KR102458477B1 - 충격감지 기능을 가지는 스마트 안전모 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충격감지용 센서수단이 내측에 설치되고, 상기 센서수단으로부터 입력된 데이터를 처리하여 사고발생 신호를 외부로 송출시키는 컨트롤러가 내측 또는 외측에 설치된 안전모에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부로부터 충격이 가해질 경우 안전모와 함께 변형되는 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 감지센서를 착용자의 정수리와 관자놀이 사이에 해당하는 안전모의 내측 둘레 부분을 따라 일정한 배치간격을 두고 최소 3개 이상의 개수로 부착 설치하며, 상기 각각의 감지센서로부터 입력된 기전력의 값을 이용하여 안전모에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 동시에 판단하는 한편, 상기 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 배터리의 전력으로 무선송신기를 가동시켜 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보를 사고발생 신호와 함께 외부로 송출시키는 CPU를 컨트롤러에 내장시킴으로서, 안전모 내측의 센서수단으로 전력이 지속적으로 공급됨에 따른 배터리의 불필요한 낭비를 방지하여 배터리의 무게와 부피를 최소화시킬 수 있도록 하고, 착용자의 머리 부위에 전자파가 가해짐에 따른 건강상의 악영향도 완전히 배제시킬 수 있도록 하며, 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 어느 정도의 충격이 가해졌는지를 신속하고 정확하게 확인하여 보다 더 적절한 사후조치가 가능토록 한 충격감지 기능을 가지는 스마트 안전모에 관한 것이다.

Description

충격감지 기능을 가지는 스마트 안전모{Smart safety helmet with sensing function of impact}

본 발명은 외부로부터 가해진 충격을 감지하는 센서수단이 안전모의 내측에 설치되고, 상기 센서수단으로부터 입력된 데이터를 처리하여 사고발생 신호를 외부로 송출시키는 컨트롤러가 안전모의 내측 또는 외측에 설치된 충격감지 기능을 가지는 스마트 안전모에 관한 것이다.

일반적으로 공장이나 건설현장 또는 조선소나 광산 등의 여러 산업현장에서는 해당 작업장에 종사하는 작업자들의 안전을 보호하기 위하여 다양한 안전장비의 착용이 의무화 되고 있으며, 상기 안전장비 중에서 작업자의 머리에 착용하는 안전모는 낙하물에 의하여 작업자의 머리 부위에 가해지는 충격이나 작업자의 추락시 발생하는 머리 부위의 충격을 일정 수준까지 완충시키기 위한 목적으로 사용되는 것이다.

이를 위하여, 상기 안전모는 알루미늄 등의 경량 금속이나 경질의 플라스틱 또는 합성수지 소재를 이용하여 캡본체를 일차적으로 제작한 다음, 상기 캡본체의 하측 내주연부를 따라 착용자의 머리 부위를 감싸는 헤어밴드를 연결시키고, 상기 헤어밴드의 둘레 방향을 따라서는 착용자의 정수리 부분을 캡본체와 이격시키는 십자형(十) 또는 격자형(井) 완충밴드를 연결시키며, 상기 캡본체의 하단 좌,우측에는 안전모의 착용을 위한 턱끈을 연결시키게 된다.

그러나, 상기와 같은 안전모를 작업자가 정확하게 착용하더라도 비교적 강한 충격이 안전모에 가해질 경우에는, 해당 충격이 착용자의 머리에 전달되어 착용자가 쓰러지거나 다칠 우려가 있기 때문에, 최근에 들어서는 안전모에 가해진 충격을 감지하여 해당 충격이 착용자의 머리에 상해를 초래할 수 있는 수준인지를 판단한 다음, 기준치 이상의 충격이 가해진 것으로 판단될 시에는 작업장 주변의 현장관리소나 가까운 구급센터로 사고발생 신호를 전송시켜 신속한 사후처리가 가능토록 한 스마트 안전모가 보급되고 있다.

상기와 같은 스마트 안전모의 대표적인 일례로서, 착용자의 좌,우측 관자놀이 부분을 중심으로 착용자의 머리 부위를 감싸는 다수 개의 도선을 일정 간격으로 안전모의 내측에 설치하고, 상기 각 도선의 끝단부를 한데 연결시켜 이를 전원의 (+)전극과 (-)전극에 접속시키되, 상기 전극상에 저항을 추가로 배치하여 외부로부터의 충격에 의한 도선의 변형이나 절단 등에 따른 전류변화로 충격량을 감지토록 한 충격감지 안전모가 대한민국 등록특허 제 10-1774852호(공고일자: 2017년 09월 05일)에 기재되어 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 충격감지 안전모는 착용자의 머리 부위를 감싸는 다수 개의 도선을 통하여 지속적으로 전류가 공급되어야 함으로서 불필요한 전력의 낭비를 초래하는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 해당 전력의 공급을 목적으로 안전모에 제공되는 배터리의 무게와 부피가 증대됨에 따라 안전모 착용시의 불편함과 작업상의 피로도가 가중되는 한편, 배터리의 충전작업 역시 빈번하게 수행되어야 하는 문제점이 있었다.

