KR101880569B1 - 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법 - Google Patents

침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법 Download PDF

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Abstract

침대 평면 프레임 및 복수의 침대 다리 프레임으로 이루어진 침대 프레임에 설치되는 체중 측정 장치에 있어서, 상기 침대 다리 프레임에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈; 및 상기 체중 측정 모듈로부터 체중 측정 신호를 전송받아 침대 사용자의 체중을 계산하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 체중 측정 모듈은, 상기 침대 다리 프레임에 상기 체중 측정 모듈을 고정하기 위하여 상기 침대 다리 프레임을 감싸도록 설계된 클램프; 상기 클램프가 상기 침대 다리 프레임에 고정되거나 분리가능하도록 조임과 풀림을 조절하는 클램프 레버; 상기 체중 측정 모듈을 상기 침대 다리 프레임에 고정한 경우 상기 침대 다리 프레임과 나란히 연장되는 높이 조절 바; 일단에서 상기 클램프와 일체로 연결되며 타단에 높이 조절 바를 수용하는 중공의 파이프를 구비하는 연결 부재; 상기 파이프에 수용되는 상기 높이 조절 바의 결합 위치를 조정하는 위치 조절 수단; 및 상기 연결 부재 또는 상기 높이 조절 바에 설치되어 상기 침대 다리 프레임을 통하여 인가되는 하중을 측정하는 체중 측정 수단을 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 체중 측정 모듈로부터의 체중 측정 신호가 기설정된 시간 동안 변화하지 않는 경우 자동으로 영점을 설정하는 영점 조절부를 포함한다.

Description

침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법{APPARATUS FOR MEASURING WEIGHT FOR BED AND METHOD FOR MEASURING WEIGHT USING THE SAME}
본 발명은 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 침대 프레임에 용이하게 탈부착할 수 있으며, 자동 영점 조정이 가능하고, 신뢰성 있는 체중 측정이 가능한 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 의료용 침대는 장기간의 진료를 필요로 하거나 활동에 많은 제약이 수반되는 환자들을 위한 것으로, 병원의 일반실 또는 중환자실에 비치되어 사용되고 있다. 이러한 의료용 침대는 거동이 힘든 환자의 몸 상태를 정기적으로 검진하기 위하여 다양한 장비가 구비되어 있는데 환자의 체충을 측정하기 위한 체중 측정 장치도 그 중 하나이다.
종래 의료용 침대 상의 환자의 체중을 측정하기 위한 체중 측정 장치로는 도 1에 도시된 바와 같이 침대의 측면에 삽입하여 침대의 상측에 장착된 해먹(Hammock)으로 환자를 이동시킨 후 체중을 측정하는 장치(이하, 종래기술 1이라 함)나 도 2에 도시된 바와 같이 침대 프레임(1)의 다리와 캐스터(2) 사이에 고정 설치되어 침대 및 환자의 하중을 측정하는 장치(이하, 종래기술 2라고 함)가 이용되고 있다.
그러나 종래기술 1과 같이 해먹을 이용한 체중측정장치는 환자의 체중을 측정하기 위하여 환자를 이동하는 과정이 복잡하고 번거로울 뿐 아니라 체중 측정시 거동이 힘든 환자의 신체가 많이 움직이게 되어 환자가 불편을 느끼는 것은 물론 병원측 사람들에게도 매우 힘이 드는 과정이다. 또한 종래기술 2와 같은 체중 측정 장치의 경우 침대 프레임(1)과 캐스터(2) 사이에 직접 고정되기 때문에, 체중 측정에 필요한 압축하중이나 굽힘하중 외에 침대 프레임(1)으로부터 전달되는 불특정한 충격력이나 캐스터(2)의 움직임에 따른 불특정 하중이 가해져 무게 측정 장치(3)의 소자를 손상시킬 수 있는 문제가 있다.
이에 기존 침대에 착탈식으로 설치가 가능한 체중측정장치들이 개발되고 있다. 도 3은 종래기술 3에 따른 트롤리형 체중 측정 장치를 나타내는 도면이며, 도 4는 종래기술 4에 따른 삽입형 체중측정장치를 나타내는 도면이다. 도 3에 따르면, 종래기술 3에 따른 체중 측정 장치(300')는 하부측정프레임(310')과 상부측정프레임(320') 및 측정부(330')로 구성된다. 측정부(330')는 하부측정프레임(310')의 측정공간부(312')에 탈부착 가능하도록 설치되며, 매트리스(20)에 누운 환자의 체중를 측정한다. 측정부(330')를 환자의 체중를 측정하기 위해 측정공간부(312')에 삽입하여 체중를 측정하고 측정 후 측정공간부(312')에서 분리하여 별도로 보관할 수 있다(특허문헌 1).
