KR20210066756A - 안전모용 생체 신호 측정 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 작업 현장에서 작업자 안전을 위해 안전모에 착용하는 보조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업 현장에서 작업자의 생체신호를 실시간 모니터링하고, 이상 신호가 측정되면 스마트 기기로 정보를 전송하여 작업자의 안전을 관리하기 위한 안전모용 생체 신호 측정 모듈에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 안전모에 끼울 수 있으며, 일부가 작업자의 이마에 접촉을 하는 바디부와; 상기 바디부에 부착된 것으로서, 뇌파를 측정하는 뇌파센서부와 상기 뇌파센서부의 일측에 위치하며 전극을 통해서 맥박을 측정하는 맥박센서부를 포함하는 전극부와; 상기 바디부의 일측 단부에 작업자의 움직임이나 위치를 인식하는 자이로센서부와 상기 바디부의 타측 단부에 상기 뇌파센서부, 맥박센서부 또는 자이로센서부에서 작업자의 이상을 감지했을 때, 작업자의 정보를 관제부로 전송하거나 관리자의 스마트폰으로 전송하는 무선통신부를 포함하는 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 기술적 요지로 한다.
Description
본 발명은 작업 현장에서 작업자 안전을 위해 안전모에 착용하는 보조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업 현장에서 작업자의 생체신호를 실시간 모니터링하고, 이상 신호가 측정되면 스마트 기기로 정보를 전송하여 작업자의 안전을 관리하기 위한 안전모용 생체 신호 측정 모듈에 관한 것이다.
산업 현장에서의 사고는 현재 대두되고 있는 사회 문제로써 산업 현장에서 추락, 충돌, 끼임 또는 질식과 같은 사망사고가 일어나고 있다. 이러한 산업 현장에서의 사고를 줄이기 위해 정부 차원에서 안전장치 및 수칙과 같은 수단을 강조하고 있으나, 안전불감증, 장치의 미구비 등 여러 가지 원인으로 사고는 점차 증가하는 추세이다. 특히, 산업 현장의 사고는 예측할 수가 없기 때문에, 사고를 예방하기 위하여 안전모가 필수적이다. 안전모는 산업현장에서 발생하는 추락 및 충돌사고로부터 작업자의 머리를 보호하는 주요 수단 중 하나이다. 하지만 안전모를 착용하는 것은 다양한 사고로부터 완전히 피할 수는 없다.
이와 같이 추가적인 기능을 가진 안전모와 관련된 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1984302호 "GPS 기능을 통한 작업자의 위치추적이 가능한 안전모", 등록번호 제10-1487752호 "진동센서가 구비된 안전모를 이용한 리프트 안전제어시스템 및 그 제어방법" 가 있다. 상기와 같은 종래 기술들은 안전모를 통해 작업자의 안전사고를 방지를 제시하고 있다. 하지만 질식사고 또는 추락 및 충돌 사고에 한정되어 작업자의 사고를 알리는 문제점이 있으므로, 이를 개선하기 위한 기술 개발 연구가 요구되고 있는 시점이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 산업 현장의 4대 악성 사망사고인 추락, 충돌, 끼임 또는 질식에 대해서 안전사고를 예방할 수 있으며, 그 외의 현장의 사각지대에서 심장마비와 같은 빠른 응급처치가 필요한 상황에서 대처를 할 수 있도록 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 안전모에 끼울 수 있으며, 일부가 작업자의 이마에 접촉을 하는 바디부; 상기 바디부에 부착된 것으로서, 이마 중심과 이마 중심 좌우에 형성된 3개의 전극 및 별도 형성되는 레퍼런스 전극으로 형성되며, 각 전극에서 수집된 신호를 연산하여 중심뇌파를 측정하는 뇌파센서부와 맥박을 측정하는 맥박센서부로 구분하는 전극부; 상기 바디부의 일측 단부에 작업자의 움직임이나 위치를 인식하는 자이로센서부와 상기 바디부의 타측 단부에 상기 뇌파센서부, 맥박센서부 또는 자이로센서부에서 작업자의 이상을 감지했을 때, 작업자의 정보를 관제부로 전송하거나 관리자의 스마트폰으로 전송하는 무선통신부를 포함하는 모듈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 모듈부에서는, 눈 깜빡임, 얼굴 근육 및 목 근육 움직임과 같은 일상적인 움직임과 몸의 이상 증세의 움직임을 구분하기 위해 Noise 제거 필터를 포함하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 바디부에서는, 양 측 모듈부 일측에 고정을 위해 구비되 안전모에 탈착이 가능한 끼움재와 바디부의 일측에 구비되어 안전모 내부에 끼울 수 있으며 착용했을 때 흔들림 방지를 위해 고정재를 포함하는 고정홀더;를 포함하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 안전모용 생체 신호 측정 모듈에서는, 뇌파센서부, 맥박센서부 또는 자이로센서부에서 수집한 생체신호에서 작업자의 생체 신호에 이상이 생겼을 때, 생체 신호를 관제부로 송신하거나 스마트폰으로 생체 이상 신호를 수신할 때 무선통신부를 통해 블루투스를 이용하여 저장된 데이터를 송수신하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 특징으로 한다.
