KR101894367B1

KR101894367B1 - 배설물 처리 도킹 시스템

Info

Publication number: KR101894367B1
Application number: KR1020150182530A
Authority: KR
Inventors: 백창진; 한소형
Original assignee: 백창진; 한소형
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2018-09-03
Also published as: KR20170073849A

Abstract

배설물 처리 도킹 시스템이 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템은 침상에 일정면적의 용변 구멍이 관통형성된 침대에 누워있는 거동이 불편한 환자나 노약자의 배설물을 처리하기 위한 시스템에 있어서, 배설물을 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 갖추고 상기 침대의 하부측으로 이동하여 상기 용변 구멍을 통해 낙하하는 배설물을 수거하는 수거로봇; 및 상기 수거로봇의 도킹시 수거로봇에 수거된 배설물을 유입한 후 처리하기 위한 적어도 하나의 흡입구를 갖는 도킹 스테이션;을 포함하고, 상기 수거로봇이 도킹 스테이션에 도킹된 상태에서 수거로봇 측으로 전원을 공급하고 도킹 스테이션 측으로 배설물의 이송과정이 이루어진다.

Description

배설물 처리 도킹 시스템{Docking system for treating Excrement}

본 발명은 배설물 처리 도킹 시스템에 관한 것이다.

신체적 결함으로 인하여 혼자서 용변을 처리할 수 없는 환자의 경우 이들의 배설물을 처리하기 위해서는 반드시 보호자나 간병인의 도움이 필요하다.

그러나 이와 같은 간병작업은 환자나 보호자에게 엄청난 스트레스와 번거로움을 주며, 환자의 경우 부끄러움은 감수하더라도 침구 등을 더럽힐 것에 대한 불안감이 항상 존재하여 편안함을 유지할 수 없으며, 특히 간병인이 없을 경우 용변을 원하는 시간에 편안하게 볼 수 없는 문제점으로 육체적 고통은 상상을 초월하게 심하다.

이를 해소하기 위하여 거동이 불편한 사용자가 침대에서 배변을 처리할 수 있도록 침대에 배설물처리장치가 구성된 침대가 제안되었다.

즉, 침대는 사용자의 상체를 받치며 상하이동 가능하여 상승시 사용자의 상체를 일으키는 상체부와 사용자 둔부 부위에 개폐 가능한 용변구를 포함하며, 배설물처리장치는 용변구 하부에 구성되어, 배설 시 상체부를 상승시켜 사용자의 상체를 일으켜 앉은 자세를 취하게 하고, 용변구를 개방하여 사용한다.

이러한 기존의 배설물처리가 가능한 침대는 상체부의 상하 이동방식과 배설물처리장치의 구성에 따라 다양하게 개발되어 있다.

예를 들어, 국내특허등록 제 0842565호에는 침대의 상판이 등받이부와 둔부 및 종아리부로 구분되어 배설 시 안락의자의 형태로 가변되는 '환자용 침대의 배변 처리장치'에 대해서 게시되어 있다.

그러나, 이러한 침대의 경우 혼자서 몸을 움직일 수 없는 중증 환자의 경우에는 간병인의 도움 없이는 사용이 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명의 일 실시예는 간병인의 도움없이 자동으로 배설물을 처리할 수 있는 배설물 처리 도킹 시스템을 제공하고자 한다

본 발명의 일 측면에 따르면, 침상에 일정면적의 용변 구멍이 관통형성된 침대에 누워있는 거동이 불편한 환자나 노약자의 배설물을 처리하기 위한 시스템에 있어서, 상기 용변 구멍을 통해 낙하하는 배설물이 유입되는 유입부와 배설물을 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 갖추고 상기 침대측으로 이동하여 상기 용변 구멍을 통해 낙하하는 배설물을 수거하며 충전배터리를 포함하는 수거로봇; 및 상기 수거로봇의 도킹시 상기 배출구와 연결되어 수거로봇에 수거된 배설물을 유입한 후 처리하기 위한 적어도 하나의 흡입구를 갖고 상기 수거로봇이 도킹 스테이션에 도킹된 상태에서 상기 충전배터리를 충전하기 위한 충전장치를 구비하는 도킹 스테이션;을 포함하고, 상기 수거로봇이 도킹 스테이션에 도킹된 상태에서 도킹 스테이션 측으로 배설물의 이송과정이 이루어지는 배설물 처리 도킹 시스템을 제공한다.

이때, 상기 수거로봇은 상기 수거로봇은 하부면에 적어도 하나의 바퀴를 갖는 로봇본체 및 상기 유입부로부터 유입된 배설물이 일정량 저장될 수 있도록 상기 로봇본체의 내부에 배치되는 저장탱크를 포함할 수 있다.

이때, 상기 유입부는 상기 저장탱크로부터 상방으로 일정높이 연장되고 상부가 개방된 중공형의 높이부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 유입부는 높이부의 상부테두리로부터 상방으로 갈수록 단면적이 서서히 증가하는 확대부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 높이부는 상기 저장탱크로부터 높이가 가변될 수 있도록 구비될 수 있다.

이때, 상기 높이부의 일면에는 높이방향을 따라 일정길이를 갖는 랙기어가 구비되고, 상기 랙기어와 기어결합되는 피니언 기어가 모터에 의해 정,역회전될 수 있다.

이때, 상기 로봇본체는 상기 유입부와 대응되는 상부 영역에 일정면적 개방되는 개구부가 구비되고, 상기 개구부는 개폐가능하게 구비되는 덮개가 배치될 수 있다.

