WO2018199535A1 - 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자 - Google Patents

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WO2018199535A1
WO2018199535A1 PCT/KR2018/004441 KR2018004441W WO2018199535A1 WO 2018199535 A1 WO2018199535 A1 WO 2018199535A1 KR 2018004441 W KR2018004441 W KR 2018004441W WO 2018199535 A1 WO2018199535 A1 WO 2018199535A1
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chair
driving unit
driving
elastic member
chair seat
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PCT/KR2018/004441
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이의복
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주식회사 심포디
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

Definitions

  • the present application relates to a chair control device and a chair including the same.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a chair control device and a chair comprising the seat portion of the inclined chair can be easily returned to its original state by the elastic force.
  • an object of the present invention is to provide a chair control device and a chair including the same that can control the movement of the seat portion of the chair with a small driving force is canceled a part of the weight by the elastic force against the load.
  • an object of the present invention is to provide a chair control device and a chair including the same that can add the user's feeling with 3D stereoscopic images such as VR content.
  • the chair control apparatus is a support portion for supporting a chair seat, an elastic member having a bending elasticity is located below the support portion to support the support portion and And a driving part connected to the supporting part to move the supporting part, wherein the driving part may move the supporting part to bend the elastic member.
  • the elastic member is a member having an elastic restoring force during compression
  • the upper mouth driving part corresponds to the elastic restoring force preset in the elastic member in an initial state in which the chair seat has an initial height and an initial inclination. It can be connected to the support so that the compression deformation to occur.
  • the predetermined elastic restoring force may be set to offset at least a portion of the downward load by the weight of the user seated on the chair seat.
  • the predetermined elastic restoring force may be set to correspond to any one of the deviation range of the average weight of men and the deviation range of the average weight of women.
  • the drive unit includes a drive unit for providing a driving force and a crank unit to rotate by the drive unit to lift the portion connected to the support portion, the crank unit is driven by the drive unit
  • the rotating crank pin may include a connecting rod having one end hinged to the crank pin and the other end hinged to the support part.
  • the drive unit is controlled such that the crank pin is rotated on one side, and the one side rotation is only within one side region corresponding to one side when the whole rotation region is divided into both sides based on the vertical direction. Can be rotated.
  • the driving unit is controlled to rotate the crank pin within a predetermined rotation angle range even within the one side region, and the predetermined rotation angle range is stopped or rotated during rotation of the crank pin.
  • the crank pin may be in an angular range that prevents the crank pin from deviating from the one side region due to rotational inertia during the change of direction.
  • the predetermined rotation angle range may be an angle range spaced along the circumferential direction from the vertical direction to cover the rotational inertia.
  • the driving portion is provided in a plurality of positions that do not face each other with the elastic member therebetween, the connecting rod may be hinged to the support portion through the spherical bearing.
  • the driving unit may further include an angle detecting sensor for detecting a rotation driving angle of the drive unit or the rotation angle of the crank pin.
  • the driving unit is provided with a plurality, the upper portion connected to the support portion may be disposed in a position not facing each other with the upper end of the elastic member therebetween.
  • the driving unit may include a first driving unit, a second driving unit and a third driving unit.
  • the upper end portion of the first driving portion and the upper end portion of the second driving portion are located symmetrically with respect to the first direction passing through the upper end of the elastic member, and from the upper end of the elastic member Located on the same distance, the upper end portion of the third driving portion may be located symmetrically with the center portion between the first driving portion and the second driving portion with respect to the upper end of the elastic member.
  • the chair according to the second aspect of the present application may include a chair control device and a seat seat according to the first aspect of the present application.
  • the chair according to the third aspect of the present application is located in the lower portion of the chair seat to support the chair seat, the chair seat, the elastic member having a bending elasticity and the chair It is connected to the seat, including at least one drive unit for moving the chair seat, the drive unit may move the chair seat so that the elastic member is bent.
  • the driving unit may move the chair seat in the front and rear, left and right and up and down directions while moving in the vertical direction.
  • the driving unit includes a first driving unit and a second driving unit, wherein the first driving unit moves the chair seat while moving up and down, and the second driving unit is adapted to the movement of the chair seat. Can be rotated accordingly.
  • the first driving unit may be located on a first axis about the elastic member, and the second driving unit may be located on a second axis perpendicular to the first axis.
  • the chair seat includes a seat connecting portion including a guide hole having a predetermined size in the lower portion of the chair seat, the drive unit, a moving unit for moving up and down according to the operation of the motor, the movement It may include a support for moving along an additional movement path, a connecting portion hinged to the moving portion, one end is hinged to the connecting portion, the other end is hinged to the seat connection portion.
  • the body portion is a rotational movement along the first axis of movement based on the hinge coupling with the connecting portion, a second perpendicular to the first axis of movement based on the hinge coupling with the seat connection portion It can be rotated along the axis of movement.
  • control unit for generating a control signal for controlling the movement of the drive unit further comprises, the drive unit may move the chair seat based on the control signal.
  • the driving unit may move the chair seat in any one of the front and rear or left and right directions as the body portion moves in the vertical direction along the movement path.
  • the driving unit includes a first driving unit and a second driving unit, wherein the first driving unit moves upward, and the second driving unit located opposite to the first driving unit moves downward.
  • the chair seat may be moved such that the elastic member is bent in the direction of the second driving unit.
  • the driving unit further includes a third driving unit and a fourth driving unit positioned opposite to the third driving unit, wherein the third driving unit and the fourth driving unit are moved according to the movement of the chair seat. Can be rotated.
  • a drive for generating a current required for operation based on the control signal and a motor that generates a torque related to movement based on the generated current, and the moving part may move based on the torque.
  • the driving unit may further include a position sensor for determining the position of the rotor included in the motor.
  • the controller may generate at least one profile related to the position and movement of the chair seat and generate a control signal based on one of the generated profiles.
  • a method for manufacturing a chair according to the fourth aspect of the present application the step of positioning a chair seat; Positioning an elastic member having a flexural elasticity under the chair seat to support the chair seat, and connecting at least one driving unit for moving the chair seat to the chair seat, wherein the drive unit is the elastic member.
  • the chair seat can be moved to bend the member.
  • the driving force for moving the support portion may be partially offset by the elastic member, so that the support portion can be moved even with a small driving force.
  • a chair control device can be provided.
  • the driving unit and the support unit are connected so that a part of the load applied to the elastic member is canceled by the elastic restoring force of the elastic member, so that the load caused by the user's seating is canceled by the elastic restoring force, thereby reducing the burden of the driving unit for moving the support unit. It can provide a chair control device that can be.
  • FIG. 1 is a perspective view of a chair seat mounted on a chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 2 is a view showing the internal configuration of a chair control device according to an embodiment of the present application.
  • FIG 3 is a view showing an internal configuration in which the support of the chair control device according to an embodiment of the present application is omitted.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of a drive unit of the chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • FIG 5 is a conceptual view showing a rotation angle range of the drive unit of the chair control device according to an embodiment of the present application.
  • 6A to 6B are conceptual views illustrating stepwise voltage axes of elastic members of the chair control apparatus according to the exemplary embodiment of the present application.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a driving unit of a chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • FIG. 8 is a block diagram of an overall system according to another embodiment of the present application.
  • FIG. 9 is a block diagram of a chair according to another embodiment of the present application.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a driving unit according to another embodiment of the present application.
  • 11A to 11D are views illustrating driving of a chair according to another embodiment of the present application.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a chair according to another embodiment of the present application.
  • FIG. 1 is a perspective view of a chair seat mounted on a chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • 4D content refers to video content that can be enjoyed by 4D technology combined with a 3D stereoscopic image and a physics effect
  • the chair control device may generate a physical effect required to implement 4D content.
  • the chair control device may move the chair seat up and down, left and right, back and forth to create a feeling of actual movement, or suddenly drop the chair seat down to reproduce the feeling of falling or to shake the left and right movements, or Move back and forth to recreate the feeling of acceleration.
  • the support 10 of the chair control apparatus may support the chair seat 1.
  • the chair seat 1 may refer to a seat plate provided for the user to sit on.
  • the chair seat 1 may mean a part that can be separated from the support rod and the chair leg in the swivel chair.
  • the chair seat 1 may comprise an armrest and a backrest.
  • the support 10 may include a foot support member (11).
  • the foot support member 11 may be provided to support a foot of a user seated on the chair seat 1.
  • FIG. 2 is a view showing the internal configuration of a chair control device according to an embodiment of the present application.
  • the support 10 may include a connection member 12 that may be connected to the chair seat 1.
  • the lower end of the chair seat 1 may be coupled to the connection member 12 of the base 10, and may move together with the base 10 in response to the movement of the base 10.
  • the connecting member 12 may include height adjusting means for adjusting the height of the chair seat 1.
  • the chair control device may be connected to the seat portion separated from the conventional rotating chair by the connecting member 12 connected to the chair seat 1. This can be equipped with a variety of chairs to suit the user's taste.
  • the connecting member 12 may be provided in a form (standard) that can be combined with the seat portion of the general swivel chair.
  • the chair control device may include an elastic member 20 positioned below the support 10 so as to support the support 10 and having flexural elasticity.
  • the elastic member 20 may be connected to the lower end of the support 10.
  • the lower end may be a lower side of the support 10 as shown in FIG. 2.
  • the elastic member 20 may be connected to a central portion of the base 10.
  • the elastic member 20 may be bent in response to the inclination of the support 10 when the support 10 is inclined by the drive unit to be described later, may have an elastic restoring force to be restored to its original state. .
  • FIG 3 is a view showing an internal configuration in which the support of the chair control device according to an embodiment of the present application is omitted.
  • the chair control apparatus may include driving units 31, 32, and 33 connected to the base 10 to move the base 10.
  • Three driving units 31, 32, and 33 are illustrated in FIG. 3, but are not limited thereto.
  • the support 10 is omitted for convenience of description in FIG. 3, the driving units 31, 32, and 33 are connected to the support 10 so that the support 10 is bent so that the elastic member 20 is bent. You can move it.
  • the movement of the support 10 may be implemented in a form that various combinations of tilt movement, tilt movement in the vertical direction, movement in the horizontal direction, etc. inclined with respect to the horizontal direction. The movement of the support 10 by the driving units 31, 32, and 33 will be described in detail later.
  • FIG. 4 is a view showing the configuration of a drive unit of the chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • the driving units 31, 32, and 33 may include driving units 311, 321, and 331, crank units, and angle detection sensors 315, 325, and 335.
  • the driving units 31, 32, and 33 may include the first driving unit 31, the second driving unit 32, and the third driving unit 33.
  • the driving units 311, 321, and 331 may provide driving force.
  • the driving force may mean a rotational force.
  • the driving units 311, 321, and 331 may include, but are not limited to, a stepping motor and a servo motor.
  • the crank unit may rotate by the driving unit 311 to elevate a portion connected to the support 10.
  • the driving units 311, 321, 331, the crank unit, and the angle detecting sensors 325, 335 of each of the driving units 31, 32, and 33 may be provided.
  • the same specifications and functions can be provided. Therefore, the description referring to FIG. 4 describes the driving units 311, 321, and 331, the crank unit, and the angle detecting sensors 325 and 335 based on one driving unit, for example, the angle detecting sensor of the driving unit 31. As such, even if omitted from the drawings it can be understood in the same manner as the description below.
  • the crank unit may include a crank pin 312 that is rotated by the drive unit 311.
  • the driving unit 311 and the crank pin 312 may be connected in a worm gear manner.
  • the worm gear system may rotate the crank pin 312 by reducing the driving force, that is, the rotational force, of the driving unit 311 to 1/80.
  • the crank unit may include a connecting rod 313 having one end hinged to the crank pin 312 and the other end hinged to the support 10.
  • the connecting rod 313 hinged between the crank pin 312 and the support 10 may elevate a portion connected to the crank support 10 by the driving unit 311.
  • the connecting rods 313, 323, and 333 may be hinged to the support 10 through the spherical bearings 314, 324, and 334.
  • the driving unit 311 rotates the crank pin 312
  • the connecting rod 313 connected to the crank pin 312 may raise and lower the support 10.
  • the connecting rods 313, 323, and 333 are connected to the support 10 through the spherical bearings 314, 324, and 334.
  • the connecting rod 313 When the first driving unit 310 is driven, the connecting rod 313 is lifted and a portion connected to the support 10 may be lifted. In this case, when the second driving unit 320 and the third driving unit 330 are not driven, the portions connected to the remaining connecting rods 323 and 333 of the supporting unit 10 are not lifted, and thus the first driving unit 310 Eccentricity may be caused to the support 10 by the lifting and lowering of the connecting rod 313. As a result, eccentricity can be overcome through the spherical bearing 314, and the connecting portions of the connecting rods 313, 323, and 333 and the supporting portion 10 are independently lifted by the respective driving portions 310, 320, and 330. Can be. In addition, according to the lifting, the supporting part 10 may be inclined so as to ascend or descend so that the connection portion with the connecting rods 313, 323, and 333.
