KR20220077949A - 스마트 진동 도립기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 진동 도립기에 관한 것으로, 이는 사용자 신체를 지지 및 고정하는 상체 받침대와 하체 지지대; 상기 상체 받침대를 지지하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 대한 상기 상체 받침대의 경사각을 조정하는 경사 조절기; 상기 하체 지지대에 진동을 인가하는 진동 발생기; 동영상 컨텐츠를 수신 및 재생하는 디스플레이 장치; 및 제어 패널을 구비하고, 상기 제어 패널을 통해 입력되는 사용자 제어값에 따라 상기 경사 조절기와 상기 진동 발생기를 동작 제어하되, 현재 장치 상태값에 대응되는 동영상 컨텐츠를 획득하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 제어 장치를 포함할 수 있다.

Description

스마트 진동 도립기{SMART INVERSION TABLE WITH VIBRATOR)}
본 발명은 동영상 컨텐츠를 재생함과 동시에 사용자 신체 상태를 고려한 제어 동작을 가능하도록 스마트 진동 도립기에 관한 것이다.
도립기는 신체의 상체와 하체를 거꾸로 한 상태로 신체를 매다는 운동기구로서, 척추 균형이 어긋난 사람들에게 사용할 수 있는 자세 교정, 척추 이완 기능을 제공한다.
다만, 종래의 도립기는 기본 기능 즉, 신체를 단순히 거꾸로 매다는 기능 만을 제공하고 있어서, 운동 효과가 제한적인 단점이 있다.
이에 국내등록특허 제10-1616708호 등에서는 진동을 통해 운동 효과를 높여주는 도립기를 추가적으로 제공하고 있다. 그러나 진동 도립기만을 통해 사용자의 다양한 요구 사항을 충분히 만족시키기에는 그 한계가 있다.
국내등록특허 제10-1616708호(등록일자 2016년 4월25일)
이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 동영상 컨텐츠를 통해 실감 및 맞춤형 서비스를 제공할 수 있는 스마트 진동 도립기를 제공하고자 한다.
또한 센싱 장치, 착용형 스마트 기기, 머리 착용형 디스플레이, 스마트 단말 등을 이용하여 사용자 신체 상태를 모니터링하고, 사용자 신체 상태를 반영한 제어 동작을 수행할 수 있는 스마트 진동 도립기를 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 사용자 신체를 지지 및 고정하는 상체 받침대와 하체 지지대; 상기 상체 받침대를 지지하는 지지 프레임; 상기 지지 프레임에 대한 상기 상체 받침대의 경사각을 조정하는 경사 조절기; 상기 하체 지지대에 진동을 인가하는 진동 발생기; 동영상 컨텐츠를 수신 및 재생하는 디스플레이 장치; 및 제어 패널을 구비하고, 상기 제어 패널을 통해 입력되는 사용자 제어값에 따라 상기 경사 조절기와 상기 진동 발생기를 동작 제어하되, 현재 장치 상태값에 대응되는 동영상 컨텐츠를 획득하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 제어 장치를 포함하는 스마트 진동 도립기를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 머리 착용형 디스플레이와 스마트 단말 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 머리 착용형 디스플레이는 상기 제어 장치와의 통신을 지원하는 통신 모듈; 상기 동영상 컨텐츠에 포함된 영상 데이터를 재생하는 디스플레이; 및 상기 동영상 컨텐츠에 포함된 오디오 데이터를 재생하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 머리 착용형 디스플레이는 사용자 동공 중심, 각막 반사광을 측정하여 사용자 시선 정보를 획득 및 제공하는 시선 추적기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 장치는 사용자 시선 정보와 사용자 제어값간의 상관관계를 사전 정의하여, 상기 사용자 시선 정보를 상기 사용자 제어값으로 변환하여 이용하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트 진동 도립기는 사용자 신체 상태 모니터링을 위한 생체 신호를 센싱 및 출력하는 센싱 장치를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 생체 신호에 따라 상기 경사 조절기와 상기 진동 발생기의 추가 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 센싱 장치는 밴드형 또는 패치형으로 구현되는 센서 본체와 상기 센서 본체의 내측면에 위치되어 생체 신호를 센싱 및 출력하는 생체 신호 센서로 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 센싱 장치는 생체 신호를 센싱 및 출력하는 생체 신호 센서가 내장하며, 상기 제어 장치와의 근거리 무선 통신할 수 있는 착용형 스마트 기기로 구현되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 동영상 컨텐츠를 통해 실감 및 맞춤형 서비스를 제공함으로써, 사용자 운동 효과 극대화를 위한 환경을 조정할 수 있도록 한다.
