KR20200072578A - 전동 모빌리티 - Google Patents

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KR20200072578A
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Abstract

본 발명은 구동계통이 단순화되면서도 안정적으로 경사 장애물의 극복이 가능한 전동 모빌리티를 제공하기 위하여, 본체 및 상기 본체에 지지되며 탑승자의 탑승공간을 형성하는 시트 및 상기 본체와 상기 시트 사이에 배치되어 상기 시트의 균형이 유지되도록 하는 균형 유지 장치 및 상기 본체를 지지하며 계단 장애물을 오르내릴 수 있는 구동계통을 포함하고, 상기 구동계통은 상기 본체에 지지되는 제1 구동휠과, 상기 본체의 축 부재와 연결되는 프레임에 연결되어 상기 본체에 대하여 틸팅 가능하도록 마련되는 제2 구동휠을 포함한다. 이에, 계단 장애물을 안정적으로 오를 내릴 수 있으며 단순화된 구동계통으로 인해 부정적인 주변 시선으로부터 자유로울 수 있는 효과가 있다.

Description

전동 모빌리티{Electric Mobility}
본 발명은 전동 모빌리티에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장애물 극복이 가능한 전동 모빌리티에 관한 것이다.
최근 들어, 개인용 이송수단으로 전동 모빌리티가 주목받고 있다. 이러한 전동 모빌리티는 전기자전거, 전동킥보드 및 전동 휠 등과 같은 대중적 이송수단을 벗어나 거동이 불편한 탑승자를 이송시키는 휠체어 분야에서 활발하게 연구되고 있다. 특히, 단턱 또는 계단 등과 같은 경사 장애물을 오르내리는 전동 모빌리티에 대한 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 전동 모빌리티에 대한 종래 기술은 이미 "대한민국 공개특허공보 제2017-0061926호(장애물을 용이하게 오르내릴 수 있는 상하운동 바퀴를 구비한 전동 휠체어)"에 의해 공개되어 있다. 상기 공개발명은 복수 개의 바퀴를 승강시키며 계단 장애물을 오르내리는 것을 특징으로 한다.
다만, 종래의 전동 모빌리티는 복수 개의 바퀴의 높이를 변화시키며 계단을 오르내리기 때문에 구동계통이 복잡해진다. 이로 인해 전동 모빌리티의 생산이 어려울 뿐만 아니라 제조비용이 높아지는 문제점이 있었다. 또한, 휠체어 분야의 모빌리티의 경우에는 과장된 구동계통으로 인해 부정적 시선이 발생되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2017-0061926호(장애물을 용이하게 오르내릴 수 있는 상하운동 바퀴를 구비한 전동 휠체어)
본 발명의 목적은 구동계통이 단순화되면서도 안정적으로 경사 장애물의 극복이 가능한 전동 모빌리티를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 전동 모빌리티는 본체 및 상기 본체에 지지되며 탑승자의 탑승공간을 형성하는 시트 및 상기 본체와 상기 시트 사이에 배치되어 상기 시트의 균형이 유지되도록 하는 균형 유지 장치 및 상기 본체를 지지하며 계단 장애물을 오르내릴 수 있는 구동계통을 포함하고, 상기 구동계통은 상기 본체에 지지되는 제1 구동휠과, 상기 본체의 축 부재와 연결되는 프레임에 연결되어 상기 본체에 대하여 틸팅 가능하도록 마련되는 제2 구동휠을 포함한다.
상기 프레임은 중심영역이 상기 본체에 축 연결되어 상기 제2 구동휠을 전단에 지지하고, 상기 구동계통은 상기 프레임의 후단에 배치되는 제3 구동휠을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 구동휠은 상기 축 부재와 축 연결되는 프레임의 후단에 연결되어 상기 본체에 대하여 틸팅 가능하도록 마련되고, 상기 구동계통은 상기 축 부재에 연결되는 제3 구동휠을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 구동휠의 직경은 상기 제1 및 제2 구동휠의 직경보다 클 수 있다.
