KR102597481B1 - Multi-Axis Responsive Caring Robot with Pressure Sore Prevention Monitoring - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예는 욕창 예방 모니터링 및 다축 구동 반응 구성을 포함하는 돌봄 로봇 시스템으로서, 사용자를 모니터링하고, 체압을 센싱하며, 압력 제어 피드백을 제공하는 돌봄 로봇 장치; 및 상기 돌봄 로봇 장치와 전기적으로 연결되어 데이터를 수집하는 에이전트부;를 포함하며, 상기 에이전트부와 전기적으로 연결되어 상기 돌봄 로봇 장치의 외부와 송수신하는 데이터 중계 통신부;와, 상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 수집부;와, 상기 데이터 수집부와 상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 분석부;와, 상기 데이터 분석부와 전기적으로 연결된 출력부;를 포함하는, 돌봄 로봇 시스템을 제공한다.One embodiment of the present invention is a care robot system including bedsore prevention monitoring and a multi-axis drive response configuration, including a care robot device that monitors the user, senses body pressure, and provides pressure control feedback; And an agent unit that is electrically connected to the care robot device and collects data. It includes a data relay communication unit that is electrically connected to the agent unit and transmits and receives data to and from the outside of the care robot device. And, the data relay communication unit and the electrical A data collection unit connected to a; a data analysis unit electrically connected to the data collection unit and the data relay communication unit; and an output unit electrically connected to the data analysis unit.
Description
본 발명은 돌봄 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다축 구동 반응형 돌봄 로봇을 이용하여 욕창 예방 모니터링 기능을 비롯한 의료적 효과를 발휘하는 돌봄 로봇 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a care robot system, and more specifically, to a care robot system that exerts medical effects, including pressure ulcer prevention and monitoring functions, using a multi-axis driven, responsive care robot.
급속한 고령화 시대를 맞으면서 장애인 인구가 점차 늘어나는 추세에 있다. 특히 의료용 베드나 휠체어 등을 사용하는 장애인 또는 기타 질병으로 인한 환자의 경우, 장시간 같은 자세로 매트리스나 시트를 사용하므로, 욕창 발생의 위험에 노출되어 있다. As we face an era of rapid aging, the disabled population is gradually increasing. In particular, disabled people who use medical beds or wheelchairs or patients with other diseases are exposed to the risk of developing bedsores because they use mattresses or sheets in the same position for long periods of time.
욕창은 체중이 집중되는 특정 지점에서 주로 발생하는 것으로 알려져 있다. 피부가 시트 간의 접촉 압력을 장시간 받게 되면, 모세혈관이 막혀 지방과 근육조직에 혈액순환이 원활하지 못하게 되고, 결국, 조직세포가 괴사하면서 욕창이 발생될 수 있다. It is known that bedsores mainly occur at specific points where body weight is concentrated. If the skin is subjected to contact pressure between sheets for a long period of time, the capillaries become blocked, preventing smooth blood circulation in fat and muscle tissue, and eventually, tissue cells die, causing bedsores.
이러한 욕창 발생을 모니터링하고 억제하는 다양한 장치나 기술이 개발되어 왔다. Various devices or technologies have been developed to monitor and suppress the occurrence of pressure ulcers.
특허문헌1에 의하면 공기 조절을 통해 누워있는 환자의 자세를 조절할 수 있는 매트리스 기술이 제시된 바 있다. 즉, 거동이 불편한 환자의 자세 변화를 유도하기 위하여 공압 조절부와 매트부를 두되, 공압조절부에서 생성된 공기를 이용하여 매트부에 마련된 쿠션부가 팽창 및 수축되도록 하였다.According to Patent Document 1, a mattress technology that can adjust the posture of a lying patient through air conditioning has been proposed. That is, in order to induce a change in the posture of a patient who has difficulty moving, a pneumatic control unit and a mat unit were installed, and the cushion provided in the mat unit was expanded and contracted using the air generated from the pneumatic control unit.
특허문헌2에 의하면 욕창예방부와 경사부가 상하 구획되도록 마련되어 환자의 욕창을 예방하는 기술이 제시된 바 있다. 구체적으로는 욕창예방부와 경사부가 상하로 구획되도록 하되, 욕창예방부는 욕창예방용 교대 부양을 하고, 경사부는 경사용 교대 부양을 담당함으로써, 환자의 신체에 적절한 환경을 제공하도록 하였다.According to Patent Document 2, a technology for preventing bedsores in patients has been proposed by providing a bedsore prevention unit and an inclined unit with upper and lower divisions. Specifically, the bedsore prevention department and the incline department were divided into upper and lower sections. The bedsore prevention department was responsible for alternate support for bedsore prevention, and the slope department was responsible for alternate support for incline, thereby providing an appropriate environment for the patient's body.