특히, 착용자의 머리 부위를 감싸는 다수 개의 도선으로부터 상당량의 전자파가 발생하기 때문에 착용자의 건강 측면에도 좋지 못한 영향을 미칠 뿐만 아니라, 하나의 (+)전극과 (-)전극만을 이용하여 다수 개의 도선을 전원과 접속시켜 놓았기 때문에, 외부로부터 가해지는 충격량 자체는 도선의 변형이나 절단 등에 따른 전류변화를 이용하여 충분히 감지할 수 있었으나, 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 실질적인 충격이 가해졌는지에 대한 구체적인 정보는 전혀 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 요인으로 말미암아 작업현장에서 사고로 머리에 부상을 입은 작업자를 병원으로 이송시키는 도중에 부상 위치에 맞춘 최적의 응급조치를 수행하기 어려운 문제점이 있었고, 병원에 도착한 이후에도 작업자의 머리 부위에 대한 전반적인 검사 및 확인절차를 거쳐야 함으로서, 실질적인 치료가 이루어지기까지 비교적 긴 시간이 지체되는 문제점이 있었으며, 이 과정에서 치료의 골든타임을 놓쳐 버리는 상황도 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-1774852호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 외부로부터 충격이 가해질 경우 안전모와 함께 변형되는 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 감지센서를 착용자의 정수리와 관자놀이 사이에 해당하는 안전모의 내측 둘레 부분을 따라 일정한 배치간격을 두고 최소 3개 이상의 개수로 부착 설치하고, 상기 각각의 감지센서로부터 입력된 기전력의 값을 이용하여 안전모에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 동시에 판단하는 한편, 상기 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 배터리의 전력으로 무선송신기를 가동시켜 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보를 사고발생 신호와 함께 외부로 송출시키는 CPU를 배터리 및 무선송신기와 함께 컨트롤러에 내장시켜 안전모의 내측 또는 외측에 설치함으로서, 안전모 내측의 센서수단으로 전력이 지속적으로 공급됨에 따른 배터리의 불필요한 낭비를 방지하여 배터리의 무게와 부피 및 충전작업의 번거러움을 최소화시킬 수 있도록 하고, 착용자의 머리 부위에 전자파가 가해짐에 따른 건강상의 악영향도 완전히 배제시킬 수 있도록 하며, 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 어느 정도의 충격이 가해졌는지를 신속하고 정확하게 확인하여 보다 더 적절한 사후조치가 가능토록 한 충격감지 기능을 가지는 스마트 안전모를 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 외부로부터 가해진 충격을 감지하는 센서수단이 안전모의 내측에 설치되고, 상기 센서수단으로부터 입력된 데이터를 처리하여 사고발생 신호를 외부로 송출시키는 컨트롤러가 안전모의 내측 또는 외측에 설치된 구성을 포함하여서 이루어지는 스마트 안전모에 있어서, 상기 센서수단은 정수리와 관자놀이 사이에 해당하는 착용자의 머리 둘레 부분을 따라 일정한 배치간격을 두고 최소 3개 이상의 개수로 하여 안전모의 내측에 부착 설치되는 시트형 감지센서가 되고, 상기 시트형 감지센서는 외부로부터의 충격에 의하여 안전모와 함께 변형되는 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 것이며, 상기 컨트롤러는 CPU와 무선송신기와 배터리가 외부케이싱에 내장된 것이고, 상기 CPU는 각각의 감지센서로부터 리드선을 거쳐 개별 전송된 기전력의 값을 이용하여 안전모에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 판단하는 연산기능과, 상기 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 배터리의 전력으로 무선송신기를 가동시켜 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보를 사고발생 신호와 함께 외부로 송출시키는 스위치기능이 제공된 것임을 특징으로 하며, 상기 감지센서는 착용자의 정수리 부분에 해당하는 안전모의 상단면 내측에도 추가로 부착 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 각각의 감지센서로부터 연장되는 리드선은 접속단자를 거쳐 컨트롤러의 CPU와 접속 설치되는 한편, 상기 접속단자는 컨트롤러의 외부케이싱과 착탈 가능하게 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 안전모에는 각각의 감지센서에 의한 측정기준의 영점 세팅조작과 사고해제 신호의 송출조작을 수행할 수 있도록 하는 리셋버튼이 추가로 제공되고, 상기 리셋버튼은 안전모의 하단 내측이나 외측 또는 안전모의 좌,우 턱끈을 연결하는 착용클립에 설치된 상태로 리드선을 거쳐 컨트롤러의 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 리셋버튼으로부터 연장되는 리드선의 경우도 접속단자를 거쳐 컨트롤러의 CPU와 접속 설치되고, 해당 접속단자 역시 컨트롤러의 외부케이싱과 착탈 가능하게 조립 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 안전모의 내측 또는 외측에는 컨트롤러용 수납케이스가 제공되는 것을 특징으로 하고, 상기 컨트롤러의 외부케이싱에는 배터리용 충전포트가 제공되는 것을 특징으로 하며, 상기 컨트롤러의 무선송신기로부터 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보와 함께 외부로 송출되는 사고발생 신호는 착용자가 작업을 수행하는 작업장의 현장관리소로 직접 전송되거나, 또는 착용자의 휴대용 단말기를 통하여 현장관리소와 구급센터로 동시 전송되는 것을 특징으로 하고, 상기 안전모가 오토바이용 헬멧이나 레저스포츠용 헬멧인 경우, 컨트롤러의 무선송신기로부터 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보와 함께 외부로 송출되는 사고발생 신호는 착용자의 휴대용 단말기를 통하여 구급센터로 전송되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 외부로부터 충격이 가해진 위치에서 안전모와 함께 순간적으로 변형될 시에만 그 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 감지센서를 안전모의 내측에 배치하고, 상기 감지센서로부터 입력된 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 사고발생 신호를 송출시키도록 함으로서, 배터리의 불필요한 전력 낭비를 방지하여 배터리의 무게와 부피 및 충전작업의 횟수를 최소화시킬 수 있는 효과를 제공하며, 이에 따라 종래의 충격감지 안전모와 비교하여 그 착용감과 작업상의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에, 착용자의 머리 부위에 전자파가 지속적으로 가해짐에 따른 건강상의 악영향도 완전히 배제시킬 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 착용자의 머리 둘레 방향과 정수리 부분에 걸쳐 일정한 간격을 두고 안전모의 내측에 부착된 다수 개의 시트형 감지센서를 리드선에 의하여 컨트롤러의 CPU와 개별적으로 접속시킴으로서, 기전력이 발생한 감지센서의 위치와 기전력의 편차값 등을 이용하여 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 실질적인 충격이 가해졌는지에 대한 구체적인 정보까지 추가로 판단한 다음, 해당 위치정보를 사고발생 신호와 함께 송출시킬 수 있는 효과를 제공하며, 이를 통하여 부상자를 이송시키는 도중의 응급조치로부터 병원에서의 검사 및 치료에 이르기까지의 사후조치 또한 최적의 방식으로 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 작업자가 안전모를 착용한 직후 리셋버튼을 이용하여 각각의 감지센서에 의한 측정기준의 영점을 직접 세팅할 수 있도록 함으로서, 안전모의 착용시 발생하는 감지센서의 미세 변형이나 작업자별로 상이한 안전모 착용상태에 따라 사고발생 신호의 송출기준이 되는 충격량 값이 변동되지 않도록 하는 한편, 안전모를 높은 위치에서 떨어뜨리는 것과 같은 취급의 부주의로 사고발생 신호가 잘못 전송된 경우 또는 안전모에 충격이 가해진 직후 착용자 스스로가 자신의 상태에 이상이 없다고 판단한 경우에도 리셋버튼을 이용하여 사고해제 신호를 즉시 전송시킬 수 있도록 함으로서, 불필요한 구급조치를 미연에 방지할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 안전모를 나타내는 외관사시도.
도 2는 도 1의 저면측 사시도.
도 3은 도 1의 개략적인 분해사시도.
도 4는 본 발명에 적용되는 충격감지유닛의 요부 발췌 배선도.
도 5는 컨트롤러의 내부 구조도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 안전모의 종류별 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 안전모를 이용한 사고발생 신호의 전송방식을 나타내는 모식도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 안전모(1)의 경우에도 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 알루미늄 등의 경량 금속이나 경질의 플라스틱 또는 합성수지 소재를 이용하여 캡본체를 일차적으로 제작한 다음, 상기 캡본체의 하측 내주연부를 따라 착용자의 머리 부위를 감싸는 헤어밴드(5)를 연결시키고, 상기 헤어밴드(5)의 둘레 방향을 따라서는 착용자의 정수리 부분을 캡본체와 이격시키는 십자형(十) 또는 격자형(井) 완충밴드(6)를 연결시키며, 상기 캡본체의 하단 좌,우측에는 안전모(1)의 착용을 위한 턱끈(2)을 연결시킨 구성을 그 기본적인 베이스로 하는 것이다.

