KR102638237B1 - 헤드어레이 조종기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기는 전동휠체어와 연동되어 전동휠체어의 속도 및 방향을 제어하기 위한 헤드어레이 조종기에 관한 것으로서, 사용자의 헤드를 지지하는 헤드지지부; 및 상기 헤드지지부상에 배치되되, 사용자의 헤드와 접촉하는 센서부;를 포함하며, 상기 센서부는, 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동되는 가압부; 상기 가압부 내의 소정의 공간에 배치되는 자기부; 상기 헤드 지지부로부터 돌출 형성되되, 내측에 내부 공간을 형성하며, 상기 가압부와 결합되는 지지부; 및상기 지지부가 형성하는 삽입구에 배치되되, 상기 자기부와 상기 길이 방향으로 오버랩되는 위치에 배치되며, 상기 자기부의 자기력을 센싱하는 자기센서부;를 포함하는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.

Description

헤드어레이 조종기{Head array controller}
본 발명은 헤드어레이 조종기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전신 마비나 중증 환자가 착용하여 탑승한 전동휠체어의 속도 및 방향을 제어할 수 있는 헤드어레이 조종기에 관한 것이다.
최근, 팔이나 다리가 부자유스러운 사람의 이동을 위한 수단으로서 전동 휠체어의 보급율은 해마다 높아지고 있다.
특히 교통 사고나 재해로 인하여 전신 마비 등의 환자는 전동 휠체어를 제어할 경우, 사람의 호기를 이용한 호기 스위치나 CCD 카메라로 머리 부분의 움직임을 파악해 제어하는 것이 있었다.
그렇지만 사람의 호기를 이용한 호기 스위치는 숨의 방법(강약, 장단)에 의한 제어가 어렵고, CCD 카메라를 이용한 제어 방법은 CCD 카메라가 정확하게 머리 부분의 움직임을 인식하기 위해 사용자가 목의 움직임을 크게 하지 않으면 인식이 어렵기 때문에 목이 부자유스러운 사용자는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 대한민국 공개특허 제10-2008-0114127 A호(2008.12.31)에서는 무선 조종이 가능한 모듈화된 지능형 전동휠체어가 개시되어 있다.
상기 무선 조종이 가능한 모듈화된 지능형 전동휠체어에서는 탑승자가 휠체어의 전진 후진 및 방향 전환을 입력하는 사용자 조종기가 탑재되어 있으나, 팔을 이용하지 못하는 전신 마비 등의 환자는 전동 휠체어를 제어하기 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 환자 두부를 이용하여 전동휠체어를 조종하는 제어 장치가 개발되고 있으나, 감압되는 영역(전진, 후진 등을 명령하는 영역)이 중복 될 경우, 접촉 면적에 의존하여 사용자의 의도를 정확히 파악하기 어려운 문제점이 있었으며, 제어방식 또한, ON/OFF 방식을 채용하여, 방향이나 속도를 제어함에 있어서 보다 면밀히 제어하지 못하는 문제점이 있었다.
