KR20110045932A

KR20110045932A - 휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법

Info

Publication number: KR20110045932A
Application number: KR1020090102689A
Authority: KR
Inventors: 서갑호; 강태훈; 박정우
Original assignee: 재단법인 포항지능로봇연구소
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-04

Abstract

침대를 휠체어로 변형시켜 침대를 휠체어로 사용하도록 한 휠체어 가변 침대가 개시된다. 휠체어 가변 침대는 침대 프레임;상기 침대 프레임에 펼쳐지며, 다단으로 접혀 의자형상으로 변형 가능한 매트리스;상기 매트리스를 지지하며, 바퀴가 설치되어 상기 침대 프레임에 탈착되는 의자 프레임;상기 침대 프레임에 펼쳐진 상기 매트리스를 의자 형상으로 변형시키는 변형부;및 상기 바퀴에 동력을 제공하는 동력부;를 포함한다.

Description

휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법{Transformable bed of wheelchair and Transformable method of the same}

본 발명은 휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침대 위에 펼쳐진 매트리스를 의자 형상으로 변형시켜 휠체어로 사용하는 휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법에 관한 것이다.

근래에 들어 노령화 사회에 접어들면서 노약자, 선천적 또는 후천적 요인으로 인한 장애인, 각종 사고에 따른 중환자들(이하, 사용자)이 점차 증가되고 있다.

이러한 사용자는 홀로 거동이 불편하여 대부분의 시간을 침대 위에서 보내고 있다. 침대 위에서 대부분의 시간을 보내는 사용자는 관절 기능이 퇴행되거나, 오랜 시간을 누워지냄에 따라 발생되는 욕창, 제한된 공간에서 생활함에 따라 발생되는 기관지 질환 등의 2차 질환에 시달리게 된다.

따라서 사용자는 타인의 도움을 받아 침대 위에서 주기적으로 자세를 변경해주거나, 침대에서 휠체어로 옮겨진 후 산책 등을 목적으로 침대를 벗어나 이동해야 할 경우가 있다.

하지만 타인에 의해 휠체어로 옮겨질 때, 낙상 사고가 빈번하게 발생되어 또 다른 부상을 입게되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 침대를 휠체어로 변형시켜 침대를 휠체어로 사용하도록 한 휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법를 제공하기 위한 것이다.

휠체어 가변 침대는 침대 프레임;상기 침대 프레임에 펼쳐지며, 다단으로 접혀 의자형상으로 변형 가능한 매트리스;상기 매트리스를 지지하며, 바퀴가 설치되어 상기 침대 프레임에 탈착되는 의자 프레임;상기 침대 프레임에 펼쳐진 상기 매트리스를 의자 형상으로 변형시키는 변형부;및 상기 바퀴에 동력을 제공하는 동력부;를 포함한다.

상기 휠체어 가변 침대는 상기 매트리스의 내부에 설치되어 상기 매트리스 위의 사용자의 움직임을 감지하는 복수의 압력센서;및 복수의 상기 압력센서에 의해 제공되는 상기 사용자의 움직임에 따라 상기 변형부의 작동을 제어하는 변형 제어부;를 더 포함할 수 있다.

상기 변형부는 상기 매트리스의 하부에 힌지 결합되는 복수의 링크절;및 복 수의 상기 링크절에 결합되어 상기 링크절을 선형이동시키는 선형작동체;를 포함할 수 있다.

상기 휠체어 가변 침대는 상기 매트리스의 현 상태를 시각적으로 표시하는 디스플레이부;상기 매트리스의 현 상태를 청각적으로 안내하는 스피커부;및 상기 변형부의 제어 명령어를 입력할 수 있도록 하는 키입력부;를 더 포함할 수 있다.

상기 침대 프레임은 복수의 침대다리에 지지되어 가이드 홈이 형성되는 한쌍의 지지대를 포함하며, 상기 의자 프레임은 상기 가이드 홈에 대응되어 상기 의자 프레임의 탈착을 안내하는 가이드 돌기가 형성될 수 있다.

상기 가이드 홈에는 탄성지지되는 고정돌기가 설치되며, 상기 가이드 돌기에는 상기 고정돌기와 대응되어 상기 의자 프레임의 위치를 고정시키는 고정홈이 형성될 수 있다.

