KR20210069752A - Multi-functinal module system for power wheel chair of disabled person and power wheel chair of disabled person comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장애인 전동휠체어에 주행 및 조향 안정, 둔턱 및 장애물 검출, 목적지 안내 등의 기능 모듈을 구성하여 다양한 기능을 구현할 수 있어 사용성과 기능성 및 안정성을 향상시키며, 제품 경쟁력을 증대시킬 수 있는 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled and an electric wheelchair for the disabled including the same, and more particularly, to an electric wheelchair for the disabled by configuring functional modules such as driving and steering stability, obstacle and obstacle detection, and destination guidance in the electric wheelchair. It relates to a multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled that can implement functions to improve usability, functionality and stability, and to increase product competitiveness, and to an electric wheelchair for the disabled including the same.
일반적으로, 휠체어란 이동이 자유롭지 못한 사람이 앉은 채로 이동할 수 있도록 형성된 이동수단으로서 파이프 형상의 프레임에 고정된 좌석부, 전방차륜과 주차륜 및 조향핸들 등으로 구성되어 있으며, 보호자 조작타입과 이용자 조작타입으로 구별할 수 있고, 또한 동력주행타입과 보호자 또는 이용자 구동타입으로 구별할 수 있다.In general, a wheelchair is a moving means formed so that a person who cannot move freely can move while sitting, and it is composed of a seat part fixed to a pipe-shaped frame, a front wheel, a parking wheel, and a steering wheel. It can be distinguished by type, and can also be divided into a power driving type and a protector or user driving type.
이러한 휠체어는 모두, 사람을 한 명 태운 상태로 전방차륜 및 주차륜의 구동에 의해 도로 또는 실내 등을 주행하도록 한다.All of these wheelchairs are driven on a road or indoors by driving a front wheel and a parking wheel with one person on board.
한편, 일반적으로 주차륜은 그 크기가 크게 형성되어 있으나, 전방차륜은 주행 중 조향성을 향상시키기 위해 대개 작은 지름의 바퀴로 구성되어 있다.On the other hand, in general, the size of the parking wheel is formed large, but the front wheel is usually composed of small diameter wheels in order to improve steering during driving.
따라서, 상기 전방차륜의 작은 크기로 인하여 도로 또는 실내 등에서 둔턱 또는 단차 등의 장애물이 있는 경우에는 이것을 타고 넘어가기 위해 많은 고생이 요구되어 진다. 한편, 휠체어에 의한 장애물 승월의 일반적인 방법으로는, 보호자 등이 휠체어 전체를 후방으로 경사지게 하여 전방차륜을 장애물의 높이까지 올리도록 하고, 그 상태로 휠체어를 전진시키도록 하여 장애물을 타고 넘어가도록 하고 있다.Therefore, when there is an obstacle such as a bump or step on a road or indoors due to the small size of the front wheel, a lot of trouble is required to get over it. On the other hand, as a general method of climbing obstacles using a wheelchair, the guardian or the like tilts the entire wheelchair rearward to raise the front wheel to the height of the obstacle, and in that state, the wheelchair is advanced so that it can climb over the obstacle. .
그러나 상기 휠체어를 사용하는 사용자는 통상적으로 상기 전방차륜을 단차 또는 둔턱 등의 장애물 높이까지 올리는 것은 쉽게 할 수 있으나, 그 상태에서 상기 휠체어를 전진시켜 상기 장애물을 통과하기까지 많은 힘이 소요된다는 문제가 있으며, 또한 상기 단차 또는 둔턱 등의 장애물을 통과하는 과정 중에 상기 휠체어가 후방으로 전복되어 사용자가 부상당할 위험이 있다는 문제가 있다.However, a user using the wheelchair can usually easily raise the front wheel to the height of an obstacle such as a step or a sill, but there is a problem that a lot of force is required to advance the wheelchair and pass the obstacle in that state. In addition, there is a problem that the wheelchair is overturned rearward during the process of passing through obstacles such as the step or the barrier, and there is a risk of injury to the user.
또한, 보호자가 힘이 없는 부녀자나 노인인 경우에는 휠체어 전체를 후방으로 경사지게 하는 것 자체가 위험하고 곤란하다는 문제가 있을 뿐 아니라, 보호자가 없는 경우에는 아예 이러한 방법 조차 실행할 수 없다는 문제가 있다.In addition, when the guardian is a woman or the elderly without strength, there is a problem that it is dangerous and difficult to tilt the entire wheelchair backwards, and there is a problem that even this method cannot be implemented if there is no guardian.
한편, 상술한 바와 같은 기술적 문제를 해결하도록 하기 위한 출원으로, 대한민국 대한민국 등록실용신안공보 제20-0234318호, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0043394호, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0013087호, 대한민국 등록특허공보 제10-1215285호, 및 대한민국 등록특허공보 제10-0546952호 등이 제안되어 있다.On the other hand, as an application to solve the technical problems as described above, Korean Utility Model Publication No. 20-0234318, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0043394, and Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2005-0013087 No., Korean Patent No. 10-1215285, and Korean Patent No. 10-0546952 have been proposed.
예를 들면, 대한민국 등록실용신안공보 20-0234318은 전륜지지대의 하부에 구비되어, 회전하며 방향을 전환하는 전륜의 중심축을 힌지로 양 측에 구비하여 상하 회동하며 도로의 턱 일측을 가압하는 턱가압부재와, 상기 턱가압부재의 회동중심에 구비되어 회동 후 원위치시키는 탄성부재와, 상기 턱가압부재에 회동력을 부여하는 회동력 전달부로 구성되어, 상기 휠체어가 단차 등의 장애물을 아무런 도움없이 스스로 오를 수 있도록 하여 상기 휠체어를 사용하는 사용자의 이동을 자유롭게 하고 있는 것을 기술적 특징으로 한다.For example, the Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0234318 is provided at the bottom of the front wheel support, and the central axis of the front wheel that rotates and changes direction is provided on both sides with hinges to rotate up and down and press the jaw to press one side of the chin of the road. It consists of a member, an elastic member provided at the center of rotation of the jaw pressing member to return to its original position after rotation, and a rotational force transmitting unit that applies rotational force to the jaw pressing member, so that the wheelchair can overcome obstacles such as steps by itself without any help. It is characterized in that it is possible to climb so that the movement of the user using the wheelchair is free.