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본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 팔과 다리가 불편하거나, 전신 마비 등의 환자(사용자)가 헤드를 사용하여 보다 용이하게 전동 휠체어의 속도 및 방향을 제어할 수 있는 전동 휠체어와 연동된 헤드어레이 조종기를 제공하고자 함이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기는 전동휠체어와 연동되어 전동휠체어의 속도 및 방향을 제어하기 위한 헤드어레이 조종기에 관한 것으로서, 사용자의 헤드를 지지하는 헤드지지부; 및 상기 헤드지지부상에 배치되되, 사용자의 헤드와 접촉하는 센서부;를 포함하며, 상기 센서부는, 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동되는 가압부; 상기 가압부 내의 소정의 공간에 배치되는 자기부; 상기 헤드 지지부로부터 돌출 형성되되, 내측에 내부 공간을 형성하며, 상기 가압부와 결합되는 지지부; 및상기 지지부가 형성하는 삽입구에 배치되되, 상기 자기부와 상기 길이 방향으로 오버랩되는 위치에 배치되며, 상기 자기부의 자기력을 센싱하는 자기센서부;를 포함하는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기에 의하면, 팔과 다리가 불편하거나, 전신 마비 등의 환자(사용자)가 헤드를 사용하여 사용하여 보다 용이하게 전동 휠체어의 속도 및 방향을 제어할 수 있으며 또한, 전동 휠체어의 속도 및 방향을 공지된 ON/OFF 방식의 제어가 아닌, 보다 정밀한 비례적 제어가 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 전반적으로 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기의 구성을 설명하기 위한 개략 사시도 및 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기가 전동 휠체어의 속도를 비례적으로 제어하는 것을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부를 설명하기 위한 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제1 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제2 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제2 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기는 전동휠체어와 연동되어 전동휠체어의 속도 및 방향을 제어하기 위한 헤드어레이 조종기에 관한 것으로서, 사용자의 헤드를 지지하는 헤드지지부; 및 상기 헤드지지부상에 배치되되, 사용자의 헤드와 접촉하는 센서부;를 포함하며, 상기 센서부는, 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동되는 가압부; 상기 가압부 내의 소정의 공간에 배치되는 자기부; 상기 헤드 지지부로부터 돌출 형성되되, 내측에 내부 공간을 형성하며, 상기 가압부와 결합되는 지지부; 및상기 지지부가 형성하는 삽입구에 배치되되, 상기 자기부와 상기 길이 방향으로 오버랩되는 위치에 배치되며, 상기 자기부의 자기력을 센싱하는 자기센서부;를 포함하는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
또한, 상기 센서부는, 센서부 내에 배치되어, 상기 가압부로의 복원력을 인가하는 탄성부;를 더 포함하며, 상기 가압부는, 사용자의 헤드로부터 외력을 인가받는 가압본체부; 및 상기 가압본체부로부터 연장되며, 돌출 형성되는 가압돌출부;를 구비하며, 상기 가압돌출부는, 상기 자기부가 삽입되는 제1 삽입공간을 형성하는 제1 돌출부; 상기 제1 돌출부와 높이 방향으로 이격되되, 상기 탄성부가 삽입되는 제2 삽입공간을 형성하는 제2 돌출부; 및 상기 지지부의 외주면과 결합되어 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제3 돌출부;를 더 구비하며,상기 탄성부는, 상기 제2 삽입공간에 삽입되어 상기 제1 돌출부를 포위하는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
또한, 상기 가압부는, 사용자의 헤드로부터 외력을 인가받는 가압본체부; 및 상기 가압본체부로부터 연장되며, 돌출 형성되는 가압돌출부;를 구비하며, 상기 센서부는, 상기 가압돌출부와 결합되는 외력전달부;를 더 구비하고, 상기 가압돌출부는, 일단이 상기 외력전달부와 결합되는 제1 돌출부; 및 상기 제1 돌출부와 높이 방향으로 이격되되, 상기 지지부의 외주면과 결합되어 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 돌출부;를 더 구비하며, 상기 외력전달부는, 상기 가압돌출부로부터 외력을 인가 받는 전달몸체부; 및 상기 전달몸체부로부터 연장되며 돌출 형성되는 전달돌출부;를 더 구비하고, 상기 전달돌출부는, 상기 자기부가 삽입되는 삽입 공간을 형성하는 제1 전달돌출부; 및 외주면이 상기 지지부와 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 전달돌출부;를 더 구비하며, 상기 지지부는, 상기 헤드지지부와 결합되는 지지몸체부; 및 상기 지지몸체부로부터 연장되어 돌출 형성되는 지지돌출부;를 더 구비하고, 상기 지지돌출부는, 탄성부가 삽입되는 내부 공간을 형성하며, 내주면이 상기 외력전달부와 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부의 길이 방항으로의 위치 이동을 구현하는 제1 지지돌출부; 및 내주면이 상기 가압부와 결합되어, 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 지지돌출부;를 더 구비하며, 상기 자기부는, 상기 외력전달부에 의해 높이 방향과 수평이 유지되는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
또한, 상기 탄성부는, 일단이 상기 삽입구에 삽입되고, 타단이 상기 삽입 공간에 삽입되는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
또한, 상기 센서부는, 일단이 상기 삽입구에 삽입되어 고정되고, 타단이 상기 삽입 공간에 삽입되어 고정되되, 상기 탄성부를 포위하는 포위부;를 더 구비하는, 헤드어레이 조종기 일 수 있다.
