KR101437132B1

KR101437132B1 - 형상조절의자

Info

Publication number: KR101437132B1
Application number: KR1020130027887A
Authority: KR
Inventors: 고진호
Original assignee: 주식회사 퓨트로닉
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2014-09-02

Abstract

본 발명은 형상조절의자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좌석부와 등받이부를 다수개의 에어셀로 구획하고 그 에어셀의 내부에 각각 압력조절이 가능한 공기를 주입하여 착석자의 체압에 따라 각각의 에어셀의 압력을 조절함으로써 의자형상을 착석자의 신체적 특성에 맞게 자동으로 조절할 수 있도록 하는 자동 형상조절이 가능한 형상조절의자에 관한 것이다.

Description

형상조절의자{chair of adjustable profile}

일반적으로 거동불편환자나 장애인이 사용하는 전동휠체어를 포함한 모든 휠체어의 의자는 외피가 솜이나 스폰지와 같은 쿠션을 감싸는 형태로 되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 의료용 방석에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 대한민국 등록특허 제0992102호에 나타낸 휠체어 의자는 환자가 앉았을 때 골반이나 허벅지 부분이 솜이나 스폰지류의 쿠션과 외피에 직접 접촉하게 되어 습기가 많은 하절기에는 많은 양의 땀을 발생시킨다. 이러한 의자에 사용자가 앉게 되면 의자에 중량이 실려 쿠션 내부를 지나는 통풍이 차단되게 되며, 쿠션 내부를 지나는 통풍이 차단되면 의자 하부로 공기가 순환되지 못하여 쿠션을 깔아도 시원한 느낌을 주지 못하는 한편, 오히려 땀이 발생됨으로 인하여 각종 습진이나 피부병이 유발되는 문제점이 있게 된다.

더욱이, 치질 등의 수술 후에 통증을 호소하는 항문질환자나 출산 전후의 임산부 또는 하반신이 마비되어 거동이 불편한 휠체어 사용자의 경우에는 환부나 신체의 특정부위가 항상 의자에 접촉되어 압박상태에 있게 된다. 그리고 좌골이나 골반 또는 허벅지의 피부가 장시간 압박을 받게 되면 피부 내부의 혈관도 압박을 받게 되어 혈액순환의 장애가 발생하며, 또한 의자에 적축된 부패한 자신의 분비물로부터 세균감염이 있게 된다. 따라서 혈액순환의 장애나 세균감염은 피부가 곪는 현상인 소위 욕창 등의 원인이 되어 환자의 고통을 가중시키게 됨은 물론 치료에도 여러가지 어려움을 더하게 되며, 심지어는 욕창으로 인해 사망에 이르는 경우도 있게 된다.

따라서, 상기와 같은 혈액순환의 장애나 접촉면에 통풍이 되지 않는 원인으로 발생하는 땀띠나 욕창을 방지하기 위해서는 의자와 신체의 접촉면을 가능한 한 자주 바꾸어서 하중을 분산시키거나 일어나서 통풍을 시켜주어야 하는데, 거동이 불편한 휠체어 사용자나 중환자의 경우에는 간병인의 도움에 의해서만 접촉면을 바꾸어 줄 수 있기 때문에 이는 욕창방지를 위한 근본적인 해결책이 될 수 없다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 착석자의 체압에 따라 의자형상을 착석자의 다양한 신체적 특성에 맞게 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써 안정성을 높일 수 있도록 하는 자동 형상조절이 가능한 형상조절의자를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 그 구성에 있어서, 좌석부와 등받이부가 각각 다수개의 에어셀로 구획되고 그 에어셀의 내부에 각각 공기가 내장되도록 공간을 형성하며, 상기 에어셀에 각각 공기를 공급하여 공기압을 각각 조절하는 공기압 조절부와,
상기 좌석부와 등받이부에 각각 설치되어 착석자의 체압을 감지하는 체압 감지센서와,
상기 체압 감지센서로부터 입력되는 신호에 따라 상기 공기압 조절부의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고;
상기 공기압 조절부는 압축공기를 저장하는 압축공기탱크와,
상기 압축공기탱크와 상기 에어셀을 각각 연결하는 공기호스상에 설치되어 상기 제어부로부터 입력되는 제어신호에 따라 유로의 개폐를 각각 조절하는 밸브를 갖추며;
상기 체압 감지센서는 상기 좌석부와 등받이부에 각각 다수개로 분할된 에어셀에 개별적으로 설치되는 한편,
상기 제어부에 다수의 에어셀을 각각 연산하는 다수의 개별 연산부가 더 포함하되, 상기 다수의 에어셀에 설치된 체압센서에서 각각 측정된 측정 결과를 압력 변화량으로 변환하는 연산을 각각 수행하고,
각각 연결된 상기 밸브로 상기 압력 변화량에 따른 골반 형상 교정을 위한 상기 제어부의 제어 신호를 전송하여 각각 연결된 상기 에어셀의 공기량을 조절하되,
상기 밸브는, 공기 공급 및 배출을 이루는 3웨이 밸브로 이루어져서, 3개의 포트를 모두 폐쇄하여 상기 에어셀 내의 공기압을 그대로 유지시키거나, 상기 각각의 에어셀과 압축공기탱크쪽의 포트를 연통시켜 에어셀의 공기압을 높이거나, 혹은 상기 에어셀과 배출구의 포트를 연통시켜 에어셀의 공기압을 낮출 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

