KR102322109B1 - 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이용자가 눕거나 앉아서 휴식하는 공간을 제공하는 침대본체; 상기 침대본체의 뼈대를 이루는 침대프레임; 상기 침대프레임에 분리가능하게 결합되어 이용자의 신체를 지지하면서 받처주는 매트리스; 상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에서 가해지는 압력을 감지하는 압력감지부재; 상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에 가해지는 압력을 제어하는 압력제어부재; 및 상기 침대본체의 일부분에 구비되며 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재에 각각 연결되어 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 압력제어부재는, 이용자의 신체에서 가해지는 무게에 따라 선별적으로 압력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대{A Bed with Partial Pressure Control}

본 발명은 압력의 제어가 가능한 침대에 관한 것으로, 보다 상세하게는 침대를 사용하는 이용자의 신체 부위에 따라서 매트리스에 가해지는 압력의 부분적인 제어가 가능한 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대에 관한 것이다.

일반적으로 지구의 중력(重力)은 자연계(自然界)에 여러 가지 영향을 미치며, 특히, 직립보행을 하는 우리 인체는 수직적 중력을 많이 받게 되므로 여러 가지 문제점들이 야기된다.

예컨대, 보통 사람의 몸은 20세 이후부터 눈에 띄게 노화가 시작되는데, 나이가 들수록 피부 속 수분이 줄어들고 탄력섬유 등의 노화로 피부탄력이 줄기 시작하고 중력으로 인해 자연스럽게 밑으로 쳐지면서 얼굴 인상 변화에도 영향을 준다. 특히 처진 볼살, 잔주름, 눈가주름, 팔자주름 등이 발생 되고, 피부의 탱탱함과 V라인이 떨어지게 된다.

또한, 하지 정맥류는 대표적인 혈액 순환 장애로서 중력에 저항해 다리 혈관에서 심장까지 혈액을 수송하는 정맥판막이 제 기능을 못할 경우, 다리에 푸른 핏줄이 보이거나 혈관이 포도 송이 처럼 꼬이거나 다리에 부풀어오르는 증상을 보이며, 교사 등과 같이 근무환경 탓에 오랫동안 서서 일하기 때문에 하지 정맥류가 생겨도 피로 때문이라는 착각으로 질환을 키우는 경우가 많다.

또한, 수면 도구의 하나인 침대는 매트(매트리스, 온돌)가 수평 상태로 고정되어 있어서 중력의 영향에 비교적 민감한 피부노화와, 하지 정맥류나 고혈압과 같은 순환계 질환 등을 수면 중에 예방하거나 치료하는데 도움을 주지 못하고 있는 현실이다.

대한민국 등록특허 제10-1083276호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이용자의 신체에 선별적으로 가압하는 압력의 제어가 가능한 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 이용자가 눕거나 앉아서 휴식하는 공간을 제공하는 침대본체; 상기 침대본체의 뼈대를 이루는 침대프레임; 상기 침대프레임에 분리가능하게 결합되어 이용자의 신체를 지지하면서 받처주는 매트리스; 상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에서 가해지는 압력을 감지하는 압력감지부재; 상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에 가해지는 압력을 제어하는 압력제어부재; 및 상기 침대본체의 일부분에 구비되며 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재에 각각 연결되어 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 압력제어부재는, 이용자의 신체에서 가해지는 무게에 따라 선별적으로 압력을 제어할 수 있다.

또한, 상기 압력감지부재는 적어도 하나 이상의 면압센서로서 상기 매트리스 상부의 일부분에 설치되어 이용자 신체의 부위에 따라 가해지는 압력에 대한 정보를 상기 컨트롤러에 제공할 수 있다.

또한, 상기 압력제어부재는, 상기 매트리스의 내부에 구비되며 압력의 제어에 의해 이용자의 신체를 받쳐주는 다수 개의 유압실린더; 및 상기 각각의 유압실린더에 연결되어 상기 각각의 유압실린더를 작동시키는 구동력을 제공하는 실린더 구동기;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수 개의 유압실린더들은 상기 매트리스 내에서 서로 인접한 상태로 각각 독립적으로 구비되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 각각의 상기 유압실린더에 연결된 상기 실린더 구동기에 의해 별도로 작동될 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러는 상기 압력감지부재를 통해서 이용자가 가하는 신체 부위별 압력에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보를 토대로 상기 압력제어부재에 제공하는 압력을 제어할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 이용자의 신체 부위에서 가해지는 압력을 압력감지부재의 면압센서를 이용하여 분석하고 컨트롤러의 제어에 의해 압력제어부재의 작동을 제어하여 이용자의 신체 부위별로 선별적으로 압력을 가감하면서 수용할 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대의 개념도이다.
도 2는 상기 침대의 부분 상세도이다.
도 3은 상기 컨트롤러의 제어 블록도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대의 개념도이고, 도 2는 상기 침대의 부분 상세도이며, 도 3은 상기 컨트롤러의 제어 블록도이다.

