유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 및 제어 방법{WHEELCHAIR HAVING CUSHION FILLED FLUID AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휠체어(wheelchair)는 다리 또는 신체의 일부를 마음대로 움직일 수 없는 장애인 또는 척추 질환자가 앉은 상태로 이동할 수 있도록 바퀴를 설치한 의자이다. 휠체어는 휠체어의 몸체 역할을하는 프레임, 장애인 또는 척추 질환자가 앉는 좌석, 휠체어의 후방에 배치된 큰 바퀴, 휠체어의 전방에 배치된 보조 바퀴, 휠체어를 이동시킬 때 사용되는 손잡이, 휠체어를 정지 및 고정시키는 브레이크, 장애인 또는 척추 질환자의 등을 지지하는 등받이, 팔을 거치하는 팔걸이, 발받침 및 발판 등을 포함한다. 휠체어의 좌석은 공기 등을 포함하여 쿠션을 좋게 하는 기술을 포함하고 있다. 그러나, 장애인 또는 척추 질환자의 환부 상태 및 통증 경중에 따라서 쿠션의 완충 정도를 변경해야 하지만 단순히 공기 등이 포함된 종래 휠체어의 좌석은 쿠션의 완충을 변경하기 어려워 장애인 또는 척추 질환자의 환부 상태가 악화되거나 통증이 유발되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 휠체어의 좌석에 유체를 제공 및 좌석에 제공된 유체의 양을 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자의 개개인의 상태에 적합하게 환자별로 개별 조절 가능토록 하여 환부 상태의 악화를 방지 및 통증 유발을 방지한 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 유체의 온도를 조절할 수 있는 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법을 제공한다.
일실시예로서, 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어는 손잡이가 형성된 세로 프레임, 상기 세로 프레임에 연결된 가로 프레임 및 바퀴들을 포함하는 프레임; 상기 가로 프레임에 장착된 베이스, 베이스에 장착되며 사용자와 직접 접촉되는 외피 및 상기 외피 내부에 배치되며 수납공간을 제공하는 밀봉 내피를 포함하는 쿠션; 상기 밀봉 내피에 연통된 복수개의 유체 제공관들, 서로 다른 유체들이 저장된 유체 저장 탱크 및 상기 유체 공급관들과 연결되며 각 유체 저장 탱크에 저장된 유체를 상기 밀봉 내피로 제공 및 상기 밀봉 내피로부터 상기 각 유체 저장 탱크로 배출시키는 유체 제공 유닛을 포함하는 유체 제공 모듈; 및 상기 유체 제공 유닛을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 사용자들의 유저 프로필 데이터(user profile data)를 각각 저장하는 저장 모듈 및 상기 유체 제공 유닛을 제어하는 제어 모듈을 포함한다. 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 상기 유체 제공 유닛의 유체 저장 탱크는 공기가 저장된 제1 유체 저장 탱크, 물이 저장된 제2 유체 저장 탱크 및 물을 포함하는 혼합물이 저장된 제3 유체 저장 탱크를 포함한다. 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 상기 외피의 내측에는 상기 밀봉 내피에 수납된 상기 유체를 가열하는 히터 및 상기 밀봉 내피에 수납된 상기 유체를 냉각시키는 냉각 유닛을 포함하는 유체가 충진된다. 일실시예로서, 유체가 충전된 쿠션을 갖는 휠체어의 제어 방법은 사용자를 인식하는 단계; 복수 종류들의 유체들 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 유체를 휠체어의 좌석의 외피에 감싸인 밀봉 내피에 제공하는 단계를 포함한다. 상기 사용자를 인식하는 단계 이후, 상기 유체의 온도를 조절하는 단계; 및 상기 사용자의 유저 프로필 데이터를 저장하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 및 이의 제어 방법은 휠체어의 쿠션에 유체를 제공 및 좌석에 제공된 유체의 양을 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자의 개개인의 상태에 적합하게 환자별로 개별 조절 가능토록 하여 환부 상태의 악화를 방지 및 통증 유발을 방지할 수 있고 이에 더하여 쿠션에 제공된 유체의 온도를 조절하여 환자의 환부의 악화 방지 및 통증을 완화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 부분 절개 측면도이다.
