KR20220001998A

KR20220001998A - 침대로봇 장치

Info

Publication number: KR20220001998A
Application number: KR1020200080614A
Authority: KR
Inventors: 고영지; 고정수; 고대용
Original assignee: 고영지; 고정수; 고대용
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-01-06
Also published as: WO2022005164A1; US20230255842A1; KR102517558B1

Abstract

단순히 매트리스를 굴곡시키는 정도의 기능에 만족하지 않고, 환자 등의 이승을 편리하고 안전하게 할 수 있으면, 전자제어, IT 등의 기술을 활용하여 인력에만 의존하지 않고 자율적으로 기능을 수행하도록 하는 로봇 개념을 도입한 침대로봇장치를 제안한다. 본 발명에 따르면, 환자, 장애인, 노약자 등의 이용자가 누워 있는 상태 그대로 타 장치(예를 들어, 이승장치)로 이승할 수 있고 객체의 상황에 따라 자율적으로 타 장치와 통신하여 협업할 수 있는 침대용 로봇장치가 제공된다. 구체적으로 본발명의 특징에 따르면, 이용자의 신체 부위에 해당하는 위치로 종방향 구획된 매트리스; 및 상기 각 구획별로 매트리스의 상면을 횡방향으로 왕복이동하는 다공성유연막을 포함하는 침대로봇 장치가 제공된다. 본발명의 침대로봇 장치는 모든 기능을 자율실행부에 의해서 자율적으로 실행할 수 있다.

Description

침대로봇 장치 {Bed robot apparatus}

본발명은 침대의 형태를 변형하고 외부 기기와 통신하는 데 필요한 메카트로닉스, 자동제어, 인공지능, 정보통신, 로봇 기술에 관한 것이다.

환자, 장애인, 노약자, 영유아 등 거동이 불편한 사람이 눕거나 앉기 위한 다양한 형태의 침대장치가 공지되어 있다.

이러한 침대장치의 일례로 선출원특허(공개번호 10-2019-0116733, 공개일자 2019년 10월 15일)가 있다. 이 선출원특허는, 복수의 분절프레임으로 구성되어 인접한 분절프레임과 경사 각도를 형성하도록 절첩 가능하게 연결된 프레임부; 프레임부 상부에 안착되는 매트리스부; 분절프레임이 절첩되도록 구동시키는 구동부; 프레임부 하부를 지지하는 지지부로 구성되어, 구동부가 고정 프레임의 하부 영역에만 구비되어 각도가 조절되는 상하체 프레임의 하부에 구동부가 노출되지 않아 안전사고의 발생 위험이 적고, 미관을 향상시킬 수 있다고 한다.

그러나 종래의 침대장치는, 대부분 환자 등이 침대에 누운 상태, 윗몸을 일으킨 상태, 발 부위를 올린 상태, 앉아 있는 상태 정도로 매트리스를 굴곡시키는 기능 이외에 기능을 채택하고 있지 않다. 환자 등을 이송장치로 이승(옮겨서 태움)하기 위해서는 간병인이나 보호자가 직접 환자를 들어서 옮기는 수밖에 없다. 또한 환자와의 대면 접촉에 의한 바이러스, 병균, 세균의 감염 우려가 있다. 더욱이, 외부 기기와의 통신이나 협업 기능이 구비된 것은 전무하다. 이러한 문제점은 환자나 장애인 등의 사람에만 해당되는 것이 아니라, 각종 동물(예를 들어, 개, 고양이, 사자, 말, 악어 등)이나 가구, 설비 등 사물의 경우에도 해당된다.

