KR20200075283A - 시각장애인용 계단감지 지팡이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시각장애인용 계단감지 지팡이에 관한 것으로서, 그 구성은, 지팡이부; 상기 지팡이부의 일단에 연결된 손잡이부; 상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 하부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제1거리감지 센서부; 상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 상부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제2거리감지 센서부; 상기 손잡이부에 마련되는 진동발생부; 상기 제1거리감지 센서부에 의해 내리막 계단 및 낭떠러지 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 상기 제2거리감지 센서부에 의해 오르막 계단 및 벽 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 오르막 계단과 벽, 내리막 계단과 낭떠러지를 손잡이부의 진동으로 용이하게 인식할 수 있어, 보행 중 낭떠러지 사고나 계단에서 헛발을 디딜 위험이 줄어들 수 있고, 특히 시각장애인들이 계단과 낭떠러지를 인식하고 미리 대비하여 사고율을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

시각장애인용 계단감지 지팡이{Stick having stairs detection function for the blind}

본 발명은 시각장애인들이 계단과 낭떠러지를 인식하고 미리 대비하여 사고율을 줄일 수 있는 시각장애인용 계단감지 지팡이에 관한 것이다.

고령화 사회로 인하여 백내장 및 노안 등을 포함하는 시각장애인이 늘어나면서 생활하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 특히, 시각장애인들은 계단을 올라가거나 내려가려고 할 때 사고가 특히 많이 난다.

종래 '시각장애인용 지팡이'가 대한민국 공개실용신안 제20-2010-0013035호(2010.12.31)에 제시되어 있다.

그러나 종래의 시각장애인용 지팡이들은 장애물 인식만 할 수 있는 기능만 있도록 만들어져 있다. 그래서 앞의 장애물이나 사람이 있는 경우에는 구분 할 수 있지만 내리막 계단이나 낭떠러지와 같은 곳은 전혀 구분이 불가능하다. 따라서, 시각장애인이 내리막 계단이나 낭떠러지에 봉착하여 떨어지는 경우에는 큰 사고로까지 이어질 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 오르막 계단과 벽, 내리막 계단과 낭떠러지를 손잡이부의 진동으로 용이하게 인식할 수 있어, 보행 중 낭떠러지 사고나 계단에서 헛발을 디딜 위험이 줄어들 수 있고, 특히 시각장애인들이 계단과 낭떠러지를 인식하고 미리 대비하여 사고율을 줄일 수 있는 시각장애인용 계단감지 지팡이를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은, 지팡이부; 상기 지팡이부의 일단에 연결된 손잡이부; 상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 하부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제1거리감지 센서부; 상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 상부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제2거리감지 센서부; 상기 손잡이부에 마련되는 진동발생부; 상기 제1거리감지 센서부에 의해 내리막 계단 및 낭떠러지 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 상기 제2거리감지 센서부에 의해 오르막 계단 및 벽 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1거리감지 센서부는 각도 조절이 가능하도록 마련되고, 상기 제1거리감지 센서부에는 서보모터가 연결되어 있어, 상기 제어부는, 상기 제1거리감지 센서부와 지면이 이루는 각도를 계산하여, 상기 제1거리감지 센서부가 지면과 수평을 이루도록 상기 서보모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 손잡이부에는 버튼부가 마련되어 있고, 상기 제어부는, 사용자가 상기 버튼부의 잡는 위치에 따라 기준값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1거리감지 센서부에 의해 감지된 내리막 계단의 시작점에서 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 내리막 계단의 도착점에서 상기 진동발생부의 진동이 멈추도록 제어하며, 상기 제1거리감지 센서부에 의해 낭떠러지가 감지될 경우 상기 진동발생부로 강하게 진동이 울리도록 제어하고, 상기 제2거리감지 센서부에 의해 오르막 계단이 감지될 경우 상기 진동발생부로 진동이 켜졌다 꺼졌다를 반복하면서 주기적으로 울리도록 제어하며, 상기 제2거리감지 센서부에 의해 벽이 감지될 경우 상기 진동발생부로 진동이 계속적으로 울리도록 제어함으로써, 시각장애인은 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽을 구분하여 인식할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시각장애인용 계단감지 지팡이에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

오르막 계단과 벽, 내리막 계단과 낭떠러지를 손잡이부의 진동으로 용이하게 인식할 수 있어, 보행 중 낭떠러지 사고나 계단에서 헛발을 디딜 위험이 줄어든다.

이와 같이, 시각장애인들이 계단과 낭떠러지를 인식하고 미리 대비하여 사고율을 줄일 수 있다.

나아가, 제어부는 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽이 감지될 경우 각각의 경우에 대해 진동발생부에서 다른 형태의 진동이 발생하도록 함으로써, 시각장애인은 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽을 구분하여 인식할 수 있어, 각각의 경우에 대해 적절하게 대처할 수 있다.

