KR20000067158A - Auto bed - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동 침대에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 성별이나 신장·체중 및 누운자세등에 따라 편안하고 안락한 누운자세를 유지시켜 주므로 양질의 숙면을 취할 수 있게 하여 주는 자동침대에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic bed, and more particularly, to an automatic bed that maintains a comfortable and comfortable lying posture according to the user's gender, height, weight, and lying posture.
일반적으로 사람의 수면시간은 일생의 약 ⅓이상으로 알려져 있으며, 적절한 수면을 취하지 못하면 생리학적으로 근육의 피로누적과 뇌세포의 사고능력이 저하됨은 물론, 다음날의 사회활동에도 지장을 초래하게 되기 때문에 수면은 하루의 피로를 씻고 내일을 준비하는 당연한 과정으로서 매일 매일 반복되는 간과할 수 없는 생활의 중요한 일부분이다.In general, a person's sleep time is known to be about more than a lifetime, and if not properly sleeped, physiologically cumulative muscle fatigue and brain cell thinking ability, as well as causing problems in the next day's social activities. Sleep is a natural process of washing one's fatigue and preparing for tomorrow, and is an important part of everyday life that cannot be overlooked.
따라서, 보통 성인들의 경우에는 1일 대략 6∼8시간 정도의 수면을 취하게 되지만 수면중에 침상환경이 불편하거나 체중에 의하여 누운 사람의 신체와 침구와의 접촉면에서 발생되는 압력인 체압이 신체의 중요부위인 머리·몸통·엉덩이·다리부위에 적절하게 분포되지 않으면 누운자세가 불편하게 되어 의식적이나 무의식적으로 몸을 뒤척이게 되어, 양질의 숙면을 취하지 못하게 되고 그 여파로 생체에 피로를 더해주고 뇌세포의 사고능력을 더욱 저하시키게 되기 때문에, 건강한 삶을 영유하기 위해서는 짧은 시간이라도 숙면을 취할 수 있어야 된다.Therefore, the average adult usually sleeps about 6 to 8 hours a day, but the body pressure, which is the pressure generated in contact with the bedding of the person's body and bedding caused by uncomfortable bed environment or weight, is important for the body. If not properly distributed on the head, torso, hips, and legs, the lying position becomes uncomfortable, causing the body to consciously or unconsciously to turn over, resulting in a poor night's sleep and adding fatigue to the living body in the aftermath. Because it lowers your thinking ability, you need to be able to get a good night's sleep for a healthy life.
그런데, 숙면을 취하기 위해서는 수면자세를 편안하게 하여 주어야 되며, 이를 위해서는 무엇보다도 쾌적한 양질의 수면환경제공이 필수적이고, 그 중에서도 제일 중요한 것은 현재 널리 사용되고 있는 침대의 성능이 인체공학적으로 설계되어야 된다는 점이다.However, in order to get a good night's sleep, it is necessary to relax the sleeping posture, and to do this, it is necessary to provide a good quality sleep environment. .
즉, 침대에는 싱글, 더블, 트윈, 바퀴달린 침대, 이층 침대, 의자등으로 개조가능한 침대, 매트 또는 병원 침대등의 여러종류가 있는데, 그 구성요소는 크게 매트리스와 침대틀로 되며, 매트리스는 그 내부에 다수의 스프링이 종횡으로 수직 배열착설된 스프링판이 장착되고, 이 스프링판의 상·하부와 측면은 부직포와 스폰지·양모나 화학솜등으로 되는 패딩과 원단을 적층하여 구성되는 상·하 매트리스지와 측면지들이 감싸주고 있다.In other words, there are various types of beds, such as single, double, twin, wheeled beds, bunk beds, chairs, convertible beds, mats or hospital beds, which are composed of mattresses and bed frames. A spring plate is installed in which a plurality of springs are arranged vertically and horizontally. The upper, lower and side surfaces of the spring plate are formed by laminating padding and fabric made of nonwoven fabric, sponge, wool or chemical cotton, etc. The paper and side papers are wrapping.
그런데, 종래의 침대는 사용자의 신체특성과는 상관없이 획일적으로 구성되었기 때문에, 신체특성에 맞지 않는 침대의 사용으로 수면자세가 불안정하게 되었고, 이에 따라 근육이나 내장기관의 바른 위치에도 영향을 미치게되어 각 기관의 대사항진에 까지 영향이 파급되었을 뿐만 아니라, 생체에 에너지를 갱생시키고 신진대사의 균형을 이루도록 신경계에 명령한 것이 바르게 전달되지 못하게 되어 생체에 이상을 가져와 피로를 가중시키게 되는 폐단이 있었다.However, since the conventional bed is constructed uniformly regardless of the user's physical characteristics, the sleeping posture becomes unstable due to the use of a bed that does not fit the physical characteristics, thereby affecting the correct position of the muscles or internal organs. Not only were the effects spread to the major teams in each organ, but there were also pulmonary diseases that caused abnormalities to the living body and increased fatigue as the commands to the nervous system to regenerate energy and balance metabolism could not be delivered correctly.
또한, 매트리스가 지나치게 유연한 침대의 경우에 자세의 보존유지가 어렵고 신체지지가 불안정하여 무의식적으로 근육이 작용하게 되어 쉬 피로해지고 요통환자에 부적합하며, 체압분포가 잘되지 않고 중앙부분만 푹 파여 쾌적한 수면이 곤란할 뿐아니라 돌아눕는 것이 불편하여 깊은 잠이 들지 않게 되었고, 또 수면을 취하는 동안 땀을 흘리지만 몸이 매트리스에 푹 들어가 있기 때문에 발한이 억제되어 편안한 잠을 자지 못하게 되는등의 문제점이 있었다.In addition, when the mattress is too flexible, it is difficult to maintain posture and the body support is unstable, which makes the muscles involuntarily acting uncomfortably, making it unsuitable for patients with low back pain. This was not only difficult to turn over, so it was uncomfortable to fall asleep, and sweat while sleeping, but because the body is completely in the mattress, sweating is suppressed, preventing a comfortable sleep.