  • the angle sensors 315, 325, and 335 may detect rotational driving angles of the driving units 311, 321, and 331 or rotational angles of the crank pins 313, 323, and 333.
  • the angle detection sensors 315, 325, and 335 detect the rotation angles of the crank pins 313, 323, and 333, thereby accurately controlling the operation of the driving units 313, 323, and 333.
  • the angle sensors 315, 325, and 335 may be magnetic encoders, but are not limited thereto.
  • FIG 5 is a conceptual view showing a rotation angle range of the drive unit of the chair control device according to an embodiment of the present application.
  • the drive unit 311 may be controlled such that the crank pin 312 is rotated one side.
  • the driving unit 311 may be controlled to be rotated by a controller to be described later.
  • the one-sided rotation may mean that the entire rotational area is rotated only in one sided area corresponding to one side when the entire rotational area is divided into two sides based on the vertical direction.
  • the entire rotation region may mean 360 °, which is a rotatable angle of the crank pin 312.
  • the unidirectional rotation may mean a rotation in the right region corresponding to the right side of the left and the right side with respect to the broken line shown along the vertical direction when viewed with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 the unidirectional rotation may mean a rotation in the right region corresponding to the right side of the left and the right side with respect to the broken line shown along the vertical direction when viewed with reference to FIG. 5.
  • the one-side rotation is within a range of ⁇ 90 degrees to +90 degrees. Rotation or rotation within a range of +90 degrees to +180 degrees.
  • the right side region is mainly described as being a unilateral region in FIG. 5, but the unilateral region is not limited to the right side region.
  • the crank pin 312 is controlled to rotate only in one side area, so that the control of the chair using the chair control device is not complicated and can be made according to simpler calculation.
  • the rotational motion is converted into a linear motion.
  • the driving trajectory of the crank unit during rotation in the left region and the driving trajectory of the crank unit during rotation in the right region may be slightly different. That is, by limiting the rotational driving range of the crank pin 312 to only one side of either the left side region or the right side region, the tilting (tilt) movement or rise of the base 10 is considered in consideration of only one driving trajectory. Since the downward movement can be calculated and controlled, the establishment of an algorithm for chair control can be made easier and more concise.
  • the driving unit 311 may be controlled to rotate the crank pin 312 even within a predetermined rotation angle range within the one side area.
  • the preset rotation angle range may be an angle range that prevents the crank pin 312 from leaving the one side region due to rotational inertia at the time of stopping the rotation of the crank pin 312 or switching the rotation direction.
  • the drive unit 311 rotates the crank pin 312 closer to the upper boundary or the lower boundary of the one-sided area, the crank pin 312 unintentionally leaves the one-sided area due to the rotational inertia applied even when the rotation stops. Can be.
  • the drive unit 311 rotates the crank pin 312 to a position of 90 ° corresponding to the upper boundary which is one of the boundaries of the one-sided area (up to 12 o'clock based on FIG. 5) and then stops.
  • the crank pin 312 may not stop at the upper boundary due to the rotational inertia, but may pass through the upper boundary, thereby leaving the one side region.
  • gravity acts on the crank pin 312 in the direction of inhibiting the drive to return back through the upper boundary. Tends to rotate further down.
  • the crank pin 312 is rotated close to the boundary of the one-sided area, the rotational inertia may cause the crank pin 312 to leave the one-sided area, and unintentional lifting of the supporting part 10 may occur.
  • the driving unit 311 needs to apply a force against gravity in order to return the crank pin 312 out of the one-sided area to the one-sided area and thus requires a lot of driving force. Therefore, the rotation angle range of the crank pin 312 is preferably set to a range that can prevent the crank pin 312 is rotated out of one side area by the rotational inertia generated when the crank pin 312 is stopped after the rotation. Do.
  • the preset rotation angle range may be an angle range spaced along the circumferential direction from the vertical direction to cover the rotational inertia.
  • the preset rotation angle range may be an angle range adjusted to be spaced along the circumferential direction by a predetermined angle from each of the upper boundary and the lower boundary of the one side region.
  • the preset rotation angle range may be a range of an angle away from the lower boundary by a degree from -90 degrees, which is a lower boundary, and an angle away from an upper boundary by an angle of +90 degrees, which is an upper boundary, of +90 degrees. That is, the preset rotation angle range may be an angle range of ⁇ 90 ° + a ° to + 90 ° -a °.
  • a may be 10 °, in which case the preset rotation angle range may be ⁇ 80 °.
  • the driving unit 311 rotates the crank pin 312 in the 90 ° direction, that is, gradually rotates in the 12 o'clock direction with reference to FIG. 5, the rotation of the crank pin 312.
  • the portion connected to the support 10 may be gradually raised.
  • the portion connected to the base portion may be gradually lowered.
  • the preset rotation angle range is ⁇ 90 °
  • the maximum rising height and the maximum falling height of the support 10 may be ⁇ 25mm from the horizontal.
  • the preset rotation angle range is ⁇ 80 °
  • the portion where the connecting rod 313 is connected to the support 10 may rise up to 25sin80 ° mm, and may descend to 25sin80 ° mm minimum. have.
  • 6A and 6B are conceptual views illustrating stepwise voltage axes of elastic members of the chair control apparatus according to the exemplary embodiment of the present application.
  • the elastic member 20 may be a member having an elastic restoring force during compression.
  • the elastic restoring force is preferably understood to include a force that is to be restored to its original state in a state in which the elastic member 20 is compressed by a load.
  • the elastic member 20 may be a compression helical spring, a tension helical spring, a torsional helical spring, but is not limited thereto.
  • the driving unit may be connected to the support 10 in a pre-compressed state so that the elastic member 20 has an elastic restoring force as described above.
  • the elastic member 20 is pre-compressed, even if the user is seated on the chair seat 1, a part of the user's load may be canceled by the elastic restoring force of the elastic member 20, thus being applied to the driving unit when the user is seated.
  • the load self-weight
  • the load can be reduced or eliminated more, so that the durability of the chair control device can be improved and the efficiency in terms of maintenance can be improved.
  • the drive unit is set in advance in the elastic member 20 in an initial state in which the chair seat 1 has an initial height and an initial inclination (for example, the crank pin 312 is horizontal as shown in FIG. 6B). It may be connected to the support 10 to generate a compressive deformation corresponding to the elastic restoring force. For example, when there are a plurality of crank pins (such as three), each of the crank pins are horizontally positioned so that the supporting part 10 may also be in a state where the support part 10 is parallel to the ground at a predetermined height. Referring to FIG.
  • the connecting rod 313 is spherical bearing (with the crank pin 312 rotated by a predetermined angle in a 90 ° direction (12 o'clock based on FIG. 6A) in comparison with the state shown in FIG. 6B).
  • 314 may be hinged to the support 10.
  • the predetermined angle is when the crank pin 312 raised by a predetermined angle as shown in Figure 6a is rotated downward to the initial state as shown in Figure 6b, the elastic member 20 is h As much as it is compressed, it may be an angle at which the elastic restoring force corresponding to the compression amount of h is acted upward.
  • h may be 4 mm.
  • the crank pin 312 is rotated by a predetermined angle so that the supporting portion 10 is raised by h, and the lower portion of the supporting portion 10 in the state in which the supporting portion 10 is raised.
  • the elastic member 20 may be connected to. Subsequently, when the crank pin 312 is rotated downward by the predetermined angle downward (6 o'clock based on FIG. 6A), the supporting part 10 is lowered by h, and the elastic member (10) corresponds to the lowering of the supporting part 10. 20) compressive deformation may occur.
  • the initial state may be a state in which the crank pin 312 is horizontally positioned and compressive deformation is applied to the elastic member 20 as shown in FIG. 6B.
  • the elastic member 20 may have an elastic restoring force corresponding to a compression of h.
  • the elastic member 20 in the initial state may have a predetermined elastic restoring force.
  • the predetermined elastic restoring force may be set to cancel at least a part of the downward load by the weight of the user seated on the chair seat.
  • the preset elastic restoring force may be set to correspond to any one of a deviation range of a male average weight and a deviation range of a female average weight.
  • the chair control apparatus when the chair control apparatus is targeting a male, the chair control apparatus may be set to an initial state to have elastic restoring force corresponding to a range of deviation of the average weight of the male.
  • the elastic restoring force corresponding to h (4 mm) can cancel the load of 60 kg.
  • the elastic restoring force of the elastic member 20 may vary depending on the angle at which the crank pin 312 rotates in the process of setting the initial state, and may also vary depending on the performance of the elastic member 20.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a driving unit of a chair control apparatus according to an embodiment of the present application.
  • a plurality of driving units may be provided.
  • two axes in the front and rear directions and the left and right directions need to be combined, and therefore, at least two driving units need to be provided.
  • the driving unit 10 may be inclined in all directions through a combination of two axes so as not to face each other.
  • the drive is arranged such that the two axes are orthogonal to each other, the inclination of the base 10 in all directions will be most efficient.
  • the support of the supporting unit 10 to which the load of the user is added is unbalanced only by two points. Since the two driving parts are connected to only one side of each axis, when the user is seated, there is a high possibility of tilting to one side, and there is a side that is difficult to provide stable support. Therefore, three driving units capable of supporting three points of the support 10 may be provided to allow a balanced support for the load of the user.
  • the plurality of driving parts 31, 32, and 33 do not face each other with the upper parts 310, 320, and 330 connected to the supporting part 10 with the upper end of the elastic member 20 interposed therebetween. May be placed in position.
  • the upper portions 310, 320, and 330 may refer to portions in which the connecting rod 313 is connected to the support 10 through the spherical bearing 314.
  • the upper portions 310, 320, and 330 are portions 310 in which the connecting rod 313 of the first driving portion 31 is connected to the supporting portion 10 through the spherical bearing 314 ( Hereinafter, the upper portion of the driving unit), the upper portion 320 of the second driving unit 32, and the upper portion 330 of the third driving unit 33 may be formed.
  • Each of the driving units 31 and 32 33 may be connected to the supporting unit 10 through the connecting rods 313, 323, and 333 at an arranged position, and may elevate the connected portion.
  • the supporting part 10 may be tilted in the first direction by the third driving part 33.
  • the first direction may mean a front-rear direction.
  • the front-rear direction may mean the direction that the user looks in the front direction and the reverse direction in the rear direction when the chair seat 1 is seated.
  • the 12 o'clock position in which the footrest member 11 is positioned may mean the front direction
  • the 6 o'clock direction may mean the rear direction.
  • the second direction may refer to left and right directions determined based on a front direction viewed by the user.
  • the left direction may refer to the 9 o'clock direction with reference to FIG. 7 and the right direction may mean the 3 o'clock direction.
  • the up and down direction may mean a direction in which the load is applied to the elastic member 20 by the user in a downward direction and an opposite direction in an upward direction.
  • the supporting unit 10 may be raised or lowered.
  • the first driving part 31 and the second driving part 32 are disposed so as not to be symmetrical about the upper end portion of the third driving part 33 and the elastic member 20 or the supporting part 10, and thus, on the third driving part 33.
  • the first tilt may be inclined along the first direction by the support part 10
  • the second tilt may be inclined along the second direction by the first driving part 31 and the second driving part 32.
  • the first tilt may refer to an operation of tilting in one of the first directions (front and rear) using the second direction as the rotation axis.
  • the second tilt may refer to an operation of tilting in one of the second directions (left and right) using the first direction as the rotation axis.
  • the supporting part 10 may be first tilted by the third driving part 33, and the supporting part 10 may be second tilted by the first driving part 31 and the second driving part 32. Can be.
  • the tilt may include tilting in all directions with respect to the horizontal direction, such as tilting in an oblique direction by a combination of the first tilt and the second tilt as well as the first tilt and the second tilt. Therefore, the support 10 may be tilted in all directions by the plurality of driving units 31, 32, and 33 not facing each other.
  • the upper end portion 310 of the first driving portion 31 and the upper end portion 320 of the second driving portion 32 are mutually based on the first direction passing through the upper end of the elastic member 20. It can be located symmetrically.
  • the upper portion 310 of the first driving portion 31 may be positioned at the left side with respect to the first direction
  • the upper portion 320 of the second driving portion 32 may be positioned at the right side with respect to the first direction.
  • the upper end portions 310 and 320 of the first driving part 31 and the second driving part 32 may be disposed symmetrically about the first direction, and thus the first tilt may be more stably performed. Can be.