이때, 상기 덮개는 좌,우 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 한 쌍의 덮개판으로 구비될 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 덮개판은 일측에 일정길이를 갖는 제1랙기어 및 제2렉기어가 각각 구비되고, 상기 제1랙기어 및 제2렉기어는 모터에 의해 정,역회전하는 하나의 피니언 기어를 통해 동시에 구동될 수 있다.

이때, 상기 덮개의 하부면에는 상기 유입부의 내부를 세척하기 위한 복수 개의 노즐이 구비될 수 있다.

이때, 상기 로봇본체의 내부에는 상기 복수 개의 노즐과 연결되어 세척수를 공급하는 세척수탱크가 배치될 수 있다.

이때, 상기 저장탱크의 내부에는 상기 유입부를 통해 유입된 배설물을 파쇄하기 위한 파쇄부가 구비될 수 있다.

이때, 상기 파쇄부는 상기 저장탱크의 내부에 배치되어 모터의 구동을 통해 회전되는 일정면적을 갖는 판상의 회전판과 상기 회전판의 상부면에 상부로 일정높이 돌출되는 복수 개의 절단날로 구비될 수 있다.

이때, 상기 저장탱크의 내부면에는 높이방향을 따라 내측으로 일정길이 돌출되는 판상의 돌출부가 배치될 수 있다.

이때, 상기 도킹 스테이션은 내부에 원수가 저장되는 원수탱크와 배설물을 정화조로 이송하기 위한 배출라인이 구비될 수 있다.

이때, 상기 저장탱크는 도킹시 상기 원수탱크와 연결되어 저장탱크의 내부로 원수가 공급되는 유입구를 포함하고, 상기 배출구는 도킹시 상기 배출라인과 연결되어 상기 저장탱크의 내부로 유입된 원수의 압력에 의해 저장탱크 내부의 배설물이 상기 배출라인을 따라 정화조 측으로 배출될 수 있다.

이때, 상기 유입구 및 배출구에는 상기 도킹 스테이션과의 도킹시 열림 상태로 전환되는 일방향 밸브가 각각 구비될 수 있다.

이때, 상기 도킹 스테이션은 내부에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급수단과 진공펌프를 매개로 연결되어 흡입된 배설물을 저장하기 위한 저장조가 구비될 수 있다.

이때, 상기 저장탱크는 도킹시 상기 열풍공급수단과 연결되어 저장탱크의 내부로 열풍을 공급하는 유입구를 포함하고, 상기 배출구는 도킹시 상기 진공펌프와 연결되어 상기 저장탱크의 내부에서 고형화된 배설물이 흡입압력에 의해 상기 저장조 측으로 배출될 수 있다.

이때, 상기 배출구 상에는 내부에 일정길이 절개형성되는 절개부를 갖는 판상의 차단판이 배치되고, 상기 진공펌프의 흡입 압력에 의해 상기 절개부가 후퇴하여 유로가 개방될 수 있다.

이때, 상기 도킹 스테이션은 건물의 외벽에 매립설치되거나 별도로 구비될 수 있다.

삭제

본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템은 수거로봇을 통해 환자의 배설물을 자동으로 수거하고 처리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템을 나타낸 전체 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 수거 로봇을 나타낸 외관사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 수거 로봇의 작동상태를 나타낸 요부사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 수거 로봇의 내부를 나타낸 부분 절개사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 세척수의 공급관계를 나타낸 개략사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 세척수의 분사과정을 나타낸 부분 절개사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 도킹 스테이션의 일 실시형태를 나타낸 개략도이다.
도 8은 도 7에서 수거로봇과 도킹 스테이션이 도킹된 상태를 나타낸 개략도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 배출구 및 흡입구 상에 구비되는 일방향 밸브의 작동 상태도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템에서 도킹 스테이션의 다른 형태를 나타낸 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템을 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템(100,200)은 수거로봇(110) 및 도킹 스테이션(120,220)을 포함한다.

상기 수거로봇(110)은 바닥면을 따라 전,후,좌,우로 이동가능하게 구비되어 배설물의 처리가 필요한 경우 환자가 누워있는 침대(10)의 하부측으로 이동하여 용변 구멍(16)을 통해 낙하하는 배설물을 수거한 후 도킹 스테이션(120,220) 측으로 수거된 배설물을 전달하는 역할을 한다.

여기서, 상기 침대(10)는 침대프레임(12)을 통해 환자가 누울 수 있는 침상(14)이 바닥면으로부터 일정높이 이격배치된다. 그리고, 상기 침상(14)에는 환자가 누워 있는 상태에서 앉거나 일어나는 것과 같이 자세를 변경할 필요없이 배설물이 하부측으로 낙하할 수 있도록 일정면적을 갖는 용변 구멍(16)이 관통형성된다. 더불어, 상기 침상(14)은 용변시 편의를 위하여 일부 또는 전체가 절첩구조나 회동구조로 이루어질 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니며 용변 구멍(16)이 관통형성되는 것이면 어떠한 구조라도 무방함을 밝혀둔다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수거로봇(110)은 배설물의 처리가 필요한 경우 침상(14)의 용변 구멍(16) 하부측으로 이동하여 용변 구멍(16)을 통해 낙하하는 배설물을 수거하게 된다.