종래기술 3 및 4는 착탈식 체중 측정 장치에 관한 것으로 침대에 설치하여 체중을 측정하므로 환자의 불편 없이 체중을 측정할 수 있으며, 체중 측정시에만 설치하면 되므로 하중이 계속하여 인가되지 않는다는 점에서 이점이 있다. 그러나 종래기술 3의 경우 무게측정 센서를 침대 바퀴 밑으로 밀어 넣어야 하므로 설치가 불편하다는 문제가 있으며, 종래기술 3의 경우 침대 프레임의 측면에서 밀어 넣어 설치하는 것으로 프레임 측면 및 내부에 설치 공간이 요구되어 침대 프레임이 약화될 수 있다는 문제가 있다. 또한 종래기술에 따른 체중 측정 장치들의 경우 체중을 측정하기 전 반드시 수동으로 영점 조정을 해야 하는 번거로움이 있다.
또한 투석 환자와 같이 미세한 체중 측정이 필요한 경우, 환자의 움직임이나 무게 중심의 이동에 의해 체중이 요동치거나 무게가 다르게 측정될 수 있다는 문제도 있다.
등록특허공보 제10-1535650호
이에 본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 침대 프레임에 용이하게 탈부착이 가능한 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 침대에 사용자가 수동으로 영점을 설정하지 않아도 자동으로 영점을 추정하여 정확한 체중을 측정할 수 있도록 자동 영점 조정이 가능한 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피측정자의 움직임이나 무게 중심의 이동에 따른 체중 측정 오차를 방지할 수 있어 신뢰성 있는 체중 측정이 가능한 침대용 체중 측정 장치 및 이를 이용한 체중 측정 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치는, 침대 평면 프레임 및 복수의 침대 다리 프레임으로 이루어진 침대 프레임에 설치되는 체중 측정 장치에 있어서, 상기 침대 다리 프레임에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈; 및 상기 체중 측정 모듈로부터 체중 측정 신호를 전송받아 침대 사용자의 체중을 계산하는 제어 모듈을 포함하며, 상기 체중 측정 모듈은, 상기 침대 다리 프레임에 상기 체중 측정 모듈을 고정하기 위하여 상기 침대 다리 프레임을 감싸도록 설계된 클램프; 상기 클램프가 상기 침대 다리 프레임에 고정되거나 분리가능하도록 조임과 풀림을 조절하는 클램프 레버; 상기 체중 측정 모듈을 상기 침대 다리 프레임에 고정한 경우 상기 침대 다리 프레임과 나란히 연장되는 높이 조절 바; 일단에서 상기 클램프와 일체로 연결되며 타단에 높이 조절 바를 수용하는 중공의 파이프를 구비하는 연결 부재; 상기 파이프에 수용되는 상기 높이 조절 바의 결합 위치를 조정하는 위치 조절 수단; 및 상기 연결 부재 또는 상기 높이 조절 바에 설치되어 상기 침대 다리 프레임을 통하여 인가되는 하중을 측정하는 체중 측정 수단을 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 체중 측정 모듈로부터의 체중 측정 신호가 기설정된 시간 동안 변화하지 않는 경우 자동으로 영점을 설정하는 영점 조절부를 포함한다.
상기 위치 조절 수단은 구동 모터를 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 구동 모터에 제어 신호를 인가하는 것에 의하여 상기 높이 조절 바의 결합 위치를 조정할 수 있다.
상기 체중 측정 장치는 상기 침대 평면 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 센서를 더 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 기울기 센서로부터의 기울기 신호에 근거하여 상기 구동 모터에 제어 신호를 인가할 수 있다.
상기 체중 측정 장치는 상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 모듈을 더 포함하며,
상기 동작 감지 모듈은, 매트 모양으로 상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며, 내부에 공기를 수용하는 공간이 형성된 튜브형의 본체; 상기 본체 상부면에 기설정된 간격으로 설치된 복수의 위치 감지 센서; 및 상기 본체 내부의 공기압을 측정하는 압력 감지 센서를 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 위치 감지 센서 및 상기 압력 감지 센서로부터의 동작 감지 신호 및 압력 측정 신호에 근거하여 상기 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지부를 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈은 상기 영점 조절부의 영점 조절 후 체중이 변화하는 경우 소정 시간 동안 측정된 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는 것에 의하여 체중을 계산하는 체중 측정부를 더 포함하며, 상기 체중 측정부는 상기 동작 감지부가 상기 침대 사용자의 움직임을 감지한 시간 동안 측정된 체중 측정 신호를 제외하고 체중 측정 신호의 평균값을 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 체중 측정 방법은, 침대 평면 프레임 및 복수의 침대 다리 프레임으로 이루어진 침대 프레임에 설치되며, 상기 침대 다리 프레임에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈; 및 상기 체중 측정 모듈로부터 체중 측정 신호를 전송받아 침대 사용자의 체중을 계산하는 제어 모듈을 포함하는 체중 측정 장치를 이용하여 체중을 측정하는 방법에 있어서, 상기 체중 측정 모듈을 상기 침대 다리 프레임에 결합하는 체중 측정 모듈 결합 단계; 상기 체중 측정 모듈로부터의 수신된 체중 측정 신호를 관찰하는 체중 측정 신호 관찰 단계; 상기 체중 측정 신호의 변화가 관찰되지 아니한 체중 불변 시간을 계산하는 체중 불변 시간 계산 단계; 상기 체중 불변 시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우 체중 불변 시간 동안의 체중을 기준 체중으로 하여 영점을 설정하는 영점 설정 단계; 및 상기 체중 측정 신호의 변화가 관찰된 경우 상기 설정된 영점을 기준으로 체중을 측정하는 체중 측정 단계를 포함한다.