도면상 상기 좌,우 턱끈(2)에는 착용자의 머리와 얼굴 크기에 맞추어 안전모(1)를 정확하게 착용할 수 있도록 턱끈(2)의 길이를 조정시킬 수 있는 조임버클(3)이 설치되어 있고, 상기 좌,우 턱끈(2)의 하단에는 안전모(1)의 착용을 위한 착탈식 착용클립(4)이 연결 설치되어 있으며, 경우에 따라서는 상기 착용클립(4)을 사용하지 않고 좌,우 턱끈(2)을 하나의 조임버클(3)로 연결시키는 방식 또는 좌,우 턱끈(2)을 직접 묶어서 착용하는 방식도 가능하며, 상기 조임버클(3)과 착용클립(4) 또한 도면에 도시된 것 이외의 다른 여러 가지 형태가 적용될 수 있다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 안전모(1)의 경우에도 외부로부터 안전모(1)에 가해진 충격을 감지하는 센서수단이 캡본체의 내측에 적용되는 바, 본 발명에 적용되는 상기 센서수단은 도 1 내지 도 5에 걸쳐 도시된 바와 같이, 종래의 센서수단으로 적용되었던 도선과 저항을 대신하여 외부로부터 충격이 가해진 위치에서 안전모(1)의 캡본체와 함께 순간적으로 변형될 시 그 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형(Sheet type) 감지센서(11)가 되며, 해당 감지센서(11)를 안전모(1)의 캡본체 내측에 일정한 배치간격을 두고 다수 개로 부착시킨 것이다.

