KR20210112545A - Manufacturing method of sleeping mat for sensing sleeping status - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수면 상태 감지용 매트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 취침 중인 수면자의 생체 신호를 감지 및 분석하여 수면자의 수면 상태를 판단하는 수면 상태 감지용 매트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a mat for detecting a sleep state, and more particularly, to a method for manufacturing a mat for detecting a sleep state that detects and analyzes a biosignal of a sleeping person to determine the sleep state of the sleeper.
일반적으로, 인간의 수면은 평상 생활 중 쌓인 정신적 육체적 피로를 회복하기 위한 중요한 행동이며, 깊은 수면을 취할수록 피복 회복이 빠르므로, 깊은 수면에 대한 요구와 연구가 활발히 이루어지고 있다.In general, human sleep is an important action for recovering the mental and physical fatigue accumulated during daily life, and the deeper the sleep, the faster the recovery of the cover, so the demand and research for deep sleep is being actively made.
수면은 그 깊이에 따라 여러 단계로 나뉠 수 있는데, 가장 널리 사용되는 것은 비교적 얕은 수면인 렘(REM, rapid eye movement)수면과 비교적 깊은 수면인 비렘수면(혹은, 논렘수면)으로의 구분이다. 비렘수면은 다시 일정한 기준치를 이용하여 깊은 수면과 얕은 수면으로 구분되기도 한다.Sleep can be divided into several stages according to its depth, and the most widely used is divided into REM (rapid eye movement) sleep, which is relatively shallow sleep, and non-REM sleep (or non-REM sleep), which is relatively deep sleep. Non-REM sleep is further divided into deep sleep and light sleep using a certain reference value.
또한, 수면 중에도 인체 활동은 계속되기에 심장이 박동하고 호흡이 이루어진다. 수면시 분당 심박수와 분당 호흡수는 건강한 수면을 확인하는 척도가 되기도 한다.In addition, since human activity continues even during sleep, the heart beats and breathing takes place. Heart rate per minute and respiratory rate per minute during sleep are also indicators of a healthy sleep.
즉, 건강한 수면을 위해서는 비렘수면과 같은 깊은 수면의 비율이 높아야 함은 물론이거니와, 분당 심박수와 분당 호흡수가 안정적이어야 한다. 예를 들어, 분당 호흡수가 낮은 경우, 수면 중 무호흡 증상을 의심해볼 수 있다.In other words, for healthy sleep, the ratio of deep sleep such as non-REM sleep must be high, and heart rate per minute and respiration per minute must be stable. For example, if your breathing rate is low, you might suspect sleep apnea.
이와 관련하여, 종래에는 국내 등록특허 제10-0867103호에서 수면상태 감지 매트 시스템이 제안된 바 있다.In this regard, in the related art, a sleep state detection mat system has been proposed in Korean Patent Registration No. 10-0867103.
종래의 국내 등록특허 제10-0867103호에서는, 취침용 매트에 고르게 배치되는 압력 센서와, 상기 압력 센서로부터 감지 데이터를 수집하고, 상기 각 압력 센서의 노드 위치와 상기 각 감지 데이터를 이용하여 상기 매트에 가해지는 압력 분포를 파악하고, 이로부터 취침자의 수면상태를 분석하는 게이트웨이 장치와, 상기 게이트웨이 장치으로부터 전달되는 제어 메시지를 수신하여 취침 환경과 관련된 기기를 제어하는 홈 네트워크 서버를 포함하는 수면상태 감지 매트 시스템이 개시되어 있다.In the conventional Korean Patent Registration No. 10-0867103, a pressure sensor evenly arranged on a sleeping mat, and sensing data from the pressure sensor are collected, and the mat using a node position of each pressure sensor and each sensing data. Sleep state detection, comprising: a gateway device for detecting a pressure distribution applied to the A mat system is disclosed.
