KR20190009210A - 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 에어 매트리스의 공기 쿠션 강도를 설정하고, 기 설정된 쿠션강도를 자동으로 유지하기 위하여, 에어 매트리스의 내부 공기 압력을 실시간으로 감지하여 설정된 쿠션강도에 맞도록 자동으로 공기를 주입하거나 배출하도록 하여 에어 매트리스의 쿠션강도를 설정된 압력으로 일정하게 유지할 수 있다. 또한 공기 주입 시 에어 매트리스의 목표 압력 도달 10%까지는 고압 에어펌프를 이용하여 고속으로 공급하고, 이후 공급되는 공기의 양을 미세 조절할 경우 저소음 솔레노이드 펌프와 소음 차단용 케이스를 사용하여 추가로 소음을 차단할 수 있다. 또한 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스의 작동 내역이나 사용자의 반응 등 모든 동작 정보나 작동기록을 다른 단말기, 즉 스마트폰이나 텔레비전, 컴퓨터 등에 무선송수신부에서 무선으로 송출하는 것이 특징이다.

Description

에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템 및 그 방법 {Cushion strength control system of air mattress and it‘s method}

본 발명은 에어 매트리스의 쿠션 강도 제어 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 고압 에어펌프를 이용하여 도달 압력 90%까지 신속하게 공기를 주입한 후, 저소음 솔레노이드 펌프와 소음 차단용 케이스를 이용하여 모터 작동 시의 소음을 차단하고, 에어 매트리스의 쿠션강도를 미세하게 자동 설정하여 일정하게 유지하도록 제어하는 시스템 구성 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 매트리스에는 쿠션을 제공하기 위하여 스프링을 이용한 매트리스, 라텍스를 이용한 매트리스 그리고 에어 매트리스 등이 있다. 특히 에어 매트리스는 에어를 쿠션으로 사용하기 때문에 에어 펌프를 이용하여 에어 매트리스의 내부에 공기를 주입하여 일정 쿠션강도를 유지하고 밀폐된 내부 공간 내로 공기를 주입할 수 있도록 외측에 공기 주입구를 구비하고, 공기 주입구로부터 유입되는 공기가 충진되어 일정 쿠션강도를 유지함으로써, 쿠션을 제공한다.

따라서 에어 매트리스는 신체에 고른 쿠션강도를 가함으로써 척추의 휨 등에 의한 질병을 예방하며, 편안함을 극대화할 수 있으며, 또한 오랜기간 사용 후, 공기의 누출에 의한 쿠션의 저하 시, 사용자가 요구하는 쿠션강도로 공기를 충전할 수 있게 되며, 내구성에서 뛰어나다.

그러나 종래의 에어 매트리스는 주입된 공기가 누출되어 쿠션강도가 저하되거나, 내부 공기의 온도 변화에 따라 쿠션강도가 팽창되거나 수축되는 현상이 발생되어, 사용자가 원하는 쿠션을 제공할 수 없으므로, 실시간으로 내부 쿠션강도를 조절하는 기능이 필요하다.

본 발명의 목적은 자동으로 내부 쿠션강도를 조절하기 위한 침대용 에어 매트리스의 쿠션 강도 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 지정된 특정 압력까지 최초로 공기주입시 고압 에어펌프를 이용하여 고속으로 일정 압력까지 도달하게 하고, 그 이후 저소음 모터로 압력을 조절하여 사용자에게 소음을 차단하고, 공기가 주입된 이후 에어 매트리스의 공기 압력을 자동으로 유지시키거나 미세 조절할 수 있도록 하는 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스 내에 공기 압력을 실시간으로 측정하고, 측정된 압력이 설정 쿠션강도에 도달되도록 자동 제어하는데 그 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스의 쿠션강도를 자동으로 설정 쿠션강도에 일정하게 유지시킬 수 있다.

