KR20030069649A

KR20030069649A - 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법

Info

Publication number: KR20030069649A
Application number: KR1020020009565A
Authority: KR
Inventors: 박영춘
Original assignee: 주식회사 선영의료기
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-27

Abstract

본 발명은 진동투광기를 이용하여 인체의 곡선을 따라 온열 및 지압을 수행하며 치료하는 치료용 침대에 있어서: 입력음성명령을 인식하기 위한 명령어휘에 대한 다수 화자의 공통 특징인 대표패턴값을 추출하여 메모리하는 단계; 마이크로폰을 통해 입력된 음성을 샘플링 및 양자화하여 디지털 데이터로 변환하는 단계; 상기 디지털로 변환된 전체 음성신호를 시간축으로 n개의 섹션으로 나누고 n개의 섹션에 대한 각 어휘의 입력패턴인 특징벡터를 추출하는 단계; 상기에서 추출한 입력 음성패턴과 메모리에 미리 설정된 대표패턴을 상호 비교하여 패턴을 매칭시키는 단계; 상기에서 유사 내지 일치하는 음성패턴이 있을 경우 그 음성패턴에 대한 제어명령데이터 또는 프로그램을 메모리로부터 독출하는 단계; 상기 입력음성명령에 매칭되는 출력음성명령이 있는지를 메모리를 통해 비교 검색하고, 유사 내지 일치하는 음성명령이 있을 경우 그에 매칭되는 출력음성을 독출하여 합성한 후 스피커를 통해 출력하는 단계; 및 상기 입력음성에 대한 제어명령에 따라 각종 구동수단을 제어하여 치료기를 동작시켜 온열 및 지압치료를 수행하는 단계;를 수행함으로써, 베드에 누운 상태로 치료하는 도중 치료기를 조작하기 위해 치료자가 움직여야 하는 등의 상당한 불편을 해소하여 치료상에 더욱 편리함을 제공할 수 있는 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법을 제공한다.

Description

음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법{METHOD FOR DRIVING OF THERMO-THERAPY BED BEING ABLE TO COGNIZING VOICE}

본 발명은 적외선 온열치료기에 관한 것으로, 특히 온열치료기에 음성인식장치를 설치하여 온열치료, 마사지 및 각종 동작명령을 음성으로 명령하고 입력된 음성명령에 따라 그에 해당하는 온열치료를 자동으로 수행하는 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법에 관한 것이다.

통상적으로 사용되고 있는 적외선치료기는 지압체에 의해 척추와 같은 신체의 소정개소를 지압하기도 하고 램프에서 발산되는 적외선으로 직접 가온되어지도록 하거나 지압체에 의해 간접 가온되어지도록 하여 지압과 온열의 상호작용에 의해 혈액순환을 양호하게 하고 근육 및 신경계통의 긴장을 완화시켜 건강을 증진시킬 수 있도록 한 것이다.

종래의 적외선 온열치료기는 신체의 소정 개소에 지압, 온열 등의 상호작용만을 할 수 있도록 된 것으로, 국내 실용신안출원 제94-1193호, 제97-33459호, 제98-14645호, 제99-556호 등 다수가 제안되어 있으며, 이와 같은 종래의 적외선온열치료기는 신체의 소정부위에 지압체가 접촉되어지도록 한 후 스위치를 켜면 전원이 적외선램프로 공급되어 적외선램프가 점등되어지며, 적외선램프에서 발생되는 적외선은 소정의 투사공을 통하여 방출되어서 소정 신체 부위를 직접적으로 가온(加溫)시키게 되고 또 일부의 적외선은 지압체에 발산되면서 지압체를 가온시키게 되므로 지압체에 의해 지압되어지는 피부는 지압체의 열을 받아 간접적으로 가온시키게 된다.

이와 같이 작동되는 종래의 적외선 온열치료기는 사용자가 손에 쥐어 신체의 특정 부위를 직접 치료하거나 소정 장치에 고정 설치되어 치료하였고, 이에 따라 척추와 같은 사용자의 손이 직접 닿지 않는 부위는 치료 또는 마사지(Massage)하기가 어려웠다.

이를 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 제안된 "진동기능이 부가된 적외선 온열치료기(실용신안출원 제97-18230호)"는 이미 등록받은 바 있고, 국내 특허출원 제2000-19617호(제출일자 4.14), 제2000-49632호(제출일자 8.25) 및 제2001-26684호를 통해 온열물리치료매트의 기구, 장치 및 제어회로에 대해 상세히 기술하였다.

