KR20140128086A - Variable structure wheel-chair robot for guidance of disabled person - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 거동이 불편한 환자나 장애자의 원활하고 안전한 이동을 보장하는 가변구조 형태의 휠체어 로봇에 관한 것으로서, 탑승자를 원하는 목적지까지 신속하고 안전하게 안내할 수 있도록 네비게이션과 연동되고 교통 신호의 인식, 판별이 가능하며 도로상에서 발생할 수 있는 여러 상황에 대처 가능한 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇을 제공코자 하는 것이다.The present invention relates to a wheelchair robot of a variable structure type that ensures smooth and safe movement of a patient or a handicapped who is inconvenienced by movement. The robot is interlocked with a navigation system so as to promptly and safely guide a passenger to a desired destination, And to provide wheelchair robots capable of coping with various situations that may occur on the road.
우리나라는 국토면적이 좁고 도로와 인도가 효율적이고 체계적으로 정돈되지 못한 곳이 많아 장애인이 보행 또는 휠체어를 이용하여 주행하기에는 많아 많은 불편을 초래하고 안전사고의 위험이 높은 편이다. In Korea, there are many places where the land area is narrow and the roads and roads are not arranged efficiently and systematically. Therefore, many people with disabilities have to walk or use wheelchairs, causing many inconveniences and a high risk of safety accidents.
이러한 불편함을 해결하기 위해 최근에는 시각장애인을 위한 음성신호장치 등이 설치되며, 안전 대기장소로 진입할 때 경고음과 메시지를 송출할 수 있도록 한 기술로 대한민국 등록특허공보(B1) 10-1125781호(3012.03.27.)의 서로 다른 위치에서 점등되는 4색 경고등이 구비되고, 눈에 잘 보이는 칼라색으로 형상화된 횡단보도 교통안전용 컬러조형물이 개시된 바 있다.In order to solve this inconvenience, recently, a voice signal device for the visually impaired is installed, and a technique for transmitting a warning sound and a message when entering a safety standby place is disclosed in Korean Patent Publication No. B1-1125781 (3012.03.27.), Which is provided with a four-color warning light which is illuminated at different positions, and which is shaped into a color that is visible to the naked eye.
그러나 상기한 종래 횡단보도 신호등의 경우 신호등에 적색불이 켜진 상황에서 안전 대기구역을 진입할 때 단지 경보음과 메시지가 발생될 뿐 차단기가 내려와 진입을 차단하는 기술적 구성이 없는 문제점이 있었다.However, in the case of the above-described conventional pedestrian traffic lights, there is a problem that only a warning sound and a message are generated when a traffic light is illuminated in red and a safety standby area is entered.
상기한 선행기술은 횡단보도의 입구 대기선 일측에 설치되며, 발광부와 카메라가 구비된 신호등; 횡단보도의 입구 대기선 타 측에 설치되며, 상기 발광부의 신호를 받을 수 있도록 같은 선상의 대향되는 위치에 수광부가 구비됨은 물론 사람 및 차량의 진입을 차단하도록 차단수단이 구비된 로봇으로 구비되어 구성되는 것으로, 시각장애인, 저 시력자, 다리 장애인 혹은 사고로 인한 일정기간의 잠정 장애인등의 안전한 안내를 위해 네비게이션을 이용한 자율이동 및 정보교환 등의 기능을 갖는 지능로봇으로서 차도로 진입할 경우 경고음 및 메시지가 울리도록 함은 물론 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇의 스마트폰을 이용한 상호 정보교감으로 로봇이 차단기를 내려 차도로 진입하지 못하도록 하여 안전 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이며, 더하여 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇의 앞 뒷면에는 디스플레이부(예: LED 또는 LCD 화면)가 구비되어 영상화면이 가능하게 하여 인터넷 또는 와이브로(Wibro) 기반에서 유,무선으로 광고 영상을 송출할 수 있도록 하여 로봇을 이용한 실시간 옥외광고 및 신호를 대기하고 있는 일반 사람들에게 유용한 정보를 실시간으로 제공하게 하여 신호 대기시간이 지루하지 않도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 하고 있다.The prior art described above is provided with a signal lamp provided at one side of an entrance waiting line of a crosswalk, and having a light emitting portion and a camera; A robot equipped with a light receiving unit provided at a position facing the same line so as to receive a signal of the light emitting unit and a blocking means for blocking entry of people and vehicles, This is an intelligent robot that has the functions of autonomous movement and information exchange using navigation for the purpose of safe guidance such as the visually impaired, the low vision, the legged person or the temporary disabled person for a certain period due to an accident. In addition, the robot is able to prevent the safety accident by preventing the robot from entering the roadway by lowering the breaker due to the mutual information sympathy using the smartphone of the wheelchair robot having variable structure in the disabled person. In addition, Structure The wheelchair robot has a display (eg LED or LCD screen) To enable video images to be broadcasted on the Internet or wibro based on wired or wireless, real-time information is available to ordinary people waiting for real-time outdoor advertisements and signals using robots This makes it possible to improve the quality and reliability of the product and to provide a good image to consumers.
