KR102342427B1 - Massage therapy function, human body pressure distribution function and working noise reduction function have medical alternating pressure air mattress device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 욕창 예방용 공기 매트리스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 의료용 욕창 예방용 공기 매트리스가 제공하지 못했던 종래 의료 욕창 예방용 공기 매트리스 가격의 5배에서 7배가 되는 마사지 치유 효과와 체압 분산과 소음감소 고부가가치 기능을 낮은 가격에 제공하는 고급 사양의 의료용 교대부양 매트리스 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air mattress device for preventing bedsores, and more particularly, massage healing effects and body pressure distribution that are 5 to 7 times the price of a conventional air mattress for preventing pressure sores, which the conventional air mattresses for preventing pressure sores could not provide. It relates to a high-end medical shift flotation mattress device that provides high value-added functions for noise reduction and noise reduction at a low price.
신체마비환자와 같이, 자력으로 거동이 어려운 와병환자는 하루의 대부분을 누워서 지내며, 간병인의 도움에 의지해서 생활하고 있다. 그런데, 장시간 누워 있는 환자는 등이나 엉덩이 부위 등 바닥과 닿는 부분에 국부적으로 체중에 의한 과도한 압력이 지속적으로 작용되어 모세혈관의 폐색 상태가 지속됨으로써, 피부조직에 피가 통하지 않게 되어 피부조직이 괴사하는 욕창이 발생할 수 있다. 욕창은 환자에게 큰 고통을 주어 삶의 질을 현저하게 저하 시킬 뿐 아니라, 일단 발병하게 되면 회복이 어렵고 회복 속도가 더디고 상처가 악화되기 쉬워 치료에 드는 경제적 손실이 크다. As with paralyzed patients, bedridden patients, who are unable to move on their own, spend most of their day lying down, relying on the help of caregivers to live. However, in a patient who has been lying for a long time, excessive pressure due to local weight is continuously applied to the part in contact with the floor, such as the back or buttocks, and the capillary occlusion state continues, so that blood does not pass through the skin tissue and the skin tissue is necrotic. pressure sores may occur. Bedsores inflict great pain on patients and significantly reduce their quality of life, and once they develop, it is difficult to recover, the recovery rate is slow, and the wounds are easily exacerbated, resulting in great economic loss in treatment.
종래의 욕창을 예방하는 의료용 교대부양 매트리스 장치는 마사지 치유기능과 체압 분산과 소음 감소 기능을 제공하려면 구성 부품들을 고가의 부품들로 대체해야 하고 고가 부품을 추가하고 사용하는 부품들을 중첩하여 사용하여 낮은 압력을 유지 제어하는 기능 등이 추가되면, 제품 가격이 단순한 욕창 예방을 위한 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치 가격의 5배에서 7배로 대폭 상승할 뿐만 아니라, 구성 및 장치 구조가 매우 복잡해지는 문제점이 있다.The conventional medical shift floatation mattress device for preventing bedsores has to replace the components with expensive parts to provide a massage healing function, body pressure distribution, and noise reduction functions, and it is When a function to maintain and control pressure is added, the product price not only increases significantly from 5 to 7 times the price of a conventional medical shift floatation mattress device for simple pressure ulcer prevention, but also has a problem in that the configuration and device structure become very complicated.
상술한 문제를 해결하고자 하는 본 발명의 과제는 다음과 같다.The object of the present invention to solve the above-described problem is as follows.
첫째, 교대부양 매트리스를 제공하면서, 효과적으로 마사지 치유기능을 제공하며, 공기펌프의 구동으로 발생할 수 있는 소음을 효율적으로 저감시킬 수 있는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작 소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치를 제공하고자 함이다.First, while providing a shift flotation mattress, it effectively provides a massage healing function, and a medical shift flotation with a massage healing function, body pressure distribution function, and operation noise reduction function that can effectively reduce the noise that may be generated by the operation of the air pump. It is intended to provide a mattress device.
둘째, 간단하고 낮은 단가의 구성으로 효과적으로 오랜 기간 침상에 누워있는 환자에게 발생할 수 있는 욕창을 예방할 수 있는 의료용 매트리스 장치를 제공하고자 함이다.Second, it is intended to provide a medical mattress device that can effectively prevent bedsores that may occur in patients who lie in bed for a long time with a simple and low unit cost configuration.
즉, 오랜 기간 침상에 누워있는 환자에게는 교대부양에 의한 욕창방지 뿐만 아니라, 마사지 치유효과와 체압 분산과 낮은 동작소음으로 편안한 휴식과 수면의 제공이 필요하며, 마사지 치유 효과와 체압 분산과 낮은 동작소음 기능을 갖는 욕창예방 공기 매트리스 가격은 종래 의료용 욕창예방 공기 매트리스 가격의 5배에서 7배에 해당되는데 이를 1.5배 정도의 낮은 가격으로 제공하는 것이다.In other words, it is necessary to provide comfortable rest and sleep with massage healing effect, body pressure distribution, and low motion noise as well as prevention of pressure sores by alternating floating for a patient who has been lying in bed for a long period of time. The price of an air mattress for preventing pressure ulcers with a function corresponds to 5 to 7 times the price of a conventional medical pressure ulcer prevention air mattress, which is provided at a price that is 1.5 times lower.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들이 나란히 교번적으로 배치되어 공기패드부(100)를 형성하고 홀수번공기튜브(110)들은 홀수연결튜브(111)를 통하여 홀수밸브(112)에 연결되고 짝수번공기튜브(120)들은 짝수연결튜브(121)를 통하여 짝수밸브(122)에 연결되고, 공기제어기(200)는 홀수연결튜브(111)를 여닫는 홀수밸브(112)와 짝수연결튜브(121)를 여닫는 짝수밸브(122)와, 펄스폭 변조 제어방법으로 공급전기량이 제어되는 공기펌프(400)가 구비되며, 홀수밸브(112)와 짝수밸브(122)와 차압센서(560)를 연결하는 공기 통로인 내부연결튜브(140)와 공기흡입구(410)를 내부연결튜브(140)에 연결하거나 차단하는 흡입구내부연결밸브(412)와, 공기흡입구(410)를 외부공기배출구(401)로 연결하거나 차단하는 흡입구외부연결밸브(411)와, 공기배출구(420)를 내부연결튜브(140)에 연결하거나 차단하는 배출구내부연결밸브(422)와, 공기배출구(420)를 외부공기배출구(401)에 연결하거나 차단하는 배출구외부연결밸브(421)와 공기배출구(420)를 내부연결튜브(140)에 연결하거나 차단하는 배출구내부연결밸브(422)와, 상기 밸브들(112, 122, 411, 412, 421, 422)을 제어하는 제어부(500)와 입출력창치(600)를 구비할 수 있다.A feature of the present invention for solving the above-described problems is that the odd-numbered