도 2는 도 1의 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 부분 절개 측면도이다. 도 1을 참조하면, 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어(100)는 프레임(10), 쿠션(20), 유체 제공 모듈(30) 및 제어부(40)를 포함한다. 프레임(10)은 휠체어의 몸체를 구성하며, 프레임(10)은 세로 프레임(2), 가로 프레임(4) 및 바퀴(6,8)들을 포함한다. 세로 프레임(2)은 적어도 2 개가 지면에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 세워지며, 세로 프레임(2)은 사용자의 등 부분을 지지하며, 각 세로 프레임(2)의 상단에는 손잡이(3)가 연결된다. 가로 프레임(4)은 각 세로 프레임(2)의 하단에 연결되며, 세로 프레임(2)은 사용자의 체중을 지지하는 역할을 한다. 바퀴(6,8)는 세로 프레임(2) 또는 가로 프레임(4)에 배치되며, 바퀴(6,8)는 휠체어의 앞쪽에 배치된 작은 바퀴(6) 및 휠체어의 뒤쪽에 배치된 큰 바퀴(8)를 포함한다. 쿠션(20)은 가로 프레임(4) 상에 배치되며, 쿠션(20)은 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자를 지지하는 부분으로써 본 발명의 일실시예에서 쿠션(20)은 완충 정도 및 온도는 환자에 따라 개별적으로 조절된다. 이를 구현하기 위하여, 쿠션(20)은 베이스(21), 외피(23) 및 밀봉 내피(25)를 포함한다. 베이스(21)는 가로 프레임(4)에 고정되며 외피(23)와 결합된다. 베이스(21)는 목재 또는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 사용자의 체중을 견디는 강도를 갖는다. 외피(23)는 천연 가죽, 인조 가죽, 합성 피혁 등으로 제작되며, 외피(23)는 특히 통기성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 외피(23)는 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자와 접촉된다. 외피(23)는 베이스(21)에 고정되며, 외피(23)가 베이스(21)에 고정됨에 따라 외피(23) 및 베이스(21) 사이에는 수납 공간이 형성된다. 밀봉 내피(25)는 외피(23) 및 베이스(21)의 사이에 형성된 수납 공간에 수납되며, 밀봉 내피(25)는 유체가 유입 또는 유체가 누설되지 않는 합성수지 재질로 형성된 백(bag) 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 밀봉 내피(25)는 납작한 직육면체 형상으로 형성될 수 있고, 외피(23)에 착석한 사용자의 체중에 의하여 파손 또는 유체 누설이 발생되지 않도록 후박한 두께로 형성될 수 있다. 유체 제공 모듈(30)은 밀봉 내피(25) 내부로 서로 다른 유체를 제공 또는 밀봉 내피(25)의 내부에 제공된 유체를 밀봉 내피(25) 외부로 배출하는 역할을 하며, 유체 제공 모듈(30)은 밀봉 내피(25)의 내부에 제공된 유체의 양도 조절한다. 유체 제공 모듈(30)은 복수개의 유체 제공관(32), 유체 저장 탱크(34) 및 유체 제공 유닛(36)을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서, 복수개의 유체 제공관(32)들은, 예를 들어, 3 개로 형성되며, 각 유체 제공관(32)은 유체가 통과하는 중공을 갖는 파이프 형상으로 형성된다. 각 유체 제공관(32)에는 유체 제공관(32)을 개방 또는 폐쇄시키는 솔레노이드 밸브와 같은 전자 밸브(미도시)가 연결되며, 전자 밸브는 제어부(40)에서 제공된 제어 신호에 의하여 개폐된다. 복수개의 유체 제공관(32)들은 이하, 제1 내지 제3 유체 제공관(32a,32b,32c)로서 정의된다. 제1 내지 제3 유체 제공관(32a,32b,32c)의 일측단은 각각 쿠션(20)의 밀봉 내피(25)와 각각 연통되며, 제1 내지 제3 유체 제공관(32a,32b,32c)의 일측단과 대향하는 타측단은 각각 유체 제공 유닛(36)에 결합된다. 유체 저장 탱크(34)는, 예를 들어, 휠체어의 가로 프레임(4)의 하면에 배치되며, 유체 저장 탱크(34)는 유체 제공관(32)의 개수와 동일한 개수로 형성된다. 복수개의 유체 저장 탱크(34)들은 이하, 제1 내지 제3 유체 저장 탱크(34a,34b,34c)로서 정의된다. 