KR20180064247A - Variable mode monitoring apparatus for waist posture - Google Patents
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Abstract
본 발명은 착용 상태에서 허리의 자세를 모니터링하는 장치에 있어서: 허리에 착탈 가능한 착용밴드(10); 상기 착용밴드(10) 상에 압력센서(22), 변위센서(24), 자이로센서(26)를 구비하는 검출수단(20); 및 상기 검출수단(20)의 신호를 입력하여 설정된 모드에 부합되는 출력을 발생하는 제어수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 사용자의 일상적인 생활이나 취미활동에서 자신의 허리 모션에 대한 맞춤형 정보를 제공하여 자세의 정확성을 인지시켜 질병을 예방하고 건강을 증진하는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus for monitoring the posture of a waist in a wear state, comprising: a wear band (10) detachable from the waist; Detection means (20) comprising a pressure sensor (22), a displacement sensor (24), and a gyro sensor (26) on said wear band (10); And a control means (30) for receiving a signal of the detection means (20) and generating an output corresponding to the set mode.
Accordingly, it provides the customized information about the waist motion of the user in daily life or hobby activities of the user, thereby recognizing the accuracy of the posture, thereby preventing diseases and promoting health.
Description
본 발명은 허리 자세 모니티링에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자의 일상적인 생활이나 취미활동에서 자신의 허리 자세의 정확성을 인지하기 위한 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waist position monitoring apparatus, and more particularly, to a variable waist position monitoring apparatus for recognizing the accuracy of a waist position in a user's daily life or hobby activities.
통상적으로 불량한 자세는 체중이 골고루 분산되지 않아 신체의 스트레스를 증가시키고 요통을 비롯한 각종 질환을 초래한다. 특히 누워있거나 기립한 상태보다는 착석한 상태에서 허리에 작용하는 부담이 크게 나타난다. 근래 들어 다양한 방식으로 허리에 작용하는 하중을 측정하고 이러한 데이터를 기반으로 자세를 교정하려는 노력이 이어지고 있다.Usually, poor posture does not disperse the weight evenly, which increases the stress of the body and causes various diseases including back pain. Especially, the burden on the waist appears in a sitting state rather than a lying or standing state. Recently, efforts have been made to measure the load acting on the waist in various ways and correct the posture based on such data.
허리의 자세 측정과 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2004-0066759호(선행문헌 1), 한국 공개특허공보 제2010-0089539호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.As prior art documents relating to the measurement of the posture of the waist, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0066759 (Prior Art 1), Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0089539 (Prior Art 2), and the like can be referred.
선행문헌 1은 기울기 센서, 뒤틀림 센서, 그리고 가속도 센서를 이용하여 상체와 요추의 동적인 움직임을 측정하며, 측정된 자료를 마이크로컴퓨터에 입력ㆍ저장하여 데이터베이스에 축적할 수 있다. 이에, 작업자의 움직임을 측정 자료와 일치시켜 작업 시 동작을 정확하게 분석함으로써 유해요인의 조사를 최적화하는 효과를 기대한다.The prior art document 1 measures the dynamic movement of the upper body and the lumbar vertebrae using a tilt sensor, a warp sensor, and an acceleration sensor. The measured data can be input to and stored in a microcomputer and accumulated in a database. Therefore, we expect the effect of optimizing investigation of harmful factors by accurately analyzing the motion during work by matching the movement of the worker with the measurement data.
선행문헌 2는 신체 부위에 착탈할 수 있는 착용부, 착용부에 배치되며, 신체 부위의 굽힘 정도 정보를 측정하는 센서부 및 센서부에 의해 측정된 굽힘 정도 정보를 획득하는 데이터 관리부를 포함한다. 이에, 굽힘 정도, 비틀림 정도에 대한 데이터를 수집하고, 관절에 무리를 주는 자세를 취할 경우 이를 알림으로써 적절한 조치를 취할 수 있는 효과를 기대한다.The prior art document 2 includes a wearable portion which is detachable to and from a body portion, a sensor portion which is disposed in the wearable portion and which measures bending degree information of the body portion, and a data management portion which acquires bend degree information measured by the sensor portion. Therefore, we collect the data on the degree of bending and twist, and when we take a position to give a sense of strain to the joint, we can expect the effect that we can take appropriate action.