한편, 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법은 의자 형상으로 변형가능한 매트리스 위에 있는 사용자의 움직임을 복수의 압력센서를 통해 압력값으로 제공받는 감지단계;및 상기 압력값에 따라 상기 매트리스를 변형시키는 변형단계;를 포함한다.

상기 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법은 평소 사용자의 움직임에 따라 복수의 상기 압력센서에 의해 제공되는 압력값들의 평균압력값과 상기 압력값을 비교하여 상기 비교결과에 따라 상기 매트리스를 변형시킬 수 있다.

상기 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법은 상기 압력값과 상기 평균압력값의 비교 결과, 상기 압력값이 상기 평균압력값보다 크게 검출되면 상기 매트리 스를 변형시킬 수 있다.

상기 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법은 상기 매트리스의 변형조건의 기준이 되는 기준압력값과 상기 압력값을 비교하여 상기 비교결과에 따라 상기 매트리스의 변형 작동조건을 제어할 수 있다.

상기 매트리스의 변형조건은 상기 매트리스의 변형속도, 상기 매트리스의 변형각도를 포함할 수 있다.

상기 압력값과 상기 기준압력값의 비교결과, 상기 압력값이 상기 기준압력값보다 작게 검출되면 상기 매트리스의 변형속도를 늦출 수 있다.

상기 압력값과 상기 기준압력값의 비교결과, 상기 압력값이 상기 기준압력값보다 작게 검출되면 상기 매트리스의 변형각도를 둔각으로 변형시킬 수 있다.

본 발명에 따른 휠체어 가변 침대 및 이의 변형 방법은 거동이 불편한 사용자를 침대에서 휠체어로 옮기는 과정에서 발생되는 사고로부터 사용자를 안전하게 보호하고, 사용자가 편리하게 침대를 벗어나 자유롭게 이동할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대를 나타낸 측면도이다.

도 1을 참조하면, 휠체어 가변 침대(이하, 침대)(100)는 침대(100)의 기본 틀이 되는 침대 프레임(110), 침대 프레임(110)에 탈착되는 의자 프레임(130) 및 의자 프레임(130)에 지지되어 침대(100)의 깔개로 사용되는 매트리스(130)를 포함한다.

침대 프레임(110)은 복수의 침대다리(111) 및 복수의 침대다리(111)에 지지되어 서로 대향되는 한쌍의 지지대(113)를 포함한다. 의자 프레임(130)에는 의자 프레임(130)의 유동성을 확보하기 위한 바퀴(131) 및 바퀴(131)에 동력을 제공하는 전동모터와 같은 동력부(133)가 설치된다. 그리고 한쌍의 지지대(113)에는 가이드 홈(115)이 각각 형성되며, 의자 프레임(130)에는 가이드 홈(115)에 대응되는 가이드 돌기(135)가 형성된다.

가이드 홈(115) 및 가이드 돌기(135)는 침대 프레임(110)에 의자 프레임(130)의 탈착시, 의자 프레임(130)의 이동을 안내한다. 가이드 돌기(135) 및 가이드 홈(115)의 소정 부위에는 위치 고정수단이 마련되는 것이 바람직하다. 위치 고정수단은 침대 프레임(110)에 장착된 의자 프레임(130)을 견고하게 고정시키기 위한 것으로, 가이드 홈(115)에 탄성지지되는 고정돌기(137)를 설치하고, 가이드 돌기(135)에 형성되는 위치 고정 홈(137)을 형성하여 구현될 수 있다.

매트리스(130)는 침대 프레임(110)에 의자 프레임(130)이 장착됨에 따라 침대 프레임(110) 위에 펼쳐지며, 침대 프레임(110)으로부터 의자 프레임(130)이 이탈될 때 의자 형상으로 변형될 수 있도록 다단으로 접혀지게 마련되는 것이 바람직 하다.

따라서 매트리스(130)는 의자 형상으로 변형되었을 때, 사용자의 상체, 둔부, 하체등을 각각 받치도록 절곡되며, 의자 프레임(130)에는 매트리스(130)의 형상을 변형시키는 변형부(170)가 설치된다. 변형부(170)는 매트리스(130)의 하부에 복수의 링크절(171)을 힌지 결합시키고, 복수의 링크절(171)을 선형 이동시킴으로써 매트리스(130)의 각 절곡부위를 회동시키는 선형작동체(173)를 설치하여 구현할 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대를 나타낸 구성도이다.