상기 제1 내지 제3 구동휠은 각각 제1 내지 제3 구동모터에 연결되어 함께 또는 선택적으로 작동 가능하고, 상기 제1 내지 제3 구동휠 중 적어도 어느 하나는 옴니휠 및 매카넘휠 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전방향휠로 마련될 수 있다.
상기 전동 모빌리티는 상기 본체의 이송에서 장애물을 감지하는 안전 주행 장치를 더 포함하고, 상기 안전 주행 장치는 상기 장애물이 감지될 때에 경보음을 출력하는 경보부와, 상기 본체 주변의 장애물을 센싱하는 센싱부를 포함할 수 있다.
상기 센싱부는 상기 본체의 전방에 배치되어 상기 본체 전방에 출현하는 장애물을 센싱하는 제1 안전센서와, 상기 본체의 후방에 배치되어 상기 본체 후방에 출현하는 장애물을 센싱하는 제2 안전센서와, 상기 본체의 일측방에 배치되어 상기 구동계통에 인접하는 지면의 경사도를 센싱하는 제3 안전센서와, 상기 본체의 타측방에 배치되어 상기 구동계통에 인접하는 지면의 경사도를 센싱하는 제4 안전센서를 포함할 수 있다.
상기 전동 모빌리티는 상기 본체에 마련되는 자율 주행 장치를 더 포함하고, 상기 자율 주행 장치는 상기 본체의 주변을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라에 의해 촬영된 주변 환경 정보를 기반으로 주행 맵으로 생성하는 맵 생성모듈과, 상기 주행 맵을 기반으로 상기 본체가 자율 주행하도록 하는 자율 주행모듈을 포함할 수 있다.
상기 자율 주행 장치는 자율 주행 이전에 상기 탑승자의 조작에 따라 주행된 주행경로를 촬영하고, 촬영된 영상정보를 기반으로 상기 주행 맵을 생성하여 상기 탑승자의 선택에 따라 상기 본체가 자율 주행되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 전동 모빌리티는 계단 장애물을 안정적으로 오를 내릴 수 있으며 단순화된 구동계통으로 인해 부정적인 주변 시선으로부터 자유로울 수 있는 효과가 있다.
이상과 같은 본 발명의 기술적 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동계통을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 오르는 실시예를 나타낸 작동도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 내려가는 실시예를 나타낸 작동도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티를 계략적으로 나타낸 측면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동계통을 계략적으로 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 오르는 실시예를 나타낸 작동도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 내려가는 실시예를 나타낸 작동도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예는 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장되게 표현된 부분이 있을 수 있으며, 도면 상에서 동일 부호로 표시된 요소는 동일 요소를 의미한다.
도 1은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티를 개략적으로 나타낸 측면도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)는 거동이 불편한 탑승자를 이송시키는 휠체어일 수 있다. 다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 전동 모빌리티(100)의 종류를 한정하지는 않으며, 전동 모빌리티(100)는 다양한 환경 및 조건에서 주행될 수 있음을 사전에 밝혀둔다.
먼저, 전동 모빌리티(100)는 전동 모빌리티의 동작을 제어하기 위한 제어부(100a)가 구비되는 본체(100b)를 포함할 수 있다.
본체(100b)는 플레이트 및 함체 등 다양한 형태로 마련될 수 있다. 그리고 본체(100b)의 상측에는 시트(110)가 마련된다. 시트(110)는 탑승자의 안착공간을 형성한다. 이러한 시트(110)에는 탑승자의 안정적인 탑승을 위한 안전벨트 및 전동 모빌리티(100)를 제어하기 위한 조작부(120)가 마련될 수 있다.
그리고 본체(100b)에는 시트(110)의 균형을 유지하기 위한 균형 유지 장치(130)가 마련된다. 균형 유지 장치(130)는 실린더, 액추에이터 등과 같은 동력원을 포함하도록 마련되며, 본체(100b)에 장착된 배터리로부터 전력이 인가된다. 이러한 균형 유지 장치(130)는 전동 모빌리티(100)가 계단 및 단턱 등과 같은 경사 장애물을 오르내릴 경우에 시트(110)의 자세를 변화시켜 시트(110)에 탑승한 탑승자의 균형이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다.