그러나 종래의 기술을 이용하여 욕창 발생이 어느 정도 줄어들 수는 있으나, 사용자(환자)의 욕창 발생 여부 또는 욕창 생성 가능성을 맞춤형으로 모니터링하면서 자세 변환을 유도함으로써 사용자는 물론 간호인(간병인)의 어려움을 해소하는 종합적이고 체계적인 기능을 제공하지는 못하였다. 따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 돌봄 로봇 시스템이 요구되고 있다.However, although the occurrence of pressure ulcers can be reduced to some extent using conventional technology, difficulties for the user as well as the caregiver (caregiver) are alleviated by customizing the user (patient) to monitor whether or not the user (patient) has developed pressure ulcers or the possibility of developing pressure ulcers and inducing a change in posture. It failed to provide a comprehensive and systematic function to resolve the issue. Therefore, a new care robot system that can solve these problems is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다축 구동 반응형 돌봄 로봇을 이용하여 욕창 예방 모니터링 기능을 비롯한 의료적 효과를 발휘하는 돌봄 로봇 시스템을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a care robot system that exhibits medical effects, including pressure ulcer prevention and monitoring functions, using a multi-axis driven, responsive care robot.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 욕창 예방 모니터링 및 다축 구동 반응 구성을 포함하는 돌봄 로봇 시스템으로서, 사용자를 모니터링하고, 체압을 센싱하며, 압력 제어 피드백을 제공하는 돌봄 로봇 장치; 및 상기 돌봄 로봇 장치와 전기적으로 연결되어 데이터를 수집하는 에이전트부;를 포함하며, 상기 에이전트부와 전기적으로 연결되어 상기 돌봄 로봇 장치의 외부와 송수신하는 데이터 중계 통신부;와, 상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 수집부;와, 상기 데이터 수집부와 상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 분석부;와, 상기 데이터 분석부와 전기적으로 연결된 출력부;를 포함하는, 돌봄 로봇 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a care robot system including pressure ulcer prevention monitoring and a multi-axis drive response configuration, a care robot device that monitors the user, senses body pressure, and provides pressure control feedback. ; And an agent unit that is electrically connected to the care robot device and collects data. It includes a data relay communication unit that is electrically connected to the agent unit and transmits and receives data to and from the outside of the care robot device. And, the data relay communication unit and the electrical A data collection unit connected to a; a data analysis unit electrically connected to the data collection unit and the data relay communication unit; and an output unit electrically connected to the data analysis unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 돌봄 로봇 장치는, 사용자의 자세를 모니터링하는 자세관찰부;와, 사용자의 신체 부위별로 압력을 감지하는 압력감지부;와, 복수의 에어셀을 포함하고 이를 제어하여 사용자의 부위별 압력을 제어하는 에어매트부;를 더 포함하고, 상기 에이전트부는, 상기 자세관찰부와 상기 압력감지부와 상기 에어매트부의 데이터를 수집하여 상기 데이터 중계 통신부로 전달하는 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the care robot device includes a posture observation unit that monitors the user's posture; a pressure sensing unit that senses pressure for each part of the user's body; and a plurality of air cells and controls the user's posture. It further includes an air mat unit that controls the pressure for each part of the care unit, wherein the agent unit collects data from the posture observation unit, the pressure detection unit, and the air mat unit and transmits the data to the data relay communication unit. It could be a robotic system.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 압력감지부는, 복수의 센서유닛모듈;과, 상기 센서유닛모듈의 외측에 돌출되어 기판을 연결하는 연결부; 및, 상기 연결부에 전기적으로 연결되는 브릿지보드;와, 상기 브릿지보드와 전기적으로 연결되는 압력센서 제어보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the pressure sensing unit includes a plurality of sensor unit modules; and a connection portion protruding outside the sensor unit module and connecting the substrate to the substrate. And, a bridge board electrically connected to the connection part; and a pressure sensor control board electrically connected to the bridge board. It may be a care robot system, characterized in that it further includes.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 센서유닛모듈은, 복수의 셀이 연결되어 사각형 모듈 구조를 형성하고, 상기 사각형 모듈 구조의 가장자리의 셀 연결 구조는 직선 형태인 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor unit module is a care robot system, wherein a plurality of cells are connected to form a square module structure, and the cell connection structure at the edge of the square module structure is linear. You can.