KR20220109572A - 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치를 제공한다. 이와 같은 본 발명의 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치는 휴대가 간단하고 장소의 제약 없이 사용자의 자세를 검출하고 교정하게 된다.본 발명에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치는 신체에 착용되고, 가속도센서가 구비되어 자세를감지하는 착용형 계측기와; 착용형 계측기와 연결되고, 출력기구가 구비되어 자세 관련정보를 출력하여 사용자의자세교정을 유도하는 단말기를 포함하여 이루어진다.

Description

스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치{Smart Device Interlocking Wearable Posture Correction Induction Device}

본 발명은 스마트 폰, 태블릿PC와 같은 휴대용 스마트 기기와 연동되어 자세 애플리케이션을 통해 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량여부가 실시간으로 제공되고, 가속도센서가 장착된 멜빵 형상의 착용 밴드에 의해 신체에 착용되므로, 휴대가 간단하고 장소의 제약 없이 자신의 자세를 신속하고 용이하게 검출하고 교정할 수 있는 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치에 관한 것이다.

요통(腰痛)은 현대인에게 있어 잘 알려진 질병 중 하나인데, 이는 오랜 시간 바르지 못한 자세로 앉아 있는 등의 잘못된 생활습관에서 비롯되는 경우가 많다. 요통은 대게 척추(脊椎)와 상당히 밀접한 관계로 척추의 휨 손으로부터 연유되기도 한다. 척추는 인간의 몸체를 유지하는 가장 중요한 부분으로 바른 자세를 유지해야 하는근본이기도 하다.

앉아서 생활하는 시간이 많은 현대인들에게 있어 바른 자세는 더욱 필요 시 되는 생활습관이면서, 요통 환자에게는 더욱 요구되는 것이 바로 바른 자세이다. 그러나, 현대인들은 책을 보거나 컴퓨터를 하기 위해 고개를 숙이거나 허리를 앞으로 굽히는 동작이 많고, 더욱이 수험생 등의 경우 공부를 하기 위해 고개를 숙인 자세로 장시간 있는 경우가 많다. 이러한, 나쁜 자세를 반복적으로 취하다 보면 머리는 어깨보다 앞쪽으로 돌출되고, 상대적으로 등은 뒤쪽으로 후퇴하여 굽게 되고, 인체 역학적인 상호 보정작용에 의해 배는 머리와 함께 앞으로 이동하게 되어 굽은 형태의 체형으로 바뀌게 된다. 이렇게 되면 목뼈는 일자 목이 되거나 전방으로 만곡 되기 쉽고, 머리는 무게로 인해 어깨선보다 앞으로 이동하게 되어 이때, 목 뒤의 근육과 양측 어깨의 근육들은 머리가앞으로 치우치지 않도록 머리의 무게를 지지해야됨으로써, 근육들은 항상 경직되어 단단하게 뭉치게 된다. 이로인해, 뒷목이 뻣뻣해지고 긴장성 두통과 함께 어깨 근육이 만질 수 없이 아프고 피로가 쉽게 오게 된다. 또한,일자로 된 목뼈(경추) 또는 전방으로 만곡된 목뼈 부위에 무게가 가중되어 목 디스크가 목뼈에서 이탈되어 목디스크 질환을 유발하게 된다. 또한, 등이 후방으로 굽게 되어 굽어진 등의 척추는 관절을 뒤로 물러나가게 하기 때문에 척추(상부흉추)는 좌우로 어긋나거나 기울어지기 쉽고, 상대적으로 요추는 전방으로 돌출되어 요추전만을 가중시켜 상체의 체중이 하부 요추에 쏠리게 되어 허리 디스크와 추간공(뼈 사이 공간)이 좁아져 척추신경을 압박하여 허리 디스크 질환을 유발하게 된다.