하지만, 종래에 개시된 수면상태 감지 매트 시스템에서는 압력 센서를 취침용 매트에 고르게 배치하여 구비하는데, 수면상태의 정확한 감지를 위해서는 다수의 압력 센서를 취침용 매트의 전면적에 수직 및 수평으로 고루 배열하여 구비해야 하기 때문에, 비효율적이고 비생산적이므로 상품화에 많은 어려움이 따르는 문제가 있다.However, in the sleep state detection mat system disclosed in the prior art, the pressure sensors are evenly arranged on the sleeping mat. In order to accurately detect the sleep state, a plurality of pressure sensors are evenly and horizontally arranged on the entire area of the sleeping mat. Since it is inefficient and unproductive, there is a problem with many difficulties in commercialization.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 취침 중인 수면자의 생체 신호를 매트에서 발생되는 전자기장의 파장 변화를 통해 감지하고 감지된 수면자의 정보를 기준 정보와 비교 판단하여 수면자의 수면 상태를 판단할 수 있도록 한 수면 상태 감지용 매트의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and detects a biosignal of a sleeping person through a change in the wavelength of an electromagnetic field generated from a mat, and compares the detected information of the sleeping person with reference information It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a mat for detecting a sleep state that can determine the sleep state of the sleeper by judging.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트의 제조방법은, 상,하부의 외피와, 양 외피에 각각 구비되는 상,하부의 쿠션재와, 양 쿠션재 사이에 적층되게 구비되어 수면자의 움직임을 통해 수면 상태를 감지하는 제 1 센서부 및 제 2 센서부와, 제 1,2 센서부와 전기적으로 연결되는 제어기를 포함하는 수면 상태 감지용 매트의 제조방법으로서, 제 1 센서부는 제어기에 연결된 각 센서선이 부직포 위에 일정 간격으로 나열되게 구비된 상태에서 스티치 방법에 의한 바느질로 고정되어 나열된 각 센서선 사이에서 전자기장이 발생되도록 제조되고, 제 2 센서부는 제어기에 연결된 각 압전선이 부직포 위에서 서로 이격된 상태로 교차되게 구비된 상태에서 스티치 방법에 의한 바느질로 고정되어 교차된 압전선 사이에서 일정한 정전용량이 흐르도록 제조되어, 제 1 센서부에서의 전자기장의 파장 변화 및 제 2 센서부에서의 정전용량의 변화량을 통해 수면자의 수면 상태를 감지하도록 제조될 수 있다.The manufacturing method of the mat for detecting sleep state according to the present invention for achieving the above object is provided to be laminated between the upper and lower outer skins, upper and lower cushioning materials provided in both outer skins, respectively, and both cushioning materials. A method of manufacturing a mat for detecting a sleep state, comprising a first sensor unit and a second sensor unit for detecting a sleep state through movement of a ruler, and a controller electrically connected to the first and second sensor units, wherein the first sensor unit is a controller Each sensor wire connected to the is manufactured so that an electromagnetic field is generated between the sensor wires that are connected to each other by being fixed by sewing by a stitch method in a state in which they are arranged at regular intervals on the nonwoven fabric, and each piezoelectric wire connected to the controller in the second sensor unit is connected to the nonwoven fabric It is fixed by sewing by a stitch method in a state in which it is provided to be crossed apart from each other from above and manufactured so that a constant capacitance flows between the crossed piezoelectric wires, so that the wavelength change of the electromagnetic field in the first sensor unit and the second sensor unit are fixed It may be manufactured to detect the sleeping state of the sleeper through the amount of change in capacitance in the .
그리고, 제 1,2 센서부의 부직포는 난연 원사로 이루어진 난연 부직포로 형성되고, 제 2 센서부의 부직포 하면에는 전기방사에 의해 제조된 나노섬유가 나노웹으로 형성된 나노층이 구비될 수도 있다.In addition, the nonwoven fabric of the first and second sensor parts may be formed of a flame-retardant nonwoven fabric made of flame-retardant yarn, and a nanolayer in which the nanofibers manufactured by electrospinning are formed into a nanoweb may be provided on the lower surface of the nonwoven fabric of the second sensor part.
또한, 제 2 센서부는 서로 교차된 각 압전선이 교차의 영역 내에서 굴곡지게 형성되고, 제어기는 제 1 센서부에서의 전자기장의 파장 변화와, 제 2 센서부에서의 정전용량의 변화량을 통해 수면자의 기본 정보와 비교 판단하여 수면자의 수면 정보를 출력하도록 구비될 수 있다.In addition, the second sensor unit is formed so that each piezoelectric wire intersected with each other is curved within the crossover region, and the controller sleeps through the change in the wavelength of the electromagnetic field in the first sensor unit and the change in capacitance in the second sensor unit. It may be provided to output sleep information of the sleeping person by comparing it with the basic information of the sleeping person.