그리고 본체(100b)의 하측에는 전동 모빌리티(100)를 지면에 대하여 지탱하며, 전동 모빌리티(100)가 주행되도록 하는 구동계통(140)이 마련된다. 이러한 구동계통(140)에 대해서는 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
한편, 본체(100b)에는 전동 모빌리티(100)의 장애물을 인지하여 안정적인 주행이 가능하도록 하는 안전 주행 장치(150)가 마련된다. 안전 주행 장치(150)는 경보부(151) 및 센싱부(152)를 포함할 수 있다.
먼저, 경보부(151)는 본체(100b)에 장착되어, 센싱부(152)로부터 제공되는 신호에 따라 전동 모빌리티(100)의 안정적인 주행이 어려울 경우에 경보음을 출력할 수 있다. 이러한 경보부(151)는 시트(110)에 마련될 수 있으나, 경보부(151)의 위치는 한정하지 않는다.
그리고 센싱부(152)는 제1 안전센서(152a), 제2 안전센서(152b), 제3 안전센서(152c) 및 제4 안전센서(152d)를 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 안전센서(152a) 및 제2 안전센서(152b)는 전동 모빌리티(100)의 전단 및 후단에 각각 마련될 수 있다. 제1 안전센서(152a) 및 제2 안전센서(152b)는 전동 모빌리티(100)의 주행방향으로 보행자 또는 사물이 측정될 경우에 경보부(151)를 통해 경보음이 출력되도록 한다. 이에, 탑승자는 전동 모빌리티(100)의 전방 또는 후방에 장애물이 출현할 경우에 이를 인지하여 장애물을 회피하여 주행하거나 전동 모빌리티(100)의 운행을 정지시킬 수 있다.
또한, 제3 안전센서(152c) 및 제4 안전센서(152d)는 전동 모빌리티(100)의 좌우측 하단에 각각 마련될 수 있다. 일례로, 본체(100b)의 좌측 하부에는 구동계통(140)에 인접하도록 제3 안전센서(152c)가 장착될 수 있고, 본체(100b)의 우측 하부에는 구동계통(140)에 인접하도록 제4 안전센서(152d)가 장착될 수 있다. 제3 안전센서(152c) 및 제4 안전센서(152d)는 전동 모빌리티(100)의 좌우측 방향으로 지면의 경사도를 측정하여 지면의 경사도가 설정된 범위 이상일 경우에 경보부(151)를 통해 경보음이 출력되도록 한다. 이에, 탑승자는 전동 모빌리티(100)의 주행에서 구동계통(140)이 지면에 형성된 배수구 등과 같은 장애물에 빠지거나 전동 모빌리티(100)가 높은 지역에서 추락하지 않도록 할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 탑승자가 안전 주행 장치(150)에 의해 경고음을 인지하고 전동 모빌리티(100)를 제어하여 장애물을 회피하는 것에 대하여 설명하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 전동 모빌리티(100)는 장애물이 인식될 경우 주행을 멈추거나 장애물을 자동으로 회피하여 주행할 수 있다.
한편, 본체(100b)에는 전동 모빌리티(100)가 자율 주행 가능하도록 하는 자율 주행 유닛(160)이 마련될 수 있다. 이러한 자율 주행 장치(160)는 카메라(161), 맵 생성모듈(162) 및 자율 주행모듈(163)을 포함할 수 있다.
먼저, 카메라(161)는 본체(100b)에 장착되어 전동 모빌리티(100)의 주행경로 및 장애물을 촬영한다.
그리고 카메라(161)에 의해 촬영된 주행경로는 맵 생성모듈(162)에 저장되고, 맵 생성모듈(162)에서는 촬영된 영상데이터를 기반으로 자이로센서 및 삼축센서 등을 이용하여 주행 맵을 생성한다. 즉, 맵 생성모듈(162)은 전동 모빌리티(100)가 이미 주행한 주행경로를 기반으로 주행 맵을 생성한다.
