KR20210049637A - 상체고정부를 가지는 무릎의자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상체고정부를 가지는 무릎의자에 관한 것으로 더욱 상세하게는 사용자의 가슴 부위를 등받이측으로 당기는 상체고정부가 형성됨에 따라 기존 무릎의자를 통한 자세 교정시 시간 경과에 따른 상체 부분의 적정 자세 유지 한계를 극복할 수 있는 상체고정부를 가지는 무릎의자에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 사용자 둔부를 수용하는 좌판; 상기 좌판 후방에서 이음대를 매개로 결합되는 등받이; 상기 좌판과 등받이의 지지를 위하여 구비되는 지지프레임; 이동성을 확보하고, 지지프레임과 결합되어 지지프레임을 지지하는 받침부재; 상기 받침부재 선단에 구비되고, 사용자 무릎 부위와 접촉되면서 자세 교정을 유도하기 위하여 일정 기울기가 보유된 상태로 체결되는 무릎받침부; 상기 등받이의 배면에 고정되는 벨트하우징으로부터 배출되는 좌측벨트부와 우측벨트부에 의해 사용자의 상체를 고정시키는 상체고정부;를 포함한다.

Description

상체고정부를 가지는 무릎의자{Knee chair with upper body fixture}

본 발명은 상체고정부를 가지는 무릎의자에 관한 것으로 더욱 상세하게는 사용자의 가슴 부위를 등받이측으로 당기는 상체고정부가 형성됨에 따라 기존 무릎의자를 통한 자세 교정시 시간 경과에 따른 상체 부분의 적정 자세 유지 한계를 극복할 수 있는 상체고정부를 가지는 무릎의자에 관한 것이다.

학생이나 사무실에서 근무하는 직장인은 하루 중 오랜 시간을 의자에 앉아서 생활한다. 사용자들은 의자에 기대어 앉거나, 무엇인가에 집중할 때에는 상체가 약간 앞쪽으로 쏠린 상태로 앉게 된다. 상체가 앞으로 쏠린 상태를 오랜 시간 유지하게 되면 모든 하중이 허리에 집중됨으로써 쉽게 피로감을 느끼게 될 뿐만 아니라 자세가 올바르지 않아 척추측만증 등의 원인이 되기도 한다.

종래의 의자는 일반적으로 사용자의 둔부를 지지하는 좌판과, 좌판을 받치는 다리부와, 사용자의 허리를 지지하는 등받이로 이루어지는데, 이러한 종래의 의자는 사용자를 뒤에서만 지지할 수 있을 뿐 사용자가 앞으로 쏠린 상태에서는 지지가 불가능하였다. 그러나, 실제 사용자들이 의자에 앉아 있는 자세 중 상체가 앞으로 쏠린 상태가 많고, 이러한 자세가 오랜 시간 지속되는 바 앞으로 쏠린 상태를 지지할 수 있도록 의자의 구조 개선이 요청되고 있다.

등록실용신안공보 제20-0323370호(2003.08.04 등록) 등록실용신안공보 제20-0189930호(2000.05.10 등록)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 사용자의 가슴 부위를 등받이측으로 당기는 상체고정부가 형성됨에 따라 기존 무릎의자를 통한 자세 교정시 시간 경과에 따른 상체 부분의 적정 자세 유지 한계를 극복할 수 있는 상체고정부를 가지는 무릎의자를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 사용자 둔부를 수용하는 좌판; 상기 좌판 후방에서 이음대를 매개로 결합되는 등받이; 상기 좌판과 등받이의 지지를 위하여 구비되는 지지프레임; 이동성을 확보하고, 지지프레임과 결합되어 지지프레임을 지지하는 받침부재; 상기 받침부재 선단에 구비되고, 사용자 무릎 부위와 접촉되면서 자세 교정을 유도하기 위하여 일정 기울기가 보유된 상태로 체결되는 무릎받침부; 상기 등받이의 배면에 고정되는 벨트하우징으로부터 배출되는 좌측벨트부와 우측벨트부에 의해 사용자의 상체를 고정시키는 상체고정부;를 포함한다.