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 에어매트부는, 복수의 에어셀 구조를 통해 사용자의 몸체에 부위별로 압력을 피드백하는 체간부;와, 에어 기둥 구조를 통해 사용자의 머리부에 압력을 피드백하는 두부;와 에어 기둥 기조를 통해 사용자의 다리부에 압력을 피드백하는 족부;를, 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the air mat unit includes: a trunk portion that feeds back pressure for each part of the user's body through a plurality of air cell structures; and a head portion that feeds back pressure to the user's head through an air pillar structure; The care robot system may further include a foot part that feeds back pressure to the user's leg part through an air pillar.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 체간부는, 복수의 에어셀;과, 각각의 에어셀과 기계적으로 연결된 관형부재;와, 상기 관형부재를 개폐하는 밸브부;와, 상기 밸브부;와 기계적으로 연결된 펌프부;와, 상기 밸브부 및 상기 펌프부와 전기적으로 연결된 에어셀 제어보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the trunk portion includes a plurality of air cells; a tubular member mechanically connected to each air cell; a valve portion that opens and closes the tubular member; and a pump mechanically connected to the valve portion. It may be a care robot system, characterized in that it further includes a unit; and an air cell control board electrically connected to the valve unit and the pump unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 에어셀은, 복수의 에어셀을 모듈화한 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는, 돌봄 로봇 시스템일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the air cell may be a care robot system characterized in that it is formed in a modular structure of a plurality of air cells.
본 발명의 실시예에 따르면, 다축 구동 반응형 돌봄 로봇을 이용하여 욕창 예방 모니터링 기능을 비롯한 의료적 효과를 발휘하는 돌봄 로봇 시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a care robot system that exerts medical effects, including a bedsore prevention and monitoring function, can be provided using a multi-axis driven, responsive care robot.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 돌봄 로봇 시스템을 이용함으로써 와상 환자, 장애인, 고령자 등 사용자의 욕창 발생 여부 또는 욕창 생성 가능성을 맞춤형으로 모니터링하면서 자세 변환을 유도할 수 있다. 또한 낙상 방지 등의 안전관리가 가능하다. 이로써 사용자는 물론 간호인의 어려움을 해소할 수 있다.By using the care robot system according to this embodiment of the present invention, it is possible to induce a change in posture while customarily monitoring whether or not bedsores are generated or the possibility of creating pressure ulcers in users such as bedridden patients, the disabled, and the elderly. Additionally, safety management such as fall prevention is possible. This can solve the difficulties of users as well as caregivers.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 돌봄 로봇 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력감지부를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 압력감지부의 센서유닛모듈의 가장자리를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어매트부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 에어매트부의 체간부를 제어하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 체간부에 배치되는 복수의 에어셀이 모듈화된 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a schematic configuration diagram of a care robot system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an enlarged view of the edge of the sensor unit module of the pressure sensing unit according to Figure 2.
Figure 4 is a diagram showing an air mat portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing a configuration for controlling the trunk portion of the air mat unit according to Figure 4.
FIG. 6 is a diagram showing a modular configuration of a plurality of air cells disposed in the trunk portion of FIG. 5.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms and, therefore, is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are given similar reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, combined)" with another part, this means not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes cases where it is. Additionally, when a part is said to “include” a certain component, this does not mean that other components are excluded, but that other components can be added, unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서, "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예컨대 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예컨대 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.In this specification, “module” includes a unit comprised of hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. A module may be an integrated part, a minimum unit that performs one or more functions, or a part thereof. For example, the module may be composed of an application-specific integrated circuit (ASIC).
