KR101489832B1 - 전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동휠체어의 평가 장치에 관한 것으로, 시험판에 위치한 전동휠체어에 대한 가상 주행 정보를 입력받는 입력부, 가상 주행 정보에 기초하여 전동휠체어의 구동모터로 부하를 가하기 위한 제어 신호를 생성하는 부하 모델링부, 제어 신호에 기초하여 회전함으로써 전동휠체어의 구동모터에 부하를 가하는 부하모터부 및 가해진 부하에 대응하여 회전하는 전동휠체어의 구동모터의 회전수와 구동 토크를 감지하는 회전 감지부를 포함한다.

Description

전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법{EVALUATION APPARATUS OF ELECTRIC WHEELCHAIR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몸이 불편한 환자나 이동약자를 위한 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 복합적으로 평가하는 전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

휠체어(Wheelchair)는 다리를 마음대로 움직일 수 없는 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 바퀴가 장착된 의자를 의미한다.

일반적으로 휠체어는 프레임, 좌석, 바퀴, 바퀴 손잡이, 브레이크, 등받이, 팔걸이, 발받침 등의 구성요소를 포함하여 이루어진다. 이러한 휠체어는 작동 방법에 따라서 수동휠체어와 전동휠체어로 구별할 수 있고, 용도에 따라서 실외용 휠체어와 실내용 휠체어로 구별할 수 있다.

이 중에서 전동휠체어는 모터와 같은 구동장치를 포함하여 구성되는 휠체어로서, 별도의 구동장치가 있기 때문에 수동휠체어와 달리 탑승자는 간단한 조작으로 이동할 수 있다는 장점이 있다.

더불어 전동휠체어에 대한 꾸준한 연구로 최근에는 좌우 자세제어 기능(Tilting)과 전후방 자세제어 기능(Inclining)을 포함하여, 전동휠체어가 경사로 등을 이동하면서 기울어진 경우에 좌석을 좌우 또는 전후방으로 기울임으로써 탑승자의 자세를 바로잡는 기능도 포함되고 있다.

본 발명과 관련된 선행기술로는 한국 공개특허공보 제2012-0011149호(2012.02.07.공개, 발명의 명칭 : 수동겸용 전동휠체어)가 있다.

전술한 바와 같이 전동휠체어는 다리가 불편한 탑승자 혼자서 목적지까지 이동할 수 있도록 보조해야 하기 때문에 전동휠체어에 일정한 부하가 발생하더라도 이를 극복하고 주행이 가능해야 하며, 전동휠체어가 기울어지더라도 탑승자의 자세를 바로잡아 주면서 이동할 수 있어야 한다.

따라서 완성된 전동휠체어에 대해서 어느 정도의 경사로를 이동할 수 있는지 또는 탑승자의 자세를 편안하게 유지해 주는지 등에 대해서 평가를 수행한다.

그러나 종래에 완성된 전동휠체어를 평가할 때는 전동휠체어를 직접 노면상에 위치시키고 구동시킴으로써 주행 상태나 탑승자의 자세 등을 평가했으며, 전동휠체어의 주행 성능이나 자세제어 성능을 복합적으로 평가할 수 있는 기술은 마련되어 있지 않았다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 몸이 불편한 환자나 이동약자를 위한 전동휠체어가 위치한 노면의 상황을 가상으로 구현함으로써, 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 복합적으로 평가하는 전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전동휠체어의 평가 장치는 시험판에 위치한 전동휠체어에 대한 가상 주행 정보를 입력받는 입력부; 상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어의 구동모터로 부하를 가하기 위한 제어 신호를 생성하는 부하 모델링부; 상기 제어 신호에 기초하여 회전함으로써 상기 전동휠체어의 구동모터에 부하를 가하는 부하모터부; 및 상기 가해진 부하에 대응하여 회전하는 상기 전동휠체어의 구동모터의 회전수와 구동 토크를 감지하는 회전 감지부를 포함한다.

본 발명은 상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어를 기울이기 위한 제어 신호를 생성하는 기울기 모델링부; 상기 제어 신호에 기초하여 상기 전동휠체어가 위치한 상기 시험판의 기울기를 조절하는 기울기 조절부; 및 상기 기울기 조절에 대응하여 제어되는 상기 전동휠체어 좌석의 기울기를 감지하는 기울기 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 가상 주행 정보는 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 부하 및 기울기 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 가상 주행 정보에 대응되는 부하값 또는 기울기값이 저장된 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 회전 감지부 및 상기 기울기 감지부의 감지 결과에 기초하여 상기 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가하는 평가부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 전동휠체어의 평가 방법은 시험판에 위치한 전동휠체어의 가상 주행 정보를 입력받는 단계; 상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 상황을 가상으로 구현하는 단계; 및 상기 가상으로 구현된 노면상에서 상기 전동휠체어의 주행 정보 및 자세 정보를 감지하는 단계를 포함한다.

