KR101770349B1 - 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치 - Google Patents

전동식 유모차 주행제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치에 관한 것으로써, 구체적으로는 전동식 유모차를 주행하는 보호자의 부주의나 주변에 외부적인 위험요소로 인하여 보호자가 유모차를 놓쳤을 경우에 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 바퀴의 일측에 설치되어 상기 바퀴를 구동하는 전동모터가 구비된 전동식 유모차에 있어서, 상기 유모차의 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 제 1 전압신호(0~5V)로 가변하여 출력하는 단계; 상기 유모차의 기울기를 측정하고 제 2 전압신호(0~3V)로 가변하여 출력하는 단계; 입력된 상기 제 1 전압신호 또는 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 전동모터의 속도제어신호를 출력하는 단계; 출력된 상기 속도제어신호에 따라 상기 전동모터의 속도를 조절하는 단계를 포함한다.

Description

전동식 유모차 주행제어방법 및 장치{TRAVEL CONTROL METHOD AND APPARATUS FOR ELECTROMOTIVE A BABY CARRIAGE}
본 발명은 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치에 관한 것으로써, 구체적으로는 전동식 유모차를 주행하는 보호자의 부주의나 주변에 외부적인 위험요소로 인하여 보호자가 유모차를 놓쳤을 경우에 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치에 관한 것이다.
유아가 안전하고 편리한 이동을 위해 사용하는 유모차는 유아가 있는 대부분의 가정에서 사용하고 있는 대표적인 유아용품이다
일반적으로 유모차는 유아가 착석하는 탑승부, 사용자가 유모차를 주행하기 위한 손잡이, 그리고 전, 후방 바퀴로 구성되어 있으며, 사용자가 보다 편리하게 유모차를 주행하기 위하여 바퀴에 전동모터가 설치된 전동식 유모차가 현재 시중에 개시되어 있다.
이러한 전동식 유모차는 주행의 편리성이 있으나 경사진 곳(오르막길 또는 내리막길)을 지나게 될 때 사용자가 손잡이를 놓치게 될 경우 탑승한 유아에게 치명적인 부상을 입힐 수가 있는 안전사고가 발생할 수 있다.
안전사고를 방지하기 위하여 전동모터의 작동 온/오프 스위치 또는 브레이크가 전동식 유모차에 설치되어 있으나 이러한 구성은 유모차를 주행하는 사용자에 의해 제어됨으로써, 사용자의 부주의나 주변환경에 의해 제어가 불가능한 상황이 생길 경우 안전사고를 방지하기 힘든 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0303416호(2003.02.07.공고.)
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 전동식 유모차를 주행하는 보호자의 부주의나 주변에 외부적인 위험요소로 인하여 보호자가 유모차를 놓쳤을 경우에 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 전동식 유모차 주행제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 전동식 유모차 주행제어방법을 구현하기 위한 유모차 주행제어장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 바퀴의 일측에 설치되어 상기 바퀴를 구동하는 전동모터가 구비된 전동식 유모차에 있어서, 상기 유모차의 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 제 1 전압신호(0~5V)로 가변하여 출력하는 단계; 상기 유모차의 기울기를 측정하고 제 2 전압신호(0~3V)로 가변하여 출력하는 단계; 입력된 상기 제 1 전압신호 또는 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 전동모터의 속도제어신호를 출력하는 단계; 출력된 상기 속도제어신호에 따라 상기 전동모터의 속도를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 제 1 전압신호가 0V 일 시, 상기 유모차의 기울기를 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제 2 전압신호가 1.5V 이하 시, 상기 전동모터의 속도를 줄여주어 상기 전동모터의 작동을 정지시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 제 2 전압신호가 1.5V 초과 시, 상기 전동모터의 속도를 줄여주어 상기 전동모터를 정지시킨 후 역회전시키는 것이 바람직하다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 바퀴의 일측에 설치되어 상기 바퀴를 구동하는 전동모터가 구비된 전동식 유모차에 있어서, 상기 유모차의 손잡이에 설치되며, 상기 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 제 1 전압신호(0~5V)로 가변하여 출력하는 압력센서; 상기 유모차의 기울기를 측정하고 제 2 전압신호(0~3V)로 가변하여 출력하는 각도센서; 입력된 상기 제 1 전압신호 또는 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 전동모터의 속도제어신호를 출력하는 MCU(Micro controller Unit); 상기 MCU로부터 출력된 상기 속도제어신호에 따라 상기 전동모터의 속도를 조절하는 모터드라이브를 포함한다.