그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 대체로 신체의 모션이 작은 상태에서 측정이 가능하므로 측정된 정보의 활용 범위를 높이기에 한계성을 드러낸다.However, according to the above-mentioned prior art documents, since the measurement of the motion of the body can be performed in a small state, it is difficult to increase the utilization range of the measured information.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 사용자의 일상적인 생활이나 취미활동에서 자신의 허리 모션에 대한 맞춤형 정보를 제공하여 자세의 정확성을 인지시키도록 하기 위한 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a variable mode of a waist posture for providing customized information on a waist motion of a user in daily life or hobby activities, Monitoring device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 착용 상태에서 허리의 자세를 모니터링하는 장치에 있어서: 허리에 착탈 가능한 착용밴드; 상기 착용밴드 상에 압력센서, 변위센서, 자이로센서를 구비하는 검출수단; 및 상기 검출수단의 신호를 입력하여 설정된 모드에 부합되는 출력을 발생하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for monitoring the posture of a waist in a worn state, the apparatus comprising: a wear band detachable from the waist; Detecting means having a pressure sensor, a displacement sensor, and a gyro sensor on the wear band; And control means for receiving a signal of the detecting means and generating an output corresponding to the set mode.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단의 변위센서는 상하 방향 및 경사진 방향으로 배치되어 허리 비틀림에 의한 인장력 변동을 검출하는 것을 특징으로 한다.In a detailed configuration of the present invention, the displacement sensor of the detecting means is arranged in the up-and-down direction and the inclined direction to detect the tensile force fluctuation due to the waist torsion.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 착용밴드는 검출수단의 위치 변동이 용이하도록 착탈 용이한 구조의 내부대를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the wear band is characterized by further comprising an inner bag having a detachable structure so that the position of the detection means can be easily changed.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 사용자의 취침, 착석, 기립, 운동에 따른 하중의 변화를 구분하여 저장하고, 하중이 정상적 범위로 유지되는 여부를 시청각적으로 안내하는 것을 특징으로 한다.In the detailed configuration of the present invention, the control means separately stores changes of loads caused by a user's sleeping, sitting, standing, and exercising, and audibly informs whether a load is maintained in a normal range.
본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단은 전기적 신호로 착용밴드를 조임 또는 이완하도록 폴리머 액츄에이터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.As a modification of the present invention, the control means further comprises a polymer actuator for tightening or relaxing the wear band with an electrical signal.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 사용자의 일상적인 생활이나 취미활동에서 자신의 허리 모션에 대한 맞춤형 정보를 제공하여 자세의 정확성을 인지시켜 질병을 예방하고 건강을 증진하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, customized information on the waist motion of the user is provided in daily life or hobby activities of the user, thereby recognizing the accuracy of the posture, thereby preventing disease and promoting health.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 전체적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부 회로 연결을 나타내는 블록도
도 3은 본 발명에 따른 제어수단의 변형예를 나타내는 모식도FIG. 1 is a schematic view showing the main parts of the device according to the present invention as a whole
Figure 2 is a block diagram showing the main circuit connections of the device according to the invention
3 is a schematic diagram showing a modified example of the control means according to the present invention.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 착용 상태에서 허리의 자세를 모니터링하는 장치에 관하여 제안한다. 허리에 착용하여 모니터링하는 장치를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes a device for monitoring the posture of the waist in a worn state. It is intended for, but not necessarily limited to, devices that are worn on the waist.