그러나 상기 선행기술에 제시되어 있는 휠체어의 구성은 그 구조가 복잡하여 제조비용이 높아짐은 물론, 실제 동작이 쉽지 않다는 문제가 있다.However, the configuration of the wheelchair presented in the prior art has a problem in that the structure is complicated, and the manufacturing cost is increased, and the actual operation is not easy.
한편, 전동식 휠체어는 장애인들의 이동에만 초점이 맞춰져 실제 사용 시 필요한 기능들이 많이 부족한데, 그 중에서 가장 대표적인 문제점이 높이조절이 안된다는 것이다.On the other hand, the electric wheelchair is focused only on the movement of the disabled and lacks many functions necessary for actual use. Among them, the most representative problem is that the height cannot be adjusted.
또한, 종래 전동휠체어는 거동이 불편한 장애인 특히 휠체어에 앉았다 일어섰다 하는 것 자체가 거의 불가능한 하반신 불구자나 노약자들의 경우, 실제로 높이조절이 안되는 전동휠체어를 사용하게 되면 높은 위치에 있는 물건을 집을 수도 없을 뿐더러 높은 위치로 몸을 이동시키기도 여간 힘든 일이 아니므로 항상 주위의 도움이 없이는 본인 의지대로 움직임에 있어 제한을 받게 된다.In addition, in the case of the handicapped in the conventional electric wheelchair, especially the lower-body disabled or the elderly, who have difficulty in moving, it is almost impossible to stand up from sitting in the wheelchair. In fact, if you use an electric wheelchair that cannot be adjusted in height, you cannot pick up objects in a high position. It is not difficult to move the body to a high position, so you will always be limited in movement at your own will without the help of those around you.
이에, 수동으로 일정한 높이에 고정해 놓고 사용할 수 있는 수동식 높이조절방식의 전동휠체어가 있는데, 실제로 몸이 불편한 장애인들이 직접 높이를 조절하여 고정시켜 사용하기에는 그 높이를 적절히 조절하기도 힘들 뿐 아니라 작동법도 여간 힘든 일이 아닐 수 없다.Therefore, there is a manual height adjustment type electric wheelchair that can be used by manually fixing it at a certain height. It can't be difficult
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 장애인 전동휠체어에 주행 및 조향 안정, 둔턱 및 장애물 검출, 목적지 안내 등의 기능 모듈을 구성하여 다양한 기능을 구현할 수 있어 사용성과 기능성을 향상시키며, 제품 경쟁력을 증대시킬 수 있는 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention for solving the above conventional problems can implement various functions by configuring functional modules such as driving and steering stability, obstacle and obstacle detection, and destination guidance in an electric wheelchair for the disabled, thereby improving usability and functionality. It aims to provide a multi-function module system for electric wheelchairs for the disabled that can increase product competitiveness, and electric wheelchairs for the disabled including the same.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 배터리를 전원으로 하고, 구동모터의 구동으로 구동하는 장애인 전동휠체어에 구성되어 각각의 기능을 구현하는 복수의 기능 모듈에 의한 멀티 기능 모듈 시스템으로서, 전동휠체어 본체의 하부에 좌우 별개의 구동모터를 포함하여 전동휠체어의 전후진 구동과 방향 전환 구동을 실행하도록 구성되는 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈; 상기 전동휠체어 본체의 전방에 구성되어 둔턱 및 장애물을 검출하도록 구성되는 장애물 검출 모듈; 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 위치 정보를 제공하는 GPS 모듈; 상기 전동휠체어 본체에 구성되고 상기 GPS 모듈과 연동하여 길 안내를 실행하도록 구성되는 네비게이션 모듈; 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 전동휠체어의 전방이 소정 각도로 기울어지도록 구성되는 하차 구동 모듈; 상기 전동휠체어 본체에 구비되어 상기 각 모듈과 연동하고 제어하도록 구성되는 제어 모듈; 및 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 스마트폰을 포함하는 근거리통신모듈 일체형 외부 기기와 연동하는 통신 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above objects and other features of the present invention, a plurality of function modules configured in an electric wheelchair for the disabled that is powered by a battery and driven by a driving motor to implement each function A multi-function module system according to a system comprising: a caterpillar track driving wheel module configured to perform forward and backward driving and direction change driving of the electric wheelchair by including left and right separate driving motors in the lower part of the electric wheelchair body; an obstacle detection module configured to detect barriers and obstacles configured in front of the electric wheelchair body; a GPS module configured in the electric wheelchair body to provide location information; a navigation module configured in the electric wheelchair body and configured to perform route guidance in conjunction with the GPS module; a disembarkation driving module configured in the electric wheelchair body so that the front of the electric wheelchair is inclined at a predetermined angle; a control module provided in the electric wheelchair body and configured to interlock and control each module; and a communication module configured in the electric wheelchair body and interlocking with an external device integrated with a short-distance communication module including a smart phone; is provided a multi-function module system for the handicapped electric wheelchair comprising a.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 제어 모듈은 상기 전동휠체어에 구성되어 장치를 온/오프시키는 온/오프 스위치; 상기 구동 모터의 동작을 제어하는 구동 조작 노브; 상기 장애물 검출 모듈의 검출 신호에 기반하여 주행을 제어하는 장애물 주행 제어부; 상기 구동 조작 노브의 조작에 의한 주행 또는 상기 장애물 주행 제어부에 의한 주행을 선택하도록 구성되는 모드 선택 스위치; 음성을 인식하여 인식된 음성에 따른 동작을 해당 모듈에서 실행하도록 제어하는 음성 인식부; 상기 하차 구동 모듈을 제어하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부; 및 상기 근거리통신모듈 일체형 단말장치와 연동하는 외부기기 연동부;를 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, the control module is configured in the electric wheelchair on / off switch for turning on / off the device; a driving operation knob for controlling the operation of the driving motor; an obstacle driving control unit configured to control driving based on a detection signal of the obstacle detection module; a mode selection switch configured to select traveling by the operation of the driving operation knob or traveling by the obstacle traveling control unit; a voice recognition unit for recognizing a voice and controlling an operation according to the recognized voice to be executed in a corresponding module; an alighting mode operation control unit configured to control the alighting drive module; and an external device interworking unit that interworks with the short-distance communication module integrated terminal device.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 장애물 검출 모듈은 상기 전동휠체어 본체의 전방에 구비되는 장애물 검출 수단을 포함하고, 상기 장애물 주행 제어부는 상기 장애물 검출 수단에서 검출된 정보에 기반하여 주행 속도 제어와 회피 주행 제어를 포함하는 자동 주행 제어를 실행하도록 이루어질 수 있다.In one aspect of the present invention, the obstacle detecting module includes an obstacle detecting means provided in front of the electric wheelchair main body, and the obstacle traveling control unit controls and avoids running speed based on the information detected by the obstacle detecting means. and to execute automatic travel control including travel control.