그러나 상기 선행기술은 고정식으로 구성되어 있고, 보행자와의 소통력이 떨어지는 등 단순한 상징물 정도이다.However, the above-mentioned prior art is composed of a stationary type, and is a simple symbol such as a poor communication ability with a pedestrian.
한편 자율이동 지능로봇 기술이 개발되어 사용되고 있으며, 이들 자율이동 지능로봇은 주행 중 바퀴에 장착된 레이져 스캐너를 사용하여 각 바퀴의 주행거리를 측정한 후, 이로부터 각 소구간 마다의 위치변화량을 계산하여 초기 위치로부터 현재의 위치를 계산하도록 설계된 것으로 그 기능이 극히 제한적이며 실질적인 장애물 인식률이 낮아 자율이동의 실현이 실내 등에서 극히 한정적으로 이루어지고 있다.On the other hand, autonomous mobile intelligent robot technology has been developed and used. These autonomous mobile intelligent robots measure the distance traveled by each wheel using a laser scanner mounted on the wheel during travel, And the present position is designed to be calculated from the initial position, its function is extremely limited, and the real obstacle recognition rate is low, so that the realization of the autonomous movement is extremely limited in the room.
이와 같은 종래 자율이동 지능로봇은 대표적으로 다음과 같은 문제점이 있다.Such a conventional autonomous mobile intelligent robot typically has the following problems.
첫째, 협소공간의 경우 로봇이 지나갈 수 없다.First, in the case of a narrow space, the robot can not pass.
둘째, 지면이 홈이 있거나 턱이 있으면 지나갈 수 없다.Second, if the ground has a groove or a jaw, it can not pass.
셋째, 사람과 간단한 대화 기능이 없어 안내에 한계점이 많다Third, there are many limitations in guidance because there is no simple dialogue function with people.
넷째, 도로 및 환경정보의 정확한 분석 기능 및 해독기능이 없다Fourth, there is no accurate analysis and decryption of road and environmental information
다섯째, 자율적인 상황 판단을 통한 정보 송신 및 수신 기능이 없다.Fifth, there is no information transmission and reception function through autonomous situation judgment.
여섯째, 자율적 이동 및 외부환경의 능동적 적응이 너무 제한적이다.Sixth, autonomous migration and active adaptation of external environment are too limited.
여섯째, 자율 네비게이션 기능이 없다. Sixth, there is no autonomous navigation function.
따라서 이와 같은 문제점을 해결한 매우 자율적이고 지능적인 장애인 안내 로봇 시스템이 요구된다 할 것이다.
Therefore, a highly autonomous and intelligent guidance robot system that solves these problems will be required.
KR 101125781 B1 3012.03.27.
KR 101125781 B1 3012.03.27.
이에 본 발명자는 종래의 전동휠체어가 갖는 제반 문제점을 해결코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 도로와 인도의 교통신호를 인식, 판독하여 안전한 주행을 보장하고 네비게이션과 연동하며 도로위 장애물이나 폭에 좁은 곳을 지날시 카메라와 장애물 감지 센서에 의해 수집된 정보를 통해 휠체어의 폭과 높이를 가변하여 주행할 수 있는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇을 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
Accordingly, the present invention researched and developed the present invention in order to solve all the problems of a conventional electric wheelchair. The present invention recognizes and reads a traffic signal of a road and an indispensable vehicle to ensure safe driving, interlocks with navigation, The present invention has been accomplished on the basis of the technical object of the present invention, which provides a variable-structure wheelchair robot of the present invention capable of changing the width and height of a wheelchair through information gathered by a camera and an obstacle detection sensor when passing through a narrow space .
