WO2021025492A1 - 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치 - Google Patents

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WO2021025492A1
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sensor
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이재홍
김순위
이원식
이현식
이나영
이순향
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주식회사 리즈텍시스템
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Definitions

  • the present invention relates to a head-type air quality hazard warning and improvement device capable of collecting a worker's biometric information and external air quality information to warn a user of danger or to improve the air quality at the location.
  • Korean Patent No. 10-1422234 recognizes biometric information including heart rate, pulse, body temperature, and vibration, has a GPS receiving function for receiving the current location from a notification device and a mobile phone, and two detachable devices It has a couple interlocking function made of the above ring structure, and is configured to have a notification device in the form of a bracelet that can be worn on the user's wrist, so that if any one of the biometric information exceeds a preset reference value, An emergency notification system using biometric information and GPS information to be contacted immediately was proposed.
  • Korean Patent No. 10-1422234 has a disadvantage in that it does not take into account the degree of risk that the user actually feels by unconditionally notifying the occurrence of an emergency situation when any one of the biometric information exceeds a preset reference value.
  • the user's body condition is normal, but one of the heart rate, pulse, body temperature, and vibration may frequently have an abnormal value due to the external environment of the user, but this cannot be considered at all, and accordingly, the reliability of the risk situation notification operation is It has a deteriorating problem.
  • An object of the present invention is to solve this problem, collect air quality information around the work environment and the worker's biometric information in real time, transmit it to a server through wireless communication, and analyze it to detect a dangerous state to the worker. It is to provide a head-type air quality hazard warning and improvement device that can be dispatched to rescue workers while notifying them to prepare.
  • the present invention includes a head type biometric sensor that is in close contact with the operator's head and senses biometric information so that the operator's body condition can be measured; A terminal wirelessly connected to the head-type biometric sensor to receive the biometric information; And a server that receives the biometric information from the terminal, calculates whether it is within the normal state range according to the program based on the biometric information, and transmits a warning state to the terminal to warn if it is out of the normal state range.
  • it may further include an air quality sensor that senses air quality so as to obtain air quality information around the worker and transmits the air quality information to the terminal.
  • a portable air purifier operated to purify the air around the worker may be further included.
  • the portable air purifier may be attached to a part of the operator's body and carried.
  • the portable air purifier may be provided with a mask covered with which purified air can be supplied by being directly connected to a worker's mouth, and a hose connecting the mask and the air purifier body.
  • the portable air purifier may be provided with a handle so that an operator can hold it with his or her hand, and a mask that can be put on the mouth may be fixed at a discharge port through which the purified air is discharged.
  • the head-type biometric sensor may be a pulse oximeter that detects an oxygen saturation of blood, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head-type biometric sensor may be a pulse signal for detecting a pulse of blood, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type biometric sensor may be a temperature sensor that senses a body temperature, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type biometric sensor may be a proximity sensor that senses a contact type body and other signals, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type biometric sensor and the air quality sensor may be driven by independent constant power or batteries, respectively.
  • the head-type biometric sensor includes both ends formed so that both ends are in close contact with each other by an elastic force at positions near both ears of the worker's body, a mounting portion extending from the both ends so that the ear can be caught, and extending from the mounting portion at the rear of the head.
  • a case comprising an extension portion meeting each other and providing an elastic force to the both ends;
  • a health bio oxygen saturation biometric sensor installed at both ends of the case to detect an oxygen saturation level of a health bio bio signal of a worker.
  • the head-type biometric sensor has both ends formed to be in close contact with each other by an elastic force at positions near both ears of the worker's body, and a mounting part extending from the both ends so that the ear can be caught, and extending from the mounting part to meet each other at the rear of the head.
  • it may include at least one connection line connecting the case and the worker's hat to each other so as to distribute the load of the head-type biometric sensor.
  • the extension portion may be provided with a linear shaft formed along the extension portion so as to finely adjust the contact portion of the health bio biosensor, and a cylindrical adjustment portion installed to be eccentrically rotated on the linear shaft.
  • the present invention provides an effect to save lives by alerting the worker to real-time evacuation by warning when an abnormality occurs in the body or the surrounding air quality is contaminated while a worker is working in a dangerous workplace.
  • FIG. 1 is a side view of a worker wearing a health bio head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of a health bio head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of a worker wearing a health bio head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention in an emergency.