첨부된 도면에서는 정수리와 관자놀이의 사이에 해당하는 착용자의 머리 둘레 방향을 따라 개략 90도의 각도범위를 두고 안전모(1)의 캡본체 내측에 부착되는 4개의 시트형 감지센서(11)와, 착용자의 정수리 부분에 해당하는 안전모(1)의 캡본체 상단 내측에 부착되는 1개의 시트형 감지센서(11)를 포함하여 총 5개의 시트형 감지센서(11)가 적용된 것을 대표적인 실시예로 나타내었으며, 상기 각각의 시트형 감지센서(11)가 안전모(1)의 캡본체 내측면을 따라 배선되는 리드선(12)에 의하여 컨트롤러(14)와 접속 설치됨으로서 본 발명의 실질적인 요부를 이루는 충격감지유닛(10)을 구성하게 된다.

상기 시트형 감지센서(11)는 안전모(1)의 캡본체 내측에 걸쳐 다수 개로 부착이 가능하도록 얇은 두께와 적절한 면적, 예를 들어 0.1~1mm 정도의 두께와 가로 및 세로의 길이가 각각 5~10cm(사각형) 또는 최대 직경 5~10cm(원형이나 타원형) 정도의 면적을 가지는 유연한 직물이나 패드 방식으로 제작되는 한편, 해당 소재에 충격하중이나 전단하중이 가해져 그 일부 또는 전체가 기존의 치수보다 늘어나는 등의 변형이 유발될 시 그 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 것이라면 어떠한 종류의 센서를 사용하더라도 무방하다.

그리고, 도면상 착용자의 정수리 부분과 머리 둘레 부분에 해당하는 위치에 맞추어 총 5개의 시트형 감지센서(11)가 안전모(1)의 캡본체 내측에 부착 설치된 것으로 도시되어 있으나, 안전모(1)에 가해진 충격량 뿐만 아니라 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 충격이 가해졌는지의 여부까지 판단할 수 있도록 정수리와 관자놀이의 사이, 바람직하게는 정수리와 관자놀이 사이의 가운데 부분에 해당하는 착용자의 머리 둘레 방향을 따라 일정한 배치간격을 두고 최소 3개 이상의 시트형 감지센서(11)가 배치된다는 조건을 만족하는 것이라면, 해당 감지센서(11)의 설치갯수 및 배치상태는 도면에 도시된 방식으로 한정되지 아니함을 밝혀두는 바이다.

