• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.189-190
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• 2016

본 논문은 휠체어의 탑승자의 구동력과 BLDCM(Brushless DC Motor) 에서 출력되는 보조력인 전기적인 구동력을 동시에 사용하는 탈부착형 수전동 휠체어의 제어기를 제안한다. 제안된 방식에서는 탈부착형 수전동 휠체어 제어기는 휠체어의 기울기와 휠체어의 상관관계를 바탕으로, 탑승자의 휠체어 림 구동 상태를 추정하여 휠체어의 전동력을 전달하는 BLDCM에서 구동력을 사용자의 지령에 따라 보조하도록 제어한다. 사용자의 요구 상태는 림의 구동에 따른 휠체어의 상태를 가속도, 자이로 센서를 이용해 측정을 하게 되고, 이를 상보필터를 사용해 각도를 보정하여, 지령치를 계산하고, 구동부는 지령치에 따라 휠체어에 필요한 전동력을 발생하게 된다. 탈부착형 수전동 휠체어의 제어방식은 시뮬레이션을 통해 가능성을 검증하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.211-214
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• 2002

본 연구에서는 지체 부자유자들이 가장 많이 사용하는 전동형 휠체어를 이용하여, 조이스틱과 음성인식 모듈을 전동 휠체어에 부착하고 여기에 인공지능 기법을 적용하여 조이스틱과 음성인식 의해 휠체어를 제어하였으며, 각 휠체어의 각 부분을 모듈별로 구성하여 제작하였다. 그리고 조이스틱으로 휠체어를 제어하지 않고 음성인식으로 만 휠체어를 제어 동작했을 경우에 휠체어가 주행중에 장애물이 주행 경로 상에 갑자기 나타났을 때 장애물에 대해 즉시 정지하거나 회피하지 못할 경우가 발생하게 된다. 그래서 전동휠체어의 앞면과 됫면에 초음파 센서를 부착하여 갑자기 장애물이 나타났을 때 전동휠체어가 장애물에 대해 지능적으로 정지하거나 회피 할 수 있도록 퍼지이론을 적용하여 장애물에 대해서 지능적인 동작이 가능하도록 하였다.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2009년도 춘계학술대회 미래 IT융합기술 및 전략
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• pp.88-92
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• 2009

본 논문에서는 시선인식을 이용한 지능형 휠체어 시스템에 대해 설명한다. 지능형 휠체어는 초음파센서를 이용하여 전동휠체어가 장애물을 감지하여 회피할 수 있게 하고, 조이스틱을 움직이기 힘든 중증 장애인을 위해 시선인식 및 추적을 이용하여 전동휠체어를 움직일 수 있게 하는 인터페이스를 제안한다. 지능형 휠체어는 시선인식 및 추적 모듈, 사용자 인터페이스, 장애물 회피 모듈, 모터 제어 모듈, 초음파 센서 모듈로 구성된다. 시선인식 및 추적 모듈은 적외선 카메라와 두개의 광원으로 사용자 눈의 각막 표면에 두 개의 반사점을 생성하고, 중심점을 구한 뒤, 동공의 중심점과 두 반사점의 중심을 이용하여 시선 추적을 한다. 시선이 응시하는 곳의 명령어를 사용자 인터페이스를 통해서 하달 받고, 모터 제어 모듈은 하달된 명령과 센서들에 의해 반환된 장애물과의 거리 정보로 모터제어보드에 연결되어 있는 두 개의 좌우 모터들을 조종한다. 센서 모듈은 전등휠체어가 움직이는 동안에 주기적으로 센서들로부터 거리 값을 반환 받아 벽 또는 장애물을 감지하여 장애물 회피 모듈에 의해 장애물을 우회 하도록 움직인다. 제안된 방법의 인터페이스는 실험을 통해 시선을 이용하여 지능형 휠체어에 명령을 하달하고 지능형 휠체어가 임의로 설치된 장애물을 효과적으로 감지하고 보다 정확하게 장애물을 회피 할 수 있음을 보였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2012년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.245-247
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• 2012

지능형 휠체어 구현에 있어 초음파 센서의 배열은 전동휠체어가 장애물을 감지할 수 있는 능력을 결정한다. 따라서 본 논문에서는 지능형 휠체어의 초음파 센서의 효과적인 배열 방법을 제안하고 실험을 통하여 검증한다. 초음파 센서 모듈은 총 10개의 4개 세트로 구성되어 있다. 전동 휠체어의 전방, 좌, 우측에는 각각 3개의 센서를 48도씩 중첩되게 겹쳐 하나의 세트로 구성하고, 후방에는 하나의 센서를 구성한다. 제안된 방법의 센서 배열은 실험을 통해 지능형 휠체어가 임의로 설치된 장애물을 효과적으로 감지하고 보다 정확하게 장애물을 회피 할 수 있음을 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2019년도 제60차 하계학술대회논문집 27권2호
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• pp.143-144
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• 2019