과제 해결수단으로 본 발명에서는 가변구조의 지능로봇 시스템에 있어서, 사용자가 선택할 수 있는 지도와 거리정보 및 위치정보에 대한 콘텐츠가 디스플레이되는 머리부; 장애인이 안전하게 앉을 수 있는 기구부; 장애물을 감지할 수 있는 센서부; 상기 기구부의 양측에 구비된 팔지지대; 상기 기구부의 하부에 결합되어 장애물을 회피할 수 있고, 장애물의 충돌 및 추락을 방지할 수 있으며, 충전위치를 자율적으로 감지하여 충전할 수 있도록 상기 머리부, 기구부, 팔지지대를 이동시키는 구동부; 및 상기 기구부 후방에 내장되고 도로 및 거리 환경 정보 인식, 근거리의 음성인식을 통해 주변 사람과 간단한 대화를 수행할 수 있도록 음성인식 및 음성명령제어 유닛이 내장되며, 상기 머리부, 기구부, 팔지지대, 구동부를 통합적으로 제어하는 제어부로 구성하였다.According to an aspect of the present invention, there is provided an intelligent robot system of a variable structure, comprising: a head for displaying contents of map, distance information and position information that can be selected by a user; A mechanism for the disabled person to sit comfortably; A sensor unit capable of detecting an obstacle; A bracket provided on both sides of the mechanism; A drive unit which is coupled to a lower portion of the mechanical unit to avoid an obstacle and can prevent an obstacle from crashing and falling and to move the head unit, the mechanical unit and the pallet zone so that the charging position can be autonomously sensed and charged; And a voice recognition and voice command control unit built in the rear of the mechanism unit and capable of performing a simple conversation with people around by the recognition of the road and the distance environment information and the voice recognition of the close range, And a control unit for integrally controlling the driving unit.
그리고 상기 머리부는 상부에 설치되어 원거리 영상을 인식하는 카메라와, 상기 카메라의 하측에 설치되는 근거리 영상 인식하는 카메라 인식버튼을 음성인식 유닛이 내장된 스피커와, 상기 카메라 인식버튼의 하측에 설치되고 대화기능이 있는 마이크로폰을 포함하여 구성한다.The head unit includes a camera installed at an upper portion thereof for recognizing a long distance image, a camera recognition button for recognizing a short distance image installed on the lower side of the camera, a speaker having a built-in voice recognition unit, And a microphone having a function.
그리고 상기 기구부는 상기 머리부의 하부에 결합되는 센서부과, 상기 센서부의 전면 중앙에 설치되고 화면에 복수개의 선택 가능한 콘텐츠가 디스플레이되는 터치스크린과, 상기 센서부의 후면에 형성되고 상기 머리부에서 얻어지는 영상정보를 출력할 수 있는 영상출력단자와, 상기 센서부의 후면에 형성되고 상기 머리부를 통해 입력된 오디오 정보를 출력하는 오디오출력단자와, 상기 터치스크린의 상측에 구비되고 초음파에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지센서가 포함하여 구성될 수 있게 하였다.The sensing unit may include a sensor unit coupled to a lower portion of the head unit, a touch screen disposed at a front center of the sensor unit and displaying a plurality of selectable contents on a screen, An audio output terminal formed on a rear surface of the sensor unit for outputting audio information input through the head unit and an audio output terminal provided on the touch screen for detecting an obstacle by an ultrasonic wave, Sensor to be configured.
또 상기 구동부는 양측에 구비되는 한 쌍의 메인 구동휠과, 하부에 구비되어 균형을 유지하는 보조휠과, 상측에 형성되고 장애물을 감지하는 레이져 센서와, 하측에 형성되고 장애물을 감지하는 초음파 센서로 구성하였다.
The driving unit includes a pair of main driving wheels provided on both sides, an auxiliary wheel provided at a lower portion to balance the auxiliary wheel, a laser sensor formed on the upper side for sensing an obstacle, an ultrasonic sensor Respectively.
본 발명 통해 거동이 불편한 환자나 장애자가 휠체어에 탑승한 채로 원하는 목적지까지 안전하게 도달할 수 있다.The present invention allows a patient or a handicapped person with an uncomfortable condition to safely reach a desired destination while being in a wheelchair.