또한, 제어부(500)가 입출력장치(600)로부터 교대부양 명령을 받아서 교대부양 동작을 할 때, 홀수번공기튜브(110)들이 팽창 대상이 될 경우, 홀수밸브(112)를 열고 짝수밸브(122)를 닫고 흡입구내부연결밸브(412)를 닫고 흡입구외부연결밸브(411)를 열고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫고 공기펌프(400)를 가동시켜서 흡입구 외부연결밸브(411)를 통하여 외부에서 공기가 공기펌프(400)에 흡입되고 공기펌프(400)에 흡입된 공기는 배출구내부연결밸브(422)와 내부연결튜브(140)와 홀수밸브(112)와 홀수연결튜브(111)를 경유하여 홀수번공기튜브(110)들에 주입되며, 차압센서(560)에 의해 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정한 값이 입출력장치(600)로 미리 설정된 공기주입을 멈추는 압력값과 같거나 크면 공기펌프(400) 구동을 멈추고 홀수밸브(112)를 닫아서 교대부양에서 홀수번공기튜브(110)들의 팽창을 종료시킬 수 있다.In addition, when the
그리고 미리 설정된 교대부양 주기 시간 경과 후 홀수번공기튜브(110)들의 수축동작을 하게 되면, 홀수밸브(112)를 열고 짝수밸브(122)를 닫고 흡입구내부연결밸브(412)를 열고 흡입구외부연결밸브(411)를 닫고 배출구내부연결밸브(422)를 닫고 배출구외부연결밸브(421)를 열고 난 후, 공기펌프(400) 내부 공기가 배출구외부연결밸브(421)를 통해 외부로 배출되도록 공기펌프(400) 구동하여 공기펌프(400) 내에 음압이 발생되는데, 홀수번공기튜브(110)들이 팽창상태에서 수축상태로 전환되는 초기에는 홀수번공기튜브(110)들을 팽창시켰던 홀수번공기튜브(110)들 내의 공기압에 의해 홀수연결튜브(111)와 홀수밸브(112)와 내부연결튜브(140)와 흡입구 내부연결밸브(412)를 경유하여 공기펌프(400)에 도달하는 공기에 의해 생성되는 양압이 공기펌프(400) 구동으로 발생되는 음압보다 커서 공기펌프(400) 내에는 양압이 유지되다가 시간이 경과하여 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력이 제1기준압력 정도로 낮아진 상태에서 공기펌프(400)의 구동에 의한 음압이 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력에 의해 공기펌프(400)에 도달하는 공기에 의해 생성되는 양압보다 커져서 공기펌프(400)의 구동에 의한 음압으로 홀수번공기튜브(110)들의 잔여공기를 강제 배출하여 홀수번공기튜브(110)들 내부 공기압력이 제2기준압력이 될 때까지 공기펌프(400)를 구동한 후 정지시켜서 홀수번공기튜브(110)들이 제2기준압력이 유지되는 수축상태가 되게 하는 것이 바람직하다.And when the contraction operation of the odd-numbered
그리고 제어부(500)가 입출력장치(600)로부터 연속 낮은 압력(continuous low pressure) 명령을 받는 경우, 홀수밸브(112) 및 짝수밸브(122)를 열고 흡입구내부연결밸브(412)를 열고 흡입구외부연결밸브(411)를 닫고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫아서 홀수번공기튜브(110)들에 있는 공기가 홀수연결튜브(111)와 홀수밸브(112)와 내부연결튜브(140)와 짝수밸브(122)와 짝수연결튜브(121)를 경유하여 짝수번공기튜브(120)들에 있는 공기와 유통 될 수 있게 하고, 차압센서(560)로 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정하여 공기압력이 제3기준압력 보다 높으면 배출구내부연결밸브(422)를 닫고 배출구외부연결밸브(421)를 열고 공기펌프(400)를 구동시켜서 공기펌프(400)에 있던 공기가 배출구외부연결밸브(421)를 통해 외부로 배출되어 공기펌프(400) 내에는 음압이 발생되고, 공기펌프(400) 내에 발생된 음압에 의해 흡입구내부연결밸브(412), 내부연결튜브(140), 홀수밸브(112), 홀수연결튜브(111), 짝수밸브(122) 및 짝수연결튜브(121)를 경유해 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 전달되어 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들의 공기가 음압으로 인해 외부로 배출되어 홀수번공기튜브(121)들과 짝수번공기튜브(120)들의 공기압력 낮아지는 것을 내부연결튜브(140)에 연결된 차압센서(560)로 측정하여, 측정한 값이 제3기준압력과 같거나 작아지면 공기펌프를 정지시키고, 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫게 변경하여 짝수번공기튜브(120)들과 홀수번공기튜브(110)들과 내부연결튜브(140)의 공기압력을 제3기준압력으로 유지하게하고, 내부연결튜브(140)의 공기압력을 차압센서(560)로 측정했을 때 공기압력이 제3기준압력 보다 낮으면 흡입구내부연결밸브(412)를 닫고 흡입구외부연결밸브(411)를 열고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(411)를 닫고 공기펌프(400)를 구동시켜서 외부의 공기가 흡입구외부연결밸브(411)를 통하여 공기펌프(400)에 들어오고 공기펌프(400)로 들어온 공기는 배출구내부연결밸브(422), 내부연결튜브(140), 홀수밸브(112), 홀수연결튜브(111), 짝수밸브(122)와 짝수연결튜브(121)를 경유하여 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 공급되어 공기압력이 증가될 때, 차압센서(560)로 측정된 내부연결튜브(140)의 공기압력 값이 제3기준압력과 같거나 크면 공기펌프(400)의 구동을 중지 시킬 수 있다.And when the
그리고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫아서 내부연결튜브(140)와 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 제3기준압력으로 채워진 공기압력이 유지되도록 하고, 차압센서(560)로 주기적으로 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정하여 공기패드부(100)와 공기제어기(200)에서 미세하게 발생되는 공기 누설로 인하여 시간 경과한 후, 제3기준압력이었던 내부연결튜브(140)의 공기압력이 제1기준압력으로 낮아지게 되면 흡입구내부연결밸브(412)를 닫고 흡입구외부연결밸브(411)를 열고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫고 공기펌프(400)를 구동시켜서 외부의 공기가 흡입구외부연결밸브(422)를 통하여 공기펌프(400)에 들어오게 되고 공기펌프(400)로 들어온 공기는 배출구내부연결밸브(422)와 내부연결튜브(140)와 홀수밸브(112)와 홀수연결튜브(111)와 짝수밸브(122)와 짝수연결튜브(121)를 경유하여 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 공급되어 내부연결튜브(140)에서 측정된 공기압력이 제3기준압력으로 높아지면 공기펌프(400) 구동을 중지시키고 흡입구내부연결밸브(412)를 열고 흡입구외부연결밸브(411)를 닫아 내부연결튜브(140)가 제3기준압력으로 채워져 유지되도록 하는 동작을 내부연결튜브(140) 공기압력이 제1기준압력으로 떨어질 때마다 반복함으로써, 내부연결튜브(140)의 공기압력이 제3기준압력 이하이고 제1기준압력 이상인 연속 낮은 압력 상태를 유지하되,Then, by opening the outlet
연속 낮은 압력 명령을 제어부(500)가 실행할 때, 제4기준압력 이하의 공기압력이 발생되는 펄스폭 변조 제어방법을 사용하여 공기펌프(400)를 구동하여 동작소음 감소시키는 것일 수 있다. When the
여기서, 상기 펄스폭 변조 제어방법은, 상기 공기펌프에 공급되는 교류전기의 펄스에서 0(V) 전압의 기준점에서 펄스폭을 조절하여 제어하는 제로크로스 펄스폭 변조방법을 사용하는 것일 수 있다.Here, the pulse width modulation control method may be to use a zero-cross pulse width modulation method in which the pulse width is adjusted and controlled at the reference point of the 0 (V) voltage in the pulse of the AC electricity supplied to the air pump.
또한, 상기 제1기준압력은 25mmhg를 사용하고, 제2기준압력은 10mmhg를 사용하는 것이 바람직하고, 제3기준압력은 27mmhg를 사용하고 제4기준압력은 35mmhg를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first reference pressure uses 25 mmhg, the second reference pressure preferably uses 10 mmhg, the third reference pressure uses 27 mmhg, and the fourth reference pressure uses 35 mmhg.