이를 위해, 상기 수거로봇(110)은 하부면에 복수 개의 바퀴(112)를 갖는 로봇본체(111)와, 상기 용변 구멍(16)을 통해 낙하는 배설물이 유입되는 유입부(113)와, 상기 유입부(113)로부터 유입된 배설물이 일정량 저장될 수 있도록 로봇본체(111)의 내부에 배치되는 저장탱크(114)를 포함한다.

여기서, 상기 복수 개의 바퀴(112)는 로봇본체(111)의 내부에 배치되는 적어도 하나의 구동모터(미도시)를 통해 각각 선택적으로 작동되어 수거로봇(110)이 필요한 방향으로 움직일 수 있도록 한다.

더불어, 이러한 수거로봇(110)은 별도의 제어부(미도시)가 구비되고 리모콘(미도시)을 통한 근거리통신을 통해 명령이 전달됨으로써 작동 및 이동이 제어될 수 도 있고, 별도의 서버로부터 데이터 및 신호를 송신받아 작동이 이루어질 수도 있다.

즉, 침대(10)에 누워있는 환자가 용변을 보고자 하는 경우 환자가 리모콘의 버튼을 누르거나 서버로부터 환자의 상태를 전달받게 되면 수거로봇(110)이 침대(10)의 하부측으로 이동하여 배설물을 수거하고 도킹 스테이션(120,220) 측으로 이동하는 일련의 과정이 이루어질 수 있다.

상기 유입부(113)는 용변 구멍(16)으로부터 낙하하는 배설물이 저장탱크(114) 측으로 유입되도록 하는 통로 역할을 수행한다. 이러한 유입부(113)는 저장탱크(114)로부터 상방으로 일정높이 연장되고 상부가 개방된 중공형의 높이부(113a)를 포함한다.

이에 따라, 상기 높이부(113a)의 상부단과 용변 구멍(16)과의 이격거리를 좁혀 줌으로써 배설물이 튀지 않고 저장탱크(114) 측으로 원활하게 낙하될 수 있도록 한다. 더불어, 배설물이 낙하하는 과정에서 비산되더라도 외부로 이탈되지 않고 저장탱크(114) 측으로 모두 유입될 수 있도록 확대부(113b)가 구비될 수 있다. 이러한 확대부(113b)는 높이부(113a)의 상부테두리로부터 상방으로 갈수록 단면적이 서서히 증가하도록 구비됨으로써 낙하하는 배설물을 넓은 면적으로 커버할 수 있도록 한다.

이때, 상기 높이부(113a)는 상기 저장탱크(114)로부터 상방으로의 돌출높이가 가변되도록 구비될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 높이부(113a)의 일면에는 높이방향을 따라 일정길이를 갖는 랙기어(113c)가 구비되고, 상기 랙기어(113c)는 모터(113d)에 연결된 피니언 기어(113e)가 기어결합된다. 이에 따라, 상기 모터(113d)가 구동되면 피니언 기어(113e)가 회전되어 랙기어(113c)를 상,하방으로 이동시킴으로써 상기 높이부(113a)가 상,하 방향으로 이동될 수 있도록 한다.

이를 통해, 침대(10)에 누워있는 환자로부터 배설물을 수거하고자 하는 경우에는 상기 높이부(113a)가 상방으로 이동하여 용변 구멍(16)과 최대한 가깝게 위치함으로써 배설물을 용이하게 수거하고, 배설물의 수거가 끝난 경우에는 다시 하방으로 이동하여 원상태로 복귀되도록 한다.

한편, 상기 로봇본체(111)는 배설물이 저장탱크(114)에 수거된 상태에서 배설물로부터 발생되는 악취가 외부로 분출되는 것을 차단할 수 있도록 덮개(115)가 구비될 수 있다.

이러한 덮개(115)는 상기 유입부(113)와 대응되는 로봇본체(111)의 상부 영역에 일정면적 개구형성되는 개구부(116)에 개폐가능하게 구비될 수 있다. 이에 따라, 배설물을 수거하는 과정에서는 상기 덮개(115)가 개방되어 높이부(113a)가 상기 개구부(116)를 통해 상방으로 이동되도록 하고, 배설물의 수거가 끝나면 상기 높이부(113a)가 하방으로 이동되어 원상태로 복귀된 상태에서 상기 덮개(115)가 개구부(116)를 폐쇄하여 배설물로부터 발생되는 악취가 분출되는 것을 방지하도록 한다.

이와 같은 덮개(115)는 일측이 힌지축(미도시)을 중심으로 회동됨으로써 개폐가능하게 구비될 수도 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 덮개판(115a,115b)으로 구비되어 좌,우 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 구비될 수도 있다.

즉, 상기 한 쌍의 덮개판(115a,115b)은 일정면적을 갖는 판상의 부재로 이루어지고 상기 개구부(116) 하부측이나 테두리 상에 좌,우 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 배치된다.

그리고, 상기 한 쌍의 덮개판(115a,115b)의 일측에는 일정길이를 갖는 제1랙기어(115c) 및 제2랙기어(115d)가 각각 구비된다. 이때, 상기 제1랙기어(115c) 및 제2랙기어(115d)는 모터(115f)에 의해 정,역회전하는 하나의 피니언 기어(115e)를 통해 동시에 맞물린다. 이에 따라, 상기 모터(115f)를 구동시키게 되면 하나의 피니언 기어(115e)를 통해 맞물린 제1랙기어(115c) 및 제2랙기어(115d)가 서로 반대방향으로 각각 이동됨으로써 한 쌍의 덮개판(115a,115b)이 서로 이격되어 개구부(116)를 개방하거나 서로 인접되어 개구부(116)를 폐쇄하게 된다.