그리고, 매트리스가 지나치게 딱딱한 침대의 경우에는 체압이 높은 신체부위의 혈액순환을 제한하게 되어 수면중 잦은 뒤척임을 유발함으로써 쾌적한 수면을 취할 수 없게 되었고, 또 관절염 환자에게는 부적절한 문제점들이 있었다.In addition, when the mattress is too hard bed, the blood pressure of the body part with high body pressure is restricted, causing frequent overturning during sleep, making it impossible to get a good night's sleep.
본 발명은 상기와 같은 종래 침대의 문제점들을 감안하여 발명한 것으로서, 그 목적은 수면자세를 편안하게 하여줌으로써, 쾌적한 양질의 숙면을 취할 수 있게 하여주는 자동침대를 제공하는 것이다.The present invention has been invented in view of the problems of the conventional bed as described above, and an object thereof is to provide an automatic bed that makes it possible to take a good night's sleep by relaxing the sleeping posture.
본 발명의 다른 목적은, 일반인용은 물론, 병원의 환자용 특히 욕창방지를 위한 의료용 침대나 장애인 또는 노인 환자용으로 활용성이 큰 자동침대를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a medical bed for the general public, as well as a medical bed for the prevention of bedsores, or an automatic bed that is highly useful for disabled or elderly patients.
본 발명의 또 다른 목적은, 침대기술의 선진화를 통해, 수입대체 및 수출증대에 크게 기여할 수 있는 자동침대를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an automatic bed that can greatly contribute to import substitution and export increase through advancement of bed technology.
본 발명의 이와 같은 목적들은, 사용자의 성별이나 신장·체중 또는 누운자세(바로 누운자세·옆으로 누운자세·엎드려 누운자세)에 따라 신체 각 부분의 체압이 최적의 분포패턴을 유지토록하여 주므로 누운자세가 편안하고 안락하게 되어 쾌적한 양질의 수면을 취할 수 있게 하여주는 자동침대를 제공함으로써 달성되는데, 이 자동침대는 자동모드와 사용자모드의 선택과 신체의 각 부분이 최적의 체압분포를 유지토록 제어하여 주는 제어프로그램이 저장된 자동제어기와, 이 제어기의 제어에 의해 선택적으로 작동되는 복수의 구동기들과, 이들 구동기가 선택적으로 작동되면 그 구동기가 부설된 위치의 매트리스의 해당부분 높낮이가 조절되어 누운자세를 안락하게 유지시켜 주게 되는 침대와, 이 침대의 매트리스에 일정간격으로 부설되어 사용자가 누웠을때 신체 각 부분의 체압을 감지하고 감지된 체압 값은 상기 자동제어기로 보내지게 되는 체압센서들을 구비하고 있다.These objects of the present invention, the body pressure of each part of the body according to the user's sex, height, weight or lying posture (right lying posture, side lying posture, lying down posture) to maintain the optimal distribution pattern This is achieved by providing an automatic bed that makes your posture comfortable and comfortable so you can have a good night's sleep. This automatic bed selects the automatic mode and the user mode and controls each part of the body to maintain the optimal body pressure distribution. Automatic controller with a control program stored therein, a plurality of drivers selectively operated by the control of the controller, and when these drivers are selectively operated, the height of the corresponding part of the mattress at the position where the driver is installed is adjusted The bed is kept at a comfortable distance, and the mattress of this bed is laid at regular intervals. Body pressure values lie down when the body pressure detected in the body parts and the sensing is provided with the body pressure sensor is sent to the automatic controller.
상기 제어프로그램에는 남·녀 성별이나 신장·체중에 따른 누운자세별 신체 각 부분의 체압이 최적의 상태를 유지할 수 있게 분산시켜 주므로 누운자세가 편안하고 안락하게 유지되어 쾌적한 수면을 취할 수 있게 하여 주는 최적의 안락 체압분포비가 저장되어 있는데, 이 체압분포 자료는 불특정다수인의 피험자를 성별·신장·체중·어깨너비·허리너비·엉덩이너비·요추깊이별로 측정항목을 선정하고, 마틴(Martin)식 인체측정기를 이용하여 KSA7003과 KSA7004에 따라 직접 측정방법으로 측정하며, 사람이 잠을 잘때 가장 많이 취하는 자세인, 바로 누운자세·옆으로 누운자세·엎드린 자세에서 침대의 매트리스를 신체의 머리·어깨·가슴·요추·엉덩이·대퇴·종아리·발부분에 해당되는 8등분으로 되게 횡방향으로 구분하여, 이들 부분과 접촉하는 신체의 상기 각 부분에 가해지는 체압을 측정하고, 또 상기 매트리스의 8등분된 각 해당 부분에 설치된 각 구동기들을 작동시켜 피험자들의 신체 각 부분이 가장 편안한 상태가 되게 조절하여 최적의 체압분포를 측정하여 얻어진 것이다.The control program distributes the body pressure of each part of the lying posture according to male and female gender, height, and weight to maintain an optimal state, so that the lying posture is kept comfortable and comfortable so that a comfortable sleep can be taken. The optimal comfort body pressure distribution ratio is stored, and this body pressure distribution data is used to select an unspecified number of subjects by gender, height, weight, shoulder width, waist width, hip width, lumbar depth, and Martin. Using an anthropometer, measure directly according to KSA7003 and KSA7004 and measure the mattress of the bed in the lying posture, lying sideways, lying down position, which is the most frequently taken position when a person sleeps. It is divided into eight equal parts of the chest, lumbar spine, thigh, thigh, calf, and foot. It was obtained by measuring the body pressure applied to each part and adjusting the body parts of the subjects to the most comfortable state by operating the respective actuators installed on the corresponding parts of the eight equal parts of the mattress. .
