KR20180024153A

KR20180024153A - 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20180024153A
Application number: KR1020160109799A
Authority: KR
Inventors: 정선이; 김민호; 서영광; 최원혁
Original assignee: 주식회사 텔레웍스
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2018-03-08

Abstract

본 발명의 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템에 관한 것으로, 사용자가 탑승하여 운행하는 휠체어; 및 상기 휠체어의 속도, 기울기 및 각속도를 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부 및 상기 센서부의 센서 변화량에 따른 위험 범위를 저장하는 저장부를 포함하는 조작부, 상기 조작부로부터 인가 받은 신호와 상기 센서부의 감지 신호에 따라 휠체어의 속도와 자세를 제어하는 제어부, 그리고 상기 제어부의 신호를 받아 휠체어의 위험을 알리는 출력부를 포함하고 있는 안전디바이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법{System for controlling safety posture of smart wheelchair and method thereof}

본 발명은 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휠체어의 속도가 갑자기 증가하는 경우 위험을 알리고 속도를 제어하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 휠체어는 고령자나 신체가 불편한 장애인 등이 이용하는 것으로서, 보행이 어려운 사용자가 의지할 수 있도록 일정 지지 프레임을 이루도록 구성되고 있으며, 보행을 돕기 위하여 휠체어의 하부에 바퀴를 설치한다.

그러나 이러한 형태의 휠체어는 사용자가 아닌 다른 한 사람이 휠체어를 제어해야 사용자가 휠체어를 사용할 수 있는 문제점이 발생한다.

이러한 문제를 해소하기 위해 사용자가 직접 이동하고 싶은 방향으로 이동 할 수 있고, 속도를 조절할 수 있는 전동 휠체어가 있다.

하지만 내리막길 또는 오르막길에서 사용자 혼자 휠체어를 제어하기에 불편함이 있으며, 특히 경사로를 지나간다거나 평탄하지 않은 길을 지나갈 때 휠체어에 가속도가 가해져 사용자가 낙상하는 사고가 빈번하게 일어나는 문제점이 발생하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 휠체어가 경사로나 평탄하지 않은 길을 지나갈 때 속도가 빨라질 경우 사용자에게 경고하고 속도를 제어하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 본 발명은 사용자가 탑승하여 운행하는 휠체어; 및 상기 휠체어의 속도, 기울기 및 각속도를 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부 및 상기 센서부의 센서 변화량에 따른 위험 범위를 저장하는 저장부를 포함하는 조작부, 상기 조작부로부터 인가 받은 신호와 상기 센서부의 감지 신호에 따라 휠체어의 속도와 자세를 제어하는 제어부, 그리고 상기 제어부의 신호를 받아 휠체어의 위험을 알리는 출력부를 포함하고 있는 안전디바이스;를 포함하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템을 제공한다.

상기 센서부는 3축 가속도 센서와 자이로 센서로 이루어질 수 있다.

상기 출력부는 발광소자 또는 스피커로 이루어질 수 있다.

상기 위험 범위는 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 범위를 위험으로 설정할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 본 발명은 휠체어 운행을 시작하는 단계; 휠체어의 속도, 기울어짐, 각속도를 센서부에서 감지하는 단계; 감지된 센서의 변화량을 조작부에서 인식하는 단계; 인식된 센서 변화량이 위험 범위 이상인지 판단하는 단계; 및 센서 변화량이 위험 범위 이상일 경우 사용자에게 위험 경고를 알리고, 상기 휠체어의 속도 및 자세를 제어하는 단계;를 포함하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법을 제공한다.

상기 위험 범위 이상은 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 휠체어에 의존하는 사용자에게 지형으로 인해 속도가 갑자기 빨라질 경우 위험을 경고하고, 사용자가 속도 제어를 하지 못할 시 자동으로 속도를 제어하여 사용자를 안전하게 보호하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법의 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템 및 방법에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템은 휠체어(미도시)와 안심디바이스(10)를 포함할 수 있다.

상기 안심디바이스(10)는 센서부(20), 조작부(30), 제어부(40), 및 출력부(50)를 포함한다.

상기 센서부(20)는 3축 가속도 센서(21)와 자이로 센서(22)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 가속도 센서(21)는 이동하는 물체의 가속도, 충격 세기, 및 기울어짐을 측정하는 센서로, 휠체어가 경사로를 지나간다거나 평탄하지 않은 길을 지나갈 때 가속도와 기울어짐을 감지할 수 있다.

또한, 상기 자이로 센서(22)는 위치 측정과 방향 설정 등에 활용되는 기술로써 지구의 회전과 관계없이 높은 정확도로 항상 처음에 설정한 일정 방향을 유지하는 성질을 이용하여 물체의 방위 변화를 측정하는 센서로, 휠체어의 각속도를 감지한다.

상기 조작부(30)는 3축 가속도 센서(21)와 자이로 센서(22)에서 인가 받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부(31)를 포함할 수 있으며, 변환된 신호를 제어부(40)로 출력한다.

