KR102052948B1

KR102052948B1 - 자가발전을 통한 온열기능이 내재된 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어

Info

Publication number: KR102052948B1
Application number: KR1020190083040A
Authority: KR
Inventors: 이윤채; 이도영
Original assignee: 이윤채; 이도영
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2019-12-11

Abstract

본 발명은 휠체어를 이용하는 장애인의 둔부 측 욕창을 방지할 수 있도록 하기 위한 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠체어와 신체의 피부 사이에 공간을 형성하는 에어방석을 휠체어 상에 탈부착하여 사용할 수 있도록 구성하는 동시에 휠체어 측 바퀴의 구동력을 이용하여 에어방석 측 쿠션의 압박력(볼륨감)을 변화시킴으로써 사용자의 둔부 결절 주변에 집중되어 있던 하중을 주기적으로 변화시켜주는 한편, 휠체어 측 바퀴의 구동력을 이용하여 전기를 생산하고 이렇게 생산된 전기를 상기 에어방석에 구비된 면상발열체에 공급함으로써 신체의 특정부위에 미치는 하중을 분산시켜 혈액순환 장애를 방지함과 동시에 겨울철 온열기능을 제공하여 둔부 및 그 주변에 발생할 수 있는 욕창을 사전에 예방 및 방지할 수 있도록 한 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 관한 것으로서, 사용자가 앉을 수 있도록 구비되는 의자부와 상기 의자부의 측부 하측에 위치하여 회전에 의해 이동 가능하도록 구비되는 바퀴부를 포함하는 휠체어에 있어서, 상기 의자부의 상면에 탈부착하여 사용하도록 구비되는 것으로서, 공기입출부를 형성하고, 상기 공기입출부를 통해 내부로 공기를 주입 및 배출시킬 수 있도록 구비되는 에어방석; 상기 바퀴부 상에 연결 장착되고, 바퀴부 측 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환시킴으로써 펌핑 작동을 통해 전기를 생산함과 동시에 에어방석의 공기입출부로 공기를 주입 및 공기입출부를 통해 공기를 배출시키도록 연결 구비되며, 휠체어 이동 중에 에어방석 측 쿠션 압박력에 연속적인 변화를 유도함으로써 휠체어 사용자의 둔부 측 강제적인 압박과 해제로 근육을 강제 수축 및 이완시킬 수 있게 하는 펌프어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가발전을 통한 온열기능이 내재된 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어{A wheelchair equipped with a cushion for preventing pressure ulcers with a built-in thermal function through self-power generation}

본 발명은 휠체어를 이용하는 장애인의 둔부 측 욕창을 방지할 수 있도록 하기 위한 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휠체어와 신체의 피부 사이에 공간을 형성하는 에어방석을 휠체어 상에 탈부착하여 사용할 수 있도록 구성하는 동시에 휠체어 측 바퀴의 구동력을 이용하여 에어방석 측 쿠션의 압박력(볼륨감)을 변화시킴으로써 사용자의 둔부 결절 주변에 집중되어 있던 하중을 주기적으로 변화시켜주는 한편, 휠체어 측 바퀴의 구동력을 이용하여 전기를 생산하고 이렇게 생산된 전기를 상기 에어방석에 구비된 면상발열체에 공급함으로써 신체의 특정부위에 미치는 하중을 분산시켜 혈액순환 장애를 방지함과 동시에 겨울철 온열기능을 제공하여 둔부 및 그 주변에 발생할 수 있는 욕창을 사전에 예방 및 방지할 수 있도록 한 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 관한 것이다.

욕창(褥瘡, bedsore)은 우리 몸의 어느 부위든 지속적인 또는 반복적인 압박이 가해지고, 특히 뼈의 돌출부에 그 압박이 가해짐으로써 혈액순환이 잘되지 않아 신체조직이 죽게 되고 이로 인해 발생한 궤양(염증이나 괴사로 인해 그 조직표면이 국소적으로 결손되거나 함몰된 것)을 의미한다.

이러한 욕창은 일정 시기가 지나면 생명까지 위협할 수 있는 것으로 알려져 있으며(보건복지부 대한의학회, 2010), 이와 같은 욕창을 예방하는 가장 좋은 방법은 지속적으로 자세를 바꿔줌으로써 한 부위만 오래 눌려 혈액순환이 방해되는 것을 방지하는 것이다.