상기 최적의 체압분포는, 피험자가 바로 누운자세·옆으로 누운자세·엎드린 자세에서 측정된 체압분포비를 구역분할 기준에 따라서 다음 식(1)을 이용하여 계산하였다.The optimal body pressure distribution was calculated using the following equation (1) according to the zonal division criteria, based on the zonal division criteria, the body pressure distribution ratio measured in the posture of lying directly, the posture lying sideways, and lying down.
...... (1) ...... (One)
상기 식에서 PRi는 침대 각 부분의 체압비를 나타내고, Pi는 침대 각 부분의 총 체압, i는 침대 매트리스의 8등분된 각 부분을 나타낸다.In the above formula, PRi represents the body pressure ratio of each part of the bed, Pi represents the total body pressure of each part of the bed, and i represents each part divided into eight equal parts of the bed mattress.
뢰를스인덱스(Rhrer's index)는 신체 각 측정부위간의 비율관계를 나타내는데 이용되는 지수로 이를 통해서 체격등급의 구분이나 체형분류에 사용되고 있으며, 다음식(2)로 정의된다.Roes Index (R hrer's index) is an index used to express the ratio relationship between each measurement part of the body.
...... (2) ...... (2)
상기와 같은 식(1)(2)를 이용하여 수면자세별 매트리스의 각부분 높이조절 전후의 체압비를 대상으로 다중 비교를 실시하여 수면자세를 인식할 수 있는 규칙을 설계하고, 인체 측정치와 수면자세별 체압비의 상관분석·성별테스트·군집분석과 매핑(Mapping)을 통해 신체 체형별의 체압비를 평균값으로 안락체압을 결정하여 안락 체압 데이터베이스를 구축하였다.Using the above equations (1) and (2), multiple rules of body pressure ratio before and after height adjustment of each part of the mattress for sleeping posture are designed to recognize a sleeping posture rule, and to measure anthropometric values and sleep. Through the correlation analysis of body pressure ratio by posture, gender test, cluster analysis, and mapping, the body pressure ratio was determined by using the average body pressure ratio by body type.
다음표는 상기의 방법에 의해 얻어진 자세별 안락체압비의 일예를 보인 것이다.The following table shows an example of the posture comfort ratio by posture.
상기 표에서 Part1∼8은 침대의 매트리스를 신체의 머리·어깨·가슴·요추 ·엉덩이·대퇴·종아리·발부분 순서에 따라 횡방향으로 8등분한 각부분을 나타낸 것이며, 그룹 1∼3은 측정에 참여한 남·녀 피험자를 신장· 뢰를스인덱스(Rhrer's index)별로 3개 그룹으로 구분한 것이고, N은 측정에 참여한 전체 피험자수에 대한 각 구룹별 피험자 수의 비율(%)을 나태낸 것이며, Part2 ·4·6에서는 남·녀를 혼합하여 3개 그룹으로 구분한 것이고, 각 자세별로 표기된 안락체압과 표준편차 수치는 피험자가 매트리스에 누웠을때 신체 전체에 가해지는 체압을 1로 하였을때 신체 각 부분별 체압비를 나타낸 것이다.In the above table, parts 1 to 8 show the parts of the bed mattress divided into eight equal parts in the transverse direction according to the head, shoulders, chest, lumbar spine, hip, thigh, calf, and foot of the body. Male and female subjects who participated in the event hrer's index) divided into three groups, N is the ratio of the number of subjects in each group to the total number of subjects who participated in the measurement, and in Part 2, 4 and 6, 3 The body pressure and standard deviation values of each posture are shown as the body pressure ratio of each part of the body when the body pressure applied to the whole body when the subject is lying on the mattress is 1.
그리고, 각 그룹별 신장과 뢰를스인덱스는 1그룹〉2그룹〉3그룹이다.In addition, the height and lightning indexes of each group are 1 group 2 groups 3 groups.
따라서, 자동제어기는 저장되어 있는 상기와 같은 최적의 체압분포비와 침대에 누운 사용자의 신체 각 부분의 체압값을 비교하여, 구동기들을 선택적으로 작동시켜 침대매트리스의 8등분된 각 부분의 높낮이를 자동적으로 조절하여 최적의 체압분포 패턴과 수면자세를 유지하여 줌으로써, 쾌적한 숙면을 취할 수 있게하여 주며, 또 자동모드에 의해 수행되는 수면자세가 불편한 경우에는 사용자모드를 이용하여 사용자가 개인별 안락체압을 측정하여 개인별 데이터를 저장하고, 이에 따라 자동제어기가 안락한 자세를 유지토록 하여 주면 되는 것이다.Therefore, the automatic controller compares the optimal body pressure distribution ratio as described above with the body pressure value of each part of the user lying in the bed, and selectively operates the actuators to automatically adjust the height of each of the eight equal parts of the bed mattress. By maintaining the optimal body pressure distribution pattern and sleeping posture, the user can take a good night's sleep.In case of uncomfortable sleep posture performed by the automatic mode, the user can measure individual comfort pressure by using the user mode. By storing individual data, the automatic controller can maintain a comfortable posture accordingly.
