KR20190063003A - 수중 인명 구조용 스마트 에어백 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 인명 구조용 스마트 에어백에 관한 것이다. 그러한 스마트 에어백은, 잠수복(1)에 장착된 에어백(3)과; 에어백(3)에 연결되어 착용자의 신체 상태를 감지하는 센서부(7)와; 센서부(7)의 신호에 의하여 이상여부를 판단하는 제어부(9)와; 제어부(9)의 신호에 의하여 가스를 에어백(3)에 급속하게 주입하여 팽창시키는 가스봄베(10)와; 제어부(9)의 신호에 의하여 구조신호를 외부로 전송하는 통신모듈(21)과; 전원을 공급하는 전원부(19)와; 그리고 구조신호가 네트워크(N)를 통하여 전송되며, 통신기기(M)에 전송하는 서버(S)를 포함한다.

Description

수중 인명 구조용 스마트 에어백{Smart air bag for saving life under water}

본 발명은 수중 인명 구조용 스마트 에어백에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중 작업시 신체에 이상이 발생한 경우 자동으로 에어백을 팽창시킴으로써 작업자를 수면으로 부상시키고 원격지에 구조신호를 전송하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 해양이나 하천 등지의 수중에서 다양한 작업이 진행되는 바, 예를 들면 수중에 구조물을 설치하거나, 침몰 선박을 인양하는 작업이 빈번하다.

이러한 경우 잠수사 등 전문 인력이 수중에서 작업을 진행하는 바, 작업환경이 수중이므로 다양한 위험요인이 있다.

따라서, 잠수사는 이러한 위험한 환경에 노출된 상태로 작업을 진행하는 바, 이에 따라 신체에 이상이 발생될 수도 있다.

즉, 과도한 수압으로 인하여 혼수상태가 되거나, 체온이 급격하게 저하됨으로써 안전사고가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방안이 제시되었는 바, 그 일예가 잠수복에 에어백을 장착하고 이 에어백에 가스를 급속하게 공급함으로써 잠수복가 팽창하여 작업자가 수면으로 부상할 수있는 방식이다.

그러나, 종래의 잠수복는 수동방식으로서 작업자가 의식이 있는 상태에서 본 인이 위험하다고 판단하여 직접 가스 공급밸브를 개방하여야 에어백이 팽창하게 되므로, 본 인이 인지하지 못하는 위험이 갑자기 발생하는 경우에는 대처하기 어려운 문제점이 있다.

특허출원 제2014-140867호(명칭: 수중 에어백 시스템 및 그 제어방법)

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 과제는 수중 작업시 신체에 이상이 발생한 경우 자동으로 에어백을 팽창시킴으로써 작업자를 수면으로 부상시키고 원격지에 구조신호를 전송하는 기술을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 일 목적을 실현하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는,

잠수복(1)에 장착된 에어백(3)과;

에어백(3)에 연결되어 착용자의 신체 상태를 감지하는 센서부(7)와;

센서부(7)의 신호에 의하여 이상여부를 판단하는 제어부(9)와;

제어부(9)의 신호에 의하여 가스를 에어백(3)에 급속하게 주입하여 팽창시키는 가스봄베(10)와;

제어부(9)의 신호에 의하여 구조신호를 외부로 전송하는 통신모듈(21)과;

전원을 공급하는 전원부(19)와; 그리고

구조신호가 네트워크(N)를 통하여 전송되며, 통신기기(M)에 전송하는 서버(S)를 포함하는 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수중 인명 구조용 스마트 에어백은 수중 작업시 신체에 이상이 발생한 경우 잠수복의 에어백을 자동으로 팽창시킴으로써 작업자를 수면으로 부상시키고 원격지에 구조신호를 전송하여 신속하게 구조활동을 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 작업자의 체온, 맥박 패턴을 감지하고 평상시의 패턴과 비교함으로써 실제 이상 상황인지를 보다 정확하게 파악하여 에어백의 오작동을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 에어백이 장착된 잠수복를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 에어백이 네트워크를 통하여 구조신호를 전송하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 스마트 에어백의 구조를 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제어부의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 인명 구조용 스마트 에어백을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템(1)은 잠수복(1)에 장착된 에어백(3)과; 에어백(3)에 연결되어 착용자의 심박, 온도, 수압 등을 감지하는 센서부(7)와; 센서부(7)의 신호에 의하여 이상여부를 판단하는 제어부(9)와; 제어부(9)의 신호에 의하여 가스를 에어백(3)에 급속하게 주입하여 팽창시키는 가스봄베(10)와; 제어부(9)의 신호에 의하여 구조신호를 외부로 전송하는 통신모듈(21)과; 전원을 공급하는 전원부(19)와; 구조신호가 네트워크(N)를 통하여 전송되는 서버(S)와; 서버(S)로부터 구조신호를 전송받는 통신기기(M)를 포함한다.

