โครงการวิจัย: การสร้างต้นแบบเครื่องยืดหลังระบบอัตโนมัติ
Development of a prototype for an automatic back stretching machine

การวิจัยประยุกต์ (applied research)
วิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี

คำสำคัญ (keywords) ของโครงการวิจัย เครื่องยืดหลัง เครื่องบริหารหลัง การยื่นกระดูกสันหลัง

ผศ.ดร.รจนา ประไพนพ ร่วมกับ ผศ.ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา ม.เกษตรศาสตร์ ได้รับการอนุมัติอนุสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์แล้ว จากในงานวิจัยสร้างต้นแบบเครื่องยึดหลังอัตโนมัติ

ผศ.ดร. รจนา ประไพนพ
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา หัวหน้ากลุ่มวิจัยวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติขั้นสูง

 –   เครื่องยืดหลัง สิ่งประดิษฐ์ที่ได้รับการจดอนุสิทธิบัตรแล้ว (P1) (P2)

การอยู่ในท่านั่งในสำนักงานเป็นเวลานาน การนั่งขับยานพาหนะเป็นเวลานาน  การยกของหนัก การยกของผิดวิธี หรือผลกระทบหลังจากได้รับอุบัติเหตุ รวมถึงการเสื่อมตามวัย ส่งผลให้กระดูกสันหลังเกิดการกดทับ (spinal compression) หรือกล้ามเนื้อหลังตึง (back muscle tension) หรือบริเวณคอบ่าไหล่ตึง หากไม่มีการบริหารหรือผ่อนคลายบริเวณดังกล่าว อาจเกิดอาการปวดบริเวณหลังหรือคอบ่าไหล่ หรือ office syndrome เมื่ออาการหนักอาจทำให้ยกแขนไม่ขึ้น ยกของไม่ได้ จนถึงขึ้นลุกขึ้นเดินไม่ได้หากอาการถึงขึ้นหมอนรองกระดูกอักเสบหรือเสื่อม

อาการเหล่านี้เป็นอาการที่ไม่ได้มีสาเหตุมาจากเชื้อโรคแต่สร้างความทุกข์ทรมานให้แก่ผู้ป่วยได้ทำให้คุณภาพชีวิตต่ำลง

วิธีป้องกันอาการเหล่านี้คือการบริหารหรือผ่อนคลายอวัยวะที่ถูกกดทับเป็นประจำสม่ำเสมอ และท่าบริหารแบบยืดหลังได้รับการยืนยันจากผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพว่าช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับกระดูกสันหลัง กล้ามเนื้อหลังและบริเวณใกล้เคียงได้เป็นอย่างดี ซึ่งท่าบริหารหลังมีหลายท่าเช่นท่าในการฝึกโยคะอาจมีชื่อเรียกว่าท่าสะพานโค้งซึ่งคือการนอนหงายหน้าแบบชันเข่าแล้วใช้มือดันตัวเองเพื่อให้หลังแอ่น และท่างูจงอางซึ่งคือการนอนท่าคว่ำหน้าแล้วใช้มือดันตัวเองและให้หลังเอนไปด้านหลังโดยเท้าเหยียดตรงปลายเท้าแตะกับพื้น เป็นต้น ซึ่งเป็นการบริหารที่ไม่ต้องมีอุปกรณ์ช่วยจึงเป็นวิธีที่ประหยัดที่สุด แต่อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกคนจะสามารถทำท่าดังกล่าวได้อาจเพราะกล้ามเนื้อแขนไม่แข็งแรงหรือเหตุอื่น และผู้ที่ทำท่าดังกล่าวได้ก็อาจทำได้เพียงระยะเวลาสั้นๆเท่าที่กล้ามเนื้อแขนจะรับไหวจึงทำให้การยืดหลังยังไม่เกิดประสิทธิผลที่ดีพอ การมีสิ่งประดิษฐ์ที่ช่วยยืดหลังให้ผู้ใช้งานจะช่วยให้การยืดหลังมีประสิทธิผลที่ดีขึ้น

