KR101657128B1 - 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하단에 다수의 휠이 마련되는 주행 장치 본체부와; 상기 주행 장치 본체부의 상단에 승강 가능하게 설치되는 착석부와; 상기 주행 장치 본체부에 삽입 및 돌출 가능하게 설치되며, 외부 동력에 의해 구동되는 다관절로 이루어지는 보조 로봇 다리부; 및 외부로부터 입력되는 음성에서 기설정된 명령어를 추출하여, 상기 다수의 휠의 주행과, 상기 착석부의 승강 및, 상기 보조 로봇 다리부를 구동시키는 음성 인식 구동부를 포함하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 제공한다.

Description

음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어{AN ELECTRIC WHEELCHAIR HAVING A SOUND RECOGNITION DRIVING SYSTEM}
본 발명은 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음성으로 다양한 구동이 운용되며, 비탈길 이동 및 정지 시 거미 다리 형태의 보조 로봇 다리를 사용하여 차량 본체가 안정적으로 유지되도록 할 수 있는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어에 관한 것이다.
일반적으로, 현대 사회의 발전과 더불어 삶의 질이 향상됨에 따라 장애인에 대한 관심이 날로 높아져 가고 있으며, 장애인을 위한 환경개선에 실질적으로 많은 투자가 이루어지고 있고, 특히 일부 국가에서는 법의 보호하에 모든 작업장, 공공시설 내지 상업지역에 휠체어 리프트 등의 설치를 의무화하고 있는 실정이다.
휠체어는 신체장애나 환자 및 거동이 불편한 노약자가 사용하는 이동 수단으로, 보행이 불편한 이들에게 이동수단으로서의 기능은 만족스럽지만 실질적으로 그 이외의 활동, 즉 휠체어를 사용하기 위하여 휠체어에 앉거나 내리는 경우, 화장실의 용무를 보는 경우 등 일상적인 면에서는 타인의 도움을 매번 얻어야 하는 불편한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 선출원된 실용신안 제20-2005-0007696호의 "휠체어의 좌석이동장치" 가 있다.
이는 바퀴와 전ㅇ후방이 개방되도록 양측 프레임으로 형성된 휠체어에 사용자가 앉을 수 있도록 상기 프레임을 연결하는 다수의 연결띠로 형성하며, 상기 연결띠의 양단에는 고리를 형성하고 상측으로는 안치판을 형성한 좌석부와, 상기 좌석부의 연결띠에 형성된 고리에 연결되는 철재 고리를 형성하고, 상기 철재 고리의 외측 단부 중앙에 형성된 연장대가 승강 와이어에 권취되어 고정되고, 상기 연장대가 권취되는 사이에 완층링을 형성하고, 상측으로는 승강와이어의 상하단을 고정하는 고정링을 형성한 상기 연결부와, 상기 연결부의 승강 와이어가 내설되도록 가이드 프레임의 일측에 절개공을 형성하고, 상기 고정링을 연결하는 가이드판으로 형성된 가이드부와, 상기 가이드부의 가이드판을 연결되어 승하강할 수 있도록 구동공 내경에 나선이 형성된 구동구를 형성하고, 상기 구동구의 내경에 나선 결합되어 회전하는 회전봉을 형성하며, 상기 회전봉의 상단에 회전스프로킷을 형성하여 구동모터의 상측에 형성된 구동스프로킷에 구동체인으로 연결 형성된 구동부와 상기 구동부의 전원을 인가하여 상기 구동모터를 정역회전시키는 스위치부로 형성되는 구조이다.
그러나, 이와 같은 방법은 그 구조가 복잡하고, 조립에 소요되는 부품이 많아 조립작업에 필요한 시간과 인원을 추가적으로 구성하여야 하는 문제점과 함께 유지 보수가 용이하지 못한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 차량 본체에 거미 다리 형상의 보조 로봇 다리를 구비하여 운행 또는 정지 시 차량 본체가 안정적으로 유지되도록 함과 아울러, 비탈길 또는 계단을 오르거나 내려갈 때 안정적으로 이동되도록 할 수 있는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 장애인의 음성을 인식하여 차량 본체의 운행 조건 및, 의자의 승강 위치를 자동으로 제어할 수 있는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 장애인이 착석하거나 착석 후 운행하는 경우, 착석 위치 및 운행 위치를 자동으로 조절할 수 있음과 아울러, 보관을 용이하게 할 수 있는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 하단에 다수의 휠이 마련되는 주행 장치 본체부와; 상기 주행 장치 본체부의 상단에 승강 가능하게 설치되는 착석부와; 상기 주행 장치 본체부에 삽입 및 돌출 가능하게 설치되며, 외부 동력에 의해 구동되는 다관절로 이루어지는 보조 로봇 다리부; 및 외부로부터 입력되는 음성에서 기설정된 명령어를 추출하여, 상기 다수의 휠의 주행과, 상기 착석부의 승강 및, 상기 보조 로봇 다리부를 구동시키는 음성 인식 구동부를 포함하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 제공한다.
