KR102607434B1 - 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 욕창 방지를 위해 휠체어에 구성되는 냉온매트 장치에 있어서: 프레임(21) 상에 신축성과 통기공(26)을 갖춘 쿠션재(25)를 결합하여 형성되는 매트부재(20); 상기 쿠션재(25)의 상면에 교호로 배치되는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)에 대한 교번적인 신축을 유발하는 가동부재(30); 상기 쿠션재(25)의 통기공(26)에 에어채널(42)과 송풍팬(46)으로 연결되어 통풍을 유발하는 공조부재(40); 및 상기 가동부재(30)와 상기 공조부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 노약자나 장애인이 휠체어를 장시간 탑승하는 과정에서 신체의 접촉부의 압박감을 완화하면서 날씨에 따라 냉기 또는 온기를 부가하여 쾌적한 옥외활동 상태를 유지하는 효과가 있다.

Description

욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치 {Wheelchair air conditioning mat apparatus for preventing pressure ulcer}
본 발명은 휠체어 냉온매트 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 노약자나 장애인이 휠체어를 장시간 편리하게 탑승하도록 조력하는 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치에 관한 것이다.
통상적으로 거동이 불편한 노약자, 장애인 등은 일상생활의 많은 부분을 휠체어에 의존하게 된다. 자동차의 경우 탑승자의 편의를 위한 쿨링과 히팅이 잘 구비되어 있으나, 휠체어는 개방되어 있는 구조상 이러한 기능을 적용하기에 비효율적이다. 전동휠체어는 자체의 동력원을 탑재하므로 상대적으로 쿨링/히팅이 용이하다. 그럼에도 노약자나 장애인이 장시간 탑승하는 동안 신체 압박에 의한 불편은 물론 욕창의 우려도 높아진다.
이에 대한 대책과 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로 한국 등록특허공보 제2106279호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제1656411호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 의자부의 상면에 탈부착하여 사용하도록 구비되는 것으로서, 공기입출부를 형성하고, 공기입출부를 통해 내부로 공기를 주입 및 배출시키도록 구비되는 에어방석; 사용자의 둔부 측 강제적인 압박과 해제로 근육을 강제 수축 및 이완시키는 펌프어셈블리; 등을 포함한다. 이에, 근육의 강제적 운동으로 둔부 욕창을 예방 및 방지하는 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 구동력 전달부와 연결되어 반복적으로 승하강되는 적어도 하나 이상의 승하강부를 구비하고 메인 프레임에 설치되는 시트부; 및 승하강부의 외주 중 적어도 일부에 대응하는 내주를 갖는 가이드 홀이 상하 방향으로 형성된 가이드부; 등을 포함한다. 이에, 상하로 둔부 하중을 주기적으로 변화시켜 둔부 주변의 욕창을 사전에 예방하는 효과를 기대한다.
다만, 상기한 선행문헌과 같은 방식으로 장시간 탑승의 편의성을 보장하기 미흡하여 개선의 여지를 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제2106279호 "욕창 방지용 방석을 구비한 휠체어" (공개일자 : 2020.05.04) 한국 등록특허공보 제1656411호 "욕창 방지 휠체어" (공개일자 : 2016.05.03)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 노약자나 장애인이 휠체어를 장시간 탑승하는 과정에서 신체의 접촉부의 압박감을 완화하면서 날씨에 따라 냉기 또는 온기를 부가하여 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 욕창 방지를 위해 휠체어에 구성되는 냉온매트 장치에 있어서: 프레임 상에 신축성과 통기공을 갖춘 쿠션재를 결합하여 형성되는 매트부재; 상기 쿠션재의 상면에 교호로 배치되는 제1밴드와 제2밴드에 대한 교번적인 신축을 유발하는 가동부재; 상기 쿠션재의 통기공에 에어채널과 송풍팬으로 연결되어 통풍을 유발하는 공조부재; 및 상기 가동부재와 상기 공조부재를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 매트부재는 프레임의 양단에 안내롤러를 더 구비하고, 쿠션재의 상면에 메쉬재를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 가동부재는 제1밴드와 제2밴드를 각각의 권취롤러에 연결하고, 웜기어와 서보모터로 권취롤러의 회전을 유발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단의 제어기는 온습도센서의 신호에 대응하는 자동모드보다 조작패널의 지시에 대응하는 수동모드를 우선적으로 실행하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 노약자나 장애인이 휠체어를 장시간 탑승하는 과정에서 신체의 접촉부의 압박감을 완화하면서 날씨에 따라 냉기 또는 온기를 부가하여 쾌적한 옥외활동 상태를 유지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제어회로를 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 작동상태를 나타내는 모식도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 욕창 방지를 위해 휠체어에 구성되는 냉온매트 장치에 관하여 제안한다.
