KR20230036242A - 산업현장 근로자의 안전상태 모니터링을 위한 안전모 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장 근로자의 안전상태 모니터링을 위한 안전모에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전모 내피에 장착된 건강상태 측정모듈을 통해 산업현장 근로자의 건강상태를 모니터링할 수 있는 안전모에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안전모는, 근로자의 머리에 착용되는 안전모본체와, 상기 안전모본체의 내측에 설치되며, 근로자의 건강상태를 감지하기 위한 센서부와, 상기 안전모본체의 양단을 연결해주고, 근로자의 턱 주변에 위치되어 안전모본체가 이탈되는 것을 방지하는 턱끈과, 상기 안전모본체의 내주면을 따라 형성되며, 근로자의 머리를 보호하는 안전모내피를 포함한다.

Description

산업현장 근로자의 안전상태 모니터링을 위한 안전모{Helmet for monitoring the safety status of industrial workers}

본 발명은 산업현장 근로자의 안전상태 모니터링을 위한 안전모에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전모 내피에 장착된 건강상태 측정모듈을 통해 산업현장 근로자의 건강상태를 모니터링할 수 있는 안전모에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

안전모는 건설현장이나 산업현장에서 없어서는 안될 필수품으로, 근로자의 안전을 책임지기 위한 가장 기초적이고도 핵심적인 물품이다. 그러나 최근 건설 및 산업현장에서 안전모 미착용으로 인한 사고사례가 빈번하게 발생하고 있으며, 특히 시야가 확보되지 않은 야간작업시에 헤드라이트 미착용으로 인한 사고사례나 손전등을 활용하면서 두 손이 자유롭지 못하게 되면서 발생한 사고사례 등 산업현장 재해는 꾸준히 발생되고 있어, 근로자의 안전을 도모하여 근로환경을 개선할 필요성이 증대되고 있는 실정이다.

뿐만 아니라, 최근 COVID-19의 발병과 함께 사회적 거리두기에 따른 작업환경이 변화하였고, 근로자의 작업 공간 내 검역이 강화되면서, 초기 작업장 진입시에 체온을 체크하는 등 근로자의 전체 작업시간이 증가하였다. 그러나 거리두기를 유지한 상태로 작업하는 것은 현실적으로 불가능하며, 특히 거리두기를 유지하는 경우 특정 근로자의 건강상태가 나빠져 쓰러진 경우에도 다른 근로자가 이를 바로 발견하고 대처할 수 없어 근로자 전체의 건강상태를 측정하고 모니터링할 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.

1. 한국 특허공개 제10-2011-0042816호(2011.04.27 공개)

안전모 내피에 장착된 건강상태 측정모듈을 통해 산업현장 근로자의 건강상태를 모니터링할 수 있는 안전모를 제공하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전모는, 근로자의 머리에 착용되는 안전모본체와, 상기 안전모본체의 내측에 설치되며, 근로자의 건강상태를 감지하기 위한 센서부와, 상기 안전모본체의 양단을 연결해주고, 근로자의 턱 주변에 위치되어 안전모본체가 이탈되는 것을 방지하는 턱끈과, 상기 안전모본체의 내주면을 따라 형성되며, 근로자의 머리를 보호하는 안전모내피를 포함한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부는, 상기 안전모본체가 착용된 근로자의 관자놀이 부근에 위치되도록, 안전모내피의 내주면 일측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부는 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도를 측정한 데이터를 제어부로 전송하고, 상기 제어부는, 상기 체온, 심박수 또는 산소포화도 중 어느 하나 이상의 값이 기준치를 벗어나는 경우 관제센터에 알리거나 LED시그널 또는 경보음으로 주변에 알리는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 측정된 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도로부터 기 설정된 오차범위가 기준치를 벗어나는 경우, 관제센터 또는 주변에 알리는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 측정된 체온, 심박수 또는 산소포화도를 일정 시간대별로 측정하여, 상기 시간대별 체온, 심박수 또는 산소포화도 정보를 데이터베이스에 축적하고, 최초측정시점과 최후측정시점의 데이터 변화가 기 설정된 범위 이상인 경우, 관제센터에 알리는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부는, 적외선과 적색광 및 녹색 파장의 빛을 피부에 조사하기 위한 LED와, 생체 내부에서 반사된 빛을 계측하는 광검출기로 구성되되, 상기 LED 및 광검출기의 표면에 부착되고, LED에서 조사되는 빛의 투과량과 상기 광검출기에서 검출되는 광량을 증대시키기 위한 무반사 밴드패스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 안전모본체와 안전모내피 사이에 설치되며, 외부로부터 발생하는 충격을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 근로자의 체온이나 심박수 등 건강상태를 체크하고 모니터링하는 수단을 안전모에 구비함으로써, 현장에서 발생할 수 있는 사고나 과로에 대한 대비가 가능하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 관제센터를 통해 근로자의 건강상태를 주기적으로 체크함으로써, 사고 발생시 현장 주변의 근로자에게 신호를 전송하여 빠르게 대응할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 안전모 내피의 내주면 일측에 형성된 센서부를 통해 근로자의 건강상태를 측정토록 함으로써, 실제 근로자들이 안전모를 잘 쓰지 않으려는 성향을 안전모내피와 결부시켜 착용을 유도할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전모의 일부를 절개한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전모에 있어서, 건강상태 모니터링 과정이 이루어지는 과정을 나타내는 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전모에 있어서, 무반사 밴드패스가 LED 및 광검출부에 부착된 상태도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전모에 있어서, 무반사 밴드패스를 사용했을 때 특정 파장대의 빛만이 검출되는 상태의 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 안전모의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 안전모는, 근로자의 머리에 착용되는 안전모본체(10)와, 상기 안전모본체(10)의 내측에 설치되며, 근로자의 건강상태를 감지하기 위한 센서부(20)와, 상기 안전모본체(10)의 양단을 연결해주고, 근로자의 턱 주변에 위치되어 안전모본체(10)가 이탈되는 것을 방지하는 턱끈(30)과, 상기 안전모본체(10)의 내주면을 따라 형성되며, 근로자의 머리를 보호하는 안전모내피(40)를 포함한다.