여기서 상기 상체고정부는 상기 등받이의 배면에 설치되는 벨트하우징과, 상기 벨트하우징의 내측에서 외측 일측으로 돌출되어 타측으로 내입되며 외측에 위치되는 벨트 길이가 권취구동부에 의해 조절이 가능하도록 하는 좌측벨트부와 우측벨트부 및 이들 간을 연결하는 연결벨트부로 구성된다.

또한 상기 상체고정부의 권취구동부의 구동을 제어하는 리모컨이 포함된다.

본 발명에 따르면, 무릎의자를 통한 하체 자세 교정과 상체고정부를 통한 상체 자세 교정이 시간 경과와 상관없이 고정적으로 사용자에게 교정 자세를 유지할 수 있도록 함에 따라 자세 교정 효과의 안정성 및 지속성이 탁월하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부를 가지는 무릎의자의 전면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부를 가지는 무릎의자의 후면사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부의 작동 과정을 나타내는 사용상태도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리모컨을 통한 좌측벨트부 및 우측벨트부 조절과정을 나타내는 도면이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부를 가지는 무릎의자의 전면사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부를 가지는 무릎의자의 후면사시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상체고정부의 작동 과정을 나타내는 사용상태도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 리모컨을 통한 좌측벨트부 및 우측벨트부 조절과정을 나타내는 도면이다.

본 발명은 크게 좌판(10), 등받이(20), 지지프레임(30), 무릎받침부(40), 받침부재(50), 상체고정부(60), 리모컨(70)으로 구성된다.

먼저, 사용자의 둔부를 수용할 수 있는 좌판(10)과, 상기 좌판(10) 후방에서 이음대(11)를 매개로 결합되는 등받이(20)와, 상기 좌판(10)과 등받이(20)의 지지를 위하여 구비되는 지지프레임(30)과, 이동성을 확보하고, 지지프레임(30)과 결합되어 이를 지지하는 받침부재(50)와, 상기 받침부재(50) 선단에 구비되고, 사용자 무릎 부위와 접촉되면서 자세 교정을 유도하기 위하여 일정 기울기가 보유된 상태로 체결되는 무릎받침부(40)와, 상기 등받이(20)의 배면에 설치되는 벨트하우징(61)과 상기 벨트하우징(61)의 내측에서 외측 일측으로 돌출되어 타측으로 내입되며 외측에 위치되는 벨트 길이가 권취구동부(62)에 의해 조절이 가능하도록 하는 좌측벨트부(63)와 우측벨트부(64) 및 이들 간을 연결하는 연결벨트부(65)로 구성되는 상체고정부(60)와, 상기 상체고정부(60)의 권취구동부(62)의 구동을 제어하는 리모컨(67)으로 구성된다.

이를 위해 상기 받침부재(50)는 상기 좌판(10)의 위치 고수를 위한 메인프레임(51)과, 상기 메인프레임(51)으로부터 전방측 및 후방측에 각각 직교방향으로 연장되어 바퀴부(53)가 형성되는 연장프레임(52)으로 구성된다.

본 발명에서는 좌판(10)을 구성함에 있어 사용자의 무릎이 무릎받침부(40)에 중첩 지지되는 자세에 대응하여 무릎받침부 방향으로 하향 기울기를 확보하되, 지지프레임(30)으로부터 선택적으로 탈/부착되면서 또 다른 수단으로도 활용 가능하다.

이러한 좌판(10)에는 사용자의 팔을 거치하기 위한 팔걸이가 구비될 수 있으며, 이러한 팔걸이는 좌판으로부터 탈/부착되거나 각도조절이 가능한 형태로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 좌판(10)은 전방을 향하여 10~20°의 하향 각도로 구축되면서 사용자에게 안정감 있는 자세를 유도하며, 바람직하게는 15°의 경사도로 이루어진다.

아울러, 상기 이음대(11)는 절곡된 형상으로 구비되어 상기 좌판(10) 후방에서 직립된 상태로 유지된다.

다만 상기 등받이(20)를 구성함에 있어 좌판(10)을 중심으로 전후 슬라이드 이동되거나 또는 전후 방향에 대해 틸트(tilt)되는 구조로 제공되도록 구성할 수도 있으며, 이를 위해 이음대(11)를 매개로 한 등받이(20)와 좌판(10)의 결합 형태는 소정의 레일(미도시)로 결부되거나 힌지에 의해 각도 조정이 가능한 형태로 형성될 수 있다.

