KR101487228B1

KR101487228B1 - 장애인용 운전시뮬레이터

Info

Publication number: KR101487228B1
Application number: KR20120127087A
Authority: KR
Inventors: 박무영
Original assignee: 대한민국(국립재활원장)
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2015-02-09
Also published as: KR20140060610A

Abstract

본 발명은 장애인용 운전시뮬레이터에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 장애인용 운전시뮬레이터는 장애인 운전자가 탑승하여 운전조작이 가능하게 마련되는 바디유닛; 실제 차량의 거동을 모사하도록 상기 바디유닛의 하측에 결합되어 상기 바디유닛을 상하 및 좌우방향으로 회동되도록 하는 모션구동유닛; 상기 바디유닛의 전방에 설치되어 상기 운전자에게 운전시 영상을 디스플레이하는 디스플레이 유닛; 및, 상기 운전자의 운전조작에 따라 상기 모션구동유닛을 구동시키며, 상기 디스플레이 유닛에 상기 운전자의 운전조작에 따른 영상을 디스플레이하도록 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 장애인의 운전조작에 따라 움직이는 차량을 제공하여 차량의 움직임을 통한 자신의 신체반응을 훈련할 수 있고, 주행훈련시 전방에 파노라마형태의 주행영상을 제공하고 사이드미러용 디스플레이 및 룸미러용 디스플레이를 설치하여, 실제 운전에서와 같은 운전환경을 담보할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

Description

장애인용 운전시뮬레이터{DRIVING SIMULATOR FOR DISABLED}

본 발명은 장애인용 운전시뮬레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장애인이 휠체어를 탄 상태에서 운전석으로 이동가능하거나, 차량의 외부로부터 전동시트에 착석한 상태에서 운전석으로 이동하여, 운전 조작에 따라 디스플레이되는 영상 및 차량의 움직임을 통해 장애인의 운전재활을 도모할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 차량운전을 위한 시뮬레이터는 차량 운전자의 연습을 위한 장치로서, 차량운전 연습은 운전자의 운전 조작 즉, 스티어링 휠의 조작, 가속페달 조작, 감속 페달 조작 및 기어변속 조작 등을 연습할 수 있도록 구성된다.

상기와 같은 운전시뮬레이터는 다수 개발되어 있으나, 대부분 정상인을 위한 것이어서 장애인인 경우에는 이를 이용하여 운전연습을 하기에는 어려움이 있었다.

대한민국 등록실용신안 제0312912호에서는 장애인을 위한 운전시뮬레이터가 개시되어 있다.

그러나, 차량운전 연습은 상술한 운전자의 운전 조작을 훈련하는 것 뿐만 아니라 운전자의 운전조작에 의한 차량의 움직임에 따른 신체반응을 훈련하는 것이 매우 중요하다.

특히, 장애인인 경우 차량의 움직임에 따른 훈련을 실시하지 않으면 공도 상에서 차량의 움직임에 따른 신체반응이 훈련되어 있지 않아 조작 부주의가 발생할 가능성이 매우 높아진다.

따라서, 장애인들이 직접 탑승한 상태에서 운전조작을 하고, 차량의 움직임에 따라 자신의 신체반응을 훈련할 수 있는 시뮬레이터의 개발이 시급한 실정이다.

본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 장애인의 운전조작에 따라 움직이는 차량을 제공하여 차량의 움직임을 통한 자신의 신체반응을 훈련할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 운전시뮬레이터의 바디유닛 전방에 파노라마형태의 주행영상을 제공하여 실제 차량에서와 같은 넓은 시야를 확보할 수 있도록 할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 차량의 사이드미러 및 룸 미러 위치에 사이드미러용 디스플레이 및 룸미러용 디스플레이를 설치하여, 실제 운전에서와 같은 운전환경을 담보할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 장애인이 휠체어를 탄 상태로 차량의 내부로 리프팅되며, 리프팅된 상태에서 휠체어가 운전석으로 이동가능한 장애인용 운전시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 장애인이 외부에서 전동시트에 착석한 상태에서 운전석까지 이동가능한 장애인용 운전시뮬레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제는, 본 발명에 따라, 장애인용 운전시뮬레이터에 있어서, 장애인 운전자가 탑승하여 운전조작이 가능하게 마련되는 바디유닛; 실제 차량의 거동을 모사하도록 상기 바디유닛의 하측에 결합되어 상기 바디유닛을 상하 및 좌우방향으로 회동되도록 하는 모션구동유닛; 상기 바디유닛의 전방에 설치되어 상기 운전자에게 주행영상을 디스플레이하는 디스플레이 유닛; 및, 상기 운전자의 운전조작에 따라 상기 모션구동유닛을 구동시키며, 상기 디스플레이 유닛에 상기 운전자의 운전조작에 따른 영상을 디스플레이하도록 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터에 의해 달성된다.