이때, 맵 생성모듈(162)은 전동 모빌리티(100)가 주행된 환경이 외부 환경일 경우에 지형정보를 비롯한 장애물 정보가 포함된 주행 맵을 생성한다. 그리고 전동 모빌리티(100)가 주행된 환경이 실내 환경일 경우에 실내에서 주행 가능한 루트정보를 비롯한 장애물 정보가 포함된 주행 맵을 생성한다.
그리고 자율 주행모듈(163)은 맵 생성모듈(162)로부터 제공되는 정보를 기반으로 전동 모빌리티(100)가 자율 주행 가능하도록 한다. 자율 주행모듈(163)은 탑승자의 선택에 의해 전동 모빌리티(100)가 자율 주행되도록 할 수 있다. 즉, 탑승자는 조작부(120)를 제어하며 전동 모빌리티(100)를 직접 주행할 수 있을 뿐만 아니라 선택에 따라 전동 모빌리티(100)가 자율 주행되도록 할 수 있다.
이러한 자율 주행모듈(163)은 주행 맵에 포함된 장애물 정보를 이용하여 전동 모빌리티(100)가 장애물을 회피하며 주행할 수 있도록 한다. 또한, 자율 주행모듈(163)은 안전 주행 장치(150)에 연동되어 주행 맵에 포함되지 않는 신규 장애물, 예컨대 보행자가 발생될 때에도 신규 장애물을 회피하며 전동 모빌리티(100)가 안정적으로 자율 주행되도록 할 수 있다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)의 구동계통(140)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동계통을 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)의 구동계통(140)은 한 쌍의 구동계(140a)를 포함한다. 한 쌍의 구동계(140a)는 전동 모빌리티(100)의 좌우측에 각각 마련되며 상호 동일한 구성으로 마련될 수 있다.
먼저, 구동계(140a)는 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)은 제1 구동모터(141a), 제2 구동모터(142a) 및 제3 구동모터(143a)에 의해 각각 제어될 수 있다.
다만, 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로, 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)은 단일 또는 2개의 구동모터에 연결되어 3개의 구동휠과 구동모터 사이에 배치되는 동력분배장치에 따라 각각의 구동이 제어될 수 있다. 그리고 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)은 경사 장애물을 안정적으로 오르내리기 위해 축 연결 구조를 가질 수 있다.
먼저, 제1 구동휠(141)은 전동 모빌리티(100)의 후륜을 형성하고, 제2 구동휠(142)은 전동 모빌리티(100)의 전륜을 형성한다.
이때, 제1 구동휠(141)과 제2 구동휠(142)은 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220)에 각각 지지될 수 있다. 예컨대, 제1 프레임(210)은 일단에 제1 구동휠(141)이 장착되고 타단이 본체(100b)에 마련된 축 부재(10)에 축 연결될 수 있다. 그리고 제2 프레임(220)은 일단에 제2 구동휠(142)이 장착되고 타단이 제1 프레임(210)의 타단과 함께 축 부재(10)에 축 연결될 수 있다.
이에, 제1 구동휠(141) 및 제2 구동휠(142)은 각각이 축 부재에 대하여 축 회전 가능하도록 본체(100b)에 장착되어 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 안정적으로 오르내리게 할 수 있다. 그리고 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220)에는 도시되지 않은 가이드부재가 마련되어, 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220)의 축 회전 각도를 제한 및 가이드할 수 있다.
그리고 제3 구동휠(143)은 전동 모빌리티(100)의 중륜을 형성하기 위해 축 부재(10), 즉 제1 프레임(210)과 제2 프레임(220)의 축 연결 부위에 장착될 수 있다. 여기서, 제3 구동휠(143)의 직경은 제1 구동휠(141)과 제2 구동휠(142)의 직경보다 크게 마련될 수 있으며, 전동 모빌리티(100)의 무게 중심이 중심을 향하도록 한다.