상기 지지프레임(30)은 도면에 도시한 것과 같은 형상일 수 있으며, 상기 좌판(10) 일체를 안정감 있게 지지할 수 있는 구조이면 충분하다.

이때, 상기 지지프레임(30)은 상기 메인프레임(51) 상부에 설치되는 제1프레임(31)과, 상기 연장프레임(52) 상부에 설치되는 전, 후 한 쌍의 제2프레임(32)으로 구성된다.

아울러 받침부재(50) 하부에는 사용상 편의를 위해 별도의 바퀴부(53)가 채용되어 이동성이 확보될 수 있다.

아울러, 상기 무릎받침부(40)는 좌판 높이에 비해 상대적으로 낮은 위치에서 견고하게 위치 설정되고, 사용자의 무릎 부위를 자연스럽고 편하게 지지할 수 있도록 일정 각도를 비롯하여 적정 수준의 쿠션력이 부여된다.

아울러 본 발명에서는 이러한 무릎받침부(40)의 효율적인 사용 내지 취급의 편의성을 위하여 받침부재(50)로부터 선택적으로 탈/부착되는 구조로 제공될 수 있다.

상기 무릎받침부(40)는, 상기 연장프레임(52) 상부에 설치되는 제2프레임(32)에 의해 지지된다.

또한, 이러한 제2프레임(32)은 무릎받침부(40)와 결부됨에 있어 해당 무릎받침부(40)가 다단으로 자유롭게 높이 조절될 수 있도록 다단 슬라이딩 구조로 적용될 수 있다.

한편 상기 상체고정부(60)는 등받이(20)의 배면에 설치되는 벨트하우징(61)과, 상기 벨트하우징(61)의 내측에서 외측 일측으로 돌출되어 타측으로 내입되며 외측에 위치되는 벨트 길이가 권취구동부(62)에 의해 조절이 가능하도록 하는 좌측벨트부(63)와 우측벨트부(64) 및 이들 간을 연결하는 연결벨트부(65)로 구성된다.

여기서 상기 벨트하우징(61)은 내측으로 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)의 일정 부분을 수용하고 권취구동부(62)가 내입되어 권취구동부(62)의 구동 제어에 따라 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)의 길이가 조절된다.

상기 좌측벨트부(63)는 본 발명의 일실시예에 따라 벨트하우징(61)의 상부측으로 일정 부분 돌출되어 벨트하우징(61)의 하부측으로 내입 고정된다.

아울러 벨트하우징(61)의 내측에 위치하는 좌측벨트부(63)는 권취구동부(62)에 의해 권취되거나 권출되어 벨트하우징(61) 외측으로 돌출되는 벨트의 길이가 조절되게 된다.

이러한 구성은 우측벨트부(64) 또한 위치만 우측으로 이동될 뿐 동일하다.

아울러 상기 좌측벨트부(63)와 우측벨트부(64) 간을 연결하는 연결벨트부(65)에는 연결 상태를 단속하는 단속부(65a)가 구비되어 단속부(65a)의 단속 및 단속 해제에 따라 연결벨트부(65)의 연결 상태가 단속되게 된다.

이와 같은 구성의 무릎의자는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 사용자가 연결벨트부(65)의 단속부(65a)가 해제된 상태에서 무릎의자(100)에 착석한 뒤 양 어깨를 각각 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)에 걸게 된다.

그런 다음 단속부(65a)를 연결하여 연결벨트부(65)가 연결 상태로 체결되도록 한 다음 권취구동부(62)의 구동을 통해 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)의 길이를 사용자가 조절하여 적절히 제어한다.

이때 권취구동부(62)의 구동 제어를 위해 리모컨(70)이 구비되는데, 이러한 리모컨(70)은 권취구동부(62)의 권취와 권출을 제어 신호로 제어한다.

권취의 경우 벨트하우징 외측으로 돌출되는 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)의 길이가 짧아지도록 하는 것이고, 권출은 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)의 길이가 길어지도록 하는 것이다.