การประดิษฐ์ที่ช่วยในการยืดหลังมีอยู่หลายรูปแบบ อาทิ สิทธิบัตรเลขที่ US 6,213,923 B1 เป็นเครื่องบริหารหลังและหน้าท้อง โดยใช้มือปรับอุปกรณ์ให้อยู่ในท่ายืดหลังแต่จังหวะกลับสู่ท่าเดิมผู้ใช้ต้องออกแรงหน้าท้องช่วย  สิทธิบัตรเลขที่ WO2018048860 ใช้หลักการให้ผู้ใช้นั่งบนเบาะที่มีฐานโค้งจึงช่วยบริหารกระดูกอุ้งเชิงกรานตามทิศขนานกับหลังซึ่งเป็นคนละทิศกับท่าแอ่นหลังสิทธิบัตรเลขที่ US20170065852 ใช้หลักการออกแรงต้านแผ่นหลังโดยผู้ใช้ต้องออกแรงกระทำด้วย สิทธิบัตรเลขที่ US3081085A ใช้หลักการพลิกคว่ำของร่างกายทั้งลำตัว (inverter) เพื่อเหยียดหลัง ผู้ใช้ต้องออกแรงส่งทั้งจังหวะพลิกคว่ำและจังหวะกลับสู่ท่าเดิมนอกจากนี้การใช้งานการประดิษฐ์นี้ทุกส่วนของผู้ใช้อยู่บนแผ่นราบแผ่นเดียวทำให้การยืดหลังอาจทำได้ไม่เต็มที่ สิทธิบัตรเลขที่ US5472401A เป็นแผ่นแบนทำมุมได้แต่แผ่นอยู่นิ่ง สิทธิบัตรเลขที่ US5100131A เป็นแผ่นโค้งแอ่นโค้งได้แต่ผู้ใช้ต้องออกแรงส่งเองทั้งจังหวะยืดหลังและจังหวะกลับสู่ท่าเดิม สิทธิบัตรเลขที่ US20080227610A1 ใช้มอเตอร์หมุนแผ่นแบนพลิกคว่ำได้ (inverter) เพื่อให้ผู้ใช้อยู่ตำแหน่งหัวลงบนแผ่นแบน และใช้มอเตอร์หมุนลูกกลิ้งนวดหลัง

จะเห็นว่าสิ่งประดิษฐ์ที่มีอยู่ยังต้องใช้แรงจากผู้ใช้ในการช่วยพยุงตัวเองกลับเข้าสู่ท่าเดิมหลังจากที่ได้ยืดหลัง บางแบบอาจต้องมีการเกร็งกล้ามเนื้อหน้าท้องช่วย แม้มีการประดิษฐ์บางแบบได้นำมอเตอร์มาใช้บ้างแต่ลักษณะกลไกการเคลื่อนที่จะต่างจากการประดิษฐ์ที่เสนอใหม่นี้

สิทธิบัตรเลขที่ US 6,213,923 B1 Back exercise device, Publication date: April, 10, 2001.
สิทธิบัตรเลขที่ WO2018048860 Lower back exercise apparatus, Publication date: March, 15, 2018.
สิทธิบัตรเลขที่ US20170065852 Back machine, Publication date: March, 9, 2017.
สิทธิบัตรเลขที่ US3081085A Back posture and stretch board, Publication date: March, 12, 1963.
สิทธิบัตรเลขที่ US5472401A Ramped horizontal, on bench, adjustable stretch bench for relieving a user back pain, Publication date: December, 5, 1995.
สิทธิบัตรเลขที่ US5100131A Back muscle exercising and stretching apparatus, Publication date: March, 31, 1992.
สิทธิบัตรเลขที่ US20080227610A1 Spine stretch machine, Publication date: September, 18, 2008.

1.1 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แรงดันไฟฟ้า 12-24 โวลล์
1.2 มอเตอร์ไฟฟ้าแบบสเต็ป แรงดันไฟฟ้า 12-24 โวลล์
2.1 เซนเซอร์วัดตำแหน่งแบบต่อเนื่อง Potentiometer / Encoder
2.2 เซนเซอร์วัดตำแหน่งแบบจุดโดยใช้สนามแม่เหล็กหรือ Magnetic Sensors
3.1 บอร์ดควบคุมไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แรงดันไฟฟ้า 12-24 โวลล์
3.2 บอร์ดควบคุมไฟฟ้าสำหรัมอเตอร์ไฟฟ้าแบบสเต็ป แรงดันไฟฟ้า 12-24 โวลล์
4. หม้อแปลงไฟฟ้าจากความดันไฟฟ้า 220 โวลล์เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำสำหรับมอเตอร์และบอร์ดควบคุม
5. บอร์ดควบคุมการทำงาน ประเภทไมโครคอลโทรลเลอร์ ซึ่งมีระบบ USB ระบบไร้สาย Wifi

บริหารหลัง​ Office Syndrom​e จัดไป​
setup เครื่องซักหน่อย
ต้องมีโปรแกรมบริหารหลัง​ทั้งระยะการยืด​ เวลา​ และความเร็วให้เหมาะสำหรับทุกท่าน
ใช้โหมดแค่​ LV 2 มีถึง​ LV​ 5 นักยิมนาสติก
ใช้บริหารร่างกายให้พนักงานได้ทั้ง​ออฟฟิส
#KU​ #EEC​ smart living healthy #sriracha

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.กิตติพงษ์ เยาวาจา หัวหน้ากลุ่มวิจัยวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติขั้นสูง และผู้รับผิดชอบหลักสูตรหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (นานาชาติ)​ คณะวิศวกรรมศาสตร์ศรีราชา ม.เกษตรศาสตร์ วิทยาเขตศรีราชา