본 발명자는 단순히 매트리스를 굴곡시키는 정도의 기능에 만족하지 않고, 환자나 장애인, 각종 동물 등의 이승을 자동으로 편리하고 안전하게 그리고 비대면적으로 할 수 있으며, 전자제어, 인공지능, IT 등의 기술을 활용하여 인력에만 의존하지 않고 자율적으로 해당 기능을 수행하고 외부 기기와의 소통/통신을 수행하도록 하는 로봇 개념을 도입한 침대로봇장치를 제안한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 환자, 장애인, 노약자, 영유아, 동물, 사물 등의 객체가 누워 있는 상태 그대로 타 장치(예를 들어, 이승장치)로 이승할 수 있고 객체의 상황에 따라 자율적으로 타 장치와 통신하여 협업할 수 있는 침대용 로봇장치(이하, '침대로봇')가 제공된다. 여기서 '객체'는 환자, 장애인, 노약자, 영유아 등뿐만 아니라 개, 고양이, 맹수, 악어 등의 동물, 그리고 가구, 장비 등의 사물도 포함되는 의미이다.

구체적으로 본발명의 특징에 따르면, 이용자의 신체 부위에 해당하는 위치로 종방향 구획된 매트리스; 및 상기 각 구획별로 매트리스의 상면을 횡방향으로 왕복이동하는 다공성유연막을 포함하는 침대로봇 장치가 제공된다.

상기 다공성유연막을 매트리스의 횡방향으로 왕복 이동시키기 위해서 상기 매트리스에 설치된 롤러가 추가로 포함된다. 그리고 상기 매트리스의 높낮이, 횡방향 기울기, 종방향 기울기 중 적어도 하나를 조절하는 수단이 추가로 포함된다.

본발명의 침대로봇 장치는 외부 환경과 통신을 수행할 수 있고, 기능을 자율실행부에 의해서 자율적으로 실행할 수 있다.

본발명의 구성 및 작용은 이후에 도면과 함께 설명하는 구체적인 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본발명에 따르면 매트리스를 상하로 굴곡시켜 형태를 변형하는 기능 이외에 환자 등을 횡방향으로 이동시켜서 타 침대로봇이나 외부기기(예를 들어, 이송장치)로 이승(옮겨서 태움)하는 동작을 편리하고 수월하게 할 수 있고 누워 있는 환자 등 이용자의 욕창을 방지할 수 있다. 아울러, 외부 기기와의 통신이나 협업 기능이 구비되어 보호자나 외부 기기들을 호출하고 이승하는 기능 등이 자율적으로 진행될 수 있다. 그리고 환자와의 대면 접촉에 의한 바이러스, 병균, 세균의 감염을 회피할 수 있다.

도 1은 본발명의 실시예에 따른 침대로봇의 평면도
도 2는 도 2의 A-A' 단면도
도 3은 침대로봇의 기본 형태의 우측면도
도 4는 침대로봇의 매트리스가 변형된 상태를 나타내는 우측면도
도 5는 도 3에서 다공성유연막(202, 204, 206, 208)을 탈거하여 내부 구성을 보기 위한 일부절개 단면도
도 6은 침대로봇에서 다공성유연막을 탈거 후 본 매트리스(201)의 평면도
도 7은 침대로봇 매트리스를 밑에서 본 것(위) 및 B-B' 기준 단면도(아래)
도 8은 도 7에서 선 B-B'를 기준으로 본 침대로봇의 우측면 단면도
도 9는 도 8의 침대로봇의 평평한 기본 형태를 도 4와 같이 자세 변형시킨 우측면 단면도
도 10은 침대로봇의 평면도(위) 및 외부 이송장치(100)의 평면도(아래)
도 11과 도 12는 침대로봇(200)과 이송장치(100)가 결합된 후 정면에서 본 단면도
도 13은 본발명에 따른 침대로봇의 기능을 자율적으로 수행하는 시나리오 예시도
도 14~도 26은 본발명의 침대로봇의 기능 및 제어를 수행하는 소프트웨어 프로그램 흐름도

본발명의 이점 및 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 이하 첨부된 도면과 함께 상세하게 기술된 바람직한 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본발명은 이하에 기술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 다른 형태로 구현될 수 있다. 실시예는 단지 본발명을 완전하게 개시하며 본발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐, 본발명은 청구항의 기재 내용에 의해 정의되는 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예를 설명하기 위한 것이며 본발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한 명세서에 사용된 '포함한다(comprise, comprising 등)'라는 용어는 언급된 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작, 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용된 것이다.