또한, 상기 제어부(500)는 내부연결튜브(140)의 공기압력을 감지하는 차압센서(560)와 차압센서(560)의 초기값을 보정(Calibration)하는 초기값 조절회로(561)와, 차압센서(560)에서 발생되는 잡음을 제거하는 잡음제거필터(562)와 차압센서에서 감지한 신호를 증폭하는 저잡음증폭회로(563)를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the
더하여, 흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411)를 대신하여 3구2로 솔레노이드로 한쪽이 열리면 반대쪽이 닫히는 2개의 공기개폐구를 흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411)에 대치되도록 연결하고 항상 열려있는 공기개폐구를 공기배출구(420)에 연결하여 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in place of the inlet
본 발명에서 홀수번공기튜브(110)들을 팽창시키기 위해 홀수번공기튜브(110)들에 공기를 강제 주입하는 공기펌프와 홀수번공기튜브(110)들을 수축시키기 위해 홀수번공기튜브(110)들에 있는 잔류공기를 강제 배출하는 공기펌프를 각각 사용하지 않고 하나의 공기펌프(400)를 공기의 주입과 배출에 사용하여 공기펌프를 하나만 사용하고 공기패드부(100)와 공기제어기(200)에 공기 누설이 없는 매우 고가인 부품을 사용하지 않고 누설을 허용하는 저가부품을 사용하면서도 차압센서로 공기압을 측정하여 허용 압력법위를 벗어나면 공기를 주입 또는 배출하는 기술로 연속 낮은 압력 동작이 되게 하고 매우 고가인 초저소음 공기펌프를 사용하지 않고 낮은 가격의 저소음 공기펌프를 사용하며 저소음 필요 시 동작소음은 제4압력기준의 낮은 압력을 발생시키는 매우 낮은 소음 발생 펄스폭 변조를 사용하고 정밀도가 높은 고가의 차압센서를 사용하지 않고 저가의 차압센서(560)와 차압센서(560)의 초기값을 보정(Calibration)하는 초기값 조절회로(561)와, 차압센서(560)에서 발생되는 잡음을 제거하는 잡음제거필터(562)와 차압센서에서 감지한 신호를 증폭하는 저잡음증폭회로(563)를 사용하여서 종래 의료용 욕창예방 공기 매트리스 가격의 5배에서 7배에 해당되는 마사지 치유효과와 체압분산과 낮은 동작소음 기능을 갖는 욕창예방 공기 매트리스 가격을 종래 의료용 욕창예방 공기 매트리스 가격의 1.5배 정도의 낮은 가격으로 제공하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, an air pump forcibly injecting air into the odd-numbered
상술한 과제를 해결하는 본 발명의 효과는 다음과 같다.Effects of the present invention for solving the above-described problems are as follows.
첫째, 종래 의료용 교대부양 공기 매트리스가 제공하는 신체의 한 부위가 계속해서 체압을 받음으로써 발생할 수 있는 욕창을 예방하는 기능 외에, 체압이 가해지는 부위의 변경을 통한 마사지 치유기능을 제공하며, 수면 또는 휴식 시 신체에 닫는 공기패드부 표면을 증가시켜 신체 단위면적당 가해지는 체압을 분산하여 신체 단위면적당 가해지는 체압을 25mmhg 정도로 낮춤으로써, 환자에서 안락함을 제공하며 수면 또는 휴식 시 공기 매트리스 동작소음을 대폭 감소시키는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치를 제공한다.First, in addition to the function of preventing pressure sores that can occur when a part of the body is continuously subjected to body pressure provided by the conventional medical shift-floating air mattress, it provides a massage healing function by changing the part to which body pressure is applied, and sleep or By increasing the surface of the air pad that closes to the body at rest to disperse the body pressure per unit area of the body and lowering the body pressure per unit area to about 25mmhg, it provides comfort to the patient and greatly reduces the operation noise of the air mattress when sleeping or resting. To provide a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a function of reducing motion noise.
둘째, 공기유로의 개폐를 제어하는 밸브 및 공기펌프의 효율적인 제어를 통해 낮은 단가의 구성으로 종래 의료용 교대부양 에어 매트리스 가격의 5배에서 7배가 되는 고급 기능의 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 종래의 의료용 교대부양 공기 매트리스 가격의 1.5배가격의 의료용 교대부양 매트리스 장치를 제공 한다.Second, the high-level massage healing function, body pressure distribution function and operation noise that is 5 to 7 times the price of the conventional medical shift flotation air mattress with a low unit price through efficient control of the valve and air pump that control the opening and closing of the air flow path To provide a medical shift floatation mattress device with a price of 1.5 times the price of a conventional medical shift floatation air mattress having a reduction function.
도 1은 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 연결 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 마사지 치유 기능이 없는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 실제 교대부양 동작을 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 동작을 나타내는 모식도이다.
도 4는 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치의 또 다른 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치에 적용되는 공기제어기의 블록구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 체압분산 연속 낮은 압력 동작의 상태 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 체압분산 연속 낮은 압력(continuous low pressure) 동작 상태 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 공기펌프의 공기 압력과 소음을 조절하는 펄스폭 변조방법을 적용하는 공기펌프의 구동펄스를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 제로크로스(zero cross) 펄스폭 변조방법을 적용하는 구동 펄스를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시 예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 전체 구성과 공기패드부에 공기 주입하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시 예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 전체 구성과 공기패드부에서 공기를 배출하는 흐름을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치에 적용되는 제어부의 블록 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a connection configuration of a conventional medical shift floating mattress device.
Figure 2 is a schematic diagram showing the actual shift lifting operation of the medical shift flotation mattress device without a conventional massage healing function.
3 is a schematic diagram illustrating the operation of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing another configuration of the conventional medical shift floating mattress device.
5 is a view showing the block configuration of the air controller applied to the conventional medical shift flotation mattress device.
Figure 6 is a state schematic diagram of the body pressure distribution continuous low pressure operation of the conventional medical shift floatation mattress device.
7 is a schematic diagram of a continuous low pressure operating state of dispersing body pressure of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure dispersing function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing driving pulses of an air pump to which a pulse width modulation method for controlling air pressure and noise of an air pump according to an embodiment of the present invention is applied.
9 is a graph showing a driving pulse to which a zero cross pulse width modulation method according to an embodiment of the present invention is applied.
10 is a view showing the overall configuration of the medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention and the flow of air injection into the air pad unit.
11 is a view showing the overall configuration of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention and the flow of discharging air from the air pad unit.
12 is a diagram showing the block configuration of a control unit applied to a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명된 실시예 들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예 들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be thorough and complete, and the spirit of the invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numbers refer to like elements throughout.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 연결 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 교대부양 매트리스 장치는, 나란히 복수개의 공기튜브(110, 120)가 배치되어 침상 매트를 형성하는 공기패드부(100); 상기 각 공기튜브(110,120)의 일측에 독립적으로 공기를 주입 및 배출하기 위한 복수개의 공기연결튜브(111, 121); 및 상기 공기연결튜브(111, 121)와 연결되는 공기제어기(200)를 포함하여 구성한다.1 is a view showing a connection configuration of a conventional medical shift floating mattress device. As shown in Figure 1, the conventional alternating floating mattress device, a plurality of air tubes (110, 120) are arranged side by side, the
도 2는 종래의 마사지 치유 기능이 없는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 실제 교대부양 동작을 나타내는 모식도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing the actual shift lifting operation of the medical shift flotation mattress device without a conventional massage healing function.