이와 같이 나쁜 자세는 크고 작은 척추에 대한 혹사와 함께 나쁜 자세로 인한 중력이 집중되어 이로 인해 척추의 정상 만곡이 이루어지지 않아 척추의 마디마디가 제 위치를 찾지 못하고 이탈하여 척추질환을 포함한 근육,인대, 디스크, 연골, 및 관절, 뼈 주위의 혈액순환, 중추 및 말초신경, 자율신경과 모든 기관들에게까지 악영향을 주게 된다.

이러한, 나쁜 자세로 인해 다양한 질병이 발생 되는데 대표적으로 목, 어깨 근육의 긴장 및 통증, 만성피로, 목디스크, 허리 디스크, 척추측만증(脊椎側彎症:척추가 옆으로 심하게 굽은 증상. 통증은 없고 서서히진행되는데, 내장 압박을 비롯하여 여러 가지 장애를 일으키는 것), 집중력 저하 등의 증상이 발생하게 되는 것이다.

근래에는 틀어진 앉은 자세를 올바르게 교정하기 위해서 앉은 자세 교정장치를 사용하여 앉은 자세를 올바르게교정하였지만, 자세를 교정한 후 에도 기존에 틀어진 자세가 습관적으로 나타나게 되어, 단시간 내에 다시 나쁜앉은 자세가 발생 되는 문제점이 있었다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 신체에 착용되고, 가속도센서가 구비되어 자세를 감지하는 착용형 계측기와; 상기 착용형 계측기와 연결되고, 출력기구가 구비되어 자세 관련정보를 출력하여 사용자의 자세교정을 유도하는 단말기를 포함하는 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치를 제공한다.

본 발명의 스마트기기 연통형 착용식 자세교정 유도장치는 바른 자세를 유도하여 현대인들의 척추질환 예방을도모할 수 있게 된다. 특히, 본 발명은 가속도센서가 장착된 멜빵 형상의 착용 밴드에 의해 신체에 착용되고,스마트 폰, 태블릿PC와 같은 휴대용 스마트 기기와 연동되어 자세 애플리케이션을 통해 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량여부가 실시간으로 제공됨에 따라, 휴대가 간단하고 장소의 제약 없이 자신의 자세를 신속하고용이하게 검출하고 교정할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 스마트기기 연통형 착용식 자세교정 유도장치는 높은 활용성을 가지게 된다.

또한, 본 발명은 휴대용 스마트 기기에 설치되는 자세 애플리케이션을 통해 시각적으로 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량여부가 제공되는 한편, 진동이나 알림음, 팝업 메세지 등을 통해서 자세 불량이 실시간으로 경보되므로, 사용자의 자가 자세교정이 효과적으로 유도된다.

본 발명의 스마트기기 연통형 착용식 자세교정 유도장치는 바른 자세를 유도하여 현대인들의 척추질환 예방을도모할 수 있게 된다. 특히, 본 발명은 가속도센서가 장착된 멜빵 형상의 착용 밴드에 의해 신체에 착용되고,스마트 폰, 태블릿PC와 같은 휴대용 스마트 기기와 연동되어 자세 애플리케이션을 통해 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량여부가 실시간으로 제공됨에 따라, 휴대가 간단하고 장소의 제약 없이 자신의 자세를 신속하고용이하게 검출하고 교정할 수 있다.

이로써, 본 발명에 따른 스마트기기 연통형 착용식 자세교정 유도장치는 높은 활용성을 가지게 된다.

또한, 본 발명은 휴대용 스마트 기기에 설치되는 자세 애플리케이션을 통해 시각적으로 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량여부가 제공되는 한편, 진동이나 알림음, 팝업 메세지 등을 통해서 자세 불량이 실시간으로 경보되므로, 사용자의 자가 자세교정이 효과적으로 유도된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치의 구성을 보여주기 위한 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치의 사시도;
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 계측기의 착용상태를 보여주기 위한 사진;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말기에서 구현되는 자세 애플리케이션의 환경설정모드와 측정모드를 보여주기 위한 사진;
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말기에서 구현되는 자세 애플리케이션의 측정화면 상의 다수 사례를 보여주기 위한 사진이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 자세 교정기, 자세 검출기, 가속도센서, 휴대용 스마트 기기, 스마트 폰, 멜빵 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치의 구성을 보여주기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치의 사시도이며, 도 3과 도4는 본 발명의 실시예에 따른 착용형 계측기의 착용상태를 보여주기 위한 사진이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치(100)는 착용형 계측기(20)와 단말기(40)를 포함하여 이루어진다.