또한 센싱 장치, 착용형 스마트 기기, 머리 착용형 디스플레이, 스마트 단말 등을 이용하여 사용자 신체 상태를 모니터링하고, 사용자 신체 상태를 반영한 제어 동작을 수행함으로써, 무리한 운동에 의한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
뿐 만 아니라 머리 착용형 디스플레이, 스마트 단말을 통해 획득가능한 시선 정보를 기반한 제어 동작도 가능하도록 함으로써, 사용자의 조작 편이성을 극대화시켜 줄 수 있도록 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 진동 도립기를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 센싱 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 도립기를 설명하기 위한 도면이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 진동 도립기를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 진동형 도립기(100)는 지지 프레임(110), 지지 프레임(110)에 회전 가능하게 결합되는 상체 받침대(120), 상체 받침대(120)의 길이 방향으로 이격되어 위치하는 하체 지지대(130), 및 하체 지지대(130)에 결합되는 진동 발생기(140), 경사 조절기(150), 센싱장치(160), 머리 착용형 디스플레이(170) 및 제어 장치(180) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
지지 프레임(110)은 지면과 접촉하는 기초 지지부(111)와 기초 지지부(111)의 양측으로부터 각각 위로 연장되어서 형성된 두 측면 지지부(112)를 구비하며, 두 측면 지지부(112)에 상체 받침대(120)가 회전 가능하게 결합된다.
상체 받침대(120)는 사용자 상체를 똑바로 누운 자세로 받쳐 주는 장치로써, 두 측면 지지부(112)에 회전 가능하게 결합된다. 본 명세서에서는 설명의 편이를 위해, 사용자가 상체 받침대(120)에 누웠을 때, 신체의 길이방향을 상체 받침대(120)의 길이방향으로 정의하고, 신체의 좌우 방향을 상체 받침대(120)의 폭방향으로 정의한다. 이러한 방향 정의는 특허청구범위에서도 동일하게 적용될 것이다.
하체 지지대(130)는 사용자 하체를 고정 및 지지할 수 있도록 하는 장치로써, 상체 받침대(120)로부터 길이 방향으로 신장되는 막대 형상의 연결 막대(131), 사용자의 발목 부분을 고정 지지하도록 연결 막대(131)에 결합되는 발목 지지대(132), 사용자의 발등 부분을 고정 지지하도록 연결 막대(131)에 결합되는 발등 지지대(133) 등으로 구현된다.
진동 발생기(140)는 연결 막대(131)에 추가 결합되는 편심 모터, 캠 액추에이터, 소닉 액추에이터, 리니어 액추에이터 등으로 구현되며, 이는 수직(길이방향), 수평(폭방향), 8자, 부채꼴 및 회전 등 다양한 방향의 진동을 발생하여 발목 지지대(132)와 발등 지지대(133) 중 적어도 하나에 인가한다.
경사 조절기(150)는 상체 받침대(120)를 회전축선(A)을 중심으로 회전시켜서 지지 프레임(110)에 대한 상체 받침대(120)의 경사를 조절한다.
이러한 경사 조절기(150)는 예를 들어, 길이 조절이 가능한 액추에이터(151)와, 액추에이터(151)를 구동시키는 전동 모터(152)를 구비한다. 액추에이터(151)는 대체로 상하방향으로 연장되도록 배치된다. 액추에이터(151)의 상단은 상체 받침대(120)의 회전축선(A)과 평행하게 연장되는 다른 회전축선(미도시)을 중심으로 회전하도록 결합되고, 액추에이터(151)의 하단은 지지 프레임(110)에 회전축선과 평행하게 연장되는 또 다른 회전축선(미도시)을 중심으로 회전하도록 결합된다. 이러한 구성은 지지 프레임(110)에 대한 상체 받침대(120)의 경사를 다양하게 조정할 수 있는 범위내에서 차후 다양한 형태로 변경될 수 있음은 물론 당연할 것이다.
센싱 장치(160)는 제어 장치(180)와 유선 연결되는 생체 신호 센서가 부착된 손목 밴드를 구비하고, 생체 신호 센서를 통해 심박수, 혈압 등과 같은 사용자 신체 상태를 모니터링하도록 한다.
머리 착용형 디스플레이(170)는 HMD, 스마트 글래스 등와 같이 사용자 머리에 착용되는 디스플레이 장치로써, 제어 장치(180)와 무선 또는 유선 방식으로 상호 연동되어 제어 장치(180)이 전송하는 동영상 컨텐츠를 가상현실 또는 증강현실 방식으로 실시간 재생한다.