상기 안전모본체(10)는 근로자의 머리에 씌워져 외부압력으로부터 근로자의 머리를 보호하기 위한 장비로, 소정의 강도를 가지면서 가벼운 소재로 이루어짐이 바람직하다. 상기 안전모본체(10)의 양측을 상호 연결하면서 근로자가 안전모본체(10)를 착용한 후에 머리에서 이탈되지 않도록 방지하기 위한 턱끈(30)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 안전모본체(10)의 내주면을 따라 연장 형성되되, 안전모본체(10)와 머리 사이에 이격을 형성해주고, 땀을 빠르게 흡수하면서 통풍이 용이한 소재로 이루어질 수 있다.

다음으로, 상기 안전모본체(10)의 내측에 설치되며, 근로자의 건강상태를 감지하기 위한 센서부(20)를 더 포함할 수 있다. 상기 센서부(20)는 근로자의 체온이나 심박수, 산소포화도 등과 같은 건강상태 정보를 측정할 수 있는 구성으로, 체온 및 심박수 등의 정보를 주기적으로 측정하고 모니터링함으로써 근로자 개인의 건강상태를 확인할 수 있으며, 산소포화도 등의 정보를 통해 근로자 주변 작업환경의 안전도까지도 확인할 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부(20)는, 상기 안전모본체(10)가 착용된 근로자의 관자놀이 부근에 위치되도록, 안전모내피(40)의 내주면 일측에 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부(20)가 안전모에 설치되는 위치에 관하여, 안전모 외측에 설치되면 근로자의 체온 측정이 불가할 수 있어 안전모본체(10)의 내측면 일측에 설치되는 것이 바람직하고, 안전모를 머리에 장착시 느껴지는 불편함을 최소화하면서 측정의 정확도를 높이기 위하여 안전모가 착용될 시 관자놀이 부근에 센서부(20)가 위치될 수 있도록 안전모내피(40)의 내주면 일측에 설치되도록 한다.