각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 전반적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기의 구성을 설명하기 위한 개략 사시도 및 부분 단면도이다.
도 3의 (a) 내지 (b)는 공지된 속도 제어 그래프 및 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기가 전동 휠체어의 속도를 비례적으로 제어하는 것을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제1 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제2 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기를 구성하는 센서부의 제2 실시예를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 떨어지거나 당업자로부터 용이하게 도출될 수 있는 부분은 간략화 하거나 생략하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드어레이 조종기에 대해 자세히 설명하겠다.
먼저, 방향에 대한 용어를 정의하자면, 도 2에서 볼 수 있듯이, x방향을 길이 방향, y방향을 높이 방향으로 정의한다.
일례로, 헤드어레이 조종기(10)는 도1 에서 볼 수 있듯이, 사용자(환자)의 머리에 착용되어 사용자의 머리에 의한 가압을 센싱하고, 이에 대한 정보를 전동 휠체어의 제어부(미 도시)로 송신할 수 있으며, 제어부는 수신한 센싱 정보에 대응하여 전동 휠체어에 구비된 구동 모터(미 도시) 또는 조향 장치(미 도시) 등을 제어한다.
상기 헤드 어레이(10)와 상기 제어부는 공지된 근거리 무선통신 등의 방법으로 센싱된 정보를 실시간으로 송, 수신하여 전동 휠체어의 속도 및 방향을 제어한다.
상기 헤드어레이 조종기(10)는 사용자의 편의성을 보다 높이기 위하여 음성을 출력하는 출력부 및 환자의 음성을 인식하는 마이크부를 더 구비할 수 있다.
상기 헤드어레이 조종기(10)는 도 2에서 볼 수 있듯이, 사용자의 헤드를 지지하는 헤드지지부(100) 및 상기 헤드지지부(100) 상에 배치되거나 상기 헤드지지부(100) 내에 탑재된 센서부(200)로 구성된다.
즉, 사용자는 센서부(200)의 특정 영역(센서부의 중심을 기준으로 소정의 반경)을 반복적으로 가압함으로서, 제어부로 전동 휠체어의 속도에 대한 정보(가속)를 전달 할 수 있으며, 가압을 중지 함으로서, 속도에 대한 정보(감속)를 제어부로 전달하게 된다.
상기 센서부(200)는 도 4에서 볼 수 있듯이, 사용자가 헤드를 통해 외력을 인가하면 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동되는 가압부(210) 및 상기 헤드지지부(100)로부터 돌출 형성되며 상기 가압부(210)와 결합되는 지지부(230)로 외형을 구성한다.
상기 가압부(210)는 슬라이딩 돌출부(미 도시)를 구비하고 상기 지지부(230)는 슬라이딩 돌출부와 대응되는 슬라이딩 홈(미 도시)을 각각 구비하는 등의 방법으로 상기 지지부(230)를 기준으로 사용자의 외력에 의한 상기 가압부(210)의 길이 방향으로의 위치 이동이 구현된다.
상기 센서부(200)는 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 가압부(210) 내의 소정의 공간에 배치되는 자기부(220)를 더 포함할 수 있으며, 상기 자기부(220)는 일종의 자석일 수 있다.
또한, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 지지부(230)는 내측에 내부 공간(S1)을 형성하며, 상기 자기부(220)와 상기 길이 방향으로 오버랩 되는 위치에 삽입구(S2)를 형성한다.
상기 자기부(220)가 배치되는 위치는 상기 가압부(210)의 중심과 길이 방향으로 오버랩되는 위치일 수 있다.
상기 센서부(200)는 상기 삽입구(S2)에 삽입되며, 상기 자기부(220)의 자기력을 센싱하는 자기센서부(240)를 더 포함하며, 상기 자기센서부(240)는 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 감지하는 등의 공지된 자기 센서 모듈을 이용한다.
