KR102568921B1 - 안전모용 착탈식 충격감지프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 안전모에 가해진 충격을 센서수단으로 감지하는 한편, 해당 센서수단으로부터 입력된 데이터를 CPU에서 처리하여 무선안테나가 구비된 송신모듈로 사고발생 신호를 송출시키도록 한 안전모용 충격감지장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와 상기 세팅밴드의 양측단을 연결하는 조임식 핏팅밴드를 이용하여 안전모의 하단측 외주면상에 착탈식으로 장착이 가능한 센서프레임을 구성하고, 상기 센서수단은 가속도센서로 하여 CPU와 송신모듈 및 배터리 등과 함께 세팅밴드에 내장시킴으로서, 상기 가속도센서를 이용하여 안전모에 가해진 충격의 크기와 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치 뿐만 아니라, 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있도록 함과 동시에, 충격감지장치 자체를 안전모와 별도로 제작하여 놓은 다음 필요시마다 안전모상에 용이하게 장착시켜 사용할 수 있도록 하며, 이를 통하여 충격감지장치를 안전모와 일체로 설치한 종래의 경우와 비교하여 안전모의 제작과 충격감지장치의 수리 및 유지관리에 따른 비용을 절감시키는 한편, 안전모의 파손시 충격감지장치를 안전모와 함께 폐기시킴에 따른 불필요한 경제적 낭비를 방지하고, 충격감지장치의 취급과 조작에 따른 편의성도 향상시킬 수 있도록 한 안전모용 착탈식 충격감지프레임에 관한 것이다.

Description

안전모용 착탈식 충격감지프레임{Impact sensing frame detachable from safety helmet}

본 발명은 외부로부터 안전모에 가해진 충격을 센서수단으로 감지하는 한편, 해당 센서수단으로부터 입력된 데이터를 CPU에서 처리하여 무선안테나가 구비된 송신모듈로 사고발생 신호를 송출시키도록 하되, "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와 상기 세팅밴드의 양측단을 연결하는 조임식 핏팅밴드를 이용하여 안전모의 하단측 외주면상에 착탈식으로 장착이 가능한 센서프레임을 구성하고, 상기 센서수단은 가속도센서로 하여 CPU와 송신모듈 및 배터리 등과 함께 세팅밴드에 내장시킨 안전모용 착탈식 충격감지프레임에 관한 것이다.

일반적으로 공장이나 건설현장 또는 조선소나 광산 등의 여러 산업현장이나 어선과 같은 해상에서의 작업현장에서는 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 추락 또는 미끄러짐(넘어짐)에 의하여 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 선박의 조타실 또는 가까운 구급센터로 사고발생 신호를 전송시켜 신속한 사후처리가 가능토록 한 스마트 안전모가 보급되고 있다.

상기와 같은 스마트 안전모의 대표적인 일례로서, 외부로부터 가해진 충격으로 안전모와 함께 변형되는 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 다수 개의 시트형 감지센서를 일정한 배치간격을 두고 리드선과 함께 안전모의 캡본체 내측에 부착 설치하는 한편, 상기 리드선에 의하여 각각의 시트형 감지센서와 접속되는 CPU가 배터리 및 무선송신기와 함께 내장된 컨트롤러를 안전모의 캡본체 내측 또는 외측에 설치한 것이 본 출원인에 의하여 2021년 특허출원 제 176364호로 선출원 및 특허등록(제 10-2458477호) 되어 알려져 있다.

상기와 같이 본 출원인에 의하여 선출원된 스마트 안전모에 따르면, 각각의 시트형 감지센서로부터 컨트롤러의 CPU로 입력된 기전력(변형량)의 값을 이용하여 안전모에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치를 판단토록 하는 한편, 상기 충격량의 값이 기준치를 초과할 경우 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치정보를 사고발생 신호와 함께 컨트롤러의 무선송신기를 이용하여 외부로 송출시킴으로서, 안전사고 발생시 이에 대한 신속하고 적절한 사후조치가 가능하게 되는 것이다.

그러나, 선출원된 스마트 안전모를 포함하여 충격감지 기능이 제공된 다른 여러 가지 종류의 안전모에 있어서도, 충격감지를 위한 센서수단이 리드선과 함께 안전모의 캡본체와 일체로 제작됨으로서, 안전모 자체의 제작비용 뿐만 아니라 센서수단의 유지관리(수리나 교체) 비용 역시 크게 상승되는 문제점이 있었으며, 안전모의 파손이나 균열 등으로 인한 사용불가 판정시 해당 안전모를 센서수단과 함께 폐기시켜야 함으로서 불필요한 경제적 낭비가 초래됨은 물론이고, 센서수단과 컨트롤러가 포함된 충격감지장치만의 독립적인 취급과 그 조작에 따른 편의성 또한 충분히 확보하기 어려운 문제점이 있었다.

특히, 안전모에 가해진 충격량과 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치는 각각의 센서수단을 이용하여 어느 정도 정확하게 판단할 수 있었으나, 해당 충격이 낙하물 또는 구조물과의 충돌에 의한 것인지 아니면 작업자의 추락에 의한 것인지를 보다 명확하게 구분할 수 없을 뿐만 아니라, 충격이 가해진 이후 작업자가 쓰러지거나 해당 충격으로 인하여 작업자가 일정 높이에서 추락하는 등의 상황 역시 적절하게 판단할 수 없는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 안전사고 이후의 후속조치를 구체적인 사고유형에 맞추어 최적화시키기가 어려운 실정이었다.