상기 체중 측정 모듈 결합 단계는, 상기 침대 다리 프레임에 상기 체중 측정 모듈을 고정하는 체중 측정 모듈 고정 단계; 상기 침대 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 측정 단계; 및 상기 기울기 측정 단계에서 측정된 기울기 신호에 근거하여 상기 침대 다리 프레임과 상기 체중 측정 모듈의 결합 위치를 조절하는 위치 조절 단계를 포함할 수 있다.
상기 체중 측정 장치는 상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 모듈을 더 포함하며, 상기 체중 측정 방법은 상기 동작 감지 모듈에 의하여 상기 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 체중 측정 단계는 상기 영점 설정 단계 후 체중 측정 신호가 변화하는 경우 소정 시간 동안 측정된 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는 것에 의하여 체중을 계산하며, 상기 동작 감지 단계에서 상기 침대 사용자의 움직임을 감지한 경우, 침대 사용자의 움직임이 감지된 시간 동안 측정된 체중 측정 신호를 제외한 체중 측정 신호의 평균값을 계산할 수 있다.
본 발명에 따른 체중 측정 장치는 침대 프레임에 용이하게 탈부착할 수 있다.
본 발명의 다른 효과는 사용자가 수동으로 영점을 설정하지 않아도 자동으로 영점을 추정하여 정확한 체중을 측정할 수 있도록 자동 영점 조정이 가능하다는 것이다.
본 발명의 또 다른 효과는 피측정자의 움직임이나 무게 중심의 이동에 따른 체중 측정 오차를 방지할 수 있어 신뢰성 있는 체중 측정이 가능하다는 것이다.
도 1은 종래기술 1에 따른 체중측정장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술 2에 따른 체중측정장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래기술 3에 따른 체중측정장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래기술 4에 따른 체중측정장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치가 설치된 침대를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치의 설치 모습을 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 감지 모듈를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치에서 제어 모듈의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치를 이용한 체중 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체중 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 5 내지 도 10을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치가 설치된 의료용 침대를 나타내는 사시도이다. 도 5를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 체중 측정 장치는 침대 평면 프레임(101)과 4개의 침대 다리 프레임(102)으로 이루어진 침대 프레임(100)에 설치된다. 체중 측정 장치는 침대 다리 프레임(102)에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임(102)에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈(200), 침대 평면 프레임(101) 상에 위치하며 침대 사용자(이하, 사용자라 함)의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 모듈(300) 및 상기 체중 측정 모듈(200) 및 동작 감지 모듈(300)에 연결된 제어 모듈(400)을 포함한다.
이하에서는 도 6 내지 7을 참조하여 체중 측정 모듈(200)의 구체적인 구성 및 작동에 대하여 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 모듈을 나타내는 측면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 모듈이 침대 다리 프레임에 설치되는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 체중 측정 모듈(200)은 상기 침대 다리 프레임(102) 각각에 체중 측정 모듈(200)을 고정하기 위하여, 상기 침대 다리 프레임(102)을 감싸도록 설계된 클램프(201), 상기 클램프(201)가 침대 다리 프레임(102)에 고정되거나 분리가능하도록 조임과 풀림을 조절하는 클램프 레버(203), 체중 측정 모듈(200)을 침대 다리 프레임(102)에 고정한 경우 침대 다리 프레임(102)과 나란히 연장되는 높이 조절 바(205), 일단이 클램프(201)의 측면에 일체로 연결되며 타단에 높이 조절 바(205)를 수용하는 중공의 파이프가 형성된 연결 부재(207), 파이프에 수용되는 높이 조절 바(205)의 결합 위치를 조정하는 위치 조절 수단(209), 상기 높이 조절 바(205)에 설치되어 침대 다리 프레임(102)으로부터 연결 부재(207)를 통하여 인가되는 하중을 측정하는 체중 측정 수단(211), 및 침대의 이동을 위한 캐스터(215)를 포함한다.
