의 양측에 연결되도록 설치되어 뇌병변 장애인의 좌우 이탈을 방지하는 적어도 두 개의 지지부재와, 등받이 부재와 연결되는 시트 부재를 각각 구비한 착석부; 4개 이상의 무게 센서가 시트 부재에 균등 배치되도록 설치되어 무게를 측정하는 제 1 센서부; 등받이 부재에 균등 배치되어 무게를 측정하는 6개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 2 센서부; 각 지지부재에 설치되어 무게를 측정하는 2개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 3 센서부; 제 1 센서부, 제2센서부 및 제3센서부에서 최초로 획득한 측정값을 각각의 초기값으로 설정하는 초기값 설정부; 및 각 초기값에 대한 측정값의 변화량이 일정값 이상인 경우에 뇌병변 장애인의 자세를 이상 자세로 판단하는 자세 판단부;를 포함하며, 상기 자세 판단부는, 제 1 센서부 및 제 2 센서부에서 획득한 측정값의 변화량에 따라 뇌병변 장애인의 전후 기울기를 획득하고, 제 1 센서부 및 제 3 센서부에서 획득한 측정값의 변화량에 따라 뇌병변 장애인의 좌우 기울기를 획득하며, 획득된 전후 기울기 및 좌우 기울기를 이용하여 뇌병변 장애인의 3차원 기울기를 획득함으로써 상기 이상 자세를 판단하되, 제 3 센서부의 변화량을 제 1 센서부 및 제2센서부의 변화량에 우선하여 판단한다.

Description

스마트 자세 유지 보정 장치{Smart posture keep revision device}
본 고안은 자세 유지 보정 장치에 관한 것으로, 특히 뇌병변 장애인이 의자에 착석하는 경우, 몸의 경직 또는 발작으로 인한 착석 자세의 변화를 확인함으로써 착석 자세를 보정할 수 있도록 하는 스마트 자세 유지 보정 장치에 관한 것이다.
일반인이 의자에 착석하는 경우, 뇌로부터 균형을 잡을 수 있도록 전달되는 신호에 의해 자세를 계속하여 수정함으로써 의자에서 이탈하지 않고 착석할 수 있다. 하지만, 뇌병변 장애인이 의자에 착석하는 경우, 뇌로부터 전달되는 신호가 정상적인 정보를 포함하지 않기 때문에 몸의 제어를 자유롭게 수행하지 못하고, 착석한 의자에서 이탈하는 일이 종종 발생한다. 따라서, 뇌병변 장애인이 의자에 착석하는 경우, 착석한 의자에서 이탈하지 않도록 이탈 방지 부재를 포함하며, 착석 자세를 확인함으로써 착석 자세에 이상이 생기는 경우, 현재 착석 자세를 알려주거나 교정해줄 수 있는 장치가 요구된다.
이러한 착석 자세를 알려주거나 교정해줄 수 있는 장치로써, 의자의 엉덩이 부분과 등받이에 설치된 위치 검출용 센서와 센서의 위치 정보를 입력 받아 기 설정된 임계값과의 비교를 통해 자세를 확인하고, 진동판에 신호를 보내주는 자세교정 의자가 한국공개특허 제 2009-0060487호에 개시되어있다.
하지만, 이러한 자세교정 의자는, 지지부재가 존재하지 않으면서, 착석한 의자에서 다양한 방향으로 이탈하는 경우에 대한 대응이 불가능하고, 보호자가 착석한 뇌병변 장애인의 변경된 착석 자세를 확인할 수 없는 문제점이 존재한다.
KR 2009-0060487 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안의 한 실시예는 다양한 방향에 대한 뇌병변 장애인의 착석 자세 변화를 확인할 수 있는 스마트 자세 유지 보정 장치를 제공하고자 한다.
또, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안의 한 실시예는 뇌병변 장애인의 착석 자세 변화 방향을 출력함으로써 보호자가 착석한 뇌병변 장애인의 변경된 착석 자세를 확인할 수 있는 스마트 자세 유지 보정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 고안의 한 실시예는 뇌병변 장애인의 착석 이탈을 방지할 수 있는 지지부재를 더 포함할 수 있는 스마트 자세 유지 보정 장치를 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 고안의 일 측면에 따르면, 스마트 자세 유지 보정 장치가 제공된다. 상기 스마트 자세 유지 보정 장치는, 뇌병변 장애인의 착석 상태를 감지하고 착석 자세를 유지하도록 보정하는 장치에 있어서, 팔걸이 부재와, 등받이 부재와, 팔걸이 부재와 일정 거리 이격된 상측에 설치되되 등받이 부재의 양측에 연결되도록 설치되어 뇌병변 장애인의 좌우 이탈을 방지하는 적어도 두 개의 지지부재와, 등받이 부재와 연결되는 시트 부재를 각각 구비한 착석부; 4개 이상의 무게 센서가 시트 부재에 균등 배치되도록 설치되어 무게를 측정하는 제 1 센서부; 등받이 부재에 균등 배치되어 무게를 측정하는 6개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 2 센서부; 각 지지부재에 설치되어 무게를 측정하는 2개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 3 센서부; 제 1 센서부, 제2센서부 및 제3센서부에서 최초로 획득한 측정값을 각각의 초기값으로 설정하는 초기값 설정부; 및 각 초기값에 대한 측정값의 변화량이 일정값 이상인 경우에 뇌병변 장애인의 자세를 이상 자세로 판단하는 자세 판단부;를 포함한다.
상기 자세 판단부는, 각 초기값에 대한 측정값의 변화량이 일정값 이상인 경우에 해당 측정값을 측정한 센서들의 위치를 확인하고, 해당 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면과 시트 부재 사이의 각도만큼 뇌병변 장애인의 자세가 전후 또는 좌우로 기울어진 것으로 판단할 수 있다.
상기 자세 판단부는, 상기 뇌병변 장애인의 자세를 이상 자세로 판단한 경우, 상기 이상 자세에 해당하는 알람을 출력할 수 있다.
상기 제 2 센서부는, 각각의 센서가 상기 등받이 부재에 3개의 열을 이루도록 균등 배치되도록 구성될 수 있다.
본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 착석한 뇌병변 장애인의 착석 자세의 변화를 확인하고 알람을 제공함으로써 보호자가 보다 용이하게 뇌병변 장애인의 자세를 보정해줄 수 있는 효과가 있다.
또, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 착석한 뇌병변 장애인의 착석 이탈을 방지할 수 있는 지지부재를 포함함으로써, 뇌병변 장애인의 착석 이탈 방지를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 착석한 뇌병변 장애인의 착석 이탈을 모든 방향에 대해 확인함으로써 보다 높은 착석 이탈 판단율을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치의 전면도이다.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치의 전면도이다.
도 4는 본 고안의 또다른 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치의 전면도이다.
도 5는 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치와 단말기를 나타낸 도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 고안의 실시예에 대하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 고안은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 고안을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 뇌병변 장애인의 착석시, 의자에 포함된 센서를 이용하여 착석 자세를 판단하고, 판단한 착석 자세를 보호자에게 알려줄 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치(100)는, 착석부(110), 제 1 센서부(130), 초기값 설정부(150), 및 자세 판단부(170)를 포함한다.
스마트 자세 유지 보정 장치(100)는 뇌병변 장애인이 착석부(110)에 착석하면, 제 1 센서부(130)에서 무게를 감지하여 측정값을 초기값 설정부(150)로 전송하고, 초기값 설정부(150)는 제 1 센서부(130)에서 최초로 측정된 최초 측정값을 이용하여 초기값을 설정한다. 또, 자세 판단부(170)는 초기값이 설정된 이후 제 1센서부(130)에서 측정되는 측정값이 초기값과 비교하여 변화한 변화량을 이용하여 착석 자세를 판단한다.
이때, 착석부(110)는 착석한 뇌병변 장애인이 의자에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 지지부재(230)를 더 포함한다. 지지부재(230)는 시트 부재(250)와 연결된 등받이 부재(210)와 연결되어 착석한 뇌병변 장애인의 의자 이탈을 방지할 수 있다.
제 1 센서부(130)는 착석부(110)에 포함되는 시트 부재(250)에 설치되어 착석한 뇌병변 장애인의 무게를 측정하여 측정값을 획득한다. 바람직하게는 제 1 센서부(130)는 적어도 4개의 무게 센서로 구성되며 각각의 센서는 시트 부재(250)에 균등 배치된다. 일 예로, 제 1 센서부(130)의 센서들은 배치에 따라 착석면의 전방, 후방, 좌측, 및 우측의 무게를 측정할 수 있고, 전방우측, 전방 좌측, 후방좌측 및 후방 우측의 무게를 측정할 수도 있다. 하지만, 본 고안은 이에 한정되지 않으며, 설정에 따라 다양한 방식으로 센서를 배치할 수 있다.