한편, 본 실시예에서는 전동 모빌리티(100)의 회전 반경을 감소시키기 위해 제1 구동휠(141) 및 제2 구동휠(142)이 옴니휠 또는 매카넘휠 등과 같은 전방향 휠로 마련되는 것을 도시하고 있다. 그러나 이는 본 실시예를 설명하기 위한 것으로 제3 구동휠(143) 역시 전방향 휠로 마련될 수 있으며, 이와 다르게 제1 구동휠(141) 및 제2 구동휠(142) 역시 일반 휠로 마련될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 오르는 실시예를 나타낸 작동도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 내려가는 실시예를 나타낸 작동도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)는 탑승자에 의한 조작 또는 자율 주행 유닛(160)의 작동에 따라 주행될 수 있다.
특히, 자율주행에서는 탑승자 조작에 따라 전동 모빌리티(100)가 이미 주행한 경로를 주행 맵으로 생성하고 이를 기반으로 전동 모빌리티(100)의 자율 주행이 가능하도록 한다. 이때, 전동 모빌리티(100)는 안전 주행 장치(150)에 의해 장애물 발생에 따른 경고음을 출력하여 이를 탑승자 및 주변에 인지시킬 수 있다. 또한, 장애물 인지에 따라 장애물의 회피 기동이 가능하도록 한다.
이러한 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 오르내릴 경우에 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 함께 또는 개별적으로 제어되며 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 안정적으로 오르내릴 수 있도록 한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 오를 수 있다. 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 오르기 위해 제2 구동휠(142)에 동력이 집중될 수 있다. 여기서, 동력의 집중은 해당 구동휠에 동력이 전달되며 다른 구동휠에 동력이 차단되는 상태, 또는 해당 구동휠로 다른 구동휠보다 높은 동력이 전달되는 상태를 의미할 수 있다. 즉, 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 오르기 위해 제1 구동휠(141) 및 제3 구동휠(143)로의 동력 전달이 차단되거나, 제2 구동휠(142)에 제1 구동휠(141) 또는 제3 구동휠(143)보다 높은 동력이 전달된다. 이에, 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 오르게 된다.
그리고 제2 구동휠(142)이 최초 단턱에 오른 이후에 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)에 동력이 집중되며 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 경사 장애물에 오르게 된다. 그리고 최종적으로 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 함께 작동되며 전동 모빌리티(100)가 안정적으로 경사 장애물을 오르게 된다. 이때, 제1 구동휠(141)을 지지하고 있는 제1 프레임(210)과 제2 구동휠(142)을 지지하고 있는 제2 프레임(220)이 본체(100b)의 축 부재(10)에 대하여 축 회전되며 전동 모빌리티(100)의 오름을 안정적으로 지원할 수 있다. 그리고 균형 유지 장치(130)는 시트(110)의 균형을 유지하여 탑승자가 전동 모빌리티(100)의 오름에서도 안정적으로 전동 모빌리티(100)에 탑승 가능하게 한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 내려갈 수 있다. 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 내려가기 위해 제1 구동휠(141)에 동력이 집중될 수 있다. 그리고 제2 프레임(220)이 본체에 대하여 축 회전되며 제2 구동휠(142)이 최초 단턱을 내려가도록 한다. 그리고 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 내려가는 동안에 전동 모빌리티가 안정적으로 경사 장애물을 내려갈 수 있도록 제1 구동휠(141)에 동력이 집중된다. 그리고 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 경사 장애물을 지나쳐 평면에 도달하면 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 함께 작동되며 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 안정적으로 벗어날 수 있도록 한다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면에 참조하여 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동계통에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 다만, 상술된 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 동일한 참조부호를 부여하여 설명하도록 한다.
도 6은 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티를 계략적으로 나타낸 측면도이고, 도 7은 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동계통을 계략적으로 나타낸 측면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)의 구동계통(140)은 한 쌍의 구동계(140a)를 포함한다. 한 쌍의 구동계(140a)는 전동 모빌리티(100)의 좌우측에 각각 마련되며 상호 동일한 구성으로 마련될 수 있다.