본 발명의 수면 상태 감지용 매트용 제조방법에 따르면, 센서선과 압전선이 부착 고정된 제 1,2 센서부에서 발생되는 전자기장의 파장 변화를 통해 매트에서 수면을 취하는 수면자의 생체 신호를 감지하여 기준 정보와 비교 판단함으로써 수면자의 수면 상태 즉 다양한 건강 정보를 분석 및 판단하여 적절한 대응을 신속히 취할 수 있는 장점이 있다.According to the manufacturing method for a mat for detecting a sleep state of the present invention, the biosignal of the sleeping person sleeping on the mat is detected through the change in the wavelength of the electromagnetic field generated from the first and second sensor units to which the sensor wire and the piezoelectric wire are attached and fixed. By comparing and judging the information, there is an advantage in that it is possible to quickly take an appropriate response by analyzing and judging the sleep state of the sleeper, that is, various health information.
도 1은 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트를 분리 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트에 구성되는 제 1 센서부의 구성도이다.
도 3는 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트에 구성되는 제 2 센서부의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수명 상태 감지용 매트의 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제 1 센서부(제 2 센서부)에 부착 고정된 센서선(압전선)의 고정상태를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트에 구성되는 제어기의 구성도이다.1 is a configuration diagram showing a separate mat for detecting a sleep state according to the present invention.
2 is a configuration diagram of the first sensor unit configured in the mat for detecting a sleep state according to the present invention.
3 is a configuration diagram of a second sensor unit configured in the mat for detecting a sleep state according to the present invention.
4 is a cross-sectional configuration view of the mat for sensing the lifespan according to the present invention.
5 is a view showing a fixed state of a sensor wire (piezoelectric wire) attached and fixed to the first sensor part (second sensor part) according to the present invention.
6 is a block diagram of a controller configured in the mat for detecting a sleep state according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.The terms used in the present invention are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions of these terms correspond to the technical matters of the present invention and should be interpreted as a concept.
아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.In addition, the embodiments of the present invention do not limit the scope of the present invention, but are merely exemplary matters of the constituent elements presented in the claims of the present invention, and are included in the technical spirit throughout the specification of the present invention and the scope of the claims. It is an embodiment including a substitutable component as an equivalent in the component.
그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.In addition, optional terms in the examples below are used to distinguish one component from other components, and the components are not limited by the terms.
이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Accordingly, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
첨부도면 도 1 내지 도 6는 본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트 및 이에 구성되는 제 1,2 센서부 등의 구성을 도시한 도면들이다.1 to 6 are views showing the configuration of a mat for detecting a sleep state and first and second sensor units configured therein according to the present invention.
본 발명에 따른 수면 상태 감지용 매트(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 매트(100)의 상면과 하면을 형성하는 상,하부의 외피(110)와, 양 외피(110) 사이에 각각 구비되는 상,하부의 쿠션재(120)와, 양 쿠션재(120) 사이에 적층되게 구비되는 제 1,2 센서부(130)(140)와, 제 1,2 센서부(130)(140)와 전기적으로 연결되는 제어기(150)를 포함하여, 수면자의 움직임을 통해 수면 상태를 감지하도록 구성된다.The
특히, 상기와 같은 제 1 센서부(130)는 굽힘과 펼침이 자유로운 부직포(130-1)와, 부직포(130-1) 위에 설치된 다수의 센서선(130a,...,130n)을 포함한다.In particular, the
부직포(130-1)는 난연 원사가 니들펀칭 또는 카렌딩 공정을 통해 생산된 난연 부직포로 형성되어, 화재를 방지할 수 있는 효과를 가질 수 있게 된다.The non-woven fabric 130-1 is formed of a flame-retardant non-woven fabric in which flame-retardant yarns are produced through a needle punching or a calendering process, so that it can have an effect of preventing a fire.