여기서, 상기 디스플레이유닛은, 상기 바디유닛의 전방에 설치되어 운전자의 전방 영상을 디스플레이하는 메인디스플레이와, 상기 메인디스플레이의 좌측에 결합되어 운전자의 전방좌측 영상을 디스플레이하는 제1서브디스플레이와, 상기 메인디스플레이의 우측에 결합되어 운전자의 전방우측 영상을 디스플레이하는 제2서브디스플레이를 포함할 수 있다.

이때, 상기 메인디스플레이와 상기 제1서브디스플레이 및 상기 제2서브디스플레이에 재생되는 영상은 평면적으로 서로 연결되도록 재생되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1서브디스플레이와 상기 제2서브디스플레이는 상기 바디유닛의 전방을 감싸도록 상기 메인디스플레이와 각각 일정각도를 형성하면서 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디유닛의 사이드미러 및 룸미러 위치에는 각각 사이드미러용 디스플레이와 룸미러용 디스플레이가 설치되고, 상기 운전자의 운전조작에 따라 각 디스플레이에는 해당 영상이 재생되도록 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디유닛의 내부에 설치되며, 외부에서 탑승하는 장애인 운전자가 착석한 상태에서 운전석으로 이동되게 하는 시트유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디유닛의 후방 측에 설치되며, 상기 운전자가 휠체어에 탑승한 상태로 상기 바디유닛의 후방측으로부터 탑승가능하도록 상기 휠체어를 리프팅시키는 리프팅 유닛을 더 포함하며, 상기 바디유닛의 내부에는 상기 리프팅 유닛을 통해 리프팅된 휠체어가 운전석으로 이동가능하도록 적어도 운전석 및 운석석 후석의 시트가 제거되어 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시트유닛은 시트모듈과, 상기 시트모듈과 결합되어 상기 시트모듈을 상기 바디유닛의 좌우방향 및 전후방향으로 이동가능하게 하는 시트 이송부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 시트 이송부는, 상기 바디유닛의 바닥에 좌우방향으로 일정 길이로 형성되는 적어도 하나의 제1가이드부; 상기 바디유닛의 전후방향으로 길게 위치하며 상기 제1가이드부를 따라 이동하도록 상기 제1가이드부에 결합되는 제2가이드부; 상기 제2가이드부를 따라 이동하도록 상기 제2가이드부에 결합되는 상기 시트모듈; 상기 제1가이드부를 따라 상기 제2가이드부를 이동시키는 제1구동부; 및, 상기 제2가이드부를 따라 상기 시트모듈을 이동시키는 제2구동부;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 시트모듈는 상기 제1가이드부 및 상기 제2가이드부를 따라 이동시, 운전석 또는 상기 바디유닛의 좌우 측면의 개폐도어에 위치하도록 제어되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1구동부는 상기 제1가이드부의 일 측에 설치되는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터의 선단에 결합되는 제1풀리와, 상기 제1가이드부의 타 측에 설치되는 제2풀리와, 상기 제1풀리와 상기 제2풀리에 감겨진 상태에서 상기 제2가이드부에 결합되는 연동부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2구동부는 상기 제2가이드부의 후단에 설치되는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터 및 상기 시트모듈과 결합되는 볼스크류부재를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 휠체어 또는 상기 시트모듈가 상기 운전석에 위치한 상태에서 상기 휠체어 또는 상기 시트모듈을 고정시킬 수 있는 적어도 하나의 고정부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어유닛은, 상기 운전자의 운전조작에 따라 상기 모션구동유닛이 구동되도록 하는 모션제어부(71)와, 상기 운전자의 운전조작 및 상기 바디유닛의 움직임에 따라 상기 디스플레이유닛과 상기 사이드 디스플레이 및 상기 룸미러 디스플레이에 해당 영상이 재생되도록 하는 영상제어부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 장애인의 운전조작에 따라 움직이는 차량을 제공하여 차량의 움직임을 통한 자신의 신체반응을 훈련할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