대한민국 특허등록 제 10-2458477호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와 상기 세팅밴드의 양측단을 연결하는 조임식 핏팅밴드를 이용하여 안전모의 하단측 외주면상에 착탈식으로 장착이 가능한 센서프레임을 구성하고, 상기 센서수단은 가속도센서로 하여 CPU와 송신모듈 및 배터리 등과 함께 세팅밴드에 내장시킴으로서, 상기 가속도센서를 이용하여 안전모에 가해진 충격의 크기와 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치 뿐만 아니라, 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있도록 함과 동시에, 충격감지장치 자체를 안전모와 별도로 제작하여 놓은 다음 필요시마다 안전모상에 용이하게 장착시켜 사용할 수 있도록 하며, 이를 통하여 충격감지장치를 안전모와 일체로 설치한 종래의 경우와 비교하여 안전모의 제작과 충격감지장치의 수리 및 유지관리에 따른 비용을 절감시키는 한편, 안전모의 파손시 충격감지장치를 안전모와 함께 폐기시킴에 따른 불필요한 경제적 낭비를 방지하고, 충격감지장치의 취급과 조작에 따른 편의성도 향상시킬 수 있도록 한 안전모용 착탈식 충격감지프레임을 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 "C"자형 밴드프레임의 후방측에 착탈식 커버판을 조립시키는 방식으로 세팅밴드를 구성하고, 상기 CPU는 송신모듈과 배터리 및 스위치모듈과 함께 컨트롤러용 외부케이싱에 내장시켜 가속도센서와 함께 밴드프레임의 내측에 삽입시키되, 스위치기구와 충전포트 및 무선안테나를 컨트롤러의 외부케이싱 상부면에 배치하여 밴드프레임의 외부로 노출시킴으로서, 충격감지장치의 취급과 조작 및 그 유지보수에 따른 편의성을 극대화시킬 수 있도록 하며, 플렉시블한 연성PCB를 사용하여 가속도센서를 컨트롤러와 접속시키는 한편, 선출원에 적용되었던 시트형 변형량센서를 가속도센서와 함께 연성PCB상에 설치함으로서, 가속도센서와 변형량센서를 동시에 활용하여 안전모에 가해진 충격의 양상을 한층 더 정확하게 감지 및 판단할 수 있도록 하고, 상기 세팅밴드 또는 컨트롤러의 외부케이싱 후방면에 충격감지프레임의 조임력을 감지하는 압력센서를 추가로 설치함으로서, 충격감지프레임 장착상태의 적합성 여부와 안전모로부터 충격감지프레임이 정상적으로 벗겨진 것인지 외부의 충격에 의하여 벗겨진 것인지를 추가로 판단하여 이에 대한 적절한 조치가 수행될 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 외부로부터 안전모에 가해진 충격을 센서수단으로 감지하는 한편, 해당 센서수단으로부터 입력된 데이터를 CPU에서 처리하여 무선안테나가 구비된 송신모듈로 사고발생 신호를 송출시키도록 한 안전모용 충격감지장치에 있어서, 상기 충격감지장치는 안전모의 하단측 외주면을 둘레 방향으로 감싸면서 안전모와 밀착 설치되는 충격감지프레임이 되고, 상기 충격감지프레임은 CPU와 센서수단과 송신모듈이 배터리와 함께 내장되는 "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와, 상기 세팅밴드를 안전모에 장착시켜 놓을 수 있도록 세팅밴드의 양측 끝단부를 연결하는 조임용 핏팅밴드를 포함하여서 이루어지며, 상기 센서수단은 최소 1개 이상의 가속도센서를 포함하여서 이루어지고, 상기 세팅밴드의 외측면에는 충격감지프레임의 온(ON)/오프(OFF) 조작을 위한 스위치기구가 제공되는 한편, 상기 스위치기구가 세팅밴드에 내장된 스위치모듈을 거쳐 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 한다.

보다 더 바람직한 실시예로서, 상기 CPU와 배터리와 송신모듈과 스위치모듈은 외부케이싱에 내장된 상태로 컨트롤러를 제공하도록 이루어지고, 상기 스위치기구는 컨트롤러의 외부케이싱 상부면에 제공되며, 상기 세팅밴드는 "C"자형의 밴드프레임 후방면에 커버판이 착탈 가능하게 조립 설치된 것이고, 상기 밴드프레임의 내측에는 컨트롤러와 가속도센서의 장착을 위한 수납공간 및 컨트롤러와 가속도센서의 접속을 위한 리드선의 배선공간이 제공되며, 상기 컨트롤러의 외부케이싱은 해당 수납공간을 통하여 끼움식으로 조립 설치되고, 상기 컨트롤러용 수납공간의 상측부는 외부케이싱의 상부면이 노출되도록 밴드프레임 부분을 절개시킨 개구부로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 컨트롤러의 외부케이싱 상부면에는 스위치기구로서의 조작버튼과 함께 배터리용 충전포트와 송신모듈용 무선안테나가 외부로 노출되도록 설치되고, 상기 충전포트에는 수밀용 포트커버가 착탈 가능하게 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 커버판은 플라스틱판으로 하여 밴드프레임의 후방면상에 나사체결식으로 조립 설치되거나, 연질의 합성수지 또는 고무 재질로 하여 밴드프레임의 후방면상에 끼움식으로 조립 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 컨트롤러와 가속도센서의 접속을 위한 리드선은 플렉시블한 재질의 연성PCB가 되고, 상기 연성PCB가 컨트롤러용 외부케이싱의 일측 또는 양측을 관통하여 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 연성PCB상에는 안전모에 가해진 충격에 의한 세팅밴드의 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 변형량센서가 가속도센서와 함께 설치되고, 상기 변형량센서가 가속도센서와 함께 연성PCB를 거쳐 컨트롤러의 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 세팅밴드의 후방면 또는 상기 컨트롤러의 외부케이싱 후방면에는 안전모에 대한 충격감지프레임의 장착상태를 밴드조임력으로 감지하는 압력센서가 설치되고, 상기 압력센서가 리드선에 의하여 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압력센서로부터 입력된 신호를 CPU에서 처리하는 방식은, 충격감지프레임이 온(ON) 상태로 세팅된 직후 압력센서로부터 설정치 이상의 출력값이 인지되는지를 감지하여 충격감지프레임 장착상태의 적합성 여부를 판단하는 장착감지단계와, 충격감지프레임이 적합하게 장착된 것으로 판단된 이후부터 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋되었는지의 여부를 판단하는 메인감지단계를 포함하여서 이루어지며, 상기 메인감지단계에서 안전모에 가해진 충격없이 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는 충격감지프레임의 정상적인 장착해제 상태로 판단하여 배터리의 전원을 자동으로 차단시키고, 안전모에 충격이 가해진 직후 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는 사고발생 신호를 즉시 송출시키도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

추가적인 사항으로서, 상기 세팅밴드 또는 컨트롤러에는 장착감지단계에서 충격감지프레임의 장착상태가 적합하지 않은 것으로 판단될 시, CPU에 의하여 점등되거나 알람을 발생시키는 경고등이나 경보기가 제공되는 한편, 안전모 착용자의 현재 위치를 작업장의 현장관리소 또는 선박의 조타실로 실시간 전송하는 기능이 부가되는 것을 특징으로 하고, 상기 세팅밴드와 핏팅밴드에는 안전모의 하단측에 걸어둘 수 있는 후크 형상의 홀딩클립이 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 안전모의 외측면과 밀착되는 세팅밴드와 핏팅밴드의 내주면은 논슬립표면으로 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 핏팅밴드는 세팅밴드를 안전모와 탄력적으로 가압 밀착시키는 탄성밴드 또는 길이 조정이 가능한 신축밴드 중에서 택일한 것이 되거나, 상기 탄성밴드와 신축밴드를 병용시킨 것이 됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, CPU와 송신모듈과 가속도센서가 배터리 등과 함께 내장된 "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와, 상기 세팅밴드의 양측단을 연결하는 조임식 핏팅밴드를 이용하여 필요시마다 안전모상에 용이하게 장착시켜 사용할 수 있는 충격감지장치를 제공할 수 있는 동시에, 상기 가속도센서를 이용하여 안전모에 가해진 충격의 크기와 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치 뿐만 아니라, 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있는 효과를 제공한다.