특히 공간이 협소하거나 조면에 웅덩이나 턱이 있는 조건에서도 장애물을 회피하거나 휠체어프레임을 가변하여 안전하고 원활한 주행이 가능하고, 교통신호를 인식/판독이 가능하여 교통사고를 미연에 방지할 수 있으며, 네비게이션과 연동하여 원하는 목적지만 입력하면 안전하게 신속하게 도달가능하다. In particular, it is possible to avoid obstacles even when the space is narrow or there is a puddle or a jaw on the rough surface, or the wheelchair frame can be varied to enable safe and smooth running, and a traffic accident can be prevented / If you enter only the desired destination in conjunction with navigation, you can reach it safely and quickly.
또한 주의의 소리를 입력하고 분석하여 탑승자에게 상황에 맞는 안내가 가능하며 대화기능을 통해 주위사람들과의 정보공유도 할 수 있는 특징이 있다. In addition, it is possible to inform the passengers according to the situation by inputting and analyzing the sound of the attention, and it is also possible to share information with the surrounding people through the conversation function.
그리고 실질적인 사람을 대체할 수 있는 기능과 지능을 구비토록 함으로 해서 복잡한 도로조건 하에서도 자율적인 반복 학습 기능으로 스스로 자율적으로 이동하면서 사고를 미리 예방하면서 장애인을 사람과 같은 수준으로 안내할 수 있는 효과를 실현할 수 있다.
And it is equipped with the function and intelligence that can substitute actual person, so that even under complicated road conditions, autonomous repetition learning function enables the disabled person to be guided to the same level as the person, Can be realized.
도 1은 본 발명에 따른 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇의 일 실시례를 보인 정면도
도 2는 도 1의 배면도
도 3은 도 1의 측면도
도 4는 본 발명에 적용된 머리부 확대도1 is a front view showing an embodiment of a wheelchair robot according to the present invention;
Fig. 2 is a rear view of Fig. 1
Fig. 3 is a side view of Fig.
Fig. 4 is an enlarged view of the head used in the present invention
이하에서 본 발명에서 제공하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다. 단 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a wheelchair interactive robot according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, a detailed description of known configurations and functions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 1은 본 발명에 따른 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇의 일 실시례를 보인 정면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 배면도, 도 3은 도 1의 측면도, 도 4는 본 발명에 적용된 머리부 확대도를 각각 도시한 것이다.FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a variable-capacity wheelchair robot according to the present invention. FIG. 2 is a rear view of FIG. 1, FIG. 3 is a side view of FIG. 1, And an enlarged view of the head, respectively.