  • FIG. 4 is a flowchart for operating the head-type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a head type biometric sensor that is a part of a head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a front view of a head type, wired/wireless communication and health bio biosensor, which are some components of the head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of a head type, wired/wireless communication, and a health bio biosensor worn by a worker, which are some components of the head type air quality hazard warning and improvement device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a side view of an operator wearing a head type, wired/wireless communication, and health bio biosensor, which are some components of a head type air quality hazard warning and improvement device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view of a head type, wired/wireless communication, and health bio biosensor, which are some components of a head type air quality hazard warning and improvement device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 9.
  • Air quality hazard warning and improvement device according to the first embodiment of the present invention, referring to Figs. 1 to 8, head type, wired/wireless communication and health bio-bio sensor 3, terminal 20, server (S), It includes an air quality sensor 12, and a portable air purifier 10.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 referring to FIGS. 1 to 7, senses biometric information so that it is in close contact with the worker's head to measure the worker's body condition.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 is installed so as to be in close contact within 10 cm of the outside of the ear in the worker's head to measure the oxygen saturation of the part.
  • the part is brought into close contact with the target to obtain a vital signal.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 may apply a pulse oximeter that detects the oxygen saturation of blood, which is one of biometric information.
  • the pulse oximeter is a non-vascular measurement of the oxygen saturation of blood by applying light of two different wavelengths to a blood vessel in a semiconductor device, and is very useful because there is little invasion to the patient and the reaction is fast.
  • the head-type biometric sensor may be a pulse signal for detecting a pulse of blood, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type biometric sensor may be a temperature sensor that senses a body temperature, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type biometric sensor may be a proximity sensor that senses a contact type body and other signals, which is one of biometric information, in a state in close contact with the skin of the head.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 includes cases 310 and 320 and a health bio oxygen saturation sensor 311 with reference to FIGS. 5 to 7.
  • the cases 310 and 320 have both ends 310 formed so that both ends are in close contact with each other by an elastic force at a symmetrical position near both ears of the worker's body, and a mounting part 310a extending from the both ends 310 so that the ears can be caught. ), and extending from the mounting portion 310a to meet each other at the rear of the head and to provide elastic force to both ends thereof.
  • the health bio oxygen saturation sensor 311 may be installed at both ends 310 of the cases 310 and 320 to detect the oxygen saturation level of a worker.
  • basic electronic components are mounted in the cases 310 and 320 in the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3. That is, a battery and a PCB are basically mounted, and related electronic components may be mounted to transmit and receive signals wirelessly with a terminal.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biosensor 3 can transmit and receive data through wired/wireless communication with basic electronic components, and speakers and microphones that can be expressed are mounted inside the cases 310 and 320. .
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 are installed so that a power switch, an LED indicating the operation status and an abnormality of the worker's biological signal are exposed to the outer surfaces of the cases 310 and 320 as necessary. It could be.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 is basically configured to have both ends 310 in close contact with the measurement position by the elastic force of the cases 310 and 320, and the cases 310 and 320 ) Of the mounting part 310a is caught in the ear and the extension part 320 is caught in the back of the worker, so that the sensing operation is performed while being fixed to the body during the work of the worker.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio bio biosensor may be equipped with other sensors to sense biometric information, including heart rate, pulse, body temperature, vibration, and position sensor, in addition to oxygen saturation.
  • the terminal 20 is connected to the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 by wire or wirelessly to receive biometric information.
  • the terminal 20 may develop and use a dedicated terminal, or may install and use a corresponding application on a smartphone that is currently most frequently used.
  • the server S receives the biometric information from the terminal 20, calculates whether it is within the normal state range according to the program based on the biometric information, and sends a warning state to the terminal when it is out of the normal state range to warn.
  • the air quality sensor 12 senses the air quality so as to obtain air quality information around the worker, and transmits the air quality information to the terminal 20.
  • the portable air purifier 10 is operated to purify the air around the worker when a warning condition is received from the server S to the terminal 20 with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the portable air purifier 10 may be attached to a part of the operator's body and configured to be portable.
  • the portable air purifier 10 is provided with a hose 15 connecting the air purifier body 14 and a mask 16 covered to cover the mouth so that the purified air can be directly connected to and supplied to the worker's mouth. can do.
  • the portable air purifier 10 may be provided with a handle so that a worker can hold it with his or her hand, and a mask that can be put on the mouth may be fixed to a discharge port through which the purified air is discharged.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 and the air quality sensor 12 may be driven by independent constant power or a battery, respectively.
  • monitoring starts. That is, the operator operates the application of the terminal 20 and at the same time operates the sensors 3 and 12 and the portable air purifier 10.