상기와 같이 안전모에 가해진 충격의 크기와 그 위치를 사고유형과 함께 종합적으로 분석 및 판단토록 함으로서, 안전사고 이후의 후속조치를 한층 더 합리적이고 체계적으로 수행할 수 있는 효과를 제공하며, 충격감지용 센서수단을 안전모와 일체로 설치하였던 종래의 경우와는 달리 안전모의 제작과 충격감지장치의 유지관리(수리나 교체) 비용을 크게 절감시킬 수 있는 한편, 안전모의 파손시 충격감지장치를 함께 폐기시킴에 따른 불필요한 경제적 낭비를 방지하고, 충격감지장치의 취급과 조작에 따른 편의성도 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, "C"자형 밴드프레임의 후방측에 착탈식 커버판이 조립된 구조로 세팅밴드를 구성하고, 상기 CPU는 송신모듈과 배터리 및 스위치모듈과 함께 컨트롤러용 외부케이싱에 내장시켜 가속도센서와 함께 밴드프레임의 내측에 삽입시키되, 스위치기구와 충전포트 및 무선안테나가 제공된 컨트롤러의 외부케이싱 상부면을 밴드프레임의 외부로 노출시킴으로서, 충격감지프레임의 취급과 조작 및 그 유지보수에 따른 편의성을 극대화시킬 수 있는 효과를 제공하며, 컨트롤러와 접속되는 연성PCB상에 가속도센서와 변형량센서를 동시에 설치하여 안전모에 가해진 충격의 양상을 2개의 센서로 한층 더 정확하게 감지 및 판단할 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 상기 세팅밴드 또는 컨트롤러의 외부케이싱 후방면에 충격감지프레임의 조임력을 감지하는 압력센서를 추가로 설치함으로서, 충격감지프레임 장착상태의 적합성 여부와 안전모로부터 충격감지프레임이 정상적으로 벗겨진 것인지 외부의 충격에 의하여 벗겨진 것인지를 추가로 판단하여 각 상황별로 적합한 조치, 예를 들어 충격감지프레임 장착불량의 경고와 정상적인 장착해제시의 배터리 전원차단 및 외부의 충격에 의한 장착해제시의 사고신호 송출 등을 자동적으로 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

추가적인 사항으로서, 안전모에 걸어둘 수 있는 홀딩클립과 안전모와 밀착되는 논슬립표면을 이용하여 충격감지프레임을 안전모상에 보다 견고히 장착시킬 수 있음은 물론이고, 탄성밴드 및/또는 신축밴드로서의 핏팅밴드를 이용하여 안전모의 치수에 크게 구애를 받지 않고 충격감지프레임을 보다 더 손쉽게 장착시킬 수 있는 효과를 제공하며, 안전모의 착용자(작업자)가 기설정된 작업영역을 이탈하였는지의 여부까지 현장관리소나 선박의 조타실 등지에서 확인이 가능토록 함으로서, 작업자들의 동선 및 근태관리 뿐만 아니라 선원들의 조난여부도 신속히 파악할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 충격감지프레임이 안전모에 장착된 상태를 나타내는 외관사시도.
도 2는 도 1의 측면도.
도 3은 본 발명의 충격감지프레임을 나타내는 외관사시도.
도 4는 도 3의 요부 발췌 분해사시도.
도 5는 컨트롤러의 설치상태를 나타내는 도 3의 요부 발췌 배면측 단면도.
도 6은 컨트롤러의 설치상태를 나타내는 도 3의 요부 발췌 측단면도.
도 7 및 도 8은 세팅밴드를 이루는 밴드프레임과 커버판의 다른 조립상태를 나타내는 가속도센서측 측단면도.
도 9는 압력센서와 연계된 CPU의 신호처리 과정을 나타내는 플로우챠트.
도 10은 본 발명의 충격감지프레임을 이용한 사고발생 신호의 전송방식을 나타내는 설명도.

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

먼저, 본 발명에 사용되는 안전모(25)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 하단 좌,우측에 안전모(25)의 착용을 위한 턱끈(26)을 연결시킨 것을 대표적인 예로 들 수 있으며, 종래의 기술내용에서 설명되어진 바와 같이 상기 캡본체의 하측 내주연부에는 착용자의 머리 부위를 감싸는 헤어밴드가 연결 설치될 것이고, 상기 헤어밴드의 둘레 방향을 따라서는 착용자의 정수리 부분을 캡본체와 이격시키는 십자형 또는 격자형 완충밴드가 연결 설치될 것이다.

도면상 상기 좌,우 턱끈(26)에는 착용자의 머리와 얼굴 크기에 맞추어 안전모(25)를 정확하게 착용할 수 있도록 턱끈(26)의 길이를 조정시킬 수 있는 조임버클(27)이 설치되어 있고, 상기 좌,우 턱끈(26)의 하단에는 안전모(25)의 착용을 위한 착탈식 착용클립(28)이 연결 설치되어 있으며, 경우에 따라서는 상기 착용클립(28)을 사용하지 않고 좌,우 턱끈(26)을 하나의 조임버클(27)로 연결시키는 방식 또는 좌,우 턱끈(26)을 직접 묶어서 착용하는 방식도 가능하며, 상기 조임버클(27)과 착용클립(28) 또한 도면에 도시된 것 이외의 다른 여러 가지 형태가 적용될 수 있다.

상기와 같은 안전모(25)에 설치되어 외부로부터 안전모(25)에 가해진 충격을 센서수단으로 감지하는 한편, 상기 센서수단로부터 CPU로 입력된 데이터를 이용하여 사고발생 신호를 외부로 송출시키도록 한 본 발명의 충격감지장치는 도 1 내지 도 6에 걸쳐 도시된 바와 같이, 안전모(25)의 하단측 외주면을 둘레 방향으로 감싸면서 안전모(25)와 밀착 설치되는 "C"자형 프레임 구조물로서의 세팅밴드(Setting band)(1)와, 상기 세팅밴드(1)를 안전모(25)상에 장착시켜 놓을 수 있도록 세팅밴드(1)의 양측 끝단부를 연결하는 조임용 핏팅밴드(Fitting band)(2)를 베이스로 하는 충격감지프레임(10)이 된다.

상기 세팅밴드(1)는 안전모(25)의 하단측 둘레 부분을 최소 1/2에서 최대 3/4 정도로 커버할 수 있는 치수로 제작하는 것이 바람직하고, 상기 핏팅밴드(2)가 안전모(25) 하단측의 나머지 둘레 부분을 커버하게 되는 것이며, 도면상 상기 세팅밴드(1)는 충격감지유닛(CPU,센서수단,배터리,송신모듈 등)의 장착과 보호를 위한 "C"자형 밴드프레임(3)의 후방면에 커버판(4)이 착탈 가능하게 조립 설치된 것으로 도시되어 있고, 상기 핏팅밴드(2)는 밴드프레임(3)의 양측 끝단부에 제공된 "ㄷ"자홈 형태의 연결단부(6)상에 연결핀(6a)을 개재시킨 상태로 연결 설치되어 있으며, 상기 핏팅밴드(2)의 양측 끝단부에 연결핀(6a)을 따라 감겨지는 고리 부분이 제공되어 있다.

상기 핏팅밴드(2)는 충격감지유닛이 구비된 세팅밴드(1)를 안전모(25)상에 견고히 장착시킬 수 있도록 제공되는 것으로서, 세팅밴드(1)를 안전모(25)와 탄력적으로 가압 밀착시킬 수 있는 탄성밴드 또는 조임버클(27)이 적용된 안전모(25)용 턱끈(26)처럼 그 길이 조정(조임력 조정)이 가능한 신축밴드 중에서 택일한 것이 사용될 수도 있고, 상기 탄성밴드와 신축밴드의 기능을 병용(竝用)시킨 것이 사용될 수도 있으며, 필요에 따라서는 상기 핏팅밴드(2)를 2부분으로 나누어 각 핏팅밴드(2)의 끝단에 벨크로테이프(매직테이프 또는 찍찍이)나 안전모(25)용 턱끈(26)에 적용된 것과 같은 착용클립(28)을 설치할 수도 있다.