본 발명에서 상기 가상 주행 정보는 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 부하 및 기울기 정보를 포함하되, 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 상황을 가상으로 구현하는 단계는, 상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어의 구동모터에 부하를 가하는 단계; 및 상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어가 위치한 상기 시험판의 기울기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 전동휠체어의 주행 정보 및 자세 정보를 감지하는 단계는, 상기 가해진 부하에 대응하여 회전하는 상기 전동휠체어의 구동모터의 회전수와 구동 토크를 감지하는 단계; 및 상기 기울기 조절에 대응하여 제어되는 상기 전동휠체어 좌석의 기울기를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 전동휠체어의 주행 정보 및 자세 정보를 감지한 이후에, 상기 구동모터의 회전수와 구동 토크 및 상기 기울기의 감지 결과에 기초하여 상기 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 전동휠체어를 노면상에서 직접 주행하지 않고도 다양한 주행 상황을 가상으로 부여함으로써 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 복합적으로 평가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 장치 및 그 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 장치의 기능 블록도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 장치는 입력부(100), 부하 모델링부(200), 부하모터부(300), 회전 감지부(400) 및 평가부(500)를 포함한다.

입력부(100)는 시험판(미도시)에 위치한 전동휠체어(10)에 대한 가상 주행 정보를 입력받고 이 정보를 부하 모델링부(200)로 전달한다.

이 때 가상 주행 정보란 전동휠체어(10)가 주행하는 노면에 관한 정보로서 구체적으로 노면의 마찰력과 같은 전동휠체어(10)의 주행에 대한 부하 및 노면의 기울기 정보를 포함한다.

즉, 본 실시예에 따른 전동휠체어(10)의 평가 장치는 입력부(100)를 통해서 전동휠체어(10)가 주행하는 노면에 관한 정보를 입력받고, 이를 통해서 노면의 상황을 가상으로 구현함으로써 전동휠체어(10)를 평가한다.

부하 모델링부(200)는 입력부(100)로부터 전달받은 가상 주행 정보에 기초하여 전동휠체어(10)의 구동모터(14)로 부하를 가하기 위한 제어 신호를 생성한다.

부하모터부(300)는 부하 모델링부(200)에서 생성된 제어 신호에 기초하여 회전함으로써 전동휠체어(10)의 구동모터(14)에 부하를 가한다.

즉, 본 실시예에서는 전동휠체어(10)가 주행할 때 전동휠체어(10)의 주행 성능을 평가하기 위해서 전동휠체어(10)가 위치한 노면의 마찰력 등으로 인한 저항을 부하모터부(300)를 통해서 구현한다.

그리고 전동휠체어(10)의 구동모터(14)는 각각의 바퀴를 개별적으로 구동시키는 인휠모터 또는 양쪽 바퀴를 동시에 구동시키는 인라인형 모터 등을 모두 포함하고, 부하 모델링부(200)는 인휠모터 또는 인라인형 모터 각각의 특성에 대응되도록 구동모터(14)에 가할 부하를 결정하고 제어 신호를 생성함으로써 부하모터부(300)가 회전하도록 한다.

회전 감지부(400)는 부하모터부(300)를 통해 가해진 부하에 대응하여 회전하는 전동휠체어(10)의 구동모터(14)의 회전수 및 구동 토크를 감지하여 평가부(500)로 전달하는 장치로서, 일례로 엔코더(Encoder)와 토크 센서 등을 포함할 수 있다.

구체적으로 엔코더 등을 통해서 모터의 회전수를 감지하고 토크 센서를 통해서 구동 토크를 감지하는 기술은 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

평가부(500)는 부하모터부(300)를 통해서 구현된 부하에 대응하는 구동모터(14)의 회전수 및 구동 토크에 기초하여 전동휠체어(10)의 주행 성능을 평가할 수 있다.

구체적으로 평가부(500)는 전동휠체어(10)의 제어부(12)의 제어를 받은 구동모터(14)가 부하에 따른 마찰력에 대응하여 어느 정도 회전수로 회전하는지에 대한 RPM(Revolution Per Minute), 구동 토크 등을 연산하여 전동휠체어(10)의 주행 성능을 평가할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따르면 전동휠체어(10)를 도로에서 직접 주행하지 않고도 주행 성능을 평가할 수 있다. 그리고 추가적으로 본 실시예에서는 전동휠체어(10)의 자세제어 성능을 평가한다.