도 2의 (A)는 종래의 마사지 치유 기능이 없는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 홀수번공기튜브(110)들이 팽창된 상태이고 짝수번공기튜브(120)들이 수축된 상태를 나타내고, 도 2의 (B)는 홀수번공기튜브(110)들이 수축된 상태이고 짝수번공기튜브(120)들이 팽창된 상태를 나타낸다. 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 종래의 마사지 치유 기능이 없는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 실제 교대부양 동작은 수축된 짝수번공기튜브(120)들에 잔류공기가 남아있는 높이와 팽창된 홀수번공기튜브(110)들 위에 누워있는 환자(10)의 체중을 지탱하지 못하여 체중에 의해 아래로 눌려서 변형된 홀수번공기튜브(110)들 높이 간의 차이가 적어서 수축된 짝수번공기튜브(120)들에도 누워있는 환자(10)의 체중이 일부 실린다. (A) of Figure 2 shows a state in which the odd-numbered
이와 같은 수축된 짝수번공기튜브(120)들에 의해 욕창이 발생되는 32mmhg보다 작지만 25mmhg 정도의 체압이 발생되어 욕창 예방효과는 있지만, 마사지 치유효과가 크게 나타나지 않는다. 도 2의 (A)와 교번적인 동작을 수행하는 도 2의 (B)의 경우도 마찬가지로 욕창 예방효과는 있지만, 마사지 치유효과가 크게 나타나지 않는다는 문제점이 있다.Although it is smaller than 32mmhg, which is smaller than 32mmhg where the pressure sores are caused by the constricted even-numbered
이와 같은 문제를 해결하고자 본 발명의 실시예에서는 도 2에 예시된 종래의 마사지 치유 기능이 없는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 동작과 달리, 도 3은 공기튜브 수축 시 강제로 내부공기를 빼내는 방법으로 공기튜브의 팽창 및 수축을 교번적으로 동작시켜 욕창 예방효과와 함께 팽창 및 수축된 튜브들의 확실한 높이 차이에 의한 마사지 치유효과를 줄 수 있는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치를 제공할 수 있게 된다.In order to solve this problem, in the embodiment of the present invention, unlike the operation of the medical shift floatation mattress device without the conventional massage healing function illustrated in FIG. A medical shift with a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function that can provide a massage healing effect by a clear difference in height between the expanded and contracted tubes as well as a pressure sore prevention effect by alternately operating the expansion and contraction of the tube It becomes possible to provide a flotation mattress device.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 동작을 나타내는 모식도이다. 도 3의 (A)는 홀수번공기튜브(110)들이 팽창된 상태이고 짝수번공기튜브(120)들이 수축된 상태를 나타내고, 도 3의 (B)는 홀수번공기튜브(110)들이 수축된 상태이고 짝수번공기튜브(120)들이 팽창된 상태를 나타낸다.3 is a schematic diagram illustrating the operation of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention. Figure 3 (A) shows the state in which the odd-numbered
도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 동작은 팽창된 홀수번공기튜브(110)들 위에 누워있는 환자(10)의 체중에 의해 약간의 변형이 있으나 체중을 지탱해 주고 수축된 짝수번공기튜브(120)들은 누워있는 환자(10)의 체중을 거의 받지 않아서 누워있는 환자(10)의 체중 의한 짝수번공기튜브(120)들의 신체 접촉 압력이 10mmhg 정도로 낮게 발생된다. As shown in (A) of Figure 3, the operation of the medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention is an inflated odd-numbered air tube (110) Although there is some deformation by the weight of the patient 10 lying on it, the even-numbered
도 3의 (A)에서 정해진 시간이 경과하여 도 3의 (B)로 변경되면 누워있는 환자(10)의 체중에 대한 체압을 받는 부위가 홀수번공기튜브(110)들에서 짝수번공기튜브(120)들로 바뀌고 다시 정해진 시간이 경과하여 도 3의 (A)로 변경되면 누워있는 환자(10)의 체중에 대한 체압을 받는 부위가 짝수번공기튜브(120)들에서 홀수번공기튜브(110)들로 바뀌어 교대부양이 되고 교대부양에 의한 욕창이 방지될 뿐만 아니라, 마사지 치유효과까지 제공할 수 있게 된다. When a predetermined time has elapsed in FIG. 3(A) and it is changed to FIG. 3(B), the area receiving the body pressure for the body weight of the lying
도 4는 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치의 또 다른 구성을 나타낸 도면이다.Figure 4 is a view showing another configuration of the conventional medical shift floating mattress device.
도 1에서 도시한 매트리스 장치는 짝수번 채널 및 홀수번 채널을 통해 교번적으로 공기튜브에 공기를 주입 및 배출함으로써, 홀수번 및 짝수번 공기튜브가 서로 교번적으로 팽창 및 수축하여 매트리스에 누워있는 환자의 욕창을 방지하는 기능을 갖는 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치를 제공하는 구성이지만, 도 4의 실시예는 3개의 채널을 통해 교번적으로 공기의 주입 및 배출 동작을 수행하는 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 구성을 나타낸다.The mattress device shown in FIG. 1 alternately injects and discharges air into and out of the air tube through the even-numbered channel and the odd-numbered channel, so that the odd-numbered and even-numbered air tubes alternately inflate and contract each other to lie on the mattress. Although the configuration provides a conventional medical shift floatation mattress device having a function to prevent bedsores in patients, the embodiment of FIG. 4 is a conventional medical shift floatation mattress that alternately performs air injection and exhaust operations through three channels Shows the configuration of the device.
도 4에 나타낸 바와 같이, 다수개의 채널은, 1+3k번, 2+3k번 및 3+3k번 공기 튜브 및 각각 독립적으로 연결되는 공기연결튜브로 이루어진 3개의 채널인 것을 특징으로 하고, 여기서 k는 0에서 6까지 정수일 수 있다. k의 최댓값은 공기튜브의 개수에 따라 변할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the plurality of channels is characterized as three channels consisting of 1+3k, 2+3k, and 3+3k air tubes and air connecting tubes that are each independently connected, where k may be an integer from 0 to 6. The maximum value of k may vary depending on the number of air tubes.