도1은 본 발명 실시예에 의한 자동침대의 개략적인 구성도,1 is a schematic configuration diagram of an automatic bed according to an embodiment of the present invention;
도2a는 동 전체구성을 보인 블록도,Figure 2a is a block diagram showing the overall configuration;
도2b는 동 일부 구성을 발췌한 블록도,Figure 2b is a block diagram extracting some of the configuration;
도3은 동 실시예가 적용된 자동침대의 일예를 보인 사시도,3 is a perspective view showing an example of an automatic bed to which the embodiment is applied;
도4는 본 발명 실시예중 자동제어기의 구성을 보인 블록도,4 is a block diagram showing the configuration of an automatic controller in an embodiment of the present invention;
도5a-b는 동 자동침대의 동작상태를 보인 개략적인 배면도,Figure 5a-b is a schematic rear view showing an operating state of the automatic bed;
도6은 동 실시예중 구동기의 발췌 사시도,6 is an excerpt perspective view of a driver in the embodiment;
도7은 동 실시예중 카운터의 발췌 사시도,7 is an excerpt perspective view of a counter in the embodiment;
도8은 동 실시예중 안전장치의 발췌 분리 확대 사시도,8 is an enlarged perspective view of an extract of the safety device of the embodiment;
도9a-c는 동 안전장치의 동작상태를 보인 배면도,9a-c is a rear view showing the operating state of the safety device;
도10은 본 발명 실시예에 따른 동작 흐름도,10 is an operation flowchart according to an embodiment of the present invention;
도11a는 발명은 자동침대에 바로 누운자세를 보인 측면도,Figure 11a is a side view showing a posture lying directly on the automatic bed,
도11b는 본 발명은 자동침대에 엎드려 누운자세를 보인 측면도,Figure 11b is a side view showing a posture lying on the bed automatic bed;
도11c는 본 발명은 자동침대에 옆드려 누운자세를 보인 측면도,Figure 11c is a side view showing a posture lying on the bed side the present invention,
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 자동제어기10: automatic controller
10a : 주제어기 10b: 부제어기10a: main controller 10b: subcontroller
20 : 구동기20: driver
21 : 모터 22 : 잭21: motor 22: jack
30 : 침대30: bed
31 : 침대틀 32 : 매트리스31: bed frame 32: mattress
321 : 가동판321: movable plate
40 : 체압센서40: body pressure sensor
60 : 카운터60: counter
61 : 회전원판 62 : 광센서61: rotating disc 62: optical sensor
611 : 관통공 621 : 발광소자611 through hole 621 light emitting element
622 : 수광소자622 light receiving element
80 : 조정기80: regulator
81 : 선택버튼 82 : 레벨표시부81: selection button 82: level display
83 : 업버튼 84 : 다운버튼83: Up button 84: Down button
85 : 제로버튼 86 : 올제로버튼85: zero button 86: all zero button
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명 실시예에 의한 자동침대는 자동모드와 사용자모드의 선택과 사용자의 성별이나 신장·체중 및 누운자세별 신체 각 부분의 최적분포비에 따른 제어프로그램이 저장된 자동제어기(10)와, 이 제어기의 제어에 따라 선택적으로 작동되는 복수의 구동기(20)들과, 이들 구동기가 일정간격으로 설치된 침대틀(31)과 이 침대틀에 장착되며 하부가 상기 구동기들에 의해 각각 승강 동작되는 복수의 가동판(321)들로 분리 형성된 매트리스(32)로 되는 침대(30)와, 상기 매트리스에 누운 사용자의 누운자세에 따라 신체 각 부분의 체압을 감지하며 감지된 체압값이 상기 자동제어기로 보내지게 상기 매트리스의 상면부내에 일정간격으로 부설되며 압력이 가해지면 접촉 저항이 변하는 성질을 이용하는 접촉식 센서(FSR)로 되는 복수의 체압센서(40)들로 구성된다.The automatic bed according to the embodiment of the present invention includes an automatic controller 10 in which a control program is stored according to the selection of the automatic mode and the user mode, and the optimal distribution ratio of each part of the body according to the gender, height, weight, and lying posture of the user, and the controller. A plurality of drivers 20 selectively operated according to the control of the control panel, a bed frame 31 provided with these drivers at regular intervals, and a plurality of movable parts mounted on the bed frame and lowered and lifted by the drivers respectively. The bed 30, which is a mattress 32 separated from the plates 321, and detects the body pressure of each part of the body according to the lying posture of the user lying on the mattress, so that the detected body pressure value is sent to the automatic controller. It is composed of a plurality of body pressure sensors 40 which are laid at regular intervals in the upper surface of the mattress and are contact sensor (FSR) using the property that the contact resistance changes when pressure is applied.
상기 자동제어기는, 주제어기(10a)와 복수의 구동기(20)들 동작을 각각 제어하는 복수의 부제어기(10b)들로 구성되며, 상기 주제어기는 각 체압센서(40)들로부터 감지된 저항값을 아날로그 신호로 변환시켜주는 아날로그 멀티플렉서(Aanlog Multi Plexor)와, 상기 아날로그 신호를 증폭하는 증폭기(AMP)와, 증폭된 아날로그 신호를 디지털값으로 변환시켜주는 A/D 컨버터(Convertor)와, 상기 디지털값과 비교할 수 있는 데이터가 저장된 메모리부와, 이 메모리부에 저장된 데이터와 상기 디지털값을 비교하여 해당 구동기(20)의 작동을 제어하는 신호를 해당 부제어기(10b)로 출력하는 중앙처리부(CPU)와, 이 중앙처리부와 상기 메모리부를 컨버터와 연결하는 인터페이스를 구비하여 된다.The automatic controller is composed of a plurality of sub-controllers (10b) for controlling the operation of the main controller (10a) and the plurality of drivers (20), respectively, the main controller is a resistance value sensed from the body pressure sensor (40) An analog multiplexer for converting the signal into an analog signal, an amplifier for amplifying the analog signal, an A / D converter for converting the amplified analog signal into a digital value, and the digital A CPU for storing data that can be compared with a value, and a central processing unit (CPU) for comparing the data stored in the memory unit with the digital value and outputting a signal controlling the operation of the driver 20 to the corresponding sub-controller 10b. And an interface connecting the central processing unit and the memory unit with a converter.