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 장애물 검출 수단은 영상촬영 카메라 센서 또는 TOF 센서 중 적어도 하나, 및 광센서 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 장애물 주행 제어부는 상기 영상촬영 카메라 센서나 TOF 센서에서 입력되는 영상에서 장애물 인식 알고리즘을 통해 바닥 영역과 물체 영역을 추출하여 둔턱 또는 소정 크기의 장애물을 분석 판단하도록 이루어지는 장애물 분석부와, 상기 장애물 분석부에서 둔턱으로 검출되는 경우, 전동휠체어의 속도를 감속하여 주행하도록 제어하고, 상기 장애물 분석부에서 소정 크기의 장애물로 검출되는 경우 상기 광센서을 통해 지속적으로 검출하면서 전방에 장애물이 검출되지 않는 어느 일 방향으로 방향 전환하여 회피 주행하도록 제어하는 제어 주행 실행부, 및 상기 장애물 분석부에서 분석된 신호를 전달받아 음성으로 변환하여 사용자에게 음성 정보로 제공하도록 이루어지는 음성정보 생성 전달부를 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, the obstacle detecting means includes at least one of an imaging camera sensor and a TOF sensor, and at least one of an optical sensor or an ultrasonic sensor, and the obstacle traveling control unit includes the imaging camera sensor or the TOF sensor. an obstacle analysis unit configured to analyze and determine a barrier or an obstacle of a predetermined size by extracting a floor area and an object area through an obstacle recognition algorithm from the input image, and when the obstacle analysis unit detects a barrier, the speed of the electric wheelchair Controlled driving is controlled to drive at a reduced speed, and when an obstacle of a predetermined size is detected by the obstacle analysis unit, it is continuously detected through the optical sensor while controlling to avoid driving by changing the direction to any one direction in which an obstacle is not detected in front. and a voice information generation and delivery unit configured to receive the signal analyzed by the obstacle analyzer, convert it into voice, and provide it as voice information to the user.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 하차 구동 모듈은 상기 전동휠체어 본체의 하부 후방 양측에 구비되며, 지면을 향하여 실린더 샤프트가 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 경사용 에어 실린더 부재와, 상기 전동휠체어 본체의 전방 양측에 설치되어 상기 경사용 에어 실린더 부재와 연동 구동하여 실린더 샤프트가 전방 지면을 향하여 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 지지용 에어 실린더 부재, 및 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 상기 경사용 에어 실린더 부재에 의한 전동휠체어의 기울기를 검출하는 기울기 검출 센서를 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 상기 에어 실린더 부재의 동작을 조작하기 위한 하차 조작 노브, 및 상기 하차 조작 노브의 조작 신호를 상기 에어 실린더 부재 각각으로 전달하여 그 에어 실린더 부재 각각을 제어하되, 상기 기울기 검출 센서에 검출된 기울기 각도에 근거하여 미리 설정된 기울기 각도 이내로 제한하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부를 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, the alighting drive module is provided on both lower rear sides of the electric wheelchair body, and a pair of inclined air cylinder members configured to allow the cylinder shaft to retract and retract toward the ground, and the electric wheelchair body A pair of support air cylinder members installed on both sides of the front side of the air cylinder member for inclination and driven in conjunction with the inclination air cylinder member so that the cylinder shaft can retract and retract toward the front ground, and the air cylinder for inclination configured in the electric wheelchair body and a tilt detection sensor for detecting the inclination of the electric wheelchair by the member, wherein the control module is configured in the electric wheelchair body to operate an unloading operation knob for operating the air cylinder member, and an operation signal of the unloading operation knob It transmits to each of the air cylinder members to control each of the air cylinder members, but based on the inclination angle detected by the inclination detection sensor may include a get-off mode operation control unit configured to limit within a preset angle of inclination.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 일 관점에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템을 포함하는 장애인 전동휠체어가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electric wheelchair for the disabled including the multi-function module system for the electric wheelchair for the disabled according to the aspect described above.
본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.According to the multi-function module system for the disabled electric wheelchair and the disabled electric wheelchair including the same according to the present invention, the following effects are provided.
첫째, 본 발명은 장애인 전동휠체어에 다양한 기능 모듈이 구성되어 사용성과 기능성 및 안정성을 향상시키며, 제품 경쟁력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.First, the present invention has the effect of improving the usability, functionality and stability by configuring various functional modules in the electric wheelchair for the disabled, and increasing product competitiveness.
둘째, 본 발명은 원형 구동 바퀴 대신에 궤도트랙형 바퀴 모듈로 구성함으로써 조향성과 주행성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 잇다.Second, the present invention has the effect of remarkably improving steering and drivability by configuring the track-type wheel module instead of the circular driving wheel.
셋째, 본발명은 주행 중 둔턱 및 장애물을 검출하여 주행 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Third, the present invention has the effect of improving driving stability by detecting and controlling the driving by detecting obstacles and obstacles during driving.
넷째, 본 발명은 전동휠체어 자체 또는 스마트폰과 연동하여 자동 주행으로 설정된 목적지까지 안전하게 주행할 수 있도록 하여 기능성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Fourth, the present invention has the effect of further improving the functionality by enabling the user to safely drive to a destination set for automatic driving in conjunction with the electric wheelchair itself or a smart phone.
다섯째, 본 발명은 휠체어가 안정적으로 유지되면서 기울어지는 하차 모드를 제공하여 하차 시 탑승 장애인이 용이하게 내릴 수 있도록 하여 기능성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Fifth, the present invention has the effect of further improving the functionality by providing an alighting mode that tilts while the wheelchair is stably maintained so that the handicapped person can easily get off when getting off.
여섯째, 본 발명은 각종 작동 및 제어 정보를 음성으로 제공하며, 갑작스런 넘어짐이 발생할 때 보호자나 119에 사용자의 현재 위치와 응급 정보를 바로 송출하여 위급 상황에 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다.Sixth, the present invention provides various operation and control information by voice, and when a sudden fall occurs, the user's current location and emergency information are directly transmitted to a guardian or 119 to quickly respond to an emergency situation.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템에 포함되는 제어 모듈의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention.