여기서, 한 쌍의 덮개판(115a,115b)를 슬라이딩 이동시키는 방식으로 랙과 피니언 기어 방식으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정하는 것은 아니며 공지의 다양한 슬라이딩 방식이 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 상기 로봇본체(111)의 상부측에는 센서에 의해 작동되는 방향제 분사수단(미도시)이 구비되어 배설물의 수거시 방향제가 자동으로 분사되도록 함으로써 배설물로부터 발생되는 악취를 제거할 수도 있다.

또한, 상기 덮개(115)의 하부면에는 상기 유입부(113)의 내부를 세척하기 위한 복수 개의 노즐(117)이 구비될 수 있다.

이러한, 복수 개의 노즐(117)은 단부가 직하방을 향하거나 일정각도 기울어진 상태로 하방을 향하도록 설치됨으로써 상기 유입부(113)의 내부면 측에 세척수를 직접 분사할 수 있도록 한다.

이를 통해, 상기 용변 구멍(16)에서 낙하하는 배설물을 수거하는 과정에서 유입부(113)의 내부에 배설물이 묻는다 하더라도 상기 노즐(117)로부터 분사되는 세척수를 통해 유입부(113)의 내부가 세척됨으로써 별도로 유입부(113)의 내부를 청소할 필요없이 재사용이 가능하게 된다.

여기서, 상기 복수 개의 노즐(117)은 덮개(115)의 내부에 각각 매설되는 분기라인(미도시)을 통하여 서로 연결되며 덮개(115)의 일측에 구비되는 하나의 공급구(117a)를 통해 세척수를 공급받게 된다. 그리고, 상기 공급구(117a)를 통해 유입되는 세척수는 로봇본체(111)의 내부에 배치되는 세척수탱크(119)를 통해 세척수를 공급받게 된다.

더불어, 상기 노즐(117)로부터 분사되는 세척수는 소독액이 포함될 수도 있다. 이러한 소독액은 별도의 탱크로부터 공급될 수도 있고 세척수 자체에 포함될 수도 있음을 밝혀둔다.

상기 저장탱크(114)는 유입부(113)를 통해 유입된 배설물을 수거하여 임시적으로 저장하는 역할을 수행한다. 이러한 저장탱크(114)는 내부공간을 갖는 함체형상으로 구비되며, 상부측에 상기 유입부(113)가 연결되고 일측에 상기 배설물을 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구(114a)가 연결된다.

이에 따라, 상기 용변 구멍(16)으로부터 낙하되는 배설물은 유입부(113)를 통해 상기 저장탱크(114) 측으로 수거된 후 수거로봇(110)과 도킹 스테이션(120,220)의 도킹시 상기 배출구(114a)를 통해 도킹 스테이션(120,220) 측으로 배출된다.

상기 저장탱크(114)의 내부에는 유입부(113)를 통해 유입된 배설물이 저장탱크(114)의 내부면에 들러붙는 것을 방지할 수 있도록 일정량의 원수가 저장되도록 한다. 여기서, 상기 저장탱크(114) 내부로 원수의 공급은 로봇본체(111)에 별도의 원수 공급부(미도시)가 구비되어 저장탱크의 내부로 공급될 수도 있고 도킹 스테이션(120,220)과의 도킹시 저장탱크(114)와 연통된 유입구(114b)를 통해 도킹 스테이션(120,220) 측으로부터 공급될 수도 있다.

한편, 상기 저장탱크(114)의 내부에는 상기 배출구(114a)를 통한 배설물의 이송이 원활하게 이루어질 수 있도록 배설물을 분쇄하기 위한 파쇄부(130)가 구비될 수 있다.

즉, 도 4를 참고하면 상기 파쇄부(130)는 저장탱크(114)의 내부에 배치되어 모터(132)의 구동을 통해 회전되는 일정면적을 갖는 판상의 회전판(134)과 상기 회전판(134)의 상부면에 상부로 일정높이 돌출되는 복수 개의 절단날(136)로 구비된다.

이에 따라, 상기 용변 구멍(16)으로부터 낙하하여 저장탱크(114)의 내부로 배설물이 수거된 상태에서 상기 모터(132)에 의해 회전판(134)이 정,역회전되면 복수 개의 절단날(136)에 의해 저장된 배설물이 분쇄된다. 이로 인해, 상기 배출구(114a)를 통한 도킹 스테이션(120,220) 측으로의 이동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

여기서, 상기 파쇄부(130)에 의한 배설물의 분쇄는 상기 덮개(115)가 로봇본체(111)의 개구부(116)를 폐쇄한 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 저장탱크(114)의 내부면에는 높이방향을 따라 내측으로 일정길이 돌출되는 판상의 돌출부(114c)가 구비될 수 있다. 이러한 돌출부(114c)는 상기 회전판(134)의 회전시 저장탱크(114) 내부에 존재하는 세척수에 와류를 발생시킴으로써 상기 절단날(136)에 의한 배설물의 분쇄가 더욱 잘 일어날 수 있도록 한다.

상기 도킹 스테이션(120,220)은 수거로봇(110)의 도킹시 수거로봇(110)의 저장탱크(114)에 저장된 배설물을 유입하여 처리하고 상기 수거로봇(110) 측으로 전원을 공급하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 도킹 스테이션(120,220)은 수거로봇(110)과의 도킹시 상기 배출구(114a)와 연결되는 적어도 하나의 흡입구(122a)가 구비되며, 수거로봇(110)에 구비되는 충전배터리(118)를 충전하기 위한 충전장치(123)가 마련된다.