이 특징에 따른 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은, 상기 에어 매트리스의 내부 공기 압력을 측정하는 압력계(110)와; 에어 매트리스로 공기를 주입하도록 에어매트리스에 구비된 벨브 채결부(220)와; 에어 매트리스 내부에 공기를 신속하게 주입시키는 고압 에어펌프;

미세량의 공기를 보충하거나 배기하는 솔레노이드 펌프; 상기 각 펌프 기능들의 작동을 제어하는 작동보드; 상기 각 펌프로 전원을 공급하는 전원부; 상기 작동보드에 연결되어 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템을 조작할 수 있는 조절 리모콘(300); 상기 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 모든 동작 정보나 작동기록을 다른 단말기, 즉 스마트폰이나 텔레비전, 컴퓨터 등에 무선으로 송출하는 무선 송수신부를 포함한다.

이 특징의 한 실시 실시예에 있어서, 상기 쿠션강도 제어 시스템은; 상기 에어 매트리스의 내부 쿠션강도를 자동으로 설정하는 쿠션 강도 조절 리모콘(300)를 더 포함하되; 상기 제어부는 상기 압력계로부터 측정된 쿠션강도와 현재 설정된 쿠션강도를 비교하여, 실시간으로 상기 에어 매트리스의 내부 공기 압력을 자동 조절한다.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 쿠션강도 제어 시스템은; 상기 조절 리모콘(200)의 제어를 받아서 상기 에어 매트리스에 최초로 공기 주입시에는 상기 고압 에어펌프로 고속으로 목표 압력 90%까지 고속으로 공기를 주입하고, 그 이후 저소음용 상기 솔레노이드 펌프를 사용하여, 작동시의 소음을 차단하여 공기를 주입하고, 공기가 주입된 이후 공기를 재주입하는 경우 상기 솔레노이드 펌프의 팬 속도를 저감시켜 추가로 소음을 차단한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 제어 방법은; 상기 에어 매트리스의 내부 쿠션강도가 자동 설정 쿠션강도에 도달하고, 일정시간이 경과되어, 상기 에어 매트리스의 공기가 누출되는지를 판별하고, 상기 에어 매트리스 외부의 변화로 인하여 상기 에어 매트리스 내부에 설정된 쿠션강도보다 높은 쿠션강도가 발생하거나, 공기가 누출되면, 외부로 알람을 발생시키고 자동 설정 쿠션강도에 도달되도록 상기 에어 매트리스로 공기를 주입하여 일정한 압력을 유지시키는 기능을 더 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스의 쿠션강도를 자동 및 수동 설정하고, 실시간으로 에어 매트리스의 내부 공기 압력을 측정하여 설정된 쿠션강도에 맞도록 자동으로 공기를 주입하거나 배출하도록 함으로써, 에어 매트리스의 공기 쿠션강도를 설정된 쿠션강도에 유지할 수 있다.

또 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 실시간으로 에어 매트리스의 내부 쿠션강도를 측정하여 설정된 쿠션강도에 맞도록 자동으로 공기를 주입하거나 배출하여 에어 매트리스의 공기 쿠션강도를 일정하게 유지시킴으로써, 공기 주입에 따른 과도한 작동으로부터 에어 매트리스와 모터를 보호할 수 있다.

또한 본 발명의 침대용 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스에 최초로 공기 주입시에는 상기 고압 에어펌프로 고속으로 목표 압력 90%까지 고속으로 공기를 주입하고, 그 이후 저소음용 상기 솔레노이드 펌프를 사용하여, 작동시의 소음을 차단하여 공기를 주입하고, 공기가 주입된 이후 공기를 재주입하는 경우 상기 솔레노이드 펌프의 팬 속도를 저감시켜 추가로 소음을 차단함으로써, 에어 매트리스 사용자가 상황별로 소음을 느끼지 못하도록 할 수 있다. 또한 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스의 작동 내역이나 사용자의 반응 등 모든 동작 정보나 작동기록을 다른 단말기, 즉 스마트폰이나 텔레비전, 컴퓨터 등에 무선송수신부에서 무선으로 송출하는 것이 특징이다.

도 1은 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 작동 과정을 도식화한 블럭도

서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2의 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 작동 과정을 도식화한 블럭도를 참조하면, 본 발명에 따른 에어 매트리스의 공기쿠션강도 제어부(100)는 에어 매트리스(200)의 공기 쿠션강도를 자동 및 수동으로 설정하고, 설정된 쿠션강도를 자동으로 유지하도록 하기 위하여, 에어 매트리스 연결 호스에 압력계((110)가 실시간으로 에어 매트리스(200)의 내부 압력을 측정하여 설정된 쿠션강도에 맞도록 자동으로 공기를 주입하거나 배출하도록 한다.