이와 같은 상기 자동제어기는, 매트리스(32)에 누운 사용자의 신체 각부분, 즉 머리·어깨·가슴·요추·엉덩이·대퇴·종아리·발의 8개 부분의 체압값이 각 체압센서(40)들에 의해 감지되어 주제어기(10a)에 입력되면, 이를 저장되어 있는 최적의 체압분포비와 비교하여 편차가 발생되는 신체부분이 있는 경우에는, 이 신체 부분이 접촉하고 있는 해당부분에 위치하는 부제어기(10b)로 제어신호를 출력하며, 이렇게 되면 이 부제어기가 해당 구동기(20)들을 작동시켜 해당 가동판(321)을 승강시켜주므로, 매트리스(32)의 해당부분이 승강되어 체압을 분산시켜주게 된다.The automatic controller is configured such that the body pressure values of eight parts of the user's body lying on the mattress 32, that is, the eight parts of the head, shoulder, chest, lumbar spine, thigh, calf and foot, are provided to the body pressure sensors 40. When detected and input to the main controller 10a, when there is a body part in which a deviation occurs in comparison with the optimal body pressure distribution ratio stored therein, the sub-controller located in the corresponding part that the body part is in contact with ( 10b) outputs a control signal, and in this case, the sub-controller operates the corresponding actuators 20 to elevate the movable plate 321, so that the corresponding portions of the mattress 32 are elevated to distribute the body pressure. .
예를 들어, 엉덩이에 체압이 많이 가해지게 되면, 이 엉덩이가 접촉하고 있는 매트리스(32)의 해당부분을 요추와 대퇴가 접촉하고 있는 부분보다 하강시켜 주므로 요추와 대퇴가 매트리스의 하강된 엉덩이부분 전·후측에 걸쳐지게 함으로써,엉덩이에 가해지는 체압이 요추와 대퇴측으로 분산되게 하여주거나, 엉덩이가 접촉하고 있는 부분이 더이상 하강되지 못하는 상태일때에는 요추와 대퇴가 접촉하고 있는 부분을 엉덩이 부분보다 상승시켜 줌으로써 체압을 분산시켜 준다.For example, if a lot of body pressure is applied to the buttocks, the lower part of the mattress 32 that the hip is in contact with is lowered than the part where the lumbar spine and thigh are in contact, so that the lumbar spine and thigh are before the lowered hip part of the mattress. By spreading over the back, the body pressure applied to the hips is distributed to the lumbar spine and thigh, or when the hip contact is no longer lowered, the part where the lumbar spine and thigh contact is raised from the hip To distribute body pressure.
이때 상승시켜 주는 정도는 엉덩이에 가해지는 체압이 자동제어기(10)에 저장되어 있는 최적의 체압분포비와 일치되는 상태가 될 때까지이다.At this time, the degree of raising is until the body pressure applied to the hips is in a state consistent with the optimal body pressure distribution ratio stored in the automatic controller 10.
반대로, 매트리스(32)의 상승시킨 부분에 접촉되는 신체부분에 가해지는 체압이 최적의 체압분포비 보다 높게되면, 이때는 해당부분을 하강시켜 주므로 체압이 하강되지 않은 부분에 접촉하고 있는 신체부분으로 분산되게 하여 줌으로써 항상 편안하고 안락한 자세를 유지시켜 준다.On the contrary, if the body pressure applied to the body part in contact with the raised portion of the mattress 32 is higher than the optimum body pressure distribution ratio, the body part is in contact with the part where the body pressure is not lowered because the body part is lowered at this time. It keeps you comfortable and comfortable at all times.
상기 구동기들은, 모터(21)와 이 모터의 회전운동을 승강운동으로 전환시켜 주는 잭(22)으로 구성된다.The drivers are composed of a motor 21 and a jack 22 for converting the rotational motion of the motor into a lifting motion.
상기, 모터와 잭은 모터축(211)과 잭의 횡축(221)을 커플러(50)로 수평연결하여 연동되게 하며, 상기 잭은 각 가동판(321)들의 하부 중앙측에 위치하게 설치된다.The motor and the jack are connected to each other by horizontally connecting the motor shaft 211 and the horizontal axis 221 of the jack with the coupler 50, and the jack is installed at the lower center side of each of the movable plates 321.
이러한 잭(22)들은 가동판(321)별로 하나씩만 설치하여도 되지만, 체구가 크고 체중이 매우 무거운 사용자가 사용하는 침대나 싱글침대이지만 폭이 비교적 넓은 경우등과 같이 특별한 경우에는 직렬로 연결되게 복수를 설치하여도 된다.These jacks 22 may be installed only one for each movable plate 321, but in special cases such as a bed or a single bed used by a user with a large body and a very heavy body but relatively wide, such that they are connected in series. Plural may be provided.