상기와 같은 핏팅밴드(2)의 적용에 따라 안전모(25)의 치수에 거의 구애를 받지 않고 본 발명의 충격감지프레임(10)을 안전모(25)상에 용이하게 장착시켜 사용할 수 있음은 물론이고, 필요시마다 충격감지프레임(10)을 안전모(25)로부터 벗겨 내어 이를 따로 보관할 수 있는 한편, 충격감지유닛의 수리나 교체작업 역시 안전모(25)와 분리된 상태에서 매우 손쉽게 수행할 수 있는 것이며, 상기 세팅밴드(1)의 경우에도 안전모(25)의 치수에 맞추어 일정폭만큼 벌어지거나 탄성밴드(2)의 조임력에 의하여 일정폭만큼 오므릴 수 있도록 탄성이 우수한 플라스틱 재질의 프레임으로 제작하는 것이 바람직하다.

동일한 관점에서 상기 커버판(4)의 경우도 탄성이 우수한 플라스틱판을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 밴드프레임(3)과 커버판(4)의 조립에 사용되는 조립볼트(4a)는 도 6에서와 같이 커버판(4)의 후방면으로 볼트머리 부분이 돌출되지 않도록 접시머리 볼트나 피스 등을 사용하는 것이 바람직하며, 경우에 따라서는 도 7 및 도 8에서와 같이 상기 커버판(4)을 연질의 합성수지 또는 고무 재질로 하여 밴드프레임(3)의 후방면에 끼움식으로 조립 설치하는 것도 가능하고, 상기 체결조립 방식과 끼움조립 방식을 병용시키는 것도 가능하다.

상기와 같이 연질의 커버판(4)을 밴드프레임(3)의 후방면에 끼움식으로 조립시킬 경우, 도 7에서와 같이 밴드프레임(3)과 커버판(4)이 맞대어지는 조립면에 끼움조립부(24)와 조립홈(24a)을 요철(凹凸) 형상으로 대응 형성시킬 수도 있고, 도 8에서와 같이 상기 커버판(4)의 중앙부측에 충격감지유닛과 함께 밴드프레임(3)의 내측으로 끼워 맞춰지는 끼움조립부(24)를 형성시킴으로서, 충격감지유닛이 해당 끼움조립부(24)에 의하여 추가로 지지되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 방식 이외에도 밴드프레임(3)과 커버판(4)의 조립방식은 매우 다양한 방식이 적용될 수 있고, 상기 밴드프레임(3)과 커버판(4)의 조립부위는 충격감지유닛으로 수분이나 습기 등이 유입되지 않도록 수밀(水密) 구조를 가지도록 하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 밴드프레임(3)과 커버판(4)이 일체로 형성된 세팅밴드(1)의 내부에 충격감지유닛을 내장시킨 상태에서, 해당 세팅밴드(1)의 외측면상에 충격감지유닛의 조작과 세팅을 위한 스위치기구와 충전용 포트 등을 제공할 수도 있으나, 이는 충격감지유닛의 유지보수에 따른 편의성 측면에서는 바람직하지 못하다고 볼 수 있다.

추가적인 사항으로서, 상기 충격감지프레임(10)을 안전모(25)상에 보다 더 견고히 장착시켜 놓을 수 있도록, 상기 세팅밴드(1)와 핏팅밴드(2)에는 안전모(25)의 하단측에 걸어둘 수 있는 후크 형상의 홀딩클립(Holding clip)을 연결 설치하는 한편, 안전모(25)의 외측면과 밀착되는 세팅밴드(1)의 커버판(4) 내주면과 핏팅밴드(2)의 내주면은 논슬립표면(5)으로 형성시키는 것이 바람직하며, 상기 홀딩클립(7)은 신축 가능한 탄성밴드로서의 클립밴드(7a)를 이용하여 세팅밴드(1)와 핏팅밴드(2)에 각각 연결시키는 것이 바람직하고, 경우에 따라서는 상기 홀딩클립(7)이 3개 이상으로 설치될 수도 있다.

본 발명에 적용되는 상기 충격감지유닛의 대표적인 일례로서는 도 4 내지 도 6에 걸쳐 도시된 바와 같이, CPU(17)와 스위치모듈(19)과 송신모듈(21) 및 배터리(18)가 외부케이싱(12)에 내장되는 컨트롤러(20)와, 상기 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 양측부에 각각 연결 설치되는 연성PCB(13)와, 상기 각각의 연성PCB(13) 끝단에 연결 설치되는 가속도센서(14)와, 상기 각각의 연성PCB(13)상에 설치되는 변형량센서(15)로 구성되어 있고, 상기 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 상부면에는 스위치기구로서의 조작버튼(8)과 배터리(18)용 충전포트(18a) 및 송신모듈(21)용 무선안테나(11)가 각각 제공되어 있으며, 상기 충전포트(18a)에는 배터리(18)의 충전시에만 해당 포트를 개방시킬 수 있도록 수밀용 포트커버(9)가 착탈 가능하게 조립 설치되어 있다.

또한, 상기 세팅밴드(1)의 밴드프레임(3) 내측에는 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12)과 가속도센서(14) 및 연성PCB(13)의 세팅을 위한 수납공간(12a)(14a)과 배선공간(3b)이 각각 제공되어 있고, 상기 각각의 수납공간(12a)(14b)이 제공되는 수납부(3a) 부분은 밴드프레임(3)의 외부로 돌출 형성되어 있으며, 상기 컨트롤러(20)용 수납공간(12a)을 제공하는 밴드프레임(3)의 상부측은 외부케이싱(12)의 상부면에 제공된 조작버튼(8)과 충전포트(18a) 및 무선안테나(11)가 외부로 노출되도록 개구부로 형성되어 있고, 해당 수납공간(12a)의 좌,우측에는 연성PCB(13)의 연결을 위하여 외부케이싱(12)으로부터 돌출된 접속포트(16)가 끼워지는 조립프레임(12b)이 제공되어 있다.

상기와 같은 방식을 통하여 컨트롤러(20)와 센서수단이 포함된 충격감지유닛을 밴드프레임(3)의 내측으로 손쉽고 정확하며 안전하게 조립 및 세팅시킬 수 있음은 물론이고, 밴드프레임(3)의 개구부를 거쳐 외부로 노출되는 조작버튼(8)과 충전포트(18a)를 이용하여 충격감지유닛의 온(ON)/오프(OFF) 조작과 배터리(18)의 충전작업 역시 매우 용이하게 수행할 수 있으며, 밴드프레임(3)으로부터 커버판(4)을 분리시키는 즉시 충격감지유닛 전체를 외부로 빼낼 수 있기 때문에 충격감지유닛의 수리나 교체 작업에 따른 편의성도 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

필요에 따라서는 상기 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 전방면에 조작버튼(8)과 충전포트(18a) 및 무선안테나(11)를 배치하고, 앞서 설명되어진 개구부를 밴드프레임(3)의 전방면에 형성시킬 수도 있으나, 본 발명의 충격감지프레임(10)이 안전모(25)의 둘레 방향을 따라 조임식으로 장착되는 점을 감안할 경우, 해당 방식은 밴드프레임(3)의 구조적 강도를 저하시킬 소지가 있기 때문에, 상기 컨트롤러(20)를 밴드프레임(3)의 일측 끝단부에 배치시키는 경우에 한하여 해당 방식을 적용시키는 것이 바람직하다고 볼 수 있다.