본 발명은 압력센서 및 각도센서에서 출력된 전압신호에 따라 전동모터의 속도를 조절함으로써, 사용자의 부주의 또는 주변환경에 의해 발생될 수 있는 전동식 유모차의 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 유모차 주행제어방법의 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전동식 유모차 주행제어방법을 구현하기 위한 주행제어장치(100)의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 주행제어장치(100)의 회로도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 도 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 유모차 주행제어방법의 순서도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전동식 유모차 주행제어방법을 구현하기 위한 주행제어장치(100)의 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 주행제어장치(100)의 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전동식 유모차(이하 ‘유모차’라 함.)의 주행제어장치(100)는 압력센서(111), 각도센서(112), 전후진 스위치(113), MCU(Micro controller Unit)(120), 모터드라이브(130), 전동모터(140)를 포함한다.
상기 압력센서(111)는 상기 유모차의 손잡이에 설치되며, 상기 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 제 1 전압신호(0~5V)로 가변하여 출력한다.
상기 압력센서(111)는 압력의 변화에 따라 저항(Resistance)이 변화되며 10g에서 10Kg까지 압력을 측정할 수 있다.
상기 각도센서(112)는 보다 구체적으로 3축(X,Y,Z)의 가속도 크기를 측정하여 아날로그 신호로 출력하는 가속도센서이며, 상기 유모차의 기울기를 측정하고 제 2 전압신호(0~3V)로 가변하여 출력한다.
상기 각도센서(112)는 상기 유모차의 기울기를 측정하기 위하여, 상기 유모차의 무게중심에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 전후진 스위치(113)는 상기 전동모터(140)의 회전방향신호를 출력하여 상기 유모차의 진행방향을 결정한다.
상기 MCU(120)는 상기 압력센서(111), 상기 각도센서(112), 상기 전후진 스위치(113)로부터 입력된 상기 제 1 전압신호, 상기 제 2 전압신호, 상기 회전방향신호에 따라 상기 전동모터(140)의 회전방향신호 또는 속도제어신호를 출력한다.
상기 모터드라이브(130)는 상기 MCU(120)로부터 출력된 상기 회전방향신호 또는 속도제어신호에 따라 상기 전동모터(140)의 회전방향 및 속도를 조절한다.
상기 전동모터(140)는 보다 구체적으로 DC기어드 모터로써, 상기 유모차의 바퀴 일측에 설치되어 상기 바퀴를 구동한다.
상기 주행제어장치(100)의 구체적인 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.
상기 압력센서(111)는 풀다운 회로로써 상기 손잡이에 가해지는 압력에 따라 0~5V의 제 1 전압신호로 가변하여 출력한 후 상기 MCU(120)의 A/DC포트로 입력됨으로써 상기 유모차의 주행여부 및 속도가 결정된다.
상기 각도센서(112)는 풀다운 회로로써 상기 유모차의 기울기에 따라 0~3V의 제 2 전압신호로 가변하여 출력한 후 상기 MCU(120)의 A/DC포트로 입력됨으로써 상기 유모차의 주행여부 및 속도가 결정된다.
상기 전후진 스위치(113)는 0 또는 1의 전진 또는 후진신호를 출력하여 상기 MCU(120)의 입력포트로 입력됨으로써 상기 유모차의 전진 또는 후진 주행방향이 결정된다.
즉, 상기 유모차의 주행방향, 주행여부 및 주행속도는 상기 MCU(120)에 의해서 제어된다.
상기 제 1 전압신호가 0V초과일 경우, 즉 사용자가 상기 손잡이를 잡고 있을 경우 상기 유모차의 주행이 진행되며, 주행 시 상기 MCU(120)의 A/DC포트에 입력된 상기 제 1 전압신호에 따라 상기 MCU(120)가 PWM신호로 환산한 상기 전동모터(140)의 속도제어신호를 출력하여 상기 모터드라이브(130)로 입력되며, 입력된 PWM신호에 따라 상기 전동모터(140)의 속도가 제어된다.
상기 제 1 전압신호가 0V일 경우, 즉 사용자가 상기 손잡이를 잡고 있지 않을 경우 상기 각도센서(112)에 의해 상기 유모차의 기울기가 측정되어 0~3V의 상기 제 2 전압신호로 가변되어 상기 MCU(120)의 A/DC포트에 입력된다.
상기 제 2 전압신호가 0V 이상 1.5V 이하일 경우, 즉 상기 유모차가 평지 또는 오르막길에 위치한 경우 상기 MCU(120)의 A/DC포트에 입력된 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 MCU(120)가 PWM신호로 환산한 상기 전동모터(140)의 속도제어신호를 상기 모터드라이브(130)로 출력하며, 입력된 PWM신호에 따라 상기 전동모터(140)의 속도가 제어된다.