하지만, 이와 같은 온열물리치료장치는 각 치료기를 동작시키기 위해서는 사용자가 리모콘을 통해 각 동작모드를 손으로 일일이 눌러 조작하여야 했으므로 번거롭고 복잡하였으며, 또한 치료 도중 운전모드를 변경하고자 할 경우에는 사용자가 치료용 베드에 누운채로 리모콘을 조작하기에는 상당히 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 온열치료기에 음성인식장치를 설치하여 온열치료, 마사지 및 각종 동작명령을 음성으로 명령하고 입력된 음성명령에 따라 그에 해당하는 온열치료를 자동으로 수행함과 아울러 입력음성명령에 대한 응답 및 동작상태를 음성으로 출력함으로써, 치료 중 조작에 대한 편의를 제공할 수 있는 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 적용된 온열치료베드의 외관을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 적용된 온열치료기를 나타낸 것으로, 도 2a는 분해 사시도이며, 도 2b는 결합 사시도이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 온열치료기의 구동제어 회로를 나타낸 블록도이고,

도 4는 도 3의 메인 제어부의 세부 회로를 나타낸 블록도이고,

도 5는 본 발명의 일실시예에 음성인식 및 그에 따른 동작 방법을 도시한 플로우챠트이고,

도 6은 본 발명에 적용된 각 구동수단의 작동과정을 나타낸 플로우챠트이고,

도 7은 본 발명에 의한 치료점별 진동투광기의 작동제어 곡선 및 위치를 나타낸 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 온열치료용 베드 20: 상반신매트

30: 개구부 31: 온열치료기 안착용 프레임

35: 래크기어 40: 하반신매트

100: 온열치료기 110: 진동투광기

130: 전후진모터 150: 승하강모터

160: 승하강체 170: 작동이상감지수단

200: 조작리모콘 210: 마이크로폰

230: 선택스위치 300: 메인제어부

310: 메모리 320: 음성인식부

330: 진동투광제어부 340: 전후진모터구동부

349: 전후진위치감지부 350: 승하강모터구동부

359: 승하강위치감지부 380: 중앙처리부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 진동투광기를 이용하여 인체의 곡선을 따라 온열 및 지압을 수행하며 치료하는 치료용 침대에 있어서: 입력음성명령을 인식하기 위한 명령어휘에 대한 다수 화자의 공통 특징인 대표패턴값을 추출하여 메모리하는 단계; 마이크로폰을 통해 입력된 음성을 샘플링 및 양자화하여 디지털 데이터로 변환하는 단계; 상기 디지털로 변환된 전체 음성신호를 시간축으로 n개의 섹션으로 나누고 n개의 섹션에 대한 각 어휘의 입력패턴인 특징벡터를 추출하는 단계; 상기에서 추출한 입력 음성패턴과 메모리에 미리 설정된 대표패턴을 상호 비교하여 패턴을 매칭시키는 단계; 상기에서 유사 내지 일치하는 음성패턴이 있을 경우 그 음성패턴에 대한 제어명령데이터 또는 프로그램을 메모리로부터 독출하는 단계; 상기 입력음성명령에 매칭되는 출력음성명령이 있는지를 메모리를 통해 비교 검색하고, 유사 내지 일치하는 음성명령이 있을 경우 그에 매칭되는 출력음성을 독출하여 합성한 후 스피커를 통해 출력하는 단계; 및 상기 입력음성에 대한 제어명령에 따라 각종 구동수단을 제어하여 치료기를 동작시켜 온열 및 지압치료를 수행하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 1은 본 발명에 적용된 온열치료베드의 외관을 도시한 도면이고, 도 2a는 온열치료기의 분해 사시도이고, 도 2b는 온열치료기의 결합 사시도이다.

온열치료베드(10)는 상반신매트(20)와 하반신매트(40) 및 상기 매트(20, 40)를 고정 지지하는 지지프레임(60)으로 이루어져 있고, 특히 상반신매트(20)의 가운데 열(列)에는 개방부(30)가 마련되어 있어 개방부(30)의 내측에는 온열치료기(100)를 장착 및 전후 이송시키기 위한 '[, ]'자형 프레임(36)과 래크(Rack)와 같은 기어 레일(35)이 형성되어 있다.

