KR20200054584A - 다용도 압력측정 스마트 패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다용도 압력측정 스마트 패드에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자의 잘못된 자세 등의 이유로 패드가 일정 압력수준 이상을 감지하였을 경우 모바일기기 등을 통해 패드를 사용 중인 사용자에게 알림을 알려줄 수 있는 스마트 패드에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 스마트 패드는 패드 내부에 사용자가 앉거나 서있을 때 발생하는 압력에 의해 전기신호를 생성하는 압전센서와, 사용자의 휴대 단말기와 통신하는 통신 모듈장치와, 교정신호를 생성하여 사용자의 휴대단말기로 전송하는 중앙제어장치를 포함한다.

Description

다용도 압력측정 스마트 패드{multipurpose smart pad}

본 발명은 다용도 압력측정 스마트 패드에 관한 것으로서, 상세하게는 사용자의 잘못된 자세 등의 이유로 패드가 일정 압력수준 이상을 감지하였을 경우 이를 사용자가 알 수 있도록 알림을 보내거나 미리 예약된 알림을 보내 자세교정을 도와주는 스마트패드에 관한 것이다.

최근 학생과 직장인들이 장시간 공부, 또는 업무를 보면서 오랜시간 의자에 앉아있거나 고정된 자세를 유지하는 경우가 많고, 고령화 등으로 욕창 위험군 환자도 점차 증가하고 있다.

잘못된 자세로 인한 압력이 지속적으로 신체에 가해지게 되면, 근육통이나 골격 질환으로 이어질 수 있으며 거동이 불편한 환자의 경우엔 욕창을 유발하기도 한다.

이러한 문제를 예방하기 위해 자세교정의자 또는 자세교정방석, 자세교정등받이 등이 시중에 판매 중이고, 의료기기로는 욕창방지 매트리스 등이 존재한다.

그러나 상기 제품들은 사용자가 제품에 따라 의식적으로 자신의 몸을 교정하거나 직접 제품을 구동해야 하는 방식을 갖추고 있는데, 무의식적으로 사용을 잊는 등의 단점이 있다.

이에 무의식적 사용 기간 중에 휴대기기로 알림을 전송받거나 특정 위험 압력에 도달할 경우 휴대기기로 알림을 전송받을 수 있는 시스템이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 잘못된 자세 또는 장기간간 고정된 자세의 사용자에게 실시간 압력 현황을 알리고 체위관리 필요를 고지할 수 있는 스마트 패드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자가 미리 설정한 일정에 따라 체위관리 알림을 전송하는 스마트 패드를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 스마트 패드는 패드 내부의 격자 형태로 설치되어 측정자 또는 사용자가 패드 위에 앉거나 누워있을 때 신호를 생성하는 압전센서와, 압전센서가 생성하는 전기신호를 사용자의 휴대기기로 전송하는 통신모듈장치와, 압전센서의 데이터를 휴대기기로 전송할 수 있도록 관리하는 중앙제어장치를 포함한다.

상기 중앙제어장치는 사용자의 무게가 특정 방향으로 집중되거나, 미리 설정한 압력값 이상의 압력이 측정되었을 경우 알림신호를 생성해 상기 통신모듈장치를 통해 휴대기기로 전송하는 것이 특징이다.

또한 상기 중앙제어장치는 스마트 패드 내부에 격자 형태로 설치되어 있는 압전센서로부터 전기신호를 입력받을 경우 미리 입력된 알림 신호를 생성하여 상기 통신모듈장치를 통해 전송하는 특징도 있다.

추가로 본 발명에 따른 스마트 패드는 방석 내부에 격자형태로 설치된 압전센서로부터 압력 관련 신호가 발생하면 해당 신호를 처리하여 패드의 전체 압력 값을 산출하는 단계, 상기 패드의 압력 값이 미리 입력된 압력값을 초과했는지 판단하는 단계와, 패드의 압력값이 미리 입력된 압력값을 초과했을 경우, 해당 위치정보를 포함한 알림신호를 휴대기기로 전송하는 단계를 포함한다.이 과정에서 상기 스마트 패드는 상기 압력값에서 허용치 이상을 초과하는 압력 값이 존재하지 않으면 사용자의 휴대 단말기로 미리 입력된 알림 신호를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스마트 패드를 이용한 자세 교정 및 알림 시스템은 패드 내부에 격자형태로 설치된 압전센서로부터 압력신호가 발생하면 해당 신호를 처리하여 패드의 압력 값을 산출하고, 상기 압력값이 미리 입력된 압력의 허용치 이상을 벗어났는지 판단하여, 허용치 이상을 벗어난 압력 값이 존재하면 그 압력 값에 해당하는 압전센서의 위치정보를 포함한 알림신호를 생성하고 허용치 이상 벗어난 압력 값이 존재하지 않으면 미리 설정된 알림 신호를 생성하는 스마트 방석과, 상기 스마트 패드로부터 알림신호를 수신하면 방석의 어느 쪽에 사용자의 압력이 편중되어있는지 표시하거나 알림 신호를 수신하면 사용자가 미리 입력한 알림신호를 표시하는 휴대기기를 포함한다.