초기값 설정부(150)는 측정값을 이용하여 초기값을 설정한다. 초기값 설정부(150)는 초기값 설정 선택에 따라 제 1 센서부(130)에서 획득한 측정값을 초기값으로 설정한다.
자세 판단부(170)는 측정값과 초기값을 비교하여 뇌병변 장애인의 현재 착석 자세의 이상 자세 여부를 판단한다. 즉, 자세 판단부(170)는 초기 설정 후 뇌병변 장애인의 자세 변화에 따른 측정값의 변화량을 기초로 뇌병변 장애인의 자세를 판단할 수 있다. 예를 들면, 자세 판단부(170)는 현재 측정값이 초기값과의 차이가 기 설정된 변화량보다 큰 경우, 자세가 급변하고 있다고 판단할 수 있고, 해당 측정값을 이상값으로 설정할 수 있다. 즉, 일 예로 초기값이 10이고 기 설정된 변화량이 2인 경우, 측정값이 8 이하 또는 12 이상인 경우 해당 측정값은 이상값으로 설정될 수 있고, 이때 이상값은 초기값보다 큰 이상값과 초기값보다 작은 이상값으로 구분될 수 있다. 또, 이를 이용하여 자세 판단부(170)는 뇌병변 장애인의 자세가 이상 자세인 것으로 판단할 수 있다.
자세 판단부(170)는, 제 1 센서부의 무게 센서에서 획득한 무게값을 이용하여 정밀자세 제어 및 방향성을 파악할 수 있다. 이때, 자세 판단부(170)는, 측정되는 무게값의 변화를 이용하여 뇌병변 장애인의 자세가 기울어지는 방향성과 기울어지는 정도를 확인할 수도 있다.
또, 자세 판단부(170)는 이상 자세로 판단한 경우, 해당 이상 자세에 해당하는 알람을 출력할 수 있다. 이때, 알람은 보호자가 확인할 수 있는 방식으로 출력될 수 있고, 이러한 일 예로 유선 또는 무선으로 연결된 디스플레이에 출력될 수도 있다.
한편, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 이상 자세 판단 정확도를 증가시키기 위해 제 2 센서부를 더 포함할 수 있다. 도 3을 참조하면, 본 고안의 다른 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치(300)는, 착석부(110)에 포함되는 등받이 부재(210)에 제 2 센서부(310)를 더 포함할 수 있다.
제 2 센서부(310)는 등받이 부재(210)에 설치되어 착석한 뇌병변 장애인의 등받이 부재(210)에 작용하는 무게를 측정하여 측정값을 획득한다. 바람직하게는 제 2 센서부(310)는 적어도 6개의 무게 센서로 구성되며 각각의 센서는 등받이 부재(210)에 균등 배치된다. 일 예로 제 2 센서부(310)의 센서들은 2열로 배치될 수 있다. 이 경우, 제 2 센서부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이 3등분 된 등받이 부재(210) 각각에 두 개씩 설치될 수 있으며, 일체형으로 구성되는 등받이 부재(210)에 2열로 배치될 수도 있다.
이 경우, 초기값 설정부(150)는 제 1 센서부(130)에서 획득하는 측정값을 제 1 측정값으로 설정하고, 제 2 센서부(310)에서 획득하는 측정값을 제 2 측정값으로 설정함으로써 제 1 센서부(130) 및 제 2 센서부(310)에서 획득하는 측정값을 각각 독립적으로 활용할 수도 있다. 또, 초기값 설정부(150)는 제 1 센서부(130)의 최초 측정값을 제 1 초기값으로 설정할 수 있고, 제 2 센서부(310)의 최초 측정값을 제 2 초기값으로 설정할 수 있다.
본 고안의 다른 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치(300)에서, 자세 판단부(170)는 뇌병변 장애인의 현재 착석 자세의 이상 자세 여부를 판단하기 위해 제 1 센서부(130) 및 제 2 센서부(310)에서 각각 획득한 제 1 측정값 및 제 2 측정값을 동시에 이용할 수 있다.