온열치료기(100)는 상반신매트(20)의 기어 레일(35)에 장착되어 소정의 전후진이동수단(130∼137)에 의해 기어 레일(35)을 따라 전진 또는 후진 이동함과 아울러 승하강수단(150∼160)에 의해 온열치료기(100)의 상단에 안착된 진동투광기(110)를 인체 곡선에 따라 상하로 위치 이동시키면서 신체의 각 부위를 온열 치료하고 소정의 진동모터(117)에 의해 진동투광기(110)를 진동시키면서 지압 등의 마사지 기능까지 수행하게 되는 데, 이때 온열치료기(100)는 각 리미트스위치(171, 175)와 위치센서(미 도시)에 의해 적절한 이동 및 위치 설정이 가능하다.

이와 같은 온열치료기(100)의 세부 구조는 도 2a와 같이 이동판(101)의 상면중앙에 사각고정봉(105)이 돌출되게 일체로 형성하며, 그 주위에 안치홈(103)을 원형으로 형성하고, 안치홈(103)의 일측편으로 승하강모터(150)의 장착요부(152)를 형성한다.

상기 사각고정봉(105)은 외주면에는, 다중의 가이드용 나사선과 나사홈(161, 165)이 형성되고 중앙에는 사각고정홈(165)이 뚫어진 승하강체(160)를 삽입하였다.

승하강체(160)의 외주와 안치홈(103)에는 원통형으로 된 회전관(157)의 내주면 상측에 복수개의 베어링축(158)이 설치되고 외주면 하측에 연동기어(156)가 일체로 형성된 회전체(155)를 삽입하되 베어링축(158)이 가이드홈(161)을 따라 이동되어 지도록 하였다.

이동판(101)의 상측에서 전후부에 기동기어바퀴(137)와 연동기어바퀴(138)를 회전축과 축봉으로 굴대 설치하되 전방부의 기동기어바퀴(137)는 동일한 회전축으로 굴대(139) 설치하였다.

승하강모터장착요부(152)에는 상면에 승하강모터(150)가 고정되고 저면에 기동기어(151)가 구비된 장착판(153)을 볼트와 같은 고정수단에 의해 고정시키되 기동기어(151)를 기동기어유입홈(152)에 유입시켜 안치홈(103)에 안치된 회전체(155)의 연동기어(156)와 치합시켜 주었다.

기동기어바퀴(137)가 굴대 설치된 이동판(101)의 측단부에는 고정 브래킷을 고정시키고, 고정 브래킷의 내측에 전후진모터(130)를 장착시키며 고정브래킷의 외측으로 노출되는 전후진모터(130)의 축과 기동기어바퀴(137)가 굴대 설치된 회전축에는 스프로킷(131, 135)을 각각 삽입 장착하여 체인(133)으로 연결하였다.

회전체(155)에 삽입되는 승하강체(160)의 상면에는 진동부재(119)를 고정시켰고, 진동부재(119)의 상측에 통상의 진동투광기(110)를 장착하였는 데, 진동부재(119)는 전후면에 자동공이 뚫어진 하우징의 바닥면에 한 쌍의 탄발스프링(119-1)을 고정시키고 탄발스프링의 상측에는 탄발판(119-2)을 구비하되, 탄발판의 탄발편이 작동공으로 노출되어지도록 하여 진동모터(117)의 진동시 다른 장치에 미치는 영향을 최소화하였다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 전후진모터(130)와 승하강모터(150)의 각 회전축과 연동되는 회전판의 홀을 통해 발광 및 수광다이오드를 이용한 광신호의 검출로 각 모터의 회전각 즉, 진동투광기(110)의 전후진 이동거리 또는 승하강 높이를 검출할 수 있는 센서를 더 구비하고 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 온열치료기의 구동제어 회로를 나타낸 블록도로서, 진동투광기(110), 전후진/승하강모터(130, 150), 모터위치감지센서(149, 169), 작동안전감지부(170), 조작리모콘(200) 및 메인 제어부(300)를 구비한다.

상기 진동투광기(110)는, 소정의 전원을 제공받아 발열되어 적외선을 방출하는 복수의 램프(111)와, 상기 램프(111)의 발열온도를 감지하여 램프(111)를 소정 온도로 제어하기 위한 서미스터(113), 및 소정의 구동제어신호에 따라 작동되어 진동투광기(110)를 진동시키는 진동모터(117)로 이루어져 있다.