제어 장치(180)는 데이터 입출력 동작을 수행하는 제어 패널을 구비하고, 제어 패널을 통해 입력되는 사용자 제어값에 따라 진동 발생기(140) 및 경사 조절기(150)의 동작을 제어하고, 진동 발생기(140) 및 경사 조절기(150)의 동작 제어 결과를 시청각적으로 사용자 피드백하도록 한다.
또 다르게는 다수의 운동 프로그램을 구비하고, 사용자가 제어 패널을 통해 선택 및 실행하는 운동 프로그램에 따라 진동 발생기(140) 및 경사 조절기(150)를 자동 제어할 수 있도록 한다. 즉, 도립기를 사용자 제어값에 기반하여 수동 제어하거나, 사전에 등록된 운동 프로그램에 따라 자동 제어할 수 있도록 한다.
그리고 제어 장치(180)는 장치 상태값 또는 운동 프로그램 각각에 대응되는 동영상 컨텐츠를 다수개 구비하고, 현재 장치 상태값 또는 운동 프로그램에 대응되는 동영상 컨텐츠를 선택하여 머리 착용형 디스플레이(170)를 통해 실시간 재생하도록 한다.
더하여, 제어 장치(180)는 센싱 장치(160)에 의해 확인된 사용자 신체 상태에 따라 진동 발생기(140) 및 경사 조절기(150)의 동작을 추가 제어하도록 한다. 예를 들어, 사용자 신체 상태를 정상 상태, 이상 상태, 위험 상태 등으로 세분화한 후, 정상 상태에서는 사용자 제어값에 기반한 제어 동작을 수행하고, 이상 상태에서는 상체 받침대(120)의 경사각을 기 설정 각도 이하 또는 기 설정 비율만큼 감소하는 동작을 수행하고, 위험 상태에서는 알람음을 출력함과 동시에 상체 받침대(120)를 원위치시키는 동작을 수행하도록 한다. 또한 위험 상태 발생에 따른 후속 조치를 취함과 동시에 사용자 신체 상태 변화를 추가 모니터링하고, 위험 상태가 계속하여 유지된다면, 기 설정된 비상 연락처(예를 들어, 119, 보호자 연락처)에 위험 발생을 통보하는 메시지를 즉각 생성 및 발송하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 장치를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 센싱 장치(160)는 밴드형 또는 패치형으로 구현되는 센서 본체(161), 센서 본체(161)의 내측면에 위치되어 밴드 내측면에 접촉하는 사용자 신체를 통해 심박수, 혈압 등의 생체 신호를 센싱 및 출력하는 생체 신호 센서(162) 등을 포함하여 구현될 수 있다.
이에 센싱 장치(160)는 진동 도립기를 이용한 운동을 수행하는 사용자의 신체 일부에 착용되어, 해당 사용자의 신체 상태를 생체 신호 형태로 실시간 센싱할 수 있도록 한다.
또한 본 발명에서는 도 4에서와 같이 센싱 장치(160)를 별도 하드웨어 장치로 구현하는 대신에, 스마트 워치와 같은 착용형 스마트 기기(200)에 내장된 센싱 장치를 활용하여 사용자 신체 상태를 모니터링할 수도 있도록 한다.
이를 위해, 제어 장치(180)는 근거리 무선 통신(예를 들어, 블루투스, 와이파이 등)을 지원하는 통신 모듈(181)을 추가 구비하고, 이를 통한 스마트 기기와 상호 연동을 통해 필요한 생체 신호를 획득할 수 있도록 한다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 머리 착용형 디스플레이를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 머리 착용형 디스플레이(170)는 통신 모듈(171), 디스플레이(172), 스피커(173)을 포함하여 구성된다.
통신 모듈(171)는 무선 또는 유선 방식으로 제어 장치(180)과의 통신 채널을 형성하고, 제어 장치(180)이 제공하는 동영상 컨텐츠를 수신한다.
디스플레이(172)는 동영상 컨텐츠에 포함된 영상 데이터를 실시간 재생한다.
스피커(173)는 동영상 컨텐츠에 포함된 오디오 데이터를 실시간 재생한다.
더하여, 본 발명의 머리 착용형 디스플레이(170)는 사용자의 동공 중심, 각막 반사광을 측정하여 사용자 시선 정보를 획득 및 제공하는 시선 추적기(174)를 더 포함할 수 있다.
그러면, 제어 장치(180)는 사용자 시선 정보와 사용자 제어값 간의 상관 관계를 사전 정의한 후, 이를 기반으로 사용자 시선 정보를 사용자 제어값으로 변환 및 이용할 수 있도록 한다.