도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 침대본체(100), 침대프레임(110), 매트리스(120), 압력감지부재(130), 압력제어부재(140) 및 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다.

침대본체(100)는 이용자가 눕거나 앉아서 휴식하는 공간을 제공할 수 있다.

침대프레임(110)은 침대본체(100)의 뼈대를 이룰 수 있다. 구체적으로, 침대프레임(110)은 침대본체(100)의 뼈대를 이루면서 침대(10)를 바닥으로부터 지지하는 지지력을 제공할 수 있다.

매트리스(120)는 침대프레임(110)에 분리가능하게 결합되어 이용자의 신체를 지지하면서 받처줄 수 있다. 구체적으로, 매트리스(120)는 이용자가 직접 눕거나 쉬는 공간을 제공하는 곳으로 일반적으로 충격의 흡수가 가능한 소재인 스프링이나 천연 라텍스 고분자 수지 등으로 제작될 수 있다.

압력감지부재(130)는 매트리스(120)의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에서 가해지는 압력을 감지할 수 있다.

압력감지부재(130)는 적어도 하나 이상의 면압센서(30)로서 매트리스(120) 상부의 일부분에 설치되어 이용자 신체의 부위에 따라 가해지는 압력에대한 정보를 컨트롤러(150)에 제공할 수 있다.

면압센서(30) 또는 면압 분포 센서는 검출면에 눌려진 피측정물의 표면의 미세한 요철을 가압력의 분포로서 검출하는 것으로, 조면(粗面)의 표면형상을 데이터화하는 센서이다. 이러한 면압분포 센서는, 예를 들어 반도체 스위칭 소자를 매트리스상으로 배치하여 이 반도체 스위칭 소자의 한 쪽 단자측에 연결되는 전극이 형성되어 있다.

반도체 기판의 대향면측에는 도전막을 갖는 가요성 필름을 전극측에 대하여 일정한 간격을 두고 전극과 마주 보도록 배치하고 있다. 이 도전막에는 일정한 전압이 인가되어 있으며, 가요성 필름에 예를 들어 표면에 미세한 요철을 구비한 피측정물이 눌려지면 이 가요성 필름은 피측정물의 요철에 따라 휜다. 이렇게 휜 부분의 도전막과 반도체 기판의 전극이 접촉함으로써 그 부분의 반도체 스위칭 소자의 매트리스를 차례로 기동하여 판독하게 되어 있다.

압력제어부재(140)는 매트리스(120)의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에 가해지는 압력을 제어할 수 있다.

압력제어부재(140)는 이용자의 신체에서 가해지는 무게에 따라 선별적으로 압력을 제어할 수 있다.

압력제어부재(140)는 유압실린더(142) 및 실린더 구동기(144)를 포함할 수 있다.

유압실린더(142)는 매트리스(120)의 내부에 다수 개가 구비되며 상기 압력감지부재(130)의 하부에 구비되어 압력의 제어에 의해 이용자의 신체를 받쳐줄 수 있다.

실린더 구동기(144)는 각각의 유압실린더(142)에 연결되어 각각의 유압실린더(142)를 작동시키는 구동력을 제공할 수 있다.

다수 개의 유압실린더(142)들은 매트리스(120) 내에서 서로 인접한 상태로 각각 독립적으로 구비되며, 컨트롤러(150)의 제어에 의해 각각의 유압실린더(142)에 연결된 실린더 구동기(144)에 의해 별도로 작동될 수 있다.

구체적으로, 유압을 이용하는 유압잭은 홀더 지지부재의 분리된 사이에 구비되어 홀더 지지부재를 승강시킬 수 있다. 즉, 유압잭은 홀더 지지부재의 상하로 분리된 레그부의 사이에 삽입되어 레그부를 연결하면서 레그부의 길이를 조절할 수 있다. 유압잭 구동기는 유압잭에 연결되어 유압잭의 구동을 위해 유압잭에 유압을 제공할 수 있다. 즉, 유압잭 구동기는 유압잭에 유압을 제공하여 유압잭의 길이를 늘이거나 유압을 배출하여 유압잭의 길이를 줄이면서 레그부를 신축 이완시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 유압잭의 예로는 공기압실린더(pneumatic cylinder), 유압실린더(hydraulic cylinder)방식이 주로 사용되는데, 공기압실린더란 압축공기실린더라고도 불리우며, 압축공기가 갖는 에너지를 기계적인 왕복 직선 운동으로 변환하는 장치이다.