본 발명의 일실시예로서, 제1 유체 저장 탱크(34a)는 공기를 저장하며, 제2 유체 저장 탱크(34b)는 물을 저장하며, 제3 유체 저장 탱크(34c)는 물과 겔(gel)이 혼합된 혼합 유체가 저장된다. 유체 제공 유닛(36)은 유체 제공관(32)들과 각각 연결되며 유체 저장 탱크(34)에 저장된 유체를 쿠션(20)의 밀봉 내피(25)의 내부로 제공한다. 유체 제공 유닛(36)들은 이하 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c)로서 정의된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 유체 제공관(32a)의 일측단은 밀봉 내피(25)에 결합되고, 제1 유체 제공관(32a)의 타측단은 제1 유체 저장 탱크(34a)와 연통된 제1 유체 제공 유닛(36a)에 연결된다. 제2 유체 제공관(32b)의 일측단은 밀봉 내피(25)에 결합되고, 제2 유체 제공관(32b)의 타측단은 제2 유체 저장 탱크(34b)와 연통된 제2 유체 제공 유닛(36b)에 연결된다. 또한 제3 유체 제공관(32c)의 일측단은 밀봉 내피(25)에 결합되고, 제3 유체 제공관(32c)의 타측단은 제3 유체 저장 탱크(34c)와 연통된 제3 유체 제공 유닛(36c)에 연결된다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 밀봉 내피(25)에 서로 다른 3 종류의 유체들을 제공할 수 있으며, 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c)에 의하여 밀봉 내피(25)에 제공되는 유체의 양도 함께 조절할 수 있다. 이와 같이 밀봉 내피(25)의 내부에 서로 다른 3 종류의 유체들을 제공 및 유체들의 양을 조절함으로써 밀봉 내피(25)의 외부에 배치된 외피(23)에 착석한 환자의 환부에 적합한 쿠션을 제공하여 환부의 악화 및 통증 유발을 함께 방지할 수 있다. 예를 들어, 특정 환자의 경우는 제1 유체 제공 유닛(36a)에 의하여 제1 유체 저장 탱크(34a)로부터 공기를 제1 유체 제공관(32a)를 통해 밀봉 내피(25)의 내부로 제공하여 특정 환자의 환부를 소프트하게 지지할 수 있도록 한다. 이와 다르게, 특정 환자의 경우는 제2 유체 제공 유닛(36b)에 의하여 제2 유체 저장 탱크(34b)로부터 물을 제2 유체 제공관(32b)를 통해 밀봉 내피(25)의 내부로 제공하여 특정 환자의 환부를 하드하게 지지할 수 있도록 한다. 이와 다르게, 특정 환자의 경우는 제3 유체 제공 유닛(36c)에 의하여 제3 유체 저장 탱크(34c)로부터 물과 겔이 혼합된 혼합액을 제3 유체 제공관(32c)를 통해 밀봉 내피(25)의 내부로 제공하여 특정 환자의 환부를 지지할 수 있도록 한다. 본 발명의 일실시예에서, 밀봉 내피(25)에 제공되는 유체의 종류는 의사 또는 간호사와 같은 전문 지식을 가진자에 의하여 결정되거나 사용자의 의사에 따라 결정될 수 있다. 또한, 밀봉 내피(25)에 특정 유체가 채워진 상태에서 유체의 종류가 변경될 경우 밀봉 내피(25)에 제공된 유체는 밀봉 내피(25)로부터 해당 유체 저장 탱크로 배출된 후 밀봉 내피(25)에는 새로운 유체가 채워진다. 제어부(40)는 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c)들에 각각 결합되며, 제어부(40)는 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c)들을 제어하여 밀봉 내피(25) 내부에 특정 유체가 지정된 유체압으로 제공될 수 있도록 한다. 제어부(40)는 저장 모듈 및 제어 모듈을 포함할 수 있다. 저장 모듈은 특정 환자의 유저 프로필 데이터가 저장될 수 있으며, 유저 프로필 데이터에는 환자의 신상 정보, 병명 및 선호하는 유체 데이터 및 유체 압력 데이터를 포함할 수 있다. 저장 모듈에 유저 프로필 데이터를 저장하기 위하여 휠체어에는 간단한 입력 장치가 설치될 수 있고, 입력 장치는 제어부(40)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어 모듈은 유체 제공 유닛(36)에 포함된 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c)에 제어 신호를 인가하여 밀봉 내피(25)에 제공되는 유체의 종류 및 유체 압력을 제어한다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어(100)는 밀봉 내피(25) 내에 배치된 유체의 온도를 조절하기 위하여 히터(50) 및 냉각 유닛(60)을 포함할 수 있다. 