KR102131130B1 - 공기질 위험 경고 및 개선장치 - Google Patents

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Abstract

작업자의 생체정보와 외부 공기질 정보를 수집하여 사용자에게 위험을 경고하거나 그 위치의 공기질을 개선할 수 있는 공기질 위험 경고 및 개선장치가 개시된다. 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치는 작업자의 신체 일부에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 생체 센서; 상기 생체 센서에 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하는 단말기; 및 상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버;를 포함 할 수 있다.

Description

공기질 위험 경고 및 개선장치 {Polluted air warning and purifying apparatus}
본 발명은 작업자의 생체정보와 외부 공기질 정보를 수집하여 사용자에게 위험을 경고하거나 그 위치의 공기질을 개선할 수 있는 공기질 위험 경고 및 개선장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인류 문명이 발달함에 따라 지하나 수중, 밀림 속, 극서 지역, 극한 지역 등과 같이 위험한 환경에서도 연구나 작업을 수행하는 일이 빈번하게 이루어진다. 또한, 화재 현장이나 방사능 유출 현장에서 작업을 하는 경우도 자주 발생한다.
이러한 경우, 유독가스나 더위, 추위 등으로 인하여 작업자들이 의식을 잃을 위험이 있다. 이러한 위험 요소들은 육안으로 식별이 어렵기 때문에, 작업자 본인은 위험에 닥칠 때까지 위험 상황을 용이하게 인식하기 어렵다. 또한, 다수의 작업자가 함께 작업을 한다고 하더라도, 연기나 어둠 등으로 인하여 시야를 확보하지 못하여 동료 작업자의 위험을 신속하게 파악하기도 어렵다. 이러한 이유로 인하여, 밀페된 공간, 탱크작업, 맨홀이나 화재 현장, 원자로 등에서 일하는 작업자들이 종종 목숨을 잃는 사고가 발생한다.
이러한 사고를 예방하기 위하여 각종 안전 장치를 투입하는 경우가 있지만, 작업 속도나 작업 환경 등의 제한으로 인하여 안전 장치가 항상 사용될 수 있는 것은 아니다. 따라서 위험 현장에서도 사용자의 상태나 주변 환경을 체크하여, 위험을 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되었다.
이에 국내등록특허 제10-1422234호에서는 심박, 맥박, 체온, 진동을 비롯한 생체인식정보를 인식하고, 통보장치와 휴대폰에서 현재의 위치를 수신하기 위한 GPS수신 기능을 구비하며, 탈부착이 가능한 2개 이상의 링구조로 이루어진 커플연동 기능을 구비하며, 사용자에 손목에 착용 가능한 팔찌 태의 통보장치를 가지도록 구성함으로써, 생체정보 중 어느 하나가 사전에 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에는 사전에 미리 설정된 보호자에게 즉시 연락하도록 한 생체정보 및 GPS정보를 활용한 긴급상황 통보시스템을 제안하였다.
그러나 국내등록특허 제10-1422234호에서는 생체정보 중 어느 하나가 사전에 미리 설정된 기준치 이상인 경우 무조건적으로 긴급상황 발생을 통보하도록 함으로써, 사용자가 실제로 느끼는 위험 정도를 전혀 고려하지 못하는 단점이 있다. 즉, 사용자 신체 상태는 정상이나 사용자 외부 환경에 의해 심박, 맥박, 체온 및 진동 중 하나가 비정상적인 값을 가지게 되는 경우가 빈번히 발생할 수 있으나, 이는 전혀 고려할 수 없으며, 이에 따라 위험 상황 통보 동작의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가진다.
등록특허 10-1147212
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업환경 주위의 공기질 정보와 작업자의 생체정보를 실시간으로 수집하고 무선통신으로 서버에 송신한 다음 이를 분석하여 작업자에게 위험 상태가 포착되면 이를 작업자에게 알려 대비하는 동시에 작업자를 구출하도록 긴급출동할 수 있는 공기질 위험 경고 및 개선장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 작업자의 신체 일부에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 생체 센서; 상기 생체 센서에 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하는 단말기; 및 상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기로 송출하는 공기질 센서를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 서버로부터 상기 단말기로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동되는 휴대용 공기청정기를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 있도록 입을 덮도록 씌워지는 마스크와 공기청정기 본체(14)를 연결하는 호스를 구비할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기에는 작업자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되고, 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입에 씌울 수 있다.
이때, 상기 생체 센서는 작업자의 신체에 밀착되어 생체 정보를 수집할 수 있다.
이때, 상기 생체 센서는 작업자가 착용한 안전모에 일단이 고정될 수 있다.
이때, 상기 생체 센서 및 상기 공기질 센서는 각각 독립된 배터리에 의해 구동될 수 있다.
이때, 상기 생체 센서는 작업자의 손목에 밀착되어 생체 정보를 수집할 수 있다.
이때, 상기 생체 센서는 손가락이 삽입된 상태에서 생체 정보 중 하나인 혈액의 산소포화도를 감지하는 핑거타입 펄스옥시미터일 수 있다.
이때, 상기 생체 센서는 얼굴에 밀착되도록 설치되어 생세 정보를 감지하는 헤드기어타입 펄스옥시미터일 수 있다.
이때, 상기 생체 센서의 생체 정보를 위험 경고에 대하여 본인, 주변인, 관리자, 구급대 등에 유, 무선으로 통보 송출하는 시스템을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 위험한 작업장에서 작업자가 작업 중 몸에 이상이 발생하거나 주변 공기질이 오염된 것이 감지되면 이를 경고하여 작업자가 실시간으로 피난이 가능하게 되어 인명을 구할 수 있는 효과를 제공한다.
(2) 본 발명은 작업장의 공기가 오염된 경우 작업자로 하여금 피난을 가도록 하는 동시에 그 주위 공기를 정화하거나 정화된 공기를 작업자가 피난가면서 흡입하도록 함으로써 작업 안정성을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치를 착용한 상태의 작업자의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치를 착용한 작업자가 비상 시의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치를 작동시키기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 위험 경고 및 개선장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 공기질 위험 경고 및 개선장치는, 도 1 내지 도 4를 참고하면, 생체 센서(3), 단말기(20), 서버(S), 공기질 센서(12), 그리고 휴대용 공기청정기(10)를 포함한다.