2 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a control module included in the multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다. Additional objects, features and advantages of the present invention may be more clearly understood from the following detailed description and accompanying drawings.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Prior to the detailed description of the present invention, the present invention can make various changes and can have various embodiments, and the examples described below and shown in the drawings are not intended to limit the present invention to specific embodiments. No, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.In addition, terms such as "...unit", "...unit", "...module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which includes hardware or software or hardware and It can be implemented by a combination of software.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.In addition, throughout this specification, when a step is located “on” or “before” another step, this means not only a case in which a step is in a direct time-series relationship with another step, but also a step of mixing after each step and Likewise, the order of two stages includes the same rights as in the case of an indirect time series relationship in which the time series order can be changed.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention according to a preferred embodiment of the present invention and an electric wheelchair for the disabled including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.A multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 .
도 1은 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템에 포함되는 제어 모듈의 구성을 블록화하여 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the configuration of a control module included in the multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention It is a diagram schematically showing.
본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 무한궤도트랙 구동바퀴(100), 장애물 검출 모듈(200), GPS 모듈(300), 네비게이션 모듈(400); 하차 구동 모듈(500), 및 제어 모듈(600);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 더하여, 본 발명은 스마트폰을 포함한 근거리통신모듈 일체형 단말 장치와 통신하기 위한 근거리 통신 모듈(710)을 포함한 통신 모듈(700);을 더 포함하여 구성될 수 있다.The multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, is largely a caterpillar track driving wheel 100, an obstacle detection module 200, a GPS module 300, a navigation module ( 400); It characterized in that it includes; a disembarkation driving module 500, and a control module 600. In addition, the present invention may further include a communication module 700 including a short-range communication module 710 for communicating with a short-distance communication module integrated terminal device including a smart phone.
구체적으로, 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템은, 배터리를 전원으로 하고, 구동모터의 구동으로 구동하는 장애인 전동휠체어에 구성되어 각각의 기능을 구현하는 복수의 기능 모듈에 의한 멀티 기능 모듈 시스템으로서, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 장애인 전동휠체어 본체의 하부에 구성되어 전동휠체어의 전후진 구동과 방향 전환 구동을 실행하도록 구성되는 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100); 상기 장애인 전동휠체어 본체의 전방에 구성되어 둔턱 및 장애물을 검출하도록 구성되는 장애물 검출 모듈(200); 상기 장애인 전동휠체어 본체에 구성되어 위치 정보를 제공하는 GPS 모듈(300); 상기 장애인 전동휠체어 본체에 구성되고 상기 GPS 모듈(300)과 연동하여 길 안내를 실행하도록 구성되는 네비게이션 모듈(400); 상기 장애인 전동휠체어 본체에 구성되어 장애인 전동휠체어의 전방이 소정 각도로 기울어지게 작동시키도록 구성되는 하차 구동 모듈(500); 및 상기 장애인 전동휠체어 본체에 구비되어 상기 각 모듈(즉, 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100), 장애물 검출 모듈(200), GPS 모듈(300), 네비게이션 모듈(400); 하차 구동 모듈(500), 및 하기 설명될 기능 모듈)과 연동하고 작동을 제어하도록 구성되는 제어 모듈(600);을 포함하여 구성된다.Specifically, the multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to the present invention is configured in an electric wheelchair for the disabled that is powered by a battery and driven by a driving motor to realize each function. As a module system, as shown in FIGS. 1 and 2, a caterpillar track driving wheel module 100 configured to perform forward and backward driving and direction change driving of the electric wheelchair, which is configured at the lower part of the main body of the electric wheelchair for the disabled; an obstacle detection module 200 configured to detect a barrier and an obstacle that is configured in front of the electric wheelchair body for the disabled; a GPS module 300 configured in the power wheelchair body for the disabled to provide location information; a navigation module 400 configured in the body of the electric wheelchair for the disabled and configured to perform route guidance in conjunction with the GPS module 300; a disembarkation driving module 500 configured in the power wheelchair body for the disabled and configured to operate the front of the power wheelchair to be inclined at a predetermined angle; and each module (ie, caterpillar track driving wheel module 100, obstacle detection module 200, GPS module 300, navigation module 400; getting off drive module 500) , and a control module 600 configured to cooperate with and control an operation (a function module to be described below); is configured to include.
보다 구체적으로, 상기 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100)은 장애인 전동휠체어 본체의 하부에 구성되는 우측 구동 모터와 좌측 구동 모터 각각의 회전축에 결합되는 후방 회전 바퀴를 구동 회전 바퀴로 하며, 전방의 종동 회전 바퀴, 및 후방 회전 바퀴와 종동 회전 바퀴 사이에 구성되는 복수의 상하 가이드 회전 바퀴에 감기는 캐터필러로 구성된다.More specifically, the caterpillar track driving wheel module 100 uses a rear rotating wheel coupled to the respective rotation shafts of the right driving motor and the left driving motor configured in the lower part of the electric wheelchair body for the disabled as the driving rotating wheel, and the front driven It is composed of a rotating wheel and a caterpillar wound around a plurality of upper and lower guide rotating wheels configured between the rear rotating wheel and the driven rotating wheel.
이러한 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100)은 아래 설명되는 제어 모듈(600)을 구성하는 사용자 조향 조작 장치부의 조작에 따라 구동 조향 제어부의 제어에 의해 좌측 구동 모터와 우측 구동 모터의 조합 동작으로 전진과 후진 및 우측과 좌측으로의 조향 동작을 실행하게 된다.Such a caterpillar track driving wheel module 100 moves forward with a combination operation of a left driving motor and a right driving motor by the control of the driving steering control unit according to the operation of the user steering operation unit constituting the control module 600 to be described below. Reverse and steering to the right and left are executed.
이와 같이 본 발명은 구동부를 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100)로 구성함으로써 종래 차륜 구동 모듈에 비하여 보다 안정적인 주행과 방향전환을 도모할 수 있게 되어, 장애인이 사용하는 특성 상 기본적으로 주행과 조향을 실행하면서도 안정성을 더욱 향상시키게 된다.As described above, the present invention enables more stable driving and direction change compared to the conventional wheel drive module by configuring the driving unit as the caterpillar track driving wheel module 100, so that driving and steering are basically reduced due to the characteristics used by the disabled. It will further improve stability while running.
이와 관련하여 본 발명은 장애인 전동휠체어 본체(예를 들면, 암 프레임부의 전방)에 구성되어 상기 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈(100)의 속도와 방향을 수동 조작하기 위한 구동 조작 노브(110)가 구비된다.In this regard, the present invention is provided with a driving operation knob 110 for manually operating the speed and direction of the crawler track driving wheel module 100 which is configured on the body of the electric wheelchair for the disabled (eg, in front of the arm frame part) do.