  • first driving part 31 and the second driving part 32 may be located at the same distance from the upper end of the elastic member 20. Referring to FIG. 7, the first driving part 31 and the second driving part 32 may be spaced apart by the same b distance from the center of the upper end of the elastic member 20, for example, the upper end of the elastic member 20. Upper ends of the driving units 31 and 32 may also be spaced apart from the upper end of the elastic member 20 by a distance b and connected to the support 10.
  • the upper end portion of the third driving unit 33 may be located symmetrically with the center portion between the first driving unit 31 and the second driving unit with respect to the upper end of the elastic member 20.
  • the third driving part 33 may be spaced apart by a distance from the center of the upper end of the elastic member 20 in the first direction.
  • the distance a may be a distance from the middle of the shortest distance between the first driving part 31 and the second driving part 32 to the center of the upper end of the elastic member 20.
  • the intermediate part between the third driving part 33, the first driving part 31, and the second driving part 32 is disposed to have the same distance a from the center of the upper end of the elastic member 20, thereby supporting the supporting part ( It is possible to easily generate a control algorithm for the tilt of 10).
  • the chair control device may include a controller (not shown).
  • the controller may generate a control signal for controlling the movement of the drivers 31, 32, and 33.
  • the controller may generate at least one algorithm related to tilting or lifting the base 10, and generate a control signal based on one of the generated algorithms.
  • the controller may generate a control signal for controlling the movement of the drivers 31, 32, and 33 so that the base 10 is tilted or elevated based on an image viewed by the user. 32 and 33 may tilt or lift the support 10 based on the control signal.
  • the controller may generate an algorithm related to the tilt or lift of the support 10 and the movement of the drivers 31, 32, and 33 by using a predetermined application or software.
  • the present application may provide a chair including a chair control device according to an embodiment of the present application described above and a chair seat connected and controlled with the chair control device. Configurations included in such chairs have been described above, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the chair control apparatus according to an embodiment of the present application described above will include at least some of the same or corresponding technical features as the chair according to another embodiment of the present application to be described later, according to an embodiment of the present application described above Description of the chair control apparatus or chair may be applied in various combinations to a chair or chair manufacturing method according to another embodiment of the present application to be described later, on the contrary, for a chair or chair manufacturing method according to another embodiment of the present application to be described later Description Of course, it can be applied in various combinations with respect to the chair control device or chair according to an embodiment of the present application described above.
  • a system capable of adding a user's feeling may include a chair 10.
  • FIG. 9 is a block diagram of a chair 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the chair 10 includes a chair seat 101, an elastic member 102, and a driving unit 103.
  • the configuration of the chair 10 is not limited to the configurations shown in FIG.
  • the chair 10 may further include a controller related to the control of the driving unit 103.
  • the chair seat 101 may provide a seating position for the user to sit.
  • the chair seat 101 does not mean only a seat, and the chair seat 10 may further include elements such as a backrest and an armrest.
  • the chair seat 101 may further include a seat connection portion 1011 including a guide groove having a predetermined size under the chair seat 101.
  • the description of the sheet connecting portion 1011 is described once again through FIGS. 10 and 11A to 11D.
  • the elastic member 102 may be positioned below the chair seat 101 to support the chair seat 101 and may have a bending elasticity.
  • the elastic member 102 may be a compression helical spring, a tension helical spring, a torsional helical spring, but is not limited thereto. There may be other examples.
  • the elastic member may have an elastic modulus that refers to a length that is deformed with respect to the applied force.
  • the elastic modulus of the elastic members connected in series is equal to the reciprocal of the sum of the inverses of the elastic modulus of each elastic member, and the elastic modulus of the springs connected in parallel may be equal to the sum of the elastic moduli of each spring.
  • the elastic member 102 may move in the vertical direction, ie, the direction in which the chair seat 101 is seated around the chair seat 101 by weight when the user sits on the chair.
  • the travel distance may be determined by the strength of the spring and the load on the chair seat 101.
  • the load acting on the elastic member 102 is a force in the vertical direction, i.e., compression, on the elastic member 102, but the wire of the elastic member 102 tries to twist the wire with respect to the axis regardless of which coil the load acts on.
  • the tendency may be torsional, and the deflection of the spring is expressed by Equation 1 below.
  • ⁇ is the deflection amount of the elastic member
  • N is the effective number of turns of the elastic member
  • D is the outer diameter of the elastic member
  • G is the lateral elastic modulus of the material
  • d is the diameter of the coil
  • P is the load applied to the elastic member 102.
  • the driving unit 103 may be connected to the chair seat 101 to move the chair seat 101, and at least one driving unit 103 may be connected to the chair seat 101. In this case, the driving unit 103 may move the chair seat 101 so that the elastic member 102 is bent.
  • the driving unit 103 may move the chair seat 101 in front, rear, left, and right directions while moving in the vertical direction.
  • the front and rear directions may mean a direction that the user looks, and the direction that the user looks forward may be referred to as a front direction and an opposite direction to the front direction as a rear direction.
  • the left and right directions may be left or right directions determined based on the front direction, and the up and down direction may be a vertical direction, that is, a direction in which a load is applied to the chair 10 by the user.
  • the opposite direction can be referred to as the upward direction.
  • the driving unit 103 is connected to the lower side of the chair seat 101 on the basis of the elastic member 102 to correspond to the rear direction of the chair seat 101, so that the driving unit 103 moves in the vertical direction.
  • the chair seat 101 may be moved in a rearward direction, and the driving unit 103 is connected to the lower side of the chair seat 101 with respect to the elastic member 102 so as to correspond to the left direction of the chair seat 101.
  • the driving unit 101 moves in the vertical direction
  • the chair seat 101 can be moved in the left direction.
  • the driving unit 103 may include a first driving unit and a second driving unit, and the first driving unit may move the chair seat 101 while moving up and down, and the second driving unit may move to the movement of the chair seat 101. Can rotate to move along.
  • the first driving unit may be positioned on a first axis about the elastic member, and the second driving unit may be located on a second axis perpendicular to the first axis.
  • the first driving unit is connected to the lower side of the chair seat 101 with respect to the elastic member 102 so as to correspond to the rear direction of the chair seat 101, and the second driving unit 102 is the chair seat 101.
  • the lower side of the) may be connected to correspond to the left direction of the chair seat 101.
  • the first drive unit and the second drive unit are viewed from the top of the chair 10
  • the first drive unit is positioned below the Y axis with respect to the elastic member 102
  • the first drive unit and the second drive unit are located at the left side of the X axis perpendicular to the Y axis.
  • the second driving unit may be positioned, the first driving unit may move in the vertical direction while moving the chair seat 101 in the rearward direction, and the second driving unit may rotate in accordance with the movement of the chair seat 101.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a driving unit 103 according to another embodiment of the present application.
  • the driving unit 103 may include a moving part (not shown), a support part 1032, a connection part 1033, and a body part 1031.
  • the configuration of the driving unit 103 is not limited to those illustrated above.
  • the moving part may move up and down according to the operation of the motor.
  • the support part 1032 may allow the moving part to move along the moving path.
  • the support part 1032 may have a guide hole so that the moving part can move up and down, and the moving part can move up and down based on the guide hole according to the operation of the motor.
  • the connecting portion 1033 may be hinged to the body portion 1031.
  • the connection part 1033 may rotate the body part 1031 based on any one moving axis.
  • the connecting portion 1033 may be hinged to the body portion 1031 and rotate the body portion 1031 in the left and right directions.
  • the body portion 1031 may be hinged to the connecting portion 1033 and the other end may be hinged to the sheet connecting portion 1011.
  • the body portion 1031 is rotatably moved along the first movement axis based on the hinge engagement with the connecting portion 1033, but along the second movement axis perpendicular to the first movement axis based on the hinge engagement with the seat connection portion 1011.
  • the seat connection portion 1011 may include a guide hole having a predetermined size in the lower portion of the chair seat (101).
  • S301 to S303 show the shape of the body portion 1031 and the connecting portion 1033.
  • the body portion 1031 and the connecting portion 1033 is hinged and can be rotated along the first axis of movement as shown in S303.
  • the body portion 1031 is hinged to the seat connecting portion 1011, can be rotated along the second moving axis perpendicular to the first moving axis according to the guide hole.
  • the first moving shaft may move left and right, and the second moving shaft may move up and down.
  • the length or size of the guide hole included in the seat connection portion 1011 may be determined in consideration of the weight of the seat seat 101 and the number of turns, the outer diameter and the diameter of the elastic member 102, the user sitting
  • the chair seat 101 and the seat connection part 1011 fixed to the chair seat 101 may be moved downward in proportion to the load, and the body part 1031 of the driving part 103 may be connected to the seat connection part 1011. Can be connected.
  • the driving unit 103 may move the chair seat 101 in any one of the front and rear or left and right directions as the body part 1031 moves in the vertical direction along the movement path.
  • the driving unit 103 includes a first driving unit and a second driving unit, wherein the first driving unit moves upward, and the second driving unit opposite to the first driving unit is located below.
  • the chair seat can be moved so that the elastic member bends in the direction of the second drive while moving in the direction, and according to one of various embodiments of the present invention, the drive 103 is positioned opposite the third drive and the third drive.
  • the fourth driving unit may further include a third driving unit, and the third driving unit and the fourth driving unit may rotate in accordance with the movement of the chair seat 101.
  • the driving unit 103 may include a first driving unit 113, a second driving unit 133, a third driving unit 123, and a fourth driving unit 143, and the second driving unit 113 may be opposite to the first driving unit 113.
  • the driving unit 133 is positioned, the third driving unit 123 is positioned on a second axis perpendicular to the first axis where the first driving unit 113 is positioned, and the fourth driving unit 143 is opposite to the third driving unit 123. This can be located.
  • the first driving unit 113 may move upward, and the chair seat 101 may move forward, and in S403, the first driving unit 113 may move downward.
  • the sheet 101 can be moved in the rearward direction.
  • the second driving unit 133 may move upward to move the chair seat 101 to the left direction, and the second driving unit 133 may move downward to move the chair seat 101 to the right. You can also move in the direction.
  • the first driving unit 113 moves downward, and the second driving unit 133 located opposite the first driving unit 113 moves upward, while the elastic member 102 is moved upward.
  • the chair seat 101 may be moved to be bent toward the first driving unit 113. In other words, the chair seat 101 can be moved in the rearward direction.
  • the first driving unit 113 may move upward, and the second driving unit 133 may move downward. In this case, the chair seat 101 may move in all directions.
  • the elastic member 102 moves to the third drive unit 123.
  • the chair seat 101 By moving the chair seat 101 to bend in the direction, the chair seat 101 can be moved in the right direction, on the contrary, the third drive unit 123 moves in the upward direction, and the fourth drive unit 143 in the downward direction. And the chair seat 101 may be moved to the left direction.
  • the seat seat 101 and the seat connection part 1011 fixed to the chair seat 101 may be moved downward in proportion to the load.
  • the length or size of the guide hole included in the seat connection part 1011 may be determined in consideration of the weight of the seat seat 101 and the number of turns, the outer diameter and the diameter of the elastic member 102.
  • the first driving unit 113 to the fourth driving unit 143 may move downward, and the chair seat 101 may move downward.
  • the chair seat 1010 may move in the upward direction.
  • the chair 10 may further include a controller (not shown).
  • the controller may generate a control signal for controlling the movement of the driver 103.
  • the controller may generate at least one profile related to the position and movement of the chair seat 101 and generate a control signal based on one of the generated profiles.
  • the controller may generate a control signal for controlling the movement of the driving unit 103 so that the chair seat 101 moves in accordance with an image viewed by the user, and the driving unit 103 based on the control signal. 101 can be moved.
  • the controller may generate and store a profile to move the chair seat 101 corresponding to each content or image, and generate a control signal to control the movement of the driving unit 103 based on any one of the plurality of profiles. .
  • the controller may generate a profile related to the position of the chair seat 101 and the movement of the driving unit 103 by using a predetermined application or software.
  • the driving unit 103 may further include a drive (not shown), a motor (not shown) and a position sensor (not shown).
  • the controller may generate a control signal to move the chair seat 101 to a desired position and direction, and the drive may generate a current required for operation of the motor based on the control seat.
  • the control signal may further include information such as a path of the motor, a signal output for the motor, and the like so that the chair seat 101 moves to a desired position and direction.
  • the motor may generate torque associated with the movement based on the generated current. More specifically, the motor can generate the torque necessary to convert electrical energy into mechanical energy and move to the desired target position.
  • the moving part may move based on the generated torque.
  • the motor may be a stepping motor or a servo motor, but is not limited thereto.
  • the stepping motor can digitally control the position and speed by the pulse, and can rotate a predetermined angle and stop with high accuracy without feedback for detecting the rotor position of the motor.
  • a torque holding mechanism such as an electromagnetic brake. It is easy to reverse rotation and shifting and has good response characteristics.