또 본 발명의 에어 매트리스(200)의 공기쿠션강도 제어부(100)는 쿠션강도 조절을 위한 자동 모드 및 수동 모드에서 에어 매트리스(200)의 내부 공기 압력을 실시간으로 감지하여 쿠션강도를 유지하도록 한다.

이를 위해 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어부(100)은 에어 매트리스(200)의 외측에 에어 매트리스(200)와 분리하여 고정 설치된다. 이 때, 에어 매트리스(200)는 각각의 측면에 복수 개의 입체 직조 섬유사(string)를 구비하고, 이를 통해 상부와 하부를 상호 잡아당겨서 상부면을 평편하고, 균일하게 제공된다. 또 에어 매트리스(200)에는 쿠션강도 제어 시스템(100)으로부터 공기를 받아들이는 벨브 채결부(220)가 구비된다.

즉, 쿠션강도 제어부(100)은 에어 매트리스(200)의 벨브 채결부(220)에 장착되어, 에어 매트리스(200)의 내부로 공기를 주입하거나 내부 공기를 배출하여 설정된 쿠션강도를 유지하도록 한다.

이러한 쿠션강도 제어부(100)은 에어 매트리스(200)의 외부에서 에어 매트리스(200)의 벨브 채결부(220)에 공기 주입 및 공기 배출을 하나의 호스로 진행된다.

구체적으로, 쿠션강도 제어부(100)은 작동보드와, 전원부 보드와, 무선 송신부와, 고압 에어펌프와, 솔레노이드 펌프와, 고압 에어펌프 흡,배기 차단 스위치(100-A)와, 솔레노이드 펌프 흡,배기 차단 스위치(100-B)와, 적어도 하나의 압력계(110)를 포함한다.

조절 리모콘(300)는 다수의 공기압 버튼과, 공기를 완전 배기하는 ‘0’ 버튼을 포함한다.

쿠션강도 제어부(100)에 포함되는 고압 에어펌프는 3psi 이상의 송풍 능력을 가진 펌프로써, 고속으로 에어 매트리스(200)에 공기를 주입시킬 수 있고, 또한 별도로 구비된 솔레노이드 펌프는 저소음 펌프로 구비되고, 쿠션강도 제어부(100)의 외측에 소음 차단용 케이스의 내부에 수용된다. 따라서 고압 에어펌프 작동 시에는 설치나 해체를 위한 특별한 경우이므로 소음 발생이 어렵다고 판단되지만, 솔레노이드 펌프는 수시로 작동되므로 수면에 방해가 되지 않도록 소음이 차단된다. 고압 에어펌프와 솔레노이드 펌프는 전원부로부터 전원을 공급받아서 구동시킨다. 이 실시 예에서 솔레노이드 펌프는 약 3 PSI의 최대 쿠션강도를 가지고, 측정 거리 약 1 m 이내에서 약 45 dB 이하의 작동 소음을 갖는다. 공기가 주입된 이후 공기를 재주입하는 경우, 솔레노이드 펌프의 팬 속도를 저감시켜 추가로 소음을 차단함으로써, 약 30 dB 이하의 작동 소음을 갖는다. 또 고압 에어펌프로 공기를 공급할 경우, 2 인용 에어 매트리스를 기준으로 하는 경우, 초기 공기 주입 시 약 5분 이내로 공기 주입이 완료되고, 솔레노이드 펌프로 재충전 시, 약 2분 이내로 미세하게 쿠션강도 조절이 완료 되어야 한다.

그리고 조절 리모콘(300)는 일종의 유선 리모콘으로, 쿠션강도 제어부(100)의 외측에 유선으로 연결된 방식으로 구비되어, 사용자가 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도를 설정하거나, 쿠션강도 제어부(100)을 작동시키거나 모니터링 하도록 처리한다.

