KR20210096478A

KR20210096478A - 유모차 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20210096478A
Application number: KR1020200010003A
Authority: KR
Inventors: 손효준; 이수미; 고성규; 이윤성
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-08-05
Also published as: EP3858706B1; US20210229729A1; CN113247072A; EP3858706A1

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 유모차는, 복수의 센서를 포함하는 센서부, 센서부의 센싱 데이터에 기초하여, 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 힘 감지 센서의 오류를 최소화하고 정확한 제어가 가능하다.

Description

유모차 및 그 동작 방법{Stroller and method for operating the same}

본 발명은, 유모차 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터로 유모차 바퀴를 회전시켜 사람이 유모차를 미는 힘을 감소시킬 수 있는 유모차 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유모차는 아기를 태우고 다니는 이동수단으로서, 아기가 수용되는 시트와, 상기 시트의 하측에 구비되는 바퀴와, 상기 시트의 후방에 구비되는 핸들을 포함하여 구성된다.

상기 유모차는 아기의 안전성을 기본적으로 갖추고 있어야 하며, 부모 등 사용자에게는 편리성을 제공하여야 한다.

유모차는 이동을 위하여 부모 등의 사용자가 밀어야 한다. 유모차는 바퀴를 구비하여 평지에서 사용자가 밀기에 큰 부담이 없으나, 경사로를 오르거나 내려가기 위해서는 큰 힘이 필요한 문제점이 있다.

또한, 평지에서도 노면이 울퉁불퉁한 경우, 사용자가 수레, 유모차 등을 밀기에 큰 힘이 필요한 문제점이 있다.

따라서, 모터를 이용하여 유모차의 바퀴를 회전시켜 사용자가 적은 힘으로도 유모차를 이동시킬 수 있는 유모차에 대한 연구도 증가하고 있다.

예를 들어, 한국 공재특허공보 제10-2018-0078915호(공개일자 2018.07.10)는 모터로 바퀴를 회전시키는 어시스트주행모드를 구비하는 유모차에 대해 개시하고 있다.

모터를 이용하여 유모차의 바퀴를 회전시킬 때에는 모터 및 바퀴의 회전을 정확하게 제어하지 못하면, 안전사고 발생 가능성이 매우 커진다. 또한, 모터, 바퀴 제어와 관련된 센서도 정확하게 관리되지 못하면 안전사고 발생 가능성이 매우 커진다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유모차가 구비하는 센서의 오류를 최소화하고 센서를 효과적으로 관리할 수 있는 유모차 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 핸들에 구비되어 사용자가 미는 힘의 크기 및 방향을 감지할 수 있는 힘 감지 센서의 캘리브레이션을 통하여, 더욱 정확한 제어가 가능한 유모차 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 상황에 따라 센서의 센싱 주기 조절을 통하여, 전력 소비를 저감시키는 유모차 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 사용자가 유모차를 이동시킬 때, 필요한 힘을 감소시킬 수 있는 유모차 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적은, 오르막 또는 내리막의 경사로에서 사용자가 유모차를 이동시킬 때 필요한 힘을 감소시킬 수 있는 유모차 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차는, 복수의 센서를 포함하는 센서부, 센서부의 센싱 데이터에 기초하여, 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 힘 감지 센서의 오류를 최소화하고 정확한 제어가 가능하다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차는, 한 쌍의 구동바퀴가 좌, 우로 장착되는 바디, 상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전하는 모터, 하측부가 상기 바디와 연결되고, 상기 하측부로부터 상측으로 연장된 프레임, 상기 프레임과 연결되는 핸들, 상기 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서, 상기 핸들의 파지 여부를 감지하는 터치 센서, 및, 상기 한 쌍의 구동바퀴의 회전을 감지하는 휠 센서를 포함하는 센서부, 및, 상기 터치 센서 및 상기 휠 센서의 센싱 데이터에 기초하여, 상기 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 힘 감지 센서의 오류를 최소화하고 정확한 제어가 가능하다.

한편, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 캘리브레이션을 수행하도록 제어할 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 느리게 변경할 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 한 쌍의 구동바퀴 회전 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수 재시도할 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 확인할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 빠르게 변경할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차는,저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 핸들의 파지가 감지되는 경우, 및, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면서 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터 변화량을 상기 저장부에 저장하도록 제어할 수 있다.

한편, 상기 제어부는, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터에 기초하여 상기 모터를 제어할 수 있다.

한편, 상기 프레임은 좌, 우 방향으로 상기 한 쌍의 구동바퀴의 중앙에 위치하고, 상기 핸들은, 상기 프레임에 대응하는 위치에서 좌, 우 방향으로 서로 이격된 좌측바 및 우측바를 포함하고, 상기 힘 감지 센서는, 상기 좌측바 및 상기 우측바와 연결되고, 상기 프레임에 결합될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 구동바퀴는, 상기 바디의 좌측에 장착되는 제1 구동바퀴, 및 상기 바디의 우측에 장착되는 제2 구동바퀴를 포함하고, 상기 모터는, 상기 제1 구동바퀴를 회전하는 제1 모터, 및, 상기 제2 구동바퀴를 회전하는 제2 모터를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 힘 감지 센서에서 감지되는 힘 및 비틀림의 크기에 기초하여, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터를 구동할 수 있다.

또한, 상기 힘 감지 센서는, 상기 좌측바와 연결된 제1 센서부, 상기 우측바와 연결되 제2 센서부, 및, 상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부를 연결하고, 상기 프레임에 결합된 브래킷을 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 핸들의 파지 여부를 감지하는 단계, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면, 한 쌍의 구동바퀴의 회전을 감지하는 단계, 및, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행함으로써, 힘 감지 센서의 오류를 최소화하고 정확한 제어가 가능하다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 상기 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 느리게 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 상기 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 한 쌍의 구동바퀴 회전 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수 재시도하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상황에 따라, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 빠르게 변경할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 상기 핸들의 파지가 감지되는 경우, 및, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면서 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터 변화량을 저장부에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 유모차의 동작 방법은, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터에 기초하여 상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전시키는 모터를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제어부는, 상기 힘 감지 센서에서 감지되는 힘 및 비틀림의 크기에 기초하여, 상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전시키는 한 쌍의 모터 중 적어도 하나를 구동할 수 있다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 유모차가 구비하는 센서의 오류를 최소화하고 센서를 효과적으로 관리할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 핸들에 구비되어 사용자가 미는 힘의 크기 및 방향을 감지할 수 있는 힘 감지 센서의 캘리브레이션을 통하여, 더욱 정확한 유모차의 제어가 가능하다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상황에 따라 센서의 센싱 주기 조절을 통하여, 전력 소비를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 한 쌍의 구동바퀴를 회전하는 모터와, 프레임에 대한 핸들의 비틀림을 감지하는 힘 감지 센서를 포함하여, 사용자가 유모차를 이동시킬 때, 특히 경사로에서 이동시킬 때, 노면이 울퉁불퉁할 때, 좌회전 또는 우회전 시 사용자가 유모차를 이동시키는 데 필요한 힘을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 상기 핸들은, 상기 프레임에 대응하는 위치에서 좌, 우 방향으로 서로 이격된 좌측바 및 우측바를 포함하고, 상기 힘 감지 센서는 상기 좌측바 및 상기 우측바와 연결되고 프레임에 결합되어, 사용자가 미는 힘의 크기 및 방향을 감지할 수 있는 힘 감지 센서를 한 위치에 장착할 수 있고, 이로써 설계의 자유도를 높일 수 있는 장점도 있다.

한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유모차의 바디, 구동바퀴, 모터, 캐스터를 도시한 사시도이다.
도 3은 프레임 및 힘 감지 센서를 도시한 사시도이다.
도 4는 힘 감지 센서, 브릿지 및 핸들의 결합을 나타내는 사시도이다.
도 5는 힘 감지 센서를 나타내는 것으로, 도 5(a)는 힘 감지 센서의 정면도이고, 도 5(b)는 힘 감지 센서의 정면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 주요 구성들 간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 간략한 내부 블록도이다.
도 8는 도 7의 모터 구동부의 내부 회로도의 일례이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명의 실시 예를 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.

