KR101042776B1 - 자전거 전원 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거 전원 제어 장치에 관한 것으로; 자전거 바퀴에 인접한 프레임에 설치되어 타이어에 밀착되는 회전자가 몸체에 축설되는 자가발전기와, 상기 자가발전기의 전원이 충전되는 축전지와, 상기 축전지의 충전전원을 감지하는 충전감지부와, 상기 충전감지부의 충전전원정보를 이용하여 상기 축전지의 저충전 또는 과충전 여부를 비교하는 마이컴과, 상기 축전지가 저충전인 경우 상기 자가발전기를 회동시켜 회전자를 타이어에 밀착시키고 과충전인 경우 상기 자가발전기를 회동시켜 회전자를 타이어에서 분리시키는 회전력제공수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 자전거에 설치되어 부하에 전원을 공급하는 축전지의 충전상태를 감시하여 저충전상태인 경우에는 자가발전기를 구동시키고, 과충전인 경우에는 자가발전기를 정지시켜 줌으로서 자전거를 타는 사용자의 에너지소모를 최소화하고 축전지를 통한 안정적인 전원을 부하로 공급하는 장점이 있다.

자전거, 전원, 축전지

Description

자전거 전원 제어 장치 { electric power control apparatus for bicycle }

본 발명은 자전거 전원 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 자전거의 전조등과 같은 부하단에 동력을 제공하는 전원 상태를 감지하여 부하단에 안정적인 전원 공급이 이루어지도록 하는 자전거 전원 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자전거는 생활 스포츠에 사용하는 운동기구로서 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 도심지의 근거리 교통에도 매우 유익하게 사용하고 있는 교통수단이다.

따라서, 최근에는 환경오염 및 교통난 해소를 위해 자전거의 사용을 장려하여 널리 애용되고 있는 실정이다.

이와 같은 자전거는 통상적으로 그 전방에 전조등이 구비되며, 최근에는 속도감지계 등과 같은 장치들을 더 구비하여 그 구성이 복잡하여 많은 양의 전력이 공급되어야 한다.

종래에는 자전거 프레임의 일측에 바퀴의 타이어에 밀착되어 발전을 일으키는 자가발전기가 구비되어 필요한 경우 타이어에 밀착시켜 전조등을 점등시켜 운영하였다.

그런데 이와 같은 자가발전기는 타이어에 밀착되어 회전자가 회전하는 경우에만 전원을 전조등에 공급할 수 있어 자전거가 정지하고 있는 상태에서는 전원이 발생되지 않는다.

한편, 종래의 자가발전기는 타이어에 회전자가 밀착되어 있는 상태로 운행되어야 하므로 그 마찰 저항으로 인해 자전거를 타는 경우 사용자의 에너지소모가 많아지는 문제점을 가지고 있었다.

아울러, 자전거의 운행 속도에 따라 불규칙적인 전원이 부하로 공급되어 부하를 구성하는 전조등이나 속도계 등의 수명이 단축되는 문제점도 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 축전지의 충전상태에 따라 자가발전기를 구동시키는 구성을 통해 안정적인 전원을 자전거의 부하단에 공급하여 운행할 수 있는 자전거 전원 제어 장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은;

자전거 바퀴에 인접한 프레임에 설치되어 타이어에 밀착되는 회전자가 몸체에 축설되는 자가발전기와, 상기 자가발전기의 전원이 충전되는 축전지와, 상기 축전지의 충전전원을 감지하는 충전감지부와, 상기 충전감지부의 충전전원정보를 이용하여 상기 축전지의 저충전 또는 과충전 여부를 비교하는 마이컴과, 상기 축전지가 저충전인 경우 상기 자가발전기를 회동시켜 회전자를 타이어에 밀착시키고 과충전인 경우 상기 자가발전기를 회동시켜 회전자를 타이어에서 분리시키는 회전력제공수단;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 자전거에 설치되어 부하에 전원을 공급하는 축전지의 충전상태를 감시하여 저충전상태인 경우에는 자가발전기를 구동시키고, 과충전인 경우 에는 자가발전기를 정지시켜 줌으로서 자전거를 타는 사용자의 에너지소모를 최소화하고 축전지를 통한 안정적인 전원을 부하로 공급하는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이때, 도 1은 본 발명에 따른 자전거의 정면을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 자전거의 측면을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 자전거의 후면을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치의 회로 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 자가발전기의 설치 상태도이다.

도 1 내지 도 4에 의하면, 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치(100)는 전원공급을 위한 전원공급부(160)와, 전원공급부(160)의 충전전원을 감지하는 충전감지부(165)와, 충전감지부(165)의 충전전원정보를 감시하여 상기 전원공급부(160)를 제어하는 마이컴(140)으로 이루어진다.