착용형 계측기(20)는 가속도센서(22)가 구비되어 사용자의 자세를 감지하게 되는 것으로, 신체에 착용되는 구조를 갖는다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에 따른 착용형 계측기(20)는 멜빵 형상으로 이루어지는 착용 밴드(24)를 구비하여 착용 밴드(24)의 후면부(242)에 가속도센서(22)가 장착되도록 한다.

여기서, 가속도센서(22)는 사용자의 척추를 따라 이격 배치되는 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)로 이루어진다. 이와 같은 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)는 사용자의 자세가 바르지 못할 때, 즉 척추바르지 못한 방향으로 휘어졌을 때 이를 검출하기 위한 것으로, 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)는 척추의 움직임에 따라 척추각도를 실시간으로 측정할 수 있게 된다.

제1가속도센서(222)는 사용자의 허리 상단측 등 부위에 위치되고, 제2가속도센서(224)는 사용자의 허리 하단에위치되어 사용자의 상반신 상체/하체의 자세가 동시에 검출되고 교정될 수 있도록 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)는 3축 가속도 센서로서, MMA 7260Q가 사용될 수 있다. 이와 같은 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)는 각 센서(222)(224)가 고정된 신체부위의 기울기를 실시간으로 감지함으로써 사용자의 자세를 실기간으로 감지하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 착용형 계측기(20)는 착용 밴드(24)에 제1가속도센서(222), 제2가속도센서(224), 제어모듈(26)이 고정설치되도록 한다.

착용 밴드(24)는 멜빵 형상으로 이루어짐에 따라, 신체착용시 'Y'형상의 후면부(242)와, '?'형상의 전면부(244)를 가지므로, 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)는 착용 밴드(24)의 후면부(242)를 이루는 일자형 하단부에 고정되는데, 착용 밴드(24)의 후면부(242)를 이루는 일자형 하단부는 사용자의 척추 상에 배치되도록 한다.

그리고, 제어모듈(26)은 착용 밴드(24)의 전면부(244) 일측에 고정된다. 제어모듈(26)은 제1가속도센서(222)와제2가속도센서(224)와의 원활한 신호전달을 위해서 착용 밴드(24)에 고정되는 것으로, 착용 밴드(24)가 아닌 타위치에 배치될 수 있음은 물론이다.

여기서, 제어모듈(26)은 가속도센서(22)와 연결되어 MCU(Micro Controller Unit) 기능을 수행하는 것으로, 이와같은 제어모듈(26)로는 마이크로 프로세서(ATmega8, Atmel Co., USA) 모듈(262)이 사용된다.

제어모듈(26)은 가속도센서(22)에 의해 감지된 신체 부위의 기울기와 설정된 정자세 기준 기울기를 서로 비교하여 자세 불량 여부가 검출될 수 있도록 하는데, 정자세 기준 기울기는 척추의 바른 자세를 기본으로 일정 각도범위(척추가 움직였을 때, 인체에 무리가 가지 않을 정도인 범위) 내에서 설정된다. 제어모듈(26)은 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)에서 감지된 신체 부위의 기울기를 통해 현재 자세 상태를 산출하여 출력하는한편, 신체 부위의 현재 기울기가 정자세 기준 기울기에서 벗어나면 이를 검출하여 자세불량 신호를 출력한다.

이와 같은 제어모듈(26)은 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)를 통해 사용자의 자세를 실시간으로 검출__ 하여 단말기(40)로 실시간으로 입력하게 된다.