그리고, 상기 잭에는 수직으로 승강되는 나선축(222)이 횡축(221)과 직교되는 상태로 설치되어 있으며, 이들 횡축과 나선축은 횡축에 형성된 워엄과 이 워엄과 맞물려 회전되는 위엄 기어에 의해 회전력이 전달된다.In addition, the jack has a spiral shaft 222 vertically elevated in the state orthogonal to the horizontal axis 221, the horizontal axis and the spiral axis is rotated by the dignity gear rotated in conjunction with the worm and the worm formed on the horizontal axis Delivered.
즉, 상기 나선축이 관통공에 암나선이 형성된 워엄기어를 수직으로 관통하게 나사 결합되므로 워엄에 의해 워엄기어가 회전되면, 이 워엄기어의 암나선과 맞물리게 수직으로 관통결합된 나선축(222)은 수직으로 승강된다.That is, since the helical shaft is screwed to penetrate the worm gear in which the female spiral is formed in the through hole vertically, when the worm gear is rotated by the worm, the spiral shaft 222 is vertically penetrated to be engaged with the female spiral of the worm gear. Is lifted vertically.
물론, 이렇게 동작되는 잭(22)은 일반적으로 널리 사용되고 있는 것이다.Of course, the jack 22 operated in this way is generally used widely.
한편, 실시예에서는 잭(22)으로 가동판(321)을 승강시켜주는 것을 그예로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 가동판이 수평을 유지하면서 수직으로 승강되게 하여 줄 수 있으면 캠이나 레버방식등 어떠한 것을 사용하여도 된다.Meanwhile, in the embodiment, the movable plate 321 is raised and lowered by the jack 22, but the present invention is not limited thereto. If the movable plate can be vertically elevated while maintaining the horizontal position, the cam or the lever method may be used. Any may be used.
한편, 모터(21)와 잭(22)은 각각 침대틀(31)의 해당위치에 고정설치되며, 상기 잭의 나선축(222) 상단은 가동판(321) 저면 중앙에 고정착설된다.On the other hand, the motor 21 and the jack 22 are respectively fixedly installed at the corresponding position of the bed frame 31, the upper end of the spiral shaft 222 of the jack is fixedly installed in the center of the bottom surface of the movable plate 321.
따라서, 나선축(222)이 수직으로 승강되면 가동판(321)이 함께 승강된다.Therefore, when the spiral shaft 222 is vertically lifted, the movable plate 321 is lifted together.
또한, 상기 가동판이 승강되는 정도의 제어는 구동기(20)의 작동상태, 즉 횡축(221)의 회전수를 카운트하여 자동제어기(10)가 제어하게 되는데, 이를 위해 상기 횡축의 일단부측에는 카운터(60)가 부설된다.In addition, the control of the degree that the movable plate is lifted is controlled by the automatic controller 10 by counting the operating state of the driver 20, that is, the number of revolutions of the horizontal axis 221, for this purpose, the counter ( 60) is laid.
상기 카운터는, 횡축(221)의 일단부에 고정착설되며 주연부에는 일정간격으로 관통공(611)들이 빙둘러 형성된 회전원판(61)과 광센서(62)들로 구성된다.The counter is fixedly installed at one end of the horizontal axis 221 and is composed of a rotating disk 61 and the optical sensor 62 formed in the periphery of the through-holes 611 at regular intervals.
상기 광센서의 발광소자(621)와 수광소자(622)는 각각 상기 회전원판의 주연부를 사이에 두고 양측에 격리설치되며, 관통공(611)들이 상기 소자(621)(622)들 사이를 통과할때 마다 발광소자(621)의 빛을 수광소자(622)가 감지하게 되므로, 상기 회전원판에 형성된 관통공(611)들의 통과 갯수가 카운트되어 자동제어기(10)로 전달되면, 이 제어기가 이를 회전수로 연산하여, 모터(21)의 구동을 제어하여, 모터(21)의 구동을 제어하게 됨에 따라 가동판(321)의 승강정도가 자동제어된다.The light emitting device 621 and the light receiving device 622 of the optical sensor are respectively installed on both sides with the peripheral portion of the rotating disc therebetween, and the through holes 611 pass between the devices 621 and 622. Since the light receiving element 622 detects the light of the light emitting element 621 every time, the number of passages of the through holes 611 formed in the rotating disc is counted and transferred to the automatic controller 10. The driving degree of the movable plate 321 is automatically controlled as the driving speed of the motor 21 is controlled by controlling the driving of the motor 21 by calculating with the rotation speed.
또, 상기 가동판이 필요이상으로 상승 또는 하강되는 것을 방지하기 위해 안전장치(70)가 설치되는데, 이 안전장치는 각 가동판(321)의 일단부에 수직으로 하향 연장된 승강대(322)의 상측에 부설된 누름편(71)과, 하측에 부설된 누름핀(72)과, 상기 승강대의 승강을 안내하여 주는 안내편(323)들이 각기 착설되는 침대틀(31)의 각 수직골조(311) 양측에 각각 부설되어 가동판(321)의 하강정도가 하사점에 도달하면 누름편(71)에 의해 눌러져 접점이 단락되는 제1리미트 스우치(73)와, 가동판(321)의 상승정도가 상사점에 도달하면 누름핀(72)에 의해 눌러져 접점이 단락되는 제2리미트 스위치(74)로 구성된다.In addition, a safety device 70 is installed to prevent the movable plate from being raised or lowered more than necessary. The safety device is provided on an upper side of the lifting platform 322 vertically extended downwardly at one end of each movable plate 321. Each of the vertical frame 311 of the bed frame 31 is installed on the pressing piece 71, the pressing pin 72 is installed on the lower side, and the guide piece 323 for guiding the lifting of the platform. When the lowering point of the movable plate 321 is laid on both sides and reaches the bottom dead center, the first limit latch 73 and the movable plate 321 are lifted by the pressing piece 71 to short-circuit the contacts. When it reaches top dead center, it consists of the 2nd limit switch 74 pressed by the push pin 72, and a contact short-circuited.