여기서, 상기 자기센서부(240)는 상기 지지부(230)에 형성되며 상기 자기부(220)와 길이 방향으로 오버랩 되는 위치에 형성되는 상기 삽입구(S2)에 삽입되어, 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 보다 정밀하게 센싱하게 된다.
즉, 사용자는 전동 휠체어의 속도에 대한 정보를 제어부로 전달하기 위해 상기 가압부(210)의 소정의 반경을 가지는 중심을 가압하고, 가압에 의한 외력에 의해 상기 가압부(210)는 길이 방향으로 위치 이동 되며, 이에 따라 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 상기 자기 센서부(240)가 센싱하고, 이에 대한 정보를 제어부로 송신함으로써, 사용자는 헤드어레이 조종기(10)를 통해 전동 휠체어의 속도를 제어하게 된다.
<제1 실시예>
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤드어레이 조종기(10)에 의한 전동 휠체어의 속도 제어 방법에 대해 자세히 설명하겠다.
도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 센서부(200)는 센서부(200) 내부에 배치되어 사용자가 인가한 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동된 상기 가압부(210)로 복원력을 인가하여 길이 방향으로 위치 이동되게 하여, 상기 가압부(210)가 원위치로 돌아가도록 하는 탄성부(250)를 더 구비할 수 있으며, 상기 탄성부(250)는 스프링과 같은 탄성체일 수 있다.
상기 가압부(210)는 사용자의 헤드(head)로부터 외력을 인가받는 가압본체부(211) 및 상기 가압본체부(211)로부터 연장되며 돌출 형성되는 가압돌출부(212)를 구비한다.
상기 가압돌출부(212)는 상기 자기부(220)가 삽입되는 제1 삽입공간(S3)을 형성하는 제1 돌출부(213)를 더 구비하며, 상기 제1 삽입공간(S3)은 상기 삽입구(S2)와 길이 방향으로 오버랩되는 위치에 형성된다.
또한, 상기 가압돌출부(212)는 상기 제1 돌출부(213)와 높이 방향으로 이격되되, 상기 탄성부(250)가 삽입되는 제2 삽입공간(S4)을 형성하는 제2 돌출부(214)를 더 구비한다.
또한, 상기 가압돌출부(212)는 상기 지지부(230)의 외주면과 결합되어 외력에 의해 상기 가압부(210)의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제3 돌출부(215)를 더 구비한다.
상기 제3 돌출부(215)는 슬라이딩 돌출부(미 도시)를 구비하고 상기 지지부(230)의 외주면은 슬라이딩 돌출부와 대응되는 슬라이딩 홈을 구비하여 상기 제3 돌출부(215) 및 상기 지지부(230)에 의해 상기 가압부(210)는 사용자가 인가하는 외력에 의해 길이 방향으로의 위치 이동이 구현된다.
따라서, 사용자는 전동 휠체어의 속도에 대한 정보를 제어부로 전달하기 위해 상기 가압부(210)의 소정의 반경을 가지는 중심을 가압하고, 가압에 의한 외력에 의해 상기 가압부(210)는 길이 방향으로 위치 이동 되며, 이에 따라 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 상기 자기 센서부(240)가 센싱하고, 이에 대한 정보를 제어부로 송신함으로써, 사용자는 헤드어레이 조종기(10)를 통해 전동 휠체어의 속도를 제어하게 된다.
한편, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 탄성부(250)는 상기 제2 돌출부(214)가 형성하는 상기 제2 삽입공간(S4)에 삽입될 수 있으며, 이에 따라 상기 자기부(220)가 삽입되는 상기 제1 돌출부(213)를 포위하게 된다.
이에 따라, 상기 탄성부(250)는 사용자가 인가한 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동된 상기 가압부(210)로 복원력을 인가하여 길이 방향으로 위치 이동을 구현 함과 동시에 상기 자기부(220)를 포위하여 상기 자기부(220)의 외력에 의한 파손 및 훼손을 방지하게 된다.
따라서, 상기 탄성부(250)에 의해 상기 자기센서부(240)는 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 보다 정밀하게 측정할 수 있게 된다.