상기 제 2 전압신호가 1.5V초과 3V이하일 경우, 즉 상기 유모차가 내리막길에 위치한 경우 상기 MCU(120)의 A/DC포트에 입력된 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 MCU(120)가 PWM신호로 환산한 상기 전동모터(140)의 속도제어신호를 상기 모터드라이브(130)로 출력하며, 입력된 PWM신호에 따라 상기 전동모터(140)의 속도가 제어된다.
여기서, 상기 MCU(120)가 상기 전동모터(140)의 회전이 정지된 것을 판단한 경우, 상기 모터드라이브(130)에 상기 전동모터(140)의 역회전신호를 출력하며 이에 대한 구체적인 내용은 후술되는 상기 유모차의 주행방법에서 살펴보도록 한다.
전술된 주행제어장치를 통해 상기 유모차의 주행방법을 살펴보면 다음과 같다.
설명의 앞서 유모차의 초기 주행방향은 전진방향으로 설정되며, 사용자가 상기 유모차의 손잡이를 잡고 있어 상기 유모차가 전진되는 상태를 기준으로 한다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 압력센서(111)가 상기 유모차의 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 이를 제 1 전압신호(0~5V)로 가변하여 출력한다.(S110)
상기 제 1 전압신호가 0V인 경우는 상기 손잡이에 압력이 가해지지 않은 상태, 즉 사용자가 상기 손잡이를 잡고 있지 않은 상태이며, 상기 손잡이에 가해지는 압력은 최대 5V까지 가변된다.
상기 제 1 전압신호가 증가함에 따라 상기 전동모터(140)의 속도가 증가하게 된다.
상기 제 1 전압신호가 0V일 경우(S111), 즉 사용자가 손잡이를 쥐고 있지 않을 경우에는 상기 각도센서(112)가 현재 상기 유모차의 기울기를 측정하고 이를 제 2 전압신호(0~3V)로 가변하여 출력한다.(S120)
이는 사용자의 제어로부터 방치된 상태에서 상기 유모차가 위치한 상태를 확인하기 위한 것으로, 보다 구체적으로 상기 유모차가 평지, 내리막길, 오르막길 중 어디에 위치하였는지 파악하기 위함이다.
상기 제 1 전압신호가 0V가 아닐 경우(S111), 즉 사용자가 손잡이를 잡고 있는 경우에는 상기 전동모터가 정회전되어 상기 유모차의 주행이 계속 진행된다.(S140)
상기 제 2 전압신호가 1.5V일 경우는 상기 유모차가 평지에 위치한 상태이며. 0V 이상 1.5V 미만일 경우는 상기 유모차가 오르막길에 위치한 상태이며, 1.5V초과 3V이하일 경우는 상기 유모차가 내리막길에 위치한 상태이다.
상기 제 2 전압신호가 0V 이상 1.5V 이하일 경우(S121), 즉 상기 유모차가 평지 또는 오르막길에 위치한 경우, 상기 제 2 전압신호가 입력된 MCU(120)는 상기 모터드라이브(130)에 상기 제 2 전압신호에 따른 상기 전동모터(140)의 속도제어신호를 출력한다.
상기 전동모터(140)의 속도제어신호가 입력된 상기 모터드라이브(130)는 상기 전동모터(140)의 속도제어신호에 따라 상기 전동모터의 속도를 조절한다.(S131)
즉, 상기 전동모터(140)의 작동에 의해 상기 유모차가 전진하고 있을 경우, 상기 전동모터(140)의 속도를 점차 줄인 후 상기 전동모터(140)의 회전을 정지시킨다.
그 후, 상기 전동모터(140)의 회전이 정지되어 상기 유모차가 정지한 상태인 경우, 상기 전동모터(140)의 정지상태를 유지하도록 한다.
이는 상기 전동모터(140)를 급정지하여 상기 유모차에 탑승한 유아가 상기 유모차로부터 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 제 2 전압신호가 1.5V초과 3V이하일 경우(S121), 즉 상기 유모차가 내리막길에 위치한 경우, 상기 제 2 전압신호가 입력된 상기 MCU(120)는 상기 모터드라이브(130)에 상기 제 2 전압신호에 따른 상기 전동모터(140)의 속도제어신호를 출력한다.
상기 전동모터(140)의 속도제어신호가 입력된 상기 모터드라이브(130)는 상기 전동모터(140)의 속도제어신호에 따라 상기 전동모터(140)의 속도를 조절한다.(S132)
즉, 상기 전동모터(140)의 작동에 의해 상기 유모차가 전진하고 있을 경우, 상기 전동모터(140)의 속도를 점차 줄인 후 상기 전동모터(140)의 회전을 정지시킨다.