본 발명에 따르면 배터리(15)를 탑재한 전동식 휠체어의 본체(10)를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 본체(10)는 좌판부(11), 등판부(12), 발판부(13)로 구성되는 통상적인 휠체어 형태를 갖춘다. 본 발명은 좌판부(11)에 적용하기 유용하지만 등판부(12)에도 적용 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 매트부재(20)가 프레임(21) 상에 신축성과 통기공(26)을 갖춘 쿠션재(25)를 결합하여 형성되는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 매트부재(20)를 구성하는 프레임(21), 쿠션재(25), 통기공(26) 등이 나타난다. 매트부재(20)는 본체(10)의 좌판부(11)에 일체로 형성되거나 별도로 형성하여 결속할 수 있다. 프레임(21)은 기계적 강도를 갖춘 판재로 구성하고, 쿠션재(25)는 높은 신축성을 갖춘 수지재로 구성한다. 통기공(26)은 쿠션재(25) 상에서 종횡으로 일정한 간격으로 배치된다. 쿠션재(25)는 수직으로 형성되는 통기공(26)에 의해 통풍 기능을 갖는다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 매트부재(20)는 프레임(21)의 양단에 안내롤러(23)를 더 구비하고, 쿠션재(25)의 상면에 메쉬재(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 정면과 평면으로 매트부재(20) 상에 구비되는 안내롤러(23)와 메쉬재(28)가 나타난다. 안내롤러(23)는 일정한 영역에 요홈(23a)을 구비하고, 프레임(21)의 일측과 타측에 동일한 구조로 설치된다. 안내롤러(23)는 회전될 수 있고, 요홈(23a)은 환형으로 형성될 수 있다. 안내롤러(23)는 후술하는 가동부재(30)와 연계된다. 쿠션재(25)의 상면을 커버하는 메쉬재(28)는 내마모성이 높은 소재로 형성한다. 메쉬재(28)는 쿠션재(25)를 보호하는 동시에 통기공(26)의 통풍 기능을 증대한다. 메쉬재(28)는 착탈 가능한 구조로 설치하는 것이 좋다.
또한, 본 발명에 따르면 가동부재(30)가 상기 쿠션재(25)의 상면에 교호로 배치되는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)에 대한 교번적인 신축을 유발하는 구조를 이루고 있다.
도 2에서, 가동부재(30)를 구성하는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)가 안내롤러(23)와 연계된 상태를 나타낸다. 복수의 제1밴드(31)는 일단에서 고정되고 타단에서 일측 안내롤러(23)의 요홈(23a)을 지나 프레임(21)의 저면에 이른다. 복수의 제2밴드(32)는 타단에서 고정되고 일단에서 타측 안내롤러(23)의 요홈(23a)을 지나 프레임(21)의 저면에 이른다. 제1밴드(31)와 제2밴드(32)가 교호로 배치되는 것은 쿠션재(25)에 대한 교번적인 신축을 통하여 휠체어 착석자의 신체(둔부)에 대한 압박감을 완화하기 위함이다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 가동부재(30)는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)를 각각의 권취롤러(33)에 연결하고, 웜기어(35)와 서보모터(37)로 권취롤러(33)의 회전을 유발하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 가동부재(30)를 구성하는 권취롤러(33), 웜기어(35), 서보모터(37) 등이 나타난다. 일측 권취롤러(33)는 제1밴드(31)의 단부를 감을 수 있도록 프레임(21)의 저면에 회전 가능하게 지지된다. 타측의 권취롤러(33)는 제2밴드(32)의 단부를 감을 수 있도록 프레임(21)의 저면에 회전 가능하게 지지된다. 각각의 권취롤러(33)의 중간에는 서보모터(37)가 웜기어(35)를 개재하여 연결된다. 웜기어(35)는 적은 동력으로 제1밴드(31) 및 제2밴드(32)를 감을 수 있고 전원이 오프되어도 역전이 방지되어 현 상태를 유지한다. 서보모터(37)는 정ㆍ역으로 회전하여 구동력을 발생하며 엔코더를 통한 정확한 위치 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 공조부재(40)가 상기 쿠션재(25)의 통기공(26)에 에어채널(42)과 송풍팬(46)으로 연결되어 통풍을 유발하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2에서, 공조부재(40)를 구성하는 에어채널(42), 송풍팬(46) 등이 나타난다. 에어채널(42)은 쿠션재(25)의 내부에 각각의 통기공(26)과 연통하도록 설치된다. 에어채널(42)의 상류에는 송풍팬(46)이 외기를 유입하도록 설치된다. 송풍팬(46)이 가동되면 외기가 에어채널(42)과 통기공(26)을 통하여 쿠션재(25)의 상면으로 공급된다. 에어채널(42) 상에는 송풍팬(46)의 송풍량을 조절하도록 댐퍼(44)를 설치할 수 있다.