구체적으로, 조절 리모콘(300)는 쿠션강도 제어부(100)의 제반 동작을 제어한다. 즉, 조절 리모콘(300)는 다수의 공기압 버튼을 누르면 쿠션강도 제어부(100)에 전원과 특정 신호가 전달되며, 전원부로부터 고압 에어펌프와 솔레노이드 펌프로 전원을 공급하도록 제어한다. 또 조절 리모콘(300)으로부터 특정 버튼이 눌러지면, 그에 지정된 명령, 즉 공기압의 세기가 쿠션강도 제어부(100)에 의해 각 펌프 동작, 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도가 설정되면, 설정된 쿠션강도 정보를 받아서 작동한다.

또 조절 리모콘(300)은 전원 스위치 버튼이 오프되거나, 쿠션강도 제어부(100)의 동작에 오류가 발생되면, 전원부로부터 고압 에어펌프와 솔레노이드 펌프로 공급되는 전원을 자동으로 차단하도록 제어한다. 또 조절 리모콘(300)는 압력계(110)로부터 측정된 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도에 의해 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도가 설정 쿠션강도에 도달되지 않으면, 고압 에어펌프 흡, 배기 차단 스위치(100-A), 솔레노이드 펌프 흡, 배기 차단 스위치(100-B) 개폐를 제어한다.

또 조절 리모콘(300)는 쿠션강도를 공기압 수준으로 특정하여, 지정 버튼들에 의해 수동으로 지정하면, 쿠션강도 제어부(100)에 의해 공기를 주입하거나 배출하도록 제어할 수 있다.

이 실시 예에서 조절 리모콘(300)은 사용자가 원하는 설정 쿠션강도로 변경 시, 해당 쿠션강도에 따라 에어 매트리스(200)의 공기를 자동으로 주입하거나 배출할 수 있도록 제어한다. 이 때, 수동 최소 설정 쿠션강도는 공기 배출 시 약 0PSI 크기를 가지고, 수동 최대 설정 쿠션강도는 공기 주입 시 약 1.3 PSI 크기를 갖는다.

따라서 조절 리모콘(300)은 에어 매트리스(200)의 내부 공기를 자동으로 주입하거나 배출하도록 쿠션강도 제어부(100)의 동작을 제어하여, 실시간으로 설정 쿠션강도를 유지하도록 한다.

여기서 설정 쿠션강도는 사용자가 원하는 최적의 에어 매트리스(200)의 쿠션강도 크기로, 이 실시 예에서는 약 0.3 내지 약 1.3 PSI의 크기를 갖는다. 이 실시 예에서 조절 리모콘(300)에 구비된 다수의 버튼들은 저장된 명령, 즉 지정 공기압을 맞추기 위해 압력계(110)에서 압력 차이를 특정한 다음, 전원을 공급 및 차단하도록 하는 스위칭 버튼 역할을 한다.

따라서 본 발명의 침대용 에어 매트리스(200)의 공기 쿠션강도 제어부(100)는 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도를 실시간으로 측정하고, 측정된 쿠션강도가 자동 설정된 쿠션강도에 벗어나게 되면, 자동으로 솔레노이드 펌프 흡,배기 차단 스위치(100-B)를 작동 시켜, 에어 매트리스(200)의 내부 쿠션강도를 조절하여 일정 쿠션강도를 유지하도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 에어 매트리스(200)의 쿠션강도 제어 시스템의 작동 과정을 도식화한 블럭도이다. 이 수순은 에어 매트리스(200)의 쿠션강도를 기 설정된 쿠션강도로 자동 조절하기 위하여 공기 쿠션강도 제어부(100)가 처리하는 프로그램으로, 이 프로그램은 공기 쿠션강도 제어부(100)의 작동보드 내 메모리에 저장되어 있다.

도 2을 참조하면, 본 발명의 침대용 에어 매트리스(200)의 공기 쿠션강도 제어부(100)는 조절 리모콘(300)의 특정 버튼을 눌러서 전원을 공급하고, 지정된 버튼의 프로그램 설정되어진 작동 데이터를 불러들여 진행 시킨다.