클램프(201)는 측면의 일부가 길이방향으로 절단된 중공형의 파이프 모양으로, 절단된 측면에 의해 침대 다리 프레임을 수용하고, 클램프 레버(203)에 의해 절단 간격을 조정하는 것에 의하여 침대 다리 프레임에 체중 측정 모듈을 고정할 수 있다. 다른 예로, 클래프 레버(203)는 클램프(201)의 측면을 관통하여 중심을 향하여 전후진 가능한 나사 형태일 수 있으며, 클램프(201)에 침대 다리 프레임(102)을 수용하고 나사 형태의 클램프 레버(203)를 전진시키는 것에 의하여 클램프(201)를 침대 다리 프레임(102)에 고정하는 구조일 수 있다.
높이 조절 바(201)의 외주면에는 나사산이 형성되고, 높이 조절 바(201)를 수용하는 파이프에는 높이 조절 바(201)의 나사산에 대응하는 나사골이 형성되어, 높이 조절 바(201)의 회전에 의하여 높이 조절 바(205)와 연결 부재(207)의 파이프가 결합되는 위치가 조절될 수 있다.
연결 부재(207)의 파이프의 측면에는 파이프에 수용되는 높이 조절 바(201)의 위치를 조절할 수 있는 위치 조절 수단(209)이 결합되어 있다. 일 예로, 위치 조절 수단(209)은 스텝 모터 등의 구동 모터일 수 있으며, 후술할 제어 모듈로부터의 제어 신호에 의하여 구동 모터를 구동할 수 있다. 구체적으로 도시하지 않았으나 구동 모터는 파이프 내부에서 회전 방향 전환 수단(미도시)을 통하여 높이 조절 바(205)와 결합될 수 있으며, 따라서 회전 방향 전환 수단에 의하여 구동 모터의 회전력 높이 조절 바(205)의 회전력으로 전환되어 파이프 내 높이 조절 바(205)의 위치가 변경될 수 있다. 다른 예로, 위치 조절 수단(209)으로 구동 모터 대신 또는 구동 모터에 부가하여 위치 조절 레버(209')가 연결 부재(207)의 파이프의 측면에 설치될 수 있으며, 위치 조절 레버(209')를 회전시키는 것에 의하여 수동으로 높이 조절 바(205)의 결합 위치를 조절할 수 있다.
체중 측정 수단(211)은 높이 조절 바(205)에 설치되며 침대 다리 프레임(102)으로부터 연결 부재(207)를 통하여 인가되는 하중을 측정한다. 이 예에서는 체중 측정 수단(211)이 높이 조절 바(205)에 설치되는 것으로 기술하고 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 체중 측정 수단(211)은 높이 조절 바(205)와 캐스터(215) 사이 또는 클램프(201)와 연결 부재(207) 사이에 설치될 수 있다. 체중 측정 수단(211)의 일 예로 하중을 받으면 압축되거나 늘어나는 등 변형이 발생하며, 이 변형량을 전기 신호를 생성하는 것에 의하여 무게를 측정하는 로드셀이 사용될 수 있다. 체중 측정 수단(211)이 높이 조절 바(205)에 또는 높이 조절 바(205)와 캐스터 사이에 설치되는 경우 압축형 로드셀이 사용될 수 있으며, 체중 측정 수단(211)이 클램프(201)와 연결 부재(207) 사이에 설치되는 경우 변위형 로드셀이 사용될 수 있다.
체중 측정 모듈(200)은 또한 체중 측정 모듈(200) 또는 체중 측정 모듈(200)이 설치된 침대 프레임의 수평 상태를 측정할 수 있는 기울기 센서(213)를 더 포함할 수 있으며, 이 기울기 센서(213)에 의하여 측정된 기울기 신호(215)를 제어 모듈에 전송하는 것에 의하여 체중 측정 모듈(200)이 설치된 침대의 수평 상태를 체크할 수 있다. 후술할 바와 같이, 제어 모듈은 기울기 센서(213)로부터의 기울기 신호에 근거하여 구동 모터를 구동하는 것에 의하여 높이 조절 바(209)의 위치를 조절할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서는 기울기 센서(213)가 무게 측정 수단(211)의 상부에 설치되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 기울기 센서(213)는 체중 측정 모듈(200)과 별도로 침대 평면 프레임 상에 설치될 수 있다.