도 6에서는 이러한 리모컨(67)의 구성을 좌, 우측리모컨(67a, 67b)으로 분리 구성하였으나, 하나의 리모컨(67)으로 양측 벨트부의 길이를 조절하도록 구성할 수 있음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상체고정부를 가지는 무릎의자의 추가 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무릎의자는 도 7을 참조하면, 상술한 도 1 내지 도 6의 실시예의 동일 구성에 센싱부(70), 제어부(80), 학습부(81), 무선통신부(82)를 더 포함한다.

센싱부(70)는 등받이(20)에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 압력센서와, 이음대의 각도를 측정할 수 있는 각도센서와, 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)와 연결벨트부(65)에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 장력센서를 포함한다.

압력센서는 등받이(20) 면적에 골고루 분포되도록 다수개가 등받이(20) 내측에 수용되어 배치되어 의자 착석자의 등에 가해지는 압력값을 측정할 수 있다.

각도센서는 의자 착석자가 등받이(20)에 기대어 뒤로 젖힐 때 발생하는 각도를 측정할 수 있다. 이때, 기본 세팅된 의자의 각도를 디폴트 값을 설정하여 제어부(80)에 저장하고, 의자 착석에 의해 디폴트 값에서 초과된 각도를 계산하여 제어부(80)에 전달 할 수 있다.

아울러 장력센서는 의자 착석자의 상체가 좌측벨트부(63) 및 우측벨트부(64)와 연결벨트부(65)에 가하는 힘의 정도를 압력값으로 측정할 수 있다.

제어부(80)는 압력센서로부터 측정된 압력값과, 각도센서로부터 제공된 각도 및 장력센서로부터 측정된 압력값을 이용하여 학습부(81)를 통해 학습이 가능하도록 제어한다.

또한 제어부(80)는 학습된 행동 패턴을 제공받아 행동 패턴에 따라 올바른 자세를 유도하도록 알람을 제공할 수 있다.

학습부(81)는 상기 제어부(80)의 제어하에 설정된 머신러닝 학습모델의 입력변수로 압력값들과 각도를 적용하여 학습할 수 있다. 학습에 의해 착석자의 행동 패턴을 예측하고, 제어부(80)에 행동 패턴을 제공할 수 있다.

여기서 머신러닝 학습모델은 특정 행동패턴에 대해 정확하게 구분할 수 있도록 하는 예측기법으로서 SVM(Support Vector Machine) 기법을 사용할 수 있다.

SVM이란 클래시피케이션(classification), 리그레션(regression), 특이점 판별(outliers detection) 등에 주로 사용되는 지도 학습(Supervised Learning) 머신 러닝 방법 중 하나이다. 예를 들어, 두 그룹의 데이터셋을 구분하는 여러 가지 방법 중에 각 그룹의 최대 거리에 있는 중간지점을 정확하게 구분할 수 있는 것이 분류정확도를 높일 수 있는 최적의 방법이라고 할 수 있다.

특히 SVM은 복수의 디멘션을 갖는 데이터에 대해서, 복수의 디멘션을 잘 구분할 수 있는 최적의 결정 경계(decision boundary)를 찾는 것에 최적화된 방법으로 알려져 있다.

또한, 센서들로부터 획득된 데이터에 상술한 것과 같은 SVM 기법을 적용할 때, 센서의 수가 증가하고 센서들로부터 전송된 데이터들이 점점 더 축적될수록 머신러닝의 트레이닝 횟수가 증대되고, 결과적으로 트레이닝을 통해 획득한 모델링의 정확도가 점점 높아지게 된다. 이러한 특징은 특정한 수학이나 통계적 모델링을 통한 분석기법이 항상 일정한 정도의 예측오류율을 가지는 데에 비해, 트레이닝의 횟수가 늘수록 예측오류율이 점점 더 개선될 수 있다는 점은 머신 러닝 기법을 통한 모델링의 큰 장점이다.

결과적으로, 상술한 SVM 기법을 활용하여 상술했던 행렬을 분석하고 예측하게 되면, 착석자의 선호하는 행동패턴을 예측할 수 있다. 이 때 상술한 착석자의 예를 들어, 각도센서에서 측정된 각도값과, 압력센서 및 장력센서의 압력값 정도에 따라 착석자의 등받이(20)에 기대는 힘과 상체가 전방측으로 가하는 힘의 정도를 판단하거나, 각도값의 시간변화율, 압력값의 시간변화율을 계산하여 얼마나 자주 착석자가 등받이(20) 또는 벨트측으로 기대는지 빈도를 판단할 수 있다.