  • the servo motor operates based on a predetermined control signal, and may have its own feedback control device to increase the accuracy of the operation.
  • the position sensor may determine the position of the rotor included in the motor. For example, the position sensor may count the position and position of the rotor in the servo motor. The determination of the position of the rotor can enable the thermo motor to operate under optimum conditions, and the counting of the positions can increase the precision of the operation of the servo motor. In other words, the position sensor may prevent a problem such that a position is distorted and the position is displaced while the motor is operating based on the control signal. have.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a chair according to another embodiment of the present application.
  • the method of manufacturing the chair shown in FIG. 12 represents a method of manufacturing the chair 10 described above with reference to FIGS. 8 to 11D. Therefore, although omitted below, the content described with respect to the chair 10 described with reference to FIGS. 8 through 11D is also applied to FIG. 12.
  • the chair seat is positioned in step S501, and an elastic member having bending elasticity is placed in the lower part of the chair seat to support the chair seat in step S502, and the chair is seated in step S503.
  • At least one drive for moving the seat may be connected to the chair seat.
  • the driving unit may move the chair seat so that the elastic member is bent.

Abstract

의자 시트는 상기 의자 시트를 지지하도록 상기 의자 시트의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성 부재 및 상기 의자 시트와 연결되어, 상기 의자 시트를 이동시키는 적어도 하나 이상의 구동부를 포함하되, 상기 구동부는 상기 탄성 부재가 휘도록 상기 의자 시트를 이동시키는 것일 수 있다.

Description

의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자
본원은 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자에 관한 것이다.
극장 등의 의자에 음향 진동장치를 달아 영화 속의 소리와 연동하여 자동으로 진동하도록 하거나, 영화 속의 움직임에 대응하여 움직이는 체감형 의자를 경험하고자 하는 사용자들이 증가하고 있다. 이에 따라, 사용자들이 현실감을 더 느낄 수 있도록 영상 신호에 따라 향이나 분무가 발생하도록 하여 사용자들의 후각 및 촉각을 자극함으로써, 보다 영화에 몰입할 수 있는 환경을 제공하는 방법들이 제시되고 있다. 이와 같이 최근에는 시각에만 의존하지 않고, 다른 독특하고 다양한 체험을 원하는 현대인의 심리를 반영하여 인간의 오감을 자극하는 방법을 통해 관객들이 더욱 영상물을 재미있게 관람하고, 영화에 몰입할 수 있도록 하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
한편, 스마트폰을 활용한 VR(Virtual Reality) 콘텐츠 또는 VR 기기들이 활성화 됨에 따라, 3D 입체 영상과 함께 사용자의 실감을 더해줄 수 있는 체감형 의자에 대한 요구도 또한 증가하고 있다. 기존의 체감형 의자는 의자 자체의 무게와 앉아있는 사람의 체중을 함께 감당하면서 상하, 좌우, 전후로 움직이는 것을 견딜 수 있는 구조이기 때문에 가격이 비싸고, 소형화가 어려워 대형 시스템의 구조로만 제작될 수 있기 때문에 영화관 또는 놀이공원 등에서만 이용이 가능했다. 이에 따라 개인이 사용할 수 있는 개인용 체감형 의자에 대한 요구 및 필요성이 함께 증가하고 있는 상태이다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제052786호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기울어진 의자의 시트 부분이 탄성력에 의해 용이하게 원상태로 복귀될 수 있는 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본원은 하중에 반하는 탄성력에 의해 체중의 일부가 상쇄되어 적은 구동력으로도 의자의 시트 부분의 이동을 제어할 수 있는 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본원은 의자의 시트 부분의 하측면을 균형하게 지지하여 시트 부분을 기울이기 위한 제어 알고리즘을 용이하게 생성할 수 있는 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본원은 VR 콘텐츠 등의 3D 입체 영상과 함께 사용자의 실감을 더해줄 수 있는 의자 제어 장치 및 이를 포함하는 의자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 의자 제어 장치는 의자 시트를 지지하는 받침부, 상기 받침부를 지지하도록 상기 받침부의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성부재 및 상기 받침부와 연결되어 상기 받침부를 이동시키는 구동부를 포함하되, 상기 구동부는 상기 탄성부재가 휘도록 상기 받침부를 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 탄성부재는 압축시 탄성복원력을 갖는 부재이고, 상구 구동부는, 상기 의자 시트가 초기 높이 및 초기 기울어짐을 갖는 초기 상태에서, 상기 탄성부재에 미리 설정된 탄성복원력에 대응하는 압축 변형이 발생하도록 상기 받침부에 연결될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 미리 설정된 탄성복원력은 상기 의자 시트 상에 착석한 이용자의 체중에 의한 하향 하중 중 적어도 일부를 상쇄 가능하도록 설정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 미리 설정된 탄성복원력은 남성의 평균 체중의 편차 범위 및 여성의 평균 체중의 편차 범위 중 어느 하나에 대응하도록 설정될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는, 구동력을 제공하는 구동 유닛 및 상기 구동 유닛에 의해 회전하여 상기 받침부와 연결된 부분을 승강시키는 크랭크 유닛을 포함하되, 상기 크랭크 유닛은 상기 구동 유닛에 의해 회전하는 크랭크 핀 및 일단이 상기 크랭크 핀에 힌지 연결되고 타단이 상기 받침부에 힌지 연결되는 커넥팅 로드를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛은 상기 크랭크 핀이 편측 회전되도록 제어되고, 상기 편측 회전은 전체 회전 영역을 연직 방향을 기준으로 양측으로 분할하였을 때 어느 한 측에 해당하는 편측 영역 내에서만 회전 이동될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동 유닛은 상기 편측 영역 내에서도 기설정된 회전 각도 범위 내에서 상기 크랭크 핀이 회전하도록 제어되고, 상기 기설정된 회전 각도 범위는, 상기 크랭크 핀의 회전 중 정지시 또는 회전방향 전환시의 회전 관성에 의해 상기 크랭크 핀이 상기 편측 영역을 이탈하는 것을 방지하는 각도 범위일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 기설정된 회전 각도 범위는, 상기 회전 관성을 커버할 수 있을 만큼 상기 연직 방향으로부터 원주 방향을 따라 이격된 각도 범위일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 탄성부재를 사이에 두고 서로 대향하지 않는 위치에 복수개 구비되고, 상기 커넥팅 로드는 구면 베어링을 통해 상기 받침부에 힌지 연결될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 구동 유닛의 회전 구동 각도 또는 상기 크랭크 핀의 회전 각도를 감지하는 각도 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 복수개 구비되되, 상기 받침부와 연결되는 상단 부분이 상기 탄성부재의 상단을 사이에 두고 서로 대향하지 않는 위치에 배치될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 제1구동부, 제2구동부 및 제3구동부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제1구동부의 상단 부분 및 상기 제2구동부의 상단 부분은, 상기 탄성부재의 상단을 통과하는 제1 방향을 기준으로 상호 대칭으로 위치하고, 상기 탄성부재의 상단으로부터 동일거리 상에 위치하고, 상기 제3구동부의 상단 부분은 상기 탄성부재의 상단을 기준으로 상기 제1구동부와 상기 제2구동부 사이의 중앙 부분과 상호 대칭되게 위치할 수 있다.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제2측면에 따른 의자는 본원의 제1 측면에 따른 의자 제어 장치 및 의자 시트를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제3측면에 따른 의자는, 의자 시트, 상기 의자 시트를 지지하도록 상기 의자 시트의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성부재 및 상기 의자 시트와 연결되어, 상기 의자 시트를 이동시키는 적어도 하나 이상의 구동부를 포함하되, 상기 구동부는 상기 탄성부재가 휘도록 상기 의자 시트를 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부가 상하 방향으로 이동하면서 상기 의자 시트를 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 제 1구동부 및 제 2 구동부를 포함하되, 상기 제 1 구동부가 상하 방향으로 이동하면서 상기 의자 시트를 이동시키고, 상기 제 2 구동부는 상기 의자 시트의 이동에 따라 회전 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 구동부는 상기 탄성부재를 중심으로 제 1 축 상에 위치하고, 상기 제 2 구동부는 상기 제 1 축과 직각인 제 2 축 상에 위치할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 의자 시트는 상기 의자 시트의 하부에 소정 크기를 갖는 가이드 홀을 포함하는 시트 연결부를 포함하고, 상기 구동부는, 모터의 동작에 따라 상하 이동하는 이동부, 상기 이동부가 이동 경로에 따라 이동하도록 하는 지지부, 상기 이동부와 힌지 결합하는 연결부, 일단이 상기 연결부와 힌지 결합하고, 타단이 상기 시트 연결부와 힌지 결합하는 몸체부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 몸체부는 상기 연결부와의 힌지 결합에 기초하여 제 1 이동 축에 따라 회전 이동하되, 상기 시트 연결부와의 힌지 결합에 기초하여 상기 제 1 이동 축과 수직인 제 2 이동 축에 따라 회전 이동할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부의 이동을 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 제어 신호에 기초하여 상기 의자 시트를 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 몸체부가 상기 이동 경로를 따라 상하 방향으로 이동에 따라 상기 의자 시트를 전후 또는 좌우 방향 중 어느 하나의 방향으로 이동할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 제 1 구동부 및 제 2 구동부를 포함하되, 상기 제 1 구동부가 상 방향으로 이동하고, 상기 제 1 구동부와 맞은 편에 위치한 제 2 구동부가 하 방향으로 이동하면서, 상기 탄성부재가 상기 제 2 구동부 방향으로 휘도록 상기 의자 시트를 이동시킬 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 제 3 구동부 및 상기 제 3 구동부의 맞은 편에 위치하는 제 4구동부를 더 포함하되, 상기 제 3 구동부 및 상기 제4 구동부는 상기 의자 시트의 이동에 따라 회 전 이동할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제어 신호에 기초하여 동작에 필요한 전류를 생성하는 드라이브; 및 상기 생성된 전류에 기초하여 운동과 관련된 토크(Torque)를 생성하는 모터를 포함하고, 상기 이동부는 상기 토크에 기초하여 이동할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 상기 모터에 포함된 회전자의 위치를 판별하는 위치 센서를 더 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 의자 시트의 위치 및 이동과 관련된 적어도 하나의 프로파일(Profile)을 생성하고, 상기 생성된 프로파일 중 하나에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제4측면에 따른 의자를 제조하는 방법은, 의자 시트를 위치시키는 단계; 휨 탄성을 갖는 탄성부재를 상기 의자 시트를 지지하도록 상기 의자 시트의 하부에 위치시키는 단계 및 상기 의자 시트를 이동시키는 적어도 하나 이상의 구동부를 상기 의자 시트에 연결하는 단계를 포함하되, 상기 구동부는 상기 탄성부재가 휘도록 상기 의자 시트를 이동시킬 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 받침부를 지지하는 탄성 부재를 구비함으로써, 구동부가 받침부를 이동시키기 위한 구동력이 탄성 부재에 의해 일부가 상쇄될 수 있으므로, 적은 구동력으로도 받침부를 이동시킬 수 있는 의자 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 탄성 부재의 탄성 복원력에 의해 탄성 부재에 가해지는 하중의 일부가 상쇄되도록 구동부와 받침부가 연결됨으로써, 사용자의 착석에 의한 하중이 탄성복원력에 의해 상쇄되어 받침부를 이동시키기 위한 구동부의 부담이 저감될 수 있는 의자 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, VR 기기들과 연동함으로써, VR(Virtual Reality) 콘텐츠 등의 3D 입체 영상과 함께 사용자의 실감을 더해줄 수 있는 의자 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치에 의자 시트가 장착된 사시도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 지지부가 생략된 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동 유닛의 회전 각도 범위를 나타낸 개념도이다.
도 6a 내지 도6b는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 탄성부재의 사전압축을 단계적으로 나타내기 위한 개념도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동부의 설명을 위한 개념도이다.
도 8은 본원의 다른 실시예에 따른 전체 시스템의 구성도이다.
도 9는 본원의 다른 실시예에 따른 의자의 구성도이다.
도 10은 본원의 다른 실시예에 따른 구동부의 구성도이다.
도 11a 내지 도11d는 본원의 다른 실시예에 따른 의자의 구동을 나타내는 도면이다.
도 12는 본원의 다른 실시예에 따른 의자를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치에 의자 시트가 장착된 사시도이다.