자세 판단부(170)는 제 1 측정값과 제 2 측정값에서 도출되는 제 1 이상값 및 제 2 이상값을 이용하여 착석부(110)에 착석한 뇌병변 장애인의 전후 기울기를 확인함으로써 이상 자세를 판단할 수 있다.
자세 판단부(170)는 바람직하게는 제 1 이상값 중 초기값보다 큰 이상값과 제 2 이상값 중 초기값보다 큰 이상값을 측정한 센서의 위치를 확인하고, 해당 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면과 시트 부재(250) 사이의 각도를 이용하여 뇌병변 장애인의 전후 방향 이상 자세를 판단할 수 있다. 이를 이용하여, 자세 판단부(170)는 시트 부재(250)와 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면 사이의 각도만큼 뇌병변 장애인의 자세가 전후로 기울어져 있다고 판단할 수 있다.
한편, 본 고안의 또다른 실시예에서, 스마트 자세 유지 보정 장치(300)는, 착석부(110)에 포함되는 지지부재(230)에 제 3 센서부(410)를 더 포함할 수 있다.
제 3 센서부(410)는 지지부재(230)에 설치되어 착석한 뇌병변 장애인의 지지부재(230)에 작용하는 무게를 측정하여 측정값을 획득한다. 지지부재(230)는 등받이 부재(210)와 연결되며, 착석한 뇌병변 장애인의 좌우 이탈을 방지하기 위해 양쪽에 적어도 하나씩 설치되도록 구성될 수 있다. 제 3 센서부(410)는 일 예로 적어도 2개의 무게 센서로 구성되며 각각의 무게 센서는 각각의 지지부재(230)에 하나씩 배치될 수 있다.
이 경우, 초기값 설정부(150)는 제 1 센서부(130)에서 획득하는 측정값을 제 1 측정값으로 설정하고, 제 3 센서부(410)에서 획득하는 측정값을 제 3 측정값으로 설정함으로써 제 1 센서부(130) 및 제 3 센서부(410)에서 획득하는 측정값을 각각 독립적으로 활용할 수도 있다. 또, 초기값 설정부(150)는 제 1 센서부(130)의 최초 측정값을 제 1 초기값으로 설정할 수 있고, 제 3 센서부(410)의 최초 측정값을 제 3 초기값으로 설정할 수 있다.
본 고안의 다른 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치(400)에서, 자세 판단부(170)는 뇌병변 장애인의 현재 착석 자세의 이상 자세 여부를 판단하기 위해 제 1 센서부(130) 및 제 3 센서부(410)에서 각각 획득한 제 1 측정값 및 제 3 측정값을 동시에 이용할 수 있다.
자세 판단부(170)는 제 1 측정값과 제 3 측정값에서 도출되는 제 1 이상값 및 제 3 이상값을 이용하여 착석부(110)에 착석한 뇌병변 장애인의 좌우 기울기를 확인함으로써 이상 자세를 판단할 수 있다. 자세 판단부(170)는 바람직하게는 제 1 이상값 중 초기값보다 큰 이상값과 제 3 이상값 중 초기값보다 큰 이상값을 측정한 센서의 위치를 확인하고, 해당 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면과 시트 부재(250) 사이의 각도를 이용하여 뇌병변 장애인의 좌우 방향 이상 자세를 판단할 수 있다. 이를 이용하여, 자세 판단부(170)는 시트 부재(250)와 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면 사이의 각도만큼 뇌병변 장애인의 자세가 좌우로 기울어져 있다고 판단할 수 있다.
한편, 본 고안의 또다른 실시예에서, 스마트 자세 유지 보정 장치는, 제 1 센서부, 제 2 센서부 및 제 3 센서부를 모두 포함할 수 있다. 이 경우, 스마트 자세 유지 보정 장치는, 제 1 센서부 및 제 2 센서부를 이용하여 전후 방향 기울기를 획득하고, 제 1 센서부 및 제 3 센서부를 이용하여 좌우 방향 기울기를 획득함으로써 뇌병변 장애인의 3차원 기울기를 획득할 수 있다.
따라서, 스마트 자세 유지 보정 장치는, 스마트 자세 유지 보정 장치에 착석한 뇌병변 장애인의 전 방향에 대한 이상 자세를 확인함으로써 착석한 뇌병변 장애인의 이상 자세를 보다 정확히 판단할 수 있는 효과가 있다.
또, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치는, 제 3 센서부에서 획득한 제 3 이상값을 제 1 센서부 및 제 2 센서부에서 획득한 제 1 이상값 및 제 2 이상값에 우선하여 이상 자세를 판단하는데 사용할 수도 있다.
한편, 도 5를 참조하면, 본 고안의 한 실시예에 따른 스마트 자세 유지 보정 장치(510)는, 보호자의 단말기(530)와 더 연결될 수도 있다.
스마트 자세 유지 보정 장치(510)는, 뇌병변 장애인의 이상 자세를 판단한 경우, 판단 결과를 단말기(530)로 전송한다. 이때, 단말기(530)는 스마트 자세 유지 보정 장치(510)와 블루투스, 지그비 등의 근거리 무선 통신 방식 또는 유선으로 연결되어 이상 자세 판단 결과를 획득할 수 있다.
단말기(530)는 획득한 이상 자세 판단 결과를 진동, 소리 또는 디스플레이 등 단말기 사용자가 인지할 수 있는 여러 방식으로 알람을 출력할 수 있다. 이를 통해, 보호자는 스마트 자세 유지 보정 장치(510)에 착석한 뇌병변 장애인이 이상 자세를 취하고 있는 것을 확인하고 자세 보정을 수행할 수 있다..
이상에서 본 고안의 한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 고안의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 고안의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 고안의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 510: 스마트 자세 유지 보정 장치
110: 착석부 130: 제 1 센서부
150: 초기값 설정부 170: 자세 판단부
210: 등받이 부재 230: 지지부재
250: 시트 부재 310: 제 2 센서부
410: 제 3 센서부 530: 단말기

Claims (4)

  1. 뇌병변 장애인의 착석 상태를 감지하고 착석 자세를 유지하도록 보정하는 장치에 있어서,
    팔걸이 부재와, 등받이 부재와, 팔걸이 부재와 일정 거리 이격된 상측에 설치되되 등받이 부재의 양측에 연결되도록 설치되어 뇌병변 장애인의 좌우 이탈을 방지하는 적어도 두 개의 지지부재와, 등받이 부재와 연결되는 시트 부재를 각각 구비한 착석부;
    4개 이상의 무게 센서가 시트 부재에 균등 배치되도록 설치되어 무게를 측정하는 제 1 센서부;
    등받이 부재에 균등 배치되어 무게를 측정하는 6개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 2 센서부;
    각 지지부재에 설치되어 무게를 측정하는 2개 이상의 무게 센서로 구성되는 제 3 센서부;
    제 1 센서부, 제2센서부 및 제3센서부에서 최초로 획득한 측정값을 각각의 초기값으로 설정하는 초기값 설정부; 및
    각 초기값에 대한 측정값의 변화량이 일정값 이상인 경우에 뇌병변 장애인의 자세를 이상 자세로 판단하는 자세 판단부;를 포함하며,
    상기 자세 판단부는,
    제 1 센서부 및 제 2 센서부에서 획득한 측정값의 변화량에 따라 뇌병변 장애인의 전후 기울기를 획득하고, 제 1 센서부 및 제 3 센서부에서 획득한 측정값의 변화량에 따라 뇌병변 장애인의 좌우 기울기를 획득하며, 획득된 전후 기울기 및 좌우 기울기를 이용하여 뇌병변 장애인의 3차원 기울기를 획득함으로써 상기 이상 자세를 판단하되, 제 3 센서부의 변화량을 제 1 센서부 및 제2센서부의 변화량에 우선하여 판단하는 스마트 자세 유지 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자세 판단부는,
    각 초기값에 대한 측정값의 변화량이 일정값 이상인 경우에 해당 측정값을 측정한 센서들의 위치를 확인하고, 해당 센서들을 연결하는 가상의 선 또는 면과 시트 부재 사이의 각도만큼 뇌병변 장애인의 자세가 전후 또는 좌우로 기울어진 것으로 판단하는 스마트 자세 유지 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자세 판단부는, 상기 뇌병변 장애인의 자세를 이상 자세로 판단한 경우, 상기 이상 자세에 해당하는 알람을 출력하는 스마트 자세 유지 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 2 센서부는, 각각의 센서가 상기 등받이 부재에 3개의 열을 이루도록 균등 배치되도록 구성되는 스마트 자세 유지 보정 장치.
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