특히, 시각장애인이 내리막 계단을 내려가기 전 첫발을 디뎌야할 지점을 감지할 경우 진동발생부에서 진동이 울리게 되고, 계단을 다 내려가는 순간 진동발생부의 진동이 꺼지게 됨으로써, 시각장애인은 내리막 계단의 시작점과 끝점을 인식할 수 있다. 따라서, 시각장애인이 지팡이를 들고 계단을 내려갈 때 시작점을 알려주어 시각장애인에게 첫 발을 디딜 위치를 정확하게 알려줄 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이의 사용상태도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이의 작동 순서를 도시한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이를 도 2에 도시하였다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이는 지팡이부(100)와 손잡이부(200)와 제1거리감지 센서부(300)와 제2거리감지 센서부(400)와 진동발생부와 제어부(500)를 포함한다.

지팡이부(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 지팡이 역할을 할 수 있도록 일방향으로 길게 형성되어 있다.

본 실시예에서 지팡이부(100)에는 도 2와 같은 브라켓부재(150)가 장착되어 있어, 이 브라켓부재(150)에 하기에서 설명할 제1거리감지 센서부(300), 제2거리감지 센서부(400), 제어부(500) 등이 장착될 수 있다.

본 실시예에서 브라켓부재(150)는 본체부(151)와 안착부(155)를 포함한다.

본체부(151)에는 지팡이부(100)가 관통하는 지팡이부 관통홀(152)이 형성되어 있어, 지팡이부 관통홀(152)에 지팡이부(100)가 삽입됨으로써, 브라켓부재(150)가 지팡이부(100)에 장착된다.

안착부(155)는 본체부(151)의 하부에 마련되어 있으며, 내부에 서보모터(350)와 제어부(500)를 장착할 수 있는 공간이 형성되어 있다. 특히, 서보모터(350)가 장착되는 공간에는 모터축이 관통하는 모터축 관통홀(미도시)이 형성되어 있다.

손잡이부(200)는 지팡이부(100)의 일단에 연결되어 있고, 사용자가 손으로 잡기 편리하도록 마련되어 있다. 이러한 손잡이부(200)의 일측에는 버튼부(600)가 마련되어 있다. 본 실시예에서는 손잡이부(200)의 하부 전방측에 버튼부(600)가 마련되어 있어, 사용자가 손잡이부(200)를 잡았을 때 검지손가락으로 버튼부(600)를 용이하게 누를 수 있다.

이와 같이, 사람마다 손잡이부(200)를 잡은 위치나 높이가 다르기 때문에 누구든지 기준값을 설정하여 오류없이 사용할 수 있도록 손잡이부(200)에는 버튼부(600)가 마련되어 있다.

제1거리감지 센서부(300)는 지팡이부(100)에 마련되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이 지팡이부(100)를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 지팡이부(100)의 하부 전방을 향하도록 경사지게 마련되어 있다.

이러한 제1거리감지 센서부(300)는 각도 조절이 가능하도록 마련되고, 도 2와 같이 제1거리감지 센서부(300)에는 서보모터(350)가 연결되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 서보모터(350)는 브라켓부재(150)의 안착부(155)에 안착되고, 서보모터(350)의 모터축은 모터축 관통홀(미도시)을 관통하여 외부로 노출된다. 이렇게 모터축 관통홀(미도시)을 통하여 외부로 노출된 모터축에는 제1거리감지 센서부(300)의 일측이 연결된다. 따라서, 제1거리감지 센서부(300)는 서보모터(350)에 의해 각도 조절이 가능하도록 마련될 수 있다.

제1거리감지 센서부(300)는 거리를 감지하는 센서이면 되고, 특히 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 초음파 센서인 것이 바람직하다.

제2거리감지 센서부(400)는 지팡이부(100)에 마련되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이 지팡이부(100)를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 지팡이부(100)의 상부 전방으로 향하도록 경사지게 마련되어 있다.

본 실시예에서 제2거리감지 센서부(400)는 도 2와 같이 제1,2링크(153, 154)에 의해 브라켓부재(150)의 본체부(151)에 장착되어 있다. 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제1링크(153)는 본체부(151)에 대해 각도를 가지며 각각 배치되어, 각 제1링크(153)의 일단이 본체부(151)에 연결되어 있다. 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 제2링크(154)는 제1링크(153)에 대해 각도를 가지며 각각 배치되어, 각 제2링크(154)의 일단이 각 제1링크(153)의 타단에 연결되어 있다. 이렇게 구성된 한 쌍의 제2링크(154) 사이에 제2거리감지 센서부(400)가 장착된다.