이하, 본발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시예의 설명에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본발명의 요지를 흐릴 수 있는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

<침대로봇의 구성 및 작용>

도 1은 본발명의 실시예에 따른 침대로봇 장치(이하, '침대로봇(200)')의 평면도이다. 도 2는 침대로봇(200)을 도 2의 A-A'를 기준으로 정면에서(도 1의 왼쪽에서) 바라본 단면도이다. 도 3은 침대로봇(200)의 상판 매트리스가 평평하게 있는 기본 형태의 우측면도이다. 이하의 설명에서는 환자, 장애인, 노약자, 영유아 등의 이용자가 이용할 수 있는 침대로봇의 실시예를 통해 본발명을 설명한다.

먼저 침대 매트리스(201)는 이용자의 대략 머리, 등, 허리, 엉덩이, 발 부위로 종방향으로 구획된다. 도 1에서는 예를 들어, 네 개의 부위로 구획된 것을 나타내고 있다. 구획된 부위마다 침대 매트리스(201)의 횡방향 양변의 제1변과 제2변에 각각 작은 롤러(203, 205, 207, 209)와 또다른 작은 롤러(210, 211, 212, 213)가 길이를 따라 설치되어 있다. 이들 롤러는 일시에 같은 방향으로 회전을 한다. 롤러의 횡방향 회전에 의해 매트리스에 누워있는 이용자는 횡방향으로 이동된다. 이를 위해 작은 롤러(203, 205, 207, 209, 210, 211, 212, 213)에 다공성 섬유재질의 다공성유연막(202, 204, 206, 208)이 감겨서 그림의 화살표 방향(214, 216, 218, 220 및 215, 217, 219, 221)으로 횡방향 이동된다. 누워 있는 이용자는 이들 다공성유연막과의 마찰에 의해 횡방향으로 밀리면서 옆으로 이동되어 다른 침대나 이송장치로 편리하고 안전하게 이승될 수 있다.

도 2는 침대로봇(200)을 도 1의 선 A-A'를 기준으로 절단하여 도 2의 왼쪽에서 바라본 단면도이다.

왼쪽 단면도는 다공성유연막(206)이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동(219)하는 것을 나타낸다(202, 204, 208의 다공성유연막도 마찬가지임). 이를 위해 다공성유연막(206)은 매트리스 아래 부분에 설치된 전기모터(도시하지 않음)로 구동되는 큰 롤러(255, 246)에 각각 감겨져 있다. 이용자를 오른쪽으로 횡방향 이동(219)시키기 위해서 큰 롤러(255, 246)는 시계반대방향으로 느리게 회전을 하고 이에 의해 작은 롤러(207, 212)가 시계방향으로 회전한다.

오른쪽 단면도는 다공성유연막(206)이 오른쪽에서 왼쪽으로 이동(218)하는 것을 나타낸다. 이를 위해 매트리스(201)의 아래 부분에 설치된 전기모터로 구동이 되고 다공성유연막(206)이 감겨 있는 큰 롤러(255, 246)는 이용자를 왼쪽으로 횡방향으로 이동(218)시키기 위해서 시계방향으로 느리게 회전을 한다.

이용자의 위치, 상태 등에 따라 작은 롤러의 회전 속도가 조정이 되고, 이용자에게 위험한 상황이 검색되면 동작이 멈춘다.

또한, 매트리스(201) 아래에 부착된 공기순환기(259)에서 공기를 공급하여 이용자의 이동을 용이하게 하기 위하여 다공성유연막(202, 204, 206, 208)과 매트리스(201) 표면과의 마찰력을 최대한 줄인다. 이에 대해서는 후술한다.

도 3은 침대로봇(200)의 매트리스(201)를 평평한 위치로 놓은 기본 형태의 우측면도이다. 하부에는 이동이 가능한 바퀴가 부착되어 있고 매트리스(201)와 프레임(222, 224, 226, 228)을 지지하는 하부 프레임이 있다. 하부 프레임 위에는 매트리스의 형태를 변형시킬 수 있는 피봇기구(223, 225, 227)로 동작되는 자세 변형 프레임(222, 224, 226, 228)이 있다. 매트리스(201)의 측면에 다공성유연막(202, 204, 206, 208)이 매트리스 내부에서 나와서 매트리스 상면을 지난 반대측 내부로 들어가도록 길고 얇은 슬릿 형태의 입출구(234, 233, 232, 231)가 있음을 볼 수 있다.