또한, 상기 맥박센서부는 뇌파를 측정하는 전극 중 하나에 통공을 형성시키고, 상기 통공에 삽입시킨 광혈류 측정기인 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈로 되는 것이 바람직하다.
상기의 과제의 해결 수단에 의한 안전모용 생체 신호 측정 모듈에 따르면, 관제부의 실시간 모니터링을 통하여 작업자의 뇌파, 맥박 및 움직임을 측정하여 작업자의 생체신호가 불안정하면 관리자의 스마트폰으로 정보가 전송되어 작업자 안전 관리를 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 관리자는 블루투스 기능을 이용하여 현장에서 사각지대 없이 작업자들은 관리할 수 있는 시스템이 마련되는 효과가 있다.
또한, 작업자의 측정된 생체신호를 장시간 측정하여 분석 통계화된 생체신호를 가족들과 공유를 할 수 있으며, 개인의 건강을 관리할 수 있는 헬스케어 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 나타낸 외형도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 콤팩트화 시킨 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모듈부를 나타낸 확대도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 안전모에 부착을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 관제부에서 모니터링하여 정보를 송수신하는 방법에 대해 개략적으로 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모니터링 시스템을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 나타낸 외형도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 콤팩트화 시킨 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모듈부를 나타낸 확대도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 안전모에 부착을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 관제부에서 모니터링하여 정보를 송수신하는 방법에 대해 개략적으로 설명하기 위한 흐름도.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모니터링 시스템을 나타낸 순서도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도 1내지 도 7에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 나타낸 외형도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 콤팩트화 시킨 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 전극부(100), 모듈부(200) 및 고정홀더(300)를 바디부(10)로 통칭할 수 있다. 바디부(10)는 이마에 접촉하는 일부는 미끄러지지 않도록 고무 재질을 사용할 수 있으며, 그 외는 플라스틱 재질을 사용할 수 있다. 또한, 바디부(10)는 콤팩트한 형태를 가질 수 있어 보관 또는 운반이 용이하다.
전극부(100)는 바디부(10)의 이마와 직접적으로 접촉하는 일측에 위치하며, 금속 재질의 4개의 도체가 원형모양으로'ㅡ'자로 나란히 배치될 수 있다.
상기 도체는 이마 중심과 이마 중심 좌우에 형성된 3개의 전극 및 별도 형성되는 레퍼런스 전극으로 형성되며, 각 전극에서 수집된 신호를 연산하여 중심뇌파를 측정하는 뇌파센서부(120)와 맥박을 맥박센서부(140)로 사용할 수 있다.
자세하게는 금속 재질의 4개의 전극을 통해서 전기 신호를 수집할 수 있으므로, 작업자의 이마를 통해 뇌파 및 맥박을 측정할 수 있다. 전극부(100)에서 수집된 신호는 뇌파센서부와(120)와 맥박센서부(140)로 구분하여 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서 상기 전극부는 이마 중심에 접촉되는 1개와 그 좌우에 형성된 2개의 전극 및 레퍼런스 전극으로 형성된 4개의 금속 재질 도체로서 이마와 접촉을 통해 뇌파 신호를 받을 수 있다.
뇌파 신호는 전두엽 좌뇌와 전두엽 우뇌의 신호를 측정하며, 전두엽은 종합적인 판단 또는 인지하는 기능을 가진다. EEG(electroencephalogram)를 이용하여 두뇌를 구성하는 신경세포들의 전기적 활동을 두피에서 전극을 통해 측정할 수 있다. 측정된 파형의 진동 횟수가 많을수록 뇌의 활동 기능이 높고, 진동 횟수가 적을수록 뇌의 활동 기능이 떨어지는 것을 알 수 있다. EEG는 보통 뇌기능 검사를 위한 뇌파검사로 병원에서 많이 활용되고, 뇌파를 측정함으로써 지속적인 두통, 현기증 또는 발작과 같은 증상들을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 뇌파센서부(120)는 이마 중심에 닿는 전극과 그 좌측에 배치된 전극에서 신호를 입력받아 레퍼런스 신호와 연산하여 전두엽 좌뇌신호를 해석하고, 이마 중심에 닿는 전극과 그 우측에 배치된 전극에서 신호를 입력받아 레퍼런스 신호와 연산하여 전두엽 우뇌신호로 해석한다.