상기 전후진/승하강모터(130, 150)는, 소정의 구동제어신호에 따라 작동되어 온열치료기(100)를 래크기어(35) 상에서 전후로 이동시키는 스프로킷(131, 135)과체인(133) 및 피니언(137)을 포함한 전후진모터(130)와, 소정의 구동제어신호에 따라 작동되어 진동투광기(110)를 상하로 승하강시키는 기어(151)와 승하강체(155, 160)를 포함한 승하강모터(150)로 이루어져 있다.

상기 모터위치감지센서(149, 169)는, 전후진모터(130)의 회전축과 연동되는 회전판의 홀을 통해 모터(130)의 회전각을 카운트 및 검출하여 그에 해당하는 신호를 발생하는 발광 및 수광다이오드와 같은 전후진위치센서(149)와, 승하강모터(150)의 회전축과 연동되는 회전판의 홀을 통해 모터(150)의 회전각을 카운트 및 검출하여 그에 해당하는 신호를 발생하는 발광 및 수광다이오드와 같은 승하강위치센서(169)로 이루어져 있고, 작동안전감지부(170)는 래크기어(35)의 전후 끝단과 온열치료기의 이동판의 양측에 각각 설치되어 온열치료기(100)의 이상 위치를 기계적으로 검출하는 리미트스위치와 같은 전후이상감지센서(171, 175)와, 승하강체(160)의 하강시 이상 하강을 검출하는 리미트스위치와 같은 승하강감지센서(180)로 이루어져 있다.

상기 조작리모콘(200)은 통신부(290)를 통해 메인 제어부(300)와 유선으로 연결되어 있어, 제어부(270)에 의해 진동투광기(110)의 온열온도, 치료시간, 치료점 및 진동모드 등을 선택스위치(230)를 통해 선택된 명령과 동작모드를 표시수단(250)에 표시함과 아울러 통신부(290)를 통해 메인 제어부(300)로 전송하고, 또한 조작리모콘 패널상에 설치된 마이크로폰(210)을 통해 사용자의 음성명령을 입력받아 증폭한 후 메인 제어부(300)로 출력하도록 이루어져 있다.

그리고, 메인 제어부(300)는 조작리모콘(200)을 통해 마이크로폰(210)의 음성명령과 선택스위치(230)의 수동명령을 각기 제공받아 해당 명령을 분석한 후 메모리(310)에 미리 설정된 음성제어명령데이터 및 동작 프로그램에 따라 전후진/승하강모터(130, 150)와 진동모터(117)의 동작을 제어하여 진동투광기(110)를 작동시킴과 아울러 모터위치감지센서(149, 169)와 작동안전감지센서(170) 및 램프온도감지센서(113)로부터 각각 검출되는 신호를 분석하여 진동투광기(110)를 적절하게 제어하도록 이루어져 있다.

아울러, 미설명한 도면부호 410은 외부에서 입력되는 AC 220V 전원을 제공받아 일정 교류전압으로 레벨 다운시키는 AC/AC 변환부이고, 부호 450은 일정 전압으로 다운된 교류전압을 제공받아 소정의 정류소자를 통해 DC전압으로 정류하는 AC/DC 변환부로서, 각 회로와 장치의 사용전압에 따라 적절하게 공급하게 된다.

도 4는 도 3의 메인 제어부의 세부 회로를 나타낸 블록도로서, 각종 모터와 센서의 구동 회로부 및 음성인식부로 이루어져 있다.

즉, 메인 제어부(300)는, 입력음성에 따른 제어명령데이터가 룩업테이블로 구축된 제 1 롬(311)과, 입력명령에 대한 작동상태를 음성으로 알려주기 위한 음성데이터가 수록된 제 2 롬(313), 및 치료자의 신체치수인 치료점 데이터에 따라 전후진이동수단(130∼137)과 승하강수단(150∼160)의 최적의 위치작동 프로그램이 저장된 제 3 롬(315)으로 이루어진 메모리(310)와, 상기 조작리모콘(200)의 마이크로폰(210)을 통해 입력된 음성신호 중 불필요한 잡음 등의 고주파신호를 차단함과 아울러 음성주파수 영역의 진폭을 균일하게 하는 저역통과필터(321) 및 상기 저역통과필터(321)를 통과한 음성신호를 증폭한 후 일정한 주기로 샘플링하여 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(325)로 구성된 음성인식부(320)로 구성되어 있다.