도 4는 도 3의 침대로봇의 매트리스(201)가 필요에 따라 변형된 상태를 나타내는 우측면도이다. 피봇기구(223)를 중심으로 자세 변형 프레임(222, 224)이 올라가고 피봇기구(227)를 중심으로 자세 변형 프레임(228)의 오른쪽이 올라간다. 이러한 변형 형태는 이용자의 엉덩이의 위치를 조정하고, 이용자의 횡방향 이동을 위한 다공성유연막(206)과 밀착시키기 위해 이용자를 매트리스(201)의 가운데 부분(206)으로 모으기 위한 것이다.

도 5는 도 3에서 다공성유연막(202, 204, 206, 208)을 탈거하여 내부 구성을 보기 위한 일부절개 단면도이다. 매트리스(201)에 부착된 위 부분의 작은 롤러(210, 211, 212, 213)와 중간 부분의 작은 롤러(240, 241, 242, 243), 그리고 작은 롤러(210, 240, 211, 241, 212, 242, 213, 243)를 상하로 연결하는 결속기구(235, 236, 238, 239), 그리고 매트리스(201) 아래 부분에 설치된 전기모터(미도시)로 구동되고 다공성유연막이 감겨 있는 구동용의 큰 롤러(244, 245, 246, 247)가 있다.

도 6은 침대로봇에서 다공성유연막을 탈거 후 본 매트리스(201)의 평면도이다. 매트리스의 다공성유연막(202, 204, 206, 208)의 바로 아래에 여러 개의 구멍(248, 249)이 매트리스(201)에 뚫려 있다. 그 구멍들 중 일부에는 냄새감지기(250), 온도 감지기(251). 습도 감지기(252)가 설치되어 있다. 매트리스(201)의 가장자리에 다공성유연막이 감기는 작은 롤러(203, 205, 207, 209, 210, 211, 212, 213)가 보인다.

도 7에서 위쪽 그림은 침대로봇 매트리스를 밑에서 본 것으로 공기순환기(257, 258, 259, 260)가 설치되어 있다. 아래 그림은 위쪽 그림에서 선 B-B' 기준 단면도로서 공기순환 구멍(261, 262, 263, 264)이 매트리스에 수직으로 뚫려 있음을 볼 수 있다. 공기순환기(257, 258, 259, 260)는 공기를 여과하는 기능 또는/및 온도와 습도를 감지하고 조절하는 기능을 하고, 감지된 정보를 모아 통신망을 이용해 관리자 또는 보호자의 모바일 장치에 무선 또는 유선으로 전달하는 기능도 한다. 또한, 공기순환기(257, 258, 259, 260)에서 공기순환 구멍(261, 262, 263, 264)을 통해 공기를 분사하면 다공성유연막(202, 204, 206, 208)과 매트리스 표면(201)과의 마찰력을 최대한 줄여 이용자의 이동이 용이하게 된다.

도 8은 도 7에서 선 B-B'를 기준으로 본 침대로봇의 우측면 단면도이다. 상하로 공기를 순환(270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277)시키는 개념이 표현되어 있다. 이 공기 순환은 누워있는 이용자의 신체를 통풍시켜 욕창을 방지하는 기능 이외에, 바로 위에서 언급한 것과 같이 매트리스(201) 위의 다공성유연막(202, 204, 206, 208)을 살짝 위로 들어 올려 매트리스 표면과의 마찰력을 줄이는 기능도 한다. 다공성유연막(202, 204, 206, 208)을 들어올리기 위하여는 공기 공급 방향이 위의 방향(270, 272, 275, 276)으로 되어야 할 것이다.

