KR20150035404A - 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치 - Google Patents

의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치 Download PDF

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Abstract

의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 의료용 스쿠터의 선회속도 제한장치는 상기 의료용 스쿠터의 선회 회전각의 크기 에 따른 선회속도 제한비 신호와 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼 신호의 곱으로 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호를 구동모터 제어기에 보내어 상기 의료용 스쿠터의 선회속도를 감산 하는 것을 특징으로 한다.

Description

의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치 {AN APPARATUS LIMITING CORNERING SPEED FOR MEDICAL SCOOTER}
본 발명은 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 의료용 스쿠터의 선회 운동시 운전자의 선회 회전각에 따라 선회속도의 최대치를 제한하여 선회속도 과다로 인한 의료용 스쿠터의 전복 및 불안정한 거동을 피하고자 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치에 관한 것이다.
의료용 스쿠터는 노약자 또는 장애인이 짧은 거리를 이동 하기에 적합 하도록 고안 되었으며, 친환경적인 운송 수단이 되기 위하여 모터에 의해 구동된다. 이러한 의료용 스쿠터는 바퀴가 장착된 차체를 포함하고 있으며,차체에 장착되는 모터가 차체를 움직이기 위한 바퀴와 기계적으로 연결 되어 있으며, 사용자의 탑승을 위한 좌석과 운전 조작을 위한 핸들,조작부,계기판부가 차체에 마련된다.
도 1은 종래의 의료용 스쿠터의 핸들,조작부,계기판부를 나타낸 도면이다. 상기 조작부에는 쓰로틀레버(100)와 스피드볼륨 다이얼(110)이 구비된다.
쓰로틀레버(100)가 정지 상태에서 상기 레버를 단계적으로 위로 또는 아래로 조작하면 상기 의료용 스쿠터의 속도를 가속 또는 감속 할수 있다.
그리고 상기 의료용 스쿠터의 최대속도는 스피드볼륨 다이얼(110)에 의해서 제한된다.즉,스피드볼륨 다이얼(110)에 설정된 속도가, 예를 들어 10km/h 로 설정 되었다면 의료용 스쿠터의 최대속도는 쓰로틀레버(100)가 최대속도를 내게 설정된 상태에서도 항상 상기 스피드 볼륨다이얼의 최대 제한속도인 10km/h로 주행하게 된다.
도 2는 종래 의료용 스쿠터의 스피드볼륨 다이얼,쓰로틀레버가 구동 모터제어기에 연결 되는것을 나타낸 도면이다.
쓰로틀레버(100)와 스피드볼륨 다이얼(110)이 구동 모터제어기(120)에 전기적으로 연결된 것을 포텐시오메터(Potentiometer)라고 한다.
종래의 의료용 스쿠터의 운전자가 쓰로틀레버(100)를 최대속도로 설정한 상태에서 스피드볼륨 다이얼(110)에 설정된 제한속도로 진행도중, 갑자기 장애물 또는 커브길을 만나 빠르게 선회 주행 한다면 의료용 스쿠터 운전자, 예를 들어 장애인 또는 노인 등은 운전 미숙으로 인하여 쓰로틀레버(100)를 신속하게 감속하는 조작을 하지 못하여 상기 의료용 스쿠터의 원심력의 크기가 과대하여 전복될수 있는 문제점이 발생 할수 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1288065호(등록일: 2013년 7월 15일)가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치는 선회 주행시에 선회 회전각에 따라 의료용 스쿠터의 최대속도를 감속하여, 운전자가 신속하게 쓰로틀레버를 조작하여 감속하지 못한 경우에도 의료용 스쿠터의 전복을 방지하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치를 제공 하는데 있다.
의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치에 있어서,
의료용 스쿠터의 선회 회전각을 감지하는 센서부와,상기 센서부의 출력신호에 응답하여 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각에 따른 선회속도 제한비 신호를 산출하는 제1연산증폭기와,
상기 의료용 스쿠터의 쓰로틀레버가 최대속도를 내게 설정된 상태에서 상기 선회속도 제한비 신호와 상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼신호에 응답하여 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호를 내는 제2연산증폭기와
상기 감속 제어신호를 받아서 모터의 회전수를 감속시키는 신호를 전달하는 구동모터 제어기로 연결되는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치이다.
상기 제1연산증폭기는,
상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~10°에서는 상기 선회속도 제한비 신호를 1의 실수값으로 출력하고,이외의 선회 회전각에서는 상기 선회속도 제한비 신호를 0 초과 1 미만의 실수값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치이다.
상기 제2연산증폭기는,
제1연산증폭기에서 산출된 상기 선회속도 제한비 신호와
상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼 신호의 곱셈 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치이다.
상기 구동모터 제어기는,상기 의료용 스쿠터의 전진,후진,정지 동작을 제어하는 쓰로틀레버와 전기적으로 연결 되어지는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치이다.
본 발명의 실시예에 따른 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치는,의료용 스쿠터의 선회 주행시에 선회 회전각에 따라 의료용 스쿠터의 최대속도를 감속하여, 운전자가 신속하게 쓰로틀레버를 조작하여 감속하지 못한 경우에도 의료용 스쿠터의 안정적인 선회 및 전복을 방지하는데 있다.
도 1은 종래 의료용 스쿠터의 핸들,조작부,계기판부를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 의료용 스쿠터의 스피드볼륨 다이얼, 쓰로틀레버가 구동 모터제어기에 전기적으로 연결 된것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명인 의료용 스쿠터의 조향핸들,조향축,선회 회전각 탐지 포텐시오메터 장착부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명인 도3의 선회 회전각 탐지 포텐시오메터 장착부를 확대한 도면이다.
도 5는 본 발명인 의료용 스쿠터의 선회 회전각에 따른 선회속도 제한비를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명인 의료용 스쿠터의 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호 도출 알고리즘 블럭도이다.
