KR20210083006A - 체형감지 능동 조절형 스마트 침대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체형감지 능동 조절형 스마트 침대를 개시한다.
본 발명에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는, 지면에 설치되는 프레임과; 상기 프레임의 상부에 설치되는 것으로 선택적으로 높낮이 조절이 가능하도록 구비되는 복수의 매트리스 셀모듈로 이루어진 매트리스와; 상기 각 매트리스 셀모듈에 구비되어 사용자가 누웠을 때 하중값을 감지하는 압력센서 및 상기 복수의 압력센서로부터 감지된 압력값을 판독하고, 이를 기초로 기 설정된 인체의 척추 모형에 따른 압력값과 비교하는 비교모듈 및 이 비교모듈을 통해 처리된 결과값에 따라 상기 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하는 제어모듈로 이루어진 제어유닛으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는, 사용자의 체중 분포에 따른 압력값을 검출한 뒤 이를 기초로 다수 구획된 구획셀의 높이를 조절하여 결과적으로 사용자의 체형에 따라 매트리스의 형상이 조절됨에 따라 신체의 국부적인 압축하중과 인장하중 그리고 전단하중의 발생을 사전에 차단하여 척추 질환의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 함과 아울러 사용상의 안락감과 편안감을 높일 수 있는 효과가 기대된다.

Description

체형감지 능동 조절형 스마트 침대{Body type active adjustable smart bed}

본 발명은 체형감지 능동 조절형 스마트 침대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 체형에 따라 매트리스의 형상을 조절하여 표면의 부드러운 정도인 표면경도와 체중에 따라 경도가 유지되는 깊이인 유효경도 깊이를 최적의 상태로 제공할 수 있도록 함으로써 척추의 정렬을 바르게 유지함과 아울러 신체의 국부적인 압축하중과 인장하중 그리고 전단하중 작용 등에 따른 척추질환의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한 체형감지 능동 조절형 스마트 침대에 관한 것이다.

통상 침대는 금속이나 목재 또는 광물재로 된 프레임 위에 매트리스를 올려 놓고 사용하는 것으로, 이때의 침대 매트리스는 금속재로 된 코일 스프링을 다수 배열하여 된 하단 스프링부와, 이 하단 스프링부의 상부에 직물재와 쿠션재로 이루어진 완충부로 구성된다.

이러한 침대는 매트리스의 형태나 사용되는 재질에 따라 쿠션의 정도와 안락감에 차이가 있으므로, 침대를 선택하는 중요한 고려 요 소중의 하나이다.

이에 따라 종래기술에 따른 침대 매트리스는 코일 스프링의 배치구조나 완충성에 차이를 부여하거나 또는 매트리스의 재질을 메모리폼과 같은 합성폼이나 또는 라텍스와 같은 천연폼을 사용하고 있는 실정이며, 이러한 완충성이 우수한 폼재질을 사용한 매트리스는 사용자의 인체 곡선에 보다 적극적으로 대응하여 침대를 사용함에 있어 안락감과 편안함을 제공하고 더욱이 위생적으로 진드기류 등의 유해해충의 서식을 방지할 수 있으나, 가격이 고가이고 무엇보다 여러 사용자의 인체 굴곡에 맞는 완충성을 제공할 수 없는 단점이 있었다.

이를 해소하기 위하여 완충폼을 사용한 종래의 매트리스는 사용자의 신체 부위에 따른 완충폼의 형태나 밀도를 달리 형성하여 제공되고 있으나, 이 역시 표준 신장에 맞춰 대량 제작됨에 따라 모든 사람들의 신체 조건에 적합한 최적의 완충성을 제공하기에는 불가능한 문제점이 있었다.