  • the biometric information and the air quality information are received by the terminal 20 in real time by the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 and the air quality sensor 12, and the terminal ( The information from 20) is transmitted to the server (S).
  • the server S calculates whether the worker's biometric information, ambient air quality, and environmental data are within a safe range according to a programmed in advance.
  • the server S allows the measurement of the biometric information and the air quality information again after a certain period of time has elapsed.
  • the server S warns the operator through the terminal 20 in various ways.
  • rescue teams can be dispatched, or automatic delivery and automatic reporting can be made to 119 or set terminals and devices.
  • the portable air purifier 10 is controlled to operate to purify the air quality around the worker, or referring to FIG. 3, a hose 15 is connected to the outlet of the portable air purifier 10, and the hose 15 It is also possible to directly inhale the purified air by wearing the mask 16 while the mask 16 is connected to the mask 16.
  • FIG. 1 it shows a state in which the worker starts work.
  • the terminal 20 By notifying the start of work through the terminal 20, monitoring of the surrounding situation is started. That is, by the wired/wireless communication and the health bio biometric sensor 3, the biometric information of the worker is vertically vertically at regular intervals in real time, and air quality information around the worker is also collected.
  • the air quality sensor 12 may be mounted on the portable air purifier 10 or may be worn by a worker in an independent form.
  • the terminal 20 includes wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3, air quality sensor 12, and air purifier 10 through various communications such as Bluetooth, infrared, optical wired, and wireless communication. Communicate.
  • the terminal 20 can receive and transmit control signals while communicating with the devices.
  • the terminal 20 may transmit and receive such mutual communication results and information to the server S, receive and transmit an accurate control signal from the server S, and transmit it to the portable air purifier 10.
  • the terminal 20 when the information received from the head-type wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 or air quality sensor 12 is determined as a warning and emergency state by the server S, the terminal 20 provides It is transmitted and the worker evacuates from the contaminated workplace, or if the situation is very serious, the portable air purifier 10 wears a mask 16 connected with a hose to the discharge port and evacuates.
  • the portable air purifier 10 may be provided with a button 1a for automatic and manual operation and a display 10b showing various states.
  • the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 is configured such that the cases 310 and 320 include both ends 310, mounting portions 310a, and extension portions 320.
  • the both ends 320 will be in close contact with the outside of the blood vessel in the front and rear of the ear, which is a part of the operator's face, by the elastic force of the cases 310 and 320, and the mounting parts 310a are each set to be caught on the ear, which is a part of the face, and the The extensions 320 are connected to each other so as to be caught in the back of the worker.
  • both ends 310 of the cases 310 and 320 that is, both ends of the oxygen saturation sensor 311 provided on the inner surface are in close contact with the ear slightly in front. That part is the location where normal people's blood vessels pass, so it is a suitable location for measuring oxygen saturation. That is, since the blood vessels pass within about 10cm near the ear, it will be possible to measure by placing it in any one of the locations. In particular, it would be most desirable to place it in this area because large blood vessels pass right in front of the ear. In this way, both ends 310 are kept in close contact with the worker in the state of being caught in the ear hook part 310a, so both hands are free and the work of the worker is not affected at all.
  • a head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor 3 according to another embodiment of the present invention is shown.
  • connection line (312, 323) for connecting the case (310, 320) and the worker's working hat to each other so as to distribute the load of the head type, wired/wireless communication and health bio biometric sensor (3).
  • connection lines 312 and 323 may be connected and installed in the middle of the mounting portion 310a and the extension portion 320 on both sides.
  • the extension part 320 ′ of the cases 310 and 320 ′ has a linear shaft formed along the extension part 320 ′ to finely adjust the contact area of the wired/wireless communication and health bio oxygen saturation sensor 311 (320a, ), and a cylindrical adjustment part 320b' installed to be eccentrically rotatable on the linear shaft 320a' may be provided.
  • a cylindrical adjustment part 320b' installed to be eccentrically rotatable on the linear shaft 320a' may be provided.
  • the sensing position can be finely changed by rotating and adjusting the adjustment unit 320b', so that more accurate detection can be achieved.
  • the present invention may be used as a safety device when working in a closed space such as an underground.

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Abstract

작업자의 생체정보 및 유무선 통신 와 외부 공기질 정보를 수집하여 사용자에게 위험을 경고하거나 그 위치의 공기질을 개선할 수 있는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치가 개시된다. 본 발명에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치는 작업자의 머리에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 헤드형 생체 센서; 상기 헤드형 생체 센서에 유선, 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 송신, 수신하는 단말기; 및 상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버;를 포함할 수 있다.