또한, 각각의 시트형 감지센서(11) 사이에 제공되는 배치간격은 안전모(1)에 충격이 가해진 위치를 그 충격량과 함께 각각의 시트형 감지센서(11)로 정확하게 검출토록 하면서도 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 컨트롤러(14)측으로 연장되는 리드선(12)의 배선작업은 용이하게 수행할 수 있도록 최소 1cm에서 최대 5cm의 범위내로 하는 것이 바람직하고, 착용자의 양쪽 귀 상단으로부터 정수리에 이르는 안전모(1)의 캡본체 내측 면적을 기준으로 할 경우에는, 각각의 시트형 감지센서(11)가 차지하는 면적이 캡본체 내측 면적의 50~80% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 안전모(1)의 캡본체 내측에 부착되는 다수 개의 시트형 감지센서(11)를 이용하여 안전모(1)에 가해진 충격량 뿐만 아니라 충격이 가해진 위치까지 판단할 수 있는 이유는 도 4에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 연장되는 리드선(12)이 서로 중첩되지 않고 각각의 리드선(12)이 접속단자(13)를 거쳐 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 개별적으로 접속되게 함으로서, 기전력이 발생한 시트형 감지센서(11)의 위치(고유번호값)를 CPU(18)에서 검출하거나 또는 2개 이상의 시트형 감지센서(11)로부터 입력된 기전력값의 편차를 이용하여 충격이 가해진 위치를 CPU(18)에서 연산처리할 수 있기 때문이다.

보다 더 구체적으로 설명하면, 안전모(1)에 충격이 가해진 직후 컨트롤러(14)의 CPU(18)를 통하여 하나의 시트형 감지센서(11)에서만 기전력값이 검출될 경우에는 해당 시트형 감지센서(11)의 중앙부가 충격 발생 위치가 된다는 것이고, 2개 또는 3개의 시트형 감지센서(11)로부터 유사한 수준의 기전력값이 검출될 경우에는 해당 시트형 감지센서(11)들을 포함하는 면적의 중앙부(시트형 감지센서들간의 인접부)가 충격 발생 위치가 된다는 것이며, 2개 또는 3개의 시트형 감지센서(11)로부터 다소 큰 편차를 가지는 기전력값이 검출될 경우에는 그 중 최대의 기전력값이 검출된 시트형 감지센서(11)의 가장자리 중에서 나머지 기전력값이 검출된 시트형 감지센서(11)와 인접한 부분이 충격 발생 위치가 된다는 것이다.

상기와 같이 안전모(1)에 충격이 가해진 직후 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 컨트롤러(14)의 CPU(18)를 통하여 개별 전송되는 기전력값을 분석함으로서, 안전모(1)에 가해진 충격량 뿐만 아니라 충격이 가해진 위치까지 판단토록 한 다음, 안전모(1)에 가해진 충격량이 사고발생 수준으로 설정된 기준치를 초과한 경우에 한해서만 도 5에서와 같이 컨트롤러(14)의 CPU(18)가 배터리(20)에 저장된 전력을 이용하여 무선송신기(19)를 작동시킴으로서, 사고발생 신호를 충격위치 정보와 함께 외부로 송출시키게 되는 것이다.

따라서, 사고발생 수준의 충격이 안전모(1)에 가해진 직후를 제외한 나머지 상황에서는 배터리(20)의 전력이 거의 사용되지 않기 때문에, 종래의 충격감지 안전모와 비교하여 배터리(20)의 불필요한 전력 낭비를 방지할 수 있으며, 이를 통하여 배터리(20)의 무게와 부피 및 충전작업의 횟수를 최소화시킴에 따라 안전모(1)의 착용감과 작업상의 효율성을 크게 향상시킬 수 있음은 물론이고, 종래의 충격감지 안전모와 같이 착용자의 머리 부위에 전자파가 지속적으로 가해짐에 따른 건강상의 악영향도 완전히 배제시킬 수 있는 것이며, 안전모(1)에 가해진 충격량의 값은 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 입력된 기전력의 값을 모두 합산시켜 산출하는 방식이 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 충격감지유닛(10)을 이루는 상기 컨트롤러(14)는 안전모(1)의 내측 또는 외측 어느 위치라도 설치가 가능하지만, 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 연장되는 리드선(12)이 안전모(12)의 캡본체 내측에 배선되므로 상기 컨트롤러(14)도 안전모(1)의 내측에 설치하는 것이 바람직하고, 착용자의 머리 부분과 안전모(1)의 내측면 사이에 여유공간이 제공되기 어려운 상황에 한하여 상기 컨트롤러(14)를 안전모(1)의 외측에 설치하는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 리드선(12)은 안전모(1)의 하단측을 경유하거나 안전모(1)의 캡본체 하측단에 제공된 미도시된 관통구멍을 거쳐 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 접속 설치될 것이다.