그런데, 움직임이 불편한 노약자나 지체 부자유자를 비롯한 기타 환자의 경우에는 이러한 통증을 해소하기 위한 움직임이 불가능할 경우 압박된 부분의 피부 측 혈행이 나빠지기 때문에 처음에는 창백해지면서 주위가 붉어져 압통이 생길 뿐만 아니라 나중에는 물집이 생기고 더 진행하면 거무스름해지며 괴저(壞疽)를 일으킨 부분은 탈락하고 궤양을 형성하여 악취가 나는 분비물이 나오게 된다.

한편, 거동이 불편한 환자나 장애인 등의 경우에는 전동 휠체어를 포함하는 모든 기종의 휠체어를 사용하고 있는데, 전동 휠체어를 포함한 모든 휠체어는 사용자의 착석을 위한 의자가 구비되며, 상기 의자는 주로 솜이나 스폰지와 같은 쿠션을 외피가 감싸는 형태로 되어 있다.

하지만, 종래의 휠체어가 갖는 의자는 환자나 장애인 등의 사용자가 앉았을 때 환부나 신체의 특정부위가 항상 의자에 접촉되어 압박상태에 있게 된다.

이렇게, 휠체어 의자에 앉은 상태에서 좌골이나 골반 또는 허벅지의 피부가 장시간 압박을 받게 되면, 피부 내부의 혈관도 압박을 받게 되어 혈액순환의 장애가 발생하게 되고, 이는 욕창 등의 발생원인이 되어 환자나 장애인 등 휠체어 사용자의 고통을 가중시키게 됨은 물론 치료에도 여러 가지 어려움을 더하게 되며, 욕창이 심해지는 경우 사망에까지 이르는 경우도 발생된다.

이에 따라, 상기와 같은 혈액순환의 장애로 인한 욕창을 방지하기 위해서는 휠체어 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 욕창 방지를 위한 근본적인 해결책이 될 수 없다.

이에, 상기와 같은 혈액순환의 장애로 인한 욕창을 방지하기 위한 방법으로 휠체어 상에 센서나 통신수단, 서버, 배터리 등의 다양한 장치를 설치하고, 전기적인 모니터링 및 의자의 움직임을 유발하도록 하고 있으나, 구성이 복잡하고 전기를 사용하여야 하므로 배터리를 주기적으로 충전하여야 하는 등 사용에 있어 불편하고 번거로운 문제점이 있었다.

부연하여, 전동방식이 아니면서 상술한 불편함과 번거로움 없이 간편하고 용이하게 사용할 수 있도록 하며, 단순한 구성을 갖는 휠체어의 개발이 요구되고 있는 실정에 있다.

한편, 욕창 방지 구조를 갖는 휠체어에 관한 종래 선행기술을 살펴보았을 때, 국내등록특허 제10-1656411호, 제10-1412731호, 제101648941호 등지에서는 "바퀴의 구동력을 이용하고 이러한 바퀴의 구동력을 전달하는 방식으로 캠 방식 또는 크랭크 방식을 접목하되 시트부에 연결 구성함으로써 시트부의 일부를 반복적으로 승하강하도록 구성함으로써 사용자의 둔부 결절 주변에 집중되어 있던 하중을 주기적으로 변화시켜 둔부 주변에 발생할 수 있는 욕창을 사전에 예방할 수 있도록 하는 욕창 방지 휠체어"를 제안 및 개시하고 있다.

이러한 종래 선행기술은 시트부 자체를 승하강 처리할 수 있도록 하기 위해 시트부 자체에 대한 개선된 구조를 포함하는 것으로서, 구조변경에 따른 어려움이 잇고, 더욱이 타격을 통해 둔부를 가격하는 방식이므로 어느 특정 타격부위에 과도한 압력이 가해져 피부가 손상되는 문제점이 있었다.