상기 충격감지유닛을 이루는 가속도센서(14)는 공지된 바와 같이, 감지의 대상이 되는 물체에 가해지는 가속도의 크기와 방향을 출력하는 반도체 센서로서, 1축으로부터 3축에 이르는 감지축선에 의하여 그 타입이 나뉘어지고, 그 종류로서는 피에조 저항식과 정전용량식을 대표적인 예로 들 수 있으며, 중력가속도를 기준으로 하여 감지의 대상이 되는 물체의 기울어진 각도와 각 방향의 가속도로부터 해당 물체의 움직임을 보다 정확하게 검출할 수 있다.

상기와 같은 기능을 달성할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 가속도센서(14)를 사용하더라도 무방하며, 그 대표적인 예로서 가로와 세로 또는 그 직경이 1cm 내외가 되고, 그 두께가 3mm 이하가 되는 사각형이나 원형의 실리콘 가속도센서(14)를 들 수 있으며, 이러한 가속도센서(14)의 원리와 특징을 이용하여 안전모(25)에 가해진 충격의 크기와 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치 뿐만 아니라, 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있게 된다.

보다 더 구체적으로 설명하면, 안전모(25)에 충격이 가해질 경우 착용자의 머리 부위가 안전모(25)와 함께 특정 방향(충격이 가해진 방향과 반대 방향)으로 짧은 시간동안 빠르게 요동하므로, 해당 시점의 가속도 크기와 그 방향을 가속도센서(14)로 측정하여 안전모(25)에 가해진 충격의 크기와 그 위치를 일차적으로 판단할 수 있으며, 작업자의 보행을 포함한 정상적인 움직임의 속도와 승강기의 속도 등을 컨트롤러(20)의 CPU(17)상에 대조군으로 미리 입력하여 놓은 다음, 대조군의 속도를 기반으로 하여 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있다는 것이다.

예를 들어, 대조군의 속도보다 빠른 속도로 안전모(25)가 이동되는 한편, 그 마지막 시점에 안전모(25)에 충격이 가해진 것으로 판단된 경우에는 작업자가 쓰러지거나 추락한 이후 그 충격이 안전모(25)에 가해진 것을 의미하고, 안전모(25)에 충격이 가해진 직후 대조군의 속도보다 빠른 속도로 안전모(25)가 이동된 다음, 그 마지막 시점에 안전모(25)에 충격이 재차 가해진 것으로 판단된 경우에는 작업자가 낙하물이나 구조물과의 충돌 이후 쓰러지거나 추락하였음을 의미하는 것이다.

이와는 달리, 대조군의 속도보다 빠른 속도로 안전모(25)가 이동되기는 하였으나, 해당 시점의 전,후로 안전모(25)에 충격이 가해진 정황이 포착되지 아니한 경우는 작업자가 어떤 요인으로 인하여 현장을 긴급히 이탈하였음을 의미하는 것이며, 이러한 측정방식을 통하여 안전모(25)에 가해진 충격의 크기와 그 위치를 사고유형과 함께 종합적으로 분석 및 판단토록 함으로서, 안전사고 이후의 후속조치를 한층 더 합리적이고 체계적으로 수행할 수 있는 것이다.

이와 더불어, 상기 가속도센서(14)와 함께 설치되는 변형량센서(15)는 앞선 선출원의 내용에서 설명되어진 바와 같이, 외부로부터 가해진 충격에 의하여 안전모(25)에 장착된 충격감지프레임(10)의 세팅밴드(1)가 안전모(25)의 캡본체와 함께 순간적으로 뒤틀리거나 늘어나거나 오므라드는 등의 변형이 발생될 시, 해당 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 충격감지센서가 되며, 이러한 변형량센서(15)를 가속도센서(14)와 함께 활용하여 안전모(25)에 가해진 충격의 크기(충격량)를 한층 더 정확하게 검출할 수 있도록 하였다.

상기와 같이 시트형 충격감지센서로의 변형량센서(15)를 가속도센서(14)와 함께 컨트롤러(20)의 CPU(17)와 용이하게 접속시키도록 함과 동시에, 외부로부터 가해진 충격에 의하여 안전모(25)와 함께 변형되는 세팅밴드(1)의 변형상태를 변형량센서(15)가 보다 더 섬세하게 감지할 수 있도록, 기존의 리드선을 대신하여 연성PCB(FPCB: Flexible printed circuit board)(13)를 사용한 것이며, 상기 연성PCB(13)는 공지된 바와 같이 유연하게 구부러지는 회로기판을 말하는 것으로서, 접속회로를 제공하는 구리필름을 폴리이미드 필름(Polyimide film)과 접착제로 결합시킨 3층 구조가 주로 사용되어졌으나, 최근에는 구리필름과 폴리이미드 필름을 다이캐스팅 방식으로 직접 접착시킨 2층 구조의 제품이 출시되고 있다.

상기와 같은 연성PCB(13)를 이용하여 가속도센서(14)와 변형량센서(15)를 컨트롤러(20)의 CPU(17)와 접속시키되, 상기 컨트롤러(20)를 세팅밴드(1)의 중앙측에 배치시킨 상태에서 컨트롤러(20)의 양측으로 연성PCB(13)를 각각 연결 설치하고, 외부의 충격에 의한 변형이 가장 적게 발생하는 좌,우측 연성PCB(13)의 끝단부에 가속도센서(14)를 연결 설치하는 한편, 외부의 충격에 의한 변형이 가장 크게 발생하는 좌,우측 연성PCB(13)의 중앙측에 변형량센서(15)를 부착 설치하는 것이 바람직하지만, 이외에도 가속도센서(14)와 변형량센서(15)를 연성PCB(13)와 함께 배치시키는 방식은 매우 다양하게 적용이 가능함은 물론이다.

예를 들어, 상기 컨트롤러(20)를 세팅밴드(1)의 일측 끝단부에 배치시키는 한편, 상기 연성PCB(13)는 컨트롤러(20)의 일측으로부터 세팅밴드(1)의 타측 끝단부까지 연장시킨 다음, 해당 연성PCB(13)의 임의 위치상에 가속도센서(14)와 변형량센서(15)를 각각 1개 이상의 개수로 설치할 수도 있다는 것이며, 상기 연성PCB(13)를 컨트롤러(20)의 CPU(17)와 접속시키기 위한 접속단부(13a)는 납작한 기판 형태로 하여 컨트롤러(20)용 외부케이싱(12)의 접속포트(16) 내측에 일체로 고정시켜 놓을 수도 있고, USB 포트나 휴대폰 충전포트 형태로 하여 해당 접속포트(16)와 착탈 가능하게 끼움식으로 조립 설치될 수도 있다.