Description

헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치
본 발명은 작업자의 생체정보와 외부 공기질 정보를 수집하여 사용자에게 위험을 경고하거나 그 위치의 공기질을 개선할 수 있는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치에 관한 것이다.
일반적으로, 인류 문명이 발달함에 따라 지하나 수중, 밀림 속, 극서 지역, 극한 지역 등과 같이 위험한 환경에서도 연구나 작업을 수행하는 일이 빈번하게 이루어진다. 또한, 화재 현장이나 방사능 유출 현장에서 작업을 하는 경우도 자주 발생한다.
이러한 경우, 유독가스나 더위, 추위 등으로 인하여 작업자들이 의식을 잃을 위험이 있다. 이러한 위험 요소들은 육안으로 식별이 어렵기 때문에, 작업자 본인은 위험에 닥칠 때까지 위험 상황을 용이하게 인식하기 어렵다. 또한, 다수의 작업자가 함께 작업을 한다고 하더라도, 연기나 어둠 등으로 인하여 시야를 확보하지 못하여 동료 작업자의 위험을 신속하게 파악하기도 어렵다. 이러한 이유로 인하여, 맨홀이나 화재 현장, 원자로 등에서 일하는 작업자들이 종종 목숨을 잃는 사고가 발생한다.
이러한 사고를 예방하기 위하여 각종 안전 장치를 투입하는 경우가 있지만, 작업 속도나 작업 환경 등의 제한으로 인하여 안전 장치가 항상 사용될 수 있는 것은 아니다. 따라서 위험 현장에서도 사용자의 상태나 주변 환경을 체크하여, 위험을 방지할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되었다.
이에 국내등록특허 제10-1422234호에서는 심박, 맥박, 체온, 진동을 비롯한 생체인식정보를 인식하고, 통보장치와 휴대폰에서 현재의 위치를 수신하기 위한 GPS수신 기능을 구비하며, 탈부착이 가능한 2개 이상의 링구조로 이루어진 커플연동 기능을 구비하며, 사용자에 손목에 착용 가능한 팔찌 태의 통보장치를 가지도록 구성함으로써, 생체정보 중 어느 하나가 사전에 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에는 사전에 미리 설정된 보호자에게 즉시 연락하도록 한 생체정보 및 GPS정보를 활용한 긴급상황 통보시스템을 제안하였다.
그러나 국내등록특허 제10-1422234호에서는 생체정보 중 어느 하나가 사전에 미리 설정된 기준치 이상인 경우 무조건적으로 긴급상황 발생을 통보하도록 함으로써, 사용자가 실제로 느끼는 위험 정도를 전혀 고려하지 못하는 단점이 있다. 즉, 사용자 신체 상태는 정상이나 사용자 외부 환경에 의해 심박, 맥박, 체온 및 진동 중 하나가 비정상적인 값을 가지게 되는 경우가 빈번히 발생할 수 있으나, 이는 전혀 고려할 수 없으며, 이에 따라 위험 상황 통보 동작의 신뢰성이 저하되는 문제점을 가진다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업환경 주위의 공기질 정보와 작업자의 생체정보를 실시간으로 수집하고 무선통신으로 서버에 송신한 다음 이를 분석하여 작업자에게 위험 상태가 포착되면 이를 작업자에게 알려 대비하는 동시에 작업자를 구출하도록 긴급출동할 수 있는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 작업자의 머리에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 헤드형 생체 센서; 상기 헤드형 생체 센서에 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하는 단말기; 및 상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기로 송출하는 공기질 센서를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 서버로부터 상기 단말기로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동되는 휴대용 공기청정기를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 씌워지는 마스크와 상기 마스크와 공기청정기 본체를 연결하는 호스를 구비할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기에는 작업자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되고, 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입에 씌울 수 있는 마스크가 고정될 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 혈액의 산소포화도를 감지하는 펄스옥시미터일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 혈액의 맥박를 감지하는 펄스신호 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 신체의 온도를 감지하는 온도 센서 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 밀착형 신체 및 기타 신호를 감지하는 근접식 센서 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서 및 상기 공기질 센서는 각각 독립된 상시전원 또는 배터리에 의해 구동될 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는, 양단이 작업자 신체의 양쪽 귀 부근의 위치에 탄성력에 의해 밀착되도록 형성된 양단부와, 상기 양단부로부터 귀에 걸릴 수 있도록 연장된 장착부와, 상기 장착부로부터 연장되어 머리의 후방에서 서로 만나고 상기 양단부에 탄성력을 제공하는 연장부를 포함하는 케이스; 및 상기 케이스의 양단부에 설치되어 작업자의 헬스바이오 생체신호를 산소포화도를 감지하는 헬스바이오 산소포화도 생체 센서;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 작업자 신체의 양쪽 귀 부근의 위치에 탄성력에 의해 밀착되도록 형성된 양단부와, 상기 양단부로부터 귀에 걸릴 수 있도록 연장된 장착부와, 상기 장착부로부터 연장되어 머리의 후방에서 서로 만나고 상기 양단부에 탄성력을 제공하는 연장부를 포함하는 케이스; 및 상기 케이스의 양단부에 설치되어 작업자의 유, 무선 소리, 데이타 장치 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서의 하중을 분배할 수 있도록 상기 케이스와 작업자의 작업모를 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 연결줄을 포함할 수 있다.