아울러, 겨울철 둔부가 시트부를 통해 외기와 직접 접촉하므로 국부적 체온저하로 인한 혈액순환장애가 발생하여 욕창의 진행을 가속하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1656411호 대한민국 등록특허공보 제10-1412731호 대한민국 등록특허공보 제10-1648941호

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

첫째, 휠체어와 신체의 피부 사이에 공간을 형성하는 에어방석을 휠체어 상에 탈부착하여 사용할 수 있도록 구성함으로써 휠체어 사용자의 신체의 특정부위에 미치는 하중을 분산시켜 혈액순환 장애를 방지할 수 있도록 하며, 휠체어 사용자의 둔부 및 그 주변에 강제적인 압박 및 해제를 통해 장시간 동일한 자세가 유지되지 않도록 함은 물론 일정부위에 대한 장시간 짓눌림을 방지하여 휠체어를 이용한 이동 중 둔부 측 욕창의 발생을 예방 및 방지할 수 있도록 한 새로운 구성을 갖는 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어를 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 휠체어 측 바퀴의 구동력을 이용하여 자가발전할 수 있도록 하는 수단을 제공함으로써, 휠체어 이동에 따라 전기가 생산되도록 하고 이렇게 생산된 전기를 상기 에어방석에 구비된 면상발열체에 공급함으로써 온열기능을 제공을 통해 겨울철 둔부가 시트부를 통해 외기와 직접 접촉하므로 국부적 체온저하로 인한 혈액순환장애가 발생하여 욕창의 진행을 저지하는 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어는, 사용자가 앉을 수 있도록 구비되는 의자부와 상기 의자부의 측부 하측에 위치하여 회전에 의해 이동 가능하도록 구비되는 바퀴부를 포함하는 휠체어에 있어서, 상기 의자부의 상면에 탈부착하여 사용하도록 구비되는 것으로서, 공기입출부를 형성하고, 상기 공기입출부를 통해 내부로 공기를 주입 및 배출시킬 수 있도록 구비되는 에어방석; 상기 바퀴부 상에 연결 장착되고, 바퀴부 측 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환시킴으로써 펌핑 작동을 통해 전기를 생산함과 동시에 에어방석의 공기입출부로 공기를 주입 및 공기입출부를 통해 공기를 배출시키도록 연결 구비되며, 휠체어 이동 중에 에어방석 측 쿠션 압박력에 연속적인 변화를 유도함으로써 휠체어 사용자의 둔부 측 강제적인 압박과 해제로 근육을 강제 수축 및 이완시킬 수 있게 하는 펌프어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어방석은, 복수의 영역으로 구획 형성하고, 상기 구획된 각 영역에 공기의 주입 및 배출이 개별적으로 이루어지도록 펌프어셈블리 및 공기압조절기구와 각각 연결되되, 펌프어셈블리는 구획된 각 영역에 대해 공기의 주입 및 배출에 의한 쿠션 볼륨감의 상사점과 하사점이 상반되게 작용토록 연결 구비하여 에어방석의 일측 영역에서는 압박 동작을 수행함과 동시에 타측 영역에서는 해제 동작이 이루어지도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펌프어셈블리는, 상기 바퀴부의 구동축 상에 연결 장착되어 회전되는 회전체; 상기 회전체의 일측에 일단이 힌지 결합되고, 회전체의 회전에 따라 전후진 이동되는 크랭크축; 상기 크랭크축의 타단에 핀 고정되어 결합되고, 전후진에 따라 공기압 또는 흡입력을 생성시키는 피스톤로드; 상기 피스톤로드의 전후진을 가이드하고, 선단면 중앙에 공기주입구를 갖는 실린더; 상기 실린더의 공기주입구에 일단이 연결되고 타단이 에어방석의 공기입출부에 연결되는 연결호스; 를 포함하는 한편, 실린더에 전자기 유도에 의해 발생한 유도전류를 이용하여 전기를 생산하는 유도발전기가 형성되고, 유도전류를 생산할 수 있는 자석이 피스톤로드 내측에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어방석에 연결되어 사용자가 직접 에어방석에 공기를 주입 또는 배출할 수 있도록 하기 위한 공기주입펌프와, 상기 공기주입펌프에 일단이 연결되고 타단이 에어방석의 공기입출부에 연결되는 공기주입호스, 및 상기 공기주입펌프를 통해 에어방석의 공기입출부로 주입되는 공기를 외부 배출 가능하게 연결 구비되는 에어배출밸브를 구비한 공기압조절기구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 휠체어를 이용하여 이동하는 경우 휠체어의 바퀴에서 발생되는 구동력을 이용하여 직선 왕복운동으로의 전환을 통한 펌프 작동을 가능하게 구비함으로써

첫째, 반복적인 공기의 주입 및 배출에 의한 에어방석 측 쿠션 압박력에 변화를 줄 수 있어 둔부 및 그 주변에 대해 강제적인 압박 및 해제 기능을 반복적으로 제공할 수 있으며, 이를 통해 둔부 및 그 주변에 대한 근육 수축 및 이완을 갖게 하므로 휠체어를 타고 이동중 장시간 동일 자세가 유지되는 것을 방지 및 짓눌림을 방지할 수 있고 원활한 혈액순환을 도울 수 있어 둔부 및 그 주변에 욕창이 발생되는 것을 사전 예방 및 방지할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.