상기 음성 인식 구동부는, 상기 착석부에 설치되며, 외부로부터의 음성이 입력되는 음성 입력기와, 상기 다수의 휠의 주행을 제어하는 주행 구동부와, 상기 착석부의 승강을 제어하는 승강 구동부와, 상기 보조 로봇 다리부의 구동을 제어하는 로봇 구동부와, 상기 다수의 휠의 주행과, 상기 착석부의 승강 및 상기 보조 로봇 다리부의 구동을 제어하는 명령어들이 기설정되고, 상기 음성 입력기를 통해 입력되는 음성에서 상기 명령어들을 추출하고, 추출한 명령어에 해당되는 상기 주행 구동부 또는 상기 승강 구동부 또는 상기 로봇 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 승강 구동부는, 상기 주행 장치 본체부와 상기 착석부의 하단을 연결하고, 외부 동력에 의해 상하를 따라 신축되는 승강 부재와, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받아, 상기 승강 부재의 신축 동작을 제어하는 구동 실린더를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 승강 부재는, 서로 교차되도록 힌지 연결되어 접철되는 다수의 승강 리브를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 승강 리브 중, 최하단의 한 쌍의 승강 리브 하단에는 제 1롤러가 각각 설치되고, 최상단의 한 쌍의 승강 리브 상단에는 각각 제 2롤러가 각각 설치되는 것이 바람직하다.
상기 주행 장치 본체부에는, 상기 각각의 제 1롤러가 구를 수 있는 제 1레일이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 착석부의 하단에는, 상기 각각의 제 2롤러가 구를 수 있는 제 1레일이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 구동 실린더는, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받아 수평 방향을 따라 신축되는 축을 갖는 실린더 몸체를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 축은, 상기 각각의 제 1롤러 중 어느 하나의 회전 중심에 연결되고, 다른 하나의 제 1롤러는 상기 제 1레일 상에서 위치가 고정되는 것이 바람직하다.
상기 보조 로봇 다리부는, 상기 주행 장치 본체부의 양측부 다수의 위치에 배치되는 다수의 보조 로봇 다리를 구비하는 것이 바람직하다 .
상기 다수의 보조 로봇 다리 각각은, 다수의 단위 관절과, 상기 다수의 단위 관절을 서로 다축을 따라 회전되도록 연결하고, 상기 로봇 구동부로부터 구동 신호를 받아 구동되는 다수의 회전 모터를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 주행 장치 본체부의 양측부 다수 위치에는, 상기 다수의 보조 로봇 다리의 입입출이 가능한 홀들이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 주행 장치 본체부의 내부에는, 상기 홀들을 통해 인입되는 상기 다수의 보조 로봇 다리가 수용되는 수용 공간이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수용 공간에는, 상기 제어부로부터 제어 신호를 받아, 상기 다수의 보조 로봇 다리가 상기 수용 공간에 수용되도록 인입되거나, 외부로 인출되도록 상기 다수의 보조 로봇 다리가를 슬라이딩 이동시키는 슬라이딩 구동부가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 착석부는, 상기 승강 구동부와 연결되며, 좌석부와, 상기 좌석부의 단부에 힌지 연결되어 접철 가능한 등받이부와, 상기 좌석부의 양단부에 힌지 연결되어 접철 가능한 손잡이부와, 상기 좌석부의 선단에 힌지 연결되어 접철 가능한 다리 받침부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 등받이부와, 상기 다리 받침부가 접히면, 상기 착석부는 사각 박스 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 착석부에는, 태양광을 집광하는 집광판이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 주행 장치 본체부에는, 상기 집광판에서 집광된 열에너지를 상기 음성 인식 구동부를 구동하기 위한 전기에너지로 변환하여 축전하는 축전지가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 착석부에는, 위성을 통해 위치 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보를 상기 제어부에 전송하는 지피에스 모듈이 설치되는 것이 바람직하다.
상기 착석부의 다수 위치에는, 사용자가 착석함에 따른 무게를 감지하고, 감지된 무게를 상기 제어부로 전송하는 무게 센서와, 온도를 감지하고, 감지한 온도를 상기 제어부로 전송하는 온도 센서가 설치되는 것이 바람직하다.