도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 체중 측정 모듈(200)을 침대 다리 프레임(102)에 설치하는 경우 높이 조절 바(205)의 상단부를 연결 부재(207)의 파이프 위로 이동시켜, 파이프 아래 높이 조절 바(205)의 길이가 클램프(201) 아래 침대 다리의 높이보다 작거나 같도록 위치시킨다. 그 후 클램프(201)를 침대 다리 프레임(102)에 고정시키고, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 위치 조절 수단(209)에 의해 높이 조절 바(209)를 파이프 아래로 이동시키는 것에 의하여 침대의 캐스트가 바닥으로부터 소정 높이(h)만큼 이격되도록 한다. 상술한 바와 같이, 이 때 기울기 센서(213)로부터의 기울기 신호에 따라 각 높이 조절 바(209)의 위치를 미세조정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 체중 측정 장치는 바퀴 밑에 체중 측정 모듈을 삽입하는 것과 같은 큰 힘을 사용하지 않고도 침대 프레임에 체중 측정 모듈을 용이하게 탈부착할 수 있으며, 기존 침대에 체중 측정 장치를 추가할 수 있고, 체중 측정 장치가 부착된 상태에서도 높이 조절 바의 위치를 조정하는 것에 의하여 체중 측정 수단에 부하가 인가되지 않게 할 있으므로, 체중 측정 수단(예를 들어, 로드셀)의 특성 변화를 방지하여 체중 측정 장치의 수명을 연장하는 효과가 있다. 또한, 기울기 센서에 의하여 침대 프레임의 평행을 유지할 수 있기 때문에 침대 다리 프레임에 설치된 체중 측정 모듈 각각에 체중이 균일하게 분배됨으로써 좀 더 정확한 체중 측정이 가능하다.
다음으로, 도 8을 참조하여, 본 발명의 동작 감지 모듈에 대하여 설명하기로 한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작 감지 모듈를 나타내는 사시도이다. 본 발명의 동작 감지 모듈(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 침대 평면 프레임(101) 상에 위치하며 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지할 수 있다. 동작 감지 모듈(300)은 침대 매트 모양으로 내부에 공기를 수용하는 내부 공간이 형성된 튜브형본체(301), 튜브형 본체(301) 상부면에 기설정된 간격으로 설치된 복수의 위치 감지 센서(303) 및 튜브형 본체(301) 내부 공간의 공기압을 측정하는 압력 감지 센서(305)를 포함하며, 상기 위치 감지 센서(303) 및 압력 감지 센서(305)로부터의 위치 감지 신호 및 압력 측정 신호(이하, 통합하여 동작 감지 신호라고 함)는 신호 전송 라인(307)을 통하여 제어 모듈(400)로 전송된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 신호 전송 라인(307)의 단부에는 제어 모듈(400)과의 결합을 위한 커넥터(309)가 연결될 수 있으며, 따라서 동작 감지 모듈(300)과 제어 모듈(400)은 각각 설치된 후 필요에 따라 연결될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치에서 제어 모듈의 구성을 나타내는 블럭도이다. 본 발명의 제어 모듈(400)은 체중 측정 모듈(200) 및 동작 감지 모듈(300)로부터의 체중 측정 신호 및 동작 감지 신호를 수신하고, 영점 조정, 체중 측정 및 장치 제어 신호를 생성하는 모듈로, 마이크로 컨트롤러(401) 및 메모리(403), 통신부(405), 센서 인터페이스부(407), 외부 장치 제어부(409), 동작 감지부(411), 전원 공급부(413), 사용자 인터페이스부(415), 평균 체중 계산부(417), 영점 조절부(419)를 포함한다. 마이크로 컨트롤러(401), 메모리(403), 전원 공급부(413) 및 사용자 인터페이스(415) 등의 구성은 일반적인 제어 모듈의 구성과 상이하지 아니하므로, 이하에서는 본 발명에 특징적인 제어 모듈(400)의 구성에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
통신부(405)는 블루투스나 와이파이 등 유무선통신기술을 이용하여 외부 단말기, 예를 들어, 스마트폰이나 병원 시스템에 데이터를 송수신하기 위한 수단이다. 본 발명은 통신부(405)를 통하여 침대에서 측정되는 신호를 외부 장치에 전송하거나 외부 장치로부터 신호를 수신하여 제어 모듈(400)의 외부 장치 제어부(409)를 통하여 침대를 제어할 수 있다. 이 때 제어는 체중 측정을 위한 제어는 물론, 조명, 음성 안내 등 IOT 환경으로 제어가능한 임의의 적절한 제어 신호들을 포함할 수 있다.
센서 인터페이스부(407)는 외부 센서들로부터의 신호를 수집한다. 예를 들어, 센서 인터페이스부(407)는 체중 측정 수단(211)으로부터의 체중 측정 신호, 위치 감지 센서(303)로부터의 위치 감지 신호, 압력 감지 센서(305)로부터의 압력 측정 신호 등을 수신할 수 있다. 외부 장치 제어부(409)는 제어 모듈(400)에 의하여 생성된 각종 장치 제어 신호에 의해 외부 장치를 제어하기 위한 것으로, 예를 들어 구동 모터 제어 신호에 의하여 구동 모터를 제어하여 높이 조절 바의 위치를 조절할 수 있다.
