• 전자공학회논문지
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• 제52권7호
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• pp.153-161
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• 2015

본 논문에서는 사회적 약자(노약자, 장애인 등)들의 사회 경제적 삶의 질 향상을 위한 기술개발(Quality of Life Technology, QoLT)의 일환으로, 다양한 실내외 환경에 대해서 안정적이고 안전한 주행이 가능한 스마트 휠체어 시스템을 개발하고, 이를 효과적으로 운영하기 위한 주행 프레임워크를 제안한다. 특히, 휠체어 탑승자(장애인, 노약자)의 인지/조작능력 부족에 따른 자동/수동 주행 시 편의성과 안전성을 보장하기 위해, 먼저 환경에 최적화된 센서들을 기반으로 사용자 중심의 스마트 휠체어 시스템을 개발하고, 다양한 주행 환경의 변화에 실시간 대응은 물론, 탑승시 안정성을 보장하기 위한 계층적 구조의 주행 프레임워크를 제안, 적용함으로써 보다 효과적인 운영이 가능하도록 하였다. 제안된 방법들에 대한 다양한 실험들을 통해 개발된 스마트 휠체어 시스템과 주행 시스템에 대한 안전성은 물론 효율성을 증명, 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.171-176
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• 2019

본 연구는 복합재를 사용한 휠체어 고정구의 구조 강도 특성에 대하여 평가하였다. 이를 위해 특별교통수단 내 휠체어 고정구의 시험 기준 ISO 10542에 의거하여 전방 충돌 슬레드 유한요소해석을 진행하였고, 이를 통해 얻은 고정구에 작용하는 하중데이터를 휠체어 고정구 유한요소해석의 초기 조건으로 사용하였다. 고정구는 블록, 가이드, 레일로 구성되어 있으며, 이 중에서 레일의 중량 비율이 가장 높기 때문에 탄소섬유 에폭시 복합재를 레일에 적용하는 것이 적합한 것으로 나타났다. 또한 기존의 레일에서 하단 부분을 복합재로 적용한 하이브리드 레일은 기존 SAPH 440으로 제작된 레일의 구조강도와 비슷하게 설계할 경우, 약 27% 정도 경량화를 달성할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제26권2호
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• pp.9-13
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• 2022

벨트나 체인을 이용한 감속기는 간단한 장치이긴 하지만 공간을 많이 차지하여 공간상의 제약이 있기 때문에 전동휠체어 구동부에는 부적합하다. 하지만 유성기어형태의 감속기는 동일 축에서 감속이 이루어지기 때문에 부피를 작게 할 수 있어 공간의 제약이 벨트나 체인형태의 감속기보다 덜하다. 따라서 본 연구에서는 수·전동전환이 가능한 휠체어의 구동부에 대한 연구를 통하여 유성기어형태를 이용한 감속기로 큰 추진력을 얻을 수 있는 구동부를 개발하였다. 그에 따라 감속기에 적용되는 유성기어의 치형을 Kisssoft 프로그램을 이용하여 설계를 진행하였다. 또한 기존 휠체어 바퀴에 적용 가능하도록 구동부의 설계를 진행하였고, 구동부의 수·전동 전환원리 및 작동원리에 대한 메커니즘의 최적화를 진행하였다. 연구내용을 토대로 하나의 선기어와 2개의 유성기어, 하나의 링기어를 갖는 유성기어 형태의 휠체어 감속기 구동부의 최종 설계 및 제작을 진행하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.9-15
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• 2012

본 논문에서는 장애인 자가운전을 위한 휠체어 자동탑재기능을 가지는 캐리어를 개발하기 위하여 기구학적 동특성을 분석하고 기구부의 안전성을 고려한 강도 해석을 하였다. 휠체어 자동탑재장치의 실차량 장착 및 크기를 고려한 자가운전용 차량으로는 9인승 승합차량을 선정하였다. 먼저 기구학적 동특성과 구동 방식을 결정하고, 운동 궤적 및 동작 프로세스를 참조하여 캐리어를 적용하고자 하는 승합 차량에 대한 간섭여부를 확인하여 기구학적 개념 설계를 확정하고 기구부의 안전성을 확인하기 위해 강도해석을 통하여 설계의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권6호
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• pp.179-187
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• 2004

In this study, for a safety assessment of wheelchair occupant in frontal and side impact of wheelchair loaded vehicle, a sled impact test was perfumed. Each test was carried out total 6 times, by using Hybrid III 50th-percentile male dummy in light weight and electric wheelchair. We estimate MC(Motion Criteria), CIC(Combined Injury Criteria), HIC(Head Injury Criteria), HNIC(Head and Neck Injury Criteria) based on measured data. Through this study, we make an assessment of risk analysis of wheelchair occupant and wheelchair. Through this study, safety standard of wheelchair is to be evaluated.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.369-372
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• 2010

휠체어 사용자의 이동을 방해하는 요소에는 도로의 경사도, 보도 턱과 같은 물리적인 장벽이 있다. 하지만 물리적 장벽을 직접적으로 제거하기에는 한계가 있고, 힘든 곳들도 많다. 이러한 도로사정 속에서 휠체어 사용자들의 이동상의 어려움을 줄이기 위해 목적지까지 안전하게 이동 가능한 길에 대한 정보를 제공하는 시스템, 가디안을 제안한다. 가디안은 웹 상의 지도 서비스에 수치지도의 정보를 추가하여 도로 경사도 및 기타 장애시설의 정보를 제공한다. 또한, 도로마다 색상의 농도에 따른 안전함의 정도를 표시하고, 사용자 참여기능을 이용하여 도로의 돌발상황 상태를 입력하고 확인할 수 있으며, 보호자와의 실시간 연결 기능을 통해 혼자서 이동하는 두려움을 제거하여 안전한 이동의 완성도를 추구하였다. 여기서는 가디안 시스템의 구조 및 구현을 보인다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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• pp.980-981
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• 2023