그리고, 상기 컨트롤러(14)는 플라스틱 소재로 제작된 외부케이싱(17)의 내측에 CPU(18)와 무선송신기(19) 및 배터리(20)를 콤펙트하게 집적시켜 그 크기를 최대한으로 소형화시키는 것이 바람직하고, 상기 안전모(1)의 내측 또는 외측에는 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17) 하측부를 소정의 깊이만큼 끼움식으로 삽입시켜 놓을 수 있는 수납케이스(15)를 제공하는 것이 바람직하며, 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 연장되는 리드선(12)을 CPU(18)와 접속시키기 위한 접속단자(13) 역시 납작한 플러그나 USB 포트 형태로 하여 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17)과 착탈 가능하게 설치하는 것이 바람직하고, 상기 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17) 가장자리측에 배터리(20)용 충전포트(21)를 제공하는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 시트형 감지센서(11)에 의한 측정기준의 영점 세팅조작을 안전모(1)의 착용 직후 착용자가 직접 수행토록 함과 동시에, 안전모(1)를 높은 위치에서 떨어뜨리는 것과 같은 취급의 부주의로 사고발생 신호가 잘못 전송된 경우 또는 안전모(1)에 충격이 가해진 직후 착용자 스스로가 자신의 상태에 이상이 없다고 판단한 경우에도 착용자 또는 제 3자가 사고해제 신호를 즉시 전송시킬 수 있도록 안전모(1)상에 리셋버튼(16)을 추가로 설치하는 것이 바람직하다.

상기 영점 세팅과 사고해제 신호의 전송은 리셋버튼(16)을 누르는 방식에 의하여 선택적으로 수행되도록 하는 것이 바람직하며, 그 대표적인 예를 들자면 상기 영점 세팅은 리셋버튼(16)을 빠르게 1회 누르는 조작으로 수행되게 하고, 상기 사고해제 신호는 리셋버튼(16)을 수 초(3~5초) 정도 길게 누르는 조작에 의하여 송출되도록 하는 것이며, 이러한 리셋버튼(16)의 조작에 따른 영점 세팅과 사고해제 신호의 송출은 리셋버튼(16)으로부터 해당 리드선(12)을 거쳐 입력된 조작신호를 컨트롤러(14)의 CPU(18)에서 판단하여 수행하게 된다.

상기 리셋버튼(16)은 안전모(1)의 하단 내측이나 외측, 바람직하게는 안전모(1)의 전방면 하단측에 제공된 차양테두리의 내측이나 외측에 설치될 수도 있고, 안전모(1)의 좌,우 턱끈(2)을 연결하는 착용클립(4)에 설치될 수도 있으며, 상기 리셋버튼(16)으로부터 연장되는 리드선(12) 또한 접속단자(13)를 거쳐 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 접속시키는 것이 바람직하고, 상기 리셋버튼(16)용 접속단자(13)의 경우도 플러그 형태로 하여 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17)과 착탈 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방식으로 안전모(1)상에 리셋버튼(16)을 추가로 적용시키게 되면, 안전모(1)의 착용시 발생하는 감지센서(11)의 미세 변형이나 작업자별로 상이한 안전모(1) 착용상태에 따라 사고발생 신호의 송출기준이 되는 충격량의 값이 변동되지 않도록 할 수 있음은 물론이고, 사고발생 신호가 잘못 전송되었거나 충격 직후 착용자의 신체 상태에 무리가 없음에도 불구하고 현장으로 구급차가 출동하는 등의 불필요한 조치를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

도 6 및 도 7에 도시된 것은 본 발명의 요부를 이루는 충격감지유닛(10)이 산업현장에 사용되는 작업용 안전모(1) 뿐만 아니라, 오토바이용 헬멧(도 6)이나 레저스포츠형 헬멧(도 7)과 같은 다른 종류의 안전모(1)에도 적용될 수 있음을 나타낸 것으로서, 상기 오토바이용 헬멧이나 레저스포츠용 헬멧의 경우는 앞서 설명되어진 헤어밴드(5)와 완충밴드(6)를 대신하여 캡본체의 내측에 스폰지나 스티로폼 등의 완충부재가 설치될 수도 있으며, 이 경우 상기 시트형 감지센서(11)는 캡본체와 완충부재의 사이에 배치될 것이다.