둘째, 외부전력 없이 단순히 휠체어를 이동하는 것만으로 자체발전이 가능해져, 휠체어 이동에 따라 전기가 생산되도록 하고 이렇게 생산된 전기를 상기 에어방석에 구비된 면상발열체에 공급함으로써 온열기능을 제공을 통해 겨울철 둔부가 시트부를 통해 외기와 직접 접촉하므로 국부적 체온저하로 인한 혈액순환장애가 발생하여 욕창의 진행을 저지하는 효과를 갖는다.

셋째, 본 발명에 따르면, 에어방석을 사분면(四分面)으로 구획 형성하는 경우, 에어방석의 사분면 각각에 대한 쿠션 압박력(볼륨감)의 변화를 유도할 수 있고 서로 다른 쿠션 상태를 반복적으로 형성하여줄 수 있으므로 휠체어 사용자의 둔부 및 그 주변에 대한 욕창 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 있어 에어방석의 구획 배치를 나타낸 일 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 있어 에어방석의 측면을 나타낸 도면이다
도 5는 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 있어 구획 배치한 에어방석과 이에 연결되는 펌프어셈블리를 나타낸 일 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 있어 펌프어셈블리 측 공기 주입과 흡입에 대한 동작상태를 설명하기 위해 나타낸 도면이다
도 7은 본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어에 있어 펌프어셈블리의 측면을 나타낸 도면이다

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어(100)는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이, 휠체어 사용자가 앉을 수 있도록 구비되는 의자부(110)와, 상기 의자부(110)의 앞쪽 하측으로 연결 구비되는 발판부(120), 및 상기 의자부(111)를 포함하는 휠체어의 위치이동이 가능하도록 구동축(131) 상에 연결되어 회전 가능하게 구비되는 바퀴부(130)를 포함한다.

또한, 상기 의자부(110)의 상면에 탈부착하여 사용하도록 구비되는 것으로서, 공기입출부(142)를 형성하고 상기 공기입출부(142)를 통해 내부로 공기를 주입 및 배출시킬 수 있도록 구비되며 공기 주입시 공기압에 의한 쿠션 압박력을 제공하는 볼륨감을 형성하도록 구비되는 에어방석(140)을 포함한다.

또한, 상기 바퀴부(130) 상에 연결 장착되고, 바퀴부(130) 측 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환시킴으로써 펌핑 작동을 통해 에어방석(140)의 공기입출부(142)로 공기를 주입 및 공기입출부(142)로부터 공기를 흡입하여 배출시키도록 연결 구비되며, 이를 통해 휠체어(100)의 이동 중에 에어방석(140) 측 쿠션 압박력, 즉 쿠션 볼륨감에 연속적인 변화를 유도함으로써 휠체어 사용자의 둔부 측 강제적인 압박과 해제로 근육을 강제 수축 및 이완시킬 수 있게 하는 펌프어셈블리(150)를 더 포함한다.

더욱 구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 에어방석(140)은 사각블록체의 베이스기재 상면에 쿠션 볼륨감에 의한 압박력을 형성하도록 형성되며, 그 하면에 벨크로부재나 자석 등의 탈부착수단을 고정 배치하는 구성과 상기 의자부(110)의 상면에 이에 상응하는 대응고정수단을 고정 배치하는 구성을 통해 의자부(110) 상에 탈부착하여 사용할 수 있도록 한다.

한편, 상기 휠체어의 의자부(110)에 앉은 이용자가 수동으로 조절하여 에어방석(140)의 수동 공기주입부(143) 측에 공기를 주입 또는 외부 배출할 수 있도록 한 수동조절기구(160)를 더 포함한다.

또한, 상기 수동조절기구(160)는 볼 타입의 튜브형 구조를 갖는 공기주입펌프(161)와, 상기 공기주입펌프(161)에 일단이 연결되고 타단이 에어방석(140)의 공기주입부(143)에 연결되는 공기주입호스(162), 및 상기 공기주입펌프(161)를 통해 에어방석(140)의 수동 공기주입부(143)로 주입되는 공기를 외부 배출 가능하게 연결 구비되는 에어배출밸브(163)로 구성한다.