이때, 상기 연장부에는 상기 헬스바이오 생체 센서의 밀착 부위를 미세하게 조정할 수 있도록 연장부를 따라 형성된 직선형 축과, 상기 직선형 축에 편심 회전 가능하게 설치된 원통형의 조절부가 구비될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 본 발명은 위험한 작업장에서 작업자가 작업 중 몸에 이상이 발생하거나 주변 공기질이 오염된 것이 감지되면 이를 경고하여 작업자가 실시간으로 피난이 가능하게 되어 인명을 구할 수 있는 효과를 제공한다.
(2) 본 발명은 작업장의 공기가 오염된 경우 작업자로 하여금 피난을 가도록 하는 동시에 그 주위 공기를 정화하거나 정화된 공기를 작업자가 피난가면서 흡입하도록 함으로써 작업 안정성을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 헬스바이오 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치를 착용한 상태의 작업자의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 헬스바이오 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 구성 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 헬스바이오 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치를 착용한 작업자가 비상 시의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치를 작동시키기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 구성요소인 헤드형 생체 센서의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 구성요소인 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서의 정면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 구성요소인 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서를 작업자가 착용한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 구성요소인 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서를 작업자가 착용한 측면도이다.
도 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치의 일부 구성요소인 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 AA선에 의한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기질 위험 경고 및 개선장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 공기질 위험 경고 및 개선장치는, 도 1 내지 도 8을 참고하면, 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오생체 센서(3), 단말기(20), 서버(S), 공기질 센서(12), 그리고 휴대용 공기청정기(10)를 포함한다.
상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오생체 센서(3)는, 도 1 내지 도 7을 참고하면, 작업자의 머리에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지한다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)는 작업자의 머리 중에 귀의 외측 10cm 이내에 밀착되도록 설치되어 그 부분의 산소포화도를 측정하게 된다. 특히 귀의 전방에는 혈관이 지나가기 때문에 그 부분을 타켓으로 밀착되도록 하여 생체 신호를 얻게 된다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)는 생체 정보 중 하나인 혈액의 산소포화도를 감지하는 펄스옥시미터를 적용할 수 있다.
이때, 상기 펄스옥시미터는 반도체 소자에서 두 개의 다른 파장의 빛을 혈관에 대어서 혈액의 산소포화도를 비혈관적으로 측정하는 것으로서, 환자에 침습이 적고 반응이 빠르기 때문에 대단히 유용하다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 혈액의 맥박를 감지하는 펄스신호 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 신체의 온도를 감지하는 온도 센서 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형 생체 센서는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보 중 하나인 밀착형 신체 및 기타 신호를 감지하는 근접식 센서 일 수 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)는, 도 5 내지 도 7을 참고하면, 케이스(310, 320)와, 헬스바이오 산소포화도 센서(311)를 포함한다.