한편, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 바디(10), 상기 바디(10)에 좌, 우로 장착되는 한 쌍의 구동바퀴(20), 상기 한 쌍의 구동바퀴(20)를 회전하는 모터(30, 도 2 참조), 상기 바디(10)와 연결되고 상측으로 연장된 프레임(50), 상기 프레임(50)과 연결되는 핸들(70), 및, 상기 핸들(70)에 가해지는 힘과 상기 프레임(50)에 대한 상기 핸들(70)의 비틀림을 감지하는 힘 감지 센서(80, 도 3 참조)를 포함한다. 또한, 상기 유모차는, 상기 바디(10)를 이동가능하게 지지하는 캐스터(40), 유아가 탑승하는 크래들(미도시), 상기 크래들을 상기 프레임(50) 또는 바디(10)에 결합하는 마운트(60), 상기 힘 감지 센서(80)를 상기 핸들(70)에 결합하는 브릿지(90, 도 4 참조), 상기 힘 감지 센서(80)가 감지한 값을 기초로 상기 모터(30)의 작동을 제어하는 제어부(200, 도 2 및 도 6 참조), 상기 제어부(200), 힘 감지 센서(80) 및 모터(30) 등에 전력을 공급하는 배터리(300, 도 2 참조), 상기 바디(10)의 하측에 배치되어 상기 제어부(200), 모터(30), 배터리(300)가 수용되는 공간을 형성하는 케이싱(100, 도 2 참조)을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예는 유모차에 관한 것이나, 유모차는 바디(10), 바퀴(20, 40), 프레임(50), 핸들(70)을 포함하는 점에서, 유모차 이외에 물건을 운반하기 위한 수레와 유사하다. 이하, 설명의 편의를 위하여 유모차를 예로 들어 설명하나, 본 발명의 특징은 유모차 이외에 기타 다른 수레에도 그대로 적용될 수 있을 것이다.

바디(10)에는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 좌, 우로 장착되어, 사용자가 유모차를 밀고 당기는 힘 또는 구동바퀴(20)에 전달되는 모터(30)의 회전력에 의하여 유모차가 이동할 수 있다. 나아가, 바디(10)에는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)와 전, 후 방향으로 이격되어 캐스터(40)가 장착될 수 있다. 캐스터(40)는 바디(10)를 이동가능하게 지지할 수 있다.

한 쌍의 구동바퀴(20)는 도시된 바와 같이, 바디(10)의 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)는 좌, 우 방향으로 이격될 수 있고, 이격거리는 바디(10)의 좌우 폭보다 클 수 있다.

또는, 도 1에 도시된 바와 달리, 바디(10)의 좌우 폭이 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 이격거리보다 크고, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 바디(10)의 하측에 위치할 수도 있다. 특히, 물건을 운반하는 수레의 경우, 바디(10)에 물건이 적재될 수 있고, 많은 양의 물건을 적재하기 위하여 바디(10)의 폭이 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 이격 거리보다 큰 것이 유리할 수도 있다. 이하, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 이격 거리가 바디(10)의 좌우 폭보다 큰 경우를 예로 들어 설명하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

바디(10)는 좌, 우 방향에 비해 전, 후 방향으로 길게 형성될 수 있다. 바디(10)의 후방에는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 좌, 우로 장착되고, 전방에는 캐스터(40)가 장착될 수 있다. 이러한 구조로, 유모차가 전, 후 방향으로 이동하기 용이한 장점이 있다.

바디(10), 캐스터(40), 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.

프레임(50)은 바디(10)와 연결되고, 상측으로 연장된다. 상측으로 연장된다는 것의 의미는 수직 상측으로 연장되는 것뿐만 아니라, 상측으로 갈수록 전방 또는 후방으로 기울어지는 경우도 포함한다. 바람직하게는, 사용자가 핸들(70)을 미는 힘이 프레임(50)을 통해 바디(10)로 용이하게 전달되기 위하여, 프레임(50)은 상측으로 갈수록 후방으로 기울어지게 연장될 수 있다.

프레임(50)은, 바디(10)와 연결된 하측부(51)를 포함할 수 있다. 프레임(50)은 핸들(70)과 연결되는 상측부(53)를 포함할 수 있다. 프레임(50)은, 하측부(51)로부터 상측으로 연장될 수 있으며, 하측부(51)로부터 상측부(53)로 갈수록 후방으로 기울어질 수 있다.

프레임(50)은 좌, 우 방향으로 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 중앙에 위치할 수 있다. 바디(10) 또한, 좌, 우 방향으로 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 중앙에 위치할 수 있고, 프레임(50)은 바디(10)의 좌, 우 방향으로 중앙에 위치할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(50)은, 하측부(51)로부터 상측부(53)를 향하여 직선 형태로 연장되어, 좌, 우 방향의 중앙에 위치할 수 있다. 또는, 이와달리 바디(10)의 좌, 우에 연결된 두 개의 하측부를 구비하고, 상기 두 개의 하측부가 상측으로 연장되며 합쳐져 하나의 상측부를 구비하는 형태, 즉, ‘Y’자를 상하로 뒤집은 형태로 형성될 수도 있다.

프레임(50)은 하측부(51)가 바디(10)의 후방에 연결될 수 있다. 프레임(50)은 하측부(51)가 바디(10)의 상측면의 후방에 연결될 수 있다.

프레임(50)은, 바디(10)와 일체로 형성되어 연결되거나, 바디(10)와 별도로 형성되고 하측부(51)와 바디(10)를 결합하여 연결될 수도 있다. 한편, 바디(10)는 바디(10)의 상측면을 이루는 베이스(11, 도 2 참조)를 포함할 수 있고, 프레임(50)은 상기 베이스(11)와 일체로 형성되거나 베이스(11)와 별도로 형성되어 베이스(11)와 결합될 수 있다.

프레임(50)에는, 상측부(53)와 하측부(51) 사이에 마운트(60)가 장착되고, 상기 마운트(60)에는 유아가 탑승할 수 있는 크래들(미도시)이 설치될 수 있다.

핸들(70)은 프레임(50)과 연결될 수 있다. 핸들(70)은 프레임(50)의 상측부(53)와 연결될 수 있다. 사용자는 핸들(70)을 밀거나 당겨 유모차를 이동시킬 수 있다.

도 2는 유모차의 하측에 위치하는 구동부, 즉 바디(10), 구동바퀴(20), 모터(30), 캐스터(40)를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 바디(10)는, 상기 바디(10)의 상측면을 형성하는 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 전방에 결합되어 캐스터(40)를 지지하는 캐스터 지지부(15)와, 상기 베이스(11)의 후방에 결합되어 구동바퀴(20)를 지지하는 구동바퀴 지지부(13)를 포함할 수 있다. 바디(10)의 후방에는 구동바퀴(20)가 장착되고, 전방에는 캐스터(40)가 장착될 수 있다.

구동바퀴(20)는 모터(30)로부터 회전력을 전달받아 회전하거나, 바디(10)의 이동에 따라 회전하는 바퀴본체(210, 220)와, 상기 바퀴본체(210, 220)의 측면을 덮는 커버(212, 222)를 포함할 수 있다. 바퀴본체(210, 220)와 커버(212, 222) 사이에 형성되는 공간에 모터(30)가 배치될 수 있다.

구동바퀴(20)는, 바디(10)의 좌측에 장착되는 제1 구동바퀴(21)와, 바디(10)의 우측에 장착되는 제2 구동바퀴(22)를 포함할 수 있다. 모터(30)는, 제1 구동바퀴(21)를 회전하는 제1 모터(31)와, 제2 구동바퀴(22)를 회전하는 제2 모터(32)를 포함할 수 있다.

제1 구동바퀴(21)는 바퀴본체(210)와 커버(212)를 포함하고, 제2 구동바퀴(22)는 바퀴본체(220)와 커버(222)를 포함할 수 있다. 제1 구동바퀴(21)의 커버(212)와 바퀴본체(210) 사이에 형성되는 공간에 제1 구동바퀴를 회전하는 제1 모터(31)가 배치되고, 제2 구동바퀴(22)의 커버(222)와 바퀴본체(220) 사이에 형성되는 공간에 제2 구동바퀴를 회전하는 제2 모터(32)가 배치될 수 있다.

구동바퀴(20)는 구동바퀴 지지부(13)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 구동바퀴(20)는 바디(10) 또는 구동바퀴 지지부(13)에 대하여 회전 중심축(C)이 고정된 상태로 회전할 수 있다.

모터(30)는, 구동바퀴 지지부(13)에 배치되고 구동바퀴(20)를 회전하거나, 구동바퀴(20) 내에 배치되어 구동바퀴(20)를 회전할 수 있다. 도 2에 도시된 모터(30)는 구동바퀴(20) 내에 배치된 인 휠 모터로, 상기 모터(30)는 구동바퀴(20)에 회전력을 전달하는 로터(미도시)와 구동바퀴 지지부(13)에 고정되는 스테이터(미도시)를 포함할 수 있다.

구동바퀴 지지부(13)는 베이스(11)의 후방에서 좌측 및 우측으로 돌출될 수 있다. 구동바퀴 지지부(13)의 좌측으로 돌출된 부분이 제1 구동바퀴(21)를 회전가능하게 지지하고, 우측으로 돌출된 부분이 제2 구동바퀴(22)를 회전가능하게 지지할 수 있다.

구동바퀴 지지부(13)는 베이스(11)의 하측에 배치될 수 있다. 구동바퀴 지지부(13)는 베이스(11)의 하측에서 베이스(11)와 결합할 수 있다.