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 돌봄 로봇 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압력감지부를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 따른 압력감지부의 센서유닛모듈의 가장자리를 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어매트부를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 에어매트부의 체간부를 제어하는 구성을 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 체간부에 배치되는 복수의 에어셀이 모듈화된 구성을 나타낸 도면이다. Figure 1 is a schematic configuration diagram of a care robot system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing a pressure sensing unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a sensor unit module of the pressure sensing unit according to Figure 2. is an enlarged view of the edge of , Figure 4 is a diagram showing the air mat portion according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a diagram showing a configuration for controlling the trunk portion of the air mat portion according to Figure 4, and Figure 6 is a diagram showing the configuration of controlling the trunk portion of the air mat portion according to Figure 4. This is a diagram showing the modular configuration of a plurality of air cells arranged in the trunk of Figure 5.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 돌봄 로봇 시스템(1)은 돌봄 로봇 장치(10)와 데이터 중계 통신부(20), 데이터 수집부(30), 데이터 분석부(40), 출력부(50)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the care robot system 1 according to an embodiment of the present invention includes a care robot device 10, a data relay communication unit 20, a data collection unit 30, a data analysis unit 40, and an output unit. It can be composed of (50).
돌봄 로봇 장치(10)는 데이터 중계 통신부(20)를 통해 서버에 포함된 데이터 수집부(30)로 데이터를 전달할 수 있고, 데이터 분석부(40)를 통해 전달된 데이터가 분석되어 출력부(50)를 통해 출력되거나, 데이터 중계 통신부(20)로 피드백될 수 있다.The care robot device 10 can transmit data to the data collection unit 30 included in the server through the data relay communication unit 20, and the data transmitted through the data analysis unit 40 is analyzed and output unit 50. ) or can be fed back to the data relay communication unit 20.
돌봄 로봇 장치(10)와 데이터 중계 통신부(20)는 유선 또는 무선 연결될 수 있고, 바람직하게는 돌봄 로봇 장치(10)에 포함된 에이전트부(130)를 통해 데이터 중계 통신부(20)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.The care robot device 10 and the data relay communication unit 20 may be connected wired or wirelessly, and preferably, the data relay communication unit 20 may be connected wired or wirelessly through the agent unit 130 included in the care robot device 10. It can be connected to .
돌봄 로봇 장치(10)는 침대에 눕거나 앉아 있는 사용자의 자세를 모니터링할 수 있는 자세관찰부(100)를 포함할 수 있고, 자세관찰부(100)는 광학적인 감지를 통해 사용자의 자세를 관찰할 수 있고, 그 밖의 온도, 압력, 음향 감지 방식을 통해 사용자의 자세를 관찰할 수 있으며, 자세를 관찰하기 위한 수단은 예시된 수단에 한정되지 않는다.The care robot device 10 may include a posture observation unit 100 that can monitor the posture of the user lying or sitting on the bed, and the posture observation unit 100 can observe the user's posture through optical detection. The user's posture can be observed through other temperature, pressure, and sound detection methods, and the means for observing the posture are not limited to the illustrated means.
돌봄 로봇 장치(10)는 침대에 누워 있는 사용자의 신체 부위별 압력을 면 단위로 감지할 수 있는 압력감지부(110)를 포함할 수 있고, 압력감지부(110)는 복수의 압력 센서가 포함된 셀 구조의 신축성 모듈일 수 있다.The care robot device 10 may include a pressure sensing unit 110 capable of detecting the pressure of each body part of the user lying in bed on a surface-by-surface basis, and the pressure sensing unit 110 includes a plurality of pressure sensors. It may be a stretchable module with a cell structure.
도 2와 도 3을 참조하면, 압력감지부(110)는 센서유닛모듈(1100)을 배열하여 구성될 수 있고, 센서유닛모듈(1100)의 가장자리 부위에 겹침이 발생할 수 있으며, 겹침 부분의 압력 센서 셀 구조를 다양하게 형성할 수 있는데, 이와 같은 센서유닛모듈(1100)의 가장자리의 구조를 버스라인(1101)으로 지칭할 수 있다.Referring to Figures 2 and 3, the pressure sensing unit 110 may be configured by arranging the sensor unit module 1100, overlap may occur at the edge of the sensor unit module 1100, and the pressure at the overlap portion may occur. The sensor cell structure can be formed in various ways, and the structure at the edge of the sensor unit module 1100 can be referred to as a bus line 1101.
사용자가 센서 위에서 움직이는 경우 센서유닛모듈(1100)의 겹침 부위에 형상 변형 또는 손상을 일으킬 수 있어, 이를 방지하기 위해 버스라인(1101)의 형태를 곡면 형태로 할 수 있고, 직선 형태로 할 수 있다. 버스라인(1101)은 센서유닛모듈(1100)의 형상 변형 또는 손상을 방지하기 위한 형상으로 제조될 수 있고, 곡면 형태 또는 직선 형태에 한정되지 않는다.When the user moves on the sensor, the overlapping area of the sensor unit module 1100 may be deformed or damaged. To prevent this, the bus line 1101 can be curved or straight. . The bus line 1101 may be manufactured in a shape to prevent shape deformation or damage to the sensor unit module 1100, and is not limited to a curved or straight shape.