일반적으로 4D 콘텐츠는 3D 입체영상과 물리효과가 결합된 4D 기술로 즐길 수 있는 영상 콘텐츠를 지칭하며, 의자 제어 장치는 4D 콘텐츠를 구현하는데 필요한 물리 효과를 생성할 수 있다. 예를 들면, 의자 제어 장치는 의자 시트를 상하, 좌우, 전후로 이동시켜 실제 움직이고 있는 듯한 느낌을 구현하거나, 의자 시트를 아래로 갑자기 낙하시켜 떨어지는 느낌을 재현하거나 또는 좌우 이동으로 흔드는 느낌을 재현하거나 또는 전 후 이동으로 가속의 느낌을 재현할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 받침부(10)는 의자 시트(1)를 지지할 수 있다. 예시적으로 의자 시트(1)는 사용자가 앉기 위해 마련되는 좌판을 의미할 수 있다. 예를 들어, 의자 시트(1)는 회전 의자에서 지지봉 및 의자 다리와 분리될 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 예시적으로, 의자 시트(1)는 팔걸이 및 등받이를 포함할 수 있다. 또한 받침부(10)는 발 받침 부재(11)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발 받침 부재(11)는 의자 시트(1)에 착석한 사용자의 발을 지지할 수 있도록 마련될 수 있다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 받침부(10)는 의자 시트(1)와 연결될 수 있는 연결 부재(12)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 의자 시트(1)는 그 하단이 받침부(10)의 연결 부재(12)와 결합할 수 있으며, 받침부(10)의 움직임에 대응하여 받침부(10)와 함께 움직일 수 있다. 다른 예로, 연결 부재(12)는 의자 시트(1)의 높이를 조절하기 위한 높이 조절 수단을 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 의자 제어장치는 의자 시트(1)와 연결되는 연결 부재(12)에 의해, 기존에 사용되는 회전 의자에서 분리된 시트 부분과 연결될 수 있다. 이를 통해 사용자의 취향에 맞는 다양한 의자가 장착될 수 있다. 이에 따라, 연결 부재(12)은 일반적인 회전 의자의 시트 부분과 결합될 수 있는 형태(규격)로 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 의자 제어 장치는 받침부(10)를 지지하도록 받침부(10)의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성부재(20)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 탄성부재(20)는 받침부(10)의 하단에 연결될 수 있다. 여기서 하단이란, 도 2에 도시된 바와 같이 받침부(10)의 하측면일 수 있다. 예시적으로, 탄성부재(20)는 받침부(10)의 중앙 부분에 연결될 수 있다. 또한, 탄성부재(20)는 후술하는 구동부에 의해 받침부(10)가 기울어지는 경우, 받침부(10)의 기울어짐에 대응하여 휘어질 수 있으며, 원상태로 복원되려고 하는 탄성복원력을 가질 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 지지부가 생략된 내부 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 의자 제어 장치는 받침부(10)와 연결되어 받침부(10)를 이동시키는 구동부(31, 32, 33)를 포함할 수 있다. 도3에는 3개의 구동부(31, 32, 33)가 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 3에서는 설명의 편의를 위해 받침부(10)가 생략되었으나, 구동부(31, 32, 33)는 받침부(10)와 연결되어 탄성부재(20)가 휘도록 받침부(10)를 이동시킬 수 있다. 이때, 받침부(10)의 이동은 수평 방향에 대해 기울어지는 틸트 이동, 상하 방향으로의 이동, 수평 방향으로의 이동 등이 다양하게 조합되는 형태로 구현될 수 있다. 구동부(31, 32, 33)에 의한 받침부(10)의 이동은 보다 뒤에서 자세히 살펴보기로 한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동부의 구성을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 구동부(31, 32, 33)는 구동 유닛(311, 321, 331), 크랭크 유닛 및 각도 감지 센서(315, 325, 335)를 포함할 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 구동부(31, 32, 33)는 제1구동부(31), 제2구동부(32) 및 제3구동부(33)를 포함할 수 있다.
예시적으로 구동 유닛(311, 321, 331)은 구동력을 제공할 수 있다. 또한, 상기 구동력은 회전력을 의미할 수 있다. 상기 구동 유닛(311, 321, 331)에는 스테핑 모터, 서보 모터 등이 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
크랭크 유닛은 구동 유닛(311)에 의해 회전하여 받침부(10)와 연결된 부분을 승강시킬 수 있다. 예시적으로, 구동부(31, 32, 33)가 복수개 구비되는 경우, 각 구동부(31, 32, 33)의 구동 유닛(311, 321, 331), 크랭크 유닛 및 각도 감지 센서(325, 335)는 서로 동일한 제원 및 기능을 제공할 수 있다. 따라서 도 4를 참조하는 설명은 하나의 구동부를 중심으로 구동 유닛(311, 321, 331), 크랭크 유닛 및 각도 감지 센서(325, 335)를 설명하며, 예를 들어 구동부(31)의 각도감지 센서와 같이, 도면상에 생략된 부분이라고 하더라도 하기의 설명과 동일하게 이해될 수 있다.
크랭크 유닛은 구동 유닛(311)에 의해 회전하는 크랭크 핀(312)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 구동 유닛(311)과 크랭크 핀(312)은 웜 기어(worm gear) 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 웜 기어 방식은 구동 유닛(311)의 구동력 즉, 회전력을 1/80로 감속하여 크랭크 핀(312)을 회전시킬 수 있다.
또한, 크랭크 유닛은 일단이 크랭크 핀(312)에 힌지 연결되고 타단이 받침부(10)에 힌지 연결되는 커넥팅 로드(313)를 포함할 수 있다. 크랭크 핀(312)과 받침부(10) 사이에 힌지 연결된 커넥팅 로드(313)는 구동 유닛(311)에 의한 크랭크 받침부(10)와 연결된 부분을 승강시킬 수 있다. 이때 커넥팅 로드(313, 323, 333)는 구면 베어링(314, 324, 334)을 통해 받침부(10)에 힌지 연결될 수 있다. 구동 유닛 (311)이 크랭크 핀(312)를 회전시키면, 크랭크 핀(312)에 연결된 커넥팅 로드(313)는 받침부(10)를 승강시킬 수 있다. 예시적으로, 도 4에는 생략되었으나, 커넥팅 로드(313, 323, 333)가 구면 베어링(314, 324, 334)을 통해 받침부(10)에 연결된 것으로 가정한다. 제1구동부(310)가 구동되면 커넥팅 로드(313)가 승강하게 되고, 받침부(10)와 연결된 부분이 승강될 수 있다. 이때 제2 구동부(320) 및 제3구동부(330)가 구동하지 않는 상태인 경우, 받침부(10)의 나머지 커넥팅 로드(323, 333)와 연결된 부분은 승강이 이루어지지 않으므로, 제1구동부(310)의 커넥팅 로드(313)의 승강에 의해 받침부(10)에 편심이 유발될 수 있다. 결과적으로, 구면 베어링(314)을 통해 편심이 극복될 수 있고, 커넥팅 로드(313, 323, 333)와 받침부(10)의 연결 부분이 각 구동부(310, 320, 330)에 의해 독립적으로 승강될 수 있다. 또한 상기 승강에 따라, 받침부(10)는 커넥팅 로드(313, 323, 333)와의 연결 부분이 상승하도록 기울어지거나 하강하도록 기울어질 수 있다.
도 4를 참조하면, 각도 감지 센서(315, 325, 335)는 구동 유닛(311, 321, 331)의 회전 구동 각도 또는 크랭크 핀(313, 323, 333)의 회전 각도를 감지할 수 있다. 예시적으로 각도 감지 센서(315, 325, 335)는 크랭크 핀(313, 323, 333)의 회전 각도를 감지함으로써 구동 유닛(313, 323, 333)의 동작을 정확하게 제어할 수 있도록 한다. 예시적으로, 각도 감지 센서(315, 325, 335)는 마그네틱 엔코더(magnetic encoder)일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동 유닛의 회전 각도 범위를 나타낸 개념도이다.
구동 유닛(311)은 크랭크 핀(312)이 편측 회전되도록 제어될 수 있다. 예시적으로 구동 유닛(311)은 후술하는 제어부에 의해 회전이 제어될 수 있다. 상기 편측 회전은 전체 회전 영역을 연직 방향을 기준으로 양측으로 분할하였을 때 어느 한 측에 해당하는 편측 영역 내에서만 회전 이동되는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 도 5를 참조하면, 전체 회전 영역은 크랭크 핀(312)의 회전 가능한 각도인 360°를 의미할 수 있다. 이때 편측 회전이란, 도 5를 기준으로 보았을 때 연직 방향을 따라 도시된 파선을 기준으로 좌측과 우측 중 우측에 해당하는 우측 영역 내에서의 회전을 의미할 수 있다. 예를 들어 도 5를 참조하면, 3시 방향을 0도로 보고 반시계 방향을 따라 각도가 증가되고 시계 방향을 따라 각도가 감소된다고 보았을 때, 편측 회전은 -90도 내지 +90도 범위 내에서의 회전 또는 +90도 내지 +180도 범위 내에서의 회전을 의미할 수 있다. 본원에서는 도5에서 연직 방향 기준으로 우측 영역을 편측 영역인 것으로 주로 설명하나, 편측 영역이 이처럼 우측 영역으로 만 한정되는 것은 아님은 물론이다.
이처럼 크랭크 핀(312)이 편측 영역 내에서만 회전 이동되도록 제어됨으로써, 의자 제어 장치를 이용한 의자의 제어가 복잡하지 않고 보다 간명한 계산에 따라 이루어질 수 있다. 크랭크 유닛의 경우 회전 운동을 선형 운동으로 변환하여 주는 구성으로서, 좌측 영역에서의 회전시 크랭크 유닛의 구동 궤적과 우측 영역에서의 회전시 크랭크 유닛의 구동 궤적은 다소 상이할 수 있다. 즉, 크랭크 핀(312)의 회전 구동 범위를 좌측 영역과 우측 영역 중 어느 하나의 편측 영역으로만 한정함으로써, 어느 한 쪽의 구동 궤적만을 고려하여 받침부(10)의 기울임(틸트) 이동 또는 승하강 이동을 계산하고 제어할 수 있어, 의자 제어를 위한 알고리즘의 수립이 보다 용이하고 간명하게 이루어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 구동 유닛(311)은 편측 영역 내에서도 기설정된 회전 각도 범위 내에서 크랭크 핀(312)이 회전하도록 제어될 수 있다. 구체적으로, 기설정된 회전 각도 범위는 크랭크 핀(312)의 회전 중 정지시 또는 회전방향 전환시의 회전 관성에 의해 크랭크 핀(312)이 편측 영역을 이탈하는 것을 방지하는 각도 범위일 수 있다. 구동 유닛(311)이 편측 영역의 상측 경계 또는 하측 경계에 가깝게 크랭크 핀(312)을 회전시킬수록, 회전을 정지하더라도 작용되는 회전 관성에 의해 크랭크 핀이(312) 의도치 않게 편측 영역을 벗어나게 될 수 있다. 예를 들어, 구동 유닛(311)이 크랭크 핀(312)을 편측 영역의 경계 중 하나인 상측 경계에 해당하는 90°의 위치까지(도 5를 기준으로 12시 방향까지) 편측 회전시킨 다음 정지하려는 경우, 크랭크 핀(312)은 회전 관성에 의해 상측 경계에서 멈추지 못하고 상측 경계를 지나게 되어 편측 영역을 이탈할 수 있다. 이렇게 크랭크 핀(312)이 상측 경계를 통과하여 편측 영역의 반대편 영역으로 넘어가게 되면, 크랭크 핀(312)에는 상측 경계를 통해 되돌아가려는 구동을 저해하는 방향으로 중력이 작용하게 되므로, 상기 반대편 영역 내에서 더욱 아래쪽으로 회전하려는 경향을 보이게 된다. 이처럼 편측 영역의 경계에 가깝게 크랭크 핀(312)을 회전시키는 경우, 그 회전 관성으로 인해 크랭크 핀(312)이 편측 영역을 벗어나게 될 수 있고, 의도하지 않은 받침부(10)의 승강이 발생할 수 있다.
구동 유닛(311)은 이같이 편측 영역을 벗어난 크랭크 핀(312)을 편측 영역으로 돌아오게 하기 위해 중력에 반하는 힘을 가해야 하므로 많은 구동력이 필요하게 된다. 따라서 크랭크 핀(312)의 회전 각도 범위는 크랭크 핀(312)의 회전 후 정지시 발생되는 회전 관성에 의해 크랭크 핀(312)이 편측 영역을 벗어나게 회전되는 것을 방지할 수 있는 범위로 설정됨이 바람직하다.