전동휠체어(10)의 자세제어 성능 평가를 위해서 본 실시예에 따른 전동휠체어(10)의 평가 장치는 기울기 모델링부(210), 기울기 조절부(310) 및 기울기 감지부(410)를 포함할 수 있다.

기울기 모델링부(210)는 입력부(100)로부터 전달받은 전동휠체어(10)에 대한 가상 주행 정보에 기초하여 전동휠체어(10)를 기울이기 위한 제어 신호를 생성한다.

기울기 조절부(310)는 기울기 모델링부(210)에서 생성된 제어 신호에 기초하여 전동휠체어(10)가 위치한 시험판(미도시)의 기울기를 조절함으로써, 전동휠체어(10)가 기울어지도록 한다.

즉, 본 실시예에서는 전동휠체어(10)가 주행할 때 전동휠체어(10)의 자세제어 성능을 평가하기 위해서 전동휠체어(10)가 위치한 노면의 기울기를 시험판을 기울임으로써 구현하고, 시험판의 기울기는 전, 후, 좌, 우 어느 방향으로든 조절이 가능하다.

기울기 감지부(410)는 기울기 조절부(310)를 통한 기울기 조절에 대응하여 제어되는 전동휠체어(10) 좌석의 기울기를 감지한다.

구체적으로 전동휠체어(10)의 자세 감지부(16)는 전동휠체어(10)가 위치한 노면의 기울기를 감지하고, 감지된 기울기에 기초하여 자세 제어부(18)가 전동휠체어(10)의 좌석의 기울기를 제어한다.

즉, 자세 제어부(18)는 전동휠체어(10)에 탑승한 탑승자가 기준자세에 도달하도록 전동휠체어(10) 좌석의 기울기를 제어함으로써 전동휠체어(10)의 자세제어를 수행한다.

이 때 기준자세란 탑승자가 좌우 어느 쪽으로도 기울지 않은 상태에서 시야가 전방을 향하는 자세를 의미한다.

따라서 평가부(500)는 전동휠체어(10) 좌석의 기울기가 제어되어 전동휠체어(10) 탑승자가 기준자세에 도달할 때까지 걸리는 시간에 기초하여 전동휠체어(10)의 자세제어 성능을 평가할 수 있다.

추가적으로 본 실시예에서는 전동휠체어(10)에 대한 가상 주행 정보에 대응되는 부하값 또는 기울기값이 저장된 메모리부(600)를 더 포함하고, 부하 모델링부(200)와 기울기 모델링부(210)는 입력부(100)로부터 노면의 부하 및 기울기에 대한 가상 주행 정보가 전달되면, 해당 정보에 대응되는 부하값 또는 기울기값을 메모리부(600)로부터 읽어올 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동휠체어의 평가 방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.

도 2를 참조하여 전동휠체어의 평가 방법의 구현 과정을 살펴보면, 먼저 입력부(100)는 시험판에 위치한 전동휠체어(10)의 가상 주행 정보를 입력받는다(S10).

이 때 가상 주행 정보란 전동휠체어(10)가 주행하는 노면에 관한 정보로서 구체적으로 노면의 마찰력과 같은 전동휠체어(10)의 주행에 대한 부하 및 노면의 기울기 정보를 포함한다.

이어서 상기 가상 주행 정보에 기초하여 전동휠체어(10)가 위치한 노면의 상황을 가상으로 구현한다(S20).

구체적으로 가상 주행 정보에 기초하여 부하 모델링부(200)로부터 생성된 제어 신호에 따라서 부하모터부(300)는 전동휠체어(10)의 구동모터(14)에 부하를 가하고(S22), 가상 주행 정보에 기초하여 기울기 모델링부(210)로부터 생성된 제어 신호에 따라 기울기 조절부(310)는 전동휠체어(10)가 위치한 시험판의 기울기를 조절한다(S24).

이와 같이 본 실시예에서는 전동휠체어(10)의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가하기 위해서, 구동모터(14)에 대한 부하 및 전동휠체어(10)의 기울어짐을 가상으로 구현한다.

그리고 가상으로 구현된 노면상에서 전동휠체어(10)의 주행 정보 및 자세 정보를 감지한다(S30).

구체적으로 회전 감지부(400)는 전술한 단계(S22)에서 가해진 부하에 대응하여 회전하는 구동모터(14)의 회전수와 구동 토크를 감지하고(S32), 기울기 감지부(410)는 전술한 단계(S24)에서의 기울기 조절에 대응하여 제어되는 전동휠체어(10) 좌석의 기울기를 감지한다(S34).

다음으로 평가부(500)는 구동모터(14)의 회전수와 구동 토크 및 기울기 감지 결과에 기초하여 전동휠체어(10)의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가한다(S40).