<제2 실시예>
이하에서는 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤드어레이 조종기(10)에 대해 자세히 설명하겠다.
도 6에서 볼 수 있듯이, 상기 가압부(210)는 사용자의 헤드로부터 외력을 인가받는 가압본체부(211) 및 상기 가압본체부(211)로부터 연장되며, 돌출형성되는 가압돌출부(212)를 구비한다.
또한, 상기 가압돌출부(212)는 제1 돌출부(213) 및 상기 제1 돌출부(213)와 높이방향으로 이격되되 상기 지지부(230)와 결합되는 제2 돌출부(214)를 구비한다.
상기 제2 돌출부(214)는 내주면에 형성된 슬라이딩 돌출부를 구비하며, 상기 지지부(230)는 슬라이딩 돌출부와 대응되는 슬라이딩 홈을 구비하여, 상기 가압부(210)는 사용자가 인가한 외력에 의해 길이 방향으로의 위치 이동이 구현된다.
한편, 상기 센서부(200)는 도 6에서 볼 수 있듯이, 상기 제1 돌출부(212)와 결합되어 연동되는 외력전달부(260)를 더 구비한다.
여기서, 사용자(환자)는 환부에 따라 상기 가압부(210)의 소정의 반경을 가지는 중심을 정확히 가압하지 못할 수 있다.
따라서, 사용자의 가압에 의한 외력이 정확히 중심을 향하지 못하는 경우, 상기 가압부(210)에 특정 방향으로 치우친 편심이 발생할 수 있으며, 이에 따라 사용자가 인가한 외력에 의한 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 상기 자기센서부(240)가 정확히 측정하지 못하게 된다.
사용자가 가압부(210)에 가한 외력을 상대적 수치로 예를 들면, 사용자가 가압부(210)의 중심에 정확히 4N(Newton)을 가한 경우, 4N에 의해 상기 가압부(210)가 길이 방향으로 위치 이동되어 전동 휠체어의 속도가 8km/h 증가한다고 가정하면, 사용자가 가압부(210)의 중심에서 특정 방향으로 치우쳐 4N의 힘을 가한 경우, 특정 방향에 따른 편심이 발생하여 상기 가압부(210)는 4N 보다 상대적으로 적은 외력, 일례로 2N을 통해 상기 가압부(210)가 길이 방향으로 위치 이동되어 전동 휠체어의 속도가 4km/h 증가하게 된다.
따라서, 사용자는 가압부(210)에 같은 외력을 가하더라도, 전동 휠체어의 속도는 편심이 발생 할 경우 편심이 발생 하지 않은 경우와 다르게 제어된다.
따라서, 이러한 편심이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 센서부(200)는 상기 외력전달부(260)를 더 구비하여, 상기 자기부(220)가 상기 외력전달부(260)에 의해 높이 방향과 수평이 유지되도록 한다.
다만, 상술한 힘과 속도에 대한 상대적 수치는 이해를 돕기 위한 하나의 예시일 뿐, 상대적 수치가 변경 가능 함은 물론이다.
상기 외력전달부(260)가 상기 높이 방향과 수평이 유지됨을 구현하기 위해, 도 6에서 볼 수 있듯이, 상기 외력전달부(260)는 상기 제1 돌출부(213)와 결합되어 연동되며, 상기 제1 돌출부(213)로부터 사용자의 외력을 인가 받는 전달몸체부(261) 및 상기 전달몸체부(261)로부터 연장되며, 돌출 형성되는 전달돌출부(262)를 더 구비한다.
상기 전달돌출부(262)는 상기 자기부(220)가 삽입되는 삽입 공간(S3)을 형성하는 제1 전달돌출부(263) 및 외주면이 상기 지지부와 슬라이딩 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부(260)의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 전달돌출부(264)를 더 구비한다.
상기 지지부(230) 또한, 도 6에서 볼 수 있듯이, 상기 헤드지지부(100)와 결합되는 지지몸체부(231) 및 상기 지지몸체부(231)로부터 연장되어 돌출 형성되는 지지돌출부(232)를 구비한다.