이러한 도킹 스테이션(120,220)은 건물의 외벽에 매립설치될 수도 있고, 독립적인 구성품으로 구비될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템(100,200)은 도킹 스테이션(120,220)에서 배설물의 처리방식이 다양하게 이루어질 수 있다.

일례로, 상기 배설물은 원수의 공급에 의해 배설물을 배출하는 직수 방식(도 8 참조)과 열풍의 공급에 의해 배설물을 분쇄하는 열풍 흡입 방식(도 10 참조)이 사용될 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 배설물을 직수 방식에 의해 처리하는 경우 상기 도킹 스테이션(120,220)은 도킹본체(121)의 내부에 원수가 저장되는 원수탱크(126)와 배설물을 정화조로 이송하기 위한 배출라인(125)이 각각 구비된다.

그리고, 상기 도킹본체(121)의 일측에는 상기 원수탱크(126)와 연결되어 원수를 이송하는 이송라인(124)과 연결되는 유출구(122b)와, 배출라인(125)과 연결되는 흡입구(122a)가 각각 마련되며, 상기 수거로봇(110)과의 도킹시 상기 유출구(122b)는 저장탱크(114)의 유입구(114b)와 연결되며 상기 흡입구(122a)은 저장탱크(114)의 배출구(114a)와 각각 연결된다.

이에 따라, 상기 도킹 스테이션(120,220)과 수거로봇(110)의 도킹시 저장탱크(114)의 내부로 원수탱크(126)로부터 원수가 유입되고, 유입된 원수의 압력에 의해 저장탱크(114) 내부의 배설물이 배출구(114a)를 통해 흡입구(122a) 측으로 이동함으로써 배출라인(125)을 통해 정화조 측으로 배출된다.

이때, 상기 유입구(114b), 배출구(114a), 유출구(122b) 및 흡입구(122a)에는 도 9에 도시된 바와 같이 도킹본체(121)와 수거로봇(110)의 도킹시 열림 상태로 전환되는 일방향 밸브(140)가 각각 구비될 수 있다.

여기서, 상기 일방향 밸브(140)는 스프링부재(142)의 단부에 스템부재(144)가 배치되는 형태로 구비된다. 그리고, 상기 스템부재(144)는 일단에서 타단으로 갈수록 단면적이 서서히 감소하는 형태로 구비되어 스프링부재(142)를 압축하는 경우 유로를 개방하고 스프링부재(142)가 원상태로 복귀하는 경우 탄성력에 의해 지지되어 유로를 폐쇄하는 형태로 구비된다.

이때, 상기 유출구(122b) 및 흡입구(122a)에는 일측에 일정면적 절개형성되는 절개부(122d)를 갖추고 일정길이 돌출되는 중공형의 돌출관(122c)이 구비됨으로써 수거로봇(110)과 도킹 스테이션의 도킹시 상기 돌출관(122c)이 유입구(114b) 및 배출구(114a)에 배치되는 스템부재(144)를 일방향으로 각각 가압할 수 있도록 한다.

이에 따라, 상기 수거로봇(110)이 도킹 스테이션(120,220)과 도킹이 이루어지면 상기 돌출관(122c)을 통해 유입구(114b) 및 배출구(114a) 내에 배치되는 스템부재(144)를 각각 일방향으로 가압함으로써 유입구(114b) 및 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a)가 서로 연통된 상태를 유지하게 된다. 이와 같은 상태에서 원수탱크(126)로부터 이송라인(124)을 따라 원수가 이동하면 원수의 압력에 의해 유출구(122b) 내에 배치되는 스템부재(144) 역시 일방향으로 이동되어 유로가 개방됨으로써 저장탱크(114) 측으로 원수가 공급된다. 이후, 저장탱크(114)로 이동된 원수는 저장탱크(114) 내의 배설물과 함께 배출구(114a)를 통해 흡입구(122a) 측으로 이동되고 이송압력에 의해 흡입구(122a) 내에 배치되는 스템부재(144) 역시 일방향으로 가압됨으로써 유로가 개방되어 배출라인(125) 내로 이동된 후 정화조 측으로 배출된다.

이후, 저장탱크(114) 내에 존재하는 배설물의 배출이 완료되면 수거로봇(110)이 이동하여 도킹 스테이션(120,220)과의 도킹이 해제된다. 이로 인해, 상기 유입구(114b), 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 내에 각각 배치되는 스템부재(144)는 스프링부재(142)에 저장된 탄성력에 의해 각각 원상태로 복귀함으로써 유입구(114b), 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a)를 각각 폐쇄하게 되어 원수 또는 배설물이 외부로 누설되는 것이 차단됨과 동시에 저장탱크(114) 측에 일정량의 원수가 저장된 상태의 대기상태로 전환된다.

이에 따라, 배설물의 처리가 이루어진 후 저장탱크(114)의 내부를 별도로 세척하거나 청소할 필요없이 다시 재사용이 가능하게 된다.

도면에는 도시하지 않았지만 저장탱크(114) 측으로 원수의 공급시 원수의 공급 압력을 높일 수 있도록 상기 이송라인(124) 상에 별도의 가압펌프(미도시)가 구비될 수 있으며, 이송라인(124) 상에 솔레노이드 밸브가 구비되어 원수탱크(126)로부터 저장탱크(114) 측으로의 원수 이동이 전기적으로 제어될 수 있다.