상기 주행 장치 본체부는, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받아 회전되는 회전축을 갖는 회전기가 설치되며, 상기 다수의 휠이 설치되는 원반 형상의 하단 본체부와, 상기 하단 본체부의 상단에 배치되되, 상기 회전축에 연결되어 회전되며, 상기 보조 로봇 다리부가 설치되는 원반 형상의 상단 본체부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 차량 본체에 거미 다리 형상의 보조 로봇 다리를 구비하여 비탈길 또는 계단을 용이하게 오르거나 내려가도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 상기 보조 로봇 다리를 구비하여 정지시 차량 본체가 안정적으로 유지되도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 장애인이 착석하는 착석부의 승강 위치를 가변적으로 조절하여 장애인이 착석하는 경우, 또는 착석 후 운행하는 경우에 장애인의 운행 조건에 알맞도록 조절할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 보조 로봇 다리를 통해 주행 장치 본체부의 양측부에서 지면을 지지하기 때문에, 장애인이 착석부에 앉은 상태로 높은 위치로 상승되는 경우 안정적인 지지를 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 장애인의 음성을 인식하여 차량 본체의 운행 조건 및, 의자의 승강 위치를 자동으로 제어할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 착석부의 각 구성을 힌지 연결하고, 이들을 접철 가능하게 하여 운행을 하지 않는 경우, 사각 박스 형상으로 접어 보관의 용이성을 부여할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 착석부에 장애인이 착석됨을 감지하여 주행에 관련된 구동이 가능하도록 제어하여, 장애인이 착석하기 이전에 주행 장치가 구동되어 발생되는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 위성으로부터 위치 정보를 전달 받는 지피에스 모듈을 구비하여, 장애인이 주행 장치를 통해 이동시 장애인에게 이동 위치를 음성 또는 디스플레이를 통해 알려줄 수 있도록 함과 아울러, 보호자에게 장애인의 이동 위치를 실시간으로 알려줄 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 주행 장치 본체부를 원반 형상으로 구현하고, 상단 본체부를 회전 가능하게 하여, 장애인이 착석부에 착석한 상태로 방향 전환을 용이하게 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 정면도이다.
도 2b는 도 2a의 표시부호 A를 보여주는 확대 도면이다.
도 3은 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따르는 착석부가 접힌 상태를 보여주는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6a는 본 발명에 따르는 승강 구동부를 보여주는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 구동 실린더와 제 1롤러와의 결합 관계를 보여주는 도면이다.
도 6c는 제 1롤러가 제 1레일 상에 배치되는 것을 보여주는 도면이다.
도 7a는 본 발명에 따르는 로봇 구동부의 구동을 보여주는 도면이다.
도 7b는 도 7a의 본체에 형성되는 홀을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따르는 주행 장치 본체부의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 설명한다.
도 1은 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 사시도이고, 도 2a는 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 정면도이고, 도 2b는 도 2a의 표시부호 A를 보여주는 확대 도면이고, 도 3은 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어를 보여주는 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따르는 착석부가 접힌 상태를 보여주는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어의 구성을 보여주는 블록도이다.
본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어는 크게 주행 장치 본체부(100)와, 착석부(200)와, 보조 로봇 다리부(300)와, 음성 인식 구동부(400)로 구성된다.
이하, 상기 구성을 상세하게 설명한다.
주행 장치 본체부(100)
도 1 내지 도 2a를 참조 하면, 본 발명에 따르는 주행 장치 본체부(100)는 본체(110)와, 다수의 휠(190)로 구성된다.
상기 다수의 휠(190)은 상기 본체(110)의 양측단에 설치되며, 전륜과 후륜으로 구성된다.
상기 다수의 휠(190)은 후술되는 주행 구동부(720)의 구동에 의해 회전되며, 지면을 따라 본체(110)의 주행이 이루어지도록 한다.
착석부(200)
상기 착석부(200)는 상기 본체의 상부에 배치되며, 후술되는 승강 구동부(430)의 구동에 의해 수직 방향을 따라 승강된다.
상기 착석부(200)는 장애인과 같은 사용자가 착석하는 좌석부(210)와, 등받이 부(220)와, 손잡이 부(211)와, 다리 받침부(230)로 구성된다.
상기 좌석부(210)는 승강 구동부(430)에 연결되는 부분으로 장애인의 둔부가 위치되는 구성이다.
상기 등받이 부(220)는 상기 좌석부(210)의 후단에 힌지(H1) 연결되고, 좌석부(210)를 기준으로 전후 각도가 조절되는 것이 좋다.
상기 등받이 부(220)는 장애인의 등이 위치되는 구성으로, 좌석부(210)의 후단에서 접철 가능할 수 있다.
상기 손잡이 부(211)는 상기 좌석부(210)의 양측부에 형성된다. 상기 손잡이 부(211)는 장애인의 팔을 걸칠 수 있는 암 레스트와 같은 역할을 하는 구성이다.
상기 손잡이 부(211)에는,주행 구동부(420)를 직접적으로 구동하여, 휠들(190)의 구동 방향 및 속도를 조정할 수 있는 조정 장치(미도시)가 설치된다.
또한, 상기 손잡이 부(211)에는 후술되는 마이크와 같은 음성 입력기(410)가 설치된다.
상기 손잡이 부(211) 역시, 상기 좌석부()의 양측부에서 힌지 연결되어 접철 가능할 수도 있다.
상기 다리 받침부(230)는 좌석부(210)의 전단에 설치되고, 장애인의 다리가 놓여지는 구성이다.
상기 다리 받침부(230)는 좌석부(210)의 전단에 힌지(H2) 연결되고, 하방을 따라 일정 길이 연장되며, 접철 가능할 수 있다.
또한, 등받이 부(220)의 후단에는 다른 사람이 손으로 잡고 휠체어를 밀수 있는 한 쌍의 핸들(221)이 설치된다.