전원이 전원부(400)에 의해 공기 쿠션강도 제어부(100)에 공급되어지면, 압력계(110)에서 현재 에어 매트리스(200) 압력을 측정하여 공기 쿠션강도 제어부(100)의 메모리와 비교한 다음 그 차이만큼 고압 에어펌프에 고압 에어펌프 전원공급(100-1)에 의해 전원이 공급되어지며 설정 쿠션강도에 도달되는지를 판별하여 목표 압력의 90%까지 공기를 공급한 후 고압 에어펌프 흡,배기 차단 스위치(100-A)를 작동시켜 고압 에어펌프의 작동을 중지시킴과 동시에 에어 매트리스(200)에 연결된 흡, 배기 호수를 잠근다. 이 후 목표 압력 10%부터는 솔레노이드 펌프네 솔레노이드 펌프 전원공급(100-2)에 의해 전원을 공급하여 설정 쿠션강도에 도달되는지를 판별하여 무 소음으로 에어 매트리스(200)에 쿠션강도를 조절하고, 이후 압력계(110)에 의해 주기적으로 에어 매트리스(20)의 쿠션강도를 측정한다.

판별 결과, 측정된 쿠션강도가 설정 쿠션강도에 도달되지 않으면, 솔레노이드 펌프에 솔레노이드 펌프 전원공급(100-2)에 의해 전원을 공급하여 설정 쿠션강도를 맞추고, 목표치에 정확히 도달한 경우 일차 펌프로 가는 모든 전원을 차단하는 동시에 솔레노이드 펌프 흡, 배기 차단 스위치(100-B)를 작동시켜 에어 매트리스(200)의 공기 흡, 배기를 완전 차단한다.

이러한 본 발명의 공기 쿠션강도 제어부(100)의 자동모드로 쿠션강도 조절 후, 해당 쿠션강도에 도달되면, 쿠션강도 조절 모드로 전환하여, 사용자의 별도 작동 없이 자동으로 일정한 압력을 유지하도록 한다, 공기 주입 및 배출 시에 자동으로 공기 배출 및 주입이 가능하도록 제어하고, 공기 주입 및 배출이 동시에 실행되는 것을 차단시킬 수 있다.

또한 본 발명의 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템은 에어 매트리스(200)의 작동 내역이나 사용자의 반응 등 모든 동작 정보나 작동기록을 다른 단말기, 즉 스마트폰이나 텔레비전, 컴퓨터 등에 공기 쿠션강도 제어부(100)에 구비되어진 무선 송수신부를 통하여 무선으로 송출하는 것이 특징이다.

이상에서, 본 발명에 따른 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

100 ; 공기쿠션강도 제어부
110 : 압력계
100-1 : 고압 에어펌프 전원공급
100-2 : 솔레노이드 펌프 전원공급
100-A :고압 에어펌프 흡,배기 차단 스위치
100-B : 솔레노이드 펌프 흡,배기 차단 스위치
200 : 에어매트리스
210 : 에어매트리스 흡,배기 호스
220 : 벨브연결부
300 : 조절 리모콘
310 : 조절 리모콘 연결 케이블
400 : 전원

Claims (1)

1. 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템에 있어서:
   상기 에어 매트리스의 내부 공기 압력을 측정하는 압력계(110)와;
   상기 에어 매트리스로 공기를 주입하도록 에어매트리스에 구비된 벨브 채결부(220)와;
   상기 에어 매트리스 내부에 공기를 신속하게 주입시키는 고압 에어펌프;
   상기 에어 매트리스 내부에 미세량의 공기를 보충하거나 배기하는 솔레노이드 펌프;
   상기 펌프 기능들의 작동을 제어하는 작동보드;
   상기 각 펌프로 전원을 공급하는 전원부;
   상기 작동보드에 연결되어 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템을 조작할 수 있는 조절 리모콘(300);
   상기 에어 매트리스의 쿠션강도 제어 시스템의 모든 동작 정보나 작동기록을 다른 단말기, 즉 스마트폰이나 텔레비전, 컴퓨터 등에 무선으로 송출하는 무선송수신부로 구성되어 있어;
   에어 매트리스의 내부 쿠션강도를 자동 조절 및 제어, 유지 시키는 시스템.

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