도 3을 참조하면, 매트리스(130)의 내부에는 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)가 설치되며, 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)와 변형부(170)의 사이에는 변형 제어부(180)가 배치된다. 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)는 매트리스(130) 위에 있는 사용자의 움직임을 감지하여 압력값으로 제공하고, 변형 제어부(180)는 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)에 의해 제공되는 압력값에 따라 변형부(170)의 동작을 제어한다.

변형 제어부(180)에는 사용자의 평소 움직임에 따라 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)로부터 감지되는 압력값(압력시간, 압력세기, 압력분포 등)이 평균압력값으로 저장되며, 변형 제어부(180)는 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)로부터 감지되는 압력값과 평균압력값을 비교하여 변형부(170)의 동작을 제어한다.

예를 들어, 사용자가 하체를 움직일 수 없는 경우, 평소 사용자의 상체에 대 응되는 위치에 배치된 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)로부터 감지되는 평균압력값은 변형 제어부(180)에 저장된다. 변형 제어부(180)에 평균압력값이 저장되고 사용자가 침대(100)를 사용하는 데 있어서, 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)로부터 평균압력값에 비해 높은 압력값이 감지되면, 변형 제어부(180)는 사용자가 침대(100)로부터 벗어나려하는 것으로 판단하고 변형부(170)를 작동시켜 매트리스(130)를 변형시킨다.

그리고 변형 제어부(180)에는 매트리스(130)의 변형속도, 변형각도 등의 매트리스의 변형조건의 기준이 되는 기준압력값이 저장된다. 변형 제어부(180)는 압력값과 평균압력값의 차이값을 산출하고, 차이값과 기준압력값을 비교하여 매트리스(130)의 변형시 매트리스(130)의 변형조건을 제어한다.

즉, 사용자가 움직여 평균압력값보다 압력값이 크게 감지되되, 평균압력값과 압력값의 차이값이 기준압력값보다 낮을 경우, 사용자의 해당 신체부위가 불편한 것으로 판단하여 매트리스(130)의 변형속도를 늦추고, 매트리스(130)의 변형각도가 둔각이 되도록 하여 매트리스(130)의 변형시, 사용자에게 무리가 가지 않도록 한다.

한편, 침대(100)는 조작기(190)를 포함한다. 조작기(190)에는 매트리스(130)의 현 상태를 시각적으로 표시하는 디스플레이부(191), 매트리스(130)의 현 상태를 청각적으로 안내하는 스피커부(192) 및 변형부(170)의 제어 명령어를 입력할 수 있도록 하는 키입력부(193)가 탑재된다.

사용자는 변형 제어부(180)를 거치지 않고 매트리스(130)의 변형에 필요한 명령, 바퀴(131)를 유동시키기 위한 동력부(133)의 시동 명령, 바퀴(131)의 방향 전환을 위한 조향 명령, 바퀴(131)의 제동을 위한 제동 명령 등을 키입력부(193)를 통해 직접 입력하여 침대(100)를 직접 조작할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대의 변형방법을 나타낸 순서도이며, 도 5는 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대에서 매트리스가 침대 프레임 위에 펼쳐진 상태를 나타낸 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 매트리스(130)는 사용자가 편안한 자세를 취할 수 있도록 침대 프레임(110) 위에 펼쳐진다. 즉, 매트리스(130)는 사용자의 상태 또는 사용자의 치료 목적에 따라, 평탄하게 펼쳐질 수 있으며, 다른 실시예로 사용자의 신체 일부분에 해당되는 부위가 상향되도록 경사지게 펼쳐질 수 있다.

이때, 의자 프레임(130)은 침대 프레임(110)에 장착되어 침대 프레임(110)과 함께 매트리스(130)를 지지한다. 매트리스(130)는 위치 고정부에 의해 의자 프레임(130)과 침대 프레임(110)이 견고하게 지지됨에 따라 침대 프레임(110) 위에서 이탈되는 것이 방지된다.