또한, 메인 제어부(300)는, 소정의 제어신호에 따라 진동투광기(110)의 적외선램프(111)의 작동을 제어하는 램프구동부(331)와, 상기 적외선램프(111)의 온도를 검출하는 램프온도검출부(333)와, 상기 진동모터(117)로 전원을 공급하여 진동투광기(110)를 진동시키는 진동모터구동부(335)와, 상기 조작리모콘(200)으로부터 입력된 음성 또는 조작 명령에 따라 전후진모터(130)의 작동을 구동 제어하는 논리게이트와 릴레이를 구비한 전후진모터구동부(340)와, 상기 전후진모터(130)의 작동에 따른 진동투광기(110)의 전후 위치를 감지하는 전후진위치감지부(349)와, 상기 조작리모콘(200)으로부터 입력된 음성 또는 조작 명령에 따라 승하강모터(150)의 작동을 구동 제어하는 논리게이트와 릴레이를 구비한 승하강모터구동부(350)로 구성되어 있다.

또한, 메인 제어부(300)는, 상기 승하강모터(150)의 작동에 따른 진동투광기(110)의 승하강 위치를 감지하는 승하강위치감지부(359)와, 상기 진동투광기(110)의 전후(171,175) 또는 하강이상감지센서(180)로부터 출력되는 신호를 제공받아 신호 처리하는 구동이상처리부(370), 및 상기 음성인식부(320) 및 조작리모콘(200)의 출력신호를 제공받아 입력명령을 분석한 후 그에 해당하는 음성제어데이터와 각종 제어프로그램을 메모리(310)로부터 독출하여 치료운전을 제어함과 아울러 각종 감지신호에 따라 전후/승하강모터(130, 150)와 적외선램프(111) 및 진동모터(117)의 작동을 제어하는 중앙처리부(380) 등으로 이루어져 있다.

아울러, 조작리모콘(200)의 마이크로폰(210)이나 선택스위치(230)로부터 소정의 명령이 입력되면 명령에 따른 치료기의 동작 상태를 음성으로 알려주게 되는 데, 즉 마이크로폰(210)이나 선택스위치(230)로부터 특정 명령이 입력되면 중앙처리부(280)는 해당 입력명령을 분석한 후 그에 해당하는 음성데이터를 제 2 롬(313)으로부터 독출하여 음성신호변환부(391)로 출력하고, 음성신호변환부(391)는 이를 아날로그신호로 변환한 후 스피커(395)를 통해 증폭하여 음성 출력함으로써, 사용자는 온열치료기의 동작 상태를 음성으로 확인할 수 있다.

한편, 상기 메모리(310)는 EEPROM으로 구현하여 음성명령을 업데이트시킬 수 있게 하는 바람직하며, 제 1 롬(311)에는 적어도 하나의 음성명령에 대해 그에 대응하는 구동수단(330, 340, 350) 및 상기 구동수단에 대한 제어명령이 상호 매핑된 룩업테이블로 구현되어 있고, 제 2 롬(313)에는 입력명령에 대해 그에 대응하는 음성출력데이터가 상호 매핑된 룩업테이블로 구현되어 있다. 따라서, 상기 제 1 롬(311) 및 제 2 롬(313)에는 관련 명령어휘에 대한 다수 화자의 음성을 수집하여 화자간에 공통적으로 나타나는 음소특성데이터가 저장되어 있어, 사용자에 관계없이 마이크로폰(210)으로부터 입력된 특정 어휘에 대한 특징값을 추출하여 그 특징값과 메모리(310)에 저장된 음성특성데이터를 상호 비교하여 입력된 명령음성을 인식하게 된다.

이를 더 자세히 언급하면, 먼저 중앙처리부(380)에서는 A/D변환된 전체 음성신호를 시간축으로 n개의 섹션으로 나누어 음성의 특징벡터를 추출한다. 물론, 어휘가 짧을 경우 섹션의 길이를 짧게 하지만, 어휘가 길 경우에는 섹션의 길이를 길게 한다. 이렇게 섹션의 길이를 조정한 후 각 섹션에 대해서 벡터 양자화를 수행하여 하나의 인식단어에 대해서 n개의 코드북을 생성하게 되며, 이 코드북은 발음음성의 특정 섹션에 해당되기 때문에 시간적 순서를 가지게 된다. 따라서, n개의 연속적인 코드북은 인식하고자 하는 하나의 어휘에 대한 대표패턴에 해당하며, 이러한 대표패턴이 제 1 롬(311) 및 제 2 롬(313)에 저장되어 있는 것이다.