여기서, 가속도센서(22)와 제어모듈(26) 간 신호전달은 유선 통신으로 이루어지거나블루투스 통신과 같은 무선통신으로 이루어진다.

또한, 착용형 계측기(20)와 단말기(40) 간 신호전달도 유선 통신으로 이루어지거나, 블루투스 통신과 같은 무선통신으로 이루어지는데, 블루투스 통신과 같은 무선통신으로 착용형 계측기(20)와 단말기(40) 간 신호전달이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

단말기(40)는 착용형 계측기(20)와 연결되는 것으로, 이와 같은 단말기(40)로는 자세 애플리케이션(44)이 설치된 스마트 폰(40a), 태블릿 PC를 포함하는 휴대용 스마트 기기(40')가 사용되는 것이 바람직하다. 물론,피처폰, PMP, 노트북, 스마트TV, 일반 컴퓨터 등 모니터 기능을 갖춘 장치가 사용될 수도 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 단말기(40)는 스마트 폰(40a)으로, 자세 애플리케이션(44)을 간단히 설치하여사용자에게 자세 상태를 전달할 수 있으므로, 편리성이 뛰어나다.

이와 같은 단말기(40)는 출력기구(42)가 구비되어 자세 관련정보를 출력하여 사용자의 자세교정을 유도하게 되는데, 자세 관련정보는 사용자의 현재 자세 상태, 자세 불량 여부 등으로, 출력기구(42)를 통해 사용자의 현재자세 상태, 자세 불량 여부가 동시에 출력되거나, 사용자의 현재 자세 상태와 자세 불량 여부 중 어느 하나가선택적으로 출력될 수 있다.

여기서, 출력기구(42)로는 진동소자, 스피커, 화면창 등이 하나 이상 구비되어 자세 불량시 진동, 알림음, 팝업메세지 등이 하나 이상 출력될 수 있도록 한다.

한편, 휴대용 스마트 기기(40')는 착용형 계측기(20)와 유무선으로 실시간 통신하여 자세 애플리케이션(44)이자세 관련정보를 실시간으로 연산하여 출력하도록 한다.

여기서, 자세 애플리케이션(44)은 환경설정모드, 측정모드를 포함하여 휴대용 스마트 기기(40')의 스크린 상에환경설정 화면, 측정 화면이 디스플레이되도록 하는데, 특히 측정모드의 측정 화면에서는 사용자의 현재 자세상태와 자세 불량 여부가 실시간으로 제공된다. 그리고, 본 발명의 실시예에서 자세 애플리케이션(44)은 전후방향과 측방향의 현재 자세 상태 및 자세 불량 여부가 동시적으로 측정모드의 측정 화면에서 제공되도록 하는데,현재 자세 상태는 2D 애니메이션 화면으로 출력되고, 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)의 현재 기울기는 3D 화면으로 출력되도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 단말기에서 구현되는 자세 애플리케이션의 환경설정모드와 측정모드를 보여주기 위한 사진이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단말기(40)에서 구현되는 자세 애플리케이션(44)은 (a)측정 화면과(b)환경설정 화면으로 구성된다.

먼저, 도 5의 (a)는 사용자가 교정을 시작하기 전에 바른 자세의 기준을 세팅하기 위해, 사용자에게 바른 자세를 요구하고 시작하기 버튼을 눌러 교정을 시작하는 순서를 보여준다. 교정을 시작하게 되면 좌측에는 3D로 표현되는 3축 가속도센서인 제1가속도센서(222)와 제2가속도센서(224)의 기울기를 보여주며, 우측에는 더 직관적으로 교정에 도움을 줄 수 있도록 미리 다양한 자세에 대한 사진을 저장해놓고 애니메이션으로 표현해주는 2D표현 부분으로 구성된다. 도 5의 (b)는 환경설정 부분으로서, 경보를 소리로 설정할지 혹은 진동으로 설정할지 등에 대해 셋팅하는 영역이다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 단말기(40)는 불량 자세가 검출될 시, 사용자가 미리 정한 환경설정에 따라진동, 알림음, 팝업 메시지와 같은 다양한 알림 방식으로 사용자에게 경보를 하도록 구성된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말기에서 구현되는 자세 애플리케이션의 측정화면 상의 다수 사례를 보여주 본 발명의 실시예에 따른 단말기(40)에서 구현되는 자세 애플리케이션(44)은 도 [0051] 6의 (a)와 같이 바른 자세를 검출한 후, 도 6의 (b) 내지 (d)에서와 같이 사용자가 불량한 자세로 앉아 있을 경우, 불량자세로 앉아 있음을 경고하게 된다.