또한, 운전시뮬레이터의 바디유닛 전방에 파노라마형태의 주행영상을 제공하여 실제 차량에서와 같은 넓은 시야를 확보할 수 있도록 할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

또한, 차량의 사이드미러 및 룸 미러 위치에 사이드미러용 디스플레이 및 룸미러용 디스플레이를 설치하여, 실제 운전에서와 같은 운전환경을 담보할 수 있는 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

또한, 장애인이 휠체어를 탄 상태로 차량의 내부로 리프팅되며, 리프팅된 상태에서 휠체어가 운전석으로 이동가능한 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

또한, 장애인이 외부에서 전동시트에 착석한 상태에서 운전석까지 이동가능한 장애인용 운전시뮬레이터가 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터의 사시도,
도 2는 도 1의 측면도,
도 3은 도 1의 후면도,
도 4는 도 2의 A의 상세도,
도 5는 도 1의 시트유닛의 평면도,
도 6은 도 5의 시트모듈의 확대도,
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터의 제어유닛의 상세도,
도 8은 제어유닛을 통한 제어흐름도,
도 9 내지 도 11은 휠체어를 탄 상태에서 운전석까지 이동하는 방식의 작동상태도,
도 12 내지 도 16은 시트유닛을 이용하여 운전석까지 이동하는 방식의 작동상태도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터의 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 도 1의 후면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터는 바디유닛(10), 모션구동유닛(20), 디스플레이 유닛(30), 시트유닛(50), 리프팅 유닛 및 제어유닛(70)을 포함하여 구성된다.

상기 바디유닛(10)은 통상적인 차량의 외관을 가지며, 전방 및 후방에는 전방윈도우와 후방윈도우가 구비되며, 바디유닛(10)의 내부는 시트가 제거된 상태로 마련된다.

여기서, 시트는 후술할 리프팅 유닛만 설치되는 경우에는 운전석 시트 및 운전석 후석시트만 제거된 상태로 마련될 수도 있다.

또한, 운전석 측에는 운전조작에 필요한 가속페달, 감속페달 및 스티어링 휠 및 변속기 등이 설치된다. 상기 가속페달 및 감속페달은 하체 장애인을 위해 수조작으로 가능한 레버 등의 형태로 마련될 수도 있다.

상기 모션구동유닛(20)은 상기 바디유닛(10)의 하측에 결합되며, 상기 바디유닛(10)를 상하방향 및 좌우방향으로 회동시켜 실제 차량의 거동을 모사하도록 설치된다.

구체적으로, 상기 모션구동유닛(20)은 베이스(21), 한 쌍의 서보모터(22), 각 서버모터에 결합되는 관절링크(23) 및 회동부(24)를 포함하여 구성된다.

여기서, 한 쌍의 서보모터(22)는 베이스(21)에 결합되며, 바디유닛(10)의 후방 측에 바디유닛(10)의 좌우 방향으로 서로 이격되어 설치된다.

또한, 관절링크(23)는 일 단은 각 서보모터(22)의 구동축에 결합되며, 타 단은 바디유닛(10)의 하측에 결합된다. 이때, 관절링크(23)는 각 서보모터(22)의 회전을 상하운동으로 바꿔주도록 적어도 하나의 관절을 가지도록 마련된다.

도 4는 도 2의 A의 상세도이다. 상기 회동부(24)는 바디유닛(10)의 전방 측에 설치되며, 통상적인 2축 제어가 가능한 링크 구성을 가지도록 마련된다.

직교하는 부분의 외측에 회동단이 형성된 회동중심체(241)와, 회동중심체(241)에 서로 엇갈리는 방향으로 마주보면서 두 회동체(242)가 회동가능하도록 결합된다.

두 회동체(242)는 각각 베이스(21)와 바디유닛(10)에 결합되어, 회동중심체(241)를 중심으로 두 회동체(242)가 각각 회동가능하게 된다.

이를 통해, 베이스(21)를 중심으로 바디유닛(10)이 상하방향 및 좌우방향의 2축으로 회동가능하게 된다.

즉, 후술하는 제어유닛(도 7의 70)을 통해 각 서보모터(22)를 일정각도로 회전하도록 제어하면 바디유닛(10)은 실제 차량의 거동과 같은 움직임을 가질 수 있다.

