전동휠체어 압력분포 측정시스템 개발

Development of pressure measuring system for powered-wheelchair

본 논문에서는 전동휠체어용 압력분포 측정시스템을 개발하고, 실제 휠체어 사용자들을 대상으로 동작분석과 연계한 압력분포 변화실험을 통해 유의성을 검증하고자 하였다. 측정시스템은 휠체어 이동방향에 따른 압력분포 변화 측정을 위해 64ch의 시트쿠션 FSR 센서신호 및 좌 우 각 30ch의 팔걸이 FSR 센서신호를 2ch의 좌 우 바퀴형 엔코더 신호와 동시에 12bit, 10Hz의 샘플링 속도로 획득할 수 있도록 개발하였으며, 이 신호들을 USB 인터페이스를 통해 휠체어 뒤쪽에 장착 가능한 노트북PC로 전송 후 실시간으로 화면표시, 저장, 재생을 수행할 수 있는 실시간 신호처리 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 측정시스템을 사용한 압력분포 변화 실험은 실제 휠체어 사용자 10인을 대상으로 적외선 마커 기반의 동작분석실에서 3D 동작분석과 연계하여 실시하였다. 실험결과, 휠체어 진행 중 회전구간에서 몸이 회전의 바깥 방향으로 기울어지는 것을 확인할 수 있었으며 실험결과 및 실험 후 인터뷰를 통해 전동휠체어 설계 시 시트의 형태에 대한 개선요구사항을 획득할 수 있었다.

In this paper, we developed pressure mesuring system for powered wheelchair and tried to validate the usefulness of developed system by pressure measuring experiment with 3D motion analysis. This system consist of 64ch seat FSR(Force Sensitive Resistance) sensor unit, 30ch*2 armchair FSR sensor unit, analog and digital hardware board, 2ch rotary encoder unit and realtime signal processing & display S/W. And each data acquired from this system has sampling frequency of 12bit, 10Hz. Pressure measuring experiment for 10 persons who use wheelchair in real life was performed in the 3D vision analysis room. From the experiment, we obtained result that the center line of body inclined to outside direction during powered-wheelchair rotate any direction.