같은 본 발명의 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치(100)는 사용자가 항시 휴대할 수 있는 휴대용 스마트 기기(40')를 사용하기 때문에, 휴대가 간편하고, 항상 사용자의 자세를 체크하기 때문에 사용자의 자세의 자세를 항시 바르게 유지시킬 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치를 상기한설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

20 : 착용형 계측기 22 : 가속도센서
222 : 제1가속도센서 224 : 제2가속도센서
24 : 착용 밴드 242 : 후면부
244 : 전면부 26 : 제어모듈
262 : 마이크로 프로세서 모듈 40 : 단말기
40' : 휴대용 스마트 기기 40a : 스마트 폰
42 : 출력기구 44 : 자세 애플리케이션
100 : 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치

Claims (1)

1. 신체에 착용되고, 신체의 기울기를 감지하는 3축 가속도 센서인 제1가속도 센서와 제2가속도 센서가 사용자의척추를 따라 사용자의 허리 상단측 등 부위와 사용자의 허리 하단에 이격 배치되어 상기 제1가속도 센서와 제2가속도 센서가 고정된 신체 부위의 기울기를 감지하여 사용자의 상반신 상체와 상반신 하체의 자세를 동시에 실시간으로 감지하며, 상기 제1가속도센서와 제2가속도센서를 고정시키는 일자형 하단부가 사용자의 척추 상에 배치되는 'Y'형상의 후면부와 '?'형상의 전면부를 가지는 멜빵 형상으로 이루어지는 착용 밴드를 구비하고, 상기착용 밴드의 전면부 일측에 고정되어 상기 제1가속도센서 및 제2가속도센서와 연결되는 제어모듈을 구비하여 상기 제1가속도 센서와 제2가속도 센서에 의해 감지된 신체 부위의 기울기와 설정된 정자세 기준 기울기를 서로비교하면서 자세 불량 여부가 검출될 수 있도록 하는 착용형 계측기와;상기 착용형 계측기와 무선으로 실시간 통신하는 스마트 폰, 태블릿 PC를 포함하는 휴대용 스마트 기기로 이루어지고, 사용자의 현재 자세 상태, 자세 불량 여부 중에서 선택된 어느 하나인 자세 관련정보를 실시간으로 연산하여 출력하도록 하는 자세 애플리케이션이 설치되며, 진동소자, 스피커, 화면창 군 중에서 하나 이상을 구비하는 출력기구에 의해 자세 관련정보를 출력하는 한편 자세 불량시 진동, 알림음, 팝업 메세지 중에서 하나 이상이 출력되도록 하여 사용자의 자세교정을 유도하는 단말기를 포함하고,상기 자세 애플리케이션은 환경설정모드, 측정모드를 포함하여 휴대용 스마트 기기의 스크린 상에 환경설정 화면, 측정 화면이 디스플레이되도록 하되,상기 측정모드는 사용자의 전후방향과 측방향의 현재 자세 상태와 자세 불량 여부를 실시간으로 동시적으로 제공하되, 미리 다양한 자세에 대한 사진을 저장해놓고 애니메이션으로 표현해주는 2D 애니메이션 화면으로 현재자세 상태가 출력되도록 하는 한편, 상기 제1가속도센서와 제2가속도센서의 현재 기울기가 3D 화면으로 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트기기 연동형 착용식 자세교정 유도장치.
   

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