여기서, 상기 MCU(120)는 상기 전동모터(140)의 회전이 정지된 것을 판단한 후, 상기 모터드라이브(130)에 상기 전동모터(140)의 역회전신호를 출력한다.
상기 전동모터(140)의 역회전신호가 입력된 상기 모터드라이브(130)는 상기 전동모터(140)의 역회전신호에 따라 상기 전동모터(140)의 회전방향을 조절한다.(S133)
이는 사용자가 상기 손잡이를 놓쳐 내리막길에 정지된 유모차를 다시 사용자에게 이동하여 상기 유모차에 탑승한 유아의 안전성을 보다 높이기 위함이다.
또한, 상기 전동모터(140)의 역회전에 의해 상기 유모차가 내리막길에서 벗어나 평지에 도달할 경우, 상기 제 2 전압신호가 0V로 가변되어 상기 전동모터(140)의 회전이 정지되고 상기 유모차의 이동이 중지됨으로써 안정성을 보다 높일 수 있다.
전술된 상기 유모차의 주행방법은 초기 주행방향이 전진방향으로 설정되었으며, 상기 전후진 스위치(113)에 의하여 상기 유모차가 후진으로 주행될 시, 상기 제 1 전압신호가 0V가 아닐 경우(S111), 즉 사용자가 손잡이를 잡고 있는 경우에는 상기 전동모터(140)가 역회전을 지속적으로 유지하여 상기 유모차의 후진 주행이 계속 진행된다.
이와 같이, 전술된 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치는 경사가 가파른 내리막 또는 오르막 길에서 부득이하게 사용자가 유모차의 손잡이를 놓칠 경우, 유모차에 탑승한 유아에게 발생할 수 있는 안전사고를 방지하기 위하여 안전성을 우선적으로 고려한 전동식 유모차 주행제어방법 및 장치이다.
즉, 손잡이에 압력센서를 설치하고 사용자의 손으로부터 가해지는 압력을 인지하여 전동모터를 구동하여 오르막 또는 내리막길 그리고 평지에서 안전하고 편리하게 유모차를 주행할 수 있다.
그리고 유모차의 주행 중 손잡이에 압력이 감지되지 않을 경우, 유모차의 무게중심에 설치된 각도센서를 이용하여 유모차가 오르막 또는 내리막길 그리고 평지에 위치한 지를 인지하여 위치에 따라 전동모터의 속도를 감소시켜 정지시킴으로써 유모차 주행의 안전성을 보다 높일 수 있다.
따라서 압력센서 및 각도센서에서 출력된 전압신호에 따라 전동모터의 속도를 조절함으로써, 사용자의 부주의 또는 주변환경에 의해 발생될 수 있는 전동식 유모차의 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 주행제어장치 111 : 압력센서
112 : 각도센서 113 : 전후진 스위치
120 : MCU(Micro controller Unit) 130 : 모터드라이브
140 : 전동모터

Claims (5)

  1. 바퀴의 일측에 설치되어 상기 바퀴를 구동하는 전동모터가 구비된 전동식 유모차에 있어서,
    압력센서에서 상기 유모차의 손잡이에 가해지는 힘을 측정하고 0~5V의 제 1 전압신호로 가변하여 출력하는 단계;
    각도센서에서 상기 유모차의 기울기를 측정하고 0~3V의 제 2 전압신호로 가변하여 출력하는 단계;
    입력된 상기 제 1 전압신호 또는 상기 제 2 전압신호에 따라 상기 전동모터의 속도제어신호를 출력하는 단계;
    출력된 상기 속도제어신호에 따라 상기 전동모터의 속도를 조절하는 단계;를 포함하고,
    상기 유모차가 내리막길에 위치하여 상기 제 2 전압신호가 1.5V 초과 시, 상기 전동모터의 속도를 줄여주어 상기 전동모터를 정지시킨 후 역회전시키는 것
    을 특징으로 하는 전동식 유모차 주행제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유모차의 손잡이를 사용자가 잡고 있지 않아 상기 제 1 전압신호가 0V 일 시, 상기 유모차의 기울기를 측정하는 것을 특징으로 하는 전동식 유모차 주행제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유모차가 평지 또는 오르막길에 위치하여 상기 제 2 전압신호가 1.5V 이하 시, 상기 전동모터의 속도를 줄여주어 상기 전동모터의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 전동식 유모차 주행제어방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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