도 9는 도 8의 침대로봇의 평평한 기본 형태를 도 4와 같이 자세 변형시킨 우측면 단면도이다. 이용자는 이 변형된 매트리스 형태에 누워 순환되는 공기(270, 271, 272, 273, 274, 275, 276, 277)에 의해 피부 습기 방지, 체온 유지, 욕창 방지 등의 효과를 받을 수 있다.

도 10을 참조하여 침대로봇(200)의 이승기능에 대해서 설명한다. 도 10에서 위쪽 그림은 침대로봇(200)의 평면도이다. 아래쪽 그림은 모종의 이송장치(100)의 평면도이다. 이용자의 엉덩이 부분이 닿는 침대 매트리스의 가운데 부분과 이송장치의 가운데 부분을 기준으로 두 장치가 결합된 모습을 나타낸다.

참고로, 도 10에서 이송장치(100)에 대해 간략하게 설명하면, 왼쪽부터 제1판(101), 제2판(105), 제3판(110), 제4판(113), 제5판(117)의 분할상판이 연결되어 하나의 상판을 이루고 있다. 이들 각 분할상판이 모여 이루어진 하나의 상판에 이용자가 누워서 식사, 이송, 배변, 목욕 등의 서비스를 받는 것이다. 제1판(101)은 이용자의 발 부위가 닿는 부분이다. 제2판(105)은 이용자의 다리 부위가 닿는 부분으로, 이용자의 횡방향 이동을 위하여 공기나 물이 통과할 수 있는 섬유 또는 직물 재질의 다공성유연막(104)이 횡방향으로(화살표 방향으로) 움직이도록 감겨 있다(롤 형태로 상판의 횡방향으로 설치되어 있음). 제3판(110)은 이용자의 허벅지와 엉덩이가 닿는 부분으로, 통풍을 위한 공기구멍과 공기순환기구가 설치되어 있다. 여기에도 이용자의 횡방향 이동을 위한 다공성유연막(111)이 횡방향으로 감겨 있다. 제4판(113)은 이용자의 등이 닿는 부분으로, 여기에도 이용자의 횡방향 이동을 위한 다공성유연막(114)이 횡방향으로 감겨 있다. 제5판(117)은 이용자의 머리 부분이 닿는 부분으로, 여기에도 이용자의 횡방향 이동을 위한 다공성유연막(116)이 횡방향으로 감겨 있다. 네 개의 분할상판마다 횡방향으로 감겨 있는 다공성유연막(104, 111, 114, 116)은 표시된 위쪽 화살표 방향 또는 아래쪽 화살표 방향으로 동일한 방향으로 거의 동일한 속도로 연동해서 움직이도록 구성된다.

도 11은 침대로봇(200)과 이송장치(100)가 결합된 후 정면에서 본 단면도이다. 이용자를 침대로봇에서 이송장치로 이동시키는 동작을 보여주는데, 왼쪽 단면도는 침대로봇(200)이고 오른쪽 단면도는 모종의 이송장치(100)이다. 여기서 이송장치는 침대로봇으로부터 횡방향으로 이용자를 이승시켜서 다른 장소로 이송하는 장치이며, 목욕보조를 위한 이송장치일 수도 있다.

이용자의 안전을 위하여 침대로봇의 왼쪽 안전난간(291)은 세우고 오른쪽 안전난간(293)은 내리며, 이송장치의 오른쪽 안전난간(122)은 올리고 왼쪽 안전난간(109)은 내린다. 다른 실시형태로, 침대로봇의 오른쪽 안전난간(293)과 이송장치의 왼쪽 안전난간(109) 간에 전자기적인 결합이 있고 침대로봇과 이송장치 간에 유무선 또는 유선 통신을 하도록 구현할 수도 있다.