상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 스마트 패드는 잘못된 자세로 앉아 있거나 장기간 누워있는 사용자에게 잘못된 자세, 또는 압력의 편중을 인지시키고 교정 알림을 할 수 있어 학생과 직장인, 욕창 위험군 환자, 넓게는 신체밸런스 조절을 위한 스포츠 관련 분야에 쓰임새가 있다.

추가로 본 발명에 따르면 사용자가 패드를 사용할 때 미리 입력된 알림 신호를 보낼 수 있어 간병인과 간호인 등도 편리하게 환자의 체위를 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 패드를 이용한 자세 교정 시스템의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 패드의 내부 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 패드에서 알림신호 전송 처리 순서도.

하단에 첨부한 도면을 참고해 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 구성과 그에 따른 사용효과는 이하의 설명을 통해 이해할 수 있다.

본 발명의 상세설명에 앞서, 본 발명을 이루는 구성요소는 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호로 지칭하고, 미리 공지된 구성에 대하여는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단될 경우 그 구체적 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 패드의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.

도 1을 참조할 경우, 스마트 패드 시스템은 사용자가 소지하는 휴대기기(3)와 사용자가 사용하는 스마트패드(5)를 포함한다.

휴대기기(3)는 사용자가 소지하고 있는 휴대기기를 의미하며 스마트폰 내지 태블릿 PC를 의미한다.

휴대기기(3)는 스마트패드(5)과 블루투스를 사용한 근거리 통신기술로 페어링되고 스마트 패드(5)으로부터 체위관리 알림 신호나 실시간 압력 정보를 수신 할 수 있다.

휴대기기(3)에는 스마트패드를 사용하기 위한 모바일 애플리케이션이 설치되고, 모바일 애플리케이션이 없다면 웹상의 접근도 가능하다.

사용자는 스마트패드(5)에서 애플리케이션 또는 웹을 통해 현재 압력상태를 확인하거나 무게배분 정보를 확인 할 수 있다.

스마트 패드(5)는 사용자와 직접 맞닿는 부분으로 외부재질은 천 소재로 구성되며 그 내부에는 압전센서와 중앙제어장치를 포함한 전자회로, 배터리, 통신모듈을 구비하고 있다.

스마트 패드(5)는 사용자의 압력 분산을 체크하여 무게의 쏠림이나 압력의 지나친 고착이 있다면 즉각 휴대기기(3)를 통해 사용자에게 알림을 보낸다.

또한 스마트 패드(5)는 사용자가 사용 중인 것을 감지하고 휴대기기로 미리 입력된 알림을 전송하며 휴대기기에서는 사용자가 기등록한 알림과 현재 압력상태를 확인 할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 스마트 패드의 내부 구성을 간략히 표현한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 패드(5)는 압전센서(51), 통신모듈장치(52), 배터리(53), 중앙제어장치(54) 등을 포함한다.

압전센서(51)는 방석 내부에 격자형태로 설치되어 앉거나 누워있는 사용자에 의해 발생되는 압력을 측정하는 기능을 한다.

압전센서(51)는 사용자의 압력을 측정하는 소자로 기본구성은 가변저항으로 이루어져 있는데, 이는 입력받은 압력에 따라 변화하는 저항으로 사용하지 않을 때는 무한대의 저항값을 갖지만 압력이 가해지게 되면 저항값은 감소하게 된다.

격자형태로 설치된 압전센서(51)은 패드를 사용하는 사용자에 의해 발생하는 압력값에 따라 저항이 감소하는데, 이 때 저항값에 해당하는 신호가 생성된다.

이어 통신모듈장치(52)는 휴대 단말기(3)와 통신하는 부분인데, 기기와의 페어링(연결)을 위해 블루투스 근거리 통신 프로토콜을 수행할 수 있는 통신모듈로 구성된다.

해당 통신모듈장치(52)는 스마트패드(5)에서 생성된 알림신호 또는 미리 입력된 알림 스케줄을 전달 할 수 있는 알림신호를 블루투스 통신을 통해 휴대기기(3)로 전송하는 역할을 한다.

배터리(53)는 스마트패드에 전력을 제공하는 부분으로, 외부 전력인가가 되지 않을 시에 작동한다.

배터리(53)는 리튬이온 전지와 같은 2차 전지로 구성될 수 있으나, 현재 발명의 실시예에서는 DC 5V와 2A의 출력을 가진 배터리를 사용하여 그 활용방식을 설명하였다.

한편 중앙제어장치(54)는 스마트 패드(5)의 모든 작동을 제어하고 관리하는 제어부로 아두이노 등과 같은 마이크로프로세서로 구성될 수 있다.