따라서, 상기 제1 또는 제2리미트스위치(73)(74)들중 어느 하나가 단락되면 자동제어기(10)가 이를 감지하여 모터(21)의 구동을 정지시켜주므로, 결국 가동판(321)은 필요이상 과도하게 승강되지 않게 된다.Accordingly, when any one of the first or second limit switches 73 and 74 is short-circuited, the automatic controller 10 detects this and stops the driving of the motor 21. It will not lift too much.
물론, 상기 안전장치가 리미트 스위치(73)(74)로 한정되는 것은 아니며, 상·하 사점위치에 광센서를 설치하여도 된다.Of course, the safety device is not limited to the limit switches 73 and 74, and an optical sensor may be provided at upper and lower dead center positions.
상기 침대의 매트리스(32)는, 일반적인 매트리스와 같이, 상부는 부직포와 스폰지, 양모, 화학솜, 원단등으로 되는 매트리스지(32a)로 되고, 이 매트리스지의 하부에는 다수의 스프링(32b)들이 착설되며, 이들 스프링의 하단은 8개의 가동판(321)들로 받쳐지게 구성된다.The mattress 32 of the bed, like a general mattress, the upper portion of the mattress paper 32a is made of non-woven fabric, sponge, wool, chemical cotton, fabric, etc., a plurality of springs (32b) is installed in the lower portion of the mattress paper The lower ends of these springs are configured to be supported by eight movable plates 321.
이에 따라, 가동기(20)도 8개가 설치되며, 이들 가동기에 의해 각 가동판(321)들이 선택적으로 승강되면, 이들 각 가동판에 받쳐져 있는 스프링(32b)들이 승강되므로, 이들 스프링의 상단에 얹혀져 있는 매트리스지(32a)의 해당 8개부분들이 선택적으로 올려지거나 꺼지게 되는 것이다.Accordingly, eight movers 20 are also provided. When the movable plates 321 are selectively lifted by these movers, the springs 32b supported by the movable plates are lifted, so that the upper ends of these springs are lifted. The eight parts of the mattress paper (32a) that is placed on it will be selectively raised or turned off.
한편, 상기 실시예에서는 매트리스(32)를 8개부분으로 구분한 것을 그 예로 하였으나, 반드시 이에 따라 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the above embodiment, the mattress 32 is divided into eight parts as an example, but is not necessarily limited thereto.
즉, 실험결과는 신체의 머리· 어깨· 가슴·요추·엉덩이·대퇴·종아리·발부분에 해당되게 8개 등분으로 구분하는 것이 바람직하였으나, 보다 미세한 효과를 얻기 위해서는 8등분이상으로 더 세분화 시킬 수도 있으며, 또 구분된 각부분들끼리는 물론, 각 가동판(321)들끼리도 그 그폭(ℓ)을 서로 다르게 하여도 되는데, 이렇게 하여도 되는 것은 신체를 여러 등분으로 구분하는 경우 각부분들의 폭이 서로 동일하지 않을 수도 있기 때문이다.In other words, the results of the experiment are preferably divided into eight equal parts corresponding to the head, shoulders, chest, lumbar spine, hips, thighs, calves, and feet of the body, but may be further subdivided into eight equal parts or more to obtain a finer effect. In addition, each of the divided parts, as well as each of the movable plate 321 may have a different width (ℓ), which may be different in the case of dividing the body into several equal parts the width of each part is the same Because you may not.
이와 같이 구성되는 본 발명 실시예에 의한 자동침대의 동작과정은 도10에서 보는 바와 같다.Operation of the automatic bed according to the embodiment of the present invention configured as described above is as shown in FIG.
먼저, 사용자의 체형에 따라서 안락한 체압분포 패턴을 유지하기 위해 프로그램에 사용자의 성별·신장·체중을 입력하거나, 기존 사용자의 경우에는 사용자 데이터베이스에서 모드를 선택하면 되는데, 이때 제시되는 2가지 모드는 자동모드와 사용자모드가 있다.First, in order to maintain a comfortable body pressure distribution pattern according to the user's body type, the user may enter the user's gender, height, and weight, or, in the case of an existing user, select a mode from the user database. There is a mode and a user mode.
자동모드는 안락체압 데이터베이스와 비교를 통하여 신체부위별 안락한 체압비를 유지하고, 자동모드에서 불편할 경우 사용자모드를 이용한다.The automatic mode maintains a comfortable body pressure ratio by body part through comparison with the body pressure database, and uses the user mode when it is inconvenient in the automatic mode.
사용자모드는 자동제어기(10)에 부설된 조정기(80)를 개인별로 사용하여 수면자세별 안락체압을 측정하고 이를 누적저장한다.The user mode uses the controller 80 installed in the automatic controller 10 for each individual to measure the comfort body pressure for each sleeping posture and accumulates it.
즉, 누적 저장된 개인별 체압비의 평균값으로 구성된 안락 체압 테이터베이스와 비교를 통하여 매트리스(32)의 각부분을 조절한다.That is, each part of the mattress 32 is adjusted through comparison with the comfort body pressure database composed of the average value of the cumulative stored individual body pressure ratios.
모드의 결정 후 사용자에 따라 입력된 성별·신장·체중을 이용하여 인체 체형을 분류한다.After determining the mode, the human body type is classified using the gender, height, and weight inputted according to the user.