또한, 본 발명은 수동 조작 모드 및 아래에서 설명될 장애물 주행 제어부(210)를 통해 자동 주행할 수 있도록 하는 수동 조작 모드를 선택할 수 있는 모드 선택 스위치(120)을 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the present invention may be configured to include a mode selection switch 120 capable of selecting a manual operation mode and a manual operation mode enabling automatic driving through the obstacle traveling control unit 210 to be described below.
상기 구동 조작 노브(110)와 모드 선택 스위치(120)는 제어 모듈(600)의 일부 구성요소를 구성한다.The driving operation knob 110 and the mode selection switch 120 constitute some components of the control module 600 .
다음으로, 상기 장애물 검출 모듈(200)은 주행 중 전방에 나타내는 둔턱 및 장애물을 구분 검출하여 아래에서 자세히 설명될 제어 모듈(600)을 통해 사용자에게 알림하거나, 및/또는 주행 속도 제어와 회피 주행을 포함하는 자동 주행 제어를 실행하도록 이루어질 수 있다.Next, the obstacle detection module 200 detects the barriers and obstacles indicated in the front while driving and notifies the user through the control module 600 to be described in detail below, and/or performs driving speed control and avoidance driving. It may be configured to execute automatic driving control including
구체적으로, 상기 장애물 검출 모듈(200)은 장애인 전동휠체어 본체의 전방에 구비되는 장애물 검출 수단, 및 상기 장애물 검출 수단에서 검출된 정보에 기반하여 사용자에게 알림하거나, 및/또는 주행 속도 제어와 회피 주행 제어를 포함하는 자동 주행 제어를 실행하도록 이루어지는 장애물 주행 제어부(210)를 포함하여 구성된다.Specifically, the obstacle detection module 200 notifies the user based on the information detected by the obstacle detection means provided in front of the electric wheelchair body for the disabled, and the obstacle detection means, and/or driving speed control and avoidance driving and an obstacle traveling control unit 210 configured to execute automatic driving control including control.
상기 장애물 검출 수단은 영상촬영 카메라 센서 또는 TOF 센서 중 적어도 하나, 및 광센서 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 영상촬영 카메라 센서와 광센서로 구성되는 것이 바람직하다.The obstacle detecting means includes at least one of an imaging camera sensor or a TOF sensor, and at least one of an optical sensor or an ultrasonic sensor, and preferably includes an imaging camera sensor and an optical sensor.
이때, 상기 장애물 검출 수단이 영상촬영 카메라 센서와 광센서로 구성되는 경우, 상기 장애물 주행 제어부는 상기 영상촬영 카메라 센서나 TOF 센서에서 입력되는 영상에서 장애물 인식 알고리즘(또는 바닥 인식 알고리즘)을 통해 바닥 영역과 물체 영역을 추출하여 둔턱이나 소정 크기의 장애물(예를 들면, 사람이나 일정 크기 이상의 장애물)을 분석 판단하도록 이루어지는 장애물 분석부(211), 및 상기 장애물 분석부에서 둔턱으로 검출되는 경우, 전동휠체어의 속도를 감속하여 주행하도록 제어하고, 상기 장애물 분석부에서 소정 크기의 장애물로 검출되는 경우 상기 광센서을 통해 지속적으로 검출하면서 전방에 장애물이 검출되지 않는 어느 일 방향으로 방향 전환하여 회피 주행하도록 제어하는 제어 주행 실행부(212)를 포함하여 구성된다.In this case, when the obstacle detecting means includes an image capturing camera sensor and an optical sensor, the obstacle traveling control unit uses an obstacle recognition algorithm (or floor recognition algorithm) from the image input from the image capturing camera sensor or the TOF sensor to determine the floor area. An obstacle analysis unit 211 configured to analyze and determine a barrier or an obstacle of a predetermined size (for example, a person or an obstacle of a predetermined size or larger) by extracting the area and the object area, and when the obstacle is detected as a barrier by the obstacle analysis unit, the electric wheelchair control to drive by decelerating the speed of the vehicle, and when an obstacle of a predetermined size is detected by the obstacle analysis unit, it is continuously detected through the optical sensor and controlled to avoid driving by changing the direction in a direction in which an obstacle is not detected in front and a control travel execution unit 212 .
여기에서, 상기 장애물 인식 알고리즘 또는 바닥 인식 알고리즘은 공지의 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 구현되는 것을 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Here, since the obstacle recognition algorithm or the floor recognition algorithm may be implemented by well-known software and hardware, a detailed description thereof will be omitted.
또한, 상기 장애물 검출 모듈(200)은 상기 장애물 분석부(211)에서 분석된 신호를 전달받아 음성으로 변환(공지의 음성 변환 기술 이용)하여 사용자에게 음성 정보로 제공할 수 있도록 이루어지는 음성정보 생성 전달부(213)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the obstacle detection module 200 receives the signal analyzed by the obstacle analyzer 211 and converts it into voice (using a known voice conversion technology) to provide voice information to the user. It may be configured to further include a part 213 .
상기 장애물 주행 제어부(210), 즉 상기 장애물 분석부(211)와 제어 주행 실행부(212) 및 음성정보 생성 전달부(213)는 상기 제어 모듈(600)의 일부 구성부를 구성한다.The obstacle driving control unit 210 , that is, the obstacle analyzing unit 211 , the control driving executing unit 212 , and the voice information generating and transmitting unit 213 constitute a part of the control module 600 .
다음으로, 위치 정보를 제공하는 상기 GPS 모듈(300) 및 상기 GPS 모듈(300)과 연동하여 길 안내를 실행하도록 구성되는 네비게이션 모듈(400)은 공지의 것을 채용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 상기 GPS 모듈(300)과 네비게이션 모듈(400)은 일체형으로 구성될 수 있다.Next, the GPS module 300 that provides location information and the navigation module 400 configured to perform route guidance in conjunction with the GPS module 300 may employ well-known ones, and thus a detailed description thereof will be omitted. and the GPS module 300 and the navigation module 400 may be integrally configured.
다만, 본 발명에서 상기 네비게이션 모듈(400)은 마이크와 스피커를 포함하며, 상기 마이크를 통해 입력되는 음성을 인식하여 인식된 음성에 따른 동작을 해당 모듈에서 실행하도록 제어하는 음성 인식부(410)를 포함한다.However, in the present invention, the navigation module 400 includes a microphone and a speaker, and a voice recognition unit 410 that recognizes a voice input through the microphone and controls the module to perform an operation according to the recognized voice. include
상기 음성 인식부(410)는 제어 모듈(600)의 일부 구성요소를 구성한다.The voice recognition unit 410 constitutes some components of the control module 600 .