이때, 상기 케이스(310, 320)는 양단이 작업자 신체의 양쪽 귀 부근의 대칭되는 위치에 탄성력에 의해 밀착되도록 형성된 양단부(310)와, 상기 양단부(310)로부터 귀에 걸릴 수 있도록 연장된 장착부(310a)와, 상기 장착부(310a)로부터 연장되어 머리의 후방에서 서로 만나고 상기 양단부에 탄성력을 제공하는 연장부(320)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 헬스바이오 산소포화도 센서(311)는 상기 케이스(310, 320)의 양단부(310)에 설치되어 작업자의 산소포화도를 감지할 수 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)에는 기본적인 전자부품이 상기 케이스(310, 320) 내부에 탑재되어 있다. 즉 배터리와 PCB 등이 기본적으로 탑재되어 있고, 단말기와 무선으로 신호를 송수신 하도록 관련 전자부품들도 탑재될 수 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)에는 기본적인 전자부품과 유무선 통신으로 데이터 송수이 가능하며 이에 표현이 될 수 있는 스피커 및 마이크가 상기 케이스(310, 320) 내부에 탑재되어 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)에는 필요에 따라 전원 스위치, 작동상태와 작업자의 생체 신호 이상 시 이를 알려주는 LED 등이 상기 케이스(310, 320) 외면에 노출되도록 설치될 수도 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)는 기본적으로 상기 케이스(310, 320)가 가지는 탄성력에 의해 양단부(310)가 측정 위치에 밀착되도록 되어 있고, 상기 케이스(310, 320)의 장착부(310a)가 귀에 걸리고 상기 연장부(320)가 작업자의 뒷통수에 걸리는 구조이기 때문에 전체적으로 견고하게 작업자의 작업 시 신체에 고정된 상태에서 센싱 작업이 이루어지게 된다.
이때, 상기 헤드형 , 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서는 산소포화도 외에도, 심박, 맥박, 체온, 진동, 위치센서를 비롯한 생체인식정보를 센싱할 수 있도록 다른 센서들을 장착할 수도 있음은 물론이다.
상기 단말기(20)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)에 유선, 무선으로 연결되어 생체정보를 수신하게 된다.
이때, 상기 단말기(20)는 전용 단말기를 개발하여 사용할 수도 있고, 현재 가장 많이 사용되는 스마트폰에 해당 애플리케이션을 설치하여 사용할 수도 있다.
상기 서버(S)는, 상기 단말기(20)로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하게 된다.
상기 공기질 센서(12)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기(20)로 송출하게 된다.
상기 휴대용 공기청정기(10)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기 서버(S)로부터 상기 단말기(20)로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동된다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대할 수 있도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 있도록 입을 덮도록 씌워지는 마스크(16)와 공기청정기 본체(14)를 연결하는 호스(15)를 구비할 수 있다.
이때, 상기 휴대용 공기청정기(10)에는 작업자가 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되고, 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입에 씌울 수 있는 마스크가 고정될 수 있다.
이때, 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3) 및 상기 공기질 센서(12)는 각각 독립된 상시전원 또는 배터리에 의해 구동될 수 있다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 의한 공기질 위험 경고 및 개선장치의 작동 순서가 간략하게 도시되어 있다.
도 4를 참고하면, 작업자가 작업 위치에서 작업을 시작하면 모니터링을 시작하게 된다. 즉 작업자는 단말기(20)의 애플리케이션을 작동시키는 동시에 센서들(3,12)과 휴대용 공기청정기(10)도 작동시킨다.
작업자의 상태 모니터링이 시작되면, 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)과 공기질 센서(12)에 의해 생체 정보와 공기질 정보가 상기 단말기(20)로 실시간으로 수신되는 동시에, 상기 단말기(20)로부터 그 정보들은 상기 서버(S)로 송신된다.
상기 서버(S)는 수신된 정보를 바탕으로 작업자의 생체정보 및 주변 공기질,환경 데이터가 미리 프로그램된 바에 따라 안전 범위 내인가를 연산하게 된다.
이때, 상기 서버(S)는 연산된 값이 안전범위 내인 경우에는 일정시간을 경과한 다음 다시 생체정보와 공기질 정보의 측정이 이루어지도록 하고, 동일한 상태이면 이를 계속 반복하여 작업자의 안전을 확보한다.
이때, 상기 서버(S)에서 연산된 값이 안전범위 내에서 벗어난 경우에는 상기 서버(S)는 상기 단말기(20)를 통하여 작업자에게 다양한 방법으로 경고를 하게 된다.
물론 이러한 경고 외에도 구조대를 출동시키거나 119 나 설정된 단말기 및 기기 등에 자동 전달 및 자동 신고가 이루어지도록 할 수도 있다.
더불어, 상기 휴대용 공기청정기(10)가 작동되도록 제어함으로써 작업자 주위 공기질을 정화시키거나, 도 3을 참고하면, 상기 휴대용 공기정화기(10)의 토출구에 호스(15)를 연결하고, 호스(15)에 마스크(16)가 연결되도록 한 상태에서 마스크(16)를 착용함으로써 정화된 공기를 직접 흡입할 수 있도록 할 수도 있다.