구체적으로 평가부(500)는 전동휠체어(10)의 제어부(12)의 제어를 받은 구동모터(14)가 부하에 따른 마찰력에 대응하여 어느 정도 회전수로 회전하는지에 대한 RPM(Revolution Per Minute), 구동 토크 등을 연산하여 전동휠체어(10)의 주행 성능을 평가할 수 있다.

그리고 평가부(500)는 전동휠체어(10) 좌석의 기울기가 제어되어 전동휠체어(10) 탑승자가 기준자세에 도달할 때까지 걸리는 시간에 기초하여 전동휠체어(10)의 자세제어 성능을 평가할 수 있다.

본 실시예에서는 전동휠체어(10)의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가하는 과정을 복합적으로 이루어질 수 있도록 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 상황에 따라서는 전동휠체어(10)의 주행 성능 또는 자세제어 성능만을 따로 평가하거나 순서를 변경하여 평가하는 것도 가능하다.

본 실시예에 따르면 전동휠체어를 노면상에서 직접 주행하지 않고도 다양한 주행 상황을 가상으로 부여함으로써 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가할 수 있다.

또한 본 실시예에 따르면 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 복합적으로 평가할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 전동휠체어 12: 제어부
14: 구동모터 16: 자세 감지부
18: 자세 제어부 100: 입력부
200: 부하 모델링부 210: 기울기 모델링부
300: 부하모터부 310: 기울기 조절부
400: 회전 감지부 410: 기울기 감지부
500: 평가부 600: 메모리부

Claims (9)

1. 시험판에 위치한 전동휠체어에 대한 가상 주행 정보를 입력받는 입력부;
   상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어의 구동모터로 부하를 가하기 위한 제어 신호를 생성하는 부하 모델링부;
   상기 제어 신호에 기초하여 회전함으로써 상기 전동휠체어의 구동모터에 부하를 가하는 부하모터부;
   상기 가해진 부하에 대응하여 회전하는 상기 전동휠체어의 구동모터의 회전수와 구동 토크를 감지하는 회전 감지부;
   상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어를 기울이기 위한 제어 신호를 생성하는 기울기 모델링부;
   상기 제어 신호에 기초하여 상기 전동휠체어가 위치한 상기 시험판의 기울기를 조절하는 기울기 조절부;
   상기 기울기 조절에 대응하여 제어되는 상기 전동휠체어 좌석의 기울기를 감지하는 기울기 감지부; 및
   상기 회전 감지부 및 상기 기울기 감지부의 감지 결과에 기초하여 상기 전동휠체어의 주행 성능 및 자세제어 성능을 평가하는 평가부를 포함하되, 상기 평가부는 상기 시험판의 기울기 조절로 인한 탑승자의 자세가 미리 설정된 기준자세에 도달할 때까지 걸리는 시간에 기초하여 상기 전동휠체어의 자세제어 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 전동휠체어의 평가 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 가상 주행 정보는 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 부하 및 기울기 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동휠체어의 평가 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 가상 주행 정보에 대응되는 부하값 또는 기울기값이 저장된 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동휠체어의 평가 장치.
   
5. 삭제
6. 시험판에 위치한 전동휠체어에 대해, 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 부하 및 기울기 정보를 포함하는 가상 주행 정보를 입력받는 단계;
   상기 가상 주행 정보에 기초하여 상기 전동휠체어의 구동모터에 부하를 가하고, 상기 전동휠체어가 위치한 상기 시험판의 기울기를 조절하여 상기 전동휠체어가 위치한 노면의 상황을 가상으로 구현하는 단계;
   상기 가해진 부하에 대응하여 회전하는 상기 전동휠체어의 구동모터의 회전수와 구동 토크를 감지하고, 상기 기울기 조절에 대응하여 제어되는 상기 전동휠체어 좌석의 기울기를 감지하여 상기 전동휠체어의 주행 정보 및 자세 정보를 감지하는 단계; 및
   상기 구동모터의 회전수와 구동 토크의 감지 결과에 기초하여 상기 전동휠체어의 주행 성능을 평가하고, 상기 기울기의 감지 결과에 기초하여 상기 전동휠체어의 자세제어 성능을 평가하는 단계를 포함하되, 상기 전동휠체어의 자세제어 성능을 평가하는 단계는 상기 시험판의 기울기 조절로 인한 탑승자의 자세가 미리 설정된 기준자세에 도달할 때까지 걸리는 시간에 기초하여 상기 전동휠체어의 자세제어 성능을 평가하는 것을 특징으로 하는 전동휠체어의 평가 방법.
7. 삭제
8. 삭제
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