도시된 바를 참조하면, 본 발명에서 제공하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇(1)은 크게 머리부(20), 기구부(30), 팔지지대(40), 구동부(50), 제어부(60), 메인프레임(80)으로 구성하되, 일반적인 로봇과 같이 지면에 구동부(50)가 구비되고, 상기 구동부(50) 상부에 기구부(30)가 결합되며, 기구부(30) 전후의 좌우에 설치되는 센서부(31) 및 장애물 감지센서(35)와, 상기 기구부(30)의 상측에 상기 머리부(20)가, 그리고 상기 기구부(30) 양측에 상기 팔지지대(40)가 각각 결합되며, 상기 기구부(30) 내부에 제어부(60)가 내장된 구조를 가진다.The
상기 머리부(20)는 터치스크린(32), 메인 카메라(21), 카메라 인식버튼(22), 스피커(23), 마이크로폰(24), 영상출력단자(25)로 구성된다.The
상기 터치스크린(32)은 머리부(20)의 정면에 위치하여 손으로 터치를 하여 조작을 할 수 있다.The
상기 카메라(21)는 상기 머리부(20)의 상부에 설치되고 원거리 영상을 인식할 수 있도록 100만화소 이상의 HD급 화질의 해상도를 갖도록 하며 인식된 영상은 무선으로 기구부(30)의 내부에 설치되어 있는 제어부(60)에 송수신할 수 있다.The
상기 카메라 인식버튼(22)은 로봇의 눈을 형상화한 상기 양측 카메라(21)의 중앙 상부에 설치하며, 상기 카메라(21)는 실내 지도를 작성할 때 근거리 영상을 인식하고 주변의 위치를 기억하여 스스로 지도데이터를 축척하고 작성할 수 있을 뿐 아니라 인식된 영상을 제어부(60)와 무선으로 송수신할 수 있다. The
로봇의 귀를 형상화한 스피커(23)는 상기 카메라 인식버튼(22)의 양측에 설치되어 음성을 인식할 수 있는 유닛(Unit)이 내장되고 사고 위험 및 무단횡단 경고를 알리는 관련 음성메시지 등을 제공할 수 있다.The
로봇의 입을 형상화한 상기 마이크로폰(24)은 카메라 인식버튼(22)의 하측에 설치되어 사람과 대화할 수 있는 기능성을 제공한다. 즉, 도로나 인도에서 발생할 수 있는 돌발 상황에 대해 주변의 소음과 소리를 마이크로폰(24)을 통해 인식하여 상황에 적합한 경고나 안내를 하며, 입력된 사람의 음성신호를 분석하여 그에 부합하는 프로그래밍 된 멘트를 송출할 수 있는 대화기능이 부가된다. 물론 이러한 대화내용이나 음성은 무선으로 제어부(60)에 송수신될 수 있는 구조를 가진다.The
상기 영상출력단자(25)는 마이크로폰(24)의 양측에 설치되어 상기 카메라(21)나 카메라 인식버튼(22)을 통해 인식된 영상정보를 출력하고, 터치스크린(32)상에 표현되는 지능로봇 시스템의 입에 다양한 표정을 부여하는 기능을 제공 할 수 있다.The
한편 상기 머리부(20)는 로봇의 기구부(30)의 상부에서 좌우로 회전할 수 있도록 결합하여 여러 각도로부터 영상 및 음성 신호를 수신 받을 수 있도록 하며, 또한 카메라(21) 및 카메라 인식버튼(22)이 안전의자(37)에 착석한 사용자에 의해 가리지 않도록 상하높이조절이 가능토록 하는 것이 바람직하다. The
다음으로 상기 기구부(30)를 설명하고자 한다.Next, the
상기 기구부(30)는 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 머리부(20)의 하부와 회전 가능하게 결합되며 센서부(31), 영상출력단자(25), 오디오출력단자(34), 장애물 감지센서(35)를 포함하여 구성된다. 1 and 2, the
상기 센서부(31)는 상기 기구부(30)의 기본 틀 내에 구성하며, 후술하는 제어부(60)가 기구부(30)에 내장된다.The
상기 센서부(31)의 전면 중앙 상측으로는 모리부(20)의 터치스크린(32)이 구비될 수 있다. A
상기 터치스크린(32)은 LCD 화면을 가질 수 있으며 화면에 복수개의 선택 가능한 콘텐츠가 디스플레이 된다.The
따라서 사용자는 키보드나 마우스를 사용하지 않고 화면에 나타난 콘텐츠의 위치에 사람의 손 또는 물체의 터치를 통해 원하는 콘텐츠를 확인, 수행할 수 있으며, 바람직한 것은, 7" Color TFT LCD(800*480)의 LCD 모니터일 수 있다.Accordingly, the user can check and perform a desired content through a touch of a human hand or an object on the position of the content displayed on the screen without using a keyboard or a mouse. Preferably, a 7 "color TFT LCD (800 * 480) LCD monitor.