도 1을 참고하면, 작업자가 작업자에서 일을 시작하는 상태를 나타낸다. 상기 단말기(20)를 통하여 작업시작을 알림으로써 주변 상황 모니터링이 시작된다. 즉 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)에 의해 작업자의 생체 정보가 일정간격 실시간으로 수직되고, 동시에 그 주위의 공기질 정보도 수집된다. 공기질 센서(12)는 휴대용 공기청정기(10)에 탑재된 상태이거나 독립된 형태로 작업자가 착용할 수도 있다.
도 2를 참고하면, 단말기(20)는 블루투스, 적외선, 광 유선, 무선 통신 등의 다양한 통신을 통하여 유무선 통신 및 헬스바이오 생체센서(3), 공기질 센서(12), 그리고 공기청정기(10)와 통신하게 된다. 단말기(20)는 상기 기기들과 통신하면서 제어신호도 수신, 발신 할 수 있게 된다. 단말기(20)는 이러한 상호 커뮤니케이션 결과와 정보를 서버(S)로 송신, 수신하여 서버(S)로부터 정확한 제어신호를 수신, 발신하여 이를 휴대용 공기청정기(10)에 전달할 수 있다.
도 3을 참고하면, 헤드형 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3) 또는 공기질 센서(12)로부터 전달받은 정보가 서버(S)에서 경고 및 비상 상태로 판단되어진 경우 단말기(20)를 통하여 작업자에 전달되어 작업자가 오염된 작업장으로부터 피난하거나, 그 상황이 매우 위중하면 휴대용 공기청정기(10) 토출구에 호스로 연결된 마스크(16)를 착용하고 피난을 하게 된다. 휴대용 공기 청정기(10)에는 자동, 수동 동작을 위한 버튼(1a)과 다양한 상태를 보여주는 디스플레이(10b)가 설치되어 있을 수 있다.
도 5와 도 6을 참고하면, 헤드형,유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)의 외관이 도시되어 있다. 헤드형,유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)는 상기 케이스(310, 320)가 양단부(310), 장착부(310a), 그리고 연장부(320)를 포함하도록 구성된다. 상기 양단부(320)는 케이스(310, 320)의 탄성력에 의해 작업자 얼굴중 일부인 귀 전,후 방에 혈관 외측에 밀착될 것이고, 상기 장착부(310a)는 각각 얼굴 중 일부인 귀에 걸리도록 되어 있으며, 상기 연장부(320)는 작업자의 뒤통수에 걸리도록 서로 연결되어 있다. 따라서 작업자가 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)의 양단부(310)를 잡아 벌린 상태에서 양단부(310)가 자신의 귀 전방에 밀착되도록 하면 견고하게 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)가 밀착된 상태를 유지하면서 작업자의 산소포화도를 실시간으로 감지하고 이를 단말기(20)로 송출하게 된다.
도 7을 참고하면, 상기 케이스(310, 320)의 양단부(310), 즉 산소포화도 센서(311)가 내측면에 구비된 양단부가 귀의 약간 앞쪽에 밀착되어 있다. 그 부분은 보통 사람들의 혈관이 지나가는 위치이기 때문에 산소포화도를 측정하기 적당한 위치이다. 즉 귀 부근으로 약 10cm 이내에 혈관들이 지나가기 때문에 그 중 어느 한 위치에 위치하도록 하여 측정이 가능할 것이다. 특히 귀의 바로 앞에 큰 혈관이 지나가기 때문에 이 부분에 위치하도록 하는 것이 가장 바람직할 것이다. 이렇게 귀걸리부(310a)에 걸린 상태에서 양단부(310)가 작업자에게 밀착된 상태를 유지하게 되기 때문에 양손이 자유롭고 작업자의 작업에 영향을 전혀 주지 않게 된다.
한편, 도 8을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)가 도시되어 있다. 여기서는 상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서(3)의 하중을 분배할 수 있도록 상기 케이스(310, 320)와 작업자의 작업모를 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 연결줄(312, 323)을 더 포함하는 차이점이 있다. 즉 상기 케이스(310, 320)의 탄성력과 장착부(310a)의 걸림 상태가 오래되면 작업자가 귀에 통증을 느낄 수 있기 때문에 연결줄(312, 323)을 벨크로 테이프를 이용하여 작업모(2)에 탈부착할 수 있도록 구성함으로써 귀걸리부(310a)에 전부 가해지는 하중을 분산하여 작업자가 귀에 통증을 느끼지 않도록 할 수 있다. 이때 상기 연결줄(312, 323)은 양쪽의 장착부(310a)와 연장부(320)의 중간 부분 등에 연결 및 설치가 가능하다.