상기 생체 센서(3)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 작업자의 신체 일부에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지한다.
이때, 생체 센서(3)는 작업자의 귀에 밀착되어 생체 정보를 수집하도록 설치될 수 있다. 예를 들면, 상기 생체 센서(3)는 작업자가 착용한 안전모(2)에 일단이 고정되고, 일부분이 작업자의 신체에 밀착된 상태를 유지하면서 생세 정보를 수집할 수 있다.
이때, 상기 생체 센서(3)는 작업자의 신체에 밀착되어 생체 정보를 수집하도록 설치될 수도 있다.
이때, 상기 생체 센서(3)는 작업자의 심박, 맥박, 체온, 진동, 운동 등을 측정하여 이를 감지할 수 있다.
상기 단말기(20)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 생체 센서(3)에 유, 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하게 된다.
이때, 상기 단말기(20)는 전용 단말기를 개발하여 사용할 수도 있고, 현재 가장 많이 사용되는 스마트폰에 해당 애플리케이션을 설치하여 사용할 수도 있다.
상기 서버(S)는, 상기 단말기(20)로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하게 된다.
상기 공기질 센서(12)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기(20)로 송출하게 된다.
상기 휴대용 공기청정기(10)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 서버(S)로부터 상기 단말기(20)로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동된다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대할 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 있도록 입을 덮도록 씌워지는 마스크(16)와 공기청정기 본체(14)를 연결하는 호스(15)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)에는 작업자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되고, 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입에 씌울 수 있는 마스크가 고정될 수 있다.
이때, 상기 생체 센서(3) 및 상기 공기질 센서(12)는 각각 독립된 배터리에 의해 구동될 수 있다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치의 작동 순서가 간략하게 도시되어 있다.
도 3을 참고하면, 작업자가 작업 위치에서 작업을 시작하면 모니터링을 시작하게 된다. 즉 작업자는 단말기(20)의 애플리케이션을 작동시키는 동시에 센서들(3,12)과 휴대용 공기청정기(10)도 작동시킨다.
작업자의 상태 모니터링이 시작되면, 생체 센서(3)와 공기질 센서(12)에 의해 생체 정보와 공기질 정보가 상기 단말기(20)로 실시간으로 수신되는 동시에, 상기 단말기(20)로부터 그 정보들은 상기 서버(S)로 송신된다.
상기 서버(S)는 수신된 정보를 바탕으로 작업자의 생체정보 및 주변 공기질이 미리 프로그램된 바에 따라 안전 범위 내인가를 연산하게 된다.
이때, 상기 서버(S)는 연산된 값이 안전범위 내인 경우에는 일정시간을 경과한 다음 다시 생체정보와 공기질 정보의 측정이 이루어지도록 하고, 동일한 상태이면 이를 계속 반복하여 작업자의 안전을 확보한다.
이때, 상기 서버(S)에서 연산된 값이 안전범위 내에서 벗어난 경우에는 상기 서버(S)는 상기 단말기(20)를 통하여 작업자에게 다양한 방법으로 경고를 하게 된다.
물론 이러한 경고 외에도 관리자, 구급대, 구조대를 출동시키거나 119 등에 자동 신고가 이루어지도록 할 수도 있다.
더불어, 상기 휴대용 공기청정기(10)가 작동되도록 제어함으로써 작업자 주위 공기질을 정화시키거나, 도 3을 참고하면, 상기 휴대용 공기정화기(10)의 토출구에 호스(15)를 연결하고, 호스(15)에 마스크(16)가 연결되도록 한 상태에서 마스크(16)를 착용함으로써 정화된 공기를 직접 흡입할 수 있도록 할 수도 있다.
도 1을 참고하면, 작업자가 작업자에서 일을 시작하는 상태를 나타낸다. 상기 단말기(20)를 통하여 작업시작을 알림으로써 주변 상황 모니터링이 시작된다. 즉 생세센서(3)에 의해 작업자의 생체 정보가 일정간격 실시간으로 수직되고, 동시에 그 주위의 공기질 정보도 수집된다. 공기질 센서(12)는 휴대용 공기청정기(10)에 탑재된 상태이거나 독립된 형태로 작업자가 착용할 수도 있다.
도 2를 참고하면, 단말기(20)는 무선통신, 블루투스, 적외선 통신 등의 다양한 통신을 통하여 생체센서(3), 공기질 센서(12), 그리고 공기청정기(10)와 통신하게 된다. 단말기(20)는 상기 기기들과 통신하면서 제어신호도 발신할 수 있게 된다. 단말기(20)는 이러한 상호 커뮤니케이션 결과와 정보를 서버(S)로 송수신하여 서버(S)로부터 정확한 제어신호를 수신하여 이를 휴대용 공기청정기(10)에 전달할 수 있다.
도 3을 참고하면, 생체 센서(3) 또는 공기질 센서(12)로부터 전달받은 정보가 서버(S)에서 경고 및 비상 상태로 판단되어진 경우 단말기(20)를 통하여 작업자에 전달되어 작업자가 오염된 작업장으로부터 피난하거나, 그 상황이 매우 위중하면 휴대용 공기청정기(10) 토출구에 호스로 연결된 마스크(16)를 착용하고 피난을 하게 된다. 휴대용 공기 청정기(10)에는 수동 동작을 위한 버튼(1a)과 다양한 상태를 보여주는 디스플레이(10b)가 설치되어 있을 수 있다.
한편, 도 5를 참고하면, 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치의 다른 실시예가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 서버(S)와 단말기(20)를 통한 경고와 실제 비상시 사이 간격이 매우 작은 경우에는 작업자가 피난하거나 도 3과 같이 여유 있게 마스크(16)를 착용하는 것이 불가능할 수 있기 때문에 경고가 단말기(20)를 통하여 수신되면 작업자가 신속하게 바로, 빠른 시간 내에 마스크(116)를 착용할 수 있도록 한 구성이 도시되어 있다.
즉, 안전모(102)의 측면에 단단한 외주면을 가지는 마스크(116)를 삽입할 수 있도록 반원형의 삽입부재(102a)를 부착하여 마스크(116)를 삽입할 수 있도록 되어 있고, 공기청정기(10)와 연결된 호스(115)는 안전모(102) 후방의 고리(102b)를 거쳐 연결되어 안내되도록 되어 있다. 따라서 작업자는 단말기(20)로 경고가 수신되면 바로 손으로 마스크(116)를 안전모(102)로부터 탈거하여 입으로 가져가 정화된 공기를 마시면서 오염된 작업장으로부터 탈출하게 된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
2, 102 : 안전모
3 : 생체 센서 10 : 공기청정기
12 : 공기질 센서 14 : 공기청정기 본체
15. 115 : 호스 16, 116 : 마스크
20 : 단말기