따라서, 마이크로폰(210)을 통해 입력된 음성신호를 인식할 때에는 입력패턴을 각각 연속적인 n개의 벡터 양자화기로 양자화할 때 발생하는 대표패턴과의 왜곡값 또는 정합값을 상호 비교하여 입력어휘를 인식 및 결정하게 된다.

상기 메모리(310)의 제 1 롬(311)에 저장된 룩업테이블을 살펴보면, 먼저 명령음성에 대한 각종 명령어와 그 명령어에 대한 구동수단의 제어명령이 매핑되어 있다.

예를 들어, '자동치료'라는 음성명령에 대한 제어명령이 매핑되어 있는 데, 제어명령은 제 3 롬(315)의 특정 어드레스를 지정하고 있고, 제 3 롬(315)의 해당 어드레스에는 자동모드에 관련된 프로그램이 수록되어 있다. 따라서, 중앙처리부(380)는 '자동치료'라는 음성명령이 입력되면, 제 3 롬(315)에 저장된 자동모드의 프로그램을 독출하여 그 제어 프로그램에 따라 각종 구동수단(330, 340, 350)을 제어하게 된다.

물론, 사용자가 '수동치료'라는 음성명령을 입력하였을 경우에는 모든 치료기의 작동을 중단하고, 이후 사용자가 입력할 음성명령을 대기하게 된다. 즉, '머리로'라고 명령하면 중앙처리부(380)는 이에 매핑된 제어명령을 찾고 그 제어명령에 따라 전후진모터구동부(340) 및 진동투광제어부(330)를 제어하여 진동투광기(110)를 머리 방향으로 이동시키며 치료하게 된다. 따라서, '허리로'라고 명령하면 전후진모터구동부(340) 및 진동투광제어부(330)를 제어하여 허리방향으로 진동투광기(110)를 이동시킨다. 그리고, 모터 구동 중 '정지'라고 명령하면 해당 위치에 진동투광기(110)를 정지시켜 치료를 수행한다. 이외에도, 제 1 롬(311)에는 '진동', '전위', '마사지', '치료기를 켜주세요', '치료기를 꺼주세요'등의 음성명령에 대한 제어명령이 매핑되어 있다.

아울러, 마이크로폰(210)으로부터 음성명령이 입력되면 치료기의 동작 상태를 음성으로 출력하게 되는 데, 입력음성에 대한 출력음성이 제 2 롬(313)에 매핑되어 있다.

따라서, 일례로 '머리로'라고 음성을 입력하면 '머리로 이동하겠습니다'라는 음성출력데이터가 매핑되어 있고, 중앙처리부(380)는 구동수단(330, 340, 350)을 제어함과 동시에 출력음성데이터를 독출하여 음성신호변환부(391)로 출력하고 음성신호변환부(391)는 출력음성데이터를 아날로그 음성으로 변환 및 증폭하여 스피커(395)를 통해 출력하게 된다. 그 외에 제 2 롬(313)에는 입력 음성명령에 대한 '치료기를 켰습니다', '치료기를 끄겠습니다', '이동중지하겠습니다', '동작중입니다', '허리로 이동하겠습니다', '진동시키겠습니다' 등의 출력음성들이 매핑되어 있다.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치료기의 제어방법을 도 5 및 도 6의 플로우챠트를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 음성명령을 인식하기 위한 명령어휘에 대한 다수 화자의 공통 특징인 대표패턴값을 추출하여 획득하고 그에 대한 제어명령 및 출력음성을 각각 매핑시켜 메모리(310)의 제 1 롬(311) 및 제 2 롬(313)에 각각 수록한다.

이와 같이 명령음성에 대한 대표패턴을 미리 설정한 상태에서, 조작리모콘(200)의 마이크로폰(210)으로부터 치료기의 동작을 명령하는 음성이 입력될 경우(S1), 입력음성은 메인 제어부(300)의 A/D변환부(325)를 통해 샘플링 및 양자화되어 디지털 데이터로 변환되고(S2), 중앙처리부(380)에서는 A/D변환된 전체 음성신호를 시간축으로 n개의 섹션으로 나누고 n개의 섹션에 대한 각 어휘의 입력패턴인 특징벡터를 추출한다(S3).

이어, 중앙처리부(380)는 상기에서 추출한 입력 음성패턴과 제 1 롬(311)에 미리 설정된 대표 음성패턴을 상호 비교하여 패턴을 매칭시키게 되며(S4), 상기에서 유사 내지 일치하는 음성패턴이 있을 경우 그 음성패턴에 대한 제어명령데이터 또는 프로그램을 제 3 롬(315)으로부터 독출한다(S4).