동작 감지부(411)는 센서 인터페이스부(407)가 수신한 위치 감지 신호 및 압력 측정 신호에 근거하여 침대 위에서의 사용자의 위치 및 움직임을 감지한다. 동작 감지부(411)는 다수의 위치 감지 센서(303)로부터의 신호에 근거하여 사용자가 침대 위의 어느 위치를 점유하고 있는지를 도출할 수 있다. 위치 감지 센서(303)는 예를 들어 해당 지점과 침대 사용자의 접촉 여부를 감지하는 접촉 센서 또는 해당 지점에서 침대 사용자에 의해 인가되는 하중을 측정하는 하중 센서를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 동작 감지부(411)는 또한 압력 측정 신호에 의하여 사용자가 움직이고 있는지 여부를 검출할 수 있다. 동작 감지부(411)는 또한 위치 감지 신호와 압력 측정 신호를 모두 고려하여 사용자가 안정된 자세를 취하고 있는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 앉아 있는 자세에서 누워있는 자세로 또는 반대로 움직이는 경우 위치 감지 센서에 의해 검출되는 위치가 변경될 수 있으며, 사용자가 계속하여 누워있음에도 불구하고 누워있는 자세에서 몸을 들썩이는 경우 압력 측정 신호의 변경에 의하여 사용자의 움직임을 검출할 수 있다.
평균 체중 계산부(417)는 사용자의 평균 체중을 측정하기 위한 것으로, 소정 시간 동안의 체중 측정 신호를 평균하는 것에 의하여 사용자의 평균 체중을 계산할 수 있다. 평균 체중 계산부(417)가 평균 체중을 계산하는 구체적인 방법에 대해서는 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
영점 조절부(419)는 체중 측정 모듈(200)이 침대 프레임(100)에 설치된 후 침대 프레임 등의 무게를 기준으로, 또는 침대 사용자가 오랫동안 침대에 누워 있는 경우 침대 프레임과 침대 사용자의 무게를 기준으로 영점을 설정할 수 있다. 이하에서는 도 10을 참조하여 영점 조절부의 영점 조절 방법에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중 측정 장치를 이용한 체중 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 체중 측정 방법은 체중 측정 모듈을 침대 프레임에 결합 한 후 시작된다. 체중 측정 방법은 먼저, 사용자 인터페이스부(415)를 통하여 수동으로 영점 조정 신호가 입력되었는지 여부를 판단한다(S101). 수동 영점 조정 신호가 입력된 경우(S101의 예), 현재 체중 측정 장치에 의해 측정된 체중 측정 신호를 기준으로 영점을 설정한다. 즉, 현재 무게(이하, 설명의 편의를 위하여 사람의 체중을 포함하지 않은 무게도 체중이라 한다)를 기준 체중으로 하여 영점을 조정한다(S109).
수동 영점 조정 신호가 입력되지 않은 경우(S101의 아니오), 체중 측정 방법은 체중 측정 모듈로부터의 체중 측정 신호에 변화가 있는지 여부를 판단한다(S103). 체중 측정 신호에 변화가 있는 경우(S103의 예) 계속해서 체중을 측정하며, 체중 측정 신호에 변화가 없는 경우(S103의 아니오) 체중 측정 신호에 변화가 없는 시간, 즉 체중 불변 시간을 계산한 후(S105), 계산된 체중 불변 시간이 기준 시간을 초과했는지 여부를 판단한다(S107). 체중 불변 시간이 기준 시간을 초과한 경우(S107의 예), 체중 측정 방법은 현재 체중을 기준 체중으로 하여 영점을 조정한다(S109). 체중 불변 시간이 기준 시간보다 작은 경우, 즉 기준 시간 이전에 체중의 변화가 관찰된 경우(S107의 아니오), 체중 측정 신호의 변화를 관찰한다(S103).
그 후, 기준 체중과 측정 체중을 비교하는 것에 의하여 사용자의 체중을 측정할 수 있다(S111). 예를 들어, 체중 측정 장치가 침대 프레임에 설치되어 체중 측정 모듈로부터의 체중 측정 신호가 수신되고 그 후 소정 시간 동안 체중 측정 신호에 변화가 없는 경우, 제어 모듈은 침대 자체의 무게를 기준 체중으로 하여 영점을 설정하고, 이후 침대 사용자가 침대에 올라간 경우 체중 측정 신호의 변화량을 계산하는 것에 의하여 침대 사용자의 체중을 측정할 수 있다.