한편, 에어채널(42)의 상류단에는 송풍팬(46)과 더불어 펠티어모듈(48)을 설치하는 것이 좋다. 펠티어모듈(48)은 전원의 인가 조건에 따라 냉기/온기 영역이 신속하게 교번된다. 계절에 따라 송풍팬(46)과 펠티어모듈(48)를 가동하면 쿠션재(25)를 통하여 냉기 또는 온기의 통풍이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 가동부재(30)와 상기 공조부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제어수단(50)이 제어기(52)를 기반으로 구성되는 상태를 나타낸다. 제어기(52)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성한다. 제어기(52)의 입력인터페이스에는 조작패널(54), 온습도센서(56), 변위센서(58) 등이 연결된다. 제어기(52)의 출력인터페이스에는 서보모터(37), 공조부재(40) 등이 연결된다. 조작패널(54)은 사용자 입력을 위한 버튼, 스위치, 표시램프 등으로 구성된다. 온습도센서(56)는 본체(10) 주변의 온도와 쿠션재(25)의 상면의 습도를 검출하도록 설치된다. 변위센서(58)는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)의 가동 상태를 검출하도록 설치된다. 공조부재(40)는 댐퍼(44), 송풍팬(46), 펠티어모듈(48)을 모두 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 제어기(52)에 의하여 제1밴드(31)와 제2밴드(32)가 작동되는 상태를 나타낸다. 도 4(a)처럼 일측 서보모터(37)의 가동으로 제1밴드(31)가 당겨지면 쿠션재(25)에 홈이 형성되는 동시에 통기공(26)의 유로가 좁아진다. 도 4(b)처럼 타측 서보모터(37)의 가동으로 제2밴드(32)가 당겨지면 쿠션재(25)에 홈이 형성되는 동시에 통기공(26)의 유로가 좁아진다. 이와 같은 방식으로 제1밴드(31)와 제2밴드(32)가 교번적으로 가동/복귀되면 옴의 위치와 송풍 상태가 변동되므로 욕창 방지에 유리하다.
본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 제어수단(50)의 제어기(52)는 온습도센서(56)의 신호에 대응하는 자동모드보다 조작패널(54)의 지시에 대응하는 수동모드를 우선적으로 실행하는 것을 특징으로 한다.
제어기(52)는 자동모드와 수동모드를 구현하기 위한 알고리즘을 수행하면서 수동모드를 인터럽트 신호로 인식하여 우선적으로 실행한다. 사용자가 자동모드로 설정하면 제어기(52)는 메모리에 설정된 주기로 쿠션재(25)의 변형/송풍/냉온 가동을 실행한다. 자동모드 중에도 사용자가 필요에 따라 조작패널(54)로 가동 주기를 비롯한 제어 방식을 일시적으로 변동하는 것도 가능하다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 본체 11: 좌판부
15: 배터리 20: 매트부재
21: 프레임 23: 안내롤러
25: 쿠션재 26: 통기공
28: 메쉬재 30: 가동부재
31: 제1밴드 32: 제2밴드
33: 권취롤러 35: 웜기어
37: 서보모터 40: 공조부재
42: 에어채널 44: 댐퍼
46: 송풍팬 48: 펠티어모듈
50: 제어수단 52: 제어기
54: 조작패널 56: 온습도센서
58: 변위센서

Claims (4)

  1. 욕창 방지를 위해 휠체어에 구성되는 냉온매트 장치에 있어서:
    프레임(21) 상에 신축성과 통기공(26)을 갖춘 쿠션재(25)를 결합하여 형성되는 매트부재(20);
    상기 쿠션재(25)의 상면에 교호로 배치되는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)에 대한 교번적인 신축을 유발하는 가동부재(30);
    상기 쿠션재(25)의 통기공(26)에 에어채널(42)과 송풍팬(46)으로 연결되어 통풍을 유발하는 공조부재(40); 및
    상기 가동부재(30)와 상기 공조부재(40)를 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(50);을 포함하되,
    상기 매트부재(20)는 프레임(21)의 양단에 안내롤러(23)를 더 구비하고, 쿠션재(25)의 상면에 메쉬재(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가동부재(30)는 제1밴드(31)와 제2밴드(32)를 각각의 권취롤러(33)에 연결하고, 웜기어(35)와 서보모터(37)로 권취롤러(33)의 회전을 유발하는 것을 특징으로 하는 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단(50)의 제어기(52)는 온습도센서(56)의 신호에 대응하는 자동모드보다 조작패널(54)의 지시에 대응하는 수동모드를 우선적으로 실행하는 것을 특징으로 하는 욕창 방지용 휠체어 냉온매트 장치.
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