본 발명에 따르면 착용밴드(10)가 허리에 착탈 가능한 구조를 지닌다. 착용밴드(10)는 허리 자극을 초래하지 않을 정도의 낮은 신축성을 지닌 소재를 사용하고 개방된 전방 부분에 벨트나 벨크로테이프 형태의 조임대(12)를 구비한다. 허리에 밀착되어 신호 검출의 정확성을 높이기 위해 적어도 부분적으로 평판재나 곡판재를 구비할 수도 있다.According to the present invention, the wear band (10) has a structure that can be detached from the waist. The wearing
또, 본 발명에 따르면 검출수단(20)이 상기 착용밴드(10) 상에 압력센서(22), 변위센서(24), 자이로센서(26)를 구비한다. 검출수단(20)은 적어도 부분적으로 착용밴드(10)의 내면에서 허리에 최대한 밀착되도록 설치한다. 압력센서(22)는 반도체식이 선호되며 좌우 양측으로 분리하여 4개소 이상에 설치한다. 변위센서(24)는 스트레인게이지 또는 필름형 센서를 사용하며, 허리의 좌측 및 우측으로 분산하여 일측으로 각각 2개소 이상에 설치한다. 사용자의 자세를 검출하기 위한 자이로센서(26)는 압력센서(22)와 인접한 위치에 1개소에 설치하여도 무방하다.According to the present invention, the detecting means 20 is provided with a
한편, 검출수단(20)은 사용자의 모션 상태를 검출하는 진동센서(28)를 더 포함하는 것이 좋다. 도 1에 예시하듯이 진동센서(28)는 자이로센서(26)와 인접하게 설치할 수 있다.On the other hand, the detection means 20 may further include a
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(20)의 변위센서(24)는 상하 방향 및 경사진 방향으로 배치되어 허리 비틀림에 의한 인장력 변동을 검출하는 것을 특징으로 한다. 도 1에서 스트레인게이지형 변위센서(24)를 사용하는 경우 탄성을 지닌 선재를 이용하여 일자 또는 X자형으로 설치된 상태를 예시한다. 이와 같이 배치되면 사용자의 운동 상황에서 허리의 비틀림에 의한 하중 변화를 검출하기 적합하다. 예컨대 골프나 야구의 스윙모션 시에는 압력센서(22)의 신호가 부정확하므로 변위센서(24)의 신호를 활용하는 것이 좋다. 물론 변위센서(24)의 경사진 방향은 반드시 X자형에 한정되는 것은 아니다. 반면 필름형 변위센서(24)를 사용하는 경우 동시에 복수의 방향에 대한 검출이 가능하므로 도 1의 X자형 또는 경사진 설치에 한정되지 않는다.In a detailed configuration of the present invention, the displacement sensor (24) of the detecting means (20) is arranged in the vertical direction and the inclined direction to detect the tensile force fluctuation due to the waist torsion. In FIG. 1, when the strain gage
또, 본 발명에 따르면 제어수단(30)이 상기 검출수단(20)의 신호를 입력하여 설정된 모드에 부합되는 출력을 발생한다. 제어수단(30)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(31)를 기반으로 한다. 제어기(31)는 입력키(32), 디스플레이(33), 스피커(35), 통신모듈(37)을 일체의 케이싱에 구비하는 방식이 경박단소 설계의 측면에서 선호된다.According to the present invention, the control means (30) inputs the signal of the detection means (20) and generates an output that matches the set mode. The control means 30 is based on a
이외에 제어수단(30)은 외부의 상용전원을 충전 가능한 배터리를 탑재한 전원모듈(45)을 구비한다.In addition, the control means 30 includes a
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 착용밴드(10)는 검출수단(20)의 위치 변동이 용이하도록 착탈 용이한 구조의 내부대(15)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 착용밴드(10)의 내면과 내부대(15)의 일면을 벨크로테이프 구조로 형성하여 탈부착을 용이하게 한다. 도 1에서 내부대(15)에 압력센서(22), 자이로센서(26), 진동센서(28)가 설치된 상태를 예시한다. 이에, 사용자는 자신의 필요에 따라 허리의 중앙이 아닌 다른 부위에 내부대(15)를 부착하고 측정할 수 있다.In the detailed construction of the present invention, the wear band (10) further comprises an inner bag (15) having a structure that can be detached easily so that the position of the detection means (20) can be easily changed. The inner surface of the
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(30)은 사용자의 취침, 착석, 기립, 운동에 따른 하중의 변화를 구분하여 저장하고, 하중이 정상적 범위로 유지되는 여부를 시청각적으로 안내하는 것을 특징으로 한다. 사용자의 취침, 착석, 기립, 운동에 따른 하중의 변화는 표준적인 데이터가 메모리에 디폴트로 제공되지만 본 발명의 장치를 착용한 사용자로부터 획득되는 데이터와 평준화(normalization) 연산을 거쳐 주기적으로 갱신된다. 이에, 제어기(31)는 메모리에 저장된 알고리즘에 따라서 사용자의 허리에 작용하는 하중 변화를 검출하고 디스플레이(33), 스피커(35), 통신모듈(37)을 통하여 외부로 안내한다.As a detailed configuration of the present invention, the control means (30) divides and stores changes of loads caused by a user's sleeping, sitting, standing, and exercising, and audibly guides the user whether the load is maintained in a normal range . Changes in the load due to the user's sleeping, sitting, standing, and exercising are periodically updated through normalization operations with data obtained from users wearing the device of the present invention, although standard data is provided in memory by default. The