캐스터(40)는 한 쌍의 캐스터(41, 42)를 구비할 수 있고, 한 쌍의 캐스터(41, 42)는 바디(10)의 좌, 우에 각각 배치될 수 있다. 캐스터(40)는, 바디(10)의 좌측에 배치되는 제1 캐스터(41)와, 바디(10)의 우측에 배치되는 제2 캐스터(40)를 포함할 수 있다.

캐스터(40)는 캐스터 지지부(15)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 캐스터(40)는 수평한 회전 중심축을 기준으로 회전하는 캐스터 바퀴(410, 420)와, 상기 캐스터 바퀴(410, 420)와 캐스터 지지부(15)를 연결하는 캐스터 축(430, 440)을 포함할 수 있다.

캐스터 축(430, 440)은 캐스터 지지부(15)로부터 하측으로 돌출되고, 캐스터 지지부(15)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 캐스터 축(430, 440)은 캐스터 바퀴(41, 42)가 수평한 회전 중심축을 기준으로 회전하도록 지지할 수 있다. 즉, 캐스터(40)는 구동바퀴(20)와 달리, 수평한 회전축을 기준으로 회전할 뿐만 아니라, 바디(10) 또는 캐스터 지지부(15)에 대해 상기 수평한 회전 중심축이 고정되지 않고 회전할 수 있다. 따라서, 사용자가 유모차의 진행방향을 손쉽게 변경할 수 있다.

캐스터 바퀴(410, 420)는 구동바퀴(20)와 달리 모터(30)와 결합되지 않고, 모터(30)에 의한 구동바퀴(20)의 회전, 사용자에 의한 바디(10)의 이동에 따라 수동적으로 회전할 수 있다.

한편, 도시된 바와 달리, 캐스터(40)는 바디(10)의 중앙에 하나의 캐스터(40)가 구비될 수도 있다.

바디(10)는 베이스(11)의 하측에 배치되는 케이싱(100)을 더 포함할 수 있다. 케이싱(100)은 바디(10)로부터 하측으로 돌출되고, 바디(10)와 케이싱(100) 사이에 내부 공간이 형성될 수 있고, 상기 공간에 제어부(200), 배터리(300)가 배치될 수 있다. 나아가, 자이로 힘 감지 센서(미도시)등 기타 전장품이 상기 공간에 더 배치될 수 있다. 실시 예에 따라서, 제어부(200), 배터리(300) 등 내부 부품의 적어도 일부는 핸들(70), 프레임(50) 내의 내부 공간에 배치될 수도 있다.

도 3은 프레임, 힘 감지 센서 및 핸들을 도시한 사시도이다. 힘 감지 센서(80)를 도시하기 위하여 핸들(70)을 점선으로 윤곽을 표현하였다.

도 4는 힘 감지 센서(80), 브릿지(90) 및 핸들(70)의 결합을 나타내는 사시도이다.

도 3을 참조하면, 프레임(50)은 상측부에 힘 감지 센서 홈(55)이 형성될 수 있다. 상기 힘 감지 센서 홈(55)은 상기 프레임(50)을 좌, 우로 관통하고, 프레임(50) 내측에 전방면, 후방면(57), 상측면, 하측면이 형성될 수 있다.

힘 감지 센서(80)는 상기 힘 감지 센서 홈(55)에 배치될 수 있다. 힘 감지 센서(80)는 힘 감지 센서 홈(55)의 전방면에 결합될 수 있다. 힘 감지 센서(80)는 힘 감지 센서 홈(55)의 전방측에 결합될 수 있다.

핸들(70)은 좌, 우 방향으로 서로 이격된 좌측바(71) 및 우측바(72)를 포함하고, 좌측바(71) 및 우측바(72)가 이격된 사이에 상기 힘 감지 센서(80) 및 프레임(50)이 배치될 수 있다. 또한, 프레임(50)에 형성된 힘 감지 센서 홈(55)은 상기 좌측바(71) 및 우측바(72)가 이격된 사이에 위치할 수 있다.

도 4를 참조하면, 핸들(70)은 좌측바(71)와 우측바(72)를 포함하고, 상기 좌측바(71) 및 우측바(72)는 좌, 우 방향으로 이격될 수 있다. 즉, 상기 좌측바(71) 및 우측바(72)는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 회전 중심축(C)과 나란한 방향으로 이격될 수 있다. 상기 좌측바(71) 및 우측바(72)는 프레임(50)을 사이에 두고 이격될 수 있다.

핸들(70)은 좌측바(71)로부터 후방으로 연장되는 제1 그립(710)과 우측바(72)로부터 후방으로 연장되는 제2 그립(720)을 더 포함할 수 있다. 제1 그립(710)과 제2 그립(720)은 반원형으로 곡률질 수 있다. 제1 그립(710)은 좌측 반원형 형상일 수 있고, 제2 그립(720)은 우측 반원형 형상일 수 있다.

핸들(70)은 제1 그립(710)과 제2 그립(720)을 연결하는 제3 그립(730)을 더 포함할 수 있다. 제3 그립(730)은 직선형태일 수 있다. 제3 그립(730)은 좌측바(71) 및 우측바(72)와 나란할 수 있다.

사용자는 왼손과 오른손을 각각 제3 그립(730)의 좌, 우측부를 잡고 유모차를 이동시킬 수 있다. 또는, 사용자는 왼손으로 제1 그립(710)을 잡을 수 있고, 오른손으로 제2 그립(720)을 잡을 수도 있다. 이러한 핸들(70)의 구조로 사용자는 자신의 성향 및 상황에 따라 편리하게 유모차를 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 힘 감지 센서(80)를 핸들에 연결하는 브릿지(90)를 포함할 수 있다. 브릿지(90)는, 힘 감지 센서(80) 및 좌측바(71)와 결합하는 제1 브릿지(91)와, 힘 감지 센서(80) 및 우측바(72)와 결합하는 제2 브릿지(92)를 포함할 수 있다.

힘 감지 센서(80)의 좌우 방향의 폭은 좌측바(71) 및 우측바(72)가 이격된 거리보다 작을 수 있다. 또한, 힘 감지 센서(80)는 브릿지(90)와 결합하고, 브릿지(90)가 핸들(70)과 결합함으로써, 프레임(50), 힘 감지 센서(80), 브릿지(90), 및 핸들(70)을 용이하게 결합할 수 있다.

도 5는 힘 감지 센서를 나타내는 것으로, 도 5(a)는 힘 감지 센서의 정면도이고, 도 5(b)는 힘 감지 센서의 정면을 나타내는 사시도이다.

도 5(a)를 참조하면, 힘 감지 센서(80)는, 프레임(50)에 대한 좌측바(71)의 비틀림을 감지하는 제1 센서부(81), 프레임(50)에 대한 우측바(72)의 비틀림을 감지하는 제2 센서부(82)를 포함할 수 있다. 힘 감지 센서(80)는 하중 센서(load cell)를 포함할 수 있다. 하중 센서는 구조체의 변형률(strain)을 측정하는 스트레인 게이지(strain gauge)등을 이용하여, 힘 또는 하중을 측정할 수 있다. 제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 각각 하중 센서를 포함할 수 있다.

상기 하중 센서를 이용하여 핸들(70)에 작용하는 힘의 크기, 힘의 방향, 프레임(50)에 대한 핸들(70)의 비틀림을 측정할 수 있다. 핸들(70)에 작용하는 힘의 크기와 힘의 방향은 프레임(50)에 대한 핸들(70)의 비틀림을 결정하는 바, 힘의 크기 및 방향을 모두 포함하여 프레임(50)에 대한 핸들(70)의 비틀림으로 표현할 수 있다.

힘 감지 센서(80)는 프레임(50)에 결합되는 브래킷(85)을 더 포함할 수 있다. 브래킷(85)이 프레임(50)에 결합됨으로써, 힘 감지 센서(80)는 프레임에 공고하게 결합될 수 있다.

브래킷(85)은 제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)를 연결할 수 있다. 브래킷(85)은, 제1 센서부(81)와 결합하는 제1 결합부(851)와, 제2 센서부(82)와 결합하는 제2 결합부(852)를 포함할 수 있다. 제1 결합부(851)는 제2 결합부(852)에 비해 우측에 위치할 수 있고, 제2 결합부(852)는 제1 결합부(851)에 비해 좌측에 위치할 수 있다. 바람직하게는 제1 결합부(851)는 브래킷(85)의 중심을 기준으로 우측에 위치하고, 제2 결합부(852)는 브래킷(85)의 중심을 기준으로 좌측에 위치할 수 있다.

제1 센서부(81)는 상대적으로 우측에 위치한 제1 결합부(851)와 결합하고, 제2 센서부(82)는 상대적으로 좌측에 위치한 제2 결합부(852)와 결합하고, 제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 브릿지(90)를 통해 각각 좌측바(71) 및 우측바(72)와 연결되어, 힘 감지 센서(80)가 배치되는 공간을 최소화할 수 있다. 따라서, 힘 감지 센서(80)는, 프레임(50)의 좌우 폭, 좌측바(71) 및 우측바(72)의 이격된 사이의 작은 공간내에서 효율적으로 배치되고, 하나의 상기 작은 공간내에 배치되어 프레임(50)에 대한 좌측바(71)의 비틀림 및 프레임(50)에 대한 우측바(72)의 비틀림을 감지할 수 있다.