또한, 산업현장에서 작업용으로 사용되는 안전모(1)와 오토바이용 헬멧 또는 레저스포츠형 헬멧으로 사용되는 안전모(1)는 착용자의 활동장소와 외부로부터의 충격에 따른 안전사고의 유형 및 해당 사고 이후의 후속조치 측면에 있어 다소의 차이가 발생하게 되며, 이에 따라 상기 충격감지유닛(10)의 컨트롤러(14)에 내장된 무선송신기(19)로부터 외부로 송출되는 사고위험 신호의 전송경로 역시 도 8에 도시된 경로를 바탕으로 하여 안전모(1)의 종류나 용도에 따라 적절하게 선택 및 조정되어야 한다.

다시 말해서, 각종 산업현장에 사용되는 작업용 안전모(1)의 경우는 컨트롤러(14)의 무선송신기(19)로부터 충격이 가해진 위치 정보와 함께 송출되는 사고발생 신호가 해당 작업장의 현장관리소(23)로 직접 전송되게 하거나, 착용자의 휴대용 단말기(22)를 통하여 현장관리소(23)와 구급센터(24)로 동시 전송되게 하고, 오토바이용 헬멧 또는 레저스포츠용 헬멧으로 사용되는 안전모(1)의 경우는 컨트롤러(14)의 무선송신기(19)로부터 충격이 가해진 위치 정보와 함께 송출되는 사고발생 신호가 착용자의 휴대용 단말기(22)를 통하여 구급센터(24)로 직접 전송되게 한다는 것이다.

상기 휴대용 단말기(22)는 안전모(1)의 착용자가 소지하고 있는 스마트폰을 대표적인 예로 들 수 있으나, 오토바이를 이용한 배달이나 레저스포츠 활동에 동반되는 다른 어떠한 종류의 휴대용 단말기라도 스마트폰의 앱(App: Application)과 유사한 방식으로 충격감지유닛(10)과의 동기화(同期化, Synchronization: 2개 이상의 대상을 적절한 방법으로 결합하고 제어하여 위상을 같게 하는 것)를 거쳐 사용이 가능하고, 상기 현장관리소(23)와 구급센터(24)에서는 충격감지유닛(10)의 무선송신기(19) 또는 착용자의 휴대용 단말기(22)를 거쳐 전송된 신호를 컴퓨터와 같은 정보처리장치로 판단하여 신속한 구급조치를 수행하게 되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따르면, 외부로부터 충격이 가해진 위치에서 안전모(1)와 함께 순간적으로 변형될 시에만 그 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 감지센서(11)를 안전모(1)의 내측에 배치하고, 상기 감지센서(11)로부터 입력된 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 사고발생 신호를 송출시키도록 함으로서, 배터리(20)의 불필요한 전력 낭비를 방지하여 배터리(20)의 무게와 부피 및 충전작업의 횟수를 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 종래의 충격감지 안전모와 비교하여 그 착용감과 작업상의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 동시에, 착용자의 머리 부위에 전자파가 지속적으로 가해짐에 따른 건강상의 악영향도 완전히 배제시킬 수 있다.

특히, 착용자의 머리 둘레 방향과 정수리 부분에 걸쳐 일정한 간격을 두고 안전모(1)의 내측에 부착된 다수 개의 시트형 감지센서(11)를 리드선(12)에 의하여 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 개별적으로 접속시킴으로서, 기전력이 발생한 감지센서(11)의 위치와 기전력의 편차값 등을 이용하여 착용자의 머리 부위 중 어느 부위에 실질적인 충격이 가해졌는지에 대한 구체적인 정보까지 추가로 판단한 다음, 해당 위치정보를 사고발생 신호와 함께 송출시킬 수 있으며, 이를 통하여 부상자를 이송시키는 도중의 응급조치로부터 병원에서의 검사 및 치료에 이르기까지의 사후조치 또한 최적의 방식으로 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.

이와 더불어, 작업자가 안전모(1)를 착용한 직후 리셋버튼(16)을 이용하여 각각의 감지센서(11)에 의한 측정기준의 영점을 직접 세팅할 수 있도록 함으로서, 안전모(1)의 착용시 발생하는 감지센서(11)의 미세 변형이나 작업자별로 상이한 안전모(1) 착용상태에 따라 사고발생 신호의 송출기준이 되는 충격량 값이 변동되지 않도록 하는 한편, 안전모(1)를 높은 위치에서 떨어뜨리는 것과 같은 취급의 부주의로 사고발생 신호가 잘못 전송된 경우 또는 안전모(1)에 충격이 가해진 직후 착용자 스스로가 자신의 상태에 이상이 없다고 판단한 경우에도 리셋버튼(16)을 이용하여 사고해제 신호를 즉시 전송시킬 수 있도록 함으로서, 불필요한 구급조치를 미연에 방지할 수 있는 것이다.