한편, 중앙처리부(380)는 입력음성명령에 매칭되는 출력음성명령이 있는지를 제 2 롬(313)을 통해 비교 검색하고(S5), 유사 내지 일치하는 음성명령이 있을 경우 그에 매칭되는 출력음성을 독출하여 음성신호변환부(391)와 스피커(395)를 통해 음성을 합성하여 치료기의 응답 및 동작상태를 사용자에게 음성으로 알려준다(S6).

이와 동시에 중앙처리부(380)는 입력음성에 대한 제어명령에 따라 각종 구동수단(330, 340, 350)을 제어하여 치료기를 동작시켜 온열 및 지압치료를 수행하게 된다(S7).

물론, 본 발명에 의한 치료기는 음성뿐만 아니라 조작리모콘(200)을 통해 수동으로 작동을 명령할 수 있으며, 중앙처리부(380)는 입력된 명령에 따라 각 구동수단(330, 340, 350)을 제어하게 된다(S8, S9).

아울러, 상기 음성입력에서 음성패턴을 매칭시키는 과정(S5)에서 유사 내지 동일한 음성패턴이 없을 경우 중앙처리부(380)는 스피커(395)를 통해 음성재입력을 요청하는 음성메시지를 출력하도록 한다(S10).

아울러, 도 6은 조작리모콘(200)을 통해 입력된 명령이 '자동치료'에 대한 음성입력(210) 또는 수동입력(230)일 경우에 작동되는 치료기의 세부 동작을 도시한 것으로, 중앙처리부(380)는 입력된 명령에 의한 응용프로그램에 따라 중앙처리부(380)는 전후진모터(130)를 제어하여 진동투광기(110)를 초기위치에서 제 1 치료위치로 이동시킨다(S7-1). 이때, 중앙처리부(380)는 치료자의 신체 치수인 치료점 데이터에 따라 적절한 위치로 진동투광기(110)를 이동시키게 되는 데, 이동 위치는 전후진모터(130)의 회전축과 연동되는 전후이동감지센서(149)로 회전판의 홀을 광으로 검출 및 카운트하여 진동투광기(110)의 이동거리를 파악하게 된다.

이어, 중앙처리부(380)는 제 1 치료위치에서 치료인체의 곡선에 상응하는 높이만큼 승하강모터(150)의 구동을 제어하여 승하강체(160)를 진동투광기(110)를 설정 위치만큼 상승시키며(S7-2), 여기서도 승하강 위치는 승하강모터(150)의 회전축과 연동되는 승하강감지센서(미 도시)로 회전판의 홀을 광으로 검출 및 카운트하여 진동투광기(110)의 승하강 높이를 파악하게 된다.

이와 같이 진동투광기(110)를 치료위치에 세팅시킨 후 중앙처리부(380)는 램프구동부(331)를 통해 직/병렬 연결된 복수의 적외선램프(111)에 동일 교류전원을 공급하여 적외선을 방출시켜서 설정시간동안 온열 치료를 수행하게 된다.

아울러, 상기 조작리모콘(200)의 진동모드 선택에 따라 중앙처리부(380)는 진동모터구동부(335)로 제어신호를 출력하며, 진동모터(117)는 진동모터구동부(335)를 통해 전원을 공급받아 진동투광기(110)를 진동시킴으로써, 인체의 소정 부위에 진동 마사지를 수행하게 된다(S7-3).

한편, 상기 온열 또는 마사지 치료 중 중앙처리부(380)는 램프온도검출부(333)로부터 램프(111)의 온도를 검출하여 제 3 롬(315)에 설정된 온도 이상일 경우에는 램프(111)로 공급되는 교류전원을 차단하여 램프(111)의 가열을 일시 중지시키고(S7-4), 중앙처리부(380)는 제 3 롬(315)에 설정된 인체의 소정 부위에 대한 치료시간이 경과되면 적외선램프(111)와 진동모터(117)의 작동을 중지시킨 후 승하강모터(150)를 역회전 제어하여 진동투광기(110)를 제 1 치료위치로 하강시키게 된다. 여기에서 치료시간이 경과되지 않고 램프(111)의 온도가 설정온도 이하로 내려가면 램프(111)로 전원을 공급하여 재차 가열한다.