또 상기 오디오출력단자(34)는 상기 센서부(31)의 후면에 형성되어 상기 마이크로폰(24)을 통해 입력된 정보를 출력하는 단자이다.The
한편 상기 터치스크린(32) 상측에는 머리부(20) 전원을 제어하는 메인전원버튼(36)를 설치할 수 있고, 터치스크린(32) 하측에 카메라 인식버튼(22)이 위치할 수 있다. 또 상기 센서부(31) 후면 아래 쪽에 포트(38)가 구비되고 영상출력단자(25)와 오디오출력단자(34)가 구비될 수 있다. A
안전의자(37) 좌우측에 대칭되도록 형성되어 사용자의 팔을 지지하는 팔지지대(40)에는 휠체어로봇(1)의 이동과 가변을 조절하는 전진버튼(2), 후진버튼(3), 좌회전버튼(4), 우회전버튼(5), 속도조절버튼(6), 폭조절버튼(7), 상하높이조절버튼(8), 전원 on/off 버튼(9)들을 마련하고 사용자가 본 휠체어로봇(1)에 착석한 상태에서 손쉽게 제어할 수 있도록 배열 구성한다.A
안전의자(37) 뒤쪽으로 고정 구성되는 기구부(30) 좌우측 상측으로는 어깨부(42)가 고정 결합되며 어깨부(42) 전면에 장애물 감지센서(35)를 설치토록 한다. 상기 장애물 감지센서(35)는 초음파를 송수신함으로써 전방에 있는 장애물을 감지할 수 있으며 이것을 제어부(60)에 송신함으로써 장애물을 회피할 수 있게 한다. The
상기 전진버튼(2), 후진버튼(3), 좌회전버튼(4), 우회전버튼(5)은 휠체어의 직접적인 구동과 관련된 버튼들로 하나의 팔지지대(40)에 모아서 직관적으로 배열 구성토록 한다. The
타측 팔지지대(40)에 배치된 전원 on/off 버튼(9)은 가변구조 휠체어 로봇의 구동과 관련된 전원을 on/off하는 버튼이며, 폭조절버튼(7), 상하높이조절버튼(8)은 가변구조 휠체어 로봇의 메인프레임(80)의 좌우이동축(41)과 상하이동축(43)을 조절하도록 하여 폭이 좁거나 바닥에 장애물이 있는 경우에도 무리 없이 통행할 수 있는 기능성을 제공한다. The power on / off button 9 disposed on the
즉, 폭이 좁은 길을 지나야 할 경우 폭조절버튼(7)을 눌러 좌우이동축(41)을 작동시켜 메인프레임(80)의 폭을 좁힐 수 있으며, 지면에 장애물이나 물웅덩이가 있는 경우에는 상하높이조절버튼(8)을 통해 상하이동축(43)을 작동시켜 메인프레임(80)의 높이를 높힘으로써 주행안정성과 쾌적성을 높일 수 있도록 하였다. That is, when the width is narrow, the width of the
본 휠체어로봇(1)의 폭과 높이는 상술한 바와 같이 사용자가 수동으로 조절할 수도 있으나, 하기에 기술할 구동부(50)의 레이저스캐너(53)와 초음파센서(54)에 의해 자동으로 이루어 질 수도 있다.
The width and height of the
휠체어로봇(1)의 이동은 좌우측 전면에 설치되는 구동횔(51)과 메인프레임(80) 하부에 설치되는 보조휠(52)로 구성되는 구동부(50)에 의해 이루어진다. The movement of the
상기 구동휠(51)은 내부의 구동드라이브와 구동축에 의해 차동 구동되는 형태로 이루어지며, 상기 보조휠(52)은 로봇의 균형 유지를 위해 구비되는 것으로, 도시된 바와 같이 상기 구동부(50)의 하부면에 일정간격으로 2개가 설치구성 되는 것이 안정적인 지지를 위해 바람직하다. The
상기 보조휠(52)은 구동부(50)의 앞쪽 또는 구동부(50)의 뒤쪽에 선택적으로 설치될 수 있다.The
구동횔(51) 상부를 감싸고 있는 커버의 전방에는 만약을 대비하여 휠체어 로봇이 장애물이나 보행자와 충돌시 충격을 흡수하여 보행자와 사용자의 안전을 도모할 수 있는 범퍼(45)를 포함하여 구성할 수도 있다. The bumper (45) can be configured to absorb the shock when the wheelchair robot collides with an obstacle or a pedestrian so that the safety of the pedestrian and the user can be secured in front of the cover surrounding the upper portion of the driving wheel have.
한편 메인프레임(80) 하측 전방에 설치되는 레이저스캐너(53)와 초음파센서(54)는 장애물을 발견하고 회피하여 자율이동을 하기 위한 센서로서, 상기 레이저스캐너(53)는 적외선을 이용하여 장애물을 인식하며 초음파센서(54)는 초음파를 발신/수신하여 휠체어로봇(1)의 진행에 방해가 될 도로 노면상의 장애물을 미리 인식하고 회피하게 할 수 있게 하였다.The
다음으로 제어부(60)에 대해 설명한다.Next, the
상기 제어부(60)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 머리부(20), 기구부(30), 팔지지대(40), 구동부(50) 전체를 통합 제어하는 구성으로서 메인 컨트롤러(Main Controller), 제어보드, 호스트 PC, 무인 자율 송수신 장치 등으로 구성되며, 모든 상황인식, 장애물 회피, 자율이동 등을 지시한다.2, the
제어방법은 PC기반(S/W) 제어가 이루어질 수 있게 하여 매우 다양한 장애물회피제어 그리고 위치/속도제어가 가능한 지능적 제어기능을 구비하여 적용범위 및 작업 대상이 유연하게 이루어지도록 하였다.The control method is PC based (S / W) control, so it has various obstacle avoidance control and intelligent control function that can control the position / speed, so that the application range and work object are flexible.