한편, 상기 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 측에는 서로 대응되는 전기적인 단자(미도시)가 각각 구비됨으로써 수거로봇(110)과 도킹 스테이션(120,220)의 도킹시에만 제어부(미도시)를 통해 솔레노이드 밸브의 작동이 제어될 수 있다. 그리고, 원수가 유,출입되는 유입구(114b) 및 유출구(122b) 측에는 전기적으로 제어되는 솔레노이드 밸브(미도시)가 구비될 수도 있음을 밝혀둔다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템(100,200)에서 도킹 스테이션(120,220)이 직수 세척 방식으로 이루어지는 경우 환자의 배설물 처리과정은 다음과 같다.

먼저, 침대에 누워있는 환자의 상태가 용변을 배설하고자 하는 경우 수거로봇(110)은 환자의 상태에 대응하여 침대의 하부측으로 이동하여 용변 구멍(16)의 직하부에 위치한다. 여기서, 상기 환자의 상태는 리모콘 등을 통한 환자의 직접적인 조작에 의해 이루어질 수도 있고 환자의 상태를 모니터링하는 서버로부터 수거로봇(110)이 데이터 및 환자의 상태를 전송받아 자동으로 이동될 수도 있다.

이후, 수거로봇(110)은 용변 구멍(16)의 하부로 이동된 상태에서 덮개(115)를 개방하여 개구부(116) 및 유입부(113)가 개방되도록 한다. 필요한 경우 상기 유입부(113)가 상방으로 이동하여 용변 구멍(16)과의 간격을 좁히도록 한다.

다음으로, 용변 구멍(16)으로부터 낙하하는 배설물을 저장탱크(114) 측으로 수거하고 용변의 배출이 완료되면 상기 유입부(113)는 다시 하방으로 이동하여 원위치로 복귀하고 덮개(115) 역시 원상태로 복귀하여 개구부(116) 및 유입부(113)가 폐쇄되도록 한다.

그런 다음, 상기 수거로봇(110)은 도킹 스테이션(120,220) 측으로 이동하여 유입구(114b) 및 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a)가 서로 연결되도록 도킹된다. 이때, 상기 저장탱크(114)에 저장된 배설물은 도킹 스테이션(120,220) 측으로의 이동과정에서 파쇄부(130)를 통해 분쇄가 이루어질 수도 있고 상기 도킹 스테이션(120,220)과 도킹이 완료된 상태에서 분쇄가 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 덮개(115)에 구비되는 노즐(117)로부터 세척수를 분사하여 유입부(113)의 내부면에 묻은 배설물을 세척하는 과정 역시 도킹 스테이션(120,220) 측으로의 이동과정이나 도킹 스테이션(120,220)과의 도킹이 완료된 상태에서 이루어지도록 한다.

다음으로, 수거로봇(110) 및 도킹 스테이션(120,220)의 도킹이 완료된 상태에서 이송라인(124) 상의 밸브가 열림상태로 전환되어 원수탱크(126)로부터 상기 저장탱크(114) 측으로 원수를 소정의 압력으로 공급한다. 이때, 상기 유입구(114b) 및 배출구(114a)는 각각 유로가 개방된 상태를 유지하며 원수탱크(126)로부터 공급되는 원수의 압력에 의해 유출구(122b)는 개방되어 저장탱크(114) 측으로 유입되고 저장탱크(114)로부터 배설물과 함께 유동되는 원수에 의해 흡입구(122a) 역시 개방되어 배출라인(125)을 따라 정화조 측으로 배출된다.

여기서, 상기 수거로봇(110)과 도킹 스테이션(120,220)의 도킹 상태에서 상기 수거로봇(110)은 도킹 스테이션(120,220)으로부터 전원을 공급받아 충전배터리(118) 측의 충전이 이루어질 수 있으며 세척수탱크(119) 측으로 세척수의 공급이 동시에 이루어질 수 있다.

이후, 상기 저장탱크(114)에 수거된 배설물의 배출이 완료되면 이송라인(124) 상의 밸브를 닫힘상태로 전환하여 원수의 공급을 중단하고 수거로봇(110)이 도킹 스테이션(120,220)으로부터 분리되도록 한다. 이에 따라, 수거로봇(110)은 상기 저장탱크(114) 내에 일정량의 원수가 저장된 상태로 도킹 스테이션(120,220)으로부터 분리되어 재사용이 가능한 대기상태로 전환된다.

한편, 배설물을 열풍 방식에 의해 처리하는 경우 상기 도킹 스테이션(120,220)은 도 10에 도시된 바와 같이 도킹본체(121)의 내부에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급수단(222)과 진공펌프(224)를 매개로 연결되어 도킹본체(121)의 흡입구(122a)를 통해 흡입된 배설물을 저장하기 위한 저장조(226)로 구비된다.

그리고, 상기 도킹본체(121)의 일측에는 상기 열풍공급수단(222)과 연결되어 열풍을 이송하는 이송라인(124)과 연결되는 유출구(122b)와, 진공펌프(224)와 연결되는 흡입구(122a)가 각각 마련되며, 상기 수거로봇(110)과의 도킹시 상기 유출구(122b)는 저장탱크(114)의 유입구(114b)와 연결되며 상기 흡입구(122a)은 저장탱크(114)의 배출구(114a)와 각각 연결된다.

이에 따라, 상기 도킹 스테이션(120,220)과 수거로봇(110)의 도킹시 저장탱크(114)의 내부로 열풍공급수단(222)으로부터 열풍이 유입되고, 유입된 열풍에 의해 저장탱크(114) 내부의 배설물이 고형화된 후 파쇄부(130)를 통해 분쇄되어 진공펌프(224)의 흡입압력을 통해 배출구(114a)를 통해 저장조(226) 측으로 배출된다.