다른 예로, 체중 측정 장치는 침대 사용자가 안정된 자세에서 상당 시간 동안 변화없이 누워 있어 소정 시간 동안 체중 측정 신호에 변화가 없는 경우, 침대 및 침대 사용자의 무게를 기준 체중으로 하여 영점을 조정할 수 있다. 이 경우 침대 사용자가 침대로부터 내려오게 되면, 침대 사용자가 내려옴에 의해 감소된 무게(즉, 체중 측정 신호 변화량의 절대값)를 측정하는 것에 의하여 침대 사용자의 체중을 계산할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 체중 측정 방법은 체중 측정 신호의 변화가 없는 경우 자동으로 영점을 설정함으로써, 사용할 때마다 수동으로 영점을 조절하지 않아도 되므로 체중 측정의 편의성이 향상된다.
마지막으로, 체중 측정 방법은 계산된 체중을 메모리에 저장(기록)하고 현재 측정된 체중 또는 체중 측정 이력을 화면 표시 장치를 통하여 디스플레이하는 것에 의하여 사용자의 체중 변화를 표시 및 추적할 수 있다(S113).
이하에서는 도 11을 참조하여 제어 모듈(400) 또는 제어 모듈(400)의 평균 체중 계산부(417)가 체중을 측정하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 체중 측정 방법을 나타내는 순서도이다. 본 발명의 체중 측정 방법은 영점 조정을 하는 단계로부터 시작된다(S109). 상술한 바와 같이 본 발명의 영점 조절 단계는 수동 영점 조정 또는 자동 영점 조정을 포함할 수 있다.
영점 조정이 완료되면, 즉 기준 체중에 근거하여 영점이 설정되면, 체중 측정 방법은 영점 조정 후 체중 측정 신호가 변화되었는지 여부를 판단한다(S115). 체중 측정 신호가 변화된 경우(S115의 예), 동작 감지 신호가 입력되었는지 여부를 판단한다(S117). 동작 감지 신호가 입력된 경우(S117의 예), 현재 체중 측정 신호의 변화가 침대 사용자의 동작 변화에 의해 발생한 것으로 판단하고 평균 체중을 계산하는데 이 때의 체중 측정 신호를 반영하지 않으며, 계속하여 체중 측정 신호의 변화를 관찰한다. 체중 측정 신호가 변화된 후 동작 감지 신호가 입력되지 않은 경우(S117의 아니오), 소정 시간 동안의 체중 측정 신호를 평균하는 것에 의하여 침대 사용자의 평균 체중을 계산할 수 있다(S119).
즉, 본 발명은 체중 측정 신호의 변화와 동작 감지 신호의 변화가 동시에 관찰되는 경우, 체중 측정 신호의 변화가 침대 사용자의 체중 변화가 아닌 동작 변화에 기인한 것으로 판단하고 이를 제외하고 평균 체중을 계산함으로써 좀 더 신뢰성 있는 체중 측정을 가능하게 하고 있는 것이다.
한편, 본 발명의 제어 모듈(400)은 체중 측정 신호 및 평균 체중의 변화량을 메모리에 기록하거나 통신부(405)를 통하여 외부 장치에 전송할 수 있다. 따라서 측정된 데이터의 다양한 응용이 가능하며, 일 예로 스마트폰의 응용 프로그램을 이용하여 사용자의 수면 상태 모니터링, 침대 이탈 상황 모니터링, 낙상 상태 모니터링, 장기간의 체중 변화 통계처리 등이 가능하다.