압력감지부(110)는 센서유닛모듈(1100)의 모서리 부근에 돌출될 형태의 연결부(1110)를 포함할 수 있고, 연결부(1110)에는 압력센서 제어보드(1130)가 연결될 수 있는데, 압력센서 제어보드(1130)의 파손을 방지하기 위하여 브릿지보드(1120)를 사이에 더 연결할 수 있다.The pressure sensing unit 110 may include a connecting portion 1110 that protrudes near the edge of the sensor unit module 1100, and a pressure sensor control board 1130 may be connected to the connecting portion 1110. In order to prevent damage to the control board 1130, a bridge board 1120 can be further connected therebetween.
브릿지보드(1120)는 연결부(1110)와 전기적으로 연결되고, 또한 압력센서 제어보드(1130)와도 전기적으로 연결되어, 복수의 압력센서를 작동하고 제어할 수 있다.The bridge board 1120 is electrically connected to the connection portion 1110 and is also electrically connected to the pressure sensor control board 1130 to operate and control a plurality of pressure sensors.
압력센서 제어보드(1130)는 각 압력 센서의 셀 구조별로 독립된 압력 정보를 송수신하고 이를 기반으로 하여 세분화된 압력 단계를 구별하여 제어할 수 있다. 이러한 세분화된 제어를 통해 사용자의 체압이 발생된 지점을 용이하게 파악할 수 있고, 파악된 데이터를 에어매트부(120)와 공유할 수 있고, 에이전트부(130)를 통해 서버로 전송하여 피드백을 받을 수 있다.The pressure sensor control board 1130 can transmit and receive independent pressure information for each cell structure of each pressure sensor and distinguish and control granular pressure stages based on this. Through this granular control, it is possible to easily identify the point where the user's body pressure is generated, share the identified data with the air mat unit 120, and send it to the server through the agent unit 130 to receive feedback. You can.
도 4를 참조하면, 에어매트부(120)는 에어 기둥이나 에어셀(1201) 구조를 복수개 포함할 수 있고, 이를 통해 사용자의 신체 부위별로 압력을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 4, the air mat unit 120 may include a plurality of air pillars or air cells 1201 structures, through which pressure can be controlled for each part of the user's body.
에어매트부(120)는 신체 부위별로 압력을 제어할 수 있고, 이를 위하여 자세관찰부(100) 및 압력감지부(110)의 데이터를 기반으로 각 에어셀을 제어하는 에어셀 제어보드(1205)를 포함할 수 있다.The air mat unit 120 can control pressure for each body part, and for this purpose, it may include an air cell control board 1205 that controls each air cell based on data from the posture observation unit 100 and the pressure detection unit 110. You can.
에어매트부(120)는 압력감지부(110)로부터 데이터를 공유받아 에어셀(1201)을 제어하거나, 에이전트부(130)으로부터 분석된 피드백 정보를 받아 에어셀(1201)을 제어할 수 있다.The air mat unit 120 can control the air cell 1201 by receiving data shared from the pressure sensing unit 110, or can control the air cell 1201 by receiving analyzed feedback information from the agent unit 130.
에어매트부(120)는 에어셀 제어보드(1205)를 통해 복수의 에어셀(1201)을 제어하거나, 두부(1210)의 에어 기둥과 족부(1220)의 에어 기둥을 제어할 수 있다.The air mat unit 120 can control a plurality of air cells 1201 through the air cell control board 1205, or control the air pillars of the head 1210 and the air pillars of the feet 1220.
도 5를 참조하면, 가장 다수의 에어셀(1201)이 배치되는 체간부(1200)에 대한 제어 구성을 포함할 수 있고, 각각의 에어셀(1201)은 각각의 관형부재(1202)와 연결되어 펌프부(1204)를 통해 에어(Air, 공기)를 주입받거나 배출할 수 있다.Referring to FIG. 5, it may include a control configuration for the trunk portion 1200 where the largest number of air cells 1201 are disposed, and each air cell 1201 is connected to each tubular member 1202 to form a pump unit. Air can be injected or discharged through (1204).