상기 센서부(20)가 안전모내피(40)에 설치되는 또 다른 이유로, 근로자들은 안전모가 무겁고 귀찮아서 잘 안쓰려는 경향을 가지는데, 안전모내피는 작업하면서 발생하는 땀을 흡수할 수 있으며 소정의 쿠션감을 가져 외부압력으로부터 머리를 보호할 수 있어 안전모내피가 장착된 안전모는 오히려 사용을 원하는 근로자도 상당수 존재한다. 그에 따라, 안전모본체(10) 내부에 안전모내피(40)가 장착된 상태에서 안전모내피(40)에 센서부(20)가 부착되도록 함으로써 근로자의 안전모 사용을 유도함과 동시에 근로자의 건강상태를 측정할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 안전모본체(10)와 안전모내피(40) 사이에 설치되며, 외부로부터 발생하는 충격을 흡수하는 충격흡수부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격흡수부(50)는 스티로폼이나 스펀지 등과 같은 외부 충격으로부터 근로자의 머리를 보호해주기 위한 소재로 이루어질 수 있으며, 안전모내피(40)와 안전모본체(10) 사이에 삽입 설치되어 쿠션감을 증대시키도록 구성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부(20)는 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도를 측정한 데이터를 제어부(60)로 전송하고, 상기 제어부(60)는, 상기 체온, 심박수 또는 산소포화도 중 어느 하나 이상의 값이 기준치를 벗어나는 경우 관제센터에 알리거나 LED시그널 또는 경보음으로 주변에 알리는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부(20)를 통해 근로자의 체온이나 심박수, 산소포화도에 대한 정보를 측정하면 이를 제어부(60)로 전송하고, 상기 제어부(60)에서는 센서부(20)로부터 전송된 측정데이터를 분석하고 일정 기준치를 벗어나게 되면 이상신호를 송출하는 기능을 한다. 보다 상세하게는, 센서부(20)를 통해 측정된 건강상태 관련 데이터는 제어부(60)로 전송되고, 제어부(60) 내 데이터베이스에서 관련데이터를 카테고리화하여 저장하게 된다. 또한, 입력되는 측정데이터를 시간대별로 추적 및 분석하여 현재 근로자의 체온이나 심박수 등이 정상상태를 유지하는지, 주야간 시간대에서 체온변화가 어느정도 되는지 등을 확인할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 제어부(60)는 센서부(20)를 통해 실시간으로 전송받은 데이터를 기 설정된 기준치 데이터와 상호 비교하여 기준치를 벗어나면 관제센터나 주변 근로자에게 알려주는 알람기능을 포함하고 있다. 여기서, 상기 기 설정된 기준치 데이터는 근로자의 체온이나 심박수, 산소포화도의 평균값 데이터를 활용할 수 있는데 이는 근로자의 나이, 성별, 체급 등으로부터 얻어진 평균값을 활용할 수도 있고 안전모를 착용한 해당 근로자로부터 획득한 데이터로부터 자체적으로 계산된 특정 근로자의 평균값일 수도 있다. 이렇게 얻은 기준치와 실시간으로 전송받은 데이터를 상호 비교분석하여 기준치로부터 상당부분 벗어나게 되면 건강상태의 이상이 있음을 감지하고 이를 관제센터에 알려 후속조치를 취할 수도 있으며 안전모 자체에 탑재된 알람기능을 통해 근로자 주변에 LED나 경보음으로 알려줌으로써 근로자의 안전한 환경을 보장하고 위급상황 시 골든타임 확보에도 도움을 줄 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제어부(60)는, 상기 센서부(20)로부터 측정된 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도로부터 기 설정된 오차범위가 기준치를 벗어나는 경우, 관제센터 또는 주변에 알리는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부(20)로부터 측정된 데이터값과 기준치로 설정한 데이터값을 상호 비교하는 과정에 있어서, 체온은 비접촉 적외선센서가 사용될 수 있는데 여기에 사용되는 렌즈는 보통 GE 적외선렌즈를 사용한다. 상기 GE 적외선렌즈는 약 50% 정도의 낮은 투과율을 가짐에 따라 측정값의 오차가 크다는 단점이 있어, 실제 측정된 체온의 오차범위가 커지게 된다. 따라서, 이러한 오차범위를 고려하여 기준치와의 비교가 이루어져야 함에 따라, 센서부(20)로부터 체온, 심박수 또는 산소포화도 값을 측정하면 이를 전송받은 제어부(60)는 측정된 값을 중심으로 일정% 만큼의 오차율을 지정하고 해당 오차범위가 기 설정된 기준치를 벗어나게 되면 알람신호를 보냄으로써 정확도를 높일 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제어부(60)는, 상기 센서부(20)로부터 측정된 체온, 심박수 또는 산소포화도를 일정 시간대별로 측정하여, 상기 시간대별 체온, 심박수 또는 산소포화도 정보를 데이터베이스에 축적하고, 최초측정시점과 최후측정시점의 데이터 변화가 기 설정된 범위 이상인 경우, 관제센터에 알리는 것을 특징으로 한다.