브래킷(85)은 제1 결합부(851)와 제2 결합부를 연결하는 연결부(855)를 더 포함할 수 있다. 제1 결합부(851), 제2 결합부(852) 및 연결부(855)는 일체로 형성될 수 있다.

제1 결합부(851) 및 제2 결합부(852) 중 어느 하나의 결합부는 연결부(855)로부터 상측으로 연장되고, 다른 하나의 결합부는 연결부(855)로부터 하측으로 연장될 수 있다.

제1 결합부(851)는 연결부(855)의 우측단에서 상측 및 하측 중 어느 일측으로 연장될 수 있고, 제2 결합부(852)는 연결부(855)의 우측단에서 상측 및 하측 중 다른 일측으로 연장될 수 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 제1 결합부(851)가 연결부(855)로부터 상측으로 연장되고, 제2 결합부(852)가 연결부(855)로부터 하측으로 연장될 수 있다. 또는 이와 반대로, 제1 결합부(851)가 연결부(855)로부터 하측으로 연장되고, 제2 결합부(852)가 연결부(855)로 부터 상측으로 연장될 수 있다.

전, 후, 좌, 우, 상, 하 방향은 도 1에 도시된 방향을 따르며, 도 5는 힘 감지 센서(80)를 전방에서 후방으로 바라본 것이므로, 좌, 우 방향이 반대로 도시되어 있다. 브래킷(85)의 형상을 예로들어 설명하면, 제1 결합부(851)는 연결부(855)의 우측에서 상측으로 연장된 것을 도시하고 있는 것이다.

제1 센서부(81)와 제2 센서부(82) 중 어느 하나는 다른 하나보다 상측에 배치될 수 있다. 제1 결합부(851)가 연결부(855)로부터 상측으로 연장되고, 제2 결합부(852)가 연결부(855)로부터 하측으로 연장된 경우, 제1 센서부(81)가 제2 센서부(82)보다 상측에 배치될 수 있다. 또한, 제1 센서부(81)는 연결부(855)보다 상측에 위치하고, 제2 센서부(82) 연결부(855)보다 하측에 위치할 수 있다. 이와 반대로, 제1 결합부(851)가 연결부(855)로부터 하측으로 연장되고, 제1 센서부(81)가 제2 센서부(82)보다 하측에 배치될 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여, 제1 센서부(81)가 상측에 위치한 경우를 예로 들어 설명한다.

제1 센서부(81)는 제1 결합부(851)로부터 좌측바(71)를 향하여 연장될 수 있고, 제2 센서부는 제2 결합부(852)로부터 우측바(72)를 향하여 연장될 수 있다. 제1 센서부(81) 및 제2 센서부는 각각 연결부(855)와 상하방향으로 이격될 수 있다.

제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 서로 나란하게 배치될 수 있다.

연결부(855)는 도면에 도시된 바와 같이 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)와 나란하게 배치될 수 있다. 따라서, 힘 감지 센서(80)는 ‘ㄹ’자 형상, 또는 ‘ㄹ’자를 좌우로 뒤집은 형상일 수 있다.

한편, 제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 서로 나란하게 배치되고, 도면에 도시된 바와 달리, 연결부(855)는 제1, 2 센서부(81, 82)와 나란하지 않고, 제1 결합부(851)로부터 제2 결합부(852)를 향하여 연장될 수도 있다. 즉, 브래킷(85)은 직선 형태로 형성되고, 일단이 제1 결합부(851)가 되고, 타단은 제2 결합부(852)가 되며, 제1 결합부(851)가 우측상단에서 제1 센서부(81)와 결합하고, 제2 결합부(852)가 좌측하단에서 제2 센서부(82)와 결합할 수 있다. 즉, 힘 감지 센서(80)는 ‘Z’자 형상, 또는 ‘Z’자를 좌우로 뒤집은 형상일 수 있다.

제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 동일한 형상으로, 브래킷(85)의 중심을 기준으로 점 대칭으로 배치될 수 있다. 브래킷(85)은 상기 중심을 기준으로 점 대칭 형상일 수 있다.

힘 감지 센서(80)는 프레임(50)에 결합되고, 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)는 프레임(50)으로부터 이격된다. 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)는 적어도 핸들(70) 방향의 끝단은 프레임(50)으로부터 이격된다. 이러한 구조로 프레임(50)에 대한 핸들(70)의 비틀림을 감지할 수 있다.

도 5(b)를 참조하면, 브래킷(85)은 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)보다 전방으로 돌출될 수 있다. 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)는 브래킷(85)의 후방면과 접촉하며 결합되고, 브래킷(85)의 전방면이 프레임(50)에 결합될 수 있다. 제1 센서부(81)와 제2 센서부(82)는 브래킷(85)의 두께만큼 프레임(50)과 이격될 수 있다.

또는, 도시된 바와 달리, 브래킷(85) 전체가 아닌 프레임에 결합되는 부분, 즉 제1 결합부(851) 및 제2 결합부(852)만 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)보다 전방으로 돌출될 수 있다.

또는, 이와달리, 브래킷(85)이 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)보다 전방으로 돌출되지 않고, 브래킷(85)과 프레임(50) 사이에 스페이서(미도시)가 개재되어 힘 감지 센서(80)와 프레임(50)이 이격될 수 있다.

도 5를 참조하면, 힘 감지 센서(80)에는 복수의 체결공(81a, 82a, 851a, 852a)이 형성되고, 힘 감지 센서(80)는 브래킷(85)에 형성된 체결공(851a, 852a)에 체결부재(미도시)가 삽입되고, 상기 체결부재가 프레임(50)에 삽입되어 브래킷(85)이 프레임에 결합 및 고정될 수 있다.

프레임(50)은 상측부에 힘 감지 센서 홈(55)이 형성될 수 있고, 브래킷(85)은 힘 감지 센서 홈(55)의 전방면에 결합될 수 있다.

브래킷(85)에 형성된 체결공(851a, 852a)은 제1 결합부(851) 및 제2 결합부(852)에 형성되어, 제1 센서부/제2 센서부(81, 82), 브래킷(85), 프레임(50)을 동시에 결합할 수 있다.

힘 감지 센서(80)에는 브릿지(90)와 결합하기 위한 체결공(81a, 82a)이 형성될 수 있다. 제1 센서부(81)는 좌측에 체결공(81a)이 형성되고, 제2 센서부(82)는 우측에 체결공(82a)이 형성될 수 있다.

핸들(70)에 힘을 가하지 않은 경우, 양쪽에 힘을 가한 경우, 어느 한 쪽으로 힘을 가한 경우에 각각 힘 감지 센서(80)의 응력분포가 다르게 나타나고, 이에 따라, 스트레인 게이지의 저항값이 달라지는 등의 전기적 신호로부터 핸들(70)이 프레임(50)에 대하여 비틀리는 정도, 핸들(70)에 가해지는 힘의 크기 및 방향을 감지할 수 있다.

사용자가 핸들(70)에 힘을 가하지 않은 상태에서 핸들(70) 및 힘 감지 센서(80)는 비틀리지 않으며, 응력이 고르게 분포한다.

사용자는 유모차를 직진이동시키기 위하여, 제3 그립(730)의 좌측부와 우측부에 전방으로 힘을 가할 수 있다. 핸들(70)은 프레임(50)과 연결되어 있어, 제1 그립(710) 및 제2 그립(720)이 곡률반경이 작아지게 변형되고, 변형에 따라 응력이 집중된다. 또한, 좌측바(71) 및 우측바(72)는 각각 제1, 2 그립(710, 720)측이 전방으로 기울어진다. 즉, 핸들(70)은 프레임(50)에 대하여 비틀어진다. 보다 구체적으로는, 좌측바(71) 및 우측바(72)가 프레임(50)에 대하여 전방으로 비틀어진다.

좌측바(71) 및 우측바(72)가 프레임(50)에 대하여 전방으로 비틀어지고, 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)는 각각 제1 브릿지(91) 및 제2 브릿지(92)와 결합된 부분이 전방을 향하도록 비틀어지며, 좌우 방향으로 중앙 및 후방으로 응력이 집중된다.

한편, 사용자가 유모차를 후진 이동시키기 위하여, 제3 그립(730)의 좌측부와 우측부에 후방으로 힘을 가할 수 있으며, 이 경우 제1 센서부(81) 및 제2 센서부(82)는 좌우 방향으로 중앙 및 전방으로 응력이 집중된다. 따라서, 힘 감지 센서(80)는 핸들(70)의 양쪽에 힘이 가해진 경우, 전방으로 힘이 가해진 것인지 후방으로 힘이 가해진 것인지 구분하여 감지할 수 있다.