상기 공기주입펌프(161)는 휠체어(100)를 이용하는 이용자가 손으로 쥐고 압착할 수 있도록 구비된다.

상기 공기주입호스(162)는 고정 연결하는 방식도 가능하나, 탈부착하는 형태로 구비함이 더욱 바람직하다.

상기 에어배출밸브(163)는 공기주입펌프(161)의 후단에 연결 장착하는 형태로 구비할 수 있으나, 공기주입펌프(161)와 공기주입호스(162)의 사이에 개재하여 연결 구비하는 형태로 구성할 수도 있다 할 것이다.

여기서, 도시하지는 않았지만, 연결호스(155)와 공기주입호스(162)를 연결하는 삼방밸브(도면 미도시)를 형성하고, 이를 통해 사용자가 펌프어셈블리(150) 또는 수동조절기구(160)의 사용을 선택할 수 있도록 하는 것도 바람직하다.

즉, 이러한 상기 수동조절기구(160)를 통해서는 휠체어(100)를 이동 중 상기 펌프어셈블리(150)를 통해 발생되는 공기주입량에 대한 추가적인 조절이 요구되는 경우 이를 사용하여 에어방석(140) 측에 추가적인 공기를 주입할 수 있는 장점을 제공하며, 때로는 휠체어(100)를 사용하지 않고 의자부(110)에 앉아 고정한 상태에서도 개별 사용함으로써 휠체어 이용자가 수동으로 에어방석(140) 측에 공기를 주입 또는 해제하여 다리 부위 근육에 강제적인 수축과 이완 작용을 갖게 할 수도 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 펌프어셈블리(150)는 에어방석(140)에 공기를 주입 및 배출시키는 구성을 갖는다.

이를 위해, 상기 펌프어셈블리(150)는 상기 바퀴부(130)의 구동축(131) 상에 연결 장착되어 360도 회전되는 회전체(151)와, 상기 회전체(151)의 일측에 일단이 힌지 결합되고 회전체(151)의 회전에 따라 전후진 이동되는 크랭크축(152)와, 상기 크랭크축(152)의 타단에 핀 고정되어 결합되고 전후진 이동상태에 따라 공기압 또는 흡입력을 생성시키는 피스톤로드(153)와, 상기 피스톤로드(153)의 전후진 이동을 가이드하고 선단면 중앙에 공기주입구(154a)를 갖는 실린더(154), 및 상기 실린더(154)의 공기주입구(154a)에 일단이 연결되고 타단이 에어방석(140)의 공기입출부(142)에 연결되는 연결호스(155)로 구성한다.

상기 펌프어셈블리(150)는 상기 바퀴부(130) 측 구동축(131)의 좌우 방향 어느 일측에 장착하거나 또는 양측에 모두 위치되게 장착하는 형태로 구비할 수도 있다.

상기 펌프어셈블리(150)는 필요에 따라 크랭크축(152)과 피스톤로드(153)의 사이에 커넥팅로드를 개재하여 연결하는 구성을 갖게 할 수도 있으며, 이를 통해 피스톤로드(153) 측 전후진 이동을 더욱 원활하게 수행하도록 구성할 수 있다.

상기 연결호스(155)는 고정 연결하는 방식도 가능하나, 탈부착하는 형태로 구비함이 더욱 바람직하다.

이러한 구성을 갖는 상기 펌프어셈블리(150)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 바퀴부(130)의 회전에 따라 그 구동력을 이용하여 전후진 이동 및 왕복 운동하도록 구비되며, 이를 통해 휠체어(100)의 이동 중에 에어방석(140) 측에 공기를 주입함과 더불어 흡입을 통해 공기를 배출할 수 있도록 작동하여 에어방석(140)의 단위에어셀(141)들에 대한 쿠션 압박력의 변화를 유도할 수 있다.

즉, 상기 에어방석(140) 측 쿠션 볼륨감에 변화를 줄 수 있으며, 이러한 쿠션 볼륨감의 변화를 통해 휠체어(100)를 이용하는 사용자의 둔부 및 그 주변 근육을 강제 수축 및 이완되게 할 수 있어 욕창을 사전 예방 및 방지할 수 있다.