다시 말해, 상기 기설정된 회전 각도 범위는 회전 관성을 커버할 수 있을 만큼 상기 연직 방향으로부터 원주 방향을 따라 이격된 각도 범위일 수 있다. 예시적으로, 기설정된 회전 각도 범위는 편측 영역의 상측 경계 및 하측 경계 각각으로부터 소정의 각도만큼 원주 방향을 따라 이격되도록 조정된 각도 범위일 수 있다. 도 5를 참조하면, 기설정된 회전 각도 범위는 하측 경계인 -90도에서 a도만큼 하측 경계로부터 멀어진 각도 내지 상측 경계인 +90도에서 a도만큼 상측 경계로부터 멀어진 각도의 범위일 수 있다. 즉, 기설정된 회전 각도 범위는 -90°+a°에서 +90°-a°까지의 각도 범위일 수 있다. 예를 들어 a는 10°일 수 있으며 이 경우 기설정된 회전 각도 범위는 ±80° 일 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동 유닛(311)이 크랭크 핀(312)을 90°방향으로 회전시킨 경우, 즉 도 5를 기준으로 12시 방향으로 점차 회전시키는 경우, 크랭크 핀(312)의 회전에 대응하여 커넥팅 로드(313)가 받침부(10)와 연결된 부분은 점차 상승될 수 있다. 또한 크랭크 핀(312)이 6시 방향으로 점차 회전되는 경우, 받 침부와 연결된 부분은 점차 하강될 수 있다. 예시적으로, 기설정된 회전 각도 범위가 ±90°인 경우, 받침부(10)의 최대 상승 높이 및 최대 하강 높이는 수평으로부터 ±25mm일 수 있다. 예를 들어, 기설정된 회전 각도 범위가 ±80°인 경우, 커넥팅 로드(313)가 받침부(10)와 연결된 부분은 최대 25sin80° mm까지 상승할 수 있고, -최소 25sin80° mm까지 하강할 수 있다.
도 6a 및 도6b는 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 탄성부재의 사전압축을 단계적으로 나타내기 위한 개념도이다.
도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 탄성부재(20)는 압축시 탄성복원력을 갖는 부재일 수 있다. 상기 탄성복원력은 탄성부재(20)가 하중에 의해 압축된 상태에서 원상태로 복원되려고 하는 힘을 포함하는 의미로 이해되는 것이 바람직하다. 예시적으로 탄성부재(20)는 압축 헬리컬 스프링, 인장 헬리컬 스프링, 비틀림 헬리컬 스프링이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본원의 일 실시예에 따르면, 구동부는 상술한 바와 같이 탄성부재(20)가 탄성복원력을 갖도록 사전 압축된 상태로 받침부(10)에 연결될 수 있다. 탄성부재(20)가 사전 압축됨으로써, 의자 시트(1)에 사용자가 착석하더라도 탄성부재(20)의 탄성복원력에 의해 사용자의 하중의 일부가 상쇄될 수 있고, 이에 따라 사용자의 착석시 구동부에 가해지는 하중(자중)이 보다 경감되거나 제거될 수 있어, 의자 제어 장치의 내구성이 향상될 수 있고 유지관리 측면에서의 효율성이 향상될 수 있다.
상기 사전 압축을 도 6a 내지 도6b를 참조하여 설명한다. 구동부는 의자 시 트(1)가 초기 높이 및 초기 기울어짐을 갖는 초기 상태(예를 들면, 도 6b에 도시된 바와 같이 크랭크 핀(312)이 수평한 상태)에서, 탄성부재(20)에 미리 설정된 탄성 복원력에 대응하는 압축 변형이 발생하도록 받침부(10)에 연결될 수 있다. 예시적으로, 크랭크 핀이 복수개(이를 테면 3개)인 경우, 각각의 크랭크 핀이 모두 수평하게 위치함으로써, 받침부(10) 또한 지면과 소정의 높이에서 수평을 이룬 상태가 될 수 있다. 도 6a를 참조하면, 크랭크 핀(312)이 도 6b에 도시된 상태와 대비하여 90° 방향(도 6a 기준 12시 방향)으로 소정의 각도만큼 회전한 상태에서 커넥팅 로드(313)가 구면 베어링(314)를 통해 받침부(10)에 힌지 연결될 수 있다. 예시적으로, 상기 소정의 각도는 도 6a에 도시된 바와 같이 소정의 각도만큼 들어올려진 크랭크 핀(312)을 도 6b에 도시된 바와 같이 초기 상태로 하향 회전시켰을 때, 탄성부재(20)가 h만큼 압축되면서 상기 h라는 압축량에 대응하는 탄성복원력을 상향으로 작용하게 되는 각도일 수 있다. 예시적으로 상기 h는 4mm일 수 있다.
보다 구체적으로, 도 6a를 참조하면, 크랭크 핀(312)이 소정의 각도만큼 회전하여 받침부(10)가 h만큼 상승되고, 받침부(10)가 상승된 상태에서 받침부(10)의 하부에 탄성부재(20)가 연결될 수 있다. 이후, 크랭크 핀(312)을 아래쪽(도 6a 기준 6시 방향)으로 상기 소정의 각도만큼 회전시키면, 받침부(10)가 h만큼 하강하고, 받침부(10)의 하강에 대응하여 탄성부재(20)에 압축 변형이 발생될 수 있다. 초기 상태는 도 6b에 도시된 바와 같이 크랭크 핀(312)가 수평하게 위치하고 탄성부재(20)에 압축 변형이 가해진 상태일 수 있다. 상술한 예에 따르면, 탄성부재(20)는 h만큼의 압축에 대응하는 탄성복원력을 가질 수 있다.
이에 따라, 초기 상태의 탄성부재(20)는 미리 설정된 탄성복원력을 가질 수 있다. 미리 설정된 탄성복원력은 상기 의자 시트 상에 착석한 이용자의 체중에 의한 하향 하중 중 적어도 일부를 상쇄 가능하도록 설정될 수 있다. 예시적으로 미리 설정된 탄성복원력은 남성의 평균 체중의 편차 범위 및 여성의 평균 체중의 편차 범위 중 어느 하나에 대응하도록 설정될 수 있다. 예시적으로, 의자 제어 장치가 남성을 대상으로 하는 경우, 남성의 평균 체중의 편차 범위에 대응하는 탄성복원력을 갖도록 초기 상태로 세팅될 수 있다. 예를 들어, h(4mm)에 대응하는 탄성복원력은 60kg의 하중을 상쇄시킬 수 있다. 탄성부재(20)의 탄성복원력은 상기 초기 상태가 설정되는 과정에서 크랭크 핀(312)이 회전하는 각도에 따라 변동될 수 있으며, 탄성부재(20)의 성능에 따라서도 변동될 수 있다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치의 구동부의 설명을 위한 개념도이다.
예시적으로, 구동부는 복수개 구비될 수 있다. 받침부(10)를 전, 후, 좌, 우, 상, 하 방향으로 기울이기 위해서는 전후 방향과 좌우 방향에 대한 2개의 축이 조합되어야 하므로 최소 2개의 구동부가 구비될 필요가 있다. 이때 각 구동부가 서로 대향하지 않도록 배치되어야 2축의 조합을 통해 받침부(10)를 전 방향으로 기울일 수 있다.
2개의 축이 서로 직교하도록 구동부가 배치되는 경우에 전 방향에 대한 받침부(10)의 기울임이 가장 효율적으로 이루어질 것이다. 그러나, 2개의 구동부가 서로 대향하지 않도록 받침부(10)와 연결되더라도, 두 지점의 지지만으로는 사용자의 하중이 더해진 받침부(10)의 지지가 불균형해 질 수 밖에 없다. 2개의 구동부는 각 축의 일측에만 연결되어 있기 때문에 사용자가 착석하는 경우 어느 한쪽으로 편향되게 기울어질 가능성이 높으며, 안정적인 지지감을 제공하기 어려운 측면이 있다. 따라서, 사용자의 하중에 대한 균형적인 지지가 가능하도록 받침부(10)의 세 지점을 지지할 수 있는 3개의 구동부가 구비될 수 있다.
도 7을 참조하면, 복수개의 구동부(31, 32, 33)는 받침부(10)와 연결되는 상단 부분(310, 320, 330)이 탄성부재(20)의 상단을 사이에 두고 서로 대향하지 않는 위치에 배치될 수 있다. 상기 상단 부분(310, 320, 330)은 커넥팅 로드(313)가 구면 베어링(314)을 통해 받침부(10)에 연결되는 부분을 의미할 수 있다. 도 7을 참조하면, 상기 상단 부분(310, 320, 330)은 제1구동부(31)의 커넥팅 로드(313)가 구면 베어링(314)을 통해 받침부(10)와 연결되는 부분(310)(이하 구동부의 상단 부분이라 하겠다)과 제2구동부(32)의 상단 부분(320) 및 제3구동부(33)의 상단 부분(330)일 수 있다.
각 구동부(31, 32 33)는 배치된 위치에서 커넥팅 로드(313, 323, 333)를 통해 받침부(10)와 연결되고, 연결된 부분을 승강시킬 수 있다. 예시적으로, 도7을 참조하면, 제3구동부(33)에 의해 받침부(10)는 제1 방향으로 기울어질 수 있다. 여기서 제1방향은 전후 방향을 의미할 수 있다. 전후 방향이란 의자 시트(1)에 착석한 경우 사용자가 바라보는 방향이 전 방향, 반대 방향을 후 방향을 의미할 수 있다. 도 7을 기준으로 설명하면, 발 받침 부재(11)가 위치한 12시 방향이 전 방향, 6시 방향이 후 방향을 의미할 수 있다. 또한 제2방향은 사용자가 바라보는 전 방향 을 기준으로 결정되는 좌측 및 우측 방향을 의미할 수 있다. 좌측 방향은 도 7을 기준으로 9시 방향을 의미하고 우측 방향은 3시 방향을 의미할 수 있다. 또한 상하 방향은 사용자에 의해 탄성부재(20)에 하중이 걸리는 방향을 하 방향, 그 반대 방향을 상 방향을 의미할 수 있다. 복수의 구동부(31, 32, 33)가 동시에 동작하는 경우 받침부(10)가 상승하거나 하강할 수 있다
제1구동부(31) 및 제2구동부(32)가 제3 구동부(33)와 탄성부재(20)의 상단부분 또는 받침부(10)를 중심으로 대칭하지 않도록 배치됨으로써 제3구동부(33)에 의해 받침부(10)가 제1방향을 따라 기울어지는 제1틸트가 이루어질 수 있고, 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)에 의해 제2방향을 따라 기울어지는 제2틸트가 이루어질 수 있다. 제1틸트는 제2방향을 회전축으로 하여 제1방향(전, 후) 중 어느 한쪽으로 기울어지는 동작을 의미할 수 있다. 또한 제2틸트는 제1방향을 회전축으로 하여 제2방향(좌, 우) 중 어느 한쪽으로 기울어지는 동작을 의미할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제3 구동부(33)에 의해 받침부(10)가 제1틸트될 수 있고 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)에 의해 받침부(10)가 제2틸트될 수 있다.
상기 틸트는 제1틸트, 제2틸트 뿐만 아니라 제1틸트 및 제2틸트의 조합에 의해 사선 방향으로 기울어지는 것과 같이 수평 방향에 대해 모든 방향으로 기울어지는 것을 포함할 수 있다. 따라서, 서로 대향하지 않는 복수의 구동부(31, 32, 33)에 의해 모든 방향에 대한 받침부(10)의 틸트가 가능할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1구동부(31)의 상단 부분(310) 및 제2구동부(32)의 상단부분(320)은, 탄성부재(20)의 상단을 통과하는 제1 방향을 기준으로 상호 대칭으로 위치할 수 있다. 예시적으로, 제1구동부(31)의 상단 부분(310)이 제1방향을 기준으로 좌측에 위치하고, 제2구동부(32)의 상단 부분(320)이 제1방향을 기준으로 우측에 위치할 수 있다. 따라서, 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)의 상단 부분(310, 320)이 제1방향을 중심으로 좌우 대칭하여 각각 배치될 수 있고, 이로 인해 제1틸트가 보다 안정적으로 수행될 수 있다. 또한, 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)의 상단이 탄성부재(20)의 상단으로부터 동일거리 상에 위치할 수 있다. 도 7을 참조하면 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)는 탄성부재(20)의 상단, 예를 들어 탄성부재(20) 상단의 중심으로부터 동일한 b 거리만큼 이격되어 배치될 수 있고, 각 구동부(31, 32)의 상단 또한 b거리만큼 탄성부재(20)의 상단으로부터 이격되어 받침부(10)에 연결될 수 있다. 이와 같은 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)의 배치를 통해 제2틸트가 제2방향에 대해 보다 정확하게 수행될 수 있다
또한, 제3구동부(33)의 상단 부분은 탄성부재(20)의 상단을 기준으로 제1구동부(31)와 상기 제2구동부 사이의 중앙 부분과 상호 대칭되게 위치할 수 있다. 도 7을 참조하면, 제3구동부(33)는 탄성부재(20) 상단의 중심으로부터 제1방향으로 a거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 상기 a거리는 제1구동부(31)와 제2구동부(32)사이의 최단거리의 중간으로부터 탄성부재(20) 상단의 중심까지의 거리일 수 있다. 상기와 같이 제3구동부(33)와 제1구동부(31) 및 제2구동부(32)사이의 중간이 탄성부재(20) 상단의 중심으로부터 동일한 거리(a)를 가지도록 배치됨으로써, 받침부(10)의 틸트를 위한 제어 알고리즘을 용이하게 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 의자 제어 장치는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 제어부는 구동부(31, 32, 33)의 움직임을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부는 받침부(10)의 틸트 또는 승강과 관련된 적어도 하나의 알고리즘을 생성하고, 생성된 알고리즘 중 하나에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 제어부는 사용자가 시청하고 있는 영상에 기초하여 받침부(10)가 틸트 또는 승강되도록 구동부(31, 32, 33)의 움직임을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있고, 구동부(31, 32, 33)는 제어 신호에 기초하여 받침부(10)를 틸트 또는 승강시킬 수 있다. 이 때, 제어부는 소정 어플리케이션 또는 소프트웨어를 사용하여 받침부(10)의 틸트 또는 승강 및 구동부(31, 32, 33)의 움직임과 관련된 알고리즘을 생성할 수 있다.