상기와 같은 방식중에서 연성PCB(13)의 접속단부(13a)를 USB 포트나 휴대폰 충전포트 형태로 하여 컨트롤러(20)의 접속포트(16)와 착탈 가능하게 끼움식으로 조립 설치하는 것이 충격감지유닛의 유지보수에 따른 편의성 측면에서 보다 더 바람직하다고 볼 수 있으며, 동일한 관점에서 상기 컨트롤러(20)용 외부케이싱(12)의 경우에도 그 전방면이나 후방면을 본체로부터 분리시킬 수 있는 조립식 수밀케이싱으로 하여 컨트롤러(20)용 내장부품을 안전하게 보호토록 함과 동시에, 이에 대한 수리작업 등을 보다 더 용이하게 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하고, 상기 외부케이싱(12)의 후방면에도 조립볼트(4a)용 조립구멍(4b)이나 조립홈(24a)을 형성시켜 커버판(4)의 견고한 조립이 가능토록 것이 바람직하다.

도 5를 기준으로 할 경우, 좌,우측 연성PCB(13)의 접속단부(13a)로부터 총 3개의 리드선(22)이 컨트롤러(20)의 CPU(17)로 각각 연장되어 있는 바, 상기 리드선(22) 중에서 2개의 리드선(22)은 가속도센서(14)를 CPU(17)와 접속시키는 입출력선(전력공급과 신호전송)이 되고, 나머지 하나의 리드선(22)은 변형량센서(15)를 CPU(17)와 접속시키는 출력선(신호전송)이 되며, 상기 배터리(18)로부터 연장되는 메인전원용 리드선(22)이 스위치모듈(19)을 거쳐 CPU(17)와 접속되어 있고, 상기 CPU(17)로부터 연장되는 테이터 송출용 리드선(22)이 송신모듈(21)과 접속되어 있으며, 상기 스위치모듈(19)의 조작버튼(8)은 누름스위치로 하여 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 상부면으로 돌출되어 있다.

상기와 같은 컨트롤러(20)의 배선구조 역시 도 5에 도시된 형태로 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있음을 밝혀두는 바이며, 충격감지유닛의 온/오프 조작을 위한 상기 조작버튼(8)의 경우에도 누름스위치 방식이 아닌 터치식 또는 레버식 스위치 등이 사용될 수 있고, 안전모(25)의 착용자가 충격감지유닛의 온/오프 상태를 손쉽게 인지할 수 있도록 온/오프시를 구분하는 알람기구나 점등램프 등이 제공될 수도 있으며, 조작버튼(8)이 아래로 눌려져 있거나 위로 올라와 있는 상태 또는 레버스위치가 특정 방향으로 젖혀진 상태 등으로부터도 충격감지유닛의 온/오프 상태를 식별할 수 있음은 물론이고, 선출원에 적용된 바와 같은 리셋버튼 역시 스위치기구에 포함될 수 있다.

추가적인 사항으로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 후방면상에 안전모(25)에 대한 충격감지프레임(10)의 장착상태를 밴드조임력, 즉 핏팅밴드(2)에 의하여 세팅밴드(1)가 안전모(25)와 가압 밀착되는 힘으로 감지하는 압력센서(23)를 추가로 설치하고, 상기 압력센서(23)를 리드선(22)에 의하여 CPU(17)와 접속시킴으로서, 충격감지프레임(10) 장착상태의 적합성 여부와 안전모(25)로부터 충격감지프레임(10)이 정상적으로 벗겨진(장착해제) 것인지, 아니면 외부의 충격에 의하여 벗겨진 것인지를 추가로 판단하여 각 상황별로 적합한 조치를 수행할 수 있도록 하였다.

다시 말해서, 도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 충격감지프레임(10)을 안전모(25)에 장착시킨 상태에서, 스위치기구로서의 조작버튼(8)을 이용하여 CPU(17)를 온(ON) 상태로 세팅시킨 직후, 상기 압력센서(23)로부터 설정치 이상의 출력값이 인지되는지를 CPU(17)에서 감지하여 충격감지프레임(10) 장착상태의 적합성 여부를 판단하는 장착감지단계와, 충격감지프레임(10)이 적합하게 장착된 것으로 판단된 이후부터 압력센서(23)로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋되었는지의 여부를 CPU(17)에서 판단하는 메인감지단계를 거치도록 한다는 것이다.

상기와 같은 장착감지단계에서 충격감지프레임(10)의 장착상태가 적합하지 않은 것으로 판단될 시에는, 해당 상황을 알람이나 경고등으로 작업자에게 알릴 수 있도록 하며, 이를 위하여 상기 세팅밴드(1) 또는 컨트롤러(20)에는 충격감지프레임(10)의 장착불량을 알리는 경보기나 경고등이 추가로 설치될 수 있고, 앞서 설명되어진 바와 같이 충격감지유닛의 온/오프 상태를 안전모(25)의 착용자가 인식할 수 있도록 한 알람기구나 점등램프에 해당 기능을 추가로 부여하는 것도 가능하며, 해당 알람기구(경보기)나 점등램프(경고등) 역시 리드선(22)에 의하여 컨트롤러(20)의 CPU(17)와 접속 설치될 것이다.

이와 더불어, 상기 메인감지단계에서는 안전모(25)에 가해진 충격없이 압력센서(23)로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는, 충격감지프레임(10)의 정상적인 장착해제 상태, 예를 들어 현장에서의 작업이 종료되거나 휴식 등을 위하여 작업자가 안전모(25)를 벗은 다음 충격감지프레임(10)을 안전모(25)로부터 벗겨낸 상황으로 판단하여 스위치기구의 조작여부에 상관없이 배터리(18)의 전원을 자동으로 차단시킴에 따라 불필요한 전력의 낭비를 방지토록 하게 된다.

또한, 착용자의 의도와는 상관없이 충격감지프레임(10)이 안전모(25)를 따라 밀려 올라가서 헐겁게 장착되는 등의 상황이 발생할 수도 있기 때문에, CPU(17)에 의한 배터리(18)의 전원차단 이전에 알람기구(경보기)나 점등램프(경고등)를 작동시킴으로서, 착용자가 충격감지프레임(10)의 장착해제(장착불량) 상태를 인지할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 안전모(25)에 충격이 가해진 직후 압력센서(23)로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는, 외부로부터의 강한 충격에 의하여 충격감지프레임(10)이 안전모(25)로부터 벗겨진 것으로 판단하여 사고발생 신호를 즉시 전송(송출)시키도록 한다.

상기와 같이 압력센서(23)를 이용한 감지단계에 적용되는 설정치의 값은 밴드프레임(3)에 대한 커버판(4)의 조립이 완료된 직후 조작버튼(8)을 3~5초간 길게 누르거나 상기 조작버튼(8)과 별도로 제공된 리셋버튼을 눌러 해당 시점의 압력값(커버판의 가압력)을 제로(Zero)로 세팅시킨 다음, 충격감지프레임(10)의 장착에 필요한 최소 조임력의 값을 이에 더하여 산출하는 방식을 대표적인 예로 들 수 있으며, 밴드프레임(3)과 커버판(4)이 일체로 형성된 세팅밴드(1)의 경우에는 충격감지프레임(10)의 장착에 필요한 최소 조임력의 값을 설정치로 하여 CPU(17)에 입력시키는 것만으로도 충분하다.