중앙제어장치(54)는 격자형태로 설치된 압전센서(51)로부터 생성되는 압력관련 신호를 입력받아 해당 압력값의 총 합과 위치별 압력상태를 계산한다.

중앙제어장치(54)는 계산된 값을 토대로 알림 신호를 생성하여 통신모듈장치(52)를 통해 휴대기기(3)로 전송한다.

한편 중앙제어장치(54)는 격자형태로 설치된 압전센서(51)로부터 압력관련신호가 입력되었으나 기입력된 압력의 한계치 값을 넘지 않았다고 판단할 경우 기본 알림 신호를 생성하여 통신모듈장치(52)를 통해 휴대기기(3)로 전송한다.

도 3은 본 발명에 따른 스마트패드에서의 알림신호를 처리하는 과정을 순서도로 도식화 한 것이다.

도 3을 참조할 때, 스마트 방석(5)의 중앙제어장치(54)는 패드 내부에 격자형태로 설치된 압전센서(51)로 부터 압력 관련 신호를 입력받는다. (S13).

이어 중앙제어장치(54)는 입력받은 압력 관련 신호에서 압력값을 추출하고 해당 압력값이 기 입력된 압력값, 또는 미리 설정된 위험 압력값을 초과했는지 판단한다. (S17)

S2단계에서 수행되는 구체적 과정은 다음과 같은데, 먼저 중앙제어장치(54)는 압전신호를 처리하여 구역별 압력값을 산출하며, 누적된 압력값이 기입력된 한계 압력값을 벗어났는지 확인한다.

가령, 중앙제어장치(54)에 입력된 압전신호에 근거하여 계산된 압력 값이 A구역이 10, B구역이 9, C구역이 8, D구역이 3일 때, 기입력된 허용 압력값이 5라고 한다면 허용치를 초과한 압력값은 A구역, B구역, C구역이므로 해당 구역의 압력이 위험상태에 다다른 것으로 판단할 수 있다.

상술한 것과 같이, 구역별 압력값이 허용치 이상으로 벗어났다면 중앙제어장치(54)는 압전센서의 위치정보와 식별정보 등을 포함한 알림신호를 생성한다.(S19)

이후 중앙제어장치(54)는 생성된 알림신호를 즉각 휴대기기(3)로 전송한다(S23).

그러나 이 과정에서 중앙제어장치(54)에 도달된 압전신호에서 추출한 구역별 압력값이 기 입력된 압력값에 대비하여 허용치 이상 벗어나지 않았다면, 중앙제어장치(54)는 미리 설정된 스케줄 알림이 있는지 확인하여 휴대기기(3)로 전송한다(S21).

휴대기기(3)는 스마트패드(5)가 전달한 알림 신호를 수신한 후 현재 패드의 압력상태 및 알림스케줄 현황을 애플리케이션 화면을 동원해 사용자에게 전달한다.

추가로 휴대기기(3)는 스마트 패드(5)로부터 정기 알림 신호를 수신했을 경우에도 애플리케이션을 통해 사용자에게 표시한다.

사용자는 이 과정을 통해 자신이 패드를 사용했을 때 어느 부분에서 압력이 지나치게 쏠려있는지 여부를 휴대기기(3)를 통해 확인할 수 있고, 이를 통해 자신 또는 환자의 자세를 수정 할 수 있다.

한편 스마트 패드(5)사용자가 주기적으로 체위를 관리해야 하는 욕창위험군 환자 등일 경우 사용자는 미리 스케줄 알림을 통하여 휴대기기(3)를 통해 체위관리 기간을 확인함으로써 간병/간호의 능률을 높일 수 있고 환자의 욕창위험도 낮출 수 있다.

상술한 본 발명의 설명은 작동 과정 등을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 다만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 개발자라면 현재의 개념에 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형개발을 시도할 수 있을 것이다.

즉, 현재 상술된 본 발명의 실시예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 해석되어야 할 것이고, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석하는 것이 타당하다.

3: 휴대기기 5: 스마트패드
51: 압전센서 52: 통신모듈장치
53: 배터리 54: 중앙제어장치

Claims (1)

1. 패드 내부의 격자형태로 설치된 압전센서로부터 압력신호가 발생하면 압력신호를 처리하여 패드전체의 압력 값을 부분별로 산출하고, 압력값이 허용치이상 벗어난 압력 값이 있는지 판단하여, 평균값에서 허용치 이상 벗어난 압력 값이 존재하면 그 압력 값에 해당하는 압전센서 위치정보를 포함한 압력알림신호를 생성하고, 허용치 이상 벗어난 압력 값이 존재하지 않으면 예약된 알림 신호를 생성하는 스마트패드와, 스마트 패드로부터 교정신호를 수신하면 패드에서 사용자의 무게나 압력이 어느정도로 분산되어 걸렸는지 표시하고, 예약된 알림 신호를 수신하면 사용자가 기 등록한 알림의 시간과 빈도를 표시하는 휴대기기를 포함하는 스마트 패드를 이용한 자세 교정 및 알림 시스템

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