상기 디스플레이 유닛(30)은 바디유닛(10)의 전방에 설치되어 운전자에게 주행영상을 디스플레이하도록 설치된다.

구체적으로, 디스플레이 유닛(30)은 메인디스플레이(31)와 상기 메인디스플레이(31)의 좌우에 배치되는 제1서브디스플레이(32) 및 제2서브디스플레이(33)로 구성된다.

이때, 메인디스플레이(31)와 제1,제2 서브디스플레이는 바디유닛(10)의 전방 측 윈도우를 감싸도록 설치된다. 바람직하게는 제1서브디스플레이(32)와 제2서브디스플레이(33)가 메인디스플레이(31)와 일정각도를 형성하면서 설치된다.

즉, 메인디스플레이(31)에서는 전방영상이 디스플레이되고, 제1서브디스플레이(32)는 전방좌측 영상이 디스플레이되며, 제2서브디스플레이(33)에서는 전방우측 영상이 디스플레이될 수 있다.

상기와 같이 설치된 3개의 디스플레이에 후술하는 제어유닛(70)에서는 메인디스플레이(31)와 제1서브디스플레이(32) 및 제2서브디스플레이(33)로 영상 전송시, 디스플레이 영상이 평면적으로 서로 연결되도록 재생되도록 할 수 있다.

즉, 메인디스플레이(31), 제1,제2서브디스플레이(32,33)를 통해서 파노라마 형태의 영상을 제공할 수 있으며, 이를 통해, 실제 운전시 운전자의 시야와 같은 영상환경을 제공할 수 있다.

한편, 통상적인 차량의 좌우측 사이드미러 위치에는 사이드미러용 디스플레이(34)가 설치되며, 룸미러 위치에는 룸미러용 디스플레이(35)가 설치된다.

상술한 각 디스플레이에는 후술하는 영상재생부를 통해 전송되는 영상이 디스플레이된다. 즉, 사이드미러용 디스플레이(34)에는 통상적인 운전자가 사이드미러를 통해 보게 되는 영상이 디스플레이되게 할 수 있으며, 룸미러용 디스플레이(35)에서는 통상적인 운전자가 룸미러를 통해 보게 되는 영상이 디스플레이될 수 있다.

상기 리프팅 유닛은 한국등록특허 제0727536호에 개시된 바와 같은 휠체어를 차량까지 리프트하도록 구성된다.

통상적으로는 구동모터 또는 구동력을 제공하는 실린더 등의 액추에어터 등의 구동수단과, 상기 구동수단과 결합되는 다수의 링크기구 및 링크기구의 말단에 결합되어 휠체어가 안착되는 리프팅부재(41)를 포함하여 구성된다.

구동수단은 링크의 일측과 결합하여 운동력을 제공하고, 다수의 링크기구는 구동수단의 회전에 의해 시계 또는 반시계방향으로 회동하면서 말단에 설치된 리프팅부재(41)를 회동 또는 이동가능하도록 구성된다.

즉, 구동수단의 회전에 의해 리프팅부재(41)는, 외측으로 이동시에는 외부 바닥면과 맞닿을 때까지 이동가능하게 되거나, 내측으로 회동시 리프팅부재(41)의 상면이 바디유닛(10)의 바닥면과 실질적으로 동일하게 이동가능하게 될 수 있다.

장애인은 휠체어를 탄 상태에서, 바닥면과 맞닿은 리프팅부재(41)에 탑승하고, 리프팅부재(41)의 회동에 의해 리프팅부재(41)의 상면과 바디유닛(10)의 바닥면이 동일해지도록 이동하였을 때, 바디유닛(10)의 내부로 이동할 수 있다.

도 5는 도 1의 시트유닛의 평면도이고, 도 6은 도 5의 시트유닛의 부분 분해도이고, 도 7은 도 6의 시트모듈의 상세도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 시트유닛(50)은 시트모듈(51)과, 바디유닛(10)의 내부 바닥에 설치되어 시트모듈(51)을 좌우방향 및 전후방향으로 이동가능하게 하는 시트 이송부(52)를 포함하여 구성된다.

상기 시트모듈(51)은 후술하는 시트 이송부(52)의 이동블럭(5220)에 결합되며, 회동부(510)와 암부재(511) 및 시트(512)를 포함하여 구성된다.