즉, 1+3k 번째 공기튜브(131)들과 2+3k 번째 공기튜브(132)들과 3+3k 번째 공기튜브(133)들을 사용하여 이들이 차례로 팽창 및 수축하여 공기패드부(100) 상에 누워있는 환자의 피부에 가해지는 체압점을 변경시킬 수 있는 구성이고, 어느 채널이 공기를 주입하여 해당하는 채널의 공기튜브 들을 팽창시키고, 나머지 채널의 공기튜브의 공기는 배출하여 수축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 2개의 채널의 공기튜브는 팽창시키고, 나머지 하나는 수축시킬 수 있는 방법으로 교대부양 매트리스의 동작을 수행하는 것도 가능하다. 이와 같은 채널수를 늘리는 방법은 본 발명에서도 가능하며 본 발명의 내용에서 채널수를 달리한다는 것으로 본 발명과 다른 발명이 될 수 없다.That is, using the 1+3k-
도 5는 종래 의료용 교대부양 매트리스 장치에 적용되는 공기제어기의 블록구성을 나타낸 도면이다. 도 5에서 나타낸 공기제어기(200)는 도 1의 실시예에 적용되는 공기제어기(200)를 예시한다. 공기제어기(200)는 공기연결튜브(111, 121)와 연결되어 공기의 출입을 제어하는 출입제어밸브로서 홀수밸브(112)와 짝수밸브(122)를 포함하여 구성할 수 있는데, 홀수연결튜브(111)를 열고 닫는 홀수밸브(112)와 짝수연결튜브(121)를 열고 닫는 짝수밸브(122)와 공기패드부(100)의 공기의 방출 또는 배출하는데 사용하는 방출밸브(150)와 공기펌프(400)와 제어부(500)와 사용자의 명령을 받고 동작 상태나 실행 결과를 보이는 입출력장치(500)로 구성된다. 여기서 제어부(400)는 공기를 주입 또는 방출시키기 위한 공기펌프 구동을 수행하는 공기펌프(400)와 공기연결튜브(111, 121)로 이어지는 내부연결튜브(140)의 공기 유동을 차단 및 제어하는 밸브의 개폐 동작을 제어하기 위한 제어부(400)로 구성될 수 있다.5 is a view showing the block configuration of the air controller applied to the conventional medical shift flotation mattress device. The
도 6은 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 체압분산 연속낮은압력 동작의 상태 모식도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 종래의 의료용 교대부양 매트리스 장치의 실제 체압분산 연속 낮은 압력 동작은 공기패드부(100) 위에 누워있는 환자(10)의 체압에 의해 오목하게 들어가는 정도가 적고, 특히, 체압에 의해 공기패드부(100)가 피부에 가해지는 압력이 32mmhg 보다 높은 어깨(12)와 엉덩이(13) 등에 욕창이 발생될 수 있는 문제가 있다.Figure 6 is a state schematic diagram of the state of the body pressure distribution continuous low pressure operation of the conventional medical shift floating mattress device. As shown in Figure 6, the actual body pressure distribution and continuous low pressure operation of the conventional medical shift floatation mattress device has a small degree of concave entry by the body pressure of the patient 10 lying on the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 체압분산 연속 낮은 압력(continuous low pressure) 동작 상태 모식도이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 공기패드부(100) 위에 누워있는 환자(10) 체중이 가해져 공기패드부(100)가 오목하게 들어가고 어깨(12)와 엉덩이(13) 부분이 닫는 공기패드부(100) 부분이 오목하게 들어가는 정도가 도 6의 예시 보다 더 깊은 것을 볼 수 있다. 7 is a schematic diagram of a continuous low pressure operating state of dispersing body pressure of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure dispersing function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7 , the weight of the patient 10 lying on the
또한, 도 7에서 머리부분(11)이 오목하게 들어가지 않는 이유는 머리부분(11) 공기패드부는 연속 낮은 압력 동작 시에도 압력이 낮아지지 않기 때문이고, 공기패드부(100) 위에 누워있는 환자(10)의 체압으로 오목하게 들어간 만큼 체압이 분산되어 체압으로 인해 공기패드부(100)에 접촉되어 피부가 받는 압력이 모세혈관의 혈류 압력인 제4기준압력보다 작은 제3기준압력으로 욕창을 예방할 수 있는 효과가 있다. 제3기준압력은 27mmhg로 하고, 제4기준압력은 32mmhg로 하는 것이 바람직하다.In addition, the reason that the
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 공기펌프의 공기 압력과 소음을 조절하는 펄스폭 변조방법을 적용하는 공기펌프의 구동펄스를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing driving pulses of an air pump to which a pulse width modulation method for controlling air pressure and noise of an air pump according to an embodiment of the present invention is applied.
공기펌프는 모터 구동을 통해 공기를 흡입 또는 배출시키는 장치로서, 모터의 구동으로 소음이 발생되는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 실시예에서는 공기펌프에 공급되는 교류전기의 펄스폭 변조 방법을 통한 소음을 저감시킬 수 있는 효과적인 방법을 제안한다.The air pump is a device for sucking or discharging air by driving a motor, and there is a problem in that noise is generated by driving the motor. In order to solve such a problem, an effective method for reducing noise through a pulse width modulation method of AC electricity supplied to an air pump is proposed in an embodiment of the present invention.
여기서, 펄스폭 변조란(PWM: Pulse Width Modulation) 평활된 직류전압의 크기는 변화시키지 않고 펄스상의 전압의 출력시간을 변화시켜 등가인 전압을 변화시키는 방법을 의미한다. 모터에 흐르는 전류가 정현파에 가까워지도록 출력 펄스의 폭을 차례로 변환시키는 방식을 정현파 PWM이라 부르기도 한다.Here, pulse width modulation (PWM) refers to a method of changing the equivalent voltage by changing the output time of the pulse-phase voltage without changing the magnitude of the smoothed DC voltage. The method of sequentially converting the widths of output pulses so that the current flowing through the motor approaches a sine wave is also called sine wave PWM.
도 8의 (A)에 나타낸 바와 같이, 빗금 친 펄스폭(55)이 있을 때 공기펌프에 구동 교류전기가 공급되고, 빗금 친 펄스가 없을 때 공기펌프에 구동 교류전기가 공급되지 않는다. 따라서 빗금 친 펄스폭(55)을 넓히면 공급 교류전기량이 증가되어 공기펌프의 공기압력 및 공기량이 증가되며 동작소음이 증가된다. 그러므로 본 발명의 실시예서는 도 8의 (B)와 같이 빗금 친 펄스폭(55)을 줄이면 공급 교류전기량이 감소되어 공기펌프의 공기압력이 및 공기량이 감소되며 동작소음이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.As shown in FIG. 8A , when there is a hatched
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 제로크로스(zero cross) 펄스폭 변조방법을 적용하는 구동 펄스를 나타낸 그래프이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 빗금 친 펄스폭(55)이 있을 때 공기펌프(400)에 구동 교류전기가 공급되고 교류전원이 0볼트(V) 되는 점(56)을 기준으로 공기펌프에 구동 교류전압을 선별하여 공급함으로써, 도 8에 예시된 방법보다 균일도가 높은 동작전류를 공급하여, 공기펌프(400) 구동으로 발생되는 공기 압력과 공기량의 균일도가 높아질 뿐만 아니라, 동작소음의 균일도도 높아지는 효과를 얻을 수 있다.9 is a graph illustrating a driving pulse to which a zero cross pulse width modulation method according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 9, when there is a hatched