또한, 상기 조작부(30)는 3축 가속도 센서(21)와 자이로 센서(22)의 센서 변화량에 따라 위험 범위를 지정할 수 있고, 지정된 위험 범위가 저장되어 있는 저장부(32)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 위험 범위는 예로써 10km/h 속도로 운행중인 휠체어가 갑자기 20% 이상 속도가 증가하는 범위를 위험으로 설정하는 것이며, 이에 한정 하지 않고 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 경우를 설정할 수 있다.

상기 제어부(40)는 휠체어의 사용 모드를 전동자동 모드와 전동수동 모드 또는 수동 모드로 선택할 수 있다.

또한, 상기 제어부(40)는 조작부(30)로부터 인가 받은 신호와 센서부(20)에서 출력하는 감지 신호에 따라 휠체어의 속도와 균형(자세)을 제어할 수 있으며, 사용자가 위험할 시 출력부(50)로 신호를 전달하여 사용자에게 위험을 알릴 수 있다.

상기 출력부(50)는 제어부(40)에서 인가 받은 신호를 받아 사용자에게 위험신호를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 출력부(50)는 발광소자와 스피커 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 출력부(50)가 발광다이오드일 경우 LED, OLED, LCD 등일 수 있으며 이에 한정하지 않는다.

한 예로, 사용자가 탑승하여 전동수동 모드 또는 수동 모드로 운행하다가 경사로를 지나간다거나 평탄하지 않은 길을 지나갈 때, 센서부(20)의 3축 가속도 센서(21)와 자이로 센서(22)에서 인식된 신호를 조작부(30)로 전달한다.

여기서, 상기 조작부(30)는 센서부(20)에서 인가 받은 센서 변화량을 계산한다.

이때, 센서 변화량이 위험 범위 이상일 때 센서부(20)에서 받은 신호를 변환부(31)에서 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한 뒤, 제어부(40)로 디지털 신호를 출력한다.

그리고, 상기 조작부(30)에서 신호를 인가 받은 제어부(40)는 출력부(50)로 신호를 전달하여 사용자에게 위험 신호를 출력하며, 휠체어의 모드를 전동자동 모드로 전환하여 휠체어의 속도와 자세를 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법의 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법은, 먼저 사용자가 휠체어에 탑승하고 휠체어 운행을 시작한다(S100).

이어서, 상기 휠체어의 속도와 자세를 센서부(20)인 3축 가속도 센서와 자이로 센서에서 감지한다(S110).

이어서, 감지된 센서의 변화량을 조작부(30)에서 인식한다(S120). 여기서, 센서의 변화량은 휠체어가 경사로를 지나간다거나 평탄하지 않은 길을 지나갈 때 가속도, 기울어짐과 각속도를 감지할 수 있다.

이때, 인식된 센서 변화량이 위험 범위 이상인지 판단한다(S130).

여기서, 상기 위험 범위 이상은 10km/h 속도로 운행중인 휠체어가 20% 이상 속도가 증가하는 경우이며, 이에 한정 하지 않고 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 경우이다.

만약, 센서 변화량이 위험 범위 이상일 경우, 사용자에게 위험 경고를 알리고(S140), 휠체어의 속도와 자세를 제어한다(S150).

상기 센서 변화량이 위험 범위 미만인 경우, 휠체어 운행을 계속해서 진행한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 안심제어장치 20: 센서부
21: 가속도센서 22: 자이로센서
30: 조작부 31: 변환부
32: 저장부 40: 제어부
50: 출력부

Claims

사용자가 탑승하여 운행하는 휠체어; 및
상기 휠체어의 속도, 기울기 및 각속도를 감지하는 센서부, 상기 센서부에서 감지한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 변환부 및 상기 센서부의 센서 변화량에 따른 위험 범위를 저장하는 저장부를 포함하는 조작부, 상기 조작부로부터 인가 받은 신호와 상기 센서부의 감지 신호에 따라 휠체어의 속도와 자세를 제어하는 제어부, 그리고 상기 제어부의 신호를 받아 휠체어의 위험을 알리는 출력부를 포함하고 있는 안전디바이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 3축 가속도 센서와 자이로 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 출력부는 발광소자 또는 스피커로 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위험 범위는 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 범위를 위험으로 설정하는 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 시스템.
휠체어 운행을 시작하는 단계;
휠체어의 속도, 기울어짐, 각속도를 센서부에서 감지하는 단계;
감지된 센서의 변화량을 조작부에서 인식하는 단계;
인식된 센서 변화량이 위험 범위 이상인지 판단하는 단계; 및
센서 변화량이 위험 범위 이상일 경우 사용자에게 위험 경고를 알리고, 상기 휠체어의 속도 및 자세를 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 센서부는 3축 가속도 센서와 자이로 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법.
제5항에서,
상기 위험 범위 이상은 휠체어 운행 속도보다 20% 이상 증가하는 것을 특징으로 하는 스마트 휠체어 안전 자세 제어 방법.