본 논문은 현대에 신체활동(Physical activity)를 하지 않으면 심혈관계질환, 당뇨, 암, 골다공증 등과 같은 질환의 위험성을 가지고 있음에도 불구하고 공간부족, 시간부족, 날씨 등으로 제약을 받아 신체활동이 부족한 척수장애인의 들을 위한 스마트 휠체어 트레드밀을 개발함이다. 기존의 휠체어 트레드밀은 휠체어를 생활할 때 사용하는 대상자들에게 신체활동을 제공하였다. 스마트 휠체어 트레드밀은 경사(Slope-Incline, Decline)를 조절하여 개별마다 다른 건강체력능력에 운동강도(Exercise intensity)를 다르게 할 수 있다. 또한 스마트 휠체어 트레드밀은 거리측정, 속도측정이 가능한 센서를 부착하여 대상자의 운동량을 알 수 있을 뿐만 아니라 체중측정도 가능하여 대상자의 운동량에 대한 칼로리소모량을 얻을 수 있다. 이러한 스마트 휠체어 트레드밀과 VR(Virtual reality) 프로그램, 게임을 접목시켜 척수장애인들의 신체활동에 흥미를 증진 시킬 수 있다.

• 한국운동역학회지
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• 제12권2호
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• pp.215-227
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• 2002

본 연구의 목적은 정상인 휠체어 농구 선수 8명을 대상으로 추진 및 방향전환 동작의 소요시간 측정 및 운동학적 분석을 통하여 포지션별 농구용 휠체어가 추진동작에 미치는 효과를 규명하는데 있다. 포지션별(포드, 센타, 가드) 휠체어의 한 주기(핸드림 접촉에서 다음 핸드림 접촉까지)를 2차원 DLT 방식을 이용하여 구하고자 하는 변인을 산출하였다. 가드용 휠체어는 직선 구간 및 방향전환 구간 모두에서 가장 빠르게 나타났으며, 센타용 휠체어는 방향전환 구간에서 제일 느린 것으로 나타났다. 이동 속도가 가장 빠른 가드용 휠체어는 손이 TDC(Top Dead Center)에 더 가깝게 접촉하며, 더 오랫동안 핸드림에 힘을 가해서 추진하며, 분당 추진빈도는 가장 적은 것으로 나타났다. 반면에 센타용 휠체어는 손이 TDC에서 가장 멀리 접촉하며, 가장 짧은 범위에서 핸드림에 힘을 가해서 추진하는 것으로 나타났다. 가드용 휠체어는 핸드림 접촉시 팔꿈치를 가장 많이 굽히고 몸통을 가장 많이 세우며, 센타용 휠체어는 핸드림 접촉시 팔꿈치를 가장 많이 펴고 몸통을 많이 굽히며 핸드림 이지시 가드용 휠체어에 비해 팔꿈치를 많이 펴는 것으로 나타났다. 휠체어 추진시 좌석의 높이가 가장 낮은 가드용 휠체어는 포드용 및 센타용 휠체어보다 팔꿈치 및 몸통각의 범위가 가장 큰 것으로 나타났다. 몸통 최대 각속도에서 가드용 휠체어는 다른 휠체어와 비교해서 가장 큰 값을 나타냈다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1296-1301
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• 2012

본 논문은 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정하고 이를 통해 사용자의 구동 의지에 따른 휠체어 구동 제어를 수행할 수 있는 시스템 개발에 관한 논문이다. 최근 고령자의 증가에 따른 다양한 편의 기구가 증가되고 있으며 이에 따라 휠체어에 대한 관심이 증가되고 있다. 특히 힘 보조형 휠체어의 경우 기존의 전동 휠체어가 갖고 있는 운동 부족 등의 문제점을 해결할 수 있도록 고안된 휠체어이다. 본 논문에서는 이러한 힘 보조형 휠체어에 있어 사용자의 구동 의지력을 측정할 수 있는 센서를 제안하였고 이를 통해 사용자의 구동 의지력에 따른 휠체어 제어를 수행하였으며 이를 실험을 통해 검증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.89-94
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• 2022