그리고, 이러한 부직포(130-1)는 그 상,하면에 구비된 쿠션재(120)에 의해 매트(100)의 표면 즉 외피(110)와는 일정 거리 유지된 상태로 매트(100)에 내장되게 구비된다.And, this nonwoven fabric 130-1 is provided to be embedded in the
한편, 부직포(130-1) 위의 센서선(130a,...,130n)들은 도 2에 도시된 바와 같이, 각기 독립된 라인으로 부직포(130-1) 상의 전면을 여러 구간(영역)으로 나눠 구획하게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the
즉, 각 센서선(130a,...,130n)은 부직포(130-1) 위에 지그재그 형태로 일정 간격으로 이격되어 나열되게 구비되되, 센서선(130a,...,130n)의 이웃하는 라인은 그 단부가 완만한 원호 형상으로 굽혀져 방향 전환된 상태로 연결되고, 각 센서선(130a,...,130n)들의 말단부는 제어기(150)에 전기적으로 연결되어 구비된다.That is, each sensor wire (130a, ..., 130n) is provided to be arranged spaced apart at regular intervals in a zigzag form on the nonwoven fabric 130-1, the adjacent lines of the sensor wires (130a, ..., 130n) The ends are bent in a gentle arc shape and are connected in a changed state, and the distal ends of each of the
이때, 각 센서선(130a,...,130n)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 부직포(130-1) 위에 스티치(Stitch) 방법에 의한 바느질로 꿰매진 실(160)에 의해 고정되게 구비된다.At this time, each sensor wire (130a, ..., 130n) is, as shown in Figs. 4 and 5, by the
특히, 스티치 방법에 의한 바느질로 꿰매진 실(160)은 하나의 바늘이 센서선(130a,...,130n)의 좌우 양측에서 번갈아가면서 부직포(130-1)를 상하로 관통하여 땀을 연속적으로 뜬 것으로, 윗실(161)은 부직포(130-1)의 상면에서 센서선(130a,...,130n)의 좌우 측을 지그재그로 왔다갔다 한 형태로 형성되고, 밑실(162)은 부직포(130-1)의 하면에 사선 형태로 형성된다.In particular, in the
이때, 센서선(130a,...,130n)을 가로지르는 윗실(161)의 좌우 양측단부와 센서선(130a,...,130n) 사이의 간격은 각각 5㎜ 이상의 간격을 유지할 수 있도록 구비됨이 바람직하고, 이는 매트(100)에 수면자가 누웠을 때 작용하는 하중에 의한 센서선(130a,...,130n)의 유동성을 확보하기 위한 것이다. 게다가, 매트(100)에 작용하던 하중이 제거되면 센서선(130a,...,130n)이 원위치로 복귀될 수 있는 유동성도 확보할 수 있게 된다.At this time, the distance between the left and right both ends of the
이와 같이 구비된 센서선(130a,...,130n)은 제어기(150)에 의해 전원이 인가되면 각 센서선(130a,...,130n-1)의 이웃한 라인 사이에 일정한 파장의 전자기장이 작용하고, 각 센서선(130a,...,130n)의 라인 사이에 위치(높이)차 발생되면 양 라인 사이에서 작용되는 전자기장의 파형이 변화하게 된다.When power is applied to the
이로써, 본 발명에서는 각 센서선(130a,...,130n)에서 발생되는 전자기장의 파형 변화를 통해 수면자의 생체 신호를 감지하여 수면 상태를 분석하게 된다.Accordingly, in the present invention, the sleep state is analyzed by detecting the sleeper's biosignal through the change in the waveform of the electromagnetic field generated from each of the
한편, 상기와 같은 센서선(130a,...,130n)들은 수면자의 두부와, 흉부, 복부, 둔부(허리), 허벅지부 등의 신체 부위를 각각 감지할 수 있도록 여러 영역으로 나뉘어 설치되고, 이와 같이 매트(100)를 여러 구간(영역)으로 구획하는 각 센서선(130a,...,130n)들에는 수면자의 신체 부위에 따라 작용하는 하중이 각기 다르게 작용되고, 이에 따라 매트(100)의 각 영역에 구비된 각 센서선(130a,...,130n)에서 발생되는 전자기장의 파장 변화 역시도 제각기 다르게 나타나므로 수면자의 생체 신호 즉 심박 패턴, 맥박 패턴, 호흡 패턴, 수면 자세, 뒤척임 등을 각각 감지할 수 있게 된다.On the other hand, the sensor wires (130a, ..., 130n) as described above are divided into several areas so as to detect body parts such as the head, chest, abdomen, buttocks (waist), thighs, etc. of the sleeping person, respectively, and are installed, In this way, the load acting according to the body part of the sleeping person is applied differently to each of the