히터(50)는 전기 저항에 의하여 발생된 열을 이용하여 밀봉 내피(25) 내에 배치된 유체를 가열한다. 비록 본 발명의 일실시예에서는 전기 저항에 의하여 발생된 열을 이용하여 유체를 가열하지만 이와 다르게 다양한 방법에 의하여 유체를 가열하여도 무방하다. 본 발명의 일실시예에서, 히터(50)는 밀봉 내피(25)의 내측에 배치될 수 있으나, 이와 다르게, 히터(50)는 유체와 접촉하는 다양한 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, 히터(50)는 유체 저장 탱크(34)의 내부에 배치되어도 무방하다. 냉각 유닛(60)은 전기 에너지를 이용하여 밀봉 내피(25) 내부에 배치되니 유체를 냉각하며, 냉각 유닛(60)은, 예를 들어, 펠티어 모듈을 포함할 수 있다. 냉각 유닛(50)은 밀봉 내피(25)의 내측에 배치되지 않고 유체와 접촉하는 다양한 부분에 배치될 수 있는데, 예를 들어, 냉각 유닛(50)은 유체 저장 탱크(34)의 내부에 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 휠체어의 세로 프레임(2) 또는 가로 프레임(4) 중 어느 하나에는 사용자의 착석 유무를 판단하기 위한 센서(70)가 장착될 수 있고, 센서는 제어부(40)와 전기적으로 연결된다. 도 2는 도 1의 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어의 제어 방법을 설명하기로 한다. 먼저, 제어부(40)는 휠체어의 쿠션(20)에 사용자가 착석하였는가를 인식한다.(단계 S10) 이때, 쿠션(20)에 사용자가 착석하였는가의 인식은 휠체어에 장착된 센서(70)로부터 발생된 센싱 신호에 의하여 인식할 수 있다. 사용자가 쿠션(20)에 착석한 것으로 인식될 경우, 제어부(40)는 사용자에게 쿠션(20)에 대한 특정 설정을 로드할 것인가를 확인 시키고, 사용자가 특정 설정을 로드하기를 희망할 경우 제어부(40)는 사용자의 입력에 따라 특정 설정을 로드한다. 사용자가 쿠션(20)에 대한 특정 설정 로드를 원하지 않을 경우, 현재 쿠션(20)의 상태를 유지한다. 한편, 사용자가 쿠션(20)에 착석한 것으로 인식될 경우, 제어부(40)는 사용자에게 사용자의 개인 정보, 환부 위치 및 선호 쿠션과 같은 신규 유저 프로필 데이터(user profile data)의 저장 또는 신규 등록 여부를 부수적으로 확인할 수 있다. 사용자가 과거에 설정된 특정 설정을 로드하기를 희망할 경우, 제어부(40)는 로드된 상기 특정 설정에 따라 제1 내지 제3 유체 저장 탱크(34a,34b,34c)에 저장된 유체들 중 가장 적합한 어느 하나의 유체를 선택하고(단계 S40), 제1 내지 제3 유체 제공 유닛(36a,36b,36c) 중 어느 하나를 이용하여 선택된 유체를 제1 내지 제3 유체 제공관(32a,32b,32c)들 중 어느 하나를 통해 밀봉 내피(25)로 제공하여 쿠션(20) 내부의 유체의 종류를 변경 및 최적화 한다.(단계 S50) 유체의 최적화에서는 유체의 압력을 조절할 수 있다. 이어서, 제어부(40)는 사용자가 유체의 온도를 조절하기를 희망하는지 확인하고(단계 S60), 사용자가 유체의 온도를 조절하기를 원할 경우, 히터(50) 또는 냉각 유닛(60)을 이용하여 밀봉 내피(25)의 내부에 배치된 유체의 온도를 조절한다.(단계 S70) 이어서, 제어부(40)는 사용자에게 현재 설정의 저장 여부를 확인하고(단계 S80), 사용자가 현재 설정을 저장(기억)하기를 희망할 경우, 현재 설정을 저장한다.(단계 S90) 이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 휠체어의 쿠션에 유체를 제공 및 좌석에 제공된 유체의 양을 장애인 또는 척추 질환자와 같은 환자의 개개인의 상태에 적합하게 환자별로 개별 조절 가능토록 하여 환부 상태의 악화를 방지 및 통증 유발을 방지할 수 있고 이에 더하여 쿠션에 제공된 유체의 온도를 조절하여 환자의 환부의 악화 방지 및 통증을 완화시킬 수 있다. 한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
100...유체가 충진된 쿠션을 갖는 휠체어 10...프레임
20...쿠션 30...유체 제공 모듈
40...제어부 50...히터
60...냉각유닛 70...센서 |