한편, 종래 스프링이 설치되는 침대매트리스 이외에 분야로 넓게 판단하여 살펴보면 쿠션조절이 일부 실시되는 부분도 개시되고 있다. 이러한 부분은 에어매트리스 분야로 일반적인 튜브에 공기를 주입하여 침대매트리스와 같은 역할을 수행하도록 하는 것으로, 무게나 부피를 조절하여 휴대 및 보관, 이동이 용이한 부분은 있으나 사실상 이와 같은 에어매트리스는 쿠션조절에 있어 국부적인 조절이 불가능하고. 전체의 공기량을 조절하여 쿠션성능의 조절을 하는 것이 대한민국 공개특허 10-2015-0134615에 개시되고 있지만 이는 상당한 문제점이 있는 것이다.

이와 같은 종래 에어매트리스를 살펴보면 전체의 공기량을 조절하기 위한 것이고, 공기량을 조절하게되면 침대 매트리스로서의 기능을 올바르게 수행하지 못한는 문제가 있다. 즉, 전체 공기량이 줄어듬에 따라 사용자가 누운자세를 취하면 엉덩이나 머리부분의 무게가 크기 때문에 허리가 꺽이는 형태의 누운자세를 요하게 되어 오히려 척추에 무리가 가는 문제점이 있고, 머리가 꺼지는 형태로 누운자세를 취함에 따라 목이 뒤로 접히는 문제로 인한 목관절에 무리가 가는 문제점이 발생된다. 또한, 공기량 조절에 따른 매트리스의 지지력이 떨어지게 되어 에어매트리스 자체가 좌우 또는 전후로 사용자의 하중에 위치변화에 따라 요동치는 문제가 있어 편안함이나 안락감을 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또 다른 종래기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0062246호를 통해 ‘조절형 매트리스 및 제작방법’이 제안된 바 있으며, 그 청구항 1에는 ‘조절형 매트리스에 있어서, 매트리스 본체, 매트리스 프레임과 매트리스 커버를 포함하며, 매트리스 본체는 매트리스 프레임에 설치되어 매트리스 프레임에 의해 지지되고, 매트리스 커버는 구조가 매트리스 본체와 매트리스 프레임을 분리 가능하게 피복하여 고정하며; 매트리스 프레임은 회전 결합되는 제1 브래킷, 제2 브래킷, 제3 브래킷, 제4 브래킷 및 제5브래킷을 포함하며, 매트리스 본체는 머리와 목을 지지하는 머리 목 받침 영역, 등허리를 지지하는 등허리 받침영역, 둔부를 지지하는 둔부 받침 영역, 대퇴부를 지지하는 대퇴부 받침 영역 및 종아리를 지지하는 종아리 받침 영역으로 구분되며; 머리 목 받침 영역은 제1 브래킷과 상하로 대응되고, 등허리 받침 영역은 제2 브래킷과 상하로 대응되며, 둔부 받침 영역은 제3 브래킷과 상하로 대응되고, 대퇴부 받침 영역은 제4 브래킷과 상·하로 대응되며, 종아리 받침 영역은 제5 브래킷과 상하로 대응되고; 제3 브래킷에 제1 전동 푸시로드와 제2 전동 푸시로드가 장착되며, 제1 전동 푸시로드는 제4 브래킷을 밀어 제4 브래킷과 제5 브래킷을 회전 구동시키고; 제2전동 푸시로드는 제2 브래킷을 밀어 제2 브래킷을 회전 구동시키며, 제2 브래킷에 제1 브래킷을 밀어 제1 브래킷을 회전 구동시키는 제3 전동 푸시로드가 장착되고; 제2 브래킷은 이젝팅 개구를 구비하며, 이젝팅 개구에 허리받침 이젝팅 프레임이 힌지 결합되고, 제2 브래킷에 허리받침 이젝팅 프레임을 회전 구동시키는 제4 전동 푸시로드가 더 장착되며, 허리받침 이젝팅 프레임이 상향 회전 시 이젝팅 개구를 관통하여 등허리 받침 영역을 밀어올리는 것을 특징으로 하는 조절형 매트리스.’의 구성이 개시되어 있다.