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 전체 구성과 공기패드부에 공기를 주입하는 흐름을 나타낸 도면이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 환자가 누워있는 공기패드부에 복수개의 채널로 구성된 공기 연결튜브(111, 121)가 공기제어기(200)에 연결되어 있다. 여기서 점선은 홀수연결튜브(111)를 통해 홀수번공기튜브(110)에 공기를 주입하기 위한 공기제어기(200) 내에서 유로관내 공기 흐름을 점선 및 화살표로 나타낸다. 10 is a view showing the overall configuration of the medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention and the flow of injecting air into the air pad unit. As shown in FIG. 10 , the
공기제어기(200)는 상시 폐쇄성 솔레노이드 공기밸브로서 홀수연결튜브(111)를 열고 닫는 홀수밸브(112)와 상시 폐쇄성 솔레노이드 공기 밸브로서 짝수연결튜브(121)를 열고 닫는 짝수밸브(122)와, 사용자 입출력장치(600), 제어부(500), 홀수밸브(112)와 짝수밸브(122)와 제어부(500) 내에 있는 차압센서(560)와, 공기흡입구밸브부(415)와 공기배출구밸브부(425)를 연결하는 내부연결튜브(140)와, 공급 교류전기를 펄스폭 변조 방법으로 제어하거나 제로크로스 펄스폭 변조제어 방법으로 동작 되는 공기펌프(400)와, 공기흡입구(410)의 공기흡입구밸브부(415) 내에 있으며 공기흡입구(410)를 내부연결튜브(140)로 연결하거나 차단하는 흡입구내부연결밸브(412)와 공기흡입구(410)를 외부공기배출구(401)에 연결하거나 차단하는 흡입구외부연결밸브(411), 공기배출구(420)의 공기배출구밸브부(425) 내에 있으며 공기배출구(420)를 내부연결튜브(140)에 연결하거나 차단하는 배출구내부연결밸브(422)와 공기배출구(420)를 외부공기배출구(401)에 연결하거나 차단하는 배출구외부연결밸브(421)를 포함하여 구성될 수 있다.The
도 10에 나타낸 바와 같이, 홀수번공기튜브(110)들에 공기를 강제로 주입하는 동작을 살펴보면, 먼저, 짝수밸브(122)를 닫고 홀수밸브(112) 및 배출구내부연결밸브(422)를 열고, 배출구외부연결밸브(421) 및 흡입구내부연결밸브(412)를 닫고 나서 공기펌프(400)를 구동시킨다. 공기펌프(400)가 구동되면 공기가 외부공기배출구(401)에서 흡입구외부연결밸브(411)를 통하여 공기펌프(400)로 흡입되고 공기펌프(400)에 흡입된 공기는 배출구내부연결밸브(422)에 연결된 내부연결튜브(140) 및 홀수밸브(112)를 경유하여 홀수연결튜브(111)에 연결된 홀수번공기튜브(110)들에 강제로 주입된다. As shown in FIG. 10, looking at the operation of forcibly injecting air into the odd-numbered
공기주입을 교대하여 짝수번공기튜브(120)들에 공기를 강제로 주입하는 동작을 설명하면, 홀수밸브(112), 배출구외부연결밸브(421) 및 흡입구 내부연결밸브(412)를 닫고, 짝수밸브(122), 배출구내부연결밸브(422), 흡입구외부연결밸브(411)를 열고 공기펌프(400)를 구동시킨다. 공기펌프(400)가 구동되면 외부 공기가 공기펌프(400)로 흡입되고 공기펌프(400)에 흡입된 공기는 배출구내부연결밸브(422))를 경유하고 내부연결튜브(140)와 짝수밸브(122)를 경유하여 짝수연결튜브(111)에 연결된 짝수번공기튜브(120)들에 강제로 주입된다.When explaining the operation of forcibly injecting air into the even-numbered
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치의 전체 구성과 공기튜브에서 공기를 배출하는 흐름을 나타낸 도면이다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 팽창상태에 있는 홀수번공기튜브(110)들에 있는 공기를 강제로 배출하는 교대부양 동작을 설명하면, 홀수밸브(112) 및 흡입구내부연결밸브(412), 배출구외부연결밸브(421)를 열고 짝수밸브(122), 흡입구외부연결밸브(411) 및 배출구내부연결밸브(422)를 닫고 공기펌프(400)를 구동시킨다. 공기펌프(400)가 구동되면 공기펌프(400) 내에 있는 공기가 배출구외부연결밸브(421)를 통해 외부로 나가서 공기펌프(400) 내에는 음압이 발생되는데, 홀수번공기튜브(110)들이 팽창상태에서 수축상태로 전환된 초기에는 홀수번공기튜브(110)들을 팽창시켰던 홀수번공기튜브(110)들 내의 공기압에 의해 홀수연결튜브(111)와 홀수밸브(112)와 내부연결튜브(140)와 흡입구내부연결밸브(412)를 경유하여 공기펌프(400)에 도달하는 공기에 의해 생성되는 양압이 공기펌프(400) 구동으로 발생되는 음압보다 커서 공기펌프(400) 내에는 양압이 유지되다가 시간이 경과하여 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력이 제1기준압력 정도로 낮아진 수축상태 이후부터 홀수번공기튜브(110)들로부터 공기펌프(400)로 들어오는 공기로 인한 양압보다 공기펌프(400)의 구동으로 발생되는 음압이 더 커지지 시작하며, 공기펌프(400)의 구동으로 홀수번공기튜브(110)들의 잔류공기가 배출되어 잔류공기에 의한 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력이 감소하는데 공기압력이 제2기준압력이 될 때까지 공기펌프(400)를 구동한 후 정지시키고 홀수밸브(112)를 닫고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫아서 홀수번공기튜브(110)들의 강제 공기 배출 동작을 종료한다. 여기서 제1기준압력은 25mmhg며, 제2기준압력은 10mmhg로 하는 것이 바람직하다. 11 is a view showing the overall configuration of a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention and a flow of discharging air from the air tube. As shown in FIG. 11, when explaining the alternating flotation operation for forcibly discharging the air in the odd-numbered
도 10의 홀수번공기튜브(110)들에서 공기 주입하는 흐름을 나타낸 도면 설명과 도 11의 홀수번공기튜브(110)들에서 공기를 배출하는 흐름을 나타낸 도면 설명에서 흡입구내부연결밸브(412)가 열릴 때 흡입구외부연결밸브(411)가 닫치고 흡입구내부연결밸브(412)가 닫칠 때 흡입구외부연결밸브(411)가 열리므로 흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411)와 같은 역할을 하는 3구2로 솔레노이드밸브로 한쪽이 열리면 반대쪽이 닫치는 2개의 공기개폐구를 흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411) 위치에 연결하고 3구2로 솔레노이드밸브가 항상 열려있는 공기개폐구를 공기배출구(420)에 연결하여 사용할 수도 있다.The inlet
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치에 적용되는 제어부의 블록 구성을 나타낸 도면이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 제어부(500)는 내부연결튜브(140)의 공기압력을 감지하는 차압센서(560)와 차압센서(560)의 초기값을 보정(Calibration)하는 초기값 조절회로(561)와, 차압센서(560)에서 발생되는 잡음을 제거하는 잡음제거필터(562)와 차압센서(560)에서 감지한 신호를 증폭하는 저잡음증폭회로(563)와, 공기흡입기구밸브 제어회로(541)와, 공기배출구밸브 제어회로(542)와 홀수밸브 제어회로(510)와, 짝수밸브 제어회로(520)와, 공기펌프 제어회로(540)와, 전원이 꺼져도 저장해야 할 정보를 저장하는 비휘발성 메모리(570)와, 입출력장치 제어회로(580)와, 엠씨유(MCU : Micro Control Unit, 550)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 엠씨유(550)는 제어부(500) 내에 있는 차압센서(560)와 공기흡입구밸브 제어회로(541)와 공기배출구밸브 제어회로(542)와 홀수밸브 제어회로(510)와 짝수밸브 제어회로(520)와 공기펌프 제어회로(540)와 비휘발성 메모리(570)와 입출력장치 제어회로(580)를 제어할 수 있다.12 is a diagram showing the block configuration of a control unit applied to a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12 , the
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be considered that all of them are included in the technical scope of the present invention.