사용자는 유모차를 좌측 또는 우측으로 회전시키기 위하여, 또는 노면이 울퉁불퉁한 경우, 핸들(70)의 좌측 또는 우측으로 힘을 가할 수 있다. 이 경우 좌측바(71) 및 우측바(72) 중 어느 하나는 프레임(50)에 대하여 전방으로 비틀어지고, 다른 하나는 프레임(50)에 대하여 후방으로 비틀어진다. 예를 들어, 사용자가 유모차를 우회전하기 위하여 핸들(70)의 우측부에 전방으로 힘을 가하는 경우, 우측바(72)는 프레임(50)에 대해 전방으로 비틀어지고, 좌측바(71)는 프레임에 대해 후방으로 비틀어지거나, 전방으로 비틀어지되 우측바(72)보다 작은 각도로 비틀어질 수 있다.

사용자가 핸들(70)의 우측에 전방으로 힘을 가할 경우, 제1 센서부(81)에 비해 제2 센서부(82)의 응력분포가 브릿지(90) 측으로 집중된다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 주요 구성들 간의 제어관계를 도시한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 좌측의 제1 구동바퀴(21), 우측의 제2 구동바퀴(22), 제1 구동바퀴(21)를 회전하는 제1 모터(31), 제2 구동바퀴(22)를 회전하는 제2 모터(32), 및, 유모차의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(200)를 포함할 수 있다. 제어부(200)는 제1,2 모터(31, 32)를 제어하여 제1,2 구동바퀴(21,22)를 원하는 방향과 속도로 회전시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 유모차의 동작, 상태와 관련된 각종 데이터를 센싱하는 센서들을 포함하는 센서부(610)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 센서부(610)는, 핸들(70)에 인가되는 힘 및 비틀기를 감지하는 힘 감지 센서(80), 유모차의 기울기를 감지하는 동적 기울기 센서(미도시) 등을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 같이, 힘 감지 센서(80)는 핸들(70)에 인가되는 힘 및 비틀기를 감지할 수 있다. 제어부(200)는 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터에 기초하여 사용자의 조작 의도를 판별하고 판별된 조작 의도에 따라 상기 제1,2 모터(31, 32)를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는 적어도 일부 바퀴(20)를 모터(30)로 회전시켜 사람이 유모차를 미는 힘을 줄일 수 있다. 이를 위해 유모차 핸들(70)에 가해지는 힘을 힘 감지 센서(80)를 통해 측정하고, 이 힘이 일정부분 감소되도록 모터(30)의 토크를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 하나의 힘 감지 센서(80)를 통해 유모차 핸들(70)에 가해지는 힘 및 비틀림을 정확하게 측정하고 이를 활용하여 모터(30)를 정확하게 구동시킬 수 있다.

실시 예에 따라서, 제어부(200)는 힘 감지 센서(80)를 통하여 핸들(70) 파지 여부를 판별할 수 있다. 또는, 센서부(610)는, 핸들(70) 파지 여부를 감지하는 터치 센서를 더 포함할 수 있다.

한편, 동적 기울기 센서는, 유모차의 기울기 센싱, 노면 감지 등을 위한 것으로, 자이로 센서, 가속도 센서, 지자계 센서 등 기울기 변화를 감지할 수 있는 공지된 센서를 사용할 수 있다.

동적 기울기 센서는, 바디(10) 또는 캐스터(40) 또는 구동바퀴(20)에 배치될 수 있다. 경우에 따라서, 동적 기울기 센서는 복수개 구비되어 복수의 위치에 배치될 수도 있다.

제어부(200)는, 동적 기울기 센서의 센싱 데이터에 기초하여 현재 위치가 경사로인지 평지인지 여부를 판별할 수 있다. 또한, 제어부(200)는, 평지, 경사로 여부에 따라, 다른 방식으로 제1,2 모터(31, 32)를 제어할 수 있고, 브레이크 시스템(break system)을 제어할 수 있다.

제어부(200)는, 동적 기울기 센서의 센싱 데이터에 기초하는 경사도 값(오르막, 내리막)에 따라하서 오토 브레이크 동작시 바퀴(20) 회전을 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 동적 기울기 센서에 입력되는 상하좌우 측정 데이터를 패턴화 하여 해당 노면 상태를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(200)는, 동적 기울기 센서를 통하여 센싱하는 데이터를 모니터링하다가 상하로 큰 흔들림이 인식되면, 울퉁불퉁한 노면 패턴으로 판별하고, 바퀴(20) 회전을 제어 할 수 있다.

한편, 센서부(610)는, 구동바퀴(20) 및/또는 모터(30)의 회전을 감지하는 휠 센서(Wheel Sensor, 미도시)를 포함할 수 있다. 휠 센서는, 구동바퀴(20)에 연결되어 바퀴의 회전수를 감지한다. 여기서, 휠 센서는 로터리 엔코더(Rotary Encoder)일 수 있다. 또는, 휠 센서는 모터(30)에 연결되어 모터(30)의 회전자 위치를 검출하는 엔코더(encoder), 홀 센서(hall sensor), 리졸버(resolver) 등을 포함할 수 있다.

제어부(200)는 휠 센서의 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 모터(31, 32)를 제어하여 제1,2 구동바퀴(21,22)를 원하는 방향과 속도로 회전시킬 수 있다.

또한, 제어부(200)는 힘 감지 센서(80) 등 센서부(610)가 구비하는 센서들의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 충전 가능한 배터리(300)를 구비하여 유모차 내 전자 부품들에게 전원을 공급하는 전원 공급부(630)를 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부(630)는 유모차의 각 구성 요소들에 구동 전원과, 동작 전원을 공급하며, 전원 잔량이 부족하면 충전대(미도시)에서 전원을 공급받아 충전될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 제어에 필요한 각종 정보들을 기록하는 저장부(620)를 포함할 수 있다. 저장부(620)는 하나 이상의 휘발성 또는 비휘발성 기록 매체를 포함할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 간략한 내부 블록도이고, 도 8은 도 8는 도 7의 모터 구동부의 내부 회로도의 일례이다.

도 7과 도 8을 참조하면, 제어부(200)는 모터(31, 32) 구동을 위한 모터 구동부(700a, 700b), 및 상기 모터 구동부(700a, 700b) 및 센서부(610) 등을 제어하는 프로세서(201)를 포함할 수 있다.

모터 구동부(700a, 700b)는, 모터(31, 32)를 구동하는 구동부로서, 모터 구동장치라 명명될 수도 있다. 제1 모터 구동부(700a)는 제1 모터(31)를 구동하고, 제2 모터 구동부(700b)는 제2 모터(32)를 구동할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동부(700a, 700b)는, 복수의 스위칭 소자를 구비하고, 모터(31, 32)에 교류 전원을 출력하는 인버터(720a, 720b)와, 모터(31, 32)에 흐르는 출력 전류(io)를 검출하는 출력 전류 검출부(E)와, 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)에 기초한 전류 정보(id,iq)와 토크 지령치(T^*)에 기초하여, 인버터(720a, 720b)에 스위칭 제어 신호를 출력하는 인버터 제어부(710a, 710b)를 포함할 수 있다.

한편, 출력 전류(io)에 기초한 전류 정보(id,iq)와 토크 지령치(T^*)는, 프로세서(201)로부터 전류 지령치(i^*d,i^*q)를 수신할 수 있다. 그리고, 통수신되는 전류 지령치에 기초하여, 인버터 제어부(710a, 710b)는, 인버터(720a, 720b)에 스위칭 제어 신호를 출력할 수도 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동부(700a, 700b)는, 모터(31, 32)를 구동하기 위한 구동장치로서, 복수의 스위칭 소자(Sa~Sc,S'a~S'c)를 구비하고, 모터(31, 32)에 교류 전원을 출력하는 인버터(720a, 720b)와, 인버터(720a, 720b)를 제어하는 인버터 제어부(710a, 710b)를 포함할 수 있다,

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동부(700a, 700b)는, 인버터(720a, 720b)의 입력 단인 dc단 전압(Vdc)을 저장하는 커패시터(C)와, dc단 전압(Vdc)을 검출하는 dc단 전압 검출부(B), 모터(31, 32)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부(E)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른, 모터(31, 32)는, 인버터(720a, 720b)에 의해 구동되는 3상 모터일 수 있다. 한편, 삼상 모터(31, 32)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a, b, c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 또한, 모터(31, 32)는, 유도 모터(induction motor), BLDC 모터(blushless DC motor), 릴럭턴스 모터(reluctance motor) 등 다양한 형태가 가능하다.