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이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 착석자의 체압에 따라 의자형상을 착석자의 다양한 신체적 특성에 맞게 자동으로 조절하여 안정성을 높일 수 있게 되므로 장시간 동안 착석함에 따른 피로를 줄일 수 있게 됨을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형상조절의자의 외형도.
도 2는 본 발명의 실시예 따른 형상조절의자의 개념적인 제어구성도.

상기한 목적을 달성하기 위해 하기와 같은 상세한 설명 및 도면을 통해 상세히 설명한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 좌석부(11)와 등받이부(12)가 각각 다수개의 에어셀(15)로 구획되고 그 에어셀(15)의 내부에 각각 공기가 내장되도록 공간을 형성하며, 상기 에어셀(15)에 각각 공기를 공급하여 공기압을 각각 조절하는 공기압 조절부(20)와,

상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 각각 설치되어 착석자의 체압을 감지하는 체압 감지센서(31, 33)와, 상기 체압 감지센서(31, 33)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 공기압 조절부(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 구비하고;

상기 공기압 조절부(20)는 압축공기를 저장하는 압축공기탱크(23)와, 상기 압축공기탱크(23)와 상기 에어셀(15)을 각각 연결하는 공기호스(21)상에 설치되어 상기 제어부(40)로부터 입력되는 제어신호에 따라 유로의 개폐를 각각 조절하는 밸브(25, 26)를 갖추며;

상기 체압 감지센서(31, 33)는 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 각각 다수개로 분할된 에어셀(15)에 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)는 다수개의 에어셀(15)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 형상조절의자의 외형을 보인 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예 따른 형상조절의자의 개념적인 제어구성을 보인 것이다.

도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 형상조절의자(10)는 좌석부(11)와, 공기압을 이용하여 상기 좌석부(11)의 형상을 착석자의 신체적 특성에 맞게 변화시키는 위한 공기압 조절부(20)와, 상기 좌석부에 설치되어 착석자의 체압을 감지하는 체압센서(31)(33)와, 그 착석자의 체압에 따라 상기 공기압 조절부(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)로 구성된다.

상세히 설명하면, 상기 좌석부(11)는 다양한 형상변화를 위해 다수개의 분할된 에어셀(15) 구조로 이루어지는 바, 즉 상기 좌석부(11)는 다수의 부분으로 구획된 에어셀(15)을 갖추며, 허리면을 안착하여 다수의 에어셀(15)로 구획된 등받이부(12)로 이루어진다.

도 2에서는 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 연결되는 구성요소들을 각각 하나씩만을 도시하였다.

또한, 상기 에어셀(15)에 각각 공기를 공급하기 위한 공기압 조절부(20)는 압축공기를 저장하는 압축공기탱크(23)와, 그 압축공기탱크(23)와 각각의 상기 에어셀(15)을 각각 연결하는 공기호스(21)상에 설치되어 상기 제어부(40)로부터 입력되는 제어신호에 따라 유로를 각각 개폐하는 밸브(25)(26)로 구성된다.

상기 밸브(25)(26)는 3웨이 밸브로 이루어져 3개의 포트를 모두 폐쇄하는 위치, 상기 에어셀(15)과 상기 압축공기탱크(23)쪽의 포트를 연통시키는 위치, 상기 에어셀(15)과 배출구(25a)(26a)쪽의 포트를 연통시키는 위치를 각각 선택적으로 동작시킬 수 있다. 상기 압축공기탱크(23)내의 공기압은 별도로 마련된 공기압축펌프(도시생략)를 통해 보충될 수 있다.