또한, 본원은 전술한 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치 및 상기 의자 제어 장치와 연결되어 제어되는 의자 시트를 포함하는 의자를 제공할 수 있다. 이러한 의자에 포함되는 구성들에 대해서는 앞서 살펴 본 바 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 이하에서는 본원의 다른 실시예에 따른 의자 및 그러한 의자를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 참고로, 전술한 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치는 후술할 본원의 다른 실시예에 따른 의자와 동일하거나 상응하는 기술적 특징을 적어도 일부 포함한다고 할 것이므로, 전술한 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치 또는 의자에 대한 설명은 후술할 본원의 다른 실시예에 따른 의자 또는 의자 제조 방법에 대해서도 다양하게 조합되어 적용될 수 있고, 반대로 후술할 본원의 다른 실시예에 따른 의자 또는 의자 제조 방법에 대한 설명 또한 전술한 본원의 일 실시예에 따른 의자 제어 장치 또는 의자에 대해 다양하게 조합되어 적용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 본원의 다른 실시예에 따른 전체 시스템의 구성도이다. 도8을 참조하면 사용자의 실감을 더해줄 수 있는 시스템은 의자(10)를 포함할 수 있다.
이와 같은 의자(10)의 동작에 대해서는 후술되는 도 9에서 자세히 설명된다. 도 9는 본원 발명의 일 실시예에 따른 의자(10)의 구성도이다. 도 9를 참조하면, 의자(10)는 의자 시트(101), 탄성 부재(102) 및 구동부(103)를 포함한다. 다만, 의자(10)의 구성이 도 9에 도시된 구성들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 의자(10)는 구동부(103)의 제어와 관련된 제어부를 더 포함할 수 있다.
의자 시트(101)는 사용자가 앉을 수 있도록 앉는 자리를 제공할 수 있다. 다만, 의자 시트(101)는 앉는 자리만을 의미하는 것은 아니며, 의자 시트(10)는 등받이, 팔걸이 등의 요소를 더 포함할 수 있다.
또한, 의자 시트(101)는 의자 시트(101)의 하부에 소정 크기를 갖는 가이드 홈을 포함하는 시트 연결부(1011)를 더 포함할 수도 있다. 시트 연결부(1011)에 대한 설명은 후술되는 도 10 및 도 11a 내지 도 11d를 통해 다시 한번 설명된다.
탄성 부재(102)는 의자 시트(101)를 지지하도록 의자 시트(101)의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄성 부재(102)는 압축 헬리컬 스프링, 인장 헬리컬 스프링, 비틀림 헬리컬 스프링이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 여러 가지 예가 더 있을 수 있다. 일반적으로 탄성 부재는 가한 힘에 대하여 변형된 길이를 말하는 탄성 계수를 가질 수 있다. 직렬로 연결된 탄성 부재의 탄성 계수는 각각의 탄성 부재의 탄성 계수의 역수의 합의 역수와 같으며, 병렬로 연결된 용수철의 탄성 계수는 각각의 용수철의 탄성 계수들의 합과 같을 수 있다.
본원에서 탄성 부재(102)는 의자에 사용자가 앉는 경우 의자 시트(101)가 무게에 의해 연직방향 즉, 의자 시트(101)를 중심으로 앉는 방향으로 이동할 수 있다. 이동 거리는 스프링의 강도와 의자 시트(101)에 걸리는 하중에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 탄성 부재(102)에 작용하는 하중은 탄성 부재(102)에 연직 방향의 힘 즉, 압축이지만, 탄성 부재(102)의 와이어는 하중이 어느 코일에 작용하더라도 축에 대하여 와이어를 비틀려는 경향으로 비틀림을 받을 수 있으며, 이 때, 스프링의 처짐은 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2018004441-appb-M000001
이때, δ는 탄성 부재의 처짐량, N은 탄성 부재의 유효 감김수, D는 탄성 부재의 외경, G는 재료의 횡탄성 계수, d는 코일의 직경이고, P는 탄성 부재(102)에 걸리는 하중일 수 있다.
구동부(103)는 의자 시트(101)와 연결되어, 의자 시트(101)를 이동시킬 수 있으며, 적어도 하나 이상의 구동부(103)가 의자 시트(101)와 연결될 수 있다. 이때, 구동부(103)는 탄성 부재(102)가 휘도록 의자 시트(101)를 이동시킬 수 있다.
구동부(103)는 상하 방향으로 이동하면서 의자 시트(101)를 전후 좌우 및 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 때, 전후 방향은 사용자가 의자(10)에 앉았을 경우, 사용자가 바라보는 방향을 의미할 수 있으며, 사용자가 바라보는 방향을 전방향, 전 방향의 반대 방향을 후 방향이라고 할 수 있다. 좌우 방향은 사용자가 의자(10)에 앉았을 경우, 전 방향을 기준으로 결정되는 좌측 또는 우측 방향일 수 있고, 상하 방향은 연직 방향 즉, 사용자에 의해 의자(10)에 하중이 걸리는 방향을 하 방향, 그 반대 방향을 상 방향이라고 할 수 있다.
예를 들면, 구동부(103)는 탄성 부재(102)를 기준으로 의자 시트(101)의 아래 측에 의자 시트(101)의 후 방향과 대응하도록 연결되어, 구동부(103)가 상하 방향으로 이동하면서, 의자 시트(101)를 후 방향으로 이동시킬 수 있고, 구동부(103)는 탄성 부재(102)를 기준으로 의자 시트(101)의 아래 측에 의자 시트(101)의 좌 방향과 대응하도록 연결되어, 구동부(101)가 상하 방향으로 이동하면서, 의자 시트(101)를 좌 방향으로 이동시킬 수 있다.
구동부(103)는 제 1 구동부 및 제 2 구동부를 포함할 수 있고, 제 1 구동부가 상하 방향으로 이동하면서 의자 시트(101)를 이동 시킬 수 있으며, 제 2 구동부 는 의자 시트(101)의 이동에 따라 회전 이동 할 수 있다. 이 때, 제 1 구동부는 탄성 부재를 중심으로 제 1 축 상에 위치하고, 제 2 구동부는 제 1 축과 직각인 제2 축 상에 위치할 수 있다.
예를 들면, 제 1 구동부는 탄성 부재(102)를 기준으로 의자 시트(101)의 아래 측에 의자 시트(101)의 후 방향과 대응하도록 연결되고, 제 2 구동부(102)는 의자 시트(101)의 아래 측에 의자 시트(101)의 좌 방향과 대응하도록 연결될 수 있다. 제1 구동부 및 제 2 구동부는 의자(10)를 위에서 바라봤을 때, 탄성 부재(102)를 중심으로, Y 축의 아래 부분에 제 1 구동부가 위치하고, Y 축과 직각을 이루는 X 축의 왼쪽 부분에 제 2 구동부가 위치할 수 있으며, 제 1 구동부가 상하 방향으로 이동하면서, 의자 시트(101)를 후 방향으로 이동시킬 수 있고, 의자 시트(101)의 이동에 따라 제 2 구동부가 회전 이동할 수 있다.
이와 같은 구동부(103)의 동작은 아래 도 10을 통해 다시 한번 설명하고자 한다. 도 10은 본원의 다른 실시예에 따른 구동부(103)의 구성도이다. 도 10을 참조하면, 구동부(103)는 이동부(미도시), 지지부(1032), 연결부(1033) 및 몸체부(1031)를 포함할 수 있다. 다만, 구동부(103)의 구성이 앞서 예시된 것들로 한정되는 것은 아니다.
이동부는 모터의 동작에 따라 상하 이동할 수 있다.
지지부(1032)는 이동부가 이동 경로에 따라 이동하도록 할 수 있다. 예를 들면, 지지부(1032)는 이동부가 상하 이동할 수 있도록 가이드 홀을 가질 수 있고, 이동부는 모터의 동작에 따라 가이드 홀에 기초하여 상하로 이동할 수 있다.
연결부(1033)는 몸체부(1031)과 힌지 결합할 수 있다. 연결부(1033)는 몸체부(1031)를 어느 하나의 이동 축에 기초하여 회전이동 시킬 수 있다. 예를 들면, 연결부(1033)는 몸체부(1031)과 힌지 결합하고, 몸체부(1031)를 좌우 방향으로 회전이동 시킬 수 있다.
몸체부(1031)는 연결부(1033)과 힌지 결합되고, 타단이 시트 연결부(1011)와 힌지 결합할 수 있다. 몸체부(1031)는 연결부(1033)와의 힌지 결합에 기초하여 제1 이동 축에 따라 회전 이동하되, 시트 연결부(1011)와의 힌지 결합에 기초하여 제1 이동 축과 수직인 제 2 이동 축에 따라 회전 이동할 수 있다. 이 때, 시트 연결부(1011)는 의자 시트(101)의 하부에 소정 크기를 갖는 가이드 홀을 포함할 수 있다.
S301 내지 S303은 몸체부(1031) 및 연결부(1033)의 모습을 나타낸다. S301 내지 S302를 참조하면, 몸체부(1031)와 연결부(1033)는 힌지 결합되어 S303과 같이 제 1 이동 축에 따라 회전이동 할 수 있다. 한편, 몸체부(1031)는 시트 연결부(1011)와 힌지 결합되어, 가이드 홀에 따라 제 1 이동축에 수직인 제 2 이동축에 따라 회전이동 할 수 있다. 도 10을 참조하면 제 1 이동축은 좌우 방향 이동이고, 제 2 이동축은 상하 방향 이동일 수 있다.
이 때, 시트 연결부(1011)에 포함된 가이드 홀의 길이 또는 크기는 의자 시트(101)에 앉는 무게와 탄성 부재(102)의 감김수, 외경 및 직경 등을 감안하여 결정될 수 있으며, 사용자가 앉는 경우, 의자 시트(101)와 의자 시트(101)에 고정된 시트 연결부(1011)가 하중에 비례하여 하 방향으로 이동될 수 있고, 구동부(103)의 몸체부(1031)는 시트 연결부(1011)와 연결될 수 있다.
구동부(103)는 몸체부(1031)가 이동 경로를 따라 상하 방향으로 움직임에 따라 의자 시트(101)를 전후 또는 좌우 방향 중 어느 하나의 방향으로 움직일 수 있다.
본원 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 구동부(103)는 제 1 구동부 및 제 2 구동부를 포함하되, 제 1 구동부가 상 방향으로 이동하고, 제 1 구동부와 맞은 편에 위치한 제 2 구동부가 하 방향으로 이동하면서 탄성 부재가 제 2 구동부 방향으로 휘도록 의자 시트를 이동시킬 수 있고, 본원 발명의 다양한 실시예 중 하나에 따르면, 구동부(103)는 제 3 구동부 및 제 3 구동부의 맞은편에 위치하는 제 4 구동부를 더 포함할 수 있고, 제 3 구동부 및 제 4 구동부는 의자 시트(101)의 이동에 따라 회전이동 할 수 있다.
이와 같은 구동부(103)의 동작에 따라 의자 시트(101)가 이동하는 것과 관련하여 도 11a 내지 도11d를 참조하여 자세히 설명하고자 한다. 도 11a를 참조하면, S401은 동작하지 않는 의자(10)의 모습을 나타낸다. 구동부(103)는 제 1 구동부(113), 제 2 구동부(133), 제 3 구동부(123) 및 제 4 구동부(143)를 포함할 수 있으며, 제 1 구동부(113)의 맞은편에 제 2 구동부(133)가 위치하고, 제 1 구동부(113)가 위치한 제 1 축에 수직인 제 2축에 제 3 구동부(123)가 위치하고, 제 3구동부(123)의 맞은편에 제 4 구동부(143)이 위치할 수 있다.