각각의 에어셀(1201)은 관형부재(1202)의 단부에 연결된 밸브부(1203)를 통해 개별적으로 제어될 수 있고, 밸브부(1203)는 에어셀 제어보드(1205)와 전기적으로 연결될 수 있다.Each air cell 1201 can be individually controlled through a valve unit 1203 connected to the end of the tubular member 1202, and the valve unit 1203 can be electrically connected to the air cell control board 1205.
에어셀 제어보드(1205)는 펌프부(1204)와 전기적으로 연결되어 펌프부(1204)의 동작을 제어할 수 있고, 에어셀 제어보드(1205)는 에이전트부(130)와 전기적으로 연결되어 에어매트부(120)의 압력 데이터를 에이전트부(130)로 전달하거나, 서버에서 분석된 피드백 정보를 에이전트부(130)로부터 전달받아 밸브부(1203) 또는 펌프부(1204)를 제어할 수 있다.The air cell control board 1205 is electrically connected to the pump unit 1204 to control the operation of the pump unit 1204, and the air cell control board 1205 is electrically connected to the agent unit 130 to control the air mat unit. The pressure data of 120 can be transmitted to the agent unit 130, or the valve unit 1203 or the pump unit 1204 can be controlled by receiving feedback information analyzed by the server from the agent unit 130.
에어셀 제어보드(1205)를 통해 체간부(1200)에 배열된 각각의 에어셀(1201)은 교대로 부양될 수 있다. 에어셀(1201)은 가로 및 세로로 복수의 열과 행을 가지고 배열될 수 있고, 체간부(1200)에 분포되어 상체를 지지하거나 하체를 지지할 수 있다.Each air cell 1201 arranged in the torso 1200 can be alternately levitated through the air cell control board 1205. The air cells 1201 may be arranged horizontally and vertically in a plurality of columns and rows, and may be distributed in the torso 1200 to support the upper body or the lower body.
사용자의 신체 사이즈에 따라 각각의 에어셀(1201)이 배치된 행과 열의 신체 부위가 할당될 수 있고, 사용자의 자세에 따라 특정 부위의 에어셀(1201)이 교대로 부양될 수 있다. 이를 위해 자세관찰부(100)의 데이터를 전달받아 에어셀(1201)을 제어할 수 있고, 에이전트부(130)를 통해 데이터를 전달받거나, 외부 서버에서 분석된 피드백 정보를 전달받아 제어할 수 있다.Depending on the user's body size, body parts in rows and columns where each air cell 1201 is placed may be assigned, and air cells 1201 in specific areas may be alternately levitated depending on the user's posture. For this purpose, the air cell 1201 can be controlled by receiving data from the posture observation unit 100, and the data can be received through the agent unit 130, or feedback information analyzed from an external server can be received and controlled.
도 6을 참조하면, 에어셀(1201)은 복수개를 모듈화하여 구성될 수 있고, 이러한 모듈을 복수로 배치하여 에어매트부(120)를 구성할 수 있다. 모듈화된 에어셀(1201)은 모듈화에 적합한 관형부재(1202)를 포함할 수 있고, 모듈화에 적합한 제어방식이 적용된 에어셀 제어보드(1205)를 통해 제어될 수 있다.Referring to FIG. 6, a plurality of air cells 1201 can be modularized, and the air mat unit 120 can be formed by arranging a plurality of these modules. The modularized air cell 1201 may include a tubular member 1202 suitable for modularization, and may be controlled through an air cell control board 1205 to which a control method suitable for modularization is applied.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는 다축 구동 반응형 돌봄 로봇을 이용하여 욕창 예방 모니터링 기능을 비롯한 의료적 효과를 발휘하는 돌봄 로봇 시스템을 제공할 수 있다.As described above, embodiments of the present invention can provide a care robot system that exerts medical effects, including pressure ulcer prevention and monitoring functions, using a multi-axis driven, responsive care robot.