컨트롤러(150)는 침대본체(100)의 일부분에 구비되며 압력감지부재(130) 및 압력제어부재(140)에 각각 연결되어 압력감지부재(130) 및 압력제어부재(140)의 작동을 제어할 수 있다.

컨트롤러(150)는 압력감지부재(130)를 통해서 이용자가 가하는 신체 부위별 압력에 관한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 토대로 압력제어부재(140)에 제공하는 압력을 제어할 수 있다.

구체적으로, 이용자 신체의 일부분에 욕창 등이 발생한 경우 해당 부위에 가해지는 압력을 최소화하기 위해서 컨트롤러(150)의 제어에 의해 압력감지부재(130)를 통해서 해당부위의 면압센서(30)가 눌려지는 압력에 대한 정보를 취득하고, 상기 신체부위에 대응하는 유압실린더(142)을 움직이는 실린더 구동기(144)의 작동을 제어하여 가압을 줄임으로써 욕창 등에 가해지는 압력을 최소화할 수 있다.

또한, 컨트롤러(150)는 무선통신모듈이 구비되어 외부의 모바일 단말기 등과 와이파이 통신모듈, 블루트스 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어느 하나로 연동되어 외부에서도 작동을 제어하거나 제어 상황을 실시간으로 알아볼 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대(10)는, 디스플레이, 타이머, 면상발열체를 포함할 수 있다.

구체적으로, 디스플레이, 타이머, 면상발열체 등은 각각 침대본체(100)의 일부분에 구비되며 컨트롤러(150)에 연결되어 컨트롤러(150)의 제어에 의해 작동의 제어가 가능한데, 디스플레이는 면압센서(30)에 가해지는 압력 등의 표시와 유압실린더(142)가 가하는 압력의 수치에 대한 표시 및 전체적으로 면압센서(30)에 가해지는 압력의 분포 등을 영상 등으로 출력하여 보여줄 수 있다. 타이머는 각각의 압력제어부재(140)가 가하는 압력의 시간을 개별적으로 다르거나 또는 동일하게 설정하여 작동 시킬 수 있다.

또한, 매트리스(120)의 일부분에 면상발열체를 구비하여 이용자에게 열원을 제공할 수 도 있으며 이 또한 타이머와 연결하여 설정된 시간 동안만 작동이 가능하도록 할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 이용자의 신체 부위에서 가해지는 압력을 압력감지부재(130)의 면압센서(30)를 이용하여 분석하고 컨트롤러(150)의 제어에 의해 압력제어부재(140)의 작동을 제어하여 이용자의 신체 부위별로 선별적으로 압력을 가감하면서 수용할 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10 : 침대
30 : 면압센서
100 : 침대본체
110 : 침대프레임
120 : 매트리스
130 : 압력감지부재
140 : 압력제어부재
142 : 유압실린더
144 : 실린더 구동기
150 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 이용자가 눕거나 앉아서 휴식하는 공간을 제공하는 침대본체;
   상기 침대본체의 뼈대를 이루는 침대프레임;
   상기 침대프레임에 분리가능하게 결합되어 이용자의 신체를 지지하면서 받처주는 매트리스;
   상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에서 가해지는 압력을 감지하는 압력감지부재;
   상기 매트리스의 일부분에 구비되어 이용자의 신체에 가해지는 압력을 제어하는 압력제어부재; 및
   상기 침대본체의 일부분에 구비되며 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재에 각각 연결되어 상기 압력감지부재 및 압력 제어부재의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
   상기 압력제어부재는,
   이용자의 신체에서 가해지는 무게에 따라 선별적으로 압력을 제어하며,
   상기 압력감지부재는 적어도 하나 이상의 면압센서로서 상기 매트리스 상부의 일부분에 설치되어 이용자 신체의 부위에 따라 가해지는 압력에 대한 정보를 상기 컨트롤러에 제공하고,
   상기 압력제어부재는,
   상기 매트리스의 내부에 구비되되 상기 압력감지부재의 하부에 구비되어 압력의 제어에 의해 이용자의 신체를 받쳐주는 다수 개의 유압실린더; 및
   상기 각각의 유압실린더에 연결되어 상기 각각의 유압실린더를 작동시키는 구동력을 제공하는 실린더 구동기;를 포함하며,
   상기 다수 개의 유압실린더들은 상기 매트리스 내에서 서로 인접한 상태로 각각 독립적으로 구비되며, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 각각의 상기 유압실린더에 연결된 상기 실린더 구동기에 의해 별도로 작동되고,
   상기 컨트롤러는 상기 압력감지부재를 통해서 이용자가 가하는 신체 부위별 압력에 관한 정보를 수집하고, 상기 수집된 정보를 토대로 상기 압력제어부재에 제공하는 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 부분적으로 압력의 제어가 가능한 침대.
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