10: 누워 있는 환자, 11: 머리부분, 12: 어깨, 13: 엉덩이,
55: 빗금친 펄스폭, 56: 교류전압이 0볼트가 되는 지점
100: 공기패드부, 110: 홀수번공기튜브, 111: 홀수연결튜브,
112: 홀수밸브, 120: 짝수번공기튜브, 121: 짝수연결튜브,
122: 짝수밸브, 131: 1+3K번 공기튜브,
여기서 K는 1,2,3,4,5,6으로 대응되는 정수임,
132: 2+3K번 공기튜브, 133: 3+3K번 공기튜브,
140: 내부연결튜브, 150: 방출밸브, 200: 공기제어기,
400: 공기펌프, 401: 외부공기배출구, 410: 공기흡입구,
411: 흡입구외부연결밸브, 412: 흡입구내부연결밸브,
415: 공기흡입구밸브부, 420: 공기배출구,
421: 배출구외부연결밸브, 422: 배출구내부연결밸브,
425: 공기배출구밸브부, 500: 제어부,
510: 홀수밸브 제어회로, 520: 짝수밸브 제어회로,
540: 공기펌프 제어회로, 541: 공기흡입구밸브부 제어회로,
542: 공기배출구밸브부 제어회로,
550: 엠씨유, 560: 차압센서, 561: 초기값 조절회로,
562: 잡음제거필터, 563: 저잡음증폭회로, 570: 비휘발성 메모리,
580: 입출력장치 제어회로, 600: 입출력장치10: lying patient, 11: head, 12: shoulder, 13: hip,
55: hatched pulse width, 56: the point where the AC voltage becomes 0 volts
100: air pad part, 110: odd-numbered air tube, 111: odd-numbered connection tube,
112: odd valve, 120: even air tube, 121: even connection tube,
122: even valve, 131: 1+3K air tube,
where K is an integer corresponding to 1,2,3,4,5,6,
132: No. 2+3K air tube, 133: No. 3+3K air tube,
140: internal connection tube, 150: release valve, 200: air controller,
400: air pump, 401: external air outlet, 410: air intake,
411: inlet external connection valve, 412: inlet internal connection valve,
415: air inlet valve part, 420: air outlet,
421: outlet external connection valve, 422: outlet internal connection valve,
425: air outlet valve unit, 500: control unit,
510: odd valve control circuit, 520: even valve control circuit,
540: air pump control circuit, 541: air intake valve control circuit,
542: air outlet valve control circuit,
550: MCU, 560: differential pressure sensor, 561: initial value control circuit,
562: noise removal filter, 563: low noise amplifier circuit, 570: non-volatile memory;
580: input/output device control circuit, 600: input/output device
Claims (6)
제어부(500)가 입출력장치(600)로부터 교대부양 명령을 받아서 교대부양 동작을 할 때, 홀수번공기튜브(110)들이 팽창 대상이 될 경우, 홀수밸브(112)를 열고 짝수밸브(122)를 닫고 흡입구내부연결밸브(412)를 닫고 흡입구외부연결밸브(411)를 열고 배출구내부연결밸브(422)를 열고 배출구외부연결밸브(421)를 닫고 공기펌프(400)를 가동시켜서 흡입구외부연결밸브(411)를 통하여 외부에서 공기가 공기펌프(400)에 흡입되고 공기펌프(400)에 흡입된 공기는 배출구내부연결밸브(422)와 내부연결튜브(140)와 홀수밸브(112)와 홀수연결튜브(111)를 경유하여 홀수번공기튜브(110)들에 주입되며, 차압센서(560)에 의해 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정한 값이 입출력장치(600)로 미리 설정된 공기주입을 멈추는 압력값과 같거나 크면 공기펌프(400) 구동을 멈추고 홀수밸브(112)를 닫아서 교대부양에서 홀수번공기튜브(110)들의 팽창을 종료시키며,
미리 설정된 교대부양 주기 시간 경과 후 홀수번공기튜브(110)들의 수축동작을 하게 되면, 도 11과 같이 홀수밸브(112)를 열고 짝수밸브(122)를 닫고 흡입구내부연결밸브(412)를 열고 흡입구외부연결밸브(411)를 닫고 배출구내부연결밸브(422)를 닫고 배출구외부연결밸브(421)를 열고 난 후, 공기펌프(400) 내부 공기가 배출구외부연결밸브(421)를 통해 외부로 배출되도록 공기펌프(400) 구동하여 공기펌프(400) 내에 음압이 발생되는데, 홀수번공기튜브(110)들이 팽창상태에서 수축상태로 전환된 초기에는 홀수번공기튜브(110)들을 팽창시켰던 홀수번공기튜브(110)들 내의 공기압에 의해 홀수연결튜브(111)와 홀수밸브(112)와 내부연결튜브(140)와 흡입구내부연결밸브(412)를 경유하여 공기펌프(400)에 도달하는 공기에 의해 생성되는 양압이 공기펌프(400) 구동으로 발생되는 음압보다 커서 공기펌프(400) 내에는 양압이 유지되다가 시간이 경과하여 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력이 제1기준압력 정도로 낮아진 상태에서 공기펌프(400)의 구동에 의한 음압이 홀수번공기튜브(110)들의 공기압력에 의해 공기펌프(400)에 도달하는 공기에 의해 생성되는 양압보다 커져서 공기펌프(400)의 구동에 의한 음압으로 홀수번공기튜브(110)들의 잔여공기를 강제 배출하여 홀수번공기튜브(110)들 내부 공기압력이 제2기준압력이 될 때까지 공기펌프(400)를 구동한 후 정지시켜서 홀수번공기튜브(110)들이 제2기준압력이가 유지되도록 하며,
제어부(500)가 입출력장치(600)로부터 연속낮은압력(continuous low pressure) 명령을 받는 경우, 차압센서(560)로 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정하여 공기압력이 제3기준압력 보다 높으면 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들의 공기가 외부로 배출되어 내부연결튜브(140)에 연결된 차압센서(560)로 측정한 값이 제3기준압력과 같거나 작아지면 공기가 외부로 배출되는 것을 정지시켜서 내부연결튜브(140)의 공기압력을 제3기준압력으로 유지하고, 내부연결튜브(140)의 공기압력을 차압센서(560)로 측정했을 때 공기압력이 제3기준압력 보다 낮으면 공기펌프(400)를 구동시켜서 외부의 공기가 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 공급되어 공기압력이 증가될 때, 차압센서(560)로 측정된 내부연결튜브(140)의 공기압력 값이 제3기준압력과 같거나 크면 공기펌프(400)의 구동을 중지시키며, 차압센서(560)로 주기적으로 내부연결튜브(140)의 공기압력을 측정하여 공기패드부(100)와 공기제어기(200)에서 미세하게 발생되는 공기 누설로 인하여 제3기준압력이었던 내부연결튜브(140)의 공기압력이 제1기준압력으로 낮아지게 되면 공기펌프(400)를 구동시켜서 외부의 공기가 홀수번공기튜브(110)들과 짝수번공기튜브(120)들에 공급되어 내부연결튜브(140)의 공기압력이 제3기준압력으로 높아지면 공기펌프(400) 구동을 중지 시키고 내부연결튜브(140) 공기압력이 제3기준압력으로 채워져 유지되도록 하는 동작을 내부연결튜브(140) 공기압력이 제1기준압력으로 떨어질 때마다 반복함으로써, 내부연결튜브(140)의 공기압력이 제3기준압력 이하이고 제1기준압력 이상인 연속 낮은 압력 상태를 유지하되,
연속낮은압력 명령을 제어부(500)가 실행할 때, 제4기준압력 이하의 공기압력이 발생되는 펄스폭 변조 제어방법을 사용하여 공기펌프(400)를 구동하여 동작소음 감소시키는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.The odd-numbered air tubes 110 and the even-numbered air tubes 120 are alternately arranged side by side to form the air pad part 100 , and the odd-numbered air tubes 110 are the odd-numbered valves through the odd-numbered connection tube 111 . (112) and the even-numbered air tubes 120 are connected to the even-numbered valve 122 through the even-numbered connection tube 121, and the air controller 200 is an odd-numbered valve 112 for opening and closing the odd-numbered connection tube 111. An even valve 122 that opens and closes the even connection tube 121 and an air pump 400 in which the amount of electricity supplied is controlled by a pulse width modulation control method is provided, and an odd valve 112 and an even valve 122 and a differential pressure sensor are provided. The internal connection tube 140 and the air inlet 410, which are air passages connecting the 560, are connected to or blocked by the internal connection tube 140. The inlet external connection valve 411 for connecting or blocking the outlet 401, the outlet external connection valve 421 for connecting or blocking the air outlet 420 to the external air outlet 401, and the air outlet 420 are connected to the inside. It has an outlet internal connection valve 422 for connecting or blocking the connection tube 140, a control unit 500 for controlling the valves 112, 122, 411, 412, 421, 422, and an input/output device 600 but,
When the control unit 500 receives an alternate levitation command from the input/output device 600 and performs an alternate flotation operation, when the odd-numbered air tubes 110 are to be expanded, the odd-numbered valve 112 is opened and the even-numbered valve 122 is closed. Close the inlet internal connection valve 412, open the inlet external connection valve 411, open the outlet internal connection valve 422, close the outlet external connection valve 421, and operate the air pump 400 to operate the inlet external connection valve ( 411), air is sucked into the air pump 400 from the outside, and the air sucked into the air pump 400 is the outlet internal connection valve 422, the internal connection tube 140, the odd valve 112, and the odd connection tube. It is injected into the odd-numbered air tubes 110 via (111), and the value measured by the air pressure of the internal connection tube 140 by the differential pressure sensor 560 is the preset air injection with the input/output device 600. If it is equal to or greater than the stopping pressure value, the air pump 400 stops driving and closes the odd valve 112 to end the expansion of the odd-numbered air tubes 110 in the alternating buoyancy,