상기 회동부(510)는 암부재(511)와 후술하는 이동블럭(5220)의 사이에 베벨기어 및 구동모터 등을 포함하도록 구성되어, 암부재(511)를 이동블럭(5220)을 중심으로 일정각도로 설정된 방향으로 회동가능하도록 설치된다.

상기 암부재(511)는 적어도 하나의 관절을 가지는 링크구조로서, 후술하는 제2가이드부의 이동블럭(5220)에 결합되는 베이스링크(5110)와, 베이스링크(5110)로부터 회동가능하도록 결합되는 관절링크(5111)와, 상기 베이스링크(5110)로부터 상기 관절링크(5111)를 회동시키며, 상기 관절링크(5111)의 관절에서의 회동을 가능하게 하는 구동수단(미도시)을 포함하여 구성된다.

여기서, 구동수단은 소정의 유압 또는 공압실린더의 액추에이터 또는 모터 등일 수 있으며, 암부재(511)의 말단에는 시트(512)가 결합된다.

즉, 구동수단의 구동에 따라 베이스링크(5110)로부터 관절링크(5111)는 회동하게 되며, 동시에 또는 순차적으로 관절링크(5111)에서의 관절도 접히거나 펴지게 할 수 있다.

결과적으로, 암부재(511)는 시트(512)가 바디유닛(10)의 외부에 위치하도록 이동될 수 있고, 장애인이 시트(512)에 착석하면, 시트(512)를 차량의 내부로 이동시킬 수 있게 된다.

그리고, 측면을 향하고 있는 시트는 회동부(510)의 회동에 의해 바디유닛(10)의 전방을 향하도록 회동될 수 있다.

상기 시트(512)는 통상의 차량에 설치되는 운전자의 착석이 가능한 전동시트 또는 장애인들을 위해 제작된 시트로 마련되어 암부재(511)의 말단에 결합된다.

상술한 바와 같은 시트모듈(51)을 통해 장애인 운전자는 바디유닛(10)의 외부에서 착석한 상태로 차량내부로 이동할 수 있다.

상기 시트 이송부(52)는 제1가이드부(521), 제2가이드부(522), 제1구동부(523) 및 제2구동부(524)를 포함하여 구성된다(도 5참조).

상기 제1가이드부(521)는 일 방향으로 길게 형성되는 레일 형태로 마련되어 바디유닛(10)의 바닥에 설치된다.

이때, 제1가이드부(521)는 길이방향이 바디유닛(10)의 좌우방향으로 위치하도록 설치되며, 후술하는 제2가이드부(522)의 길이에 따라 다수 개가 차량의 전후방향으로 이격되어 설치될 수 있다.

상기 제1구동부(523)는 제1구동모터(5230), 제1풀리(5231), 제2풀리(5232) 및 연동부재(5233)를 포함하여 구성된다. 구체적으로는 상기 제1가이드부(521)의 좌측에 제1구동모터(5230)가 설치되고, 제1구동모터(5230)의 선단에 제1풀리(5231)가 결합되며, 제1가이드부(521)의 우측에 제2풀리(5232)가 설치되고, 제1풀리(5231)와 제2풀리(5232)에 감겨진 상태에서 제2가이드부(522)에 연동부재(5233)가 결합된다.

여기서, 연동부재(5233)는 벨트 또는 체인 등으로 마련되며, 후술하는 제2가이드부(522)와 결합되어 좌우방향으로의 이동에 따라 제2가이드부(522)가 연동하여 이동되게 할 수 있다.

즉, 제1구동모터(5230)의 구동에 의해 연동부재(5233)는 바디유닛(10)의 좌측 또는 우측방향으로 이동가능하게 되며, 이에 따라 제2가이드부(522)는 제1가이드부(521)을 따라 이동할 수 있게 된다.

상기 제2가이드부(522)는 상술한 시트유닛(50)의 폭과 대응되는 정도의 폭으로 이격된 한 쌍의 레일 형태로 마련되며, 상기 한 쌍의 레일은 상호 결합된 상태로 마련된다.

또한, 제2가이드부(522)는 길이방향이 바디유닛(10)의 전후방향으로 위치하도록 설치되며, 제1가이드부(521)와 결합되는 소정의 이동체와 결합되어 제1가이드부(521)를 따라 이동가능하게 된다.

또한, 제2가이드부를 따라 이동가능한 이동블럭(5220)이 더 설치될 수 있다. 상기 이동블럭(5220)은 후술하는 시트유닛이 결합될 수 있다.