100: 침대 프레임 101: 침대 평면 프레임
102: 침대 다리 프레임 200: 체중 측정 모듈
201: 클램프 203: 클램프 레버
205: 높이 조절 바 207: 연결 부재
209: 위치 조절 수단 211: 체중 측정 수단
213: 기울기 센서 215: 캐스터
300: 동작 감지 모듈 301: 튜브형 본체
303: 위치 감지 센서 305: 압력 감지 센서
307: 신호 전송 라인 309: 커넥터
400: 제어 모듈

Claims (9)

  1. 침대 평면 프레임 및 복수의 침대 다리 프레임으로 이루어진 침대 프레임에 설치되는 체중 측정 장치에 있어서,
    상기 침대 다리 프레임에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈; 및
    상기 체중 측정 모듈로부터 체중 측정 신호를 전송받아 침대 사용자의 체중을 계산하는 제어 모듈을 포함하며,
    상기 체중 측정 모듈은,
    상기 침대 다리 프레임에 상기 체중 측정 모듈을 고정하기 위하여 상기 침대 다리 프레임을 감싸도록 설계된 클램프;
    상기 클램프가 상기 침대 다리 프레임에 고정되거나 분리가능하도록 조임과 풀림을 조절하는 클램프 레버;
    상기 체중 측정 모듈을 상기 침대 다리 프레임에 고정한 경우 상기 침대 다리 프레임과 나란히 연장되는 높이 조절 바;
    일단에서 상기 클램프와 일체로 연결되며 타단에 높이 조절 바를 수용하는 중공의 파이프를 구비하는 연결 부재;
    상기 파이프에 수용되는 상기 높이 조절 바의 결합 위치를 조정하는 위치 조절 수단; 및
    상기 연결 부재 또는 상기 높이 조절 바에 설치되어 상기 침대 다리 프레임을 통하여 인가되는 하중을 측정하는 체중 측정 수단을 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 체중 측정 모듈로부터의 체중 측정 신호가 기설정된 시간 동안 변화하지 않는 경우 자동으로 영점을 설정하는 영점 조절부를 포함하는 체중 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 조절 수단은 구동 모터를 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 구동 모터에 제어 신호를 인가하는 것에 의하여 상기 높이 조절 바의 결합 위치를 조정하는, 체중 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 체중 측정 장치는 상기 침대 평면 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 센서를 더 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 기울기 센서로부터의 기울기 신호에 근거하여 상기 구동 모터에 제어 신호를 인가하는, 체중 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 모듈을 더 포함하며,
    상기 동작 감지 모듈은,
    매트 모양으로 상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며, 내부에 공기를 수용하는 공간이 형성된 튜브형의 본체;
    상기 본체 상부면에 기설정된 간격으로 설치된 복수의 위치 감지 센서; 및
    상기 본체 내부의 공기압을 측정하는 압력 감지 센서를 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 위치 감지 센서 및 상기 압력 감지 센서로부터의 동작 감지 신호 및 압력 측정 신호에 근거하여 상기 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지부를 포함하는, 체중 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 영점 조절부의 영점 조절 후 체중이 변화하는 경우 소정 시간 동안 측정된 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는 것에 의하여 체중을 계산하는 체중 측정부를 더 포함하며,
    상기 체중 측정부는 상기 동작 감지부가 상기 침대 사용자의 움직임을 감지한 시간 동안 측정된 체중 측정 신호를 제외하고 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는, 체중 측정 장치.
  6. 침대 평면 프레임 및 4개의 침대 다리 프레임으로 이루어진 침대 프레임에 설치되며, 상기 침대 다리 프레임에 착탈가능하며, 침대 다리 프레임에 인가된 하중을 측정하는 체중 측정 모듈; 및 상기 체중 측정 모듈로부터 체중 측정 신호를 전송받아 침대 사용자의 체중을 계산하는 제어 모듈을 포함하는 체중 측정 장치를 이용하여 체중을 측정하는 방법에 있어서,
    상기 체중 측정 모듈을 상기 침대 다리 프레임에 결합하는 체중 측정 모듈 결합 단계;
    상기 체중 측정 모듈로부터의 수신된 체중 측정 신호를 관찰하는 체중 측정 신호 관찰 단계;
    상기 체중 측정 신호의 변화가 관찰되지 아니한 체중 불변 시간을 계산하는체중 불변 시간 계산 단계;
    상기 체중 불변 시간이 기설정된 시간을 초과하는 경우 체중 불변 시간 동안의 체중을 기준 체중으로 하여 영점을 설정하는 영점 설정 단계; 및
    상기 체중 측정 신호의 변화가 관찰된 경우 상기 설정된 영점을 기준으로 체중을 측정하는 체중 측정 단계를 포함하는, 체중 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 체중 측정 모듈 결합 단계는,
    상기 침대 다리 프레임에 상기 체중 측정 모듈을 고정하는 체중 측정 모듈 고정 단계;
    상기 침대 프레임의 기울기를 측정하는 기울기 측정 단계; 및
    상기 기울기 측정 단계에서 측정된 기울기 신호에 근거하여 상기 침대 다리 프레임과 상기 체중 측정 모듈의 결합 위치를 조절하는 위치 조절 단계를 포함하는, 체중 측정 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 체중 측정 장치는 상기 침대 평면 프레임 상에 위치하며 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 모듈을 더 포함하며,
    상기 체중 측정 방법은 상기 동작 감지 모듈에 의하여 상기 침대 사용자의 위치 및 움직임을 감지하는 동작 감지 단계를 더 포함하는, 체중 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 체중 측정 단계는 상기 영점 설정 단계 후 체중 측정 신호가 변화하는 경우 소정 시간 동안 측정된 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는 것에 의하여 체중을 계산하며, 상기 동작 감지 단계에서 상기 침대 사용자의 움직임을 감지한 경우, 침대 사용자의 움직임이 감지된 시간 동안 측정된 체중 측정 신호를 제외한 체중 측정 신호의 평균값을 계산하는, 체중 측정 방법.
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