즉, 제 1 센서부(130)의 각 센서선(130a,...,130n)들은 평상시 동일 평면상으로 위치되어 센서선(130a,...,130n)들 사이에서 일정한 파장의 전자기장이 작용되다가 수면자가 매트에 누으면 수면자의 신체 부위에 따라 각 센서선(130a,...,130n)들이 서로 다른 힘으로 눌려 각 센서선(130a,...,130n)의 높이가 달라지게 되므로, 각 센서선(130a,...,130n)들에서는 높이 차에 의해 서로 다른 전자기장의 파장 변화가 발생되어 출력된다.That is, each of the
이때, 각 센서선(130a,...,130n)들은 윗실(161)과의 이격된 간격에 의해 높이가 용이하게 변화될 수 있게 된다.At this time, the height of each of the
따라서, 제어기(150)에서 각 센서선(130a,...,130n)들로부터 수집되는 전자기장의 파장 정보 즉 파장의 변화 폭을 기준 정보와 비교 판단하여 수면자의 생체 신호(즉 심박 패턴, 맥박 패턴, 호흡 패턴, 수면 자세, 뒤척임)를 감지하여 건강 상태를 분석 및 판단할 수 있게 된다.Accordingly, the
제 2 센서부(140)는 굽힘과 펼침이 자유로운 부직포(140-1)와, 부직포(140-1) 위에 설치된 다수의 압전선(140a,140b)을 포함한다.The
부직포(140-1)는 제 1 센서부(130)에서와 마찬가지로, 난연 원사가 니들펀칭 또는 카렌딩 공정을 통해 생산된 난연 부직포로 형성되어 화재를 방지할 수 있는 이점이 있고, 그 상,하면에 구비된 쿠션재(120)에 의해 매트(100)의 표면을 이루는 외피(110)와는 일정 거리 유지된 상태로 매트(100)에 내장되게 구비된다.As in the
이러한 부직포(140-1) 위에는 두 종류의 압전선(140a,140b)이 각각 구비된다. 이러한 두 종류의 압전선(140a,140b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 부직포(140-1) 위에 가로 방향으로 설치되는 가로형 압전선(140a)들과, 세로 방향으로 설치되는 세로형 압전선(140b)들로 구비된다.Two types of
가로형 압전선(140a)은 다수의 라인들이 부직포(140-1)의 좌우 폭 방향으로 일정 간격을 유지한 상태로 나란히 설치되고, 세로형 압전선(140b)은 다수의 라인들이 부직포(140-1)의 상하 길이 방향으로 일정 간격을 유지한 상태로 나란히 설치된다.The horizontal
이로써, 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b) 간에는 서로 교차되는 교차부(141)가 형성되고, 이러한 교차부(141)를 포함하여 교차부(141) 주변의 영역 즉 후술될 각 라인의 굴곡부(142)를 포함하는 영역까지를 교차 영역이라 하며, 이웃하는 교차 영역끼리는 서로 침범하지 않도록 구비된다.As a result, an
한편, 상기와 같은 압전선(140a,140b)들은 제 1 센서부(130)에서와 마찬가지로 도 4 및 도 5에서와 같이, 부직포(140-1) 위에 스티치(Stitch) 방법에 의한 바느질로 꿰매진 실(160)에 의해 고정되게 구비된다.On the other hand, the
이때, 스티치 방법에 의해 꿰매진 실(160)은 각각의 압전선(140a,140b)의 좌우 양측을 번갈아가면서 부직포(130-1)를 관통하여 각각의 압전선(140a,140b)을 구속 고정한 것으로, 윗실(161)은 부직포(140-1)의 상면에서 압전선(140a,140b)의 좌우 측을 지그재그로 왔다갔다 한 형태로 형성되고, 밑실(162)은 부직포(140-1)의 하면에 사선 형태로 형성된다.At this time, the
여기서, 도 5에서는 제 1 센서부(130)에 구비되는 센서선(130a,...,130n)만을 일례로 도시하였지만, 제 2 센서부(140)의 압전선(140a,140b) 역시도 제 1 센서부(130)의 센서선(130a,...,130n)과 동일한 패턴으로 고정되기에, 도 5에서는 제 2 센서부(140)의 압전선(140a,140b)에 대한 도시는 생략하였다.Here, although only the
이와 같이 각각의 압전선(140a,140b)을 가로지르는 윗실(161)의 좌우 양측단부와 각 압전선(140a,140b) 사이의 간격은 각각 5㎜ 이상의 간격을 유지할 수 있도록 구비되고, 그 이유는 전술한 제 1 센서부(130)와 동일하므로 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.As described above, the distance between the left and right both ends of the
따라서, 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b)은 평상시 이격된 상태로서 일정한 정전용량이 흐르고, 매트(100)에 하중이 가해져 눌릴 시에는 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b)의 거리가 가까워지면서 정전용량에 변화가 발생되므로, 정전용량의 변화량을 통해 수면자의 신체 부위에 따른 생체 신호를 감지할 수 있다.Therefore, the horizontal