한편, 인버터 제어부(710a, 710b)는, 연산된 토크에 대응하는 전류 지령치(i^*d,i^*q)에 기초하여, 인버터(720a, 720b)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 인버터 제어부(710a, 710b)는, 실시간으로 전류 정보(id,iq)와 토크 지령치(T^*)를 연산하고, 토크 지령치(T^*)에 기초하여, 전류 지령치(i^*d,i^*q)를 연산하고, 전류 지령치(i^*d,i^*q)를 이용하여, 모터(31, 32)를 구동한다. 이에 따라 고효율 구동을 위한 정확성이 향상되게 된다.

한편, 모터 구동부(700a, 700b)는, 인버터(720a, 720b)의 입력 단인 dc단 전압(Vdc)을 저장하는 커패시터(C)와, dc단 전압(Vdc)을 검출하는 dc단 전압 검출부(B)를 더 포함할 수 있다.

인버터 제어부(710a, 710b)는, 전류 정보(id,iq), 토크 지령치(T^*), 및 검출된 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 전류 지령치(i^*d,i^*q)를 연산하고, 전류 지령치(i^*d,i^*q)를 이용하여, 모터(31, 32)를 구동한다. 이에 따라 고효율 구동을 위한 정확성이 향상되게 된다.

도 3과 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 구동부(700a, 700b)는, 인버터(720a, 720b), 인버터 제어부(710a, 710b), 출력전류 검출부(E), dc단 전압 검출부(Vdc)를 포함할 수 있다.

dc단 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 저장한다. 도면에서는, dc단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.

한편, dc단 커패시터(C)에 공급되는 입력 전원은, 배터리(300)에 저장된 전원 또는 컨버터(미도시)에서 레벨 변환된 전원일 수 있다.

한편, dc단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.

dc 단 전압 검출부(B)는 dc단 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(710a, 710b)에 입력될 수 있다.

인버터(720a, 720b)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자(Sa~Sc,S'a~S'c)를 구비하고, 스위칭 소자(Sa~Sc,S'a~S'c)의 온/오프 동작에 의해 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(Va,Vb,Vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(31, 32)에 출력할 수 있다.

인버터(720a, 720b)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상, 하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.

인버터(720a, 720b) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(710a, 710b)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(31, 32)에 출력되게 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동부(700a, 700b)는, 위치 검출 센서(705a, 705b)를 포함할 수 있다.

인버터 제어부(430)는, 출력 전류 검출부(E)로부터, 검출되는 출력 전류(io)를 입력받고, 위치 검출 센서(705a, 705b)로부터 모터(31, 32)의 회전자 위치 정보(θ)를 수신할 수 있다.

위치 검출 센서(705a, 705b)는, 모터(31, 32)의 회전자의 자극 위치(θ)를 검출할 수 있다. 즉, 위치 검출 센서(705a, 705b)는, 모터(31, 32)의 회전자의 위치를 검출할 수 있다. 이를 위해, 위치 검출 센서(705a, 705b)는, 엔코더(encoder)나 리졸버(resolver) 등 휠 센서를 포함할 수 있다.

실시 예에 따라서, 인버터 제어부(710a, 710b)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(720a, 720b)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.

이를 위해, 인버터 제어부(710a, 710b)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.

인버터 제어부(710a, 710b)는, 인버터(720a, 720b)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(720a, 720b)의 각 게이트 단자에 출력할 수 있다. 이에 따라, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는, 게이트 구동 신호라 명명할 수도 있다.

한편, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)를 기초로 생성되어 출력된다.

출력전류 검출부(E)는, 인버터(720a, 720b)와 삼상 모터(31, 32) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(31, 32)에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.

출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.

출력전류 검출부(E)는 인버터(720a, 720b)와 모터(31, 32) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.

검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(710a, 710b)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다.

도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 바디(10), 상기 바디(10)에 좌, 우로 장착되는 한 쌍의 구동바퀴(20), 상기 한 쌍의 구동바퀴(20)를 회전하는 모터(30), 상기 바디(10)와 연결되고 상측으로 연장된 프레임(50), 상기 프레임(50)과 연결되는 핸들(70), 상기 핸들(70)에 가해지는 힘과 상기 프레임(50)에 대한 상기 핸들(70)의 비틀림을 감지하는 힘 감지 센서(80), 상기 핸들(70)의 파지 여부를 감지하는 터치 센서, 및, 상기 한 쌍의 구동바퀴의 회전을 감지하는 휠 센서를 포함하는 센서부(610), 및, 유모차의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(200)를 포함할 수 있다.

제어부(200)는, 센서부(610)의 센싱 데이터에 기초하여 모터(30) 등 유모차의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)는, 힘 감지 센서(80)에서 감지되는 힘과 비틀림에 기초하여, 제1 모터(31) 및 제2 모터(32)를 제어하여, 유모차의 전진 또는 후진을 위한 동력을 제공할 수 있다.

또한, 제어부(200)는, 힘 감지 센서(80)에서 감지되는 힘과 비틀림에 기초하여, 제1 모터(31) 또는 제2 모터(32)를 구동하거나, 제1 모터(31)와 제2 모터(32)의 속도를 다르게 제어하여 유모차의 좌회전 또는 우회전을 위한 동력을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 핸들(70) 중앙에 구비된 2가지의 힘의 측정이 가능한 하나의 힘 감지 센서(80)를 이용하여, 유모차 핸들(70)에서 본체(프레임(50)과 바디(10))에 전달되는 힘 및 비틀림을 측정하고, 힘과 비틀림 값에 연관하여 제1,2 모터(31, 32)의 구동 토크를 조절할 수 있다.

제어부(200)는, 힘 감지 센서(80)에서 감지되는 힘 및 비틀림의 크기에 비례하여 제1,2 모터(31, 32)로 전달되는 전류를 조절하여 제1,2 모터(31, 32)의 토크를 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 센서부(610)에서 핸들(70)에 손이 있는지 없는지 여부를 감지할 수 있다. 즉, 센서부(610)가 사용자의 손이 핸들(70)을 잡고 있는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 힘 감지 센서(80) 또는 터치 센서를 통하여 핸들(70)의 파지 여부를 감지할 수 있다.

핸들(70)을 잡고 있는 손이 감지되지 않으면, 제어부(200)는 구동바퀴(20)가 멈추도록 브레이크 시스템을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 유모차는, 핸들(70)에 배치된 힘 감지 센서(80)를 통해 사용자의 유모차 조작 의도를 파악한 후, 그에 따라 제1,2 구동바퀴(21, 22)에 위치한 제1,2 모터(31, 32)를 제어함으로써, 사용자의 의도대로 움직인다. 따라서, 사용자의 조작 의도를 정확하게 파악하기 위해 힘 감지 센서(80)의 영점(zero point) 조절 등 캘리브레이션(calibration)이 반드시 필요하다.

힘 감지 센서(80)의 특성 상 시간에 따른 구조적 변형과 사용환경에 따라 영점이 변하게 된다. 이러한 영점 변화를 정확하게 파악하여 캘리브레이션할 필요가 있다. 힘 감지 센서(80)가 사용자의 힘을 정확하게 센싱해야 그 의도에 따라 유모차를 정확하게 제어할 수 있기 때문이다.

또한, 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터는 제1,2 모터(31, 32)의 제어와 직접적으로 연관되기 때문에, 영점의 오류는 유아에게 큰 위험을 초래할 수 있다.

따라서, 제어부(200)는, 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어할 수 있다.

예를 들어, 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 유모차의 전원이 켜진 후 또는 충전 중 또는 충전 완료 후에 수행할 수 있다.

이러한 방식들은 전원이 켜지거나 충전이 아닌 상황에서 힘 감지 센서(80)의 영점이 틀어질 경우 영점을 다시 설정할 수 없다. 따라서, 틀어진 영점으로 인해 유모차가 사용자의 의도와는 다르게 제어될 가능성이 있어 위험하다. 또한 틀어진 영점으로 인해 유모차가 오동작 할 가능성이 있다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 켜짐, 충전과 무관하게 캘리브레이션을 수행함으로써, 유모차의 안정성과 신뢰도를 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 실시간 캘리브레이션을 통해 힘 감지 센서(80)의 정확도를 최대로 높여 센싱 값의 오차로 인한 유모차 제어 오동작을 없앨 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 캘리브레이션 시 센싱 주기를 조절하여 소모 전류를 감소시킬 수 있다

이를 위해, 제어부(200)는, 센서부(610)의 센싱 데이터에 기초하여 상기 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션 수행 여부를 판별하고, 적절한 상황에서 상기 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(200)는, 터치 센서 및 휠 센서의 센싱 데이터에 기초하여, 상기 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 제어할 수 있다.

이하에서는 도면들을 참조하여, 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션과 센싱 주기 조절 등 본 발명의 실시 예들에 따른 동작 방법들을 상세히 설명한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무를 판별하고(S910), 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부 판별할 수 있다(S920).

제어부(200)는, 힘 감지 센서(80) 또는 터치 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 사용자 손이 핸들(70)을 파지하고 있는 지 여부를 판별할 수 있다(S910).