상기 제2구동부(524)는 제2가이드부(522)와 연동하여 이동가능하도록 제2가이드부(522)에 결합되며, 제2구동모터(5241)와 볼스크류부재(5242)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제2구동모터(5241)는 제2가이드부(522)의 후단에 설치되며, 볼스크류부재(5242)는 제2구동모터(5241)와 시트모듈(51)과 각각 결합된다.

상기 볼스크류부재(5242)는 회전운동을 직선운동을 변환해주는 구성으로서, 제2가이드부(522)와 나란하게 설치되는 스크류축(5242a)과, 스크류축(5242a)을 따라 이동하는 가이드블럭(5242b)을 포함하여 구성된다.

여기서, 스크류축(5242a)의 후방단부는 제2구동모터(5241)의 회전력을 전달받도록 연결되고, 전방단부는 자유회전이 가능하도록 설치된다.

또한, 가이드블럭(5242b)은 상술한 제2가이드부(522)의 이동블럭(5220)과 결합되어, 제2구동모터(5241) 회전시 스크류축(5242a)을 따라 시트모듈(51)이 이동가능하게 한다.

이를 통해, 제2구동모터(5241)의 구동에 의해 제2가이드부(522)를 따라 시트모듈(51)이 볼스크류 방식으로 바디유닛(10)의 전후방으로 이동가능하게 된다.

상기 제2구동부의 볼스크류 방식의 구성은 제1구동부와 같은 체인-풀리 또는 벨트-풀리 방식의 구성보다 시트모듈이 운전석에 위치했을 때 운전석에 고정된 상태가 더 견고해질 수 있다.

그리고, 시트모듈(51)은 제1가이드부(521) 및 제2가이드부(522)를 따라 이동시에 바디유닛(10)의 좌우 측면의 개폐도어에 위치하도록 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 제1구동모터(5230)와 제2구동모터(5241)의 제어는 소정의 제어부를 통해서 시트(512)에 착석한 장애인이 제어할 수 있도록 구성할 수도 있고, 후술하는 제어유닛(70)에서 통합제어가능하도록 구성할 수도 있다.

한편, 도 8에서와 같이 상술한 휠체어 또는 시트모듈(51)이 운전석에 위치하였을 때, 휠체어 또는 시트모듈(51)의 전방측 및 후방측을 고정시킬 수 있는 고정부재(60)가 더 설치될 수 있다.

상기 고정부재(60)는 벨트 형태로 마련될 수 있으며, 일 측은 바디유닛(10)의 내측에 결합되며, 타 측은 휠체어 또는 시트모듈(51)에 운전자가 직접 체결가능하도록 구성될 수 있다.

상기 고정부재(60)를 통해 운전석에서의 휠체어 또는 시트모듈(51)은 완전히 고정되어 차량의 움직임에 따른 이동이 제한될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터의 제어유닛의 상세도이고, 도 10은 제어유닛을 통한 제어흐름도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 제어유닛(70)은 바디유닛(10)의 일 측 또는 외부에 별도로 설치될 수 있으며, 모션제어부(71)와 영상제어부(72)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 모션제어부(71)는 운전자의 운전조작에 따라 상술한 모션구동유닛(20)을 구동되도록 제어하도록 구성된다.

이때, 모션제어부(71)에서는 정밀한 바디유닛(10)의 움직임을 구현하기 위해, 운전자의 가속, 감속시 바디유닛(10)의 전후방으로의 쏠림현상, 좌회전 우회전시 바디유닛(10)에 발생하는 원심력 및 구심력 등을 산출할 수 있는 차량운동방정식이 적용되는 알고리즘이 구현되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 운전자의 운전조작시, 모션제어부(71)를 통해서 바디유닛(10)이 실제 차량의 거동과 실질적으로 동일한 거동을 구현할 수 있다.

또한, 모션제어부(71)는 바디유닛(10)의 거동을 표현하는 값들 즉, 좌우 회동각도 또는 상하 회동각도 등의 값을 영상재생부로 전송하도록 구성된다.

한편, 상기 영상제어부(72)는 상술한 디스플레이 유닛(30) 및 사이드미러용 디스플레이(34), 룸미러용 디스플레이(35)에 설정된 영상을 디스플레이한다.