부연하여, 상기 펌프어셈블리(150) 측 작동에 의한 에어방석(140) 측 쿠션 압박력의 변화 상태를 설명하면 다음과 같다.

휠체어(100)를 움직여 이동하게 되면 바퀴부(130)가 회전하는데, 이와 같은 바퀴부(130)의 회전에 따라 회전체(151)가 360도 회전하게 되고, 이러한 회전은 크랭크축(152)에 연계되는 작동을 통해 도 6의 (a)에서와 같이 크랭크축(152)을 전진 배치시킨 이후에 도 6의 (b)에서와 같이 크랭크축(152)을 후진 배치시킨다.

이러한 크랭크축(152)의 전진시 실린더(154) 내에 배치된 피스톤로드(153)가 전진 배치되면서 공기압을 발생시키고 이를 공기주입구(154a)와 이에 연결된 연결호스(155)를 통해 에어방석(140)의 공기입출부(142)로 실린더(154) 측에서 발생된 공기를 주입하게 되며, 이와 반대로 크랭크축(152)의 후진시 실린더(154) 내에 배치된 피스톤로드(153)가 후진 배치되면서 흡입력을 발생시키고 연결호스(155)를 통해 에어방석(140)의 공기입출부(142)로부터 공기를 흡입 처리하게 된다.

이에, 휠체어(100) 측 바퀴부(130)의 회전에 따라 연동하도록 구비된 상기 펌프어셈블리(150) 측 작동을 통해 에어방석(140)의 공기입출부(142)로 공기를 주입한 후 연속 동작하여 에어방석(140)의 공기입출부(142)로부터 공기를 흡입하는 동작을 수행하게 되며, 이때 휠체어(100)의 의자부(110)에 앉은 상태에 있는 사용자의 둔부 및 그 주변 근육에 접촉되는 에어방석(140)의 쿠션 볼륨감의 형성 및 해제를 통해 압박력을 제공 및 해제하게 되고, 이를 반복적인 동작으로 수행되게 하므로 둔부 측에 강제적인 압박과 해제 기능을 제공하며, 둔부 측 근육에 대한 강제 수축과 이완을 갖게 하므로 혈액을 순환시켜주는 작용을 하게 된다.

즉, 휠체어(100)의 이동중에 바퀴부(130) 측 구동력을 이용한 펌프 작동을 유도하고, 에어방석(140) 측에 쿠션 볼륨감에 의한 압박력의 변화를 유도하여 강제적인 압박 및 해제 기능을 하므로 휠체어(100)의 의자부(110)에 앉은 사용자의 둔부 측 혈액순환을 도울 뿐만 아니라 신체의 특정부위에 욕창이 발생되는 것을 사전에 예방 및 방지할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

한편, 상기 에어방석(140)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 하나로 완전체를 이루는 방석이되, 제1 내지 제4 분면으로 나누어 구획 형성하는 구성을 갖게 할 수도 있다.

부연하여, 상기 에어방석(140)은 사분면(四分面) 영역으로 나누어 4개소로 구획 형성하고, 상기 구획된 4개소의 각 영역에 펌프어셈블리(150) 또는 수동조절기구(160)을 통해 공기의 주입 및 배출이 개별적으로 이루어지도록 구성할 수 있다.

이때, 상기 에어방석(140)에는 구획된 4개소의 각 영역에 대해 상기 펌프어셈블리(150) 또는 수동조절기구(160)의 작동을 통한 공기의 주입 및 배출이 개별적으로 이루어지게 사분면 각각에 공기입출부(142) 및 수동 공기출입부(143)를 각각 형성하여 구비한다.

여기에서도 상기 에어방석(140)은 사각블록체의 베이스기재 상면에 쿠션 볼륨감에 의한 압박력을 형성하도록 하는 돌출형 구조의 단위에어셀(도면 미도시)을 포함하되, 상기 단위에어셀을 사각블록체의 베이스기재 상면 전체에 걸쳐 다수 배열한 구성을 갖게 할 수 있으며, 단위에어셀 또한 4개소의 분배된 영역별로 공기의 입출에 의한 압박력의 변화를 유도하도록 구성 및 해당 위치에 따라 쿠션 볼륨감의 상태에 차이가 발생하도록 구성할 수 있다.