이때, 인체 체형의 분류는 매트리스(32)의 8등분된 부분별로 제시된 인체 체형분류 범위에 따라 각 그룹이 결정된다.At this time, the classification of the human body type is determined for each group according to the human body classification classification range presented for each of the eight divided parts of the mattress (32).
다음으로, 사용자의 체압분포를 측정하여 매트리스(32)의 각 부분별로 체압비를 계산하고 수면자세 인식의 절차를 거쳐 수면자세를 결정한다.Next, by measuring the body pressure distribution of the user to calculate the body pressure ratio for each part of the mattress 32 and determine the sleeping posture through the procedure of sleeping posture recognition.
그리고, 측정된 각 부분별 체압비가 안락체압 데이터베이스와 비교하여 다를 때에는 구동기(20)들중 해당 구동기를 선택적으로 작동시켜 주므로 모터(21)와 잭(22)이 동작되어 해당 가동판(321)을 상승 또는 하강시켜서 매트리스(32)의 8등분된 각부분별로 높낮이를 조절하여 주고, 동일하면 종료 입력 비교단계로 이동한다.In addition, when the measured body pressure ratio of each part is different from the comfort body pressure database, the corresponding motor among the drivers 20 is selectively operated, so that the motor 21 and the jack 22 are operated to operate the corresponding movable plate 321. Ascending or descending to adjust the height for each of the eight divided parts of the mattress 32, and if the same goes to the end input comparison step.
이후, 종료가 입력되면 프로그램을 종료하고, 그렇지 않으면 체압분포 측정단계로 이동하여 상기 과정이 다시 수행된다.Thereafter, if the end is input, the program ends. Otherwise, the process moves to the body pressure distribution measuring step and the process is performed again.
상기 조정기에는 매트리스(32)의 8등분된 각 부분 해당위치에 설치된 각 구동기(20)의 1∼8까지의 선택버튼(81)과, 매트리스(32) 각부분의 높낮이 조절상태가 1∼10단계로 나누어 LED로 표시되는 레벨표시부(82)와, 상기 1∼8까지의 선택버튼의 조작으로 선택된 구동기(20)들이 승강되게 조정하는 업버튼(83) 및 다운버튼(84)과, 선택된 부분의 높낮이를 제로상태, 즉 초기상태로 복귀시켜주는 제로버튼(85)과, 각 부분 모두를 동시에 초기상태로 복귀시켜주는 올제로 버튼(86)들을 구비하고 있다.The adjuster has a selection button 81 of 1 to 8 of each driver 20 installed at the corresponding positions of the eight parts of the mattress 32 and the height adjustment state of each part of the mattress 32 in steps 1 to 10. A level display section 82, which is divided into LEDs, an up button 83 and a down button 84 for adjusting the drivers 20 selected by the operation of the selection buttons 1 to 8 above, and A zero button 85 for returning the height to the zero state, that is, the initial state, and all zero buttons 86 for returning all the portions to the initial state simultaneously.
따라서, 상기 조정기를 사용하여 사용자모드로 조절할 때에는 먼저 선택버튼(81)을 눌러 필요한 부분에 위치하는 구동기(20)를 선택한 다음, 업버튼(83)과 다운버튼(84)중 필요한 버튼을 눌러준다.Therefore, when adjusting to the user mode using the adjuster, first select the driver 20 located in the required portion by pressing the selection button 81, and then press the required button of the up button 83 and the down button 84. .
이렇게 되면, 자동제어기(10)가 해당 구동기(20)를 작동시켜주므로, 매트리스(32)의 선택된 부분이 상승 또는 하강조절되며, 그 조절되는 정도는 해당 레벨표시부(82)를 통해 표시된다.In this case, since the automatic controller 10 operates the corresponding driver 20, the selected portion of the mattress 32 is adjusted up or down, and the degree of the adjustment is displayed through the corresponding level display 82.
그리고 조절이 완료되면, 상기 업·다운버튼의 조작을 중지하면 된다.When the adjustment is completed, the operation of the up / down button may be stopped.
이와 같은 본 발명 실시예에 의한 자동침대는, 사용자의 성별이나 신장, 체중은 물론, 누운자세(바로 누운자세, 옆으로 누운자세, 엎드려 누운자세)에 따라, 신체 각 부분이 최적의 체압 분포패턴을 유지토록 하여 줌으로써, 누운자세가 편안하고 안락하게 하여 쾌적한 양질의 수면을 취할 수 있게 하여 준다.The automatic bed according to the embodiment of the present invention, according to the sex, height, weight of the user, as well as lying posture (right lying posture, side lying posture, lying down posture), each part of the body optimal body pressure distribution pattern By keeping it safe, the lying posture is comfortable and comfortable, allowing you to get a good quality sleep.
또한, 상기와 같은 장점에 의해 일반사람은 물론, 특히 병원의 환자용 즉, 욕창방지를 위한 의료용 침대는 물론, 거동이 불편한 장애인이나 노인 환자용등 다양한 용도로 이용할 수 있게 된다.In addition, the above-mentioned advantages can be used not only for the general person, but especially for a patient in a hospital, that is, a medical bed for preventing bedsores, as well as for a variety of purposes, such as a disabled or elderly patient who is inconvenient to move.
그리고, 침대의 기술을 단순한 디자인 개발차원을 벗어나서, 사람의 감성을 고려한 인간공학적인 매트리스 시스템의 개발로 침대기술의 선진화에 크게 기여할 수 있는, 효과를 얻게 된다.And, beyond the simple design development of bed technology, the development of an ergonomic mattress system in consideration of human sensitivities can be greatly contributed to the advancement of bed technology.
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