다음으로, 상기 하차 구동 모듈(500)은 장애인 전동휠체어 본체에 구성되어 장애인이 하차할 때 전동휠체어를 전방으로 소정 각도로 기울어지게 작동시키면서 전방으로 전복되는 방지하도록 구성된다.Next, the alighting driving module 500 is configured in the body of the electric wheelchair for the disabled and is configured to prevent the electric wheelchair from being overturned forward while operating the electric wheelchair to be tilted forward at a predetermined angle when the disabled person gets off.
구체적으로, 상기 하차 구동 모듈(500)은 전동휠체어 본체의 하부 후방 양측에 구비되며, 지면을 향하여 실린더 샤프트가 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 경사용 에어 실린더 부재와, 상기 전동휠체어 본체의 전방 양측에 설치되어 상기 경사용 에어 실린더 부재와 연동 구동하여 실린더 샤프트가 전방 지면을 향하여 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 지지용 에어 실린더 부재와, 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 상기 경사용 에어 실린더 부재에 의한 전동휠체어의 기울기를 검출하는 기울기 검출 센서와, 상기 전동휠체어 본체(좌측 또는 우측의 암 프레임부 전방)에 구성되어 상기 에어 실린더 부재의 동작을 조작하기 위한 하차 조작 노브(510), 및 상기 하차 조작 노브의 조작 신호를 상기 에어 실린더 부재 각각으로 전달하여 그 에어 실린더 부재 각각을 제어하되, 상기 기울기 검출 센서에 검출된 기울기 각도에 근거하여 미리 설정된 기울기 각도 이내로 제한하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부(520)를 포함하여 구성된다.Specifically, the alighting drive module 500 is provided on both lower and rear sides of the electric wheelchair body, and a pair of inclined air cylinder members configured to allow the cylinder shaft to retract and retract toward the ground, and the front both sides of the electric wheelchair main body. A pair of support air cylinder members installed in the air cylinder member for inclination and configured so that the cylinder shaft can retract and retract toward the front ground by interlocking with the air cylinder member for inclination, and a pair of air cylinder members for support configured in the electric wheelchair body and formed by the air cylinder member for inclination A tilt detection sensor for detecting the inclination of the electric wheelchair, an unloading operation knob 510 configured on the electric wheelchair main body (in front of the left or right arm frame part) to manipulate the operation of the air cylinder member, and the unloading operation A drop-off mode operation control unit 520 configured to control each of the air cylinder members by transmitting the operation signal of the knob to each of the air cylinder members, but to limit the inclination angle within a preset angle based on the inclination angle detected by the inclination detection sensor; consists of including
상기 하차 조작 노브(510)와 하차모드 작동 제어부(520)는 제어 모듈(600)의 일부 구성요소를 구성한다.The get-off operation knob 510 and the get-off mode operation control unit 520 constitute some components of the control module 600 .
이와 같이 본 발명은 하차 구동 모듈(500)을 포함함으로써 전동휠체어에 탑승한 사용자 장애인이 하차할 때, 전동휠체어를 소정 각도, 즉 하차에 적합한 미리 설정된 각도로 전동휠체어를 경사지게 함으로써 전동휠체어로부터 용이하게 하차할 수 있도록 보조할 수 있게 된다.As described above, the present invention includes the alighting drive module 500 so that when a user with a disability riding an electric wheelchair gets off, the electric wheelchair is inclined at a predetermined angle, that is, a preset angle suitable for getting off, thereby making it easier from the electric wheelchair. They can assist you in getting out.
다음으로, 상기 제어 모듈(600)은 전동휠체어에 구성되어 장치를 온/오프시키는 온/오프 스위치(610)와, 상기 구동 모터 각각의 동작을 제어하는 구동 조작 노브(110)와, 상기 장애물 검출 모듈(200)의 검출 신호에 기반하여 주행을 제어하는 장애물 주행 제어부(210)(장애물 분석부(211)와 제어 주행 실행부(212) 및 음성정보 생성 전달부(213)를 포함)와, 상기 구동 조작 노브(110)의 조작에 의한 주행 또는 상기 장애물 주행 제어부(210)에 의한 주행을 선택하도록 구성되는 모드 선택 스위치(120)와, 상기 GPS 모듈(300)과 연동하여 GPS모듈 연동제어부(310)와, 음성을 인식하여 인식된 음성에 따른 동작을 해당 모듈에서 실행하도록 제어하는 음성 인식부(410)와, 상기 하차 구동 모듈(500)을 제어하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부(510), 및 하기에서 설명될 통신 모듈과 스마트폰을 포함하는 근거리통신모듈 일체형 단말장치와 연동하는 외부기기 연동부(620)를 포함하여 구성될 수 있다.Next, the control module 600 includes an on/off switch 610 configured in the electric wheelchair to turn on/off the device, a driving operation knob 110 for controlling each operation of the driving motor, and the obstacle detection an obstacle driving control unit 210 (including an obstacle analyzing unit 211, a control driving execution unit 212, and a voice information generating and transmitting unit 213) for controlling driving based on a detection signal of the module 200; A mode selection switch 120 configured to select driving by operation of the driving operation knob 110 or driving by the obstacle driving control unit 210, and the GPS module interlocking control unit 310 in conjunction with the GPS module 300 ), a voice recognition unit 410 that recognizes a voice and controls the module to execute an operation according to the recognized voice, a get-off mode operation controller 510 configured to control the alight drive module 500, and the following It may be configured to include an external device interworking unit 620 that interworks with a short-distance communication module integrated terminal device including a communication module and a smart phone to be described.
여기에서, 상기 외부기기 연동부(620)는 연동 애플리케이션이 설치된 스마트폰과 연동하여, 예를 들면 스마트폰에서의 주행 제어를 각 모듈에서 실행하도록 이루어진다.Here, the external device interworking unit 620 is configured to interwork with a smart phone in which an interlocking application is installed, for example, to execute driving control in the smart phone in each module.
이러한 제어 모듈(600)은 아두이노를 기반으로 하는 제어 모듈로 이루어지는 것이 바람직하다.This control module 600 is preferably made of an Arduino-based control module.