이때, 상기 유입구(114b), 배출구(114a), 유출구(122b) 및 흡입구(122a)에는 전기적인 제어를 통해 개폐 상태가 제어되는 솔레노이드 밸브(미도시)가 각각 구비될 수 있다. 그러나, 솔레노이드 밸브로 한정하는 것은 아니며 상태에 맞게 유로를 개폐할 수 있는 다양한 방식의 밸브가 사용될 수 있음을 밝혀둔다.

이로 인해, 상기 수거로봇(110)의 저장탱크(114) 측으로 배설물의 수거가 완료된 상태에서 열풍공급수단(222)으로부터 이송라인(124)을 따라 저장탱크(114)의 내부로 열풍이 공급되면 저장탱크(114) 내부의 배설물은 고온에 의해 고형화가 이루어진다.

여기서, 상기 유입구(114b) 및 유출구(122b) 상에 구비되는 솔레노이드 밸브는 각각 열림 상태이고 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 상에 구비되는 솔레노이드 밸브는 각각 닫힘 상태이다.

이때, 상기 유입부(113)의 개방된 상부는 별도의 보조덮개(미도시)에 의해 밀폐됨으로써 열풍공급수단(222)으로부터 공급되는 고온의 열풍이 저장탱크(114) 외부로 누설되는 것을 방지하도록 한다.

이후, 저장탱크(114) 내에서 고형화된 배설물은 파쇄부(130)를 통해 입자가 작은 가루 상태로 전환되고 진공펌프(224)에 의해 흡입되어 저장조(226) 측으로 이송됨으로써 수거로봇(110)의 저장탱크(114)로부터 배출이 완료된다.

이후, 저장탱크(114) 내에 존재하는 배설물의 배출이 완료되면 수거로봇(110)이 이동하여 도킹 스테이션(120,220)과의 도킹이 해제된다. 이때, 상기 유입구(114b), 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 내에 각각 배치되는 솔레노이드 밸브는 각각 닫힘상태로 전환되어 유입구(114b), 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a)를 각각 폐쇄함으로써 대기상태로 전환된다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만 저장탱크(114) 측으로 열풍의 공급시 열풍의 공급 압력을 높일 수 있도록 상기 이송라인(124) 상에 별도의 가압펌프(미도시)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 측에는 서로 대응되는 전기적인 단자(미도시)가 각각 구비됨으로써 수거로봇(110)과 도킹 스테이션(120,220)의 도킹시에만 제어부(미도시)를 통해 솔레노이드 밸브의 작동이 제어될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배설물 처리 도킹 시스템(100,200)에서 도킹 스테이션(120,220)이 열풍 방식으로 이루어지는 경우 환자의 배설물 처리과정은 다음과 같다.

그런 다음, 상기 수거로봇(110)은 도킹 스테이션(120,220) 측으로 이동하여 유입구(114b) 및 유출구(122b), 배출구(114a) 및 흡입구(122a)가 서로 연결되도록 도킹된다. 이때, 상기 덮개(115)에 구비되는 노즐(117)로부터 세척수를 분사하여 유입부(113)의 내부면에 묻은 배설물을 세척하는 과정이 수거로봇(110)이 도킹 스테이션(120,220) 측으로의 이동과정이나 도킹 스테이션(120,220)과의 도킹이 완료된 상태에서 이루어질 수 있다.

다음으로, 수거로봇(110) 및 도킹 스테이션(120,220)의 도킹이 완료된 상태에서 유입구(114b) 및 유출구(122b) 상의 밸브가 열림상태로 전환되어 열풍공급수단(222)으로부터 상기 저장탱크(114) 측으로 열풍을 공급하여 저장탱크(114)에 저장된 배설물을 고형화시킨다.

이후, 파쇄부(130)를 작동시켜 고형화된 배설물을 분쇄하여 입자가 작은 상태로 변경한다.

이후, 상기 유입구(114b) 및 유출구(122b) 상의 솔레노이드 밸브는 닫힘 상태로 전환하고 상기 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 상에 솔레노이드 밸브를 각각 열림상태로 전환한 후 진공펌프(224)를 통해 저장탱크(114) 내의 배설물을 저장조(226) 측으로 흡입한다. 배설물의 배출이 완료되면 배출구(114a) 및 흡입구(122a) 상의 솔레노이드 밸브를 닫힘상태로 전환한 후 수거로봇(110)이 도킹 스테이션(120,220)으로부터 분리되도록 한다. 이에 따라, 수거로봇(110)은 도킹 스테이션(120,220)으로부터 분리되어 재사용이 가능한 대기상태로 전환된다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

100,200 : 배설물 처리 도킹 시스템
110 : 수거로봇 111 : 로봇본체
112 : 바퀴 113 : 유입부
113a : 높이부 113b : 확대부
113c : 랙기어 113d : 모터
113e : 피니언 기어 114 : 저장탱크
114a : 배출구 114b : 유입구
114c : 돌출부 115 : 덮개
115a,115b : 덮개판 115c : 제1랙기어
115d : 제2랙기어 115e : 피니언 기어
115f : 모터 116 : 개구부
117 : 노즐 117a : 공급구
118 : 충전배터리 119 : 세척수탱크
120,220 : 도킹 스테이션 121 : 도킹본체
122a : 흡입구 122b : 유출구
122c : 돌출관 122d : 절개부
123 : 충전장치 124 : 이송라인
125 : 배출라인 126 : 원수탱크
222 : 열풍공급수단 224 : 진공펌프
226 : 저장조 130 : 파쇄부
132 : 모터 134 : 회전판
136 : 절단날 140 : 일방향 밸브
142 : 스프링부재 144 : 스템부재