도 7은 본 발명인 도 6에서 설명된 알고리즘 블럭도에 대해 실제적인 구현을 위한 전기적 연결을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
본 발명인 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치는 의료용 스쿠터의 급격한 선회 주행시 선회속도를 감속하여 의료용 스쿠터의 안정적인 선회 및 전복을 방지하는데 특징이 있다.이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 의료용 스쿠터의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명 한다.
도 3은 본 발명인 조향핸들,조향축,의료용 스쿠터의 선회 회전각 탐지 포텐시오메터의 장착부,바퀴를 나타낸 도면이다.
조향축(220)은 조향핸들(210),바퀴(240)와 연결되어 상기 조향핸들을 좌 또는 우로 돌리면 상기 조향축과 바퀴도 같이 움직이게 되어 상기 의료용 스쿠터의 방향을 제어 할 수 있다.
그리고 상기 조향축 하단에는 포텐시오메터 장착부(230)가 구비된다. 상기 장착부의 구성품인 포텐시오메터(310)는 가변저항기로 구성되어 지고 내부에 도 6에서 설명 되어지는 선회 회전각(미도시)을 감지하는 센서부(510)가 장착된다.상기 센서부는 자이로센서(미도시)로 구성된다.상기 자이로센서(미도시)는 내부에 자이로스코프가 장착되어 상기 의료용 스쿠터가 선회시 생기는 선회 반발력을 이용하여 선회 회전각을 감지한다.
도 4에서 상기 선회 회전각 탐지 포텐시오메터를 더욱 자세히 도시 하였다.상기 포텐시오메터는 포텐시오메터 장착프레임(320), 포텐시오메터 장착 조향축(330)에 설치된다.상기 프레임은 포텐시오메터(310)를 고정시키는 역할을 한다.그리고 포텐시오메터 조향축(330)은 의료용 스쿠터의 조향축(220)과 연결되어 조향핸들(210)의 좌회전 또는 우회전 움직임에 따라 같이 움직인다.
도 5는 본 발명인 의료용 스쿠터의 선회 회전각(미도시)에 따른 선회속도 제한비를 설명하는 도면(410)이다.
상기 제한비는 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~ 10°(Dead Zone-핸들을 움직여도 실제 조향되지 않는 핸들각의 범위)의 선회 회전각(미도시)에서는 선회속도 제한비가 제한 되지 않는다. 즉, 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~ 10°의 경우에는 선회 속도 제한비는 1의 실수값을 가진다.
이외의 선회 회전각 즉,의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 10°초과 180°미만 에서는 선회속도 제한비는 0 초과 1 미만의 사이의 실수값을 가진다.
그리고 상기 제한비는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각에 따른 선회속도 제한비의 기울기 값을 제1연산증폭기를 이용하여 적절히 변경할수 있음을 알수 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명인 의료용 스쿠터의 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호(S23) 도출 알고리즘 블럭도이다. 포텐시오메터(310) 내부의 센서부(510)는 선회 회전각(미도시)을 감지하여 상기 센서부의 출력신호(S21)를 제1연산증폭기(520)에 보내고, 상기 연산증폭기는 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각에 따른 변화되는 선회속도 제한비 신호(S22)를 산출한다. 상기 제한비 신호는 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~ 10°의 선회 회전각(미도시)에서는 선회속도 제한비가 제한 되지 않는다. 즉, 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~ 10°의 경우에는 선회 속도 제한비 신호(S22)는 1의 실수값을 가진다.
그리고 제2연산증폭기(530)는 상기 의료용 스쿠터의 쓰로틀레버가 최대속도를 내게 설정된 상태에서 상기 선회속도 제한비 신호와 상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼신호와 곱셈연산을 수행하여 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호(S23)를 산출한다. 도면 부호의 기호로 표현하면 S22*S12=S23 이 된다.
즉,상기 선회 속도 제한비 신호(S22)의 값이 1이 되면 상기 의료용 스쿠터에 설정된 최대속도를 그대로 내게 된다.
이외의 선회 회전각에서는 즉,상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 10°초과 180°미만 에서는 선회속도 제한비 신호(S22)는 0 초과 1 미만의 사이의 실수값을 출력한다.
더욱 상세히 설명하면 제2연산증폭기(530)는 상기 의료용 스쿠터의 쓰로틀레버가 최대속도를 내게 설정된 상태에서 상기 선회속도 제한비 신호와 상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼신호와 곱셈연산을 수행하여 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호(S23)를 산출한다.
도면 부호의 기호로 표현하면 S22*S12=S23 이 된다. 즉,상기 선회 속도 제한비 신호의 값이 0초과 1미만의 값이 되면 상기 의료용 스쿠터는 선회속도가 제한이 되어 감속이 된다.
그리고 상기 감속 제어신호는 구동모터 제어기(120)에 입력되고 상기 구동모터 제어기는 모터(미도시)에 분당회전수(revolutions per minute)를 감소시키는 신호(미도시)를 보낸다. 따라서 상기 분당회전수 감소신호(미도시)를 받은 모터(미도시)는 상기 의료용 스쿠터를 감속 시킨다.그리고 구동모터 제어기(120)는 상기 의료용 스쿠터의 전진,후진,정지동작을 제어하는 쓰로틀레버(100)와 연결된다.
도 7은 도 6에서 설명된 알고리즘 블럭도에 대해 실제적인 구현을 위한 전기적 연결을 나타낸 도면이다.
도 7과 도 2와의 차이점은 선회 회전각 감지 센서부(510)가 포텐시오메터(310)내부에 탑재되어 선회 회전각(미도시)을 감지하여 상기 센서부의 출력신호(S21)를 제1연산증폭기(520)에 보낸다는 점이다.
그리고 상기 연산증폭기(520)는 상기 센서부의 출력신호에 응답하여 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각에 따른 선회속도 제한비 신호(S22)를 산출한다. 그리고 제2연산증폭기(530)는 상기 제한비신호와 최대속도가 설정된 스피드볼륨 다이얼신호의 곱셈연산을 수행하여 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호(S23)를 산출한다는 점이다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예 들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
120-구동 모터제어기 510-선회 회전각 감지 센서부
520-제1연산증폭기 530-제2연산증폭기
S11-쓰로틀레버 신호 S12-스피드볼륨 다이얼 신호
S21-선회 회전각 감지 센서부의 출력신호 S22-선회속도 제한비 신호
S23-선회 회전각이 고려된 감속 제어신호