한편, 본 발명의 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템은, 사용자 스마트폰에 설치되는 연동 애플리케이션과 근거리 통신하기 위한 근거리 통신 모듈(710)을 포함한 통신 모듈(700)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the multi-function module system for the disabled electric wheelchair of the present invention may further include a communication module 700 including a short-distance communication module 710 for short-distance communication with an interworking application installed on a user's smartphone.
상기 근거리 통신 모듈(710)은 비콘(Beacon) 모듈, 즉 BLE(Bluetooth Low Energy), 블루투스(Bluetooth), Zigbee, UWB(Ultra-WideBand), ANT, Wi-fi 등, PAN(Personal Area Network) 방식의 다양한 근거리 통신 기술들이 적용될 수 있다.The short-range communication module 710 is a beacon module, that is, BLE (Bluetooth Low Energy), Bluetooth (Bluetooth), Zigbee, UWB (Ultra-WideBand), ANT, Wi-fi, etc., PAN (Personal Area Network) method Various short-distance communication technologies of can be applied.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템 및 이를 포함하는 장애인 전동휠체어에 의하면, 장애인 전동휠체어에 다양한 기능 모듈이 구성되어 사용성과 기능성 및 안정성을 향상시키며, 제품 경쟁력을 증대시킬 수 있고, 원형 구동 바퀴 대신에 궤도트랙형 바퀴 모듈로 구성함으로써 조향성과 주행성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 주행 중 둔턱 및 장애물을 검출하여 주행 제어함으로써 주행 안정성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the multi-function module system for the electric wheelchair for the disabled and the electric wheelchair including the same according to the present invention as described above, various functional modules are configured in the electric wheelchair for the disabled to improve usability, functionality and stability, and increase product competitiveness By configuring the track-type wheel module instead of the circular driving wheel, the steering and drivability can be significantly improved, and the driving stability can be improved by detecting obstacles and obstacles during driving and controlling the driving.
또한, 본 발명에 의하면, 전동휠체어 자체 또는 스마트폰과 연동하여 자동 주행으로 설정된 목적지까지 안전하게 주행할 수 있도록 하여 기능성을 더욱 향상시킬 수 있고, 휠체어가 안정적으로 유지되면서 기울어지는 하차 모드를 제공하여 하차 시 탑승 장애인이 용이하게 내릴 수 있도록 하여 기능성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 각종 작동 및 제어 정보를 음성으로 제공하며, 갑작스런 넘어짐이 발생할 때 보호자나 119에 사용자의 현재 위치와 응급 정보를 바로 송출하여 위급 상황에 신속히 대처할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to further improve the functionality by safely driving to a destination set for automatic driving by interlocking with the electric wheelchair itself or a smartphone, and provides a tilting alighting mode while the wheelchair is stably maintained to get off Functionality can be further improved by making it easier for the disabled to get off the vehicle, and various operation and control information is provided by voice, and when a sudden fall occurs, the user's current location and emergency information are immediately sent to the guardian or 119 to send emergency information. It has the advantage of being able to respond quickly to situations.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the above-described embodiments have been described with reference to the limited drawings, a person skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments described in this specification and the accompanying drawings are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Therefore, since the embodiments disclosed in the present specification are for explanation rather than limitation of the technical spirit of the present invention, it is obvious that the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea included in the specification and drawings of the present invention should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈
110: 구동 조작 노브
120: 모드 선택 스위치
200: 장애물 검출 모듈
210: 장애물 주행 제어부
211: 장애물 분석부
212: 제어 주행 실행부
213: 음성정보 생성 전달부
300: GPS 모듈
310: GPS모듈 연동제어부
400: 네비게이션 모듈
410: 음성 인식부
500: 하차 구동 모듈
510: 하차 조작 노브
520: 하차모드 작동 제어부
600: 제어 모듈
610: 온/오프 스위치
620: 외부기기 연동부
700: 통신 모듈
710: 근거리 통신 모듈100: caterpillar track drive wheel module
110: drive operation knob
120: mode selection switch
200: obstacle detection module
210: obstacle driving control unit
211: obstacle analysis unit
212: control driving execution unit
213: voice information generation and delivery unit
300: GPS module
310: GPS module interlocking control unit
400: navigation module
410: voice recognition unit
500: alight drive module
510: exit operation knob
520: get off mode operation control unit
600: control module
610: on/off switch
620: external device linkage unit
700: communication module
710: short-range communication module
Claims (6)
전동휠체어 본체의 하부에 좌우 별개의 구동모터를 포함하여 전동휠체어의 전후진 구동과 방향 전환 구동을 실행하도록 구성되는 무한궤도트랙 구동바퀴 모듈;
상기 전동휠체어 본체의 전방에 구성되어 둔턱 및 장애물을 검출하도록 구성되는 장애물 검출 모듈;
상기 전동휠체어 본체에 구성되어 위치 정보를 제공하는 GPS 모듈;
상기 전동휠체어 본체에 구성되고 상기 GPS 모듈과 연동하여 길 안내를 실행하도록 구성되는 네비게이션 모듈;
상기 전동휠체어 본체에 구성되어 전동휠체어의 전방이 소정 각도로 기울어지도록 구성되는 하차 구동 모듈;
상기 전동휠체어 본체에 구비되어 상기 각 모듈과 연동하고 제어하도록 구성되는 제어 모듈; 및
상기 전동휠체어 본체에 구성되어 스마트폰을 포함하는 근거리통신모듈 일체형 외부 기기와 연동하는 통신 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는
장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템.
A multi-function module system with a plurality of functional modules configured in an electric wheelchair for the disabled that is powered by a battery and driven by a driving motor to implement each function,
a caterpillar track driving wheel module configured to include left and right separate driving motors in the lower part of the electric wheelchair body to execute forward and backward driving and direction change driving of the electric wheelchair;
an obstacle detection module configured to detect barriers and obstacles configured in front of the electric wheelchair body;
a GPS module configured in the electric wheelchair body to provide location information;
a navigation module configured in the electric wheelchair body and configured to perform route guidance in conjunction with the GPS module;
a disembarkation driving module configured in the electric wheelchair body so that the front of the electric wheelchair is inclined at a predetermined angle;
a control module provided in the electric wheelchair body and configured to interlock and control each module; and
A communication module configured in the electric wheelchair body and interworking with an external device integrated with a short-distance communication module including a smartphone; characterized in that it comprises a
Multi-function module system for electric wheelchairs with disabilities.