아울러, 상기 펌프어셈블리(150)는, 도 7을 참조하면, 실린더(154)에 전자기 유도에 의해 발생한 유도전류를 이용하여 전기를 생산하는 유도발전기(156)을 포함하고, 유도전류를 생산할 수 있는 자석(157)을 피스톤로드(153) 내측에 형성한다,

이를 통해, 피스톤로드(153)의 왕복 직선운동시 유도발전기에서 생산되어 전기 생산량이 대폭 증가하게 된다. 이때, 자석(157)은 자력의 세기가 강하고 보자력이 우수한 네오디뮴 자석으로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

즉, 외부전력 없이 단순히 휠체어를 이동하는 것만으로 유도발전기를 통해 자체발전이 가능해져, 휠체어 이동에 따라 전기가 생산되고, 이렇게 생산된 전기는, 도 4를 참조하면, 에어방석(140) 저부에 형성된 면상발열체(141)에 전가되어 온열기능의 제공을 통해 겨울철 둔부가 시트부를 통해 외기와 직접 접촉하므로 국부적 체온저하로 인한 혈액순환장애가 발생하여 욕창의 진행을 저지하는 효과를 갖는다. 여기서, 유도발전기를 통해 생산된 전기는 별도의 배터리(도면 미도시)에 축전시킬 수 있고, 바로 사용할 수도 있으며, 이는 스위치(148)를 통해 제어가 가능하다.

이와 더불어, 상기 에어방석(140)은 상기와 같이 구획된 4개소의 영역으로 나누어 구성한 상태에 펌핑 작동에 의한 공기의 주입시 또는 흡입 배출시 쿠션 압박력을 위한 쿠션 볼륨감의 상사점과 하사점이 상반되게 작용하도록 펌프어셈블리(150) 측과 연결 구비할 수 있으며, 이를 통해 에어방석(140)의 일측 영역에서는 볼륨감 형성에 의한 압박 동작을 수행함과 동시에 타측 영역에서는 볼륨감 해제에 의한 압박 해제 동작이 이루어지게 할 수 있다.

여기에서, 상기 에어방석(140)과 상기 펌프어셈블리(150)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 휠체어(100) 상에 설치 및 상호 연결되는 구성을 갖게 할 수 있는데, 상기 바퀴부(130) 측 구동축(131)의 좌우 방향 양측부에 모두 위치되게 장착하는 형태로 구비할 수 있다.

이를 위해, 상기 펌프어셈블리(150)는 상기 바퀴부(130)를 구동하는 구동축(131)의 양측부에 각각 장착되는 제1회전체(151A)와 제2회전체(151B)를 포함한다.

상기 제1회전체(151A)에는 그 일측에 일단이 힌지 결합되고 제1회전체(151A)의 회전상태에 따라 전후진 이동되는 제1크랭크축(152A)과, 상기 제1크랭크축(152A)의 타단에 핀 고정되어 결합되고 전후진에 따라 공기압 또는 흡입력을 생성시키는 제1피스톤로드(153A)와, 상기 제1피스톤로드(153A)의 전후진을 가이드하고 선단면 중앙에 공기주입구를 갖는 제1실린더(154A), 및 상기 제1실린더(154A)가 갖는 공기주입구에 일단이 각각 연결되고 타단이 에어방석(140)의 일측 공기입출부(142)에 연결되는 한쌍의 제1연결호스(155A)를 포함한다.

상기 제2회전체(151B)에는 그 일측에 일단이 힌지 결합되고 제2회전체의 회전상태에 따라 전후진 이동되는 제2크랭크축(152B)과, 상기 제2크랭크축의 타단에 핀 고정되어 결합되고 전후진에 따라 공기압 또는 흡입력을 생성시키는 제2피스톤로드(153B)와, 상기 제2피스톤로드의 전후진을 가이드하고 선단면 중앙에 공기주입구를 갖는 제2실린더(154B), 및 상기 제2실린더가 갖는 공기주입구에 일단이 각각 연결되고 타단이 에어방석(140)의 타측 공기입출부(142)에 연결되는 한쌍의 제2연결호스(155B)를 포함한다.

여기에서, 상기 제1실린더(154A)와 제2실린더(154B)에는 각각 공기주입구(154a)를 한쌍 구조로 구비하여 한쌍의 제2연결호스(155A)(155B)와 분배 구조가 아닌 각각 연결하는 구성을 갖게 할 수 있다.