본 발명의 변형예로서, 상기 제어수단(30)은 전기적 신호로 착용밴드(10)를 조임 또는 이완하도록 폴리머 액츄에이터(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 폴리머 액츄에이터(40)는 전기 활성을 지닌 고분자 복합재로서 경박단소한 설계에 적합하다. 도 3에서 선재 형태의 폴리머 액츄에이터(40)가 착용밴드(10)의 절개된 부분에 설치된 상태를 예시한다. 만일 사용자가 취침중에 허리의 하중 변화를 측정할 때 자세 변화에 따라 허리에 과도한 하중이 작용한다면 제어기(31)가 이러한 상태를 검출하여 폴리머 액츄에이터(40)를 설정된 시간동안 이완시킨다.As a modification of the present invention, the control means (30) further comprises a polymer actuator (40) for tightening or relaxing the wear band (10) with an electrical signal. The
작동의 일예로서, 사용자가 제어기(31)의 입력키(32)로 "착석"모드를 선택하면 검출수단(20)의 센서들을 통하여 신호를 입력하여 그 변화 상태를 디스플레이(33)로 표시하며, 만일 해당 모드에서 설정된 적정하중 범위를 초과하면 스피커(35)로 안내한다. 사용자가 "운동"모드를 선택하는 경우 하중의 피크치를 검출하여 동일한 방식으로 디스플레이(33) 및 스피커(35)로 안내한다. 어느 모드에서나 검출된 하중이 설정된 위험 범위에 도달하면 폴리머 액츄에이터(40)를 작동시켜 착용밴드(10)의 압박을 이완시킨다.As an example of operation, when the user selects the "sitting" mode with the
이와 같은 방식으로 제어기(31)가 검출수단(20)으로부터 획득한 정보들은 통신모듈(37)을 통하여 외부의 PC(도시 생략)에 저장되고 갱신된다. 착용밴드(10)를 여러명이 사용하는 경우에는 PC에서 해당되는 고유 정보를 로딩할 수 있다.The information obtained by the
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. It is therefore intended that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
10: 착용밴드
12: 조임대
15: 내부대
20: 검출수단
22: 압력센서
24: 변위센서
26: 자이로센서
28: 진동센서
30: 제어수단
31: 제어기
32: 입력키
33: 디스플레이
35: 스피커
37: 통신모듈
40: 폴리머 액츄에이터
45: 전원모듈10: Wear band 12: Joe rental
15: Inner bag 20: Detection means
22: pressure sensor 24: displacement sensor
26: Gyro sensor 28: Vibration sensor
30: control means 31:
32: Input key 33: Display
35: Speaker 37: Communication module
40: polymer actuator 45: power module
Claims (5)
허리에 착탈 가능한 착용밴드(10);
상기 착용밴드(10) 상에 압력센서(22), 변위센서(24), 자이로센서(26)를 구비하는 검출수단(20); 및
상기 검출수단(20)의 신호를 입력하여 설정된 모드에 부합되는 출력을 발생하는 제어수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치.A device for monitoring the posture of a waist in a worn state, comprising:
A wear band (10) detachable from the waist;
Detection means (20) comprising a pressure sensor (22), a displacement sensor (24), and a gyro sensor (26) on said wear band (10); And
And a control means (30) for receiving a signal of the detection means (20) and generating an output corresponding to the set mode.
상기 검출수단(20)의 변위센서(24)는 상하 방향 및 경사진 방향으로 배치되어 허리 비틀림에 의한 인장력 변동을 검출하는 것을 특징으로 하는 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the displacement sensor (24) of the detecting means (20) is arranged in the vertical direction and the inclined direction to detect a tensile force variation due to the waist torsion.
상기 착용밴드(10)는 검출수단(20)의 위치 변동이 용이하도록 착탈 용이한 구조의 내부대(15)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wear band (10) further comprises an inner bag (15) having a detachable structure so that the position of the detection means (20) can be easily changed.
상기 제어수단(30)은 사용자의 취침, 착석, 기립, 운동에 따른 하중의 변화를 구분하여 저장하고, 하중이 정상적 범위로 유지되는 여부를 시청각적으로 안내하는 것을 특징으로 하는 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control means (30) divides and stores changes of loads caused by a user's sleeping, sitting, standing, and exercising, and visually guides the user whether the load is maintained in a normal range. Monitoring device.
상기 제어수단(30)은 전기적 신호로 착용밴드(10)를 조임 또는 이완하도록 폴리머 액츄에이터(40)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 허리 자세의 가변모드 모니터링 장치.The method according to claim 1,
Wherein the control means (30) further comprises a polymer actuator (40) for tightening or relaxing the wear band (10) with an electrical signal.
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|---|---|---|---|
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