1 : 안전모 2 : 턱끈 3 : 조임버클
4 : 착용클립 5 : 헤어밴드 6 : 완충밴드
10 : 충격감지유닛 11 : 감지센서 12 : 리드선
13 : 접속단자 14 : 컨트롤러 15 : 수납케이스
16 : 리셋버튼 17 : 외부케이싱 18 : CPU
19 : 무선송신기 20 : 배터리 21 : 충전포트
22 : 휴대용단말기 23 : 현장관리소 24 : 구급센터

Claims (9)

1. 외부로부터 가해진 충격을 감지하는 센서수단이 안전모(1)의 내측에 설치되고, 상기 센서수단으로부터 입력된 데이터를 처리하여 사고발생 신호를 외부로 송출시키는 컨트롤러(14)가 안전모(1)의 내측 또는 외측에 설치된 구성을 포함하여서 이루어지는 스마트 안전모(1)에 있어서,
   상기 센서수단은 정수리와 관자놀이 사이에 해당하는 착용자의 머리 둘레 부분을 따라 일정한 배치간격을 두고 최소 3개 이상의 개수로 하여 안전모(1)의 내측에 부착 설치되는 유연한 직물이나 패드 방식의 시트형(Sheet type) 감지센서(11)가 되고, 상기 시트형 감지센서(11)는 외부로부터의 충격에 의하여 안전모(1)와 함께 변형되는 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 것이며,
   상기 컨트롤러(14)는 CPU(18)와 무선송신기(19)와 배터리(20)가 외부케이싱(17)에 내장된 것이고, 상기 CPU(18)는 각각의 감지센서(11)로부터 리드선(12)을 거쳐 개별 전송된 기전력의 값을 이용하여 안전모(1)에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 판단하는 연산기능과, 상기 충격량의 값이 기준치를 초과하는 경우에만 배터리(20)의 전력으로 무선송신기(19)를 가동시켜 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보를 사고발생 신호와 함께 외부로 송출시키는 스위치기능이 제공된 것이며,
   상기 CPU(18)에서 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 판단하는 방식은 기전력이 발생한 시트형 감지센서(11)의 위치(고유번호값)를 CPU(18)에서 검출하는 방식과, 2개 이상의 시트형 감지센서(11)로부터 입력된 기전력값의 편차를 이용하여 충격이 가해진 위치를 CPU(18)에서 연산처리하는 방식이 함께 적용되고, 상기 CPU(18)에서 충격량의 값을 산출하는 방식은 각각의 시트형 감지센서(11)로부터 입력된 기전력의 값을 모두 합산시키는 방식이 적용되며,
   상기 안전모(1)에는 각각의 감지센서(11)에 의한 측정기준의 영점 세팅조작과 사고해제 신호의 송출조작을 수행할 수 있도록 하는 리셋버튼(16)이 추가로 제공되고, 상기 리셋버튼(16)은 안전모(1)의 하단 내측이나 외측 또는 안전모(1)의 좌,우 턱끈(2)을 연결하는 착용클립(4)에 설치된 상태로 리드선(12)을 거쳐 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지센서(11)는 착용자의 정수리 부분에 해당하는 안전모(1)의 상단면 내측에도 추가로 부착 설치되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 각각의 감지센서(11)와 리셋버튼(16)으로부터 연장되는 리드선(12)은 접속단자(13)를 거쳐 컨트롤러(14)의 CPU(18)와 접속 설치되고, 상기 접속단자(13)는 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17)과 착탈 가능하게 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 안전모(1)의 내측 또는 외측에는 컨트롤러(14)용 수납케이스(15)가 제공되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 컨트롤러(14)의 외부케이싱(17)에는 배터리(20)용 충전포트(21)가 제공되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 컨트롤러(14)의 무선송신기(19)로부터 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보와 함께 외부로 송출되는 사고발생 신호는 착용자가 작업을 수행하는 작업장의 현장관리소(23)로 직접 전송되거나, 또는 착용자의 휴대용 단말기(22)를 통하여 현장관리소(23)와 구급센터(24)로 동시 전송되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.
9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 안전모(1)는 오토바이용 헬멧 또는 레저스포츠용 헬멧 중에서 택일한 것이 되고, 상기 컨트롤러(14)의 무선송신기(19)로부터 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보와 함께 외부로 송출되는 사고발생 신호는 착용자의 휴대용 단말기(22)를 통하여 구급센터(24)로 전송되는 것을 특징으로 하는 충격감지 기능이 제공된 스마트 안전모.

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