즉, 이마 중심 신호를 중성신호로 해석하여 전두엽 좌뇌신호와 전두엽우측신호를 연산한다.
본 발명의 일실시예에서 맥박센서부(140)는 4개의 금속 재질 도체 중 1 개에 통공을 형성시키고, 상기 통공 내부에 광혈류 측정기를 삽입시켜 맥박 신호를 검출할 수 있다. 맥박 신호는 PPG(photoplethysmography)를 이용하여 검출되는 심장박동 신호로 스트레스 여부를 판단할 수 있다. PPG는 심박, 동맥 혈압, 맥박 파동 속도 등과 같이 심혈관계와 관련된 증상을 알 수 있다. 또한, 맥박센서부(140)중 1개의 도체는 맥박 신호를 받아들이는 동시에 그라운드(GND) 역할을 한다. 그라운드(GND)는 접지라고도 하며, 인체 감전방지 및 기기를 보호하기 위해 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모듈부를 나타낸 확대도이다.
모듈부(200)는 안전모에 끼움장착을 했을 때, 안전모 외측으로 일부가 돌출되는 형상이고, 자이로센서부(220)와 무선통신부(240)로 구성되어 있다.
자이로센서부(220)는 각속도 센서라고 불리면, 움직임을 감지하는 각종 센서들의 상호작용으로 인해 구현될 수 있다. 최근에 많이 출시되는 웨어러블 제품에 구성되는 센서로, 스마트폰, 스마트워치, 드론, 가상현실(VR) 등 다양하게 활용되고 있다. 생체 측정 모듈의 자이로센서부(220)는 작업자의 움직임을 측정함으로써, 기존 동선에서 벗어나거나 이상적인 움직임이 감지할 수 있다. 또한, 바디부(10)를 착용했을 때 눈 깜빡임, 얼굴 근육 또는 목 근육의 움직임과 같은 일상적인 움직임과 몸의 이상 증세의 움직임을 구분하기 위해 Noise 제거 필터를 포함할 수 있다.
관제부의 실시간 모니터링을 통해 뇌파센서부(120), 맥박센서부(140) 또는 자이로센서부(220) 중 하나가 생체 이상신호가 측정되면, 무선통신부(240)가 정보를 스마트폰으로 전송된다. 스마트폰으로 전송되는 정보는 생체 정보와 작업자의 위치를 알려줄 수 있다. 무선통신부(240)는 바디부(10)에 블루투스가 내장되어 있어 무선으로 전송할 수 있다. 무선통신부(240) 일측에 블루투스를 on 또는 off를 조작할 수 있는 스위치를 구비하고 있으며, 또 다른 일측에는 바디부(10)를 충전할 수 있는 USB CAP을 구비하고 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 안전모에 부착을 나타낸 도면이다.
고정홀더(300)는 바디부(10)를 안전모에 고정시킬 수 있는 역할을 하며, 끼움재(320)와 고정재(340)로 구성되어 있다.
끼움재(320)는 양 측 모듈부(200) 일측에 고정을 위해 구비되고, 안전모의 하 측에서 윗 방향으로 끼울 수 있다.