제2거리감지 센서부(400)는 거리를 감지하는 센서이면 되고, 특히 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 초음파 센서인 것이 바람직하다.

본 명세서에는 지팡이부(100)에 장착된 브라켓부재(150)에 제1거리감지 센서부(300), 서보모터(350), 제2거리감지 센서부(400), 제어부(500) 등이 장착되는 것을 설명하였지만, 제1거리감지 센서부(300), 제2거리감지 센서부(400), 제어부(500) 등은 지팡이부(100) 내에 배치하여, 외부에서 보이지 않도록 하여 더욱 컴팩트하게 구성할 수 있고, 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있도록 소형화, 경량화가 가능하다.

진동발생부(미도시)는 손잡이부(200) 내부에 마련되어, 사용자가 손잡이부(200)를 잡았을 때 진동발생부에 의해 발생하는 진동을 손을 통하여 느낄 수 있다.

본 실시예에서 제어부(500)는 아두이노 보드로 구성되어 있고, 도 2와 같이 아두이노 보드는 브라켓 부재의 안착부(155)에 안착된다. 이러한 아두이노 보드에 전원을 공급하는 배터리(550)가 브라켓 부재의 본체부(151)에 장착되어 있다.

이러한 제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)에 의해 내리막 계단 및 낭떠러지 등을 감지하였을 때 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 제2거리감지 센서부(400)에 의해 오르막 계단 및 벽 등을 감지하였을 때 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어한다.

특히, 제어부(500)는 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽이 감지될 경우 각각의 경우에 대해 진동발생부에서 다른 형태의 진동이 발생하도록 하는 것이 바람직하다. 이에 대해 제어부(500)는 아래와 같이 진동발생부를 제어할 수 있다.

제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)에서 감지되는 거리의 계산을 통하여 내리막 계단과 낭떠러지를 구분할 수 있다.

제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)에 의해 감지된 내리막 계단의 시작점에서 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 내리막 계단의 도착점에서 진동발생부의 진동이 멈추도록 제어한다. 즉, 시각장애인이 내리막 계단을 내려가기 전 첫발을 디뎌야할 지점을 감지할 경우 진동발생부에서 진동이 울리게 되고, 계단을 다 내려가는 순간 진동발생부의 진동이 꺼지게 됨으로써, 시각장애인은 내리막 계단의 시작점과 끝점을 인식할 수 있다. 따라서, 시각장애인이 지팡이를 들고 계단을 내려갈 때 시작점을 알려주어 시각장애인에게 첫발을 디딜 위치를 정확하게 알려줄 수 있다.

제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)에 의해 낭떠러지가 감지될 경우 진동발생부로 강하게 진동이 울리도록 제어한다. 즉, 낭떠러지가 감지된 경우에는 진동이 매우 세게 울리게 되어 앞으로 가지 말라는 인식을 시각장애인에게 심어줄 수 있다.

제어부(500)는, 제2거리감지 센서부(400)에서 감지되는 거리의 계산을 통하여 오르막 계단과 벽을 구분할 수 있다.

제어부(500)는, 제2거리감지 센서부(400)에 의해 오르막 계단이 감지될 경우 진동발생부로 진동이 켜졌다 꺼졌다를 반복하면서 주기적으로 울리도록 제어한다.

제어부(500)는, 제2거리감지 센서부(400)에 의해 벽이 감지될 경우 진동발생부로 진동이 계속적으로 울리도록 제어한다.

이와 같이, 제어부(500)는 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽이 감지될 경우 각각의 경우에 대해 진동발생부에서 다른 형태의 진동이 발생하도록 함으로써, 시각장애인은 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽을 구분하여 인식할 수 있어, 각각의 경우에 대해 적절하게 대처할 수 있다.

한편, 제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)와 지면이 이루는 각도를 계산하여, 제1거리감지 센서부(300)가 지면과 수평을 이루도록 서보모터(350)의 구동을 제어한다.

즉, 제어부(500)는, 제1거리감지 센서부(300)의 각도를 계산해서 기울어진 값을 서보모터(350)를 통해 보상하여 제1거리감지 센서부(300)가 지면과 수평을 최대한 유지하도록 제어함으로써, 거리오차를 줄일 수 있다.

나아가, 제어부(500)는, 사용자가 버튼부(600)의 잡는 위치에 따라 기준값을 설정한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시각장애인용 계단감지 지팡이의 작동 순서를 도시한 순서도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 처음에 전원 공급을 통하여 시각장애인용 계단감지 지팡이를 작동시키면, 사람마다 손잡이부(200)를 잡는 기준점이 다르기 때문에 기준값을 설정하기 위하여 버튼부(600)를 누르게 된다.