게다가, 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b)의 교차부(141) 주변 즉 교차 영역 내의 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b)에는 굴곡진 굴곡부(142)가 각각 형성된다.In addition, the horizontal
각 압전선(140a)(140b)은 교차 영역 내에서 서로 반대 방향으로 굴곡진 2개의 굴곡부(142)를 각각 갖고, 양 굴곡부(142)를 연결하는 각 압전선(140a)(140b)의 직선부에는 서로 교차된 교차부(141)가 구비되며, 각 압전선(140a)(140b)의 굴곡부(142)는 교차 영역의 테두리를 형성하게 된다.Each of the
이로써, 상기와 같이 형성된 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b) 사이의 정전용량은 증량되고, 평상시와 하중이 가해져 눌릴 시의 정전용량의 변화량 역시도 더 크게 증량됨으로써 제 2 센서부(140)의 감지 성능을 향상시킬 수 있다.As a result, the capacitance between the horizontal
따라서, 상기와 같은 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b) 사이의 거리 변화에 따라 발생되는 정전용량이 변화량을 통해 수면자의 생체 신호를 감지 및 분석할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to sense and analyze the biosignal of the sleeping person through the amount of change in capacitance generated according to a change in the distance between the horizontal
즉, 매트에 수면자가 누웠을 때 눌린 부위와 안눌린 부위의 가로형 압전선(140a)과 세로형 압전선(140b)의 교차부(141)에서 정전용량이 서로 다르게 발생되고, 이와 같이 발생된 서로 다른 신호에 따라 수면자의 생체 신호를 감지할 수 있게 된다.That is, when the sleeping person lies on the mat, the capacitance is different from each other at the
그리고, 상기와 같은 제 1,2 센서부(130)(140)와 더불어 수면자의 다양한 생체 신호를 파악할 수 있는 다양한 센서들이 더 구비될 수도 있다.In addition to the first and
또한, 상기와 같은 제 2 센서부(140))의 부직포(140-1) 하면에는 전기방사에 의해 제조된 나노섬유가 나노웹으로 형성된 나노층(170)이 구비된다.In addition, on the lower surface of the nonwoven fabric 140-1 of the
이러한 나노층(170)을 이루는 나노섬유는 고분자 용액을 다수의 노즐을 통해 전기방사하여 형성되는 것으로, 이러한 나노섬유에 의해 수 내지 수백 나노미터 굵기의 미세 섬유 직경을 지난 나노섬유 웹을 통해 나노층(170)을 구성할 수 있게 된다.The nanofibers constituting the
따라서, 이와 같이 형성되는 나노층(170)은 이를 구성하는 나노섬유 웹의 조직을 미세하게 조절할 수 있고, 이에 따라 박테리아 차단 및 세균침투 억제 등의 효과를 가질 수 있으므로, 제 2 센서부(140)를 박테리아나 세균에 의한 오염으로부터 보호할 수 있게 된다.Therefore, the
그리고, 상기와 같은 나노층(170)은 제 1 센서부(130)의 상면 또는 하면 또는 상,하면에 모두 구비되어, 제 1 센서부(130)의 오염을 방지할 수도 있다.In addition, the
제어기(150)는 매트(100)에 암,수의 커넥터로서 착탈가능하게 연결되어 구비된다. 이러한 제어기(150)를 매트(100)에 연결하면 제어기(150)에는 매트(100)의 제 1 센서부(130)와 제 2 센서부(140)가 전기적으로 접속되어 연결되고, 제 1,2 센서부(130)(140)로 전원을 공급 또는 차단할 수 있게 된다.The
상기와 같은 제어기(150)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1,2 센서부(130)(140)로부터 각각의 신호를 입력받는 수신부(151)와, 입력된 신호를 기준 정보와 비교 판단하여 수면자의 건강 상태를 분석하는 상태분석부(152)와, 이를 데이터화하여 저장하는 저장부(153)를 포함한다.As shown in FIG. 6 , the
특히, 상태분석부(152)에서는 분석된 수면자의 건강 상태를 수면 상태와 응급 상태로 나룰 수 있고, 응급 상태로 판단되는 경우에는 홈네트워크를 통해 119 등의 응급센터에 수면자의 응급상태를 알릴 수 있다.In particular, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention. It is clear that the modification or improvement is possible.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.