상기 핸들(221)은 등받이 부(220)의 후단에서 탈착 가능할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 착석부(200)는 각 구성이 접철되는 경우 사각 박스 형상으로 접혀 보관이 용이할 수 있다.
상기 착석부(200)의 접철 과정은 후술하기로 한다.
보조 로봇 다리부(300)
본 발명에 따르는 보조 로봇 다리부(300)는 주행 장치 본체부(100)에 설치된다.
상기 보조 로봇 다리부(300)는 다수의 보조 로봇 다리(310)로 구성된다.
예컨대, 상기 보조 로봇 다리(310)는 6개로 구성되며, 3개씩 본체의 양측부에 설치된다.
각각의 보조 로봇 다리(310)는 일정 길이를 갖는 단위 관절들(311)과, 단위 관절들(311)을 연결하여, 각 관절(311)을 다축을 따라 회전시키는 회전 모터들(312)로 구성된다.
여기서, 상기 단위 관절들(311)은, 본체(110)에 연결되는 제 1단위 관절(311a)과, 제 2단위 관절(311b)과, 단부가 지면에 지지되는 제 3단위 관절(311c)로 구성된다.
또한, 상기 회전 모터들(312)은 본체(110)와 제 1단위 관절(311a)을 연결하는 제 1회전 모터(312a)와, 상기 제 1,2단위 관절(311a,311b)을 연결하는 제 2회전 모터(312b)와, 상기 제 2,3단위 관절(311b,311c)을 연결하는 제 3회전 모터(312c)로 구성된다.
상기 제 1,2,3회전 모터(312a,312b,312c)는 후술되는 로봇 구동부(440)의 구동에 의해 구동된다.
상기와 같이 구성되는 각각의 보조 로봇 다리들(310)은 본체(110)의 양측부에 3개씩 설치된다.
각각의 보조 로봇 다리(310)의 제 3단위 관절(311c)의 하단에는 지면을 지지함에 따르는 압력값을 측정하는 로드셀(250, 도 5참조)이 설치된다.
또한, 각각의 단위 관절(311) 사이에서의 회전 모터들(312) 각각에는 힘 센서(260, 도 5참조)가 설치된다.
따라서, 각 보조 로봇 다리(310)에서의 지면과의 압력값과, 각 단위 관절(311)에서 측정되는 힘값은 제어부(450, 도 5참조)로 전송되고, 제어부(450)는 측정되는 압력값과 힘값을 기초로, 각 단위 관절(311)의 자세를 이루도록 각 회전 모터들(312)을 구동시킬 수 있다.
예컨대, 각각의 보조 로봇 다리들(310)의 로드셀(250)로부터 측정되는 압력이 서로 균일해지도록 후술되는 제어부(450)는 로봇 구동부(440)의 구동을 통해 각 보조 로봇 다리(310)의 제 1,2,3회전 모터(312a,312b,312c)의 구동을 제어하여, 본체(110)의 균형이 일정하도록 본체의 자세를 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르는 보조 로봇 다리부(300)는 다수의 휠(190)을 통해 본체(110)가 주행되는 경우, 지면에서의 추진력을 더 가하여 안정적인 주행이 이루어지도록 할 수 있고, 정지되는 경우, 본체(110)가 안정적으로 정지 상태를 유지하도록 할 수 있다.
본 발명에 따르는 보조 로봇 다리들(310)을 사용하여 비탈길 또는 계단을 안정적으로 오르거나 내려가도록 할 수 있다.
더하여 본체(110)가 소정의 경사를 이루는 비탈길과 같은 경사지에 위치되는 경우, 본체(110)가 경사를 따라 미끄러지거나 쓰러지는 등의 문제를 해결할 수도 있다.
음성 인식 구동부(400)
본 발명에 따르는 음성 인식 구동부(400)는 음성 입력기(410)와, 주행 구동부(420)와, 승강 구동부(430)와, 로봇 구동부(440)와, 제어부(450)로 구성된다.
상기 음성 입력기(410)는 좌석부(210)에 설치되는 것이 좋고, 바람직하게는 손잡이 부(211)에 설치되어 장애인의 음성이 용이하게 입력되도록 할 수 있다.
또한, 상기 음성 입력기(410)는 마이크와 같은 장치로서, 손잡이 부(211)로부터 장애인의 입에 가까이 댈 수 있도록 일정 길이 연장되도록 구성될 수도 있다.
상기 음성 입력기(410)를 통해 입력되는 음성은 후술되는 제어부(450)로 전기적인 신호의 형태로 전달된다.
도 5는 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 6a는 본 발명에 따르는 승강 구동부를 보여주는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 구동 실린더와 제 1롤러와의 결합 관계를 보여주는 도면이고, 도 6c는 제 1롤러가 제 1레일 상에 배치되는 것을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조 하면, 상기 승강 구동부(460)는 착석부(200)를 주행 장치 본체부(100)의 상부에서 승강시키는 역할을 한다.