이때, 상기 제1회전체(151A)에 일단이 연결되는 제1크랭크축(152A)과 상기 제2회전체(151B)에 일단이 연결되는 제2크랭크축(152B)의 연결위치를 상측 방향과 하측 방향으로 상반되게 배치함으로써 휠체어(100)의 이동에 따른 바퀴부(130)의 회전시 제1크랭크축(152A)과 제2크랭크축(152B)의 상사점과 하사점에 차이를 갖게 하는 구성을 갖게 할 수 있다.

이를 통해, 상기 바퀴부(130)의 회전상태에 따라 제1피스톤로드(154A)와 제2피스톤로드(154B) 측 공기압과 흡입력 생성이 상반되게 이루어지게 할 수 있으며, 에어방석(140) 측 단위에어셀(141)들에 대한 사분면 측 쿠션 볼륨감에 차별된 변화를 줄 수 있으며, 휠체어(100) 사용자의 둔부 측 혈액순환을 도와 신체 특정부위 측 욕창을 더욱 효과적으로 예방 및 방지할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

예를 들어, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 에어방석(140)에 있어 사분면으로 구획한 제1분면과 제2분면이 펌프어셈블리(150) 측 작동시 상사점이 되고 쿠션 볼륨감을 형성함에 의해 쿠션 압박력을 제공하고, 이와 반대로 에어방석(140) 측 제3분면과 제4분면이 하사점이 되는 경우 쿠션 볼륨감이 해제됨에 의해 압박력이 해제되므로 하반신으로 쏠리는 혈액을 상반신으로 올릴 수 있는 효과를 갖는다. 이와 같은 일 영역별 압박과 해제의 반복 동작을 통해 접촉되는 사용자의 근육을 강제 수축 및 이완시킬 수 있어 혈액순환을 돕고 신체를 움직여주므로 특정부위 측 욕창을 사전에 예방 및 방지할 수 있는 유용함을 제공할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 휠체어 110: 의자부
120: 발판부 130: 바퀴부
140: 에어방석 141: 단위에어셀
150: 펌프어셈블리 151: 회전체
152: 크랭크축 153: 피스톤로드
154: 실린더 155: 연결호스
160: 공기압조절기구 161: 공기주입펌프
162: 공기주입호스 163: 에어배출밸브

Claims

사용자가 앉을 수 있도록 구비되는 의자부와 상기 의자부의 측부 하측에 위치하여 회전에 의해 이동 가능하도록 구비되는 바퀴부를 포함하는 휠체어에 있어서,
상기 의자부의 상면에 탈부착하여 사용하도록 구비되는 것으로서, 공기입출부를 형성하고, 상기 공기입출부를 통해 내부로 공기를 주입 및 배출시킬 수 있도록 구비되는 에어방석;
상기 바퀴부 상에 연결 장착되고, 바퀴부 측 회전운동을 직선 왕복운동으로 전환시킴으로써 펌핑 작동을 통해 전기를 생산함과 동시에 에어방석의 공기입출부로 공기를 주입 및 공기입출부를 통해 공기를 배출시키도록 연결 구비되며, 휠체어 이동 중에 에어방석 측 쿠션 압박력에 연속적인 변화를 유도함으로써 휠체어 사용자의 둔부 측 강제적인 압박과 해제로 근육을 강제 수축 및 이완시킬 수 있게 하는 펌프어셈블리;를 포함함과 더불어,
상기 에어방석 저부에는 면상발열체를 형성함로써, 휠체어 이동에 따라 생산된 전기가 면상발열체에 전가되어 온열기능이 제공되도록 하는 한편,
휠체어 이동에 따라 생산된 전기는 배터리에 축전시키거나 또는 바로 사용할 수도 있도록 스위치를 통해 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 자가발전을 통한 온열기능이 내재된 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어.
청구항 1에 있어서,
상기 에어방석에 연결되어 사용자가 직접 에어방석에 공기를 주입 또는 배출할 수 있도록 하기 위한 공기주입펌프와, 상기 공기주입펌프에 일단이 연결되고 타단이 에어방석의 공기입출부에 연결되는 공기주입호스, 및 상기 공기주입펌프를 통해 에어방석의 공기입출부로 주입되는 공기를 외부 배출 가능하게 연결 구비되는 에어배출밸브를 구비한 공기압조절기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자가발전을 통한 온열기능이 내재된 욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어.
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