고정재(340)는 바디부(10)의 일측에 구비되어 안전모 내부에 끼울 수 있으며, 더 자세하게는 안전모의 내부 착장체의 머리고정대에 끼워 고정시킬 수 있다. 고정재(340)는 안전모에 착용했을 때 흔들림 방지를 위한 목적으로 구비되어 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 관제부에서 모니터링하여 정보를 송수신하는 방법에 대해 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈의 모니터링 시스템을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 통해 생체 신호를 뇌파, 맥박, 움직임을 기준으로 측정하여 관제부에서 작업자를 실시간 모니터링을 한다. 관제부에서 생체신호를 인공지능 분석 또는 빅데이터 분석을 하여 작업자의 위험 상황을 알리는 이상 신호가 측정되었을 때, 관리자의 스마트폰으로 작업자의 건강 상태를 전송하여 작업자의 안전 관리를 할 수 있다. 또한, 작업 현장의 특성에 따라 센서 추가가 가능하다. 질식 사고가 일어날 가능성이 높은 곳은 가스센서를 부착하고, 충돌 사고가 일어날 가능성이 높은 곳은 진동센서를 부착하는 등 작업 현장에 따라 더욱 유용한 안전모용 생체 신호 측정 모듈이 될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈은 작업 현장에서 작업자의 뇌파센서부, 맥박센서부 또는 자이로센서부를 통해 생체신호를 관제부에서 실시간 모니터링을 한다. 측정된 신호에 이상이 발생하면 스마트폰으로 정보를 무선으로 전송하여 작업자의 안전을 관리를 할 수 있다. 안전모용 생체 신호 측정 모듈은 작업자에게 더 나은 작업 환경을 만들 수 있으며, 첨단 산업안전 관제 시스템을 구축시킬 수 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 안전모용 생체 신호 측정 모듈을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 바디부
100 : 전극부
120 : 뇌파센서부
140 : 맥박센서부
200 : 모듈부
220 : 자이로센서부
240 : 무선통신부
300 : 고정홀더
320 : 끼움재
340 : 고정재
100 : 전극부
120 : 뇌파센서부
140 : 맥박센서부
200 : 모듈부
220 : 자이로센서부
240 : 무선통신부
300 : 고정홀더
320 : 끼움재
340 : 고정재
Claims (5)
- 안전모에 끼울 수 있으며, 일부가 작업자의 이마에 접촉을 하는 바디부(10);
상기 바디부(10)에 부착된 것으로서, 이마 중심과 이마 중심 좌우에 형성된 3개의 전극 및 별도 형성되는 레퍼런스 전극으로 형성되어 각 전극에서 수집된 신호를 연산하여 뇌파를 측정하는 뇌파센서부(120)와 맥박을 측정하는 맥박센서부(140)로 형성되는 전극부(100);
상기 바디부(10)의 일측 단부에 작업자의 움직임이나 위치를 인식하는 자이로센서부(220)와 상기 바디부(10)의 타측 단부에 상기 뇌파센서부(120), 맥박센서부(140) 또는 자이로센서부(220) 신호를 연산하여 작업자의 이상을 감지했을 때, 작업자의 정보를 관제부로 전송하거나 관리자의 스마트폰으로 전송하는 무선통신부(240)를 포함하는 모듈부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 모듈부(200)에서는,
눈 깜빡임, 얼굴 근육 및 목 근육 움직임과 같은 일상적인 움직임과 몸의 이상 증세의 움직임을 구분하기 위해 Noise 제거 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈. - 상기 바디부(10)에서는,
양 측 모듈부(200) 일측에 고정을 위해 구비되 안전모에 탈착이 가능한 끼움재(320)와 바디부(10)의 일측에 구비되어 안전모 내부에 끼울 수 있으며 착용했을 때 흔들림 방지를 위해 고정재(340)를 포함하는 고정홀더(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 안전모용 생체 신호 측정 모듈에서는,
뇌파센서부(120), 맥박센서부(140) 또는 자이로센서부(220)에서 수집한 생체신호에서 작업자의 생체 신호에 이상이 생겼을 때, 생체 신호를 관제부로 송신하거나 스마트폰으로 생체 이상 신호를 수신할 때 무선통신부(240)를 통해 블루투스를 이용하여 저장된 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 맥박센서부(140)는,
뇌파를 측정하는 전극 중 하나에 통공을 형성시키고, 상기 통공에 삽입시킨 광혈류 측정기인 것을 특징으로 하는 안전모용 생체 신호 측정 모듈.
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| KR101487752B1 (ko) | 2014-08-19 | 2015-01-29 | 한국종합 주식회사 | 진동센서가 구비된 안전모를 이용한 리프트 안전제어시스템 및 그 제어방법 |
| KR20160110847A (ko) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 주식회사 소소 | 다중 생체신호를 이용한 건강 이상 징후 알람 시스템 |
| JP2017197866A (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | スターライト工業株式会社 | スマートヘルメット |
| KR101984302B1 (ko) | 2017-07-03 | 2019-05-30 | 주식회사 디자인네오그룹 | Gps 기능을 통한 작업자의 위치추적이 가능한 안전모 |
-
2020
- 2020-11-30 KR KR1020200164866A patent/KR102537689B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101487752B1 (ko) | 2014-08-19 | 2015-01-29 | 한국종합 주식회사 | 진동센서가 구비된 안전모를 이용한 리프트 안전제어시스템 및 그 제어방법 |
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| KR101984302B1 (ko) | 2017-07-03 | 2019-05-30 | 주식회사 디자인네오그룹 | Gps 기능을 통한 작업자의 위치추적이 가능한 안전모 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102537689B1 (ko) | 2023-05-30 |
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