이러한 구동계(140a)는 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)은 제1 구동모터(141a), 제2 구동모터(142a) 및 제3 구동모터(143a)에 의해 각각 제어될 수 있다. 그리고 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)은 경사 장애물을 안정적으로 오르내리기 위해 축 연결 구조를 가질 수 있다.
먼저, 제1 구동휠(141)은 전동 모빌리티(100)의 후륜을 형성하고 제2 구동휠(142)은 전동 모빌리티(100)의 전륜을 형성한다. 제1 구동휠(141)의 직경은 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)의 직경보다 크게 마련된다. 여기서, 제1 구동휠(141)은 본체의 후방영역에 장착될 수 있으며, 본체(100b) 전방영역에는 연결 프레임(230)이 장착된다. 연결 프레임(230)은 대략 중앙영역이 본체(100b)의 축 연결되며, 전단에 제2 구동휠(142)이 장착될 수 있다. 그리고 연결 프레임(230)의 후단에는 전동 모빌리티(100)의 중륜을 형성하는 제3 구동휠(143)이 장착될 수 있다.
여기서, 본체(100b)와 연결 프레임(230) 사이에는 연결 프레임(230)의 축 회전 각도를 제어 및 가이드하기 위해 도시되지 않은 가이드 부재가 마련될 수 있다. 이에, 제2 구동휠(142)과 제3 구동휠(143)은 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 오르내릴 때에 연결 프레임(230)에 의해 본체(100b)에 대하여 축 회전되며 전동 모빌리티(100)가 안정적으로 주행 가능하도록 한다.
또한, 이 경우에 본체(100b) 상부에 배치되는 시트(110)와 본체(100b)는 상호 축 연결된다. 이에, 시트(110)는 본체(100b)에 대하여 축 회전 가능하며 균형 유지 장치(130)에 의해 균형이 유지될 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 전동 모빌리티(100)의 회전 방경을 감소시키기 위해 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 옴니휠 또는 매카넘휠 등과 같은 전방향 휠로 마련되는 것을 도시하고 있다. 그러나 이는 다른 실시예를 설명하기 위한 것으로 제1 구동휠(141) 역시 전방향 휠로 마련될 수 있으며, 이와 다르게 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143) 역시 일반휠로 마련될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 전동 모빌리티의 구동방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 8은 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 오르는 실시예를 나타낸 작동도이고, 도 9는 본 실시예에 따른 전동 모빌리티가 경사 장애물을 내려가는 실시예를 나타낸 작동도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 다른 실시예에 따른 전동 모빌리티(100)는 탑승자에 의한 조작 또는 자율 주행 유닛(160)의 작동에 따라 주행될 수 있다.
이러한 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 오르내릴 경우에 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 함께 또는 개별적으로 제어되며 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 안정적으로 오르내릴 수 있도록 한다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 오를 수 있다. 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 오르기 위해 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)에 함께 동력이 전달될 수 있다. 그리고 연결 프레임(230)이 축 회전되며 제2 구동휠(142)이 최초 단턱을 오른 이후에 제1 구동휠(141) 및 제2 구동휠(142)로 동력이 집중될 수 있다.