먼저 침대로봇(200)의 상부 높이와 이송장치(100)의 상부 높이를 맞추기 위하여 침대로봇에는 전기모터로 구동하는 유압실린더(262, 265)가 있어서 침대로봇과 이송장치의 높이를 평평하게 맞출 수 있다. 그 후 이송장치(100)로 원활하게 이용자가 이승되도록 이용자의 이동방향(219)으로 완만한 음(―)의 기울기를 주기 위하여 침대로봇의 왼쪽 유압실린더(265)를 올린다. 침대로봇(200)의 다공성유연막이 감겨 있는 큰 롤러(255, 246)가 시계반대방향으로 느리게 회전을 하고 다공성유연막이 걸쳐져 있는 작은 롤러(207, 212)는 시계방향으로 큰 롤러(255, 246)와 동일 속도로 회전을 한다. 이로써 이용자를 누운 상태로 침대로봇(200)에서 이송장치(100)로 횡방향으로 이승할 수 있다.

도 12는 침대로봇(200)과 이송장치(100)가 결합된 후 정면에서 본 단면도이다. 도 11과 반대로, 이용자를 모종의 이송장치(100)에서 침대로봇으로 횡방향 이동(이승)시키는 동작을 보여주는데, 왼쪽 단면도는 침대로봇(200)이고 오른쪽 단면도는 모종의 이송장치(100)이다. 마찬가지로 이용의 안전을 위하여 침대로봇의 왼쪽 안전난간(291)은 세우고 오른쪽 안전난간(293)은 내리며, 이송장치의 오른쪽 안전난간(122)은 올리고 왼쪽 안전난간(109)은 내린다. 다른 실시형태로, 침대로봇의 오른쪽 안전난간(293)과 이송장치의 왼쪽 안전난간(109) 간에 전자기적인 결합이 있고 침대로봇과 이송장치 간에 유무선 통신을 하도록 구현할 수 있다.

먼저 침대로봇의 상부 높이와 이송장치의 상부 높이를 맞추기 위하여 침대로봇(200)에는 전기모터로 구동되는 유압실린더(262, 265)가 있어서 침대로봇과 이송장치의 높이를 평평하게 맞출 수 있다. 또한 이송장치(100)로부터 원활하게 이용자가 이승되도록 이용자의 이동방향(218)으로 완만한 양(+)의 기울기를 주기 위하여 침대로봇의 오른쪽 유압실린더(262)를 올린다. 침대로봇(200)의 다공성유연막이 감겨 있는 큰 롤러(255, 246)가 시계방향으로 느리게 회전을 하고 다공성유연막이 걸쳐져 있는 작은 롤러(207, 212)는 시계반대방향으로 큰 롤러(255, 246)와 동일 속도로 회전을 한다. 이로써 이용자를 이송장치(100)에서 침대로봇(200)으로 누운 상태에서 횡방향으로 이승할 수 있다.

<이송로봇의 자율동작 시나리오>

도 13은 본발명에 따른 침대로봇의 기능을 자율적으로 수행하는 시나리오 예시도이다. 침대로봇은 자율 동작을 위하여 목욕장치(로봇), 이송장치(로봇) 등과 협업할 수 있다.

이용자가 다른 장소(화장실, 목욕실, 거실, 식당, 물리치료실 등)로의 이송을 원하면 침실의 침대로봇-1(501)이 대기중인 이송장치-1(507)을 호출(유무선)하고, 이송장치-1(507)은 전자기적 기능을 갖는 이송장치의 경로(517)를 읽을 수 있는 전자기적 장치를 이용해 이 이동경로(517)를 따라 이동한다. 이송장치-1(507)이 침실의 침대로봇-1(501)에 도착하여 이송장치-1(507)과 침대로봇-1(501)이 결합한다. 상호 협업을 하여 침대로봇-1(501)에서 이송장치-1(507)로 이용자를 이승하고 이송장치-1(507)이 침대로봇-1(501)에서 분리된다. 이용자가 식당으로 가고자 하면 이용자를 태운 이송장치-1(507)은 식당의 식탁-1(513)로 이송한다. 이용자가 식사를 하고 나서 TV 시청을 원하면, 이용자를 탑승시킨 이송장치-1(507)은 거실의 지정장소-1(514)로 이동한다. 이용자가 물리치료를 원하면 이송장치-1(507)은 이용자를 탑승시킨 상태로 물리치료실로 이동하고, 이용자가 재활치료를 원하면 이송장치-1(507)은 이용자를 탑승시킨 상태로 재활치료실로 이동한다. 이용자가 건물 내(또는 실내) 산책을 원하면 이송장치-1(507)은 실내산책 경로(518)를 따라 실내 산책을 하고, 이용자가 외부 산책을 원하면 외부산책 경로(519)를 따라 외부 산책을 한다. 이용자가 침실의 침대로봇-1(501)로의 복귀를 원하면 이송장치-1(507)은 이용자를 탑승시킨 상태로 침실로 이동을 하여 침대로봇-1(501)과 결합하고 이용자를 침대로봇-1(501)로 이승시켜 내려놓고 나서 이송장치-1(507)은 침대로봇-1(501)로부터 분리된다. 이용자가 이승하여 탑승한 이송장치-1은 화장실이나 목욕실로 이용자를 이송하게 된다. 용변이나 목욕이 완료되면 이송장치-1(507)에 의해 이용자는 침실의 침대로봇-1(501)로 이송된다.