최근 고령화 사회가 가속화되며 휠체어 사용이 늘고, 이에 따른 휠체어 사고 또한 증가하고 있다. 그러나 이러한 상황 속에서도 국내 휠체어 시장은 휠체어의 충돌, 넘어짐 사고를 막을 추가적인 기능들의 개발이 미진한 상태이다. 그리하여 본 논문에서는 4차 산업혁명 시대에 발맞추어 휠체어가 장애물을 자동으로 피해가고, 넘어짐이 감지되면 연동 어플리케이션에 알림이 가며 어플리케이션에서 카메라 모니터링이 가능하고, 계단을 오를 수 있는 계단용 바퀴와 자동 조도 감지 센서 전조등의 기능들이 탑재된 지능형 스마트 휠체어를 설계하고 구현하고자 한다. 이에 따라 점차 늘어나는 휠체어 사용자들의 편의를 증대시키고 빈번히 일어나는 휠체어 사고를 막을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.571-577
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• 2019

본 연구에서는 휠체어 사용 장애인을 대상으로 한국형 휠체어 탑승 가능한 고속버스의 사용성 평가를 수행하여 휠체어 탑승 시스템에 대한 효과성, 효율성, 만족도에 대해 알아보았다. 지역사회에서 생활하는 수동휠체어 사용자 11명, 전동휠체어 사용자 9명을 모집하여 휠체어 탑승 버스 승차하기, 휠체어로 내부에서 이동하기, 휠체어 탑승 버스 하차하기의 3가지 시나리오를 이용하여 사용성 평가를 수행하였다. 효과성은 과제 성공 여부로 측정하였으며, 효율성은 과제의 난이도와 수행의 노력도, 만족도는 제품에 대한 수용도와 전반적인 시스템 사용도 지표를 이용하여 측정하였다. 연구결과, 휠체어 사용자 20명은 3가지 시나리오 수행을 완료하였으며, 효율성에서 난이도 측정결과0.33점(적당하다)과 1.36점(조금쉽다) 사이에 분포 하였다. 수행의 노력도는 8.36점(전혀 힘들지 않음)부터 11.78점(가벼움)으로 측정되었다. 만족도에서 수용도는 1.00점(조금은 받아들일 수 있다)부터 2점(받아들일 수 있다) 사이에 분포하였으며, 전반적인 시스템 사용도는 수동휠체어가 70.7점으로 C등급의 수용가능한 경계선의 시스템으로 측정되었고, 전동휠체어는 73.1점으로 B등급으로 측정되었다. 본 연구는 국내에서 개발된 한국형 휠체어 탑승 고속버스에 대하여 휠체어 사용 장애인을 대상으로 사용성 연구를 수행함으로써 장애인의 대중교통 접근성과 이동성 확보 및 연구 방법에 대한 기초적인 근거를 제공했다는 점에서 학술적 의의를 가진다. 추후에는 사용성에 대한 근거 수준의 질적 향상을 위해 다수의 연구 참여자와 다양한 휠체어 종류를 통한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.1-8
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• 2019

우리나라는 고령화 사회로 급속하게 진입함에 따라 휠체어 사용 교통약자는 지속적으로 증가하고 있다. 그러나, 휠체어를 사용하는 교통약자가 고속버스를 이용하는 것은 거의 불가능하다. 따라서, 휠체어 사용자의 이동권 확보를 위한 고속버스의 개발이 필요하다. 이러한 휠체어 사용자를 위한 버스는 측면부에 휠체어 승객이 자유롭게 이동할 수 있는 전용 출입구, 휠체어 승객을 차실로 안전하게 이동시킬 수 있는 리프트 및 공간 활용성을 고려하여 휠체어 사용자가 탑승하지 않는 경우 일반 좌석으로 사용할 수 있는 가변 좌석의 개발이 필수적이다. 고속버스용 휠체어 전용 출입구의 개발은 기존 고속버스 차량에 대한 설계 변경, 개조 및 프레임 보강을 필요로 한다. 본 연구에서는 휠체어 사용자를 위한 승강구 시스템 개조부 설계와 유한 요소 모델을 이용한 구조 건전성을 평가하였다. 구조 해석을 통해 비틀림 강성 및 고유 모드 해석이 수행되었으며, 개조부 프레임에 대한 민감도 평가를 수행하고 개조부에 대한 최적화를 통해 경량화를 수행하였다. 휠체어 출입구 개조부에 대한 본 연구결과는 차량 개조 및 복지산업에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.