본 논문은 생체신호 분석과 인공지능으로 전동휠체어 제어 시스템을 개발한다. 얼굴 근육 움직임에서 나오는 생체신호를 분석하고, 인공지능 모델로 생체신호 패턴을 학습하여 눈동자 및 얼굴 움직임을 해석하고 이를 토대로 전진, 후진, 좌회전, 우회전, 정지, 제어와 같은 6가지 기능을 전동휠체어에 적용하고 신체 제한자의 이용 용이성 및 삶의 질 향상을 목표로 한다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.33-39
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• 2013

거동이 불편한 노인 및 장애인의 이동을 위한 휠체어 사용 시, 사용하지 않는 상 하지의 근력 저하 등 운동 능력의 감소를 초래할 수 있다. 특히, 척수손상 및 뇌졸중 편마비와 같은 중증 장애인은 거동이 제한되어 운동이 부족하고 근력 유지가 어렵다. 본 논문에서는 이러한 중증 장애인의 특성을 고려하여 상 하지 운동 및 재활훈련이 가능한 지능형 휠체어 로봇 시스템을 설계하였다. 이 시스템은 전동 휠체어, 개인의 특성 파악을 위한 생체인식모듈, 그리고 상 하지 재활 로봇으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 개발된 로봇의 설계 및 구성에 대해 설명하고 운용 방법을 제시한다. 또한, 제안한 시스템의 추종 성능을 검증하기 위하여, 비장애인 피험자를 대상으로 재활 운동 수행시 생체 신호 변화에 따른 위험상황 분석과 휠체어 로봇이 이동하면서 상 하지 재활운동 기능에 대한 성능평가를 수행한 결과, 피험자의 재활 운동 수행 시 위험상황 분석에 대한 평균 정확도는 86.7%, 관절각도 최대 오차는 상지 2.5도, 하지 2.3도로 재활 운동 수행에 충분한 추종성능을 나타냈다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 추계종합학술대회 B
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• pp.331-339
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• 2008

본 논문은 전동 휠체어 시스템에서 반 자율주행 및 안전 주행, 장애물 회피를 위한 퍼지 신경망 제어 주행 시스템을 제안, 디자인 및 임베디드 리눅스 시스템을 통해 구현하고 검증한다. 자율주행 장애물 검출 알고리즘을 위해 거리측정 센서를 통해 장애물의 크기를 파악하고 회피할 수 있는 폭과 각도, 거리 및 속도를 계산하여 계획된 경로대로 이동할 수 있는 알고리즘을 구현한다. 또한 거리측정 센서를 최소화하기 위해 휠체어 앞쪽에 2개의 스텝모터를 통해 거리측정 센서를 좌우로 움직이면서 패닝 스캔을 한다. 퍼지 신경망 제어 주행 시스템은 센서 스캐닝을 통한 맵 데이터를 분석하고 주행 알고리즘에 따른 자율 주행 경로를 설정한다. 정해진 자율 주행 경로는 퍼지 신경망 제어 주행시스템을 통해 전동 휠체어 컨트롤 주행을 제어 운용한다. 그리고 보호자를 위한 전동 휠체어 보호자 트래킹 알고리즘을 구현한다. 본 시스템은 장애인 및 움직임이 불편한 노인을 위한 반 자동 전동휠체어 시스템을 구축하여 안전하게 사용자가 운용할 수 있게 한다. 그리고 휴대용 생체 신호 측정센서를 부착하여 실시간 몸이 불편한 장애인의 생체신호를 모니터링 하여 이상 시 알람 경보를 보호자 및 관계자에게 전달한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1067-1076
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• 2016

본 논문은 고령자를 위한 하이브리형 전동 휠체어의 개발에 대해서 서술하였다. 개발된 하이브리드형 휠체어는 기존 전동 휠체어에 비해 기구적 및 제어적 특징을 가지고 있다. 기구적 특징으로써 인체공학적 등받이 브레이크 메커니즘을 새롭게 고안하였고, 이로부터 고령자들이 몸동작을 이용하여 손쉽게 제동을 할 수 있도록 하였다. 제어적 특징으로써, 휠 토크 보조, 마찰/관성보상, 중력보상 및 한 손 구동과 같은 다양한 동력보조 기능을 융합하여 고령 탑승자의 근력 부담을 현격히 감소시켰다. 휠 토크의 보조를 위해 핸드림에 스트레인게이지를 부착하여 탑승자가 가하는 휠 토크를 측정하였으며, 마찰보상과 관성보상을 위해 바퀴와 시트에 각각 자이로스코프와 가속도센서를 부착하였다. 또한, 중력보상을 위해 기울기 센서를 추가적으로 부착하였으며, 편마비 환자들과 같이 한 손 만을 사용할 수 있는 사용자들 위해서 시트 밑면에 부착된 압력 센서로부터 휠체어의 주행 방향을 인식하고 자이로스코프를 이용하여 반대편 휠의 각속도를 제어하는 한 손 주행 알고리즘을 새롭게 고안하였다. 최종적으로 본 연구에서 고안한 운동 보조 알고리즘의 성능을 각종 실험으로부터 검증하였다.