100 : 매트
110 : 외피
120 : 쿠션재
130 : 제 1 센서부
130-1 : 부직포
130a,...,130n : 센서선
140 : 제 2 센서부
140-1 : 부직포
140a,140b : 압전선
141 : 교차부
142 : 굴곡부
150 : 제어기
151 : 수신부
152 : 상태분석부
153 : 저장부
160 : 실
161 : 윗실
162 : 밑실
170 : 나노층100: mat 110: outer shell
120: cushioning material 130: first sensor unit
130-1:
140: second sensor unit 140-1: non-woven fabric
140a, 140b: piezoelectric wire 141: intersection
142: bend 150: controller
151: receiving unit 152: state analysis unit
153: storage unit 160: thread
161: upper thread 162: lower thread
170: nano layer
Claims (3)
제 1 센서부는 제어기에 연결된 각 센서선이 부직포 위에 일정 간격으로 나열되게 구비된 상태에서 스티치 방법에 의한 바느질로 고정되어 나열된 각 센서선 사이에서 전자기장이 발생되도록 제조되고,
제 2 센서부는 제어기에 연결된 각 압전선이 부직포 위에서 서로 이격된 상태로 교차되게 구비된 상태에서 스티치 방법에 의한 바느질로 고정되어 교차된 압전선 사이에서 일정한 정전용량이 흐르도록 제조되어,
제 1 센서부에서의 전자기장의 파장 변화 및 제 2 센서부에서의 정전용량의 변화량을 통해 수면자의 수면 상태를 감지하도록 제조되는 수면 상태 감지용 매트의 제조방법.
A first sensor unit and a second sensor unit provided to be stacked between the upper and lower outer skins, upper and lower cushioning materials respectively provided on both skins, and both cushioning materials to detect a sleeping state through the movement of the sleeping person; 1, 2 As a method of manufacturing a mat for detecting a sleep state comprising a controller electrically connected to the sensor unit,
The first sensor unit is manufactured so that an electromagnetic field is generated between each sensor wire connected to the controller by being fixed by stitching by a stitch method in a state in which each sensor wire connected to the controller is arranged at regular intervals on the nonwoven fabric,
The second sensor unit is fixed by stitching by a stitch method in a state in which each piezoelectric wire connected to the controller is provided to be crossed apart from each other on the nonwoven fabric so that a constant capacitance flows between the crossed piezoelectric wires,
A method of manufacturing a mat for detecting a sleep state, which is manufactured to detect a sleep state of a sleeping person through a change in the wavelength of the electromagnetic field in the first sensor unit and a change in capacitance in the second sensor unit.
제 1,2 센서부의 부직포는 난연 원사로 이루어진 난연 부직포로 형성되고, 제 2 센서부의 부직포 하면에는 전기방사에 의해 제조된 나노섬유가 나노웹으로 형성된 나노층이 구비되는 수면 상태 감지용 매트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The non-woven fabric of the first and second sensor parts is formed of a flame-retardant non-woven fabric made of a flame-retardant yarn, and a nano-layer in which the nano-fibers manufactured by electrospinning are formed as a nano-web on the lower surface of the non-woven fabric of the second sensor part are provided. Way.
제 2 센서부는 서로 교차된 각 압전선이 교차의 영역 내에서 굴곡지게 형성되고,
제어기는 제 1 센서부에서의 전자기장의 파장 변화와, 제 2 센서부에서의 정전용량의 변화량을 통해 수면자의 기본 정보와 비교 판단하여 수면자의 수면 정보를 출력하는 수면 상태 감지용 매트의 제조방법.The method according to claim 1,
The second sensor unit is formed so that each piezoelectric wire crossed with each other is bent in the area of intersection,
The controller compares and determines the basic information of the sleeper through the change in the wavelength of the electromagnetic field in the first sensor part and the change in capacitance in the second sensor part, and outputs the sleep information of the sleeper.
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Citations (1)
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KR100867103B1 (en) | 2007-03-30 | 2008-11-06 | 전자부품연구원 | Sleeping mat System for sensing sleeping status and Method performing in the same |
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