KR101180678B1 - 전동식 이동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식 이동장치를 제공하기 위한 것으로, 차체 프레임의 양측에 구동모터에 의해 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 허브리스 휠을 구비하고, 한 쌍의 허브리스 휠의 내륜에 차체 프레임을 안착하고, 한 쌍의 허브리스 휠은 전방 또는 후방에서 볼 때 역"v"자 형상을 가지도록 구비하고, 한 쌍의 허브리스 휠의 전후 방향의 각 내륜 사이공간에 구동모터에 전원을 공급하는 배터리를 배치함으로써, 안정적이고 실용적인 전동식 이동장치를 제공하게 된다.

Description

전동식 이동장치{ELECTRICAL MOBILE APPARATUS}

본 발명은 사용자가 탑승하여 이동하기 위한 개인용 전동식 이동장치에 관한 것이다.

근래에는 생활이 윤택해 짐에 따라, 여가를 즐기기 위한 다양한 레포즈용 상품이 개발되어 널리 확산되고 있다.

레포츠용 상품 중 1인용 첨단 이동기기로서 가속기와 제동장치 없이 센서가 탑승자의 무게를 감지하여 두 개의 바퀴로도 넘어지지 않고 전,후진 및 정지가 가능한 세그웨이로 불리우는 전동식 이동장치가 개시되고 있다.

세그웨이는 일반적으로 바퀴가 양쪽에 달려 있고, 바퀴 사이에 발판이 마련되어 그 위에 사람이 선 채로 운전하도록 마련된다.

이러한 세그웨이는 그 무게중심이 바퀴 중심보다 높아 안정성이 떨어지고, 짐을 실을 수 있는 공간이 없는 단점이 있다.

본 발명의 일측면은 안정성이 높은 전동식 이동장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은 실용적일 뿐만 아니라 심미감이 향상된 전동식 이동장치를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 전동식 구동장치는 차체 프레임;과, 각각 상기 차체 프레임을 지지하는 내륜과, 구동부로부터 동력을 전달받아 회전하도록 상기 내륜 외측에 회전 가능하게 결합된 외륜, 상기 외륜의 외주면에 결합된 고무타이어를 구비하며, 하측으로 갈수록 그 사이가 벌어지도록 상기 차체 프레임의 양측에 배치되는 한 쌍의 허브리스 휠;을 포함하고, 상기 구동부는 상기 한 쌍의 허브리스 휠을 개별적으로 구동하기 위한 구동모터를 포함하고, 상기 차체 프레임의 전,후방에서 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 마주보는 상기 내륜 사이에는 상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 배터리가 각각 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내륜과 외륜 사이에는 베어링이 구비되고, 상기 외륜의 내주면에는 상기 모터의 회전축에 결합된 피니언과 치합되는 기어부가 구비될 수 있다.

또한, 상기 차체 프레임에 결합되어 상기 구동부를 커버하는 커버 플레이트를 포함하고, 상기 커버 플레이트는 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 개구된 중심부에 배치되는 평판부와, 상기 평판부의 양측에서 굴곡 연장되어 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 외측으로 연장된 발판부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 허브리스 휠 상부에는 안장부가 구비되고, 상기 안장부에는 전후 방향으로 연장 형성된 빗자루 형태의 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 차체 프레임에 설치되고, 상기 차체 프레임의 가속도 및/또는 기울기 변화를 감지하기 위한 가속도 센서 및 차체 프레임의 속도 변화를 감지하기 위한 자이로 센서를 포함하는 제어모듈을 더 포함할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 이동장치는 무게중심이 낮아 안정적인 운행이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 이동장치는 물건을 실을 수 있는 공간을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 심미감 역시 향상되게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 이동장치의 외관을 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 이동장치의 내부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 구동부의 결합관계를 도시한 것이다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 전동식 이동장치의 기술적 사상에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동식 이동장치의 외관을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 이동장치의 내부 구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 구동부의 결합관계를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 이동장치는 차페 프레임(10)과, 좌우 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)과, 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)을 구동하기 위한 구동부(30)와, 구동부(30)를 제어하기 위한 제어모듈(50)과, 구동부(30) 및 제어모듈(50)에 전원을 공급하기 위한 배터리(60)를 포함하여 구성될 수 있다.