상기와 같이 밴드프레임(3)과 커버판(4)이 일체로 형성된 세팅밴드(1)의 경우에 있어, 상기 압력센서(23)를 세팅밴드(1)의 후방면(커버판측)에 설치하여 놓은 상태에서 세팅밴드(1)에 내장된 컨트롤러(20)의 CPU(17)와 접속시킬 수도 있고, 상기 CPU(17)와 배터리(18)와 스위치모듈(19)과 송신모듈(21)의 경우에도 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12)에 내장시키지 않고 센서수단과 연성PCB(13) 및/또는 리드선(22) 등과 함께 세팅밴드(1)의 내부에 분산 설치할 수도 있으며, 상기 스위치기구와 배터리(18)용 충전모듈 등은 앞서 설명되어진 바와 같이 세팅밴드(1)의 외측면, 바람직하게는 상부면 임의 위치에 제공될 것이다.

도 10에 도시된 것은 본 발명의 충격감지프레임(10)을 이용하여 사고발생 신호를 송출시키는 방식을 나타낸 것으로서, 본 발명의 충격감지프레임(10)이 작업용 안전모(25)에 설치된 경우에는 송신모듈(21)의 무선안테나(11)로부터 해당 작업장의 현장관리소(30)로 사고발생 신호를 직접 전송시키거나, 착용자의 휴대용 단말기(29)를 통하여 현장관리소(30)와 구급센터(31)로 동시 전송시키도록 하며, 본 발명의 충격감지프레임(10)이 오토바이용 헬멧 또는 레저스포츠용 헬멧으로 사용되는 안전모(25)에 설치된 경우에는, 송신모듈(21)의 무선안테나(11)로부터 착용자의 휴대용 단말기(29)를 거쳐 구급센터(31)로 사고발생 신호를 전송시키게 되며, 이는 앞선 선출원에 기재된 내용과 일맥 상통하는 것이다.

상기 휴대용 단말기(29)는 안전모(25)의 착용자가 소지하고 있는 스마트폰을 대표적인 예로 들 수 있으나, 다른 어떠한 종류의 휴대용 단말기(29)라도 스마트폰의 앱(App: Application)과 유사한 방식으로 충격감지프레임(10)과의 동기화(同期化, Synchronization: 2개 이상의 대상을 적절한 방법으로 결합하고 제어하여 위상을 같게 하는 것)를 거쳐 사용이 가능하며, 상기 현장관리소(30)와 구급센터(31)에서는 충격감지프레임(10)의 송신모듈(21) 또는 착용자의 휴대용 단말기(29)를 거쳐 전송된 신호를 컴퓨터와 같은 정보처리장치로 판단하여 신속하고 적절한 구급조치를 수행하게 되는 것이다.

이와 더불어, 어선과 같은 선박에 있어 선원들이 바다로 추락하여 조난되는 것과 같은 안전사고를 신속히 파악할 수 있도록 하는 한편, 각종 작업현장에서는 작업자의 안전사고 판단과 더불어 근태관리까지 수행할 수 있도록, 안전모(25) 착용자의 현재 위치를 작업장의 현장관리소(30) 또는 선박의 조타실로 실시간 전송하는 기능을 본 발명의 충격감지프레임(10)에 추가로 제공할 수도 있으며, 이러한 착용자 위치정보의 실시간 전송기능 역시 CPU(17)와 접속된 GPS 등을 활용한 공지기술에 해당하므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 충격감지프레임(10)에 따르면, CPU(17)와 송신모듈(21)과 가속도센서(14)가 배터리(18) 등과 함께 내장된 "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드(1)와, 상기 세팅밴드(1)의 양측단을 연결하는 조임식 핏팅밴드(2)를 이용하여 필요시마다 안전모(25)상에 용이하게 장착시켜 사용할 수 있는 충격감지장치를 제공할 수 있는 동시에, 상기 가속도센서(14)를 이용하여 안전모(25)에 가해진 충격의 크기와 해당 충격이 가해진 착용자 머리 부위의 위치 뿐만 아니라, 충격 전,후에 착용자의 추락이나 쓰러짐 등이 발생하였는지의 여부까지 추가로 판단할 수 있다.

상기와 같이 안전모(25)에 가해진 충격의 크기와 그 위치를 사고유형과 함께 종합적으로 분석 및 판단토록 함으로서, 안전사고 이후의 후속조치를 한층 더 합리적이고 체계적으로 수행할 수 있으며, 충격감지용 센서수단을 안전모(25)와 일체로 설치하였던 종래의 경우와는 달리 안전모(25)의 제작과 충격감지장치의 유지관리(수리나 교체) 비용을 크게 절감시킬 수 있는 한편, 안전모(25)의 파손시 충격감지장치를 함께 폐기시킴에 따른 불필요한 경제적 낭비를 방지하고, 충격감지장치의 취급과 조작에 따른 편의성도 향상시킬 수 있다.

또한, "C"자형 밴드프레임(3)의 후방측에 착탈식 커버판(4)이 조립된 구조로 세팅밴드(1)를 구성하고, 상기 CPU(17)는 송신모듈(21)과 배터리(18) 및 스위치모듈(19)과 함께 컨트롤러(20)용 외부케이싱(12)에 내장시켜 가속도센서(14)와 함께 밴드프레임(3)의 내측에 삽입시키되, 스위치기구와 충전포트(18a) 및 무선안테나(11)가 제공된 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 상부면을 밴드프레임(3)의 외부로 노출시킴으로서, 충격감지프레임(10)의 취급과 조작 및 그 유지보수에 따른 편의성을 극대화시킬 수 있으며, 컨트롤러(20)와 접속되는 연성PCB(13)상에 가속도센서(14)와 변형량센서(15)를 동시에 설치하여 안전모(25)에 가해진 충격의 양상을 2개의 센서로 한층 더 정확하게 감지 및 판단할 수 있다.

특히, 상기 세팅밴드(1) 또는 컨트롤러(20)의 외부케이싱(12) 후방면에 충격감지프레임(10)의 조임력을 감지하는 압력센서(23)를 추가로 설치함으로서, 충격감지프레임(10) 장착상태의 적합성 여부와 안전모(25)로부터 충격감지프레임(10)이 정상적으로 벗겨진 것인지 외부의 충격에 의하여 벗겨진 것인지를 추가로 판단하여 각 상황별로 적합한 조치, 예를 들어 충격감지프레임(10) 장착불량의 경고와 정상적인 장착해제시의 배터리(18) 전원차단 및 외부의 충격에 의한 장착해제시의 사고신호 송출 등을 자동적으로 수행할 수 있다.