또한 본 발명의 실시예에 따른 자세 변환 돌봄 로봇 시스템을 이용함으로써 와상 환자, 장애인, 고령자 등 사용자의 욕창 발생 여부 또는 욕창 생성 가능성을 맞춤형으로 모니터링하면서 자세 변환을 유도할 수 있다. 또한 낙상 방지 등의 안전관리가 가능하다. 이로써 사용자는 물론 간호인의 어려움을 해소할 수 있다.In addition, by using the posture change care robot system according to an embodiment of the present invention, posture change can be induced while customizing the presence or likelihood of pressure ulcers in users such as bedridden patients, the disabled, and the elderly. Additionally, safety management such as fall prevention is possible. This can solve the difficulties of users as well as caregivers.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명의 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 사용가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 자기테이프 등의 자기기록 매체, CD-ROM, DVD 등의 광기록 매체, 플롭티컬디스크 등의 자기-광 매체, ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같이, 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어를 포함한다. 프로그램 명령은, 컴파일러에 의해 만들어지는 기계어 코드, 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어는 본 발명에 따른 방법을 처리하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있고, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the above-described embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination. Program instructions recorded on a computer-readable recording medium may be specially designed and configured for embodiments of the present invention, or may be known and usable by those skilled in the computer software field. Computer-readable recording media include magnetic recording media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, ROM, RAM, and flash memory. , includes hardware configured to store and execute program instructions. Program instructions include machine language code created by a compiler and high-level language code that can be executed on a computer using an interpreter. The hardware may be configured to operate as one or more software modules for processing the method according to the invention and vice versa.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 프로그램 명령 형태로 전자장치에서 실행될 수 있다. 전자장치는 스마트폰이나 스마트패드 등의 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 가전 장치를 포함한다.The method according to an embodiment of the present invention may be executed in an electronic device in the form of program instructions. Electronic devices include portable communication devices such as smartphones and smart pads, computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, and home appliances.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록매체의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.The method according to an embodiment of the present invention may be provided and included in a computer program product. Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers. Computer program products may be distributed in the form of machine-readable recording media or online through an application store. In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or created temporarily in a storage medium such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
본 발명의 실시예에 따른 구성요소, 예컨대 모듈 또는 프로그램 각각은 단수 또는 복수의 서브 구성요소로 구성될 수 있으며, 이러한 서브 구성요소들 중 일부 서브 구성요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성요소가 더 포함될 수 있다. 일부 구성요소들(모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.Each component, such as a module or program, according to an embodiment of the present invention may be composed of a single or a plurality of sub-components, and some of these sub-components may be omitted or other sub-components may be added. may be included. Some components (modules or programs) may be integrated into one entity and perform the same or similar functions performed by each corresponding component before integration. Operations performed by modules, programs, or other components according to embodiments of the present invention are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or at least some operations are executed in a different order, omitted, or other operations are added. It can be.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present invention described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as unitary may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 돌봄 로봇 시스템
10 돌봄 로봇 장치
100 자세관찰부
110 압력감지부
1100 센서유닛모듈
1101 버스라인
1110 연결부
1120 브릿지보드
1130 압력센서 제어보드
120 에어매트부
1200 체간부
1201 에어셀
1202 관형부재
1203 밸브부
1204 펌프부
1205 에어셀 제어보드
1210 두부
1220 족부
1230 지지부
130 에이전트부
20 데이터 중계 통신부
30 데이터 수집부
40 데이터 분석부
50 출력부1 Care robot system
10 Care robot device
100 Posture observation department
110 Pressure sensing unit
1100 sensor unit module
1101 bus line
1110 connection
1120 bridge board
1130 pressure sensor control board
120 Air mat part
1200 trunk
1201 air cell