학습부(81)에 의해 판단된 착석자의 등받이(20)에 기대는 힘의 정도, 상체가 전방측으로 가하는 힘의 정도 및 이들의 빈도에 대한 판단 결과는 제어부(80)에 제공된다.

제어부(80)는 학습부(81)에서 제공된 착석자의 등받이(20)에 기대는 힘의 정도, 상체가 전방측으로 가하는 힘의 정도 및 이들의 빈도에 대한 판단 결과에 따라 착석자의 모바일 단말기로 필요 알람을 제공할 수 있다. 예를 들면, 등받이(20)에 기대는 힘의 정도가 설정값 이상으로 초과하거나 등받이(20)에 기대는 빈도가 필요 이상으로 많은 경우에 올바른 자세를 유지하도록 모바일 단말기로 무선통신부(82)를 통하여 청각 또는 시각적인 형태의 알람을 전송할 수 있다. 알람 내용에는 실제 압력값 또는 각도가 설정값에서 벗어난 정도나, 벗어난 횟수 등이 표시될 수도 있다. 이를 통해 착석자가 모바일 단말기의 알람을 전송받아 스스로 얼마나 잘못된 자세로 앉아 있는지 실시간으로 확인할 수 있으며, 지속적으로 바른 자세를 유지하고 교정하는데 도움을 줄 수 있다.

또한 학습부(81)는 이러한 행동 패턴에 대한 장기간 축적된 빅데이터를 확보함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

무선통신부(82)는 모바일 단말기와 통신할 수 있는 모바일 프로토콜을 포함할 수 있으며, 모바일 단말기에 제어부(80)의 요청에 따라 상기 알람을 제공할 수 있다.

여기서 모바일 단말기는 제어부(80)의 알람을 제공받을 수 있는 예컨대 스마트 폰, 패블릿 폰, 태블릿 등이 될 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 좌판 11 : 이음대
20 : 등받이 30 : 지지프레임
31 : 제1프레임 32 : 제2프레임
40 : 무릎받침부 50 : 받침부재
51 : 메인프레임 52 : 연장프레임
54 : 바퀴부 60 : 상체고정부
61 : 벨트하우징 62 : 권취구동부
63 : 좌측벨트부 64 : 우측벨트부
65 : 연결벨트부 67 : 리모컨
70 : 센싱부 80 : 제어부
81 : 학습부 82 : 무선통신부
100 : 무릎의자

Claims (3)

1. 사용자 둔부를 수용하는 좌판(10);
   상기 좌판(10) 후방에서 이음대(11)를 매개로 결합되는 등받이(20);
   상기 좌판(10)과 등받이(20)의 지지를 위하여 구비되는 지지프레임(30);
   이동성을 확보하고, 지지프레임(30)과 결합되어 지지프레임(30)을 지지하는 받침부재(50);
   상기 받침부재(50) 선단에 구비되고, 사용자 무릎 부위와 접촉되면서 자세 교정을 유도하기 위하여 일정 기울기가 보유된 상태로 체결되는 무릎받침부(40);
   상기 등받이(20)의 배면에 고정되는 벨트하우징(61)으로부터 배출되는 좌측벨트부(63)와 우측벨트부(64)에 의해 사용자의 상체를 고정시키는 상체고정부(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상체고정부를 가지는 무릎의자.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 상체고정부(60)는
   상기 등받이(20)의 배면에 설치되는 벨트하우징(61)과,
   상기 벨트하우징(61)의 내측에서 외측 일측으로 돌출되어 타측으로 내입되며 외측에 위치되는 벨트 길이가 권취구동부(62)에 의해 조절이 가능하도록 하는 좌측벨트부(63)와 우측벨트부(64) 및
   이들 간을 연결하는 연결벨트부(65)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상체고정부를 가지는 무릎의자.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 상체고정부(60)의 권취구동부(62)의 구동을 제어하는 리모컨(70)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 상체고정부를 가지는 무릎의자.

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