한편, 평소 침대(100) 위에서 생활하는 사용자는 복수의 압력센서(151)를 가압하고 복수의 압력센서(151)는 사용자의 움직임을 압력값으로 변형 제어부(180)로 제공한다(단계;S11). 이러한 평소 사용자에 움직임에 따라 복수의 압력센서(151)에 의해 제공되는 압력값들의 평균값은 매트리스(150)의 변형의 기준이 되는 평균압력값으로 변형 제어부(180)에 저장된다.

이와 같이 침대(100)는 의자 프레임(130)이 침대 프레임(110)에 장착되어 사용자가 침대(100) 위에서 편안하고 안정적인 자세를 취할 수 있도록 한다.

도 6은 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대에서 침대 프레임에서 의자 프레임이 이탈되는 상태를 측면도이다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 사용자가 용변, 산책 등의 이유로 침대(100)에서 벗어나야 할 경우가 발생된다. 이때, 사용자는 동작이 원활한 신체부위를 이용하여 침대 프레임(110) 위에 펼쳐진 매트리스(130)를 의자 형상으로 변형시킬 수 있다.

즉, 변형 제어부(180)에는 이미 평균압력값과 기준압력값이 저장되어 있으며, 사용자가 동작이 원활한 신체부위를 움직이면, 해당 신체부위에 대응되는 위치에 배치된 해당 압력센서(151)는 사용자의 움직임을 감지한다. 해당 압력센서(151)가 사용자의 움직임을 감지함에 따라 압력값들은 변형 제어부(180)로 제공된다.

이와 같이 압력값이 변형 제어부(180)로 제공됨에 따라, 변형 제어부(180)는 먼저 압력값과 평균압력값을 비교한다(단계;S13). 압력값이 평균압력값보다 크게 검출될 경우, 변형 제어부(180)는 사용자가 침대(100)에서 벗어나고자 하는 것으로 판단하여 변형부(170)를 작동시킨다. 선형작동체(173)는 변형 제어부(180)에 의해 출력축을 신축시키고, 이에 따라 복수의 링크절(171)은 회동되며, 매트리스(130)는 의자 형상으로 변형된다.

이때, 변형 제어부(180)는 각 압력센서(151)로부터 제공되는 각각의 압력값 과 기준압력값을 각각 비교한다(단계;S15).

압력값과 기준압력값의 비교 결과, 압력값이 기준압력값보다 작게 검출될 경우, 변형 제어부(180)는 사용자의 해당 신체부위가 불편한 것으로 판단하여 해당 압력센서(151)가 위치한 곳의 해당 매트리스(130)가 변형되는 속도를 늦추고, 해당 매트리스(130)의 변형각도를 둔각으로 설정하여 사용자의 해당 신체부위에 무리가 가지 않도록한다(단계;S17).

이와 반대로, 압력값과 기준압력값의 비교 결과, 압력값이 기준압력값보다 동일하거나 크게 검출될 경우, 변형 제어부(180)는 사용자의 해당 신체부위의 동작이 원활한 것으로 판단하여 해당 압력센서(151)가 위치한 곳의 해당 매트리스(130)를 기준속도로 변형시키고, 해당 매트리스(130)를 기준각도로 변형시킨다(단계;S19).

이와 같이 침대(100)는 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)에 의해 매트리스(130) 위에 있는 사용자의 움직임을 감지하고, 사용자에게 무리가 가지 않도록 매트리스(130)를 변형시켜 휠체어로 사용할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 침대(100)는 침대 프레임(110)로부터 이탈되면서 휠체어로 변형되고, 침대 프레임(110)으로터 이탈된 휠체어는 의자 프레임(130)이 침대 프레임(110)에 장착되면서 침대(100)로 변형된다. 이때, 휠체어에서 침대(100)로 변형되는 동작은 복수의 압력센서(151-1, 151-2, ..., 151-n)를 이용하여 상술한 매트리스(130)가 변형되는 동작과 대동소이하므로 상술한 설명을 참조하여 이해할 수 있을 것이다. 따라서 휠체어에서 침대(100)로 변형되는 동작에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 사용자는 변형 제어부(180)와는 별도로 디스플레이부(191) 및 스피커부(192)를 통해 침대(100)의 전반적인 상태를 점검하며, 키입력부(193)를 통해 명령을 입력하여 매트리스(130)의 변형, 바퀴(131)를 유동시키기 위한 시동, 바퀴(131)의 방향 전환, 바퀴(131)의 제동 등을 조작 할 수 있다.