1202 tubular member
1203 valve part
1204 pump unit
1205 Aircell Control Board
1210 tofu
1220 foot
1230 support
130 Agent Department
20 Data Relay and Communication Department
30 Data Collection Department
40 Data Analysis Department
50 output unit
Claims (7)
사용자를 모니터링하고, 체압을 센싱하며, 압력 제어 피드백을 제공하는 돌봄 로봇 장치; 및
상기 돌봄 로봇 장치와 전기적으로 연결되어 데이터를 수집하는 에이전트부;를 포함하며,
상기 에이전트부와 전기적으로 연결되어 수집된 데이터 또는 피드백 정보를 송수신하는 데이터 중계 통신부;와,
상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 수집부;와,
상기 데이터 수집부와 상기 데이터 중계 통신부와 전기적으로 연결된 데이터 분석부;와,
상기 데이터 분석부와 전기적으로 연결된 출력부;를 포함하며,
상기 돌봄 로봇 장치는, 사용자의 자세를 모니터링하는 자세관찰부;와, 사용자의 신체 부위별로 압력을 감지하는 압력감지부;와, 복수의 에어셀을 포함하고 이를 제어하여 사용자의 부위별 압력을 제어하는 에어매트부;를 더 포함하고,
상기 에이전트부는, 상기 자세관찰부와 상기 압력감지부와 상기 에어매트부의 데이터를 수집하여 상기 데이터 중계 통신부로 송신하거나 상기 데이터 중계 통신부로부터 피드백 정보를 수신하며,
상기 압력감지부는, 복수의 센서유닛모듈과, 상기 센서유닛모듈의 외측에 돌출되어 기판을 연결하는 연결부와, 상기 연결부에 연결되는 압력센서 제어보드와, 상기 압력센서 제어보드의 파손 방지를 위한 브릿지보드를 포함하고,
상기 센서유닛모듈은 복수의 셀이 연결되어 사각형 모듈 구조를 형성하되, 상기 복수의 셀 주변으로 상기 센서유닛모듈의 가장자리 영역에 형성되는 겹침 부분에 사용자의 움직임에 의해 변형 또는 손상 발생되는 것을 방지하기 위해 곡면 또는 직선 형태로 형성되는 버스라인을 포함하며,
상기 에어매트부는, 복수의 에어셀 구조를 통해 사용자의 몸체에 부위별로 압력을 피드백하는 체간부;와, 에어 기둥 구조를 통해 사용자의 머리부에 압력을 피드백하는 두부;와 에어 기둥 기조를 통해 사용자의 다리부에 압력을 피드백하는 족부;를 더 포함하고,
상기 에어셀은, 복수의 에어셀을 모듈화한 구조로 형성되며,
상기 에어매트부는 상기 두부의 에어 기둥과 상기 족부의 에어 기둥을 제어하며, 또한 상기 에어매트부는 상기 체간부의 복수의 에어셀을 제어하되 상기 에어셀 각각에 에어를 주입하거나 배출하는 것을 특징으로 하는,
돌봄 로봇 시스템.A care robot system including bedsore prevention monitoring and multi-axis drive response configuration,
A care robot device that monitors the user, senses body pressure, and provides pressure control feedback; and
It includes an agent unit that is electrically connected to the care robot device and collects data,
A data relay communication unit electrically connected to the agent unit to transmit and receive collected data or feedback information;
A data collection unit electrically connected to the data relay communication unit;
A data analysis unit electrically connected to the data collection unit and the data relay communication unit;
It includes an output unit electrically connected to the data analysis unit,
The care robot device includes a posture observation unit that monitors the user's posture; a pressure sensing unit that detects pressure for each part of the user's body; and an air cell that controls the plurality of air cells to control the pressure for each part of the user's body. It further includes a mat part,
The agent unit collects data from the posture observation unit, the pressure detection unit, and the air mat unit and transmits it to the data relay communication unit or receives feedback information from the data relay communication unit,
The pressure sensing unit includes a plurality of sensor unit modules, a connection part that protrudes outside the sensor unit module and connects the substrate, a pressure sensor control board connected to the connection part, and a bridge to prevent damage to the pressure sensor control board. Includes a board,
The sensor unit module is formed by connecting a plurality of cells to form a square module structure, and prevents deformation or damage due to the user's movement in the overlapping portion formed in the edge area of the sensor unit module around the plurality of cells. It includes a bus line formed in a curved or straight shape for
The air mat unit includes a torso portion that feeds back pressure for each part of the user's body through a plurality of air cell structures; a head portion that feeds back pressure to the user's head through an air column structure; and a user's body through the air column structure. It further includes a foot unit that feeds back pressure to the leg unit,
The air cell is formed in a modular structure of a plurality of air cells,
The air mat unit controls the air column of the head and the air column of the foot, and the air mat unit controls a plurality of air cells in the torso portion, characterized in that it injects or discharges air into each of the air cells,
Care robot system.
상기 체간부는,
복수의 에어셀;과,
각각의 에어셀과 기계적으로 연결된 관형부재;와,
상기 관형부재를 개폐하는 밸브부;와,
상기 밸브부;와 기계적으로 연결된 펌프부;와,
상기 밸브부 및 상기 펌프부와 전기적으로 연결된 에어셀 제어보드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
돌봄 로봇 시스템.
According to paragraph 1,
The trunk part,
multiple air cells; and,
A tubular member mechanically connected to each air cell; and,
A valve portion that opens and closes the tubular member; and,
a pump unit mechanically connected to the valve unit; and,
Characterized in that it further comprises an air cell control board electrically connected to the valve unit and the pump unit.
Care robot system.
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2021
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