도 6a 내지 도 6c를 참조 하면, 상기 승강 구동부(460)는 승강 부재(431)와, 구동 실린더(432)로 구성된다.
상기 승강 부재(431)는 일정 길이를 갖는 제 1승강 리브들(431a)과, 제 2승강 리브들(431b)로 구성된다.
상기 제 1,2승강 리브들(431a,431b)은 상하를 따라 서로 교차되도록 배치되며, 서로 교차되는 부분은 힌지(H) 연결되어 접철 가능할 수 있다.
여기서, 도 2b에 도시되는 바와 같이, 제 1승강 리브(431a)에는 힌지(H)가 관통 및 슬라이딩 이동되는 장홀(h)이 형성되어, 제 1,2승강 리브들(431a,431b)이 서로 교차되는 상태로 접철될 수 있다.
여기서, 최하단의 제 1,2승강 리브(431a,431b)의 하단에는 한 쌍의 제 1롤러(ROLL 1)가 설치된다.
바람직하게, 최하단의 제 2승강 리브(431b)의 하단에 제 1롤러(ROLL 1)가 설치되고, 최하단의 제 1승강 리브(431a)의 하단은 후술되는 제 1레일(R1)의 일측에 회전 가능하도록 고정되는 것이 좋다.
한편, 주행 장치 본체부(100)의 내부에는 두 개의 층을 이루어 상부에는 제 1수용 공간(a1)이 형성되고, 하부에는 제 2수용 공간(a2)이 형성된다.
상기 제 1,2수용 공간(a1,a2)은 본체(110)의 내부에 설치되는 구획 플레이트(140)에 의해 구획된다.
상기 구획 플레이트(140)의 상단에는 한 쌍의 제 1롤러(ROLL 1)가 구를 수 있는 제 1레일(R1)이 형성된다.
그리고, 도 6c에 도시되는 바와 같이, 제 1롤러(ROLL 1)의 회전 중심을 이루는 축 단부는 제 1레일(R1)의 내측면부에 형성되는 안내홈(141)에 위치되어 활주된다.
또한, 최상단의 제 1,2승강 리브(431a,431b)의 상단에는 한 쌍의 제 2롤러(ROLL 2)가 설치된다.
여기서, 본 발명에 따르는 좌석부(210)의 하단에는 한 쌍의 제 2롤러(ROLL 2)가 레일 결합되어 활주되는 제 2레일(R2)이 설치된다.
따라서, 최하단의 제 1,2승강 리브(431a, 431b)의 하단이 벌어지는 경우 승강 리브들(431a,431b)은 펼쳐지면서 상방으로 길이가 연장되고, 좁혀지는 경우, 승강 리브들(431a,431b)은 접히면서 접철되는 상태를 유지하여, 제 1수용 공간(a1)에 수납되는 상태를 이룰 수 있다.
전자의 경우, 착석부(200)는 승강 리브들(431a,431b)에 의해 수직 상승되고, 후자의 경우, 착석부(200)는 하강되어 본체(110)의 상단에 안착되는 상태를 이룰 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 구동 실린더(432)는 상술한 최하단의 제 1,2승강 리브(431a,431b)의 하단을 좁히거나 벌어지게 하는 역할을 한다.
상기 구동 실린더(432)는 상술한 격판 플레이트(140)에 설치되고, 활주되는 제 1롤러(ROLL 1)에 힌지 연결되는 축(432b)과, 축(432b)을 신축시키는 실린더 몸체(431a)로 구성된다.
상기 실린더 몸체(431a)는 제어부(450)로부터 구동 신호를 받아 축(432b)을 신축시킨다.
상기 축(432b)의 신축 여부에 따라, 제 1롤러(ROLL 1)는 제 1레일(R1)을 따라 활주되고, 이에 의해, 최하단의 제 1,2승강 리브(431a,431b)의 하단을 좁히거나 벌어질 수 있다.
따라서, 제 1,2승강 리브들(431a,431b)은 펼쳐지거나 접힘으로써, 착석부(200)를 승강 시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 로봇 구동부(440)는 제어부로부터 구동 신호를 전달 받아 각 보조 로봇 다리(310)의 제 1,2,3회전 모터들(312a,312b,312c)을 구동시켜, 제 1,2,3단위 관절(311a,311b,311c)의 관절 운동을 통해 주행 장치 본체부(100)를 전진 및 후진하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르는 보조 로봇 다리부(300)는 주행 장치 본체부(100)에 형성되는 제 2수용 공간(a2)에 수용될 수 있다.
도 7a는 본 발명에 따르는 로봇 구동부의 구동을 보여주는 도면이고, 도 7b는 도 7a의 본체에 형성되는 홀을 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조 하면, 각 보조 로봇 다리(310)는 주행 장치 본체부(100)의 내부에 설치되는 슬라이딩 구동부(130)에 의해 강제 이동되어 제 2수용 공간(a2)에 수용되거나, 본체(110)의 양측부로 돌출될 수 있다.