이러한 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템에 있어서,

에어백(3)은 통상적인 에어백(3)을 의미하며, 주로 나일론 섬유재질이다. 그리고, 에어백(3)은 잠수복(1)에 일체로 장착되는 바, 전면 혹은 후면의 적절한 곳에 장착되며, 바람직하게는 목 부위에 장착된다. 에어백(3)이 목부위에 장착되는 경우 에어백(3)의 팽창으로 인하여 부상할 때, 얼굴 부위 부터 수면위로 부상할 수 있어서 물이 코를 통하여 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이러한 에어백(3)은 가브봄베(10)로부터 Co₂ 혹은 질소 등의 가스가 급격하게 주입되면 팽창하게 되고, 팽창된 에어백(3)은 부력에 의하여 수면으로 상승함으로써 착용자를 부상시킬 수 있다.

그리고 이러한 에어백(3)은 센서부(7)에 의하여 이상유무를 감지할 수 있는 바, 센서부(7)는 착용자의 체온을 측정하는 온도센서(17)와; 접촉 또는 비접촉으로 심박수를 측정하는 심박센서(13)와; 착용자 주위의 수압을 측정하는 수압센서(15)를 포함한다.

이러한 온도센서(17), 심박센서(13), 수압센서(15)는 착용자가 잠수복(1)를 착용하고 수중에 진입할 때 부터 착용자의 체온과, 심박과, 수압을 측정한다.

그리고, 측정된 신호들은 제어부(9)로 전송되고, 제어부(9)는 신호값을 분석하여 정상범위 이내인지 혹은 이상 범위인지를 판단한다.

이러한 제어부(9)는 센서부(7)의 신호가 수신되는 입력부(12)와; 입력된 신호와 기 설정된 기준값을 비교하고 이상범위에 해당하는지 여부를 판단하는 연산부(14)와; 판단 결과를 외부로 전송하는 출력부(16)를 포함한다.

이때, 제어부(9)는 마이크로칩(Micro chip)과 같은 중앙처리장치를 포함하며, 데이터를 논리 연산 회로와 제어회로에 의하여 비교, 연산, 판단을 하는 전자소자를 의미한다.

이러한 제어부(9)는 수신된 신호값과 기 설정된 기준값을 비교함으로써 신호값이 정상범위 이내인지를 판단한다.

이상범위에 해당한다고 판단하면, 제어부(9)는 가스봄베(10)에 신호를 전송하여 개방시키게 된다. 가스봄베(10)가 개방되면 내부에 고압으로 충전된 가스가 급속하게 에어백(3)의 내부로 주입된다.

따라서, 에어백(3)은 이러한 가스의 급속한 주입으로 팽창하게 된다.

그리고, 팽창된 에어백(3)은 부력을 발생시킴으로써 착용자를 수면으로 부상시킬 수 있다.

또한, 제어부(9)는 이상이라고 판단되면 통신모듈(21)을 통하여 구조신호를 전송하게 된다. 이때, 통신모듈(21)은 네트워크를 통하여 외부로 구조신호를 전송하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 제어부(9)는 작업자의 평소 체온 및 심박수 패턴과 작업시의 맥박 및 심박수 패턴을 비교함으로써 이상의 발생여부를 실제로 파악할 수 있다.

즉, 제어부(9)는 패턴모듈(30)을 추가로 장착하며, 이 패턴모듈(30)은 온도센서(17), 심박센서(13)와 연동함으로써 작업자의 평소 체온 및 심박수를 감지하여 저장한다. 이때, 체온은 수중작업시의 체온을 의미한다.

그리고, 입력부(12)를 통하여 입력된 실제 수중 작업시의 체온 및 심박수를 패턴모듈(30)에 저장된 평균적인 패턴과 비교한다.

그리고, 비교결과, 평상시 체온 및 심박수 패턴값과 실제 작업시의 체온 및 심박수 패턴값이 일정 범위 이내이면 정상으로 판단하고, 일정 범위를 벗어나면 이상이 발생한 것으로 판단한다.

이상이 발생한 것으로 판단하면, 상기한 바와 같이 제어부(9)는 가스봄베(10)에 신호를 전송하여 팽창시키게 된다.

상기한 바와 같이, 제어부(9)는 1차적으로 센서부(7)의 이상신호에 의하여 이상 유무를 판단하고, 2차적으로 패턴모듈(30)에 의하여 평소 패턴과 비교함으로써 실제로 이상이 발생하였는지를 판단하게 된다.

즉, 센서부(7)의 오작동으로 인하여 작업자에게 실제로는 이상이 발생하지 않았음에도 에어백(3)이 팽창하는 것을 방지하고, 패턴모듈(30)에 의하여 한 번 더 이상 유무를 판단할 수 있어서 에어백의 오작동을 방지할 수 있다.