이어, 상기 조작리모콘(200)을 통해 입력된 치료점 선택에 따라 중앙처리부(380)는 전후진모터(130)를 제어하여 진동투광기(110)를 적절한 제 2 치료위치로 이동시킨 후 승하강수단(150∼160)을 제어하여 인체 곡선을 따라 유선형의 요철 형태로 진동투광기(110)를 상승시켜 상기와 같은 방식으로 적외선 온열 치료 및 진동 마사지를 수행하게 된다(S7-5, S7-6).

상기 진동투광기(110)를 이용하여 인체의 각부에 대한 치료 및 마사지를 설정시간동안 반복 동작하여 완료되면 중앙처리부(380)는 전후진모터(130)를 제어하여 진동투광기(110)를 초기위치로 복귀시킨 후 다음 명령을 대기한다(S7-7).

상기와 같이 본 발명은 조작리모콘(200)으로 지정된 치료점 데이터에 따라 도 7과 같이 진동투광기(110)의 전후이동위치와 승하강위치를 서로 다르게 제어하며, 상기 진동투광기(110)를 전후이동 및 승하강시키며 치료할 때 인체의 목부위와 허리부위에서 최고 상승위치를 갖도록 유선형의 요철 형태로 제어하여 치료 및 마사지 효과를 상승시킨다.

예를 들어, 치료자의 키가 160cm일 경우와 180cm일 경우에 치료초기위치는 동일하지만, 치료완료위치가 상호 다르다는 것을 알 수 있고, 허리부위와 목부위에서 다른 부위보다 진동투광기(110)가 더 상승하는 유선형의 요철 형태인 것을 알 수 있으며, 특별히 지정하지 않을 경우에는 기본적으로 세팅된 170cm로 동작된다.

한편, 중앙처리부(380)는 상기 진동투광기(110)를 전후 또는 상하 제어할 때, 초기위치를 벗어나는 이상 동작시 기계적인 리미트스위치(171, 175)로부터 이상 동작신호를 제공받아 전후진모터(130)와 승하강모터(150) 등의 작동을 중지시킨다. 이와 같이 전후진 및 승하강감지센서(149, 169)로 모터의 이동을 각각 제어하지만, 부가적인 이중 안전스위치로 인해 진동투광기(110)의 이동동작 오류시 제반 모터의 구동을 일시 중지함으로써, 안전 운전에 만전을 기할 수 있다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 온열치료기에 음성인식장치를 설치하여 온열치료, 마사지 및 각종 동작명령을 음성으로 명령하고 입력된 음성명령에 따라 그에 해당하는 온열치료를 자동으로 수행함과 아울러 입력음성명령에 대한 응답 및 동작상태를 음성으로 출력함으로써, 베드에 누운 상태로 치료하는 도중 치료기를 조작하기 위해 치료자가 움직여야 하는 등의 상당한 불편을 해소하여 치료상에 더욱 편리함을 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims

진동투광기를 이용하여 인체의 곡선을 따라 온열 및 지압을 수행하며 치료하는 치료용 침대에 있어서:

입력음성명령을 인식하기 위한 명령어휘에 대한 다수 화자의 공통 특징인 대표패턴값을 추출하여 메모리하는 단계;

마이크로폰을 통해 입력된 음성을 샘플링 및 양자화하여 디지털 데이터로 변환하는 단계;

상기 디지털로 변환된 전체 음성신호를 시간축으로 n개의 섹션으로 나누고 n개의 섹션에 대한 각 어휘의 입력패턴인 특징벡터를 추출하는 단계;

상기에서 추출한 입력 음성패턴과 메모리에 미리 설정된 대표패턴을 상호 비교하여 패턴을 매칭시키는 단계;

상기에서 유사 내지 일치하는 음성패턴이 있을 경우 그 음성패턴에 대한 제어명령데이터 또는 프로그램을 메모리로부터 독출하는 단계;

상기 입력음성명령에 매칭되는 출력음성명령이 있는지를 메모리를 통해 비교 검색하고, 유사 내지 일치하는 음성명령이 있을 경우 그에 매칭되는 출력음성을 독출하여 합성한 후 스피커를 통해 출력하는 단계; 및

상기 입력음성에 대한 제어명령에 따라 각종 구동수단을 제어하여 치료기를 동작시켜 온열 및 지압치료를 수행하는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 하는 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 음성입력에서 음성패턴을 매칭시키는 과정에서 유사 내지 동일한 음성패턴이 없을 경우 스피커를 통해 음성재입력을 요청하는 음성메시지를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식이 가능한 온열치료기의 작동 방법.