추가적인 사항으로서, 안전모(25)에 걸어둘 수 있는 홀딩클립(7)과 안전모(25)와 밀착되는 논슬립표면(5)을 이용하여 충격감지프레임(10)을 안전모(25)상에 보다 견고히 장착시킬 수 있음은 물론이고, 탄성밴드 및/또는 신축밴드로서의 핏팅밴드(1)를 이용하여 안전모(25)의 치수에 크게 구애를 받지 않고 충격감지프레임(10)을 보다 더 손쉽게 장착시킬 수 있으며, 안전모(25)의 착용자(작업자)가 기설정된 작업영역을 이탈하였는지의 여부까지 현장관리소(30)나 선박의 조타실 등지에서 확인이 가능토록 함으로서, 작업자들의 동선 및 근태관리 뿐만 아니라 선원들의 조난여부를 신속히 파악하는 용도로도 활용할 수 있는 것이다.

1 : 세팅밴드 2 : 핏팅밴드 3 : 밴드프레임
3a : 수납부 3b : 배선공간 4 : 커버판
4a : 조립볼트 4b : 조립구멍 5 : 논슬립표면
6 : 연결단부 6a : 연결핀 7 : 홀딩클립
7a : 클립밴드 8 : 조작버튼 9 : 포트커버
10 : 충격감지프레임 11 : 무선안테나 12 : 외부케이싱
12a,14a : 수납공간 12b : 조립프레임 13 : 연성PCB
13a : 접속단부 14 : 가속도센서 15 : 변형량센서
16 : 접속포트 17 : CPU 18 : 배터리
18a : 충전포트 19 : 스위치모듈 20 : 컨트롤러
21 : 송신모듈 22 : 리드선 23 : 압력센서
24 : 끼움조립부 24a : 조립홈 25 : 안전모
26 : 턱끈 27 : 조임버클 28 : 착용클립
29 : 휴대용 단말기 30 : 현장관리소 31 : 구급센터

Claims (13)

1. 외부로부터 안전모에 가해진 충격을 센서수단으로 감지하는 한편, 해당 센서수단으로부터 입력된 데이터를 CPU에서 처리하여 무선안테나가 구비된 송신모듈로 사고발생 신호를 송출시키도록 한 안전모용 충격감지장치에 있어서,
   상기 충격감지장치는 안전모의 하단측 외주면을 둘레 방향으로 감싸면서 안전모와 밀착 설치되는 충격감지프레임이 되고, 상기 충격감지프레임은 CPU와 센서수단과 송신모듈이 배터리와 함께 내장되는 "C"자형 프레임으로서의 세팅밴드와, 상기 세팅밴드를 안전모에 장착시켜 놓을 수 있도록 세팅밴드의 양측 끝단부를 연결하는 조임용 핏팅밴드를 포함하여서 이루어지며,
   상기 센서수단은 최소 1개 이상의 가속도센서를 포함하여서 이루어지고, 상기 세팅밴드의 외측면에는 충격감지프레임의 온(ON)/오프(OFF) 조작을 위한 스위치기구가 제공되는 한편, 상기 스위치기구가 세팅밴드에 내장된 스위치모듈을 거쳐 CPU와 접속 설치되며,
   상기 CPU와 배터리와 송신모듈과 스위치모듈은 외부케이싱에 내장된 상태로 컨트롤러를 제공하도록 이루어지고, 상기 스위치기구는 컨트롤러의 외부케이싱 상부면에 제공되며,
   상기 세팅밴드는 "C"자형의 밴드프레임 후방면에 커버판이 착탈 가능하게 조립 설치된 것이고, 상기 밴드프레임의 내측에는 컨트롤러와 가속도센서의 장착을 위한 수납공간 및 컨트롤러와 가속도센서의 접속을 위한 리드선의 배선공간이 제공되며,
   상기 컨트롤러의 외부케이싱은 해당 수납공간을 통하여 끼움식으로 조립 설치되고, 상기 컨트롤러용 수납공간의 상측부는 외부케이싱의 상부면이 노출되도록 밴드프레임 부분을 절개시킨 개구부로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤러의 외부케이싱 상부면에는 스위치기구로서의 조작버튼과 함께 배터리용 충전포트와 송신모듈용 무선안테나가 외부로 노출되도록 설치되고, 상기 충전포트에는 수밀용 포트커버가 착탈 가능하게 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
4. 제 1항에 있어서, 상기 커버판은 플라스틱판으로 하여 밴드프레임의 후방면상에 나사체결식으로 조립 설치되거나, 연질의 합성수지 또는 고무 재질로 하여 밴드프레임의 후방면상에 끼움식으로 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
5. 제 1항에 있어서, 상기 컨트롤러와 가속도센서의 접속을 위한 리드선은 플렉시블한 재질의 연성PCB가 되고, 상기 연성PCB가 컨트롤러용 외부케이싱의 일측 또는 양측을 관통하여 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
6. 제 5항에 있어서, 상기 연성PCB상에는 안전모에 가해진 충격에 의한 세팅밴드의 변형량에 비례하여 기전력을 발생시키는 시트형 변형량센서가 가속도센서와 함께 설치되고, 상기 변형량센서가 가속도센서와 함께 연성PCB를 거쳐 컨트롤러의 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
7. 제 1항과 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러의 외부케이싱 후방면에는 안전모에 대한 충격감지프레임의 장착상태를 밴드조임력으로 감지하는 압력센서가 추가로 설치되고, 상기 압력센서가 리드선에 의하여 CPU와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
8. 제 7항에 있어서, 상기 압력센서로부터 입력된 신호를 CPU에서 처리하는 방식은, 충격감지프레임이 온(ON) 상태로 세팅된 직후 압력센서로부터 설정치 이상의 출력값이 인지되는지를 감지하여 충격감지프레임 장착상태의 적합성 여부를 판단하는 장착감지단계와, 충격감지프레임이 적합하게 장착된 것으로 판단된 이후부터 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋되었는지의 여부를 판단하는 메인감지단계를 포함하여서 이루어지며,
   상기 메인감지단계에서 안전모에 가해진 충격없이 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는 충격감지프레임의 정상적인 장착해제 상태로 판단하여 배터리의 전원을 자동으로 차단시키고, 안전모에 충격이 가해진 직후 압력센서로부터의 출력값이 설정치 이하로 리셋될 시에는 사고발생 신호를 즉시 송출시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
9. 제 8항에 있어서, 상기 세팅밴드 또는 컨트롤러에는 장착감지단계에서 충격감지프레임의 장착상태가 적합하지 않은 것으로 판단될 시, CPU에 의하여 점등되거나 알람을 발생시키는 경고등이나 경보기가 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
10. 제 1항과 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 충격감지프레임에는 안전모 착용자의 현재 위치를 작업장의 현장관리소 또는 선박의 조타실로 실시간 전송하는 기능이 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
11. 제 1항과 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세팅밴드와 핏팅밴드에는 안전모의 하단측에 걸어둘 수 있는 후크 형상의 홀딩클립이 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
12. 제 1항과 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안전모의 외측면과 밀착되는 세팅밴드와 핏팅밴드의 내주면은 논슬립표면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.
13. 제 1항과 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 핏팅밴드는 세팅밴드를 안전모와 탄력적으로 가압 밀착시키는 탄성밴드 또는 길이 조정이 가능한 신축밴드 중에서 택일한 것이 되거나, 상기 탄성밴드와 신축밴드를 병용시킨 것이 됨을 특징으로 하는 안전모용 착탈식 충격감지프레임.

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