또한, 제어부(9)는 GPS 센서로부터 현재 위치 데이터를 얻어서 구조신호와 같이 전송함으로써 현재 위치를 알릴 수 있다.

이러한 통신모듈(21)은 저전력 통신모듈(21)(LPWAN;low-power wide area network)방식으로서 구조신호를 블루투스 혹은 Wifi신호로 변환하여 송출한다.

상기 저전력 장거리 통신방식은 서비스 범위가 10 km 이상의 광역으로 매우 넓고, 초당 최대 수백 킬로비트(kbps) 이하의 통신 속도를 제공하는 전력 소모가 적은 무선 광역 통신망을 의미한다.

그리고, 저전력 장거리 통신방식은 로라(LoRaWAN), 시그폭스(SIGFOX), 엘티이-엠티시(LTE-MTC:LTE Machine-Type Communications), 협대역 사물 인터넷(NB-IoT) 방식 등으로 구분된다.

또한, 상기 저전력 장거리 통신방식은 하나의 BLE 디바이스가 다른 BLE 디바이스의 정보를 전달하는 메쉬 네트워크 기능도 가능하다.

그리고, 상기 전원부(19)는 센서부(7) 및 제어부(9)에 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 다양한 방식의 전원공급장치가 적용가능하며, 예를 들면 코인 셀(Coin cell) 등을 포함할 수 있다.

한편, 통신모듈(21)로부터 전송된 구조신호는 네트워크에 직접 전송되거나, 혹은 중계기(5)를 통하여 네트워크에 전송될 수 있다.

이러한 중계기(5)는 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 예를 들면 라우터가 적용될 수 있다.

이러한 라우터는 서로 다른 네트워크를 연결하여 정보를 주고 받을 때, 송신정보(패킷:packet)에 담긴 수신처의 IP를 읽고 가장 적절한 통신통로를 이용하여 다른 통신망으로 전송하는 장치이다.

예를 들어 서로 다른 근거리통신망(랜;LAN)을 중계하거나 근거리통신망을 광역통신망(WAN)에 연결할 때 주로 사용한다.

상기 서버(S)는 중계기(5)로부터 수신한 데이터를 수신하고, 이 데이터를 분류 및 분석하여 데이터베이스에 저장한다.

그리고, 서버(S)는 현재 구조상황을 스마트폰과 같은 이동통신기기(M)에 전송하게 되고, 사용자는 스마트폰에 관련 앱을 탑재하여 활성화시킴으로써 구조상황을 원격지에서도 파악할 수 있다.

Claims (3)

1. 잠수복(1)에 장착된 에어백(3)과;
   에어백(3)에 연결되어 착용자의 신체 상태를 감지하는 센서부(7)와;
   센서부(7)의 신호에 의하여 이상여부를 판단하는 제어부(9)와;
   제어부(9)의 신호에 의하여 가스를 에어백(3)에 급속하게 주입하여 팽창시키는 가스봄베(10)와;
   제어부(9)의 신호에 의하여 구조신호를 외부로 전송하는 통신모듈(21)과;
   전원을 공급하는 전원부(19)와; 그리고
   구조신호가 네트워크(N)를 통하여 전송되며, 통신기기(M)에 전송하는 서버(S)를 포함하며,
   센서부(7)는 착용자의 체온을 측정하는 온도센서(17)와; 접촉 또는 비접촉으로 심박수를 측정하는 심박센서(13)와; 착용자 주위의 수압을 측정하는 수압센서(15)를 포함하는 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   제어부(9)는 센서부(7)의 신호가 수신되는 입력부(12)와; 입력된 신호와 기 설정된 기준값을 비교하고 이상범위에 해당하는지 여부를 판단하는 연산부(14)와; 판단 결과를 외부로 전송하는 출력부(16)를 포함하는 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   제어부(9)는 패턴모듈(30)을 추가로 장착하며, 이 패턴모듈(30)은 온도센서(17), 심박센서(13)와 연동함으로써 작업자의 평소 체온 및 심박수를 감지하여 저장하고, 입력부(12)를 통하여 입력된 실제 수중 작업시의 체온 및 심박수를 패턴모듈(30)에 저장된 평균적인 패턴과 비교하고,
   비교결과, 평상시 체온 및 심박수 패턴값과 실제 작업시의 체온 및 심박수 패턴값이 일정 범위 이내이면 정상으로 판단하고, 일정 범위를 벗어나면 이상이 발생한 것으로 판단하여 가스봄베(10)에 신호를 전송하여 팽창시키는 것을 특징으로 하는 스마트 에어백(3)에 의한 구조 시스템.

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