그리고, 체압센서(31)(33)는 압전소자로 이루어져 착석자의 신체부위와 접촉하도록 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 씌워지는 커버(도시생략)의 표면에 각각 부착된다.

한편, 상기 제어부(40)는 각 체압센서(31)(33)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 공기압 조절부(20)의 밸브(25)(26)를 제어하는 마이컴(41)과, 착석자의 신체부위 체압값에 대한 최적의 시트형상 데이터를 저정하는 메모리(43)로 구성된다. 상기 마이컴(41)은 신체적 특성 즉 착석자의 체중, 체형 및 신장 등에 대한 의자형상과 착석자의 각 신체부위 체압값에 대한 데이터를 상기 메모리(43)로부터 액세스하여 최종적으로 밸브(25)(26)의 동작을 제어하게 된다.

도 2에서 도면중 미설명 부호 27, 28은 각 에어셀(15)내의 압력을 검출하기 위한 공기압 센서이다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 형상조절의자(10)에 따르면 다음과 같다.

우선, 의자에 사용자가 착석할 경우 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 위치하는 각 체압센서(31)(33)는 착석자의 신체부위로부터 가해지는 체압을 상기 제어부(40)의 마이컴(41)으로 출력하게 된다. 이때, 상기 마이컴(41)은 각 체압센서(31)(33)로부터 입력된 각각의 체압값에 대한 시트형상의 데이터를 상기 메모리(43)로부터 엑세스하고, 그 데이터에 따라 공기압 조절부(20)의 각 밸브(25)(26)를 제어하게 된다.

이렇게 제어되는 상기 밸브(25)(26)는 좌석부(11)와 등받이부(12)에 각각 개별적으로 설치된 각각의 에어셀(15)의 공기압을 조절하게 된다. 즉, 상기 밸브(25)(26)는 3개의 포트를 모두 폐쇄하여 상기 에어셀(15)의 공기압을 그대로 유지시키거나, 상기 에어셀(15)과 압축공기탱크(23)쪽의 포트를 연통시켜 에어셀(15)의 공기압을 높이거나, 혹은 상기 에어셀(15)과 배출구(25a)(26a)의 포트를 연통시켜 에어셀(15)의 공기압을 낮추게 된다.

이와 같은 상기 에어셀(15)의 공기압 조절은 각 좌석부(11)와 등받이부(12)를 통해 의자형상을 부분적으로 변화시키게 되는 바, 이때 의자형상은 현재 착석자의 신체적 특성에 가장 적합한 상태가 된다.

또한, 상기 제어부(40)는, 사용자가 앉아 있는 상태에서의 척추 또는 골반 형상을 기준 척추 또는 골반 형상으로 설정하고, 상기 사용자가 앉은 상태에서의 골반(척추) 형상이 상기 기준 골반 형상이 되도록 다수의 에어셀(15) 각각의 모양을 제어한다. 실험에 따르면, 사람이 서있을 때 나타나는 골반(척추) 형상이 그 사람에게 있어서 가장 편안한 자세가 된다고 알려져 있다. 따라서 상기와 같이 사용자가 서있을 때의 골반(척추) 형상이 되도록 다수 에어셀(15)의 모양을 제어함으로써, 사용자가 편안한 자세를 유지하도록 유도할 수 있으며, 이를 통하여, 사용자가 가장 효과적으로 휴식을 취할 수 있도록 해줄 수 있다.

더하여, 상기 제어부(40)는, 상기 다수의 에어셀(15) 중에서, 사용자의 흉골, 요추 부위 및 견갑골 하부 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 에어셀(15)에 연결된 체압 센서(31, 33)의 센서 신호를 입력받아, 사용자의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있다. 사용자가 의자에 기대어 쉬는 경우, 사용자의 호흡이나 심박수에 의하여, 사용자의 등을 통해 상기 흉골, 요추 부위 및 견갑골 하부 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 에어셀(15)에 압력이 가해지며, 이는 상기 체압 센서(31, 33)의 압력 변화로 나타난다. 따라서 상기 에어셀(15)의 미세 압력 변화를 체압 센서(31, 33)를 통해 검출함으로써, 사용자의 호흡률과 심박수를 측정할 수 있다.

또한, 제어부(40)는 기준 골반(척추) 형상의 정보를 설정하고, 상기 기준 골반(척추) 형상과 상기 골반 형상에서 측정된 사용자의 골반(척추) 형상을 비교하여 상기 기준 골반(척추) 형상과 일치하도록 상기 다수의 밸브(25, 26)를 제어한다.