또한, 제어부(200)는, 휠 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부를 판별할 수 있다(S920).

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캘리브레이션을 수행하기 위한 조건으로, 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무 판별(S910)과 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부 판별(S920) 2 가지 조건을 사용할 수 있다.

즉, 실시간 캘리브레이션을 수행하기 위해서는 힘 감지 센서(80)와 연결된 핸들 구조에 사용자의 손의 파지가 없어야 하고, 바퀴 구동이 되지 않는 정지 상태이어야 한다.

실시 예에 따라서, 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부를 먼저 판별하고(S920), 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무를 판별할 수 있다(S910). 또는, 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무 판별(S910)과 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부 판별(S920)을 병행하여 수행할 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 핸들(70)을 잡고 있는 손이 감지되지 않으면(S910), 안전을 위해, 우선적으로 제어부(200)는 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 멈추도록 브레이크 시스템을 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 핸들(70)을 잡고 있는 손이 감지되지 않으면(S910), 제어부(200)는 제1,2 구동바퀴(21, 22)를 회전시키는 제1,2 모터(31, 32)의 전류 공급을 차단하거나 역방향으로 회전시킬 수 있다. 또한 핸들(70)을 잡고 있는 손이 감지되지 않으면(S910), 제어부(200)는 하드웨어로 구비되는 제동 장치를 구동하여 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 회전을 멈추거나 멈춤 상태를 유지하게 할 수 있다.

따라서, 더욱 바람직하게는, 먼저, 사용자 손이 핸들(70)을 파지하고 있는 지 여부를 판별할 수 있다(S910). 핸들(70)의 파지가 감지되지 않는 경우에(S910), 제어부(200)는, 휠 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부를 판별할 수 있다(S920). 이에 따라, 우선적으로 브레이크 시스템의 구동 여부를 먼저 결정하여 안전사고 발생을 방지하고, 센서 캘리브레이션 수행까지 연속적으로 제어할 수 있다.

실시 예에 따라서, 기설정된 기준 시간 센서부(610)의 입력에 변화가 있는지 여부를 판별할 수 있다(S930). 예를 들어, 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 잠시 멈추었다가 구동되어 회전하는 경우에는 캘리브레이션을 완료할 수 없고, 캘리브레이션이 완료되어도 부정확할 수 있다. 또한, 캘리브레이션 방식에 따라서 다수의 센싱 값을 이용하는 경우에 기설정된 기준 시간 동안에 필요한 센싱 값을 확보할 수도 있다. 따라서, 기설정된 기준 시간 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 구동되지 않는 경우에 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 수행할 수 있다(S940).

제어부(200)는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되지 않고(S910), 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴(20)가 회전하지 않는 경우에(S920, S930), 상기 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 수행하도록 제어할 수 있다(S940).

제어부(200)는, 힘 감지 센서(80)의 영점을 기존의 데이터 및 현재 센싱 값에 기초하여 조정할 수 있다.

또는, 제어부(200)는, 캘리브레이션 수행 기간 동안의 센싱 값의 평균값 또는 빈도가 가장 높은 센싱 값을 기준으로 힘 감지 센서(80)의 영점을 조정할 수 있다.

실시 예에 따라서, 제어부(200)는, 소정 기준 범위 이내의 센싱 값만 유효하게 처리하여 영점 조정에 사용할 수 있다. 여기서 기준 범위는 초기 설정 값을 그대로 사용할 수도 있지만, 현재 사용자의 사용 기간 동안에 수집된 데이터에 기초하여 갱신된 값일 수 있다. 이에 따라 더 정확한 센싱 값을 사용하여 힘 감지 센서(80)의 영점을 조정할 수 있다.

한편, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 캘리브레이션 기간(S940) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다. 또는, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 상기 기준 시간(S930)과 캘리브레이션 기간(S940) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다.

더욱 바람직하게는, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 기준 시간(S930) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다. 이 경우에, 제어부(200)는 캘리브레이션에서 사용할 센싱 값 확보에 충분한 시간 경과 후에 캘리브레이션 수행을 결정할 수 있고, 센싱 값 획득에 추가 시간이 불필요한 장점이 있다.

이후, 제어부(200)는, 캘리브레이션된 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 모터(31, 32)를 제어함으로써, 더욱 정확한 유모차의 제어가 가능하다.

만약, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고(S910), 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에(S920, S930), 상기 제어부(200)는, 상기 한 쌍의 구동바퀴 회전 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수(N회) 재시도하도록 제어할 수 있다(S935).

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무를 판별할 수 있다(S1010). 예를 들어, 제어부(200)는, 힘 감지 센서(80) 또는 터치 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 사용자 손이 핸들(70)을 파지하고 있는 지 여부를 판별할 수 있다(S1010).

상기 제어부(200)는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 확인할 수 있다(S1020). 만약 센싱 주기가 하이(high)와 로우(low)로 설정가능하다면, 상기 제어부(200)는 현재 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기가 하이(high)인지 로우(low)인지 확인할 수 있다. 실시 예에 따라서, 센싱 주기가 3 레벨 이상 복수의 레벨로 설정될 수 있다.

한편, 상기 제어부(200)는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되면(S1010), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 빠르게 변경할 수 있다(S1025). 즉, 상기 제어부(200)는, 센싱 주기를 증가시켜 상기 힘 감지 센서(80)가 더 빠른 주기로 센싱 값을 획득하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되고(S1010), 현재 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기가 로우(low)인 경우에, 하이(high)로 센싱 주기를 변경할 수 있다(S1025).

한편, 제어부(200)는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되는 경우, 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터 변화량을 저장부(620)에 저장하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 센싱 데이터 변화량은 하중 센서(load cell)의 센싱값 중 최대값과 최소값일 수 있다. 즉, 센싱 데이터 변화량을 저장하면서 현재 사용자에 의한 센싱 값 범위를 관리할 수 있다. 사람마다 밀거나 끄는 정도가 다르기 때문에 변화량 정보는 소정 기준 범위 설정의 변경에 사용될 수 있다. 또한, 변화량 정보는 힘 감지 센서(80)에서 감지되는 센싱 값에 비례하여 모터 토크를 제어할 때, 그 비례 값을 결정하는 데에도 활용될 수 있다.

한편, 제어부(200)는, 휠 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부를 판별할 수 있다(S1030).

제1,2 구동바퀴(21, 22)가 구동 중인 경우(S1030), 즉, 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하는 경우에(S1030), 상기 제어부(200)는, 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터 변화량을 상기 저장부(620)에 저장하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 센싱 데이터 변화량을 저장하면서 현재 사용자에 의한 센싱 값 범위를 관리할 수 있다.

한편, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되지 않고(S1010), 기설정된 기준 시간 동안 상기 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않는 경우에(S1030), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 느리게 변경할 수 있다(S1050). 즉, 상기 제어부(200)는, 센싱 주기를 감소시켜 상기 힘 감지 센서(80)가 더 느린 주기로 센싱 값을 획득하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되지 않고(S1010), 기설정된 기준 시간 동안 상기 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않으며(S1030), 현재 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기가 하이(high)인 경우에, 로우(low)로 센싱 주기를 변경할 수 있다(S1050).

제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않으면(S1030), 상기 힘 감지 센서(80)에서 센싱할 필요성이 감소한다.

따라서, 상기 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않는 경우에(S1030), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 느리게 변경함으로써(S1050), 전력 소비를 저감할 수 있다.

한편, 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않으면(S1030), 상기 힘 감지 센서(80)에서 센싱되는 값에 따라 제1,2 모터(31, 32)가 회전하는 경우가 아니므로, 상기 힘 감지 센서(80)에서 센싱되는 값은 없다고 볼 수 있다. 따라서, 센싱 데이터 변화량을 저장하지 않아도 된다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법을 도시한 순서도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 핸들(70)의 파지 여부를 감지할 수 있다(S1110). 예를 들어, 제어부(200)는, 힘 감지 센서(80) 또는 터치 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 핸들(70)에 파지된 사용자 손의 유무를 판별할 수 있다(S1110).

본 발명의 일 실시 예에 따른 유모차는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되지 않으면(S1110), 한 쌍의 구동바퀴(20)의 회전을 감지할 수 있다(S1120). 예를 들어, 제어부(200)는, 휠 센서를 통한 센싱 데이터에 기초하여 제1,2 구동바퀴(21, 22)의 구동 여부를 판별할 수 있다(S1120).

제어부(200)는, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴(20)가 회전하지 않는 경우에(S1120, S1130), 상기 핸들(70)에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어할 수 있다(S1140).