한편, 도 9와 도 10을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 헤드형 생체 센서(3)가 도시되어 있다. 여기서, 상기 케이스(310, 320')의 연장부(320')에는 상기 유무선 통신 및 헬스바이오 산소포화도 센서(311)의 밀착 부위를 미세하게 조정할 수 있도록 연장부(320')를 따라 형성된 직선형 축(320a,)과, 상기 직선형 축(320a')에 편심 회전 가능하게 설치된 원통형의 조절부(320b')가 구비될 수 있다. 도 10을 참고하면, 편심되어 회전되기 때문에 머리의 뒷통부와의 밀착되는 거리를 미세하게 조절할 수 있게 되어, 결국에는 양단부(310)의 전후방향으로 미세하게 조절할 수 있게 된다. 즉 만약 센싱이 잘 이루어지지 않으면 상기 조절부(320b')를 회전시켜 조절함으로써 미세하게 센싱 위치를 변경함으로써 더욱 정확한 감지가 이루어지도록 할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
본 발명은 지하 등과 같이 밀폐된 공간에서 작업하는 경우 안전장치로 사용될 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 작업자의 얼굴 또는 머리에 밀착되어 작업자의 몸 상태를 측정할 수 있도록 생체정보를 감지하는 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서;
    상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서에 무선으로 연결되어 상기 생체정보를 수신하는 단말기;
    상기 단말기로부터 상기 생체정보를 수신하고 이를 바탕으로 프로그램에 따라 정상상태 범위 내인지를 연산하고 정상상태 범위를 벗어나면 단말기에 경고상태를 송출하여 경고하는 서버;
    를 포함하는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작업자 주위의 공기질 정보를 얻을 수 있도록 공기질을 감지하고, 상기 공기질 정보를 상기 단말기로 송출하는 공기질 센서를 더 포함하는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서버로부터 상기 단말기로 경고상태가 수신되면 작업자 주위의 공기를 정화시키도록 작동되는 휴대용 공기청정기를 더 포함하는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 휴대용 공기청정기는 작업자의 신체 일부에 부착되어 휴대 및 고정 할 수 있는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 휴대용 공기청정기에는 정화된 공기가 작업자의 입으로 직접 연결되어 공급될 수 씌워지는 마스크와 상기 마스크와 공기청정기 본체를 연결하는 호스를 구비한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 휴대용 공기청정기에는 손으로 잡을 수 있도록 손잡이가 구비되고, 고정 장치 설치하여 정화된 공기가 토출되는 토출구에는 입, 코에 씌울 수 있는 마스크가 고정된 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서는 얼굴 또는 머리의 피부에 밀착된 상태에서 생체 정보를 감지하는 헬스바이오 생체 센서를 적용한 생체 센서로서, 산소포화도 외에도, 심박, 맥박, 체온, 진동, 위치센서를 비롯한 생체인식정보를 센싱할 수 있도록 다른 센서들을 장착한 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서 및 상기 공기질 센서는 각각 독립된 상시전원 또는 배터리에 의해 구동되는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서는,
    양단이 작업자 신체의 양쪽 귀 부근의 위치에 탄성력에 의해 밀착되도록 형성된 양단부와, 상기 양단부로부터 귀에 걸릴 수 있도록 연장된 장착부와, 상기 장착부로부터 연장되어 머리의 후방에서 서로 만나고 상기 양단부에 탄성력을 제공하는 연장부를 포함하는 케이스;
    상기 케이스의 양단부에 설치되어 작업자의 유무선 통신 및 헬스바이오 센서로 상태 산소포화도를 감지하는 유무선 통신 및 헬스바이오 산소포화도 센서;
    를 포함하는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 헤드형, 유무선 통신 및 헬스바이오 생체 센서의 하중을 분배할 수 있도록 상기 케이스와 작업자의 작업모를 서로 연결하는 적어도 하나 이상의 연결줄을 포함하는 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 연장부에는 상기 헬스바이오 생체 산소포화도 센서의 밀착 부위를 조정할 수 있도록 연장부를 따라 형성된 직선형 축과, 상기 직선형 축에 편심 회전 가능하게 설치된 원통형의 조절부가 구비된 헤드형 공기질 위험 경고 및 개선장치.
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