Claims (11)

  1. 작업자의 신체 일부에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 생체 센서;
    상기 생체 센서에 유, 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하는 단말기;
    상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버; 및
    상기 서버로부터 상기 단말기로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동되는 휴대용 공기청정기;
    를 포함하고,
    상기 휴대용 공기청정기는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대할 수 있으며, 상기 휴대용 공기청정기에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 있도록 입을 덮도록 씌워지는 마스크와, 상기 마스크와 상기 휴대용 공기청정기를 연결하는 호스를 구비하고, 상기 휴대용 공기청정기에는 작업자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되며, 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입에 씌울 수 있는 마스크가 고정되되,
    안전모의 측면에 상기 마스크를 삽입할 수 있도록 반원형의 삽입부재를 부착하여 마스크를 삽입할 수 있도록 되어 있고, 상기 휴대용 공기청정기와 연결된 호스는 안전모 후방의 고리를 거쳐 연결되어 안내되도록 되어 있는 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기로 송출하는 공기질 센서를 더 포함하는 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 생체 센서는 작업자의 신체 얼굴에 밀착되어 생체 정보를 수집하는 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 생체 센서는 작업자가 착용한 안전모에 일단이 고정된 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 생체 센서 및 상기 공기질 센서는 각각 독립된 배터리에 의해 구동되는 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 생체 센서의 생체 정보를 위험 경고에 대하여 본인, 주변인, 관리자, 구급대 등에 유, 무선으로 통보 송출하는 공기질 위험 경고 및 개선장치.
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