상기 본체(110)의 양측부에는 각 보조 로봇 다리(310)의 제 1단위 관절(311a)에 설치되는 제 1회전 모터(312a)가 위치되는 홀들(112)이 형성된다.
상기 보조 로봇 다리(310)는 홀(112)을 통해 제 2수용 공간(a2)으로 수용되도록 인입되거나, 인출될 수 있다.
상기 슬라이딩 구동부(130)는 상술한 구획 플레이트(140)의 하단에 설치된다.
상기 슬라이딩 구동부(130)는 상기 구획 플레이트(140)에 형성되는 슬라이딩 레일(131)과, 슬라이딩 레일(131)을 따라 직선 이동하는 리니어 모터(132)로 구성된다.
상기 리니어 모터(132)는 제어부(450)로부터 제어 신호를 받아 슬라이딩 레일(131)을 따라 이동된다.
상기 리니어 모터(132)에는 연결축(133)이 형성되고, 상기 연결축(133)은 각 보조 로봇 다리(310)의 제 1회전 모터(312a)와 연결된다.
상기와 같이 구성되는 슬라이딩 구동부(130)는 보조 로봇 다리(310)의 개수에 일대일 대응되도록 주행 장치 본체부(100)의 내부에 설치된다.
보조 로봇 다리들(310)을 인입하는 경우를 설명한다.
제어부(450)는 각 보조 로봇 다리들(310)의 제 1,2,3회전 모터(312a,312b,312c)를 구동시켜, 제 1,2,3단위 관절(311a,311b,311c)이 수평을 이루도록 한다.
이어, 상기 제어부(450)는 각 슬라이딩 구동부의 리니어 모터(132)를 본체(110)의 내측으로 슬라이딩 레일(131)을 따라 이동시킨다.
따라서, 각 보조 로봇 다리(310)는 각 연결축(133)에 연결되는 상태로, 본체(110)에 형성되는 홀(112)을 통해 제 2수용 공간(a2)으로 인입될 수 있다.
본 발명에서는 본체(110)가 평지에서 주행되는 경우에 보조 로봇 다리부(300)는 주행 장치 본체부(100)의 내부에 수용되고, 정지시 제어부(450)는 상기 인입 과정을 역으로 진행하여, 도 1에 도시되는 바와 같이 보조 로봇 다리부(300)가 본체(110) 외부로 돌출되도록 할 수 있다.
한편, 도 5를 참조 하면, 본 발명에 따르는 제어부(450)는 상술한 주행 구동부(420), 승강 구동부(300), 로봇 구동부(400) 및 슬라이딩 구동부(130)의 구동을 제어한다.
그리고, 상기 제어부(450)에는 상기 다수의 휠(190)의 주행과, 상기 착석부(200)의 승강 및 상기 보조 로봇 다리부(300)의 구동을 제어하는 명령어들이 기설정된다.
상기 제어부(450)는 상기 음성 입력기(410)를 통해 입력되는 음성에서 상기 명령어들을 추출하고, 추출한 명령어에 해당되는 상기 주행 구동부(420) 또는 상기 승강 구동부(430) 또는 상기 로봇 구동부(440)의 구동을 제어한다.
예컨대, '출발하자' 라는 음성이 입력되면, 제어부(450)는 입력된 음성에서 기설정된 '출발'의 명령어를 추출하고, 이 명령어를 통해 주행 구동부(420)의 구동을 제어하여, 주행 장치 본체부(100)를 주행시킬 수 있다.
여기서, 상기 '출발'의 명령어는 기설정된 주행 속도가 설정된다.
이와 같은 방식으로, 착석부(200)의 승강 위치를 승강 구동부(430)를 제어하여 이루고, 보조 로봇 다리부(300)의 인입 및 인출 여부, 구동 여부를 각 명령어를 미리 설정함으로써 사용할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3, 도 5를 참조 하면, 본 발명의 등받이부(220)의 후단에는 태양광을 집광하는 집광판(240)이 설치된다.
그리고, 상기 주행 장치 본체부(100)에는, 상기 집광판(240)에서 집광된 열에너지를 상기 음성 인식 구동부(400)를 구동하기 위한 전기에너지로 변환하여 축전하는 축전지(120)가 설치된다.
상기 축전지(120)는 실질적으로 주행 구동부(420), 승강 구동부(430) 및 로봇 구동부(440), 슬라이딩 구동부(130)를 구동시키기 위한 에너지이다.
따라서, 본 발명에서는 상시 태양광을 집광하여 축전할 수 있는 잇점이 있다.
또한, 본 발명에 따르는 착석부(200)에는 위성을 통해 위치 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보를 상기 제어부에 전송하는 지피에스 모듈(241)이 설치된다.
그리고, 상기 제어부(450)는 전송되는 위치 정보를 무선 통신 방식을 사용하여 다른 사람의 휴대 장치와 같은 단말기로 문자 정보 또는 음성 정보로 전송할 수 있다.