한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)은 각각 차체 프레임(10)의 주행방향과 직교하는 방향의 양측에 배치되되, 상부에서 하부로 갈수록 그 사이가 점점 멀어지는 역 "Ｖ"자 형상을 가지도록 마련된다. 이는 전동식 이동장치의 전방 또는 후방에서 볼 때 위쪽의 간격이 좁고 아래쪽의 간격이 넓어 안정적인 자세를 가지게 된다.

한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)은 그 중앙부가 개구된 환형의 형태를 이루며, 차체 프레임(10)은 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 내측에 배치된다. 이는 차체 내측에 물건을 수납할 수 있는 공간을 확보할 수 있기 위함이다.

한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)은 각각 차체 프레임(10)에 고정되는 내륜(21)과, 내륜(21)의 외측에 배치되어 구동부(30)로부터 동력을 전달받아 회전하는 외륜(22)과, 외륜(22)의 외주면에 결합된 고무타이어(23)를 포함할 수 있다.

차페 프레임(10)은 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 중앙부 하측에서 각 내륜(21) 사이에 연결되어, 구동부(30)를 장착하는 설치공간을 형성할 수 있다.

구동부(30)는 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)을 각각 개별적으로 구동하기 위한 한 쌍의 구동모터(31)와, 한 쌍의 구동모터(31)를 제어하기 위한 제어모듈(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

차체 프레임(10)의 양측에는 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)을 각각 구동하기 위한 한 쌍의 구동모터(31)가 대향하도록 설치되고, 한 쌍의 구동모터(31)의 모터축(31a)에는 피니언(32)이 결합된다.

피니언(32)은 외륜(22)의 내주면에 형성된 기어부(22a)와 맞물리도록 결합되고, 외륜(22)과 내륜(21) 사이에는 베어링(25)이 구비될 수 있다.

이러한 구성을 통하여, 구동모터(31)의 회전력은 피니언(32)과 치합되는 기어부(22a)를 통해 외륜(22)에 전달되고, 피니언(32)과 기어부(32a)가 맞물리게 되면서 외륜(22)을 회전시키게 된다.

이때, 내륜(21)과 외륜(22) 사이에는 베어링(25)이 구비됨에 따라, 그 마찰저항은 감소하게 된다. 한편, 본 실시예에서의 기어부(32a)와 피니언(32)의 감속비는 17.5:1의 감속비를 가지도록 구비될 수 있다.

구동모터(31)는 차체 프레임(10)에 설치되는 제어모듈(50)을 통하여 제어된다.

제어모듈(50)은 구동모터(31)와 전기적으로 연결되는 구동 회로기판(51)을 구비하고, 구동 회로기판(51)에는 한 쌍의 구동모터(31)의 속도를 각각 제어하기 위한 H 브리지 구동회로 및 제어처리, 연산 처리등을 행하는 마이크로 프로세서를 구비할 수 있다.

또한, 제어모듈(50)은 차체 프레임(10)의 자세 변화를 감지하기 위하여 차체 프레임(10)에 결합되는 가속도 센서 및 자이로 센서를 구비할 수 있다.

가속도센서는 차체 프레임(10)의 가속도 변화를 감지할 뿐만 아니라 차체 프레임(10)의 기울기를 감지하고, 자이로 센서는 차체의 회전 각속도를 측정하여 차체의 속도 변화를 감지한다.

가속도 센서 및 자이로 센서에 의해 감지된 신호는 마이크로 프로세서로 전달되고, 마이크로 프로세서는 감지 신호에 따라 H 브리지 구동회로를 통하여 한 쌍의 구동모터(31)를 동작시키고, 한 쌍의 구동모터(31)의 구동력은 각각 피니언(32)과 기어부(22a)를 통해 외륜(22)까지 전달되며, 외륜(22)은 내륜(21)에 대해 상대적으로 회전하게 된다.

즉, 제어모듈(50)은 가속도 센서 및 자이로 센서로부터 차체 프레임(10)의 자세 변화를 감지하여 한 쌍의 구동모터(31)의 회전력을 개별적으로 제어함에 따라 전동식 이동장치의 가감속 및 좌/우 선회 동작을 제어하게 된다.