이때, 연결 프레임(230)에 연결된 제3 구동휠(143)은 지면으로부터 상승하게 되고 제1 구동휠(141) 및 제2 구동휠(142)의 동력 집중에 따라 제2 구동휠(142)과 함께 단턱을 오르게 된다. 이후, 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 경사 장애물에 오르게 되면 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)에 함께 동력이 전달되며 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물은 안정적으로 오를 수 있게 한다. 그리고 균형 유지 장치(130)는 본체(100b)에 축 연결된 시트(110)의 균형을 유지하여 탑승자가 전동 모빌리티(100)의 오름에서도 안정적으로 전동 모빌리티(100)에 탑승 가능하게 한다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 전동 모빌리티(100)는 경사 장애물을 내려갈 수 있다. 전동 모빌리티(100)는 최초 단턱을 내려가기 위해 제1 구동휠(141)에 동력이 집중될 수 있다. 그리고 연결 프레임(230)이 본체(100b)에 축 회전되며 제2 구동휠(142)이 최초 단턱을 내려가도록 한다. 그리고 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 내려가는 동안에 전동 모빌리티(100)가 안정적으로 경사 장애물을 내려갈 수 있도록 제1 구동휠(141)에 동력이 집중된다. 그리고 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 경사 장애물을 지나쳐 평면에 도달하면 제1 구동휠(141), 제2 구동휠(142) 및 제3 구동휠(143)이 함께 작동되며 전동 모빌리티(100)가 경사 장애물을 안정적으로 벗어날 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전동 모빌리티는 단턱 및 계단 등과 같은 경사 장애물을 안정적으로 오를 내릴 수 있으며 단순화된 구동계통으로 인해 부정적인 주변 시선으로부터 자유로울 수 있는 효과가 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 전동 모빌리티
110 : 시트
120 : 조작부
130 : 균형 유지 장치
140 : 구동계통
150 : 안전 주행 장치
160 : 자율 주행 장치

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체에 지지되며 탑승자의 탑승공간을 형성하는 시트;
    상기 본체와 상기 시트 사이에 배치되어 상기 시트의 균형이 유지되도록 하는 균형 유지 장치; 및
    상기 본체를 지지하며 계단 장애물을 오르내릴 수 있는 구동계통을 포함하고,
    상기 구동계통은
    상기 본체에 지지되는 제1 구동휠과, 상기 본체의 축 부재와 연결되는 프레임에 연결되어 상기 본체에 대하여 틸팅 가능하도록 마련되는 제2 구동휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임은
    중심영역이 상기 본체에 축 연결되어 상기 제2 구동휠을 전단에 지지하고,
    상기 구동계통은
    상기 프레임의 후단에 배치되는 제3 구동휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 구동휠의 직경은
    상기 제2 및 제3 구동휠의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 구동휠은
    상기 축 부재와 축 연결되는 프레임의 후단에 연결되어 상기 본체에 대하여 틸팅 가능하도록 마련되고,
    상기 구동계통은
    상기 축 부재에 연결되는 제3 구동휠을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제3 구동휠의 직경은
    상기 제1 및 제2 구동휠의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  6. 제3 항 또는 제5 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 구동휠은
    각각 제1 내지 제3 구동모터에 연결되어 함께 또는 선택적으로 작동 가능하고,
    상기 제1 내지 제3 구동휠 중 적어도 어느 하나는 옴니휠 및 매카넘휠 중 적어도 어느 하나를 포함하는 전방향휠로 마련되는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 본체의 이송에서 장애물을 감지하는 안전 주행 장치를 더 포함하고,
    상기 안전 주행 장치는
    상기 장애물이 감지될 때에 경보음을 출력하는 경보부와, 상기 본체 주변의 장애물을 센싱하는 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 센싱부는
    상기 본체의 전방에 배치되어 상기 본체 전방에 출현하는 장애물을 센싱하는 제1 안전센서와, 상기 본체의 후방에 배치되어 상기 본체 후방에 출현하는 장애물을 센싱하는 제2 안전센서와, 상기 본체의 일측방에 배치되어 상기 구동계통에 인접하는 지면의 경사도를 센싱하는 제3 안전센서와, 상기 본체의 타측방에 배치되어 상기 구동계통에 인접하는 지면의 경사도를 센싱하는 제4 안전센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 본체에 마련되는 자율 주행 장치를 더 포함하고,
    상기 자율 주행 장치는
    상기 본체의 주변을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라에 의해 촬영된 주변 환경 정보를 기반으로 주행 맵으로 생성하는 맵 생성모듈과, 상기 주행 맵을 기반으로 상기 본체가 자율 주행하도록 하는 자율 주행모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 자율 주행 장치는
    자율 주행 이전에 상기 탑승자의 조작에 따라 주행된 주행경로를 촬영하고, 촬영된 영상정보를 기반으로 상기 주행 맵을 생성하여 상기 탑승자의 선택에 따라 상기 본체가 자율 주행되도록 하는 것을 특징으로 하는 전동 모빌리티.
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