상기 머리부(20)에 설치되는 카메라(21)와 카메라 인식버튼(22)로부터 촬영된 영상을 인식 처리하는 영상인식(S/W 및 H/W)은 상기 제어부(60)의 메인 컨트롤러와 인터페이스 되어 호스트(Host) PC에 내장되어 있다.The image recognition (S / W and H / W) for recognizing an image photographed by the
그리고 상기 메인 컨트롤러는 휠체어로봇(1)의 관절이나 모터의 서보 제어를 담당하는 PC기반 개방형 제어구조로서 C++ 의한 제어S/W와 DSP기반 제어기(H/W)로 구성되어 있으며, RS232C 및 RS485 자율 송수신 통신이 가능한 구조로 되어 있다.The main controller is a PC-based open type control structure for servos of the joints and motors of the
따라서 터치스크린(32)이나 리모컨을 이용하여 휠체어로봇(1)에 설치된 서보모터들의 제어를 담당하는 제어부(60)의 메인컨트롤러를 제어함으로써 휠체어로봇(1)의 움직임을 조정할 수도 있는 것이다. Therefore, the movement of the
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
It is to be understood that the detailed description of the present invention has been provided for specific embodiments, but it is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the embodiments described, but should be determined by the equivalents as well as the following claims.
1: (장애인 안내용 가변구조)휠체어 로봇 2: 전진버튼
3: 후진버튼 4: 좌회전버튼
5: 우회전버튼 6: 속도조절버튼
7: 폭조절버튼 8: 상하높이조절버튼
9: 전원 on/off버튼
20 : 머리부 21 : 카메라
22 : 카메라 인식버튼 23 : 스피커
24 : 마이크로폰 25 : 영상출력단자
30 : 기구부 31 : 센서부
32 : 터치스크린 34 : 오디오출력단자
35 : 장애물 감지센서 36 : 메인전원버튼
37 : 안전의자 38 : 포트
40 : 팔지지대 41 : 좌우이동축
42 : 어깨부 43 : 상하이동축
45 : 범퍼 50 : 구동부
51 : 구동휠 52 : 보조휠
53 : 레이저스캐너 54 : 초음파센서
60 : 제어부 80: 메인프레임1: (Variable structure in disabled person) Wheelchair robot 2: Forward button
3: Reverse button 4: Left button
5: Right button 6: Speed button
7: Width adjustment button 8: Up and down height adjustment button
9: Power on / off button
20: head 21: camera
22: camera recognition button 23: speaker
24: microphone 25: video output terminal
30: Mechanism part 31: Sensor part
32: Touch screen 34: Audio output terminal
35: Obstacle detection sensor 36: Main power button
37: Safety Chair 38: Port
40: soldering zone 41: left and right coaxial
42: shoulder portion 43: Shanghai coaxial
45: bumper 50:
51: driving wheel 52: auxiliary wheel
53: Laser scanner 54: Ultrasonic sensor
60: control unit 80: main frame
Claims (6)
이동공간의 환경에 따라 로봇의 폭 및 높이가 자율적으로 조절되는 가변구조의 메인프레임(80)과;
근거리 음성을 인식하고, 사람과 간단한 대화를 수행하는 음성인식 유닛이 내장되며, 터치스크린이 장착한 상태로 메인프레임(80)의 상부에 설치한 머리부(20)와;
상기 머리부(20)의 하부에 결합되고, 사용자가 선택할 수 있는 복수개의 콘텐츠가 디스플레이 되며, 상기 머리부(20)에서 인식된 영상 또는 음성을 출력할 수 있고, 장애물을 감지 할 수 있는 기구부(30)와;
상기 기구부(30)의 양측에 구비되어 한 쌍의 팔지지대(40)와;
상기 기구부(30)의 하부에 결합되어 장애물을 회피할 수 있고, 장애물의 충돌 및 추락을 방지할 수 있으며, 충전위치를 자율적으로 감지하여 충전할 수 있도록 상기 머리부(20), 기구부(30), 팔지지대(40)를 이동시키는 구동부(50)와;
상기 기구부(30) 후면에 내장되고 상기 머리부(20), 기구부(30), 팔지지대(40) 및 구동부(50)를 통합적으로 제어하는 제어부(60)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.