다수의 개별 연산부는 에어셀(15)의 체압센서(31, 33)에서 출력되는 미세한 측정 신호를 증폭하고, 전원 노이즈 등의 필터링을 통해 잡음 성분을 제거하고, 단위 에어셀(15)별로 증폭된 측정 신호(압력 세기)를 압력 변화량으로 변환함으로써 정확한 압력차 등의 연산을 수행할 수 있다. 즉, 개별 연산부는 밸브(25,26)를 통해 에어셀(15)에 인가되는 공기량을 조절하기 위한 제어 신호를 전송함으로써 에어셀(15)의 압력을 조절할 수 있다. 이를 활용하여 개별 연산부는 에어셀(15)에 설치된 체압센서(31, 33)의 압력을 제어할 수 있게 된다. 이는 수차례 측정을 통해 변성될 가능성을 가진 체압센서(31, 33)의 출력 특성을 유지하기 위한 교정 기능으로 활용할 수 있다.

상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 형상조절의자는 다양하게 설계 변경하여 제작할 수 있는 것으로 상시 실시예를 통하여 그 원리를 본 발명의 구성으로 한정하여 제작하되 그 원리를 통한 기구에 있어서는 통상의 지식을 가진 자가 설계변경으로 용이하게 제작할 수 있다는 것을 밝힌다.

형상조절의자 : 10, 좌석부 : 11, 등받이부 : 12, 에어셀 : 15, 공기압조절부 : 20, 공기호스 : 21, 압축공기탱크 : 23, 밸브 : 25, 26, 배출구 : 251, 26a, 체압센서 : 31, 33, 제어부 : 40, 마이컴 : 43

Claims

좌석부(11)와 등받이부(12)가 각각 다수개의 에어셀(15)로 구획되고 그 에어셀(15)의 내부에 각각 공기가 내장되도록 공간을 형성하며, 상기 에어셀(15)에 각각 공기를 공급하여 공기압을 각각 조절하는 공기압 조절부(20)와,
상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 각각 설치되어 착석자의 체압을 감지하는 체압 감지센서(31, 33)와,
상기 체압 감지센서(31, 33)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 공기압 조절부(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 구비하고;
상기 공기압 조절부(20)는 압축공기를 저장하는 압축공기탱크(23)와,
상기 압축공기탱크(23)와 상기 에어셀(15)을 각각 연결하는 공기호스(21)상에 설치되어 상기 제어부(40)로부터 입력되는 제어신호에 따라 유로의 개폐를 각각 조절하는 밸브(25, 26)를 갖추며;
상기 체압 감지센서(31, 33)는 상기 좌석부(11)와 등받이부(12)에 각각 다수개로 분할된 에어셀(15)에 개별적으로 설치되는 한편,
상기 제어부(40)에 다수의 에어셀(15)을 각각 연산하는 다수의 개별 연산부가 더 포함하되, 상기 다수의 에어셀(15)에 설치된 체압센서(31, 33)에서 각각 측정된 측정 결과를 압력 변화량으로 변환하는 연산을 각각 수행하고,
각각 연결된 상기 밸브(25,26)로 상기 압력 변화량에 따른 골반 형상 교정을 위한 상기 제어부(40)의 제어 신호를 전송하여 각각 연결된 상기 에어셀(15)의 공기량을 조절하되,
상기 밸브(25,26)는, 공기 공급 및 배출을 이루는 3웨이 밸브로 이루어져서, 3개의 포트를 모두 폐쇄하여 상기 에어셀(15) 내의 공기압을 그대로 유지시키거나, 상기 각각의 에어셀(15)과 압축공기탱크(23)쪽의 포트를 연통시켜 에어셀(15)의 공기압을 높이거나, 혹은 상기 에어셀(15)과 배출구(25a)(26a)의 포트를 연통시켜 에어셀(15)의 공기압을 낮출 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 형상조절의자.
제1항에 있어서, 상기 제어부(40)는, 상기 다수의 에어셀(15) 중에서, 사용자의 흉골, 요추 부위, 견갑골 하부 및 골반부위 중 어느 한 곳 이상에 배치된 하나 이상의 에어셀에 연결된 체압 센서(31, 33)의 센서 신호를 입력받아, 사용자의 호흡 및 심박수를 측정하는 것을 특징으로 하는 형상조절의자.
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