전술한 오차범위 관련하여 제어부(60)로부터 보내는 알람신호의 신뢰성을 높이기 위한 또 다른 방법으로, 특정 시점에서의 측정값 자체가 아닌 시간대별로 측정한 변화값을 비교하는 방식을 사용할 수도 있다. 보다 상세하게는, 상기 센서부(20)에서 체온이나 심박수, 산소포화도 값을 실시간으로 측정하여 제어부(60)로 전송하게 되면, 해당 데이터를 데이터베이스에 축적하고 분석하는 과정에서 특정 시점마다의 데이터값이 아닌 일정 시간대 내에서의 데이터 변화값을 분석하게 된다. 예를 들어, 최초측정시점과 최후측정시점을 정하고 해당 시간대 안에서의 데이터 변화량을 매 시간대별로 측정하게 되면, 평소에는 데이터값의 변화가 크지 않고 일정범위 내에서 유지가 되지만 건강상태가 나빠지면 체온이 급격히 높아지거나 심박수가 올라가는 등의 이상증세가 나타나게 된다. 그에 따라, 시간대 내에서의 데이터 변화값이 평소보다 커지게 되고, 이 변화값이 기 설정된 변화값 범위를 벗어나게 되면 이상신호를 관제센터 및 알림기능을 통해 주변에 알려줄 수 있다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 센서부(20)는, 적외선과 적색광 및 녹색 파장의 빛을 피부에 조사하기 위한 LED와, 생체 내부에서 반사된 빛을 계측하는 광검출기로 구성되되, 상기 LED 및 광검출기의 표면에 부착되고, LED에서 조사되는 빛의 투과량과 상기 광검출기에서 검출되는 광량을 증대시키기 위한 무반사 밴드패스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부(20)에서 심박수 또는 산소포화도를 측정하기 위한 방식으로 반사형 맥파측정 방법을 사용할 수 있는데, 반사형 맥파센서는 적외선, 적색광 및 550nm 인근의 녹색 파장의 빛을 피부에 조사하기 위한 LED와 조사된 빛이 생체 내부에서 반사된 빛을 계측하기 위한 광검출기로 구성되어 있다. 여기서, 상기 반사형 맥파센서의 경우 조사되는 빛의 투과되는 정도, 반사되는 빛을 수용하고 검출하는 정도에 따라 측정값의 정확도가 달라지게 된다. 따라서, LED에서 조사되는 빛의 투과량 및 광검출기에서 검출되는 광량을 증대시키기 위하여 상기 LED 및 광검출기의 표면에 부착되는 무반사 밴드패스를 더 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 무반사 밴드패스는 특정 파장의 빛만을 송출하거나 특정 파장의 빛만을 필터링하여 수용하기 위한 필터로써, 특정 파장과 그 주변 범위 파장영역만을 통과시킴으로써 빛의 투과성을 증대시킬 수 있다. 상기 무반사 밴드패스(특히, 660~670nm의 적색광 또는 550nm 부근의 녹색광만을 필터링하여 송출 및 수용하기 위한 밴드패스)가 LED 및 광검출기의 표면에 부착됨에 따라 특정 파장대 내의 빛의 투과량 및 검출량을 향상시킴으로써 측정되는 값의 정확도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 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. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 안전모본체
20 : 센서부
21 : LED
23 : 광검출기
30 : 턱끝
40 : 안전모내피
50 : 충격흡수부
60 : 제어부
70 : 밴드패스

Claims (7)

1. 근로자의 머리에 착용되는 안전모본체;
   상기 안전모본체의 내측에 설치되며, 근로자의 건강상태를 감지하기 위한 센서부;
   상기 안전모본체의 양단을 연결해주고, 근로자의 턱 주변에 위치되어 안전모본체가 이탈되는 것을 방지하는 턱끈; 및
   상기 안전모본체의 내주면을 따라 형성되며, 근로자의 머리를 보호하는 안전모내피;
   를 포함하는 안전모.
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는,
   상기 안전모본체가 착용된 근로자의 관자놀이 부근에 위치되도록, 안전모내피의 내주면 일측에 설치되는 것을 특징으로 하는 안전모.
3. 제1항에 있어서,
   상기 센서부는 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도를 측정한 데이터를 제어부로 전송하고,
   상기 제어부는,
   상기 체온, 심박수 또는 산소포화도 중 어느 하나 이상의 값이 기준치를 벗어나는 경우 관제센터에 알리거나 LED시그널 또는 경보음으로 주변에 알리는 것을 특징으로 하는 안전모.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 센서부로부터 측정된 근로자의 체온, 심박수 또는 산소포화도로부터 기 설정된 오차범위가 기준치를 벗어나는 경우, 관제센터 또는 주변에 알리는 것을 특징으로 하는 안전모.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 센서부로부터 측정된 체온, 심박수 또는 산소포화도를 일정 시간대별로 측정하여, 상기 시간대별 체온, 심박수 또는 산소포화도 정보를 데이터베이스에 축적하고,
   최초측정시점과 최후측정시점의 데이터 변화가 기 설정된 범위 이상인 경우, 관제센터에 알리는 것을 특징으로 하는 안전모.
6. 제3항에 있어서,
   상기 센서부는,
   적외선과 적색광 및 녹색 파장의 빛을 피부에 조사하기 위한 LED와,
   생체 내부에서 반사된 빛을 계측하는 광검출기로 구성되되,
   상기 LED 및 광검출기의 표면에 부착되고, LED에서 조사되는 빛의 투과량과 상기 광검출기에서 검출되는 광량을 증대시키기 위한 무반사 밴드패스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모.
7. 제1항에 있어서,
   상기 안전모본체와 안전모내피 사이에 설치되며, 외부로부터 발생하는 충격을 흡수하는 충격흡수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전모.

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