A variable-structure wheelchair robot (1) according to claim 1, wherein:
A main frame 80 having a variable structure in which the width and height of the robot are autonomously adjusted according to the environment of the moving space;
A head unit 20 having a built-in voice recognition unit for recognizing the near-end voice and performing a simple conversation with a user and installed on the main frame 80 with the touch screen mounted;
A plurality of contents that can be selected by the user are displayed on the head unit 20 and are connected to a lower portion of the head unit 20. A mechanical unit capable of outputting an image or voice recognized by the head unit 20 and detecting an obstacle 30);
A pair of legs 40 provided on both sides of the mechanism part 30;
The head portion 20, the mechanism portion 30, and the like can be connected to the lower portion of the mechanism portion 30 so as to avoid the obstacle, to prevent the collision and the fall of the obstacle, , A driving unit (50) for moving the pallet (40);
And a control unit (60) built in a rear surface of the mechanism unit (30) and integrally controlling the head unit (20), the mechanism unit (30) Contents Variable structure wheelchair robot.
상기 머리부(20)는 360도 회동되며 상하 높이조절이 가능토록 기구부(30) 상측에 결합구성한 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the head part (20) is rotated 360 degrees and connected to the upper part of the mechanism part (30) so that the height of the head part (20) can be adjusted.
상기 머리부(20)는 원거리 영상을 인식하는 카메라(21)와,
상기 카메라(21)의 상측에 설치되는 근거리 영상 인식하는 카메라 인식버튼(22)과,
음성인식 유닛이 내장된 스피커(23)와,
상기 카메라 (21)의 하측에 설치되고 대화기능이 있는 마이크로폰(24)과,
상기 마이크로폰(24)의 양측에 설치되어 머리부(20)에서 얻어지는 영상정보를 출력할 수 있는 영상출력단자(25)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.
The method according to claim 1 or 2,
The head unit 20 includes a camera 21 for recognizing a long distance image,
A camera recognition button 22 for recognizing a short distance image provided on the upper side of the camera 21,
A speaker 23 incorporating a voice recognition unit,
A microphone 24 installed below the camera 21 and having an interactive function,
And a video output terminal (25) provided on both sides of the microphone (24) and capable of outputting image information obtained from the head (20).
상기 기구부(30)는 머리부(20)를 통해 입력된 오디오 정보를 출력하는 오디오출력단자(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the mechanical unit (30) includes an audio output terminal (34) for outputting audio information input through the head unit (20).
상기 기구부(30) 좌우측 상측으로 결합되는 어깨부(42) 전면에 위치하여 초음파에 의해 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(35)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.
The method according to claim 1 or 4,
And an obstacle detection sensor (35) positioned at the front of the shoulder portion (42) coupled to the left and right sides of the mechanism unit (30) and detecting obstacles by ultrasonic waves.
상기 구동부(50)는 양측에 구비되는 한 쌍의 메인 구동휠(51),
하부에 구비되어 균형을 유지하는 보조휠(52),
메인프레임(80) 하측 전방에 설치되어 장애물을 감지하는 레이저스캐너(53)와 초음파센서(54) 및 전면에 형성되고 충돌을 방지하는 범퍼(45)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장애인 안내용 가변구조 휠체어 로봇.The method according to claim 1,
The driving unit 50 includes a pair of main driving wheels 51,
An auxiliary wheel 52 provided at the lower portion to maintain balance,
And a bumper (45) formed on a front surface of the main body (80) and configured to prevent a collision, the laser scanner (53) being installed on the lower front side of the main frame (80) Variable structure wheelchair robot.
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- 2013-04-26 KR KR1020130046798A patent/KR20140128086A/en not_active Application Discontinuation
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