이때, 운전자의 운전조작 즉, 가속 또는 감속페달의 값을 전송받고, 전송받은 값을 토대로 한 영상을 디스플레이 유닛(30)에 디스플레이하도록 전송한다.

아울러, 모션제어부(71)의 모션구동유닛(20)의 좌우 또는 전후방향의 회동각도 등의 입력값을 받아 이에 따른 영상을 디스플레이 유닛(30)에 디스플레이하도록 전송한다.

상기 모션제어부(71) 및 영상제어부(72)를 통해서 장애인 운전자는 실제 차량에서 운전하는 것과 동일한 느낌을 느낄 수 있으며, 이를 통해 장애인 재활훈련을 보다 적극적으로 도모할 수 있다.

한편, 제어유닛(70)에는 상술한 제어기능 외에 상술한 시트 이송부의 제어, 리프팅 유닛의 제어, 시트모듈의 제어 등 다른 알고리즘을 포함한 제어기능을 더 추가하여 통합형으로 제공할 수도 있다.

다음으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 장애인용 운전시뮬레이터의 작동상태에 대해 설명한다. 먼저, 휠체어를 탄 상태에서 운전석까지 이동하는 방식에 대해 설명한다.

도 11 내지 도 12는 휠체어를 탄 상태에서 운전석까지 이동하는 방식의 작동상태도이다. 도 11와 같이 리프팅유닛의 리프팅부재(41)가 바닥으로 이동하면, 장애인이 휠체어를 탄 상태에서 리프팅부재(41)에 탑승한다. 그리고, 도 12에서와 같이, 리프팅부재(41)의 상면과 바디유닛(10)의 바닥이 일치하도록 리프팅유닛을 구동시킨다. 이 상태에서 도 13에서와 같이 장애인은 휠체어를 운전석으로 이동시키고, 리프팅유닛은 리프팅부재(41)를 접도록 구동되어 원상태로 위치하게 된다.

또한, 도시하지는 않았으나, 휠체어가 운전석으로 이동하면 휠체어는 고정부재(60)에 의해 완전 고정될 수 있다.

다음, 시트유닛(50)을 통해서 운전석까지 이동하는 방식에 대해 설명한다.

도 14 내지 도 18은 시트유닛을 이용하여 운전석까지 이동하는 방식의 작동상태도이다. 먼저, 도 14에서와 같이, 시트유닛(50)을 구동시키면 시트모듈(51)의 암부재(511)는 회동부(510)의 구동으로 시트(512)가 바디유닛(10)의 외측으로 이동된다.

장애인은 시트(512)에 착석한 상태에서 다시 시트유닛(50)을 구동시키면 암부재(511) 및 회동부(510)의 구동으로 도 15에서와 같이 리프팅된다.

그리고, 도 16에서와 같이 회동부(510)의 회동에 의해 시트모듈(51)는 바디유닛(10)의 정면을 향하도록 회전시킨다.

이어, 도 17 및 도 18에서와 같이, 제1가이드부(521)를 따라 제2가이드부(522)가 이동되도록 하고, 제2가이드부(522)를 따라 시트모듈(51)이 운전석으로 이동되도록 하고, 이동이 완료된 후에는 고정부재(60)를 통해서 시트모듈(51)을 완전고정되게 한다.

상기 제1가이드부, 제2가이드부 및 시트모듈의 구동은 각 구동되는 부분을 제어하는 수단을 탑승하는 장애인이 조작가능한 제어패널 등의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방법을 통해서, 장애인이 운전석에 앉아서 운전조작이 가능하게 된다.

즉, 도 19에서와 같이, 장애인 운전자가 직접 운전조작을 하면, 바디유닛(10)은 운전조작에 따른 움직임을 갖게되어 결과적으로 바디유닛의 움직임에 따라 자신의 신체반응을 훈련할 수 있게 된다.