더하여, 상기 착석부(200)의 다수 위치에는, 사용자가 착석함에 따른 무게를 감지하고, 감지된 무게를 상기 제어부(450)로 전송하는 무게 센서(243)와, 온도를 감지하고, 감지한 온도를 상기 제어부(450)로 전송하는 온도 센서(242)가 설치될 수 있다.
상기 제어부(450)는 무게 센서(243)를 통해 측정된 무게가 기준 무게 이상을 이루는 경우, 착석부(200)에 장애인이 착석한 것으로 판단하고, 주행 구동부(420), 승강 구동부(430) 및 로봇 구동부(440), 슬라이딩 구동부(130)를 구동시킬 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(450)는 온도 센서(242)를 통해 측정된 온도가 기준 온도에 이르는 경우, 착석부(200)에 장애인이 착석한 것으로 판단하고, 주행 구동부(420), 승강 구동부(430) 및 로봇 구동부(440), 슬라이딩 구동부(130)를 구동시킬 있도록 한다.
이에 따라, 본 발명에서는 착석부(200)에 장애인이 착석되지 않은 상태로 음성 인식 구동부(400)가 구동됨에 따른 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따르는 주행 장치 본체부의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 8을 참조 하면, 본 발명에 따르는 주행 장치 본체부(100')는 하단 본체부(110')와, 상단 본체부(120')로 구성된다.
상기 하단 본체부(110')는 원반 형상으로 형성되며, 상기 제어부(450)로부터 구동 신호를 받아 회전되는 회전축(11)을 갖는 회전기(10)가 설치되며, 상기 다수의 휠(190)이 설치된다.
상기 상단 본체부(120')는 원반 형상으로 형성되며, 상기 하단 본체부(110')의 상단에 배치된다.
그리고, 상기 회전축(11)에 연결되어 회전되며, 상기 보조 로봇 다리부(300)가 설치된다.
즉, 상기 상단 본체부(120')에 상술한 제 1,2수용 공간(a1,a2)이 형성된다.
상기와 같은 구성 및 작용에 따라, 본 발명에 따르는 실시예는 차량 본체에 거미 다리 형상의 보조 로봇 다리를 구비하여 정지시 차량 본체가 안정적으로 유지되도록 한다.
또한, 차량 본체에 거미 다리 형상의 보조 로봇 다리를 구비하여 비탈길 또는 계단을 용이하게 오르거나 내려가도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 장애인의 음성을 인식하여 차량 본체의 운행 조건 및, 의자의 승강 위치를 자동으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 장애인이 착석하는 착석부의 승강 위치를 가변적으로 조절하여 장애인이 착석하는 경우, 또는 착석 후 운행하는 경우에 장애인의 운행 조건에 알맞도록 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 착석부의 각 구성을 힌지 연결하고, 이들을 접철 가능하게 하여 운행을 하지 않는 경우, 사각 박스 형상으로 접어 보관의 용이성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 착석부에 장애인이 착석됨을 감지하여 주행에 관련된 구동이 가능하도록 제어하여, 장애인이 착석하기 이전에 주행 장치가 구동되어 발생되는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 위성으로부터 위치 정보를 전달 받는 지피에스 모듈을 구비하여, 장애인이 주행 장치를 통해 이동시 장애인에게 이동 위치를 음성 또는 디스플레이를 통해 알려줄 수 있도록 함과 아울러, 보호자에게 장애인의 이동 위치를 실시간으로 알려줄 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 주행 장치 본체부를 원반 형상으로 구현하고, 상단 본체부를 회전 가능하게 하여, 장애인이 착석부에 착석한 상태로 방향 전환을 용이하게 할 수 있도록 할 수 있다.