<자율동작을 위한 소프트웨어 알고리즘>

본발명의 침대로봇은 인공지능 및 자동제어 기술을 이용하여 완전 자율로 동작할 수 있다. 이러한 자율 동작 로봇의 관점에서 본발명의 침대로봇의 기능 및 제어에 관해 도 14 이후의 소프트웨어 프로그램으로 설명하고 있다. 도 14는 침대로봇에 포함되어야 할 소프트웨어 프로그램의 개요도이다. 도 15 이하는 도 14의 프로그램 개요의 각 처리절차별 세부 루틴을 나타낸다. 본발명의 침대로봇이 다른 외부장치, 예를 들어, 다른 침대로봇, 이송장치, 목욕장치와 인터랙션하여 자율기능을 수행하는 루틴을 설명하고 있다. 상술한 본 발명의 침대로봇의 자율적 기능은 도 14~도 26의 소프트웨어 프로그램 흐름도를 참고하여 당업자가 용이하게 구현할 수 있다.

본발명에 따른 침대로봇의 각 구성요소의 기능(function) 또는 과정(process)은 DSP(digital signal processor), 프로세서, 컨트롤러, ASIC(application-specific IC), 프로그래머블 로직소자(FPGA 등), 기타 전자소자 중의 적어도 하나 그리고 이들의 조합이 포함되는 하드웨어 요소로써 구현 가능하다. 또한 하드웨어 요소와 결합되어 또는 독립적으로 소프트웨어로써도 구현 가능한데, 이 소프트웨어는 기록매체에 저장 가능하다.

지금까지 본발명의 바람직한 실시예를 통하여 본발명을 상세히 설명하였으나, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다. 또한 본발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술한 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태는 본발명의 기술적 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

이용자의 신체 부위에 해당하는 위치로 종방향 구획되고 상하 굴곡되는 매트리스; 및
상기 각 구획별로 매트리스 상면의 횡방향으로 왕복이동하는 다공성유연막을 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 다공성유연막을 매트리스의 횡방향으로 왕복 이동시키기 위해서 상기 매트리스에 설치된 롤러를 추가로 포함하는침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 매트리스 아래에 포함되어 상기 다공성유연막과 매트리스 표면과의 마찰력을 줄이고 매트리스에 누워있는 이용자의 신체를 통풍시키기 위해 공기를 공급하는 공기순환기를 추가로 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 매트리스의 형태를 변형시키는 피봇기구를 추가로 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 매트리스는 냄새감지기, 온도 감지기, 습도 감지기 중 적어도 하나를 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 온도와 습도를 감지하고 조절하는 기능을 하고, 감지된 온도 및 습도 정보를 송출하는 수단을 추가로 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 매트리스의 높낮이, 횡방향 기울기, 종방향 기울기 중 적어도 하나를 조절하는 수단을 추가로 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 외부 환경과의 통신을 수행하는 수단을 추가로 포함하는 침대로봇 장치.
제1항에 있어서, 상기 매트리스와 상기 다공성유연막의 동작을 자율적으로 실행시키는 자율실행부를 추가로 포함하는 침대로봇 장치.