상기 지지돌출부(232)는 탄성부(250)가 삽입되는 내부 공간(S1)을 형성하며, 내주면이 상기 외력전달부와 슬라이딩 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부의 길이 방항으로의 위치 이동을 구현하는 제1 지지돌출부(233) 및 내주면이 상기 가압부(210)와 슬라이딩 결합되어, 외력에 의해 상기 가압부(210)의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 지지돌출부(234)를 더 구비한다.
즉, 사용자는 상기 가압부(210)로 외력을 인가하면, 이에 따라, 상기 가압부(210)가 길이 방향으로 위치 이동되며, 상기 가압부(210)와 연동된 상기 외력전달부(260) 또한 외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동된다.
여기서, 상기 외력전달부(260)는 상기 제1 지지돌출부(233)와 슬라이딩 결합 됨으로써, 상기 제1 지지돌출부(233)에 의해 높이 방향으로 수평을 유지하게 되며, 따라서, 사용자의 가압에 의한 외력이 정확히 중심을 향하지 못하는 경우라 하더라도, 편심이 발생하지 않아서, 상기 자기센서부(240)는 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 보다 정확히 측정하게 된다.
상기 탄성부(250)는 내부 공간(S1)에 삽입 될 수 있으며, 사용자의 외력이 인가되지 않을 경우, 상기 가압부(210)로 복원력을 인가하여 길이 방향으로 위치 이동되게 하여, 상기 가압부(210)가 원위치로 돌아가도록 한다.
한편, 상기 탄성부(250)는 또 다른 일례로, 일단이 상기 삽입구(S2)에 삽입되고, 타단이 상기 삽입 공간(S3)에 삽입될 수 있다.
이에 따라, 사용자의 가압에 의한 외력이 정확히 중심을 향하지 못하는 경우라 하더라도, 상기 외력전달부(260)에 삽입된 자기부(220)가 스프링 내에서 길이 방향으로 정확히 위치 이동 될 수 있도록 하여, 상기 자기센서부(240)가 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 보다 정확히 측정하도록 하기 위함이다.
나아가, 상기 센서부(200)는 도 7에서 볼 수 있듯이, 일단이 상기 삽입구(S2)에 삽입되어 고정되고, 타단이 상기 삽입 공간(S3)에 삽입되되 상기 탄성부(250)를 포위하는 포위부(270)를 더 구비할 수 있다.
여기서, 포위부(270)는, 공지된 주름관을 의미 할 수 있으며, 상기 탄성부(250)와 연동되어 길이 방향을 기준으로 사용자의 외력에 의해 수축하거나, 상기 탄성부(250)의 복원력에 의해 길이 방향을 기준으로 신장될 수 있다.
이는, 상기 포위부(270)의 일단이 상기 삽입구(S2)에 삽입되되 접착제 등에 의해 고정 될 수 있고, 타단이 상기 삽입 공간(S3)에 삽입되되 접착제 등에 의해 고정 될 수 있기 때문에 구현 가능하다.
따라서, 상기 포위부(270)는 사용자의 가압에 의한 외력이 정확히 중심을 향하지 못하는 경우라 하더라도, 상기 탄성부(250)를 포위하여 상기 탄성부(250) 및 상기 탄성부(250)내부에서 길이 방향으로 위치 이동되는 상기 자기부(220)의 이탈을 방지하는 동시에, 상기 외력전달부(260)와 상기 지지부(230)를 직접적으로 연결하여, 사용자의 외력을 보다 정확히 전달하게 된다.