도 2은 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대를 나타낸 구성도이다.

도 3은 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대의 변형 방법을 나타낸 순서도이다.

도 4는 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대에서 매트리스가 침대 프레임 위에 펼쳐진 상태를 나타낸 측면도이다.

도 5는 본 실시예에 따른 휠체어 가변 침대에서 침대 프레임에서 의자 프레임이 이탈되는 상태를 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

100 : 휠체어 가변 침대 110 : 침대 프레임

130 : 의자 프레임 150 : 매트리스

170 : 변형부 180 : 변형 제어부

190 : 조작기

Claims

침대 프레임;

상기 침대 프레임에 펼쳐지며, 다단으로 접혀 의자형상으로 변형 가능한 매트리스;

상기 매트리스를 지지하며, 바퀴가 설치되어 상기 침대 프레임에 탈착되는 의자 프레임;

상기 침대 프레임에 펼쳐진 상기 매트리스를 의자 형상으로 변형시키는 변형부;및

상기 바퀴에 동력을 제공하는 동력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
제1 항에 있어서,

상기 매트리스의 내부에 설치되어 상기 매트리스 위의 사용자의 움직임을 감지하는 복수의 압력센서;및

복수의 상기 압력센서에 의해 제공되는 상기 사용자의 움직임에 따라 상기 변형부의 작동을 제어하는 변형 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
제1 항에 있어서, 상기 변형부는

상기 매트리스의 하부에 힌지 결합되는 복수의 링크절;및

복수의 상기 링크절에 결합되어 상기 링크절을 선형이동시키는 선형작동체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
제1 항에 있어서,

상기 매트리스의 현 상태를 시각적으로 표시하는 디스플레이부;

상기 매트리스의 현 상태를 청각적으로 안내하는 스피커부;및

상기 변형부의 제어 명령어를 입력할 수 있도록 하는 키입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
제1 항에 있어서,

상기 침대 프레임은 복수의 침대다리에 지지되어 가이드 홈이 형성되는 한쌍의 지지대를 포함하며,

상기 의자 프레임은 상기 가이드 홈에 대응되어 상기 의자 프레임의 탈착을 안내하는 가이드 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
제5 항에 있어서,

상기 가이드 홈에는 탄성지지되는 고정돌기가 설치되며,

상기 가이드 돌기에는 상기 고정돌기와 대응되어 상기 의자 프레임의 위치를 고정시키는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대.
의자 형상으로 변형가능한 매트리스 위에 있는 사용자의 움직임을 복수의 압력센서를 통해 압력값으로 제공받는 감지단계;및

상기 압력값에 따라 상기 매트리스를 변형시키는 변형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제7 항에 있어서,

평소 사용자의 움직임에 따라 복수의 상기 압력센서에 의해 제공되는 압력값들의 평균압력값과 상기 압력값을 비교하여 상기 비교결과에 따라 상기 매트리스를 변형시키는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제8 항에 있어서, 상기 압력값과 상기 평균압력값의 비교 결과,

상기 압력값이 상기 평균압력값보다 크게 검출되면 상기 매트리스를 변형시키는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제7 항에 있어서, 상기 매트리스의 변형조건의 기준이 되는 기준압력값과 상기 압력값을 비교하여 상기 비교결과에 따라 상기 매트리스의 변형조건을 제어하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제10 항에 있어서, 상기 매트리스의 변형조건은

상기 매트리스의 변형속도, 상기 매트리스의 변형각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제11 항에 있어서, 상기 압력값과 상기 기준압력값의 비교결과,

상기 압력값이 상기 기준압력값보다 작게 검출되면 상기 매트리스의 변형속도를 늦추는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.
제11 항에 있어서, 상기 압력값과 상기 기준압력값의 비교결과,

상기 압력값이 상기 기준압력값보다 작게 검출되면 상기 매트리스의 변형각도를 둔각으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 휠체어 가변 침대의 매트리스 변형 방법.