도 11b를 참조하면, S402에서 제 1 구동부(113)가 상 방향으로 이동하여, 의자 시트(101)를 전 방향으로 이동시킬 수 있으며, S403에서 제 1 구동부(113)가 하방향으로 이동하여 의자 시트(101)를 후 방향으로 이동시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 구동부(133)가 상 방향으로 이동하여 의자 시트(101)를 좌 방향으로 이동시킬 수 있으며, 제 2 구동부(133)가 하 방향으로 이동하여 의자 시트(101)를 우 방향으로 이동시킬 수도 있다.
도 11c를 참조하면, S404에서 제 1 구동부(113)가 하 방향으로 이동하고, 제 1구동부(113)의 맞은편에 위치한 제 2 구동부(133)가 상 방향으로 이동하면서, 탄성 부재(102)가 제 1 구동부(113) 방향으로 휘도록 의자 시트(101)를 이동시킬 수 있다. 다시 말하면, 의자 시트(101)는 후 방향으로 이동될 수 있다. S405에서 S404와 반대로 제 1 구동부(113) 상 방향으로 이동하고, 제 2 구동부(133)가 하 방향으로 이동할 수 있고, 이 때 의자 시트(101)는 전 방향으로 이동될 수 있다.
한편 제 3 구동부(123)가 하 방향으로 이동하고, 제 3 구동부(123)의 맞은편에 위치한 제 4 구동부(143)가 상 방향으로 이동하면서, 탄성 부재(102)가 제 3 구동부(123) 방향으로 휘도록 의자 시트(101)를 이동시킴으로써, 의자 시트(101)를 우 방향으로 이동시킬 수 있고, 반대로 제 3 구동부(123)가 상 방향으로 이동하고, 제 4 구동부(143)가 하 방향으로 이동할 수 있고, 이 때 의자 시트(101)는 좌 방향으로 이동될 수 있다.
다른 실시예에서, 제 1 구동부(113) 및 제 3 구동부(123)가 하 방향으로 이동하는 경우, 제 2 구동부(133) 및 제 4 구동부(143)는 상 방향으로 이동하고, 의자 시트(101)는 후좌 방향으로 이동될 수 있다.
도 11b를 참조하면, S406에서 사용자가 의자 시트(101)에 앉는 경우, 의자 시트(101)와 의자 시트(101)에 고정된 시트연결부(1011)가 하중에 비례하여 하 방향으로 이동될 수 있다. 시트 연결부(1011)에 포함된 가이드 홀의 길이 또는 크기는 의자 시트(101)에 앉는 무게와 탄성 부재(102)의 감김수, 외경 및 직경 등에 감안하여 결정될 수 있다.
S407에서 제 1 구동부(113) 내지 제 4 구동부(143)가 하 방향으로 이동하고, 의자 시트(101)는 하 방향으로 이동될 수 있다. 제 1 구동부(113) 내지 제 4 구동부(143)가 상 방향으로 이동하는 경우, 의자 시트(1010)는 상 방향으로 이동될 수 있다.
도면에 표시되지는 않았으나, 의자(10)는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부는 구동부(103)의 움직임을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부는 의자 시트(101)의 위치 및 움직임과 관련된 적어도 하나의 프로파일(Profile)을 생성하고, 생성된 프로파일 중 하나에 기초하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어 제어부는 사용자가 시청하고 있는 영상에 맞춰 의자 시트(101)가 이동하도록 구동부(103)의 움직임을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있고, 구동부(103)는 제어 신호에 기초하여 의자 시트(101)를 이동시킬 수 있다. 제어부는 콘텐츠 또는 영상 각각에 대응하여 의자 시트(101)가 움직이도록 프로파일을 생성하여 저장할 수 있고, 복수의 프로파일 중 어느 하나에 기초하여 구동부(103)의 움직임을 제어하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 이 때, 제어부는 소정 어플리케이션 또는 소프트웨어를 사용하여 의자 시트(101)의 위치 및 구동부(103)의 움직임과 관련된 프로파일을 생성할 수 있다
한편, 구동부(103)는 드라이브(미도시), 모터(미도시) 및 위치 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부는 의자 시트(101)가 원하는 위치 및 방향으로 이동하도록 제어 신호를 생성할 수 있고, 드라이브는 이에 기초하여 모터의 동작에 필요한 전류를 생성할 수 있다. 제어 신호는 의자 시트(101)가 원하는 위치 및 방향으로 이동하도록 모터의 경로, 모터를 위한 신호 출력 등의 정보를 더 포함할 수 있다.
모터는 생성된 전류에 기초하여 운동과 관련된 토크(Torque)를 생성할 수 있다. 좀 더 상세히 말하면, 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 바꾸고 원하는 타겟 위치로 운동하기 위해 필요한 토크를 생성할 수 있다. 이동부는 생성된 토크에 기초하여 이동할 수 있다. 이 경우, 모터는 스테핑 모터(Stepping motor) 또는 서보(Servo motor)가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로 스테핑 모터는 펄스에 의해 디지털적으로 위치 및 속도의 제어가 가능하고, 모터의 회전자 위치를 검출하기 위한 피드백이 없어도 정해진 각도를 회전하고 높은 정확도로 정지할 수 있다. 또한, 정지 시 매우 큰 유지 토크를 가지기 때문에 전자 브레이크 등의 토크 유지 기구를 별도로 필요로 하지 않고, 펄스 신호의 주파수에 비례하는 회전속도를 얻을 수 있어, 속도 제어가 용이하고 기동, 정지, 정회전, 역회전 및 변속에 용이하고 응답 특성이 좋은 특징을 가진다.
한편, 서보 모터는 소정 제어 신호에 기초하여 동작하고, 동작의 정확도를 높이기 위해 자체적인 피드백 제어 장치를 가질 수 있다. 위치 센서는 모터에 포함된 회전자의 위치를 판별할 수 있다. 예를 들면, 위치 센서는 서보 모터에서 회 전자의 위치 판별 및 위치를 카운팅 할 수 있다. 회전자의 위치 판별은 서모 모터가 동작함에 있어, 최적의 조건으로 동작할 수 있도록 할 수 있고, 위치의 카운팅은 서보 모터의 동작의 정밀도를 높일 수 있다. 다시 말해, 위치 센서는 제어 신호에 기초하여 모터가 동작되는 동안 탈조가 발생하여 위치가 틀어지는 문제 등을 방지할 수 있으며, 위치 센서는 모터의 위치를 감지하여 구동부(103)의 오작동을 방지할 수 있다.
도 12는 본원의 다른 실시예에 따른 의자를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 12에 도시된 의자를 제조하는 방법은 앞서 도8 내지 11d를 통해 설명된 의자(10)를 제조하는 방법을 나타낸다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도, 도8 내지 도 11d를 통해 설명된 의자(10)에 대하여 설명된 내용은 도 12에도적용된다.
도 12를 참조하면, 의자를 제조하는 방법에 있어서, 단계 S501에서 의자 시트를 위치시키고, 단계 S502에서 휨 탄성을 갖는 탄성 부재를 의자 시트를 지지하도록 의자 시트의 하부에 위치시키고, 단계 S503에서 의자 시트를 이동시키는 적어도 하나의 구동부를 의자 시트에 연결할 수 있다. 이 때, 구동부는 탄성 부재가 휘도록 의자 시트를 이동시킬 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 의자 제어 장치에 있어서,
    의자 시트를 지지하는 받침부;
    상기 받침부를 지지하도록 상기 받침부의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성부재; 및
    상기 받침부와 연결되어 상기 받침부를 이동시키는 구동부를 포함하되,
    상기 구동부는 상기 탄성부재가 휘도록 상기 받침부를 이동시키는 것인, 의자 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 압축시 탄성복원력을 갖는 부재이고,
    상구 구동부는, 상기 의자 시트가 초기 높이 및 초기 기울어짐을 갖는 초기 상태에서, 상기 탄성부재에 미리 설정된 탄성복원력에 대응하는 압축 변형이 발생하도록 상기 받침부에 연결되는 것인, 의자 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미리 설정된 탄성복원력은 상기 의자 시트 상에 착석한 이용자의 체중에 의한 하향 하중 중 적어도 일부를 상쇄 가능하도록 설정되는 것인, 의자 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미리 설정된 탄성복원력은 남성의 평균 체중의 편차 범위 및 여성의 평균 체중의 편차 범위 중 어느 하나에 대응하도록 설정되는 것인, 의자 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    구동력을 제공하는 구동 유닛; 및
    상기 구동 유닛에 의해 회전하여 상기 받침부와 연결된 부분을 승강시키는 크랭크 유닛을 포함하되,
    상기 크랭크 유닛은 상기 구동 유닛에 의해 회전하는 크랭크 핀 및 일단이 상기 크랭크 핀에 힌지 연결되고 타단이 상기 받침부에 힌지 연결되는 커넥팅 로드를 포함하는 것인, 의자 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 크랭크 핀이 편측 회전되도록 제어되고,
    상기 편측 회전은 전체 회전 영역을 연직 방향을 기준으로 양측으로 분할하였을 때 어느 한 측에 해당하는 편측 영역 내에서만 회전 이동되는 것인, 의자 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 편측 영역 내에서도 기설정된 회전 각도 범위 내에서 상기 크랭크 핀이 회전하도록 제어되고,
    상기 기설정된 회전 각도 범위는, 상기 크랭크 핀의 회전 중 정지시 또는 회전방향 전환시의 회전 관성에 의해 상기 크랭크 핀이 상기 편측 영역을 이탈하는 것을 방지하는 각도 범위인 것인, 의자 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기설정된 회전 각도 범위는, 상기 회전 관성을 커버할 수 있을 만큼 상기 연직 방향으로부터 원주 방향을 따라 이격된 각도 범위인 것인, 의자 제어 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 탄성부재를 사이에 두고 서로 대향하지 않는 위치에 복수개 구비되고,
    상기 커넥팅 로드는 구면 베어링을 통해 상기 받침부에 힌지 연결되는 것인, 의자 제어 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 구동 유닛의 회전 구동 각도 또는 상기 크랭크 핀의 회전 각도를 감지하는 각도 감지 센서를 더 포함하는 것인, 의자 제어 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 복수개 구비되되, 상기 받침부와 연결되는 상단 부분이 상기 탄성부재의 상단을 사이에 두고 서로 대향하지 않는 위치에 배치되는 것인, 의자 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동부는 제1구동부, 제2구동부 및 제3구동부를 포함하는 것인, 의자 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1구동부의 상단 부분 및 상기 제2구동부의 상단 부분은,
    상기 탄성부재의 상단을 통과하는 제1 방향을 기준으로 상호 대칭으로 위치하고, 상기 탄성부재의 상단으로부터 동일거리 상에 위치하고,
    상기 제3구동부의 상단 부분은 상기 탄성부재의 상단을 기준으로 상기 제1구동부와 상기 제2구동부 사이의 중앙 부분과 상호 대칭되게 위치하는 것인, 의자 제어 장치.
  14. 의자 시트;
    상기 의자 시트를 지지하도록 상기 의자 시트의 하부에 위치하고, 휨 탄성을 갖는 탄성부재; 및
    상기 의자 시트와 연결되어, 상기 의자 시트를 이동시키는 적어도 하나 이상의 구동부를 포함하되,
    상기 구동부는 상기 탄성부재가 휘도록 상기 의자 시트를 이동시키는 것인, 의자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 구동부가 상하 방향으로 이동하면서 상기 의자 시트를 전후, 좌우 및 상하 방향으로 이동시키는 것인, 의자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 구동부는 제 1구동부 및 제 2 구동부를 포함하되,
    상기 제 1 구동부가 상하 방향으로 이동하면서 상기 의자 시트를 이동시키고, 상기 제 2 구동부는 상기 의자 시트의 이동에 따라 회전 이동하는 것인, 의자.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제 1 구동부는 상기 탄성부재를 중심으로 제 1 축 상에 위치하고, 상기 제 2 구동부는 상기 제 1 축과 직각인 제 2 축 상에 위치하는 것인, 의자.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 의자 시트는
    상기 의자 시트의 하부에 소정 크기를 갖는 가이드 홀을 포함하는 시트 연결부를 포함하고,
    상기 구동부는,
    모터의 동작에 따라 상하 이동하는 이동부;
    상기 이동부가 이동 경로에 따라 이동하도록 하는 지지부;
    상기 이동부와 힌지 결합하는 연결부;
    일단이 상기 연결부와 힌지 결합하고, 타단이 상기 시트 연결부와 힌지 결합하는 몸체부를 포함하는 것인, 의자.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 모터에 포함된 회전자의 위치를 판별하는 위치 센서를 더 포함하는 것인, 의자.
  20. 제1항에 따른 의자 제어 장치 및 의자 시트를 포함하는 의자.
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