When the contraction operation of the odd-numbered air tubes 110 is performed after the lapse of the preset alternate flotation cycle time, as shown in FIG. 11, the odd-numbered valve 112 is opened, the even-numbered valve 122 is closed, the inlet internal connection valve 412 is opened, and the inlet After closing the external connection valve 411, closing the outlet internal connection valve 422, and opening the outlet external connection valve 421, the air inside the air pump 400 is discharged to the outside through the outlet external connection valve 421. A negative pressure is generated in the air pump 400 by driving the air pump 400, and in the initial stage when the odd-numbered air tubes 110 are converted from the expanded state to the contracted state, the odd-numbered air tubes that have expanded the odd-numbered air tubes 110 are Generated by air reaching the air pump 400 via the odd-numbered connection tube 111, the odd-numbered valve 112, the internal connection tube 140, and the inlet internal connection valve 412 by the air pressure in the 110 The positive pressure is greater than the negative pressure generated by driving the air pump 400, and the positive pressure is maintained in the air pump 400, but as time elapses, the air pressure of the odd-numbered air tubes 110 is lowered to about the first reference pressure. The negative pressure caused by the driving of the pump 400 is greater than the positive pressure generated by the air reaching the air pump 400 by the air pressure of the odd-numbered air tubes 110, so that the negative pressure caused by the driving of the air pump 400 is odd. The air pump 400 is driven and stopped until the air pressure inside the odd-numbered air tubes 110 becomes the second reference pressure by forcibly discharging the residual air of the numbered air tubes 110, and then the odd-numbered air tube 110 ) so that the second reference pressure is maintained,
When the control unit 500 receives a continuous low pressure command from the input/output device 600 , the air pressure of the internal connection tube 140 is measured with the differential pressure sensor 560 so that the air pressure is higher than the third reference pressure. If it is high, the air of the odd-numbered air tubes 110 and the even-numbered air tubes 120 is discharged to the outside, and the value measured by the differential pressure sensor 560 connected to the inner connection tube 140 is equal to or smaller than the third reference pressure. The air pressure of the internal connection tube 140 is maintained at the third reference pressure by stopping the ground air from being discharged to the outside, and when the air pressure of the internal connection tube 140 is measured with the differential pressure sensor 560, the air pressure is When it is lower than the third reference pressure, the air pump 400 is driven to supply external air to the odd-numbered air tubes 110 and the even-numbered air tubes 120 to increase the air pressure, the differential pressure sensor 560 ), when the air pressure value of the internal connection tube 140 is equal to or greater than the third reference pressure, the operation of the air pump 400 is stopped, and the air pressure of the internal connection tube 140 periodically with the differential pressure sensor 560 When the air pressure of the internal connection tube 140, which was the third reference pressure, is lowered to the first reference pressure due to air leakage that is minutely generated in the air pad unit 100 and the air controller 200 by measuring the pressure, the air pump When the external air is supplied to the odd-numbered air tubes 110 and the even-numbered air tubes 120 by driving the 400, the air pressure of the internal connection tube 140 increases to the third reference pressure, the air pump ( 400) By repeating the operation of stopping the operation and keeping the internal connection tube 140 air pressure filled with the third reference pressure every time the air pressure of the internal connection tube 140 drops to the first reference pressure, the internal connection tube ( 140) maintains a continuous low pressure state where the air pressure is less than or equal to the third reference pressure and equal to or greater than the first reference pressure,
Massage therapy, characterized in that when the control unit 500 executes the continuous low pressure command, the air pump 400 is driven using the pulse width modulation control method in which the air pressure less than or equal to the fourth reference pressure is generated to reduce the operation noise A medical shift flotation mattress device having a function, a function of distributing body pressure, and a function of reducing operating noise.
상기 펄스폭 변조 제어방법은,
상기 공기펌프에 공급되는 교류전기의 펄스에서 0(V) 전압의 기준점에서 펄스폭을 조절하여 제어하는 제로크로스 펄스폭 변조방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.According to claim 1,
The pulse width modulation control method comprises:
Massage healing function, body pressure distribution function, and operation noise reduction, characterized in that it uses a zero-cross pulse width modulation method to control and control the pulse width at the reference point of 0 (V) voltage in the pulse of AC electricity supplied to the air pump A medical shift-float mattress device having a function.
상기 제1기준압력은 25mmhg를 사용하고, 제2기준압력은 10mmhg를 사용하는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.According to claim 1,
The first reference pressure is 25mmhg, and the second reference pressure is a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function and a noise reduction function, characterized in that using 10mmhg.
제3기준압력은 27mmhg를 사용하고 제4기준압력은 35mmhg를 사용하는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.According to claim 1,
The third reference pressure uses 27mmhg and the fourth reference pressure uses 35mmhg. A medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function.
상기 제어부(500)는 내부연결튜브(140)의 공기압력을 감지하는 차압센서(560)와 차압센서(560)의 초기값을 보정(Calibration)하는 초기값 조절회로(561)와, 차압센서(560)에서 발생되는 잡음을 제거하는 잡음제거필터(562)와 차압센서에서 감지한 신호를 증폭하는 저잡음증폭회로(563)를 포함하는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.According to claim 1,
The control unit 500 includes a differential pressure sensor 560 for detecting the air pressure of the internal connection tube 140 and an initial value adjusting circuit 561 for calibrating the initial values of the differential pressure sensor 560, and a differential pressure sensor ( Massage healing function, body pressure distribution function and operation noise reduction function, characterized in that it includes a noise removal filter 562 that removes noise generated from 560) and a low noise amplifier circuit 563 that amplifies the signal detected by the differential pressure sensor A medical shift-floating mattress device having a.
흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411)를 대신하여 3구2로 솔레노이드로 한쪽이 열리면 반대쪽이 닫치는 2개의 공기개폐구를 흡입구내부연결밸브(412)와 흡입구외부연결밸브(411)에 대치되도록 연결하고 항상 열려있는 공기개폐구를 공기배출구(420)에 연결하여 사용하는 것을 특징으로 하는 마사지 치유 기능, 체압 분산 기능 및 동작소음 감소 기능을 갖는 의료용 교대부양 매트리스 장치.According to claim 1,
In lieu of the inlet internal connection valve (412) and the inlet external connection valve (411), the inlet internal connection valve (412) and the inlet external connection valve (411) are used to connect two air openings and openings that close when one side is opened with a solenoid with 3 ports 2 ), a medical shift flotation mattress device having a massage healing function, a body pressure distribution function, and a noise reduction function, characterized in that it is connected to the opposite side and used by connecting the always open air opening and closing port to the air outlet 420 .
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