이후 시각장애인이 길을 가다가 제2거리감지 센서부(400)에 의해 오르막 계단이 감지된 경우 진동발생부의 진동이 켜졌다 꺼졌다를 반복하면서 주기적으로 울리게 되고, 제2거리감지 센서부(400)에 의해 벽이 감지된 경우 진동발생부의 진동이 계속적으로 울리게 됨으로써, 시각장애인은 오르막 계단과 벽을 구분하여 인식할 수 있다.

이후 오르막 계단이나 벽을 벗어나게 되면, 진동발생부의 진동이 멈춘다.

그리고 내리막 계단을 내려가지 전 첫발을 디뎌야 할 지점을 제1거리감지 센서부(300)가 감지하게 되면, 진동발생부의 진동이 울리게 되고, 계단을 다 내려가는 순간 진동발생부의 진동이 꺼지게 된다. 또한, 제1거리감지 센서부(300)가 낭떠러지를 감지하게 되면, 진동발생부에서 진동이 매우 세게 울려 앞으로 가지 말라는 인식을 시각장애인에게 심어줄 수 있다.

이후 위의 조건들을 만족하지 않으면, 진동발생부의 진동이 멈추고, 상기의 조건들을 만족하는 경우 진동발생부의 진동이 울린다.

본 발명의 시각장애인용 계단감지 지팡이에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

오르막 계단과 벽, 내리막 계단과 낭떠러지를 손잡이부(200)의 진동으로 용이하게 인식할 수 있어, 보행 중 낭떠러지 사고나 계단에서 헛발을 디딜 위험이 줄어든다.

이와 같이, 시각장애인들이 계단과 낭떠러지를 인식하고 미리 대비하여 사고율을 감소시킬 수 있다.

나아가, 시각장애인이 내리막 계단을 내려가기 전 첫발을 디뎌야할 지점을 감지할 경우 진동발생부에서 진동이 울리게 되고, 계단을 다 내려가는 순간 진동발생부의 진동이 꺼지게 됨으로써, 시각장애인은 내리막 계단의 시작점과 끝점을 인식할 수 있다. 따라서, 시각장애인이 지팡이를 들고 계단을 내려갈 때 시작점을 알려주어 시각장애인에게 첫 발을 디딜 위치를 정확하게 알려줄 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100 : 지팡이부 150 : 브라켓부재
151 : 본체부 155 : 안착부
200 : 손잡이부 300 : 제1거리감지 센서부
350 : 서보모터 400 : 제2거리감지 센서부
500 : 제어부 600 : 버튼부

Claims (4)

1. 지팡이부;
   상기 지팡이부의 일단에 연결된 손잡이부;
   상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 하부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제1거리감지 센서부;
   상기 지팡이부를 지면에 대해 수평하게 배치하였을 때 상기 지팡이부의 상부 전방으로 향하도록 경사지게 마련된 제2거리감지 센서부;
   상기 손잡이부에 마련되는 진동발생부;
   상기 제1거리감지 센서부에 의해 내리막 계단 및 낭떠러지 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 상기 제2거리감지 센서부에 의해 오르막 계단 및 벽 등을 감지하였을 때 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 시각장애인용 계단감지 지팡이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1거리감지 센서부는 각도 조절이 가능하도록 마련되고,
   상기 제1거리감지 센서부에는 서보모터가 연결되어 있어,
   상기 제어부는,
   상기 제1거리감지 센서부와 지면이 이루는 각도를 계산하여, 상기 제1거리감지 센서부가 지면과 수평을 이루도록 상기 서보모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 계단감지 지팡이.
3. 제1항에 있어서,
   상기 손잡이부에는 버튼부가 마련되어 있고,
   상기 제어부는,
   사용자가 상기 버튼부의 잡는 위치에 따라 기준값을 설정하는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 계단감지 지팡이.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1거리감지 센서부에 의해 감지된 내리막 계단의 시작점에서 상기 진동발생부로 진동이 발생하도록 제어하고, 내리막 계단의 도착점에서 상기 진동발생부의 진동이 멈추도록 제어하며,
   상기 제1거리감지 센서부에 의해 낭떠러지가 감지될 경우 상기 진동발생부로 강하게 진동이 울리도록 제어하고,
   상기 제2거리감지 센서부에 의해 오르막 계단이 감지될 경우 상기 진동발생부로 진동이 켜졌다 꺼졌다를 반복하면서 주기적으로 울리도록 제어하며,
   상기 제2거리감지 센서부에 의해 벽이 감지될 경우 상기 진동발생부로 진동이 계속적으로 울리도록 제어함으로써,
   시각장애인은 내리막 계단, 낭떠러지, 오르막 계단, 벽을 구분하여 인식할 수 있는 것을 특징으로 하는 시각장애인용 계단감지 지팡이.

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