실시 예에 따라서, 기설정된 기준 시간 센서부(610)의 입력에 변화가 있는지 여부를 판별할 수 있다(S1130). 예를 들어, 1분 동안 휠 센서의 입력 변화를 확인할 수 있다. 한 쌍의 구동바퀴(20)가 잠시 멈추었다가 구동되어 회전하는 경우에는 캘리브레이션을 완료할 수 없고, 캘리브레이션이 완료되어도 부정확할 수 있다. 또한, 캘리브레이션 방식에 따라서 다수의 센싱 값을 이용하는 경우에 기설정된 기준 시간 동안에 필요한 센싱 값을 확보할 수도 있다. 따라서, 기설정된 기준 시간 한 쌍의 구동바퀴(20)가 구동되지 않는 경우에(S1120, S1130), 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 수행할 수 있다(S1140).

한편, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 캘리브레이션 기간(S1140) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다. 또는, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 상기 기준 시간(S1130)과 캘리브레이션 기간(S1140) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다.

더욱 바람직하게는, 영점 조정에 사용되는 센싱 값은 기준 시간(S1130) 동안에 수집된 센싱 값일 수 있다. 이 경우에, 제어부(200)는 캘리브레이션에서 사용할 센싱 값 확보에 충분한 시간 경과 후에 캘리브레이션 수행을 결정할 수 있고, 센싱 값 획득에 추가 시간이 불필요한 장점이 있다.

실시 예에 따라서, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되지 않고(S1110), 상기 제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않는 경우에(S1120), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 느리게 변경할 수 있다(S1125). 예를 들어, 현재 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기가 12ms인 경우에, 1ms로 센싱 주기를 변경할 수 있다(S1125).

제1,2 구동바퀴(21, 22)가 회전하지 않으면(S11200), 주행과 관련하여 상기 힘 감지 센서(80)에서 센싱할 필요성이 감소하고, 캘리브레이션에 필요한 센싱 값만 확보하면 된다. 따라서, 상기 제어부(200)는, 센싱 주기를 감소시켜 상기 힘 감지 센서(80)가 더 느린 주기로 센싱 값을 획득하도록 제어함으로써 전력 소비를 저감할 수 있다.

만약, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않고(S1110), 기설정된 기준 시간 동안 휠 센서 등 센서부(610)의 입력값에 변화가 있으면(S1130), 상기 제어부(200)는, 상기 입력값에 변화 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수(N회) 재시도하도록 제어할 수 있다(S1135).

한편, 상기 제어부(200)는, 상기 핸들(70)의 파지가 감지되면(S1110), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 확인할 수 있고(S1150), 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 빠르게 변경할 수 있다(S1160). 예를 들어, 현재 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기가 1ms인 경우에, 12ms로 센싱 주기를 변경할 수 있다(S1160). 상기 제어부(200)는, 센싱 주기를 증가시켜 상기 힘 감지 센서(80)가 더 빠른 주기로 센싱 값을 획득하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 핸들(70)을 파지하고 유모차를 조작하려는 사용자의 힘 및 비틀기를 더욱 정확하게 감지할 수 있다.

한편, 제어부(200)는, 상기 힘 감지 센서(80)의 센싱 데이터 변화량을 저장부(620)에 저장하도록 제어할 수 있다(S1170). 예를 들어, 센싱 데이터 변화량은 하중 센서(load cell)의 센싱값 중 최대값과 최소값일 수 있다.

즉, 센싱 데이터 변화량을 저장하면서 현재 사용자에 의한 센싱 값 범위를 관리할 수 있다. 사람마다 밀거나 끄는 정도가 다르기 때문에 변화량 정보는 소정 기준 범위 설정의 변경에 사용될 수 있다. 또한, 변화량 정보는 힘 감지 센서(80)에서 감지되는 센싱 값에 비례하여 모터 토크를 제어할 때, 그 비례 값을 결정하는 데에도 활용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 다양한 상황에서의 힘 감지 센서(80)의 캘리브레이션을 통해 정확한 센싱 및 모터 제어가 가능하다.

이를 위해, 사용자의 유모차 조작이 없는 조건과 유모차가 이동 중이 아닌 조건을 만족하면 실시간 캘리브레이션을 수시로 수행할 수 있다. 이에 따라, 센싱 오차를 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자의 유모차 조작 여부는 손잡이의 터치 센서 또는 힘 감지 센서(80)를 통해 감지되는 손의 유무로 판단할 수 있다. 또한, 유모차의 이동 여부는 바퀴의 회전 및 속도를 센싱하는 휠 센서를 통해 감지되는 바퀴 회전 여부로 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 캘리브레이션 조건이 부합하는 경우에, 힘 감지 센서(80)의 센싱 주기를 길게 조절할 수 있다. 캘리브레이션 단계에서 힘 감지 센서의 센싱 주기를 길게 조절하면 불필요하게 많은 센싱을 통한 전류의 낭비를 줄여 소모 전류를 줄일 수 있다.

또한, 제어부(200)는, 정해진 시간 동안 수집된 센싱 값을 분석하여 캘리브레이션 여부를 결정할 수 있다.

제어부(200)는, 실시간 캘리브레이션을 통해 힘 감지 센서(80)의 변화를 바로 반영하여 영점 조절할 수 있다. 이를 통해 힘 감지 센서(80)의 예기치 못한 변화에 따른 센서 값의 오차를 빠르고 정확하게 추정하여 더 정확한 유모차 제어를 가능하게 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유모차 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 유모차의 동작 방법은, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

구동 바퀴: 21, 22
모터: 31, 32
제어부: 200
센서부: 610
저장부: 620

Claims

한 쌍의 구동바퀴가 좌, 우로 장착되는 바디;
상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전하는 모터;
하측부가 상기 바디와 연결되고, 상기 하측부로부터 상측으로 연장된 프레임;
상기 프레임과 연결되는 핸들;
상기 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서, 상기 핸들의 파지 여부를 감지하는 터치 센서, 및, 상기 한 쌍의 구동바퀴의 회전을 감지하는 휠 센서를 포함하는 센서부; 및,
상기 터치 센서 및 상기 휠 센서의 센싱 데이터에 기초하여, 상기 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하도록 제어하는 제어부;를 포함하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 캘리브레이션을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 느리게 변경하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 한 쌍의 구동바퀴 회전 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수 재시도하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 확인하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 빠르게 변경하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
저장부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 핸들의 파지가 감지되는 경우, 및, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면서 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터 변화량을 상기 저장부에 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터에 기초하여 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 유모차.
제1항에 있어서,
상기 프레임은 좌, 우 방향으로 상기 한 쌍의 구동바퀴의 중앙에 위치하고,
상기 핸들은, 상기 프레임에 대응하는 위치에서 좌, 우 방향으로 서로 이격된 좌측바 및 우측바를 포함하고,
상기 힘 감지 센서는, 상기 좌측바 및 상기 우측바와 연결되고, 상기 프레임에 결합되는 것을 특징으로 하는 유모차.
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 구동바퀴는,
상기 바디의 좌측에 장착되는 제1 구동바퀴, 및
상기 바디의 우측에 장착되는 제2 구동바퀴를 포함하고,
상기 모터는,
상기 제1 구동바퀴를 회전하는 제1 모터, 및,
상기 제2 구동바퀴를 회전하는 제2 모터를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 힘 감지 센서에서 감지되는 힘 및 비틀림의 크기에 기초하여, 상기 제1 모터와 상기 제2 모터를 구동하는 유모차.
제9항에 있어서,
상기 힘 감지 센서는,
상기 좌측바와 연결된 제1 센서부,
상기 우측바와 연결되 제2 센서부, 및
상기 제1 센서부와 상기 제2 센서부를 연결하고, 상기 프레임에 결합된 브래킷을 포함하는 유모차.
핸들의 파지 여부를 감지하는 단계;
상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면, 한 쌍의 구동바퀴의 회전을 감지하는 단계; 및,
기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 핸들에 인가되는 힘을 감지하는 힘 감지 센서의 캘리브레이션(calibration)을 수행하는 단계;를 포함하는 유모차의 동작 방법.
제12항에 있어서,
상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 상기 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하지 않는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 느리게 변경하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제12항에 있어서,
상기 핸들의 파지가 감지되지 않고, 상기 기설정된 기준 시간 동안 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 한 쌍의 구동바퀴 회전 여부 체크(chcek)를 기설정된 소정 횟수 재시도하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제12항에 있어서,
상기 핸들의 파지가 감지되면, 상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 확인하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제15항에 있어서,
상기 힘 감지 센서의 센싱 주기를 빠르게 변경하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제12항에 있어서,
상기 핸들의 파지가 감지되는 경우, 및, 상기 핸들의 파지가 감지되지 않으면서 상기 한 쌍의 구동바퀴가 회전하는 경우에, 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터 변화량을 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제12항에 있어서,
제어부가 상기 힘 감지 센서의 센싱 데이터에 기초하여 상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전시키는 모터를 제어하는 단계;를 더 포함하는 유모차의 동작 방법.
제18항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 힘 감지 센서에서 감지되는 힘 및 비틀림의 크기에 기초하여, 상기 한 쌍의 구동바퀴를 회전시키는 한 쌍의 모터 중 적어도 하나를 구동하는 유모차의 동작 방법.