배터리(60)는 제어모듈(50) 및 한 쌍의 구동모터(31)로의 전원을 공급한다. 이러한 배터리(60)는 차체의 무게 중심을 맞추도록 차체 프레임(10)의 전후 방향에서 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R) 사이 공간에 배치될 수 있다.

차체 프레임(10)에 설치되는 제어모듈(50)은 외부로 노출되지 않도록 커버 플레이트(70)에 의해 커버될 수 있다.

커버 플레이트(70)은 평판 형태로 구비되고, 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 내측에 배치되어 차체 프레임(10)의 상부를 덮는 평판부(71)와, 평판부(71)의 양측에서 굴곡 연장되어 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 외측으로 돌출된 발판부(73)를 포함할 수 있다.

평판부(71)는 제어모듈(50)을 커버할 뿐만 아니라 사용자가 물건을 올려 놓을 수 있는 선반의 기능을 수행하고, 발판부(73)는 사용자가 탑승시 발을 얹을 수 있는 기능을 수행한다.

평판부(71)와 발판부(73)는 단차지게 형성되고, 그 사이를 연결하는 수직부(72)를 통하여 회전하는 외륜(22)에 의한 신체적인 접촉을 방지하게 된다.

한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 상부에는 탑승자가 앉을 수 있는 안착부(80)가 구비되고, 안착부(80)의 전후 방향으로 연장 형성된 부재(90)를 구비할 수 있다.

부재(90)는 탐승자의 심미감을 향상시킬 수 있도록 빗자루 형태로 구비될 수 있다.

이러한 구성을 통하여, 한 쌍의 허브리스 휠(20L,20R)의 내부에는 물건을 올려 놓을 수 있는 공간을 확보할 수 있게 되며, 지면과 근접한 위치에 배치되는 각종 부품들에 의하여 그 무게 중심이 낮게 되므로 안정적인 운행이 가능하게 된다.

또한, 빗자루 형태의 부재(90)가 마련됨에 따라, 탑승자는 동화속의 빗자루를 타는 느낌을 가질 수 있게 되므로, 그 심미감은 더욱더 향상되게 된다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 차체 프레임, 20L,20R: 허브리스 휠,
21: 내륜, 22: 외륜,
22a: 기어부, 25: 베어링,
30: 구동부, 31: 구동모터,
32: 피니언, 50: 제어모듈,
60: 배터리, 70: 커버 플레이트,
80: 안착부.

Claims (5)

1. 차체 프레임;과,
   각각 상기 차체 프레임을 지지하는 내륜과, 구동부로부터 동력을 전달받아 회전하도록 상기 내륜 외측에 회전 가능하게 결합된 외륜, 상기 외륜의 외주면에 결합된 고무타이어를 구비하며, 하측으로 갈수록 그 사이가 벌어지도록 상기 차체 프레임의 양측에 배치되는 한 쌍의 허브리스 휠;을 포함하고,
   상기 구동부는 상기 한 쌍의 허브리스 휠을 개별적으로 구동하기 위한 구동모터를 포함하고, 상기 차체 프레임의 전,후방에서 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 마주보는 상기 내륜 사이에는 상기 구동부에 전원을 공급하기 위한 배터리가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 전동식 이동장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 내륜과 외륜 사이에는 베어링이 구비되고,
   상기 외륜의 내주면에는 상기 모터의 회전축에 결합된 피니언과 치합되는 기어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 이동장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 차체 프레임에 결합되어 상기 구동부를 커버하는 커버 플레이트를 포함하고,
   상기 커버 플레이트는 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 개구된 중심부에 배치되는 평판부와, 상기 평판부의 양측에서 굴곡 연장되어 상기 한 쌍의 허브리스 휠의 외측으로 연장된 발판부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 이동장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 한 쌍의 허브리스 휠 상부에는 안장부가 구비되고,
   상기 안장부에는 전후 방향으로 연장 형성된 빗자루 형태의 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 이동장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 차체 프레임에 설치되고, 상기 차체 프레임의 가속도 및/또는 기울기 변화를 감지하기 위한 가속도 센서 및 차체 프레임의 속도 변화를 감지하기 위한 자이로 센서를 포함하는 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 이동장치.

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