이상, 본 발명의 음성 인식 구동 시스템을 갖는 보조 로봇 다리를 갖는 전동 휠체어에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형상이 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 주행 장치 본체부 110 : 본체
111a : 제 1수용 공간 111b : 제 2수용 공간
112 : 홀 120 : 축전지
130 : 슬라이딩 구동부 200 : 착석부
210 : 좌석부 220 : 등받이 부
230 : 다리 받침부 240 : 집관판
300 : 보조 로봇 다리부 310 : 보조 로봇 다리
311 : 단위 관절 312 : 회전 모터
400 : 음성 인식 구동부 410 : 음성 입력기
420 : 주행 구동부 430 : 승강 구동부
431 : 승강 부재 431a : 제 1승강 리브
431b : 제 2승강 리브 440 : 로봇 구동부
450 : 제어부 R1 : 제 1레일
R2 : 제 2레일 ROLL 1 : 제 1롤러
ROLL 2 : 제 2롤러

Claims (10)

  1. 하단에 다수의 휠이 마련되는 주행 장치 본체부;
    상기 주행 장치 본체부의 상단에 승강 가능하게 설치되는 착석부;
    상기 주행 장치 본체부에 삽입 및 돌출 가능하게 설치되며, 외부 동력에 의해 구동되는 다관절로 이루어지는 보조 로봇 다리부; 및
    외부로부터 입력되는 음성에서 기설정된 명령어를 추출하여, 상기 다수의 휠의 주행과, 상기 착석부의 승강 및, 상기 보조 로봇 다리부를 구동시키는 음성 인식 구동부를 포함하되,
    상기 음성 인식 구동부는, 상기 착석부에 설치되며, 외부로부터의 음성이 입력되는 음성 입력기와, 상기 다수의 휠의 주행을 제어하는 주행 구동부와, 상기 착석부의 승강을 제어하는 승강 구동부와, 상기 보조 로봇 다리부의 구동을 제어하는 로봇 구동부와, 상기 다수의 휠의 주행과, 상기 착석부의 승강 및 상기 보조 로봇 다리부의 구동을 제어하는 명령어들이 기설정되고, 상기 음성 입력기를 통해 입력되는 음성에서 상기 명령어들을 추출하고, 추출한 명령어에 해당되는 상기 주행 구동부 또는 상기 승강 구동부 또는 상기 로봇 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 주행 장치 본체부는, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받아 회전되는 회전축을 갖는 회전기가 설치되며, 상기 다수의 휠이 설치되는 원반 형상의 하단 본체부와, 상기 하단 본체부의 상단에 배치되되, 상기 회전축에 연결되어 회전되며, 상기 보조 로봇 다리부가 설치되는 원반 형상의 상단 본체부를 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 승강 구동부는,
    상기 주행 장치 본체부와 상기 착석부의 하단을 연결하고, 외부 동력에 의해 상하를 따라 길이가 조절되는 승강 부재와,
    상기 제어부로부터 구동 신호를 받아, 상기 승강 부재의 길이 조절 동작을 제어하는 구동 실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 승강 부재는, 서로 교차되도록 힌지 연결되어 접철되는 다수의 승강 리브를 구비하고,
    상기 다수의 승강 리브 중, 최하단의 한 쌍의 승강 리브 하단에는 제 1롤러가 각각 설치되고, 최상단의 한 쌍의 승강 리브 상단에는 각각 제 2롤러가 각각 설치되고,
    상기 주행 장치 본체부에는, 상기 각각의 제 1롤러가 구를 수 있는 제 1레일이 형성되고,
    상기 착석부의 하단에는, 상기 각각의 제 2롤러가 구를 수 있는 제 1레일이 형성되고,
    상기 구동 실린더는, 상기 제어부로부터 구동 신호를 받아 수평 방향을 따라 신축되는 축을 갖는 실린더 몸체를 구비하고,
    상기 축은, 상기 각각의 제 1롤러 중 어느 하나의 회전 중심에 연결되고, 다른 하나의 제 1롤러는 상기 제 1레일 상에서 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 로봇 다리부는, 상기 주행 장치 본체부의 양측부 다수의 위치에 배치되는 다수의 보조 로봇 다리를 구비하고,
    상기 다수의 보조 로봇 다리 각각은,
    다수의 단위 관절과,
    상기 다수의 단위 관절을 회전되도록 연결하고, 상기 로봇 구동부로부터 구동 신호를 받아 구동되는 다수의 회전 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 주행 장치 본체부의 양측부 다수 위치에는, 상기 다수의 보조 로봇 다리의 인입출이 가능한 홀들이 형성되고,
    상기 주행 장치 본체부의 내부에는, 상기 홀들을 통해 인입되는 상기 다수의 보조 로봇 다리가 수용되는 수용 공간이 형성되고,
    상기 수용 공간에는,
    상기 제어부로부터 제어 신호를 받아, 상기 다수의 보조 로봇 다리가 상기 수용 공간에 수용되도록 인입되거나, 외부로 인출되도록 상기 다수의 보조 로봇 다리가를 슬라이딩 이동시키는 슬라이딩 구동부가 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 착석부는,
    상기 승강 구동부와 연결되며, 좌석부와,
    상기 좌석부의 단부에 힌지 연결되어 접철 가능한 등받이부와,
    상기 좌석부의 양단부에 힌지 연결되어 접철 가능한 손잡이부와,
    상기 좌석부의 선단에 힌지 연결되어 접철 가능한 다리 받침부를 구비하되,
    상기 등받이부와, 상기 다리 받침부가 접히면, 상기 착석부는 사각 박스 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 착석부에는, 태양광을 집광하는 집광판이 설치되고,
    상기 주행 장치 본체부에는, 상기 집광판에서 집광된 열에너지를 상기 음성 인식 구동부를 구동하기 위한 전기에너지로 변환하여 축전하는 축전지가 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 착석부에는,
    위성을 통해 위치 정보를 수신하고, 수신된 위치 정보를 상기 제어부에 전송하는 지피에스 모듈이 설치되고,
    상기 착석부의 다수 위치에는, 사용자가 착석함에 따른 무게를 감지하고, 감지된 무게를 상기 제어부로 전송하는 무게 센서와, 온도를 감지하고, 감지한 온도를 상기 제어부로 전송하는 온도 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 음성 인식 구동 시스템을 갖는 전동 휠체어.
  10. 삭제
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