그러나 종래 기술에 따른 조절형 매트리스는 사용자의 체형에 따라 능동적으로 조절되지 못함에 따라 사용법이 번거롭고 복잡하여 사용상의 불편함이 있을 뿐만 아니라 잘못된 높이 조절로 인해 오히려 척추와 골반 악영향을 초래하는 심각한 문제점이 있었다.

1. 대한민국 공개특허 10-2015-0134615, 공개일자 2015년 12월 02일. 2. 대한민국 공개특허 10-2019-0062246, 공개일자 2019년 06월 05일.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 체형에 따라 매트리스의 형상이 적절하게 자동 조절될 수 있도록 하여 신체의 국부적인 압축하중과 인장하중 그리고 전단하중의 발생을 억제하여 척추질환의 발생을 미연에 방지함과 아울러 사용상의 안락감을 높일 수 있는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 실시례에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는, 지면에 설치되는 프레임과; 상기 프레임의 상부에 설치되는 것으로 선택적으로 높낮이 조절이 가능하도록 구비되는 복수의 매트리스 셀모듈로 이루어진 매트리스와; 상기 각 매트리스 셀모듈에 구비되어 사용자가 누웠을 때 하중값을 감지하는 압력센서 및 상기 복수의 압력센서로부터 감지된 압력값을 판독하고, 이를 기초로 기 설정된 인체의 척추 모형에 따른 압력값과 비교하는 비교모듈 및 이 비교모듈을 통해 처리된 결과값에 따라 상기 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하는 제어모듈로 이루어진 제어유닛으로 구성되는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 매트리스는, 코일스프링 또는 쿠션재로 이루어진 완충부와, 상기 완충부의 상부에 복수 구비되어 제어신호에 의해 높낮이가 조절되는 승강모듈과; 상기 승강모듈의 상부에 구비되어 연동하는 것으로 완충성을 갖는 완충재로 이루어진 커버로 구성된다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 압력센서는 사용자가 매트리스에 누웠을 때 압력크기를 감지하는 로드셀이고, 상기 비교모듈은 사용자의 신장에 따른 척추의 형상값을 가진 표준체형모듈에 연결되어 입력값과 기 설정 표준값을 비교하도록 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 제어모듈은, 상기 비교모듈을 통해 처리된 결과값을 인가받아 상기 각 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하여 높낮이를 조절하되 일정시간 간격으로 압력값을 읽어들여 상기 각 매트리스 셀모듈의 높낮이 조절을 수행하도록 타이머 모듈로 구성되는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 매트리스는 상기 복수의 메트리스 셀모듈의 상부를 일체로 커버하는 완충성을 갖는 폼 또는 직물재로 이루어진 커버재를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는, 사용자의 체중 분포에 따른 압력값을 검출한 뒤 이를 기초로 다수 구획된 구획셀의 높이를 조절하여 결과적으로 사용자의 체형에 따라 매트리스의 형상이 조절됨에 따라 신체의 국부적인 압축하중과 인장하중 그리고 전단하중의 발생을 사전에 차단하여 척추 질환의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 함과 아울러 사용상의 안락감과 편안감을 높일 수 있는 효과가 기대된다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 침대 매트리스를 나타낸 사시도,

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

다만, 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

본 발명에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는 크게 프레임과 매트리스 그리고 제어유닛으로 구성된다.

프레임은 지면에 설치되는 것으로 금속재 또는 목재 또는 광물재 또는 합성수지재로 성형되어 제공될 수 있으며, 이는 공지의 기술에 의해 실시되어도 무방하므로 상세한 설명은 생략한다.

매트리스는 상기 프레임의 상부에 설치되는 것으로 여러 공간으로 구획되어 선택적으로 높낮이 조절이 가능하도록 복수의 메트리스 셀모듈을 포함하는 구성이다.