따라서, 도 3의 (a)에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 헤드어레이 조종기(10)는 공지된 헤드어레이 조종기에 의한 전동 휠체어의 ON/OFF식(계단식) 속도 제어를 하는 것이 아닌, 상기 자기부(220)가 방출하는 자기력선을 상기 자기센서부(240)가 보다 정확히 측정하는 것이 가능하여 도 3의 (b)와 같은 전동 휠체어의 비례적으로 속도 제어가 가능하게 된다
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100: 헤드지지부, 200: 센서부
210: 가압부, 220: 자기부, 230: 지지부, 240: 자기센서부
250: 탄성부, 260: 외력전달부, 270: 포위부
S1: 내부 공간, S2: 삽입구, S3: 삽입 공간

Claims (5)

  1. 전동휠체어의 속도 및 방향을 제어하기 위한 헤드어레이 조종기에 있어서,
    사용자의 헤드를 지지하는 헤드지지부; 및
    상기 헤드지지부상에 배치되되, 사용자의 헤드와 접촉하는 센서부;를 포함하며,
    상기 센서부는,
    외력에 의해 길이 방향으로 위치 이동되는 가압부;
    상기 가압부 내의 소정의 공간에 배치되는 자기부;
    상기 헤드지지부로부터 돌출 형성되되, 내측에 내부 공간을 형성하며, 상기 가압부와 결합되는 지지부; 및
    상기 지지부가 형성하는 삽입구에 배치되되, 상기 자기부와 상기 길이 방향으로 오버랩되는 위치에 배치되며, 상기 자기부의 자기력을 센싱하는 자기센서부;를 포함하는,
    헤드어레이 조종기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    센서부 내에 배치되어, 상기 가압부로의 복원력을 인가하는 탄성부;를 더 포함하며,
    상기 가압부는,
    사용자의 헤드로부터 외력을 인가받는 가압본체부; 및
    상기 가압본체부로부터 연장되며, 돌출 형성되는 가압돌출부;를 구비하며,
    상기 가압돌출부는,
    상기 자기부가 삽입되는 제1 삽입공간을 형성하는 제1 돌출부;
    상기 제1 돌출부와 높이 방향으로 이격되되, 상기 탄성부가 삽입되는 제2 삽입공간을 형성하는 제2 돌출부; 및
    상기 지지부의 외주면과 결합되어 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제3 돌출부;를 더 구비하며,
    상기 탄성부는,
    상기 제2 삽입공간에 삽입되어 상기 제1 돌출부를 포위하는,
    헤드어레이 조종기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는,
    사용자의 헤드로부터 외력을 인가받는 가압본체부; 및
    상기 가압본체부로부터 연장되며, 돌출 형성되는 가압돌출부;를 구비하며,
    상기 센서부는,
    상기 가압돌출부와 결합되는 외력전달부;를 더 구비하고,
    상기 가압돌출부는,
    일단이 상기 외력전달부와 결합되는 제1 돌출부; 및
    상기 제1 돌출부와 높이 방향으로 이격되되, 상기 지지부의 외주면과 결합되어 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 돌출부;를 더 구비하며,
    상기 외력전달부는,
    상기 제1 돌출부로부터 외력을 인가 받는 전달몸체부; 및
    상기 전달몸체부로부터 연장되며, 돌출 형성되는 전달돌출부;를 더 구비하고,
    상기 전달돌출부는,
    상기 자기부가 삽입되는 삽입 공간을 형성하는 제1 전달돌출부; 및
    외주면이 상기 지지부와 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 전달돌출부;를 더 구비하며,
    상기 지지부는,
    상기 헤드지지부와 결합되는 지지몸체부; 및
    상기 지지몸체부로부터 연장되어 돌출 형성되는 지지돌출부;를 더 구비하고,
    상기 지지돌출부는,
    탄성부가 삽입되는 내부 공간을 형성하며, 내주면이 상기 외력전달부와 결합되어 외력에 의해 상기 외력전달부의 길이 방항으로의 위치 이동을 구현하는 제1 지지돌출부; 및
    내주면이 상기 가압부와 결합되어, 외력에 의해 상기 가압부의 길이 방향으로의 위치 이동을 구현하는 제2 지지돌출부;를 더 구비하며,
    상기 자기부는,
    상기 외력전달부에 의해 높이 방향과 수평이 유지되는,
    헤드어레이 조종기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 탄성부는,
    일단이 상기 삽입구에 삽입되고, 타단이 상기 삽입 공간에 삽입되는,
    헤드어레이 조종기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센서부는,
    일단이 상기 삽입구에 삽입되어 고정되고, 타단이 상기 삽입 공간에 삽입되어 고정되되, 상기 탄성부를 포위하는 포위부;를 더 구비하는,
    헤드어레이 조종기.

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