이때, 운전자의 전방에 설치되는 디스플레이 유닛과, 사이드미러용 디스플레이 및 룸미러용 디스플레이를 통한 영상을 통해 실제 차량과 같은 운전환경을 통해 실제 차량에서와 같은 환경에서 운전재활이 가능하게 된다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10 : 바디유닛 20 : 모션구동유닛
30 : 디스플레이 유닛 40 : 리프팅 유닛
50 : 시트유닛 60 : 고정부재
70 : 제어유닛

Claims

장애인용 운전시뮬레이터에 있어서,
장애인 운전자가 탑승하여 운전조작이 가능하게 마련되는 바디유닛;
실제 차량의 거동을 모사하도록 상기 바디유닛의 하측에 결합되어 상기 바디유닛을 상하 및 좌우방향으로 회동되도록 하는 모션구동유닛;
상기 바디유닛의 전방에 설치되어 상기 운전자에게 운전시 영상을 디스플레이하는 디스플레이 유닛; 및,
상기 운전자의 운전조작에 따라 상기 모션구동유닛을 구동시키며, 상기 디스플레이 유닛에 상기 운전자의 운전조작에 따른 영상을 디스플레이하도록 제어하는 제어유닛;
상기 바디유닛의 내부에 설치되며, 외부에서 탑승하는 장애인 운전자가 착석한 상태에서 운전석으로 이동되게 하는 시트유닛; 및,
상기 시트유닛은 시트모듈과, 상기 시트모듈과 결합되어 상기 시트모듈을 상기 바디유닛의 좌우방향 및 전후방향으로 이동가능하게 하는 시트 이송부를 포함하며,
상기 시트 이송부는,
상기 바디유닛의 바닥에 좌우방향으로 일정 길이로 형성되는 적어도 하나의 제1가이드부;
상기 바디유닛의 전후방향으로 길게 위치하며 상기 제1가이드부를 따라 이동하도록 상기 제1가이드부에 결합되는 제2가이드부;
상기 제2가이드부를 따라 이동하도록 상기 제2가이드부에 결합되는 상기 시트모듈;
상기 제1가이드부를 따라 상기 제2가이드부를 이동시키는 제1구동부; 및,
상기 제2가이드부를 따라 상기 시트모듈을 이동시키는 제2구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 디스플레이 유닛은, 상기 바디유닛의 전방에 설치되어 운전자의 전방 영상을 디스플레이하는 메인디스플레이와, 상기 메인디스플레이의 좌측에 결합되어 운전자의 전방좌측 영상을 디스플레이하는 제1서브디스플레이와, 상기 메인디스플레이의 우측에 결합되어 운전자의 전방우측 영상을 디스플레이하는 제2서브디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 2항에 있어서,
상기 메인디스플레이와 상기 제1서브디스플레이 및 상기 제2서브디스플레이에 재생되는 영상은 평면적으로 서로 연결되도록 재생되는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 3항에 있어서,
상기 제1서브디스플레이와 상기 제2서브디스플레이는 상기 바디유닛의 전방을 감싸도록 상기 메인디스플레이와 각각 일정각도를 형성하면서 설치되는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 바디유닛의 사이드미러 및 룸미러 위치에는 각각 사이드미러용 디스플레이와 룸미러용 디스플레이가 설치되고, 상기 운전자의 운전조작에 따라 각 디스플레이에는 해당 영상이 재생되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
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제 1항에 있어서,
상기 바디유닛의 후방 측에 설치되며, 상기 운전자가 휠체어에 탑승한 상태로 상기 바디유닛의 후방측으로부터 탑승가능하도록 상기 휠체어를 리프팅시키는 리프팅 유닛을 더 포함하며,
상기 바디유닛의 내부에는 상기 리프팅 유닛을 통해 리프팅된 휠체어가 운전석으로 이동가능하도록 적어도 운전석 및 운석석 후석의 시트가 제거되어 마련되는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
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제 1항에 있어서,
상기 시트모듈는 상기 제1가이드부 및 상기 제2가이드부를 따라 이동시, 운전석 또는 상기 바디유닛의 좌우 측면의 개폐도어에 위치하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 1항에 있어서,
상기 제1구동부는 상기 제1가이드부의 일 측에 설치되는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터의 선단에 결합되는 제1풀리와, 상기 제1가이드부의 타 측에 설치되는 제2풀리와, 상기 제1풀리와 상기 제2풀리에 감겨진 상태에서 상기 제2가이드부에 결합되는 연동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 11항에 있어서,
상기 제2구동부는 상기 제2가이드부의 후단에 설치되는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터 및 상기 시트모듈과 결합되는 볼스크류부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
제 7항에 있어서,
상기 휠체어 또는 상기 시트모듈이 상기 운전석에 위치한 상태에서 상기 휠체어 또는 상기 시트모듈을 고정시킬 수 있는 적어도 하나의 고정부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애인용 운전시뮬레이터.
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