이러한 구성의 매트리스는, 코일스프링 또는 쿠션재로 이루어진 완충부와, 상기 완충부의 상부에 복수 구비되어 제어신호에 의해 높낮이가 조절되는 승강모듈과; 상기 승강모듈의 상부에 구비되어 연동하는 것으로 완충성을 갖는 완충재로 이루어진 커버로 구성된다.

한편, 본 발명에서 상기 매트리스는 상기 복수의 메트리스 셀모듈의 상부를 일체로 커버하는 완충성을 갖는 폼 또는 직물재로 이루어진 커버재를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

제어유닛은 상기 각 매트리스 셀모듈에 구비되어 사용자가 누웠을 때 하중값을 감지하는 압력센서 및 상기 복수의 압력센서로부터 감지된 압력값을 판독하고, 이를 기초로 기 설정된 인체의 척추 모형에 따른 압력값과 비교하는 비교모듈 및 이 비교모듈을 통해 처리된 결과값에 따라 상기 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하는 제어모듈로 이루어진다.

상기 압력센서는 압력센서는 사용자가 매트리스에 누웠을 때 압력크기를 감지하는 로드셀로 제공되는 것이 바람직하며, 이외에도 압력값을 측정할 수 있다면 공지의 다양한 센서가 사용되어도 무방하다.

상기 비교모듈은 사용자의 신장에 따른 척추의 형상값을 가진 표준체형모듈에 연결되어 입력값과 기 설정 표준값을 비교하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.

상기 제어모듈은, 상기 비교모듈을 통해 처리된 결과값을 인가받아 상기 각 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하여 높낮이를 조절하되 일정시간 간격으로 압력값을 읽어들여 상기 각 매트리스 셀모듈의 높낮이 조절을 수행하도록 타이머 모듈을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 체형감지 능동 조절형 스마트 침대는 사용상의 편의성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 제품에 대한 만족감을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 기재된 실시례에 한정되는 것은 아니고, 적용 부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1 : 체형감지 능동 조절형 스마트 침대

Claims (5)

1. 지면에 설치되는 프레임과;
   상기 프레임의 상부에 설치되는 것으로 선택적으로 높낮이 조절이 가능하도록 구비되는 복수의 매트리스 셀모듈로 이루어진 매트리스와;
   상기 각 매트리스 셀모듈에 구비되어 사용자가 누웠을 때 하중값을 감지하는 압력센서 및 상기 복수의 압력센서로부터 감지된 압력값을 판독하고, 이를 기초로 기 설정된 인체의 척추 모형에 따른 압력값과 비교하는 비교모듈 및 이 비교모듈을 통해 처리된 결과값에 따라 상기 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하는 제어모듈로 이루어진 제어유닛;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.
2. 제 1항에 있어서, 상기 매트리스는,
   코일스프링 또는 쿠션재로 이루어진 완충부와,
   상기 완충부의 상부에 복수 구비되어 제어신호에 의해 높낮이가 조절되는 승강모듈과;
   상기 승강모듈의 상부에 구비되어 연동하는 것으로 완충성을 갖는 완충재로 이루어진 커버;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.
3. 제 1항에 있어서, 상기 압력센서는 사용자가 매트리스에 누웠을 때 압력크기를 감지하는 로드셀이고;,
   상기 비교모듈은 사용자의 신장에 따른 척추의 형상값을 가진 표준체형모듈에 연결되어 입력값과 기 설정 표준값을 비교하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제어모듈은,
   상기 비교모듈을 통해 처리된 결과값을 인가받아 상기 각 매트리스 셀모듈에 제어신호를 인가하여 높낮이를 조절하되 일정시간 간격으로 압력값을 읽어들여 상기 각 매트리스 셀모듈의 높낮이 조절을 수행하도록 타이머 모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.
5. 제 1항에 있어서, 상기 매트리스는 상기 복수의 메트리스 셀모듈의 상부를 일체로 커버하는 완충성을 갖는 폼 또는 직물재로 이루어진 커버재를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 체형감지 능동 조절형 스마트 침대.

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