Claims

침상에 일정면적의 용변 구멍이 관통형성된 침대에 누워있는 거동이 불편한 환자나 노약자의 배설물을 처리하기 위한 시스템에 있어서,
상기 용변 구멍을 통해 낙하하는 배설물이 유입되는 유입부와 배설물을 외부로 배출하기 위한 적어도 하나의 배출구를 갖추고 상기 침대측으로 이동하여 상기 용변 구멍을 통해 낙하하는 배설물을 수거하며 충전배터리를 포함하는 수거로봇; 및
상기 수거로봇의 도킹시 상기 배출구와 연결되어 수거로봇에 수거된 배설물을 유입한 후 처리하기 위한 적어도 하나의 흡입구를 갖고 상기 수거로봇이 도킹 스테이션에 도킹된 상태에서 상기 충전배터리를 충전하기 위한 충전장치를 구비하는 도킹 스테이션;을 포함하고,
상기 수거로봇이 도킹 스테이션에 도킹된 상태에서 도킹 스테이션 측으로 배설물의 이송과정이 이루어지는 배설물 처리 도킹 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 수거로봇은
상기 수거로봇은 하부면에 적어도 하나의 바퀴를 갖는 로봇본체 및
상기 유입부로부터 유입된 배설물이 일정량 저장될 수 있도록 상기 로봇본체의 내부에 배치되는 저장탱크를 포함하는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 유입부는 상기 저장탱크로부터 상방으로 일정높이 연장되고 상부가 개방된 중공형의 높이부를 포함하는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 유입부는 높이부의 상부테두리로부터 상방으로 갈수록 단면적이 서서히 증가하는 확대부를 포함하는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 높이부는 상기 저장탱크로부터 높이가 가변될 수 있도록 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 높이부의 일면에는 높이방향을 따라 일정길이를 갖는 랙기어가 구비되고, 상기 랙기어와 기어결합되는 피니언 기어가 모터에 의해 정,역회전되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 로봇본체는 상기 유입부와 대응되는 상부 영역에 일정면적 개방되는 개구부가 구비되고, 상기 개구부는 개폐가능하게 구비되는 덮개가 배치되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 덮개는 좌,우 방향으로 슬라이딩 이동가능하게 구비되는 한 쌍의 덮개판으로 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 8항에 있어서,
상기 한 쌍의 덮개판은 일측에 일정길이를 갖는 제1랙기어 및 제2렉기어가 각각 구비되고, 상기 제1랙기어 및 제2렉기어는 모터에 의해 정,역회전하는 하나의 피니언 기어를 통해 동시에 구동되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 7항에 있어서,
상기 덮개의 하부면에는 상기 유입부의 내부를 세척하기 위한 복수 개의 노즐이 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 10항에 있어서,
상기 로봇본체의 내부에는 상기 복수 개의 노즐과 연결되어 세척수를 공급하는 세척수탱크가 배치되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 저장탱크의 내부에는 상기 유입부를 통해 유입된 배설물을 파쇄하기 위한 파쇄부가 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 파쇄부는 상기 저장탱크의 내부에 배치되어 모터의 구동을 통해 회전되는 일정면적을 갖는 판상의 회전판과 상기 회전판의 상부면에 상부로 일정높이 돌출되는 복수 개의 절단날로 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 저장탱크의 내부면에는 높이방향을 따라 내측으로 일정길이 돌출되는 판상의 돌출부가 배치되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 내부에 원수가 저장되는 원수탱크와 배설물을 정화조로 이송하기 위한 배출라인이 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 15항에 있어서,
상기 저장탱크는 도킹시 상기 원수탱크와 연결되어 저장탱크의 내부로 원수가 공급되는 유입구를 포함하고, 상기 배출구는 도킹시 상기 배출라인과 연결되어 상기 저장탱크의 내부로 유입된 원수의 압력에 의해 저장탱크 내부의 배설물이 상기 배출라인을 따라 정화조 측으로 배출되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 16항에 있어서,
상기 유입구 및 배출구에는 상기 도킹 스테이션과의 도킹시 열림 상태로 전환되는 일방향 밸브가 각각 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 내부에 열풍을 공급하기 위한 열풍공급수단과 진공펌프를 매개로 연결되어 흡입된 배설물을 저장하기 위한 저장조가 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 18항에 있어서,
상기 저장탱크는 도킹시 상기 열풍공급수단과 연결되어 저장탱크의 내부로 열풍을 공급하는 유입구를 포함하고, 상기 배출구는 도킹시 상기 진공펌프와 연결되어 상기 저장탱크의 내부에서 고형화된 배설물이 흡입압력에 의해 상기 저장조 측으로 배출되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 19항에 있어서,
상기 배출구 상에는 내부에 일정길이 절개형성되는 절개부를 갖는 판상의 차단판이 배치되고, 상기 진공펌프의 흡입 압력에 의해 상기 절개부가 후퇴하여 유로가 개방되는 배설물 처리 도킹 시스템.
제 15항 내지 제 20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 건물의 외벽에 매립설치되거나 별도로 구비되는 배설물 처리 도킹 시스템.
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