상기 제어 모듈은
상기 전동휠체어에 구성되어 장치를 온/오프시키는 온/오프 스위치;
상기 구동 모터의 동작을 제어하는 구동 조작 노브;
상기 장애물 검출 모듈의 검출 신호에 기반하여 주행을 제어하는 장애물 주행 제어부;
상기 구동 조작 노브의 조작에 의한 주행 또는 상기 장애물 주행 제어부에 의한 주행을 선택하도록 구성되는 모드 선택 스위치;
음성을 인식하여 인식된 음성에 따른 동작을 해당 모듈에서 실행하도록 제어하는 음성 인식부;
상기 하차 구동 모듈을 제어하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부; 및
상기 근거리통신모듈 일체형 단말장치와 연동하는 외부기기 연동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템.
According to claim 1,
The control module is
an on/off switch configured in the electric wheelchair to turn on/off the device;
a driving operation knob for controlling the operation of the driving motor;
an obstacle driving controller configured to control driving based on a detection signal of the obstacle detection module;
a mode selection switch configured to select traveling by the operation of the driving operation knob or traveling by the obstacle traveling control unit;
a voice recognition unit for recognizing a voice and controlling an operation according to the recognized voice to be executed in a corresponding module;
an alighting mode operation control unit configured to control the alighting drive module; and
An external device interlocking unit interlocking with the short-distance communication module integrated terminal device; characterized in that it comprises
Multi-function module system for electric wheelchairs for the disabled.
상기 장애물 검출 모듈은 상기 전동휠체어 본체의 전방에 구비되는 장애물 검출 수단을 포함하고,
상기 장애물 주행 제어부는 상기 장애물 검출 수단에서 검출된 정보에 기반하여 주행 속도 제어와 회피 주행 제어를 포함하는 자동 주행 제어를 실행하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는
장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템.
3. The method of claim 2,
The obstacle detecting module includes an obstacle detecting means provided in front of the electric wheelchair body,
The obstacle driving control unit is configured to execute automatic driving control including driving speed control and avoidance driving control based on the information detected by the obstacle detecting means.
Multi-function module system for electric wheelchairs with disabilities.
상기 장애물 검출 수단은 영상촬영 카메라 센서 또는 TOF 센서 중 적어도 하나, 및 광센서 또는 초음파 센서 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 장애물 주행 제어부는 상기 영상촬영 카메라 센서나 TOF 센서에서 입력되는 영상에서 장애물 인식 알고리즘을 통해 바닥 영역과 물체 영역을 추출하여 둔턱 또는 소정 크기의 장애물을 분석 판단하도록 이루어지는 장애물 분석부와, 상기 장애물 분석부에서 둔턱으로 검출되는 경우, 전동휠체어의 속도를 감속하여 주행하도록 제어하고, 상기 장애물 분석부에서 소정 크기의 장애물로 검출되는 경우 상기 광센서을 통해 지속적으로 검출하면서 전방에 장애물이 검출되지 않는 어느 일 방향으로 방향 전환하여 회피 주행하도록 제어하는 제어 주행 실행부, 및 상기 장애물 분석부에서 분석된 신호를 전달받아 음성으로 변환하여 사용자에게 음성 정보로 제공하도록 이루어지는 음성정보 생성 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는
장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템.
4. The method of claim 3,
The obstacle detecting means includes at least one of an imaging camera sensor and a TOF sensor, and at least one of an optical sensor or an ultrasonic sensor,
The obstacle driving control unit includes an obstacle analysis unit configured to analyze and determine a barrier or an obstacle of a predetermined size by extracting a floor area and an object area through an obstacle recognition algorithm from an image input from the imaging camera sensor or the TOF sensor; When it is detected as a barrier in the part, the speed of the electric wheelchair is reduced and controlled to travel, and when an obstacle of a predetermined size is detected by the obstacle analysis unit, it is continuously detected through the optical sensor and no obstacle is detected in the front. A control driving execution unit for controlling the avoidance driving by changing the direction, and a voice information generating and transmitting unit configured to receive the signal analyzed by the obstacle analysis unit, convert it into voice, and provide it as voice information to the user.
Multi-function module system for electric wheelchairs for the disabled.
상기 하차 구동 모듈은 상기 전동휠체어 본체의 하부 후방 양측에 구비되며, 지면을 향하여 실린더 샤프트가 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 경사용 에어 실린더 부재와, 상기 전동휠체어 본체의 전방 양측에 설치되어 상기 경사용 에어 실린더 부재와 연동 구동하여 실린더 샤프트가 전방 지면을 향하여 출몰가능하게 구성되는 한 쌍의 지지용 에어 실린더 부재, 및 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 상기 경사용 에어 실린더 부재에 의한 전동휠체어의 기울기를 검출하는 기울기 검출 센서를 포함하며,
상기 제어 모듈은 상기 전동휠체어 본체에 구성되어 상기 에어 실린더 부재의 동작을 조작하기 위한 하차 조작 노브, 및 상기 하차 조작 노브의 조작 신호를 상기 에어 실린더 부재 각각으로 전달하여 그 에어 실린더 부재 각각을 제어하되, 상기 기울기 검출 센서에 검출된 기울기 각도에 근거하여 미리 설정된 기울기 각도 이내로 제한하도록 이루어지는 하차모드 작동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
장애인 전동휠체어용 멀티 기능 모듈 시스템.
3. The method of claim 2,
The alighting drive module is provided on both sides of the lower rear side of the electric wheelchair body, and a pair of inclined air cylinder members configured to allow the cylinder shaft to retract and retract toward the ground, and are installed on both front sides of the electric wheelchair main body. A pair of support air cylinder members configured to move in and out of the cylinder shaft toward the front ground by interlocking with the air cylinder member used, and the inclination of the powered wheelchair by the inclination air cylinder member configured in the power wheelchair body It includes a tilt detection sensor to detect,
The control module is configured in the electric wheelchair body to transmit an unloading operation knob for operating the operation of the air cylinder member, and an operation signal of the unloading operation knob to each of the air cylinder members to control each of the air cylinder members , An alighting mode operation control unit configured to limit within a preset inclination angle based on the inclination angle detected by the inclination detection sensor
Multi-function module system for electric wheelchairs for the disabled.
장애인 전동휠체어.A multi-function module system for an electric wheelchair for the disabled according to any one of claims 1 to 5
Disabled electric wheelchair.
Priority Applications (1)
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| KR1020190158803A KR102358568B1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Multi-functinal module system for power wheel chair of disabled person and power wheel chair of disabled person comprising the same |
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| KR102358568B1 (en) | 2022-02-04 |
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