Claims (4)

  1. 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치에 있어서,
    상기 의료용 스쿠터의 선회 회전각을 감지하는 센서부;
    상기 센서부의 출력신호에 응답하여 상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각에 따라 변화되는 선회속도 제한비 신호를 산출하는 제1연산증폭기; 상기 의료용 스쿠터의 쓰로틀레버는 최대속도를 내게 설정된 상태에서 상기 선회속도 제한비 신호와 상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼신호에 응답하여 선회 회전각이 고려된 감속 제어신호를 내는 제2연산증폭기; 및
    상기 감속 제어신호를 받아서 모터의 회전수를 감속시키는 신호를 모터에 전달하는 구동모터 제어기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1연산증폭기는,
    상기 의료용 스쿠터의 좌회전각 또는 우회전각이 0°~10°에서는 상기 선회속도 제한비 신호를 1의 실수값으로 출력하고,이외의 선회 회전각에서는 상기 선회속도 제한비 신호를 0 초과 1 미만의 실수값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2연산증폭기는,
    제1연산증폭기에서 산출된 상기 선회속도 제한비 신호와 상기 의료용 스쿠터의 최대속도를 제한하는 스피드볼륨 다이얼 신호의 곱셈 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동모터 제어기는,
    상기 의료용 스쿠터의 전진,후진,정지 동작을 제어하는 쓰로틀레버와 전기적으로 연결 되는 것을 특징으로 하는 의료용 스쿠터의 선회속도 제한 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106335587A (zh) * 2016-09-04 2017-01-18 芜湖纯元光电设备技术有限公司 一种基于计算机控制的双轮安全平衡车
KR102392553B1 (ko) * 2020-11-20 2022-05-02 (주)엠피에스코리아 리튬전지 기반의 의료용 스쿠터 및 전동 휠체어에 적용되는 주행연비 시뮬레이션 장치

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