예를 들어, 사용자 동공 중심이 기 설정된 값 이상으로 진동하는 경우, 멈춤 명령어를 발생하여 경사 조절기(150)가 상체 받침대(120)를 원위치시킬 수 있도록 한다.
또한 사용자 시선이 위로 향하는 경우에는 상체 받침대(120)의 경사각을 증가시키고, 사용자 시선이 아래로 향하는 경우에는 상체 받침대(120)의 경사각을 감소시키고, 사용자 시선이 좌로 향하는 경우에는 진동 발생기(140)의 진동 세기를 감소시키고, 사용자 시선이 우로 향하는 경우에는 진동 발생기(140)의 진동 세기를 증가시킬 수 있도록 한다. 즉, 사용자가 제어 패널의 수동 조작할 필요 없이 시선 방향만으로 경사 조절기(150)와 진동 발생기(140)의 동작을 다양하게 제어할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 도립기를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 진동 도립기는 머리 착용형 디스플레이(170)를 대신에 스마트 단말(190)를 구비하도록 한다. 이때, 스마트 단말(190)는 스마트 단말 거치대(미도시) 등을 이용하여 사용자 얼굴을 바라볼 수 있도록 상체 받침대(120)으로부터 소정 거리 이격되어 위치 고정되는 것이 바람직하다.
스마트 단말(190)는 진동 도립기(100)와의 상호 연동을 지원하는 어플리케이션을 설치 및 실행함으로써, 머리 착용형 디스플레이(170)와 동일하게 장치 상태값 또는 운동 프로그램 각각에 대응되는 동영상 컨텐츠를 수신하여 실시간 재생할 수 있도록 한다.
또한 스마트 단말(190)는 카메라를 기본 내장하고 있으므로, 카메라를 통해 사용자의 동공 중심, 각막 반사광을 촬영 및 분석하여 사용자 시선 정보를 획득 및 제공할 수도 있도록 한다.
이에 진동 도립기(100)의 제어 장치(180)는 머리 착용형 디스플레이(170)와 스마트 단말(190) 중 어느 하나를 활용하여 사용자에게 실감 및 맞춤형 서비스를 추가 제공하여 사용자의 만족감을 극대화할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 사용자 신체를 지지 및 고정하는 상체 받침대와 하체 지지대;
    상기 상체 받침대를 지지하는 지지 프레임;
    상기 지지 프레임에 대한 상기 상체 받침대의 경사각을 조정하는 경사 조절기;
    상기 하체 지지대에 진동을 인가하는 진동 발생기;
    동영상 컨텐츠를 수신 및 재생하는 디스플레이 장치; 및
    제어 패널을 구비하고, 상기 제어 패널을 통해 입력되는 사용자 제어값에 따라 상기 경사 조절기와 상기 진동 발생기를 동작 제어하되, 현재 장치 상태값에 대응되는 동영상 컨텐츠를 획득하여 상기 디스플레이 장치에 제공하는 제어 장치를 포함하는 스마트 진동 도립기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는
    머리 착용형 디스플레이와 스마트 단말 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 머리 착용형 디스플레이는
    상기 제어 장치와의 통신을 지원하는 통신 모듈;
    상기 동영상 컨텐츠에 포함된 영상 데이터를 재생하는 디스플레이; 및
    상기 동영상 컨텐츠에 포함된 오디오 데이터를 재생하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 머리 착용형 디스플레이는
    사용자 동공 중심, 각막 반사광을 측정하여 사용자 시선 정보를 획득 및 제공하는 시선 추적기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 장치는
    사용자 시선 정보와 사용자 제어값간의 상관관계를 사전 정의하여, 상기 사용자 시선 정보를 상기 사용자 제어값으로 변환하여 이용하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  6. 제1항에 있어서,
    사용자 신체 상태 모니터링을 위한 생체 신호를 센싱 및 출력하는 센싱 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 생체 신호에 따라 상기 경사 조절기와 상기 진동 발생기의 추가 제어 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 센싱 장치는
    밴드형 또는 패치형으로 구현되는 센서 본체와 상기 센서 본체의 내측면에 위치되어 생체 신호를 센싱 및 출력하는 생체 신호 센서로 구현되는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 센싱 장치는
    생체 신호를 센싱 및 출력하는 생체 신호 센서가 내장하며, 상기 제어 장치와의 근거리 무선 통신할 수 있는 착용형 스마트 기기로 구현되는 것을 특징으로 하는 스마트 진동 도립기.
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