이때, 상기 전원 제어 장치(100)는 각종 설정을 위한 키입력부(110)와, 자전거(1)의 속도를 감지하기 위한 속도감지부(120)와, 운영프로그램이 내장되어 감시제어를 수행하는 마이컴(140)과, 각종 음성정보를 출력하는 음성출력부(150)와, 상기 속도감지부(120)에서 감지된 자전거의 속도를 파악할 수 있도록 표시하는 LCD 등으로 이루어진 디스플레이부(180) 등과 같은 부하(load)가 구비된다.

한편, 상기 전원공급부(160)는 자전거 바퀴(7)에 인접한 프레임(1a)에 자가발전기(161)를 설치하고, 자전거(1) 프레임(1a)의 전면에 풍력발전기(162)를 설치하고, 자전거(1)의 안장(9) 후측에 태양전지(solar cell)(163)를 설치하고, 안장(9) 하부의 프레임에 축전지(164)를 구비하여서 이루어진다.

따라서, 상기 자가발전기(161)와 풍력발전기(162) 및 태양전지(163)에서 발생되는 전원은 축전지(164)에 충전된다.

이때, 상기 축전지(164)의 전원은 충전감지부(165)를 통해 감지되며 그 충전정보는 마이컴(140)으로 입력되어 과충전인자 저충전인지를 판별하게 된다.

또한, 상기 음성출력부(150)는 음성신호를 발생하는 음원IC(152)와, 음성신호를 증폭하는 앰프(154) 및 외부로 음성출력하는 스피커(156)로 구성된다.

상기 키입력부(110)를 조작하여 마이컴(140)이 구동되면 마이컴(140)의 내장 메모리(142)의 프로그램이 구동되어 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치(100)가 작동된다.

이와 같은 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치(100)는 도면에 도시한 바와 같이 자전거(1)의 핸들(2) 중앙에 설치되어 자전거 사용자가 편리하게 사용할 수 있게 된다.

한편, 자전거(1)의 핸들 양측에는 좌/우향 스위치(190,191)가 구비되고, 자전거 프레임(1a) 후방에는 상기 좌/우향 스위치(190,191)의 조작신호가 입력되는 경우 상기 마이컴(140)의 제어에 의해 점멸되는 좌/우향등(191,192)과 마이컴(140)의 제어에 의해 점멸되는 정지등(195)이 구비되며, 자전거 프레임(1a) 전방에는 전 조등(194)이 구비된다.

이때, 상기 전조등(194)은 키입력부(110)의 조작으로 점등된다.

한편, 상기 마이컴(140)은 우향 스위치(191)를 누르면 우향등(193)이 점멸되어 우회전을 지시하고, 좌향 스위치(190)를 누르면 좌향등(192)이 점멸되어 좌회전을 지시하여 자전거 이용자의 안전도 보호하고 뒤의 운전자나 보행자들이 앞의 자전거 이용자의 행동을 예측하도록 하여야 하며 멈추면 부착된 속도감지부(120)의 현재 주행속도가 감소하는 경우 정지등(195)을 점멸시키게 된다.

이때, 상기 마이컴(140)은 속도감지부(120)에서 계측된 속도데이터를 마이컴(140)에 저장하여 사고나 고장시 원인(과속)을 파악하는데 이용할 뿐만 아니라 건강관리에도 응용시키기 위해 주행거리와, 소모 Kcal 등을 계산하여 저장하여 줌이 바람직하다.

한편, 도 5는 자가발전기를 도시한 도면으로, 자가발전기(161)는 타이어에 밀착되는 회전자(161a)가 축설되는 몸체(161b)의 일측에 타이어 방향으로 회동이 가능한 힌지편(168)이 돌출 구비되며, 그 힌지편(168)에는 종동기어부(168a)가 형성된다.

이때, 상기 자가발전기(161)는 자전거 프레임(1a)에 고정되는 고정부재(8)의 단부에 힌지편(168)이 힌지결합되어 자가발전기 몸체(161b)가 회동이 가능해진다.

이와 같은 고정부재(8)의 일측에는 상기 자가발전기(161)를 회동시키는 회전력제공수단(166)이 구비된다.

상기 회전력제공수단(166)은 정회전 또는 역회전이 가능한 모터(166a)가 구비되며 그 모터축에는 상기 자가발전기(161)의 힌지편에 구비되는 종동기어부(168a)와 치합되는 구동기어부(166b)가 구비된다.

따라서, 자가발전기(161)를 이용하여 전원을 발생시키고자 하는 경우에는 상기 모터(166a)를 정회전되도록 구동시켜 자가발전기(161)를 회동시키게 되며, 그에 따라 자가발전기(161)의 회전자(161a)가 타이어(7a)에 밀착된다.

한편, 자가발전기(161)의 작동을 정지하고자 하는 경우에는 상기 모터(166a)를 역회전되도록 구동시켜 자가발전기(161)의 회전자(161a)가 타이어(7a)에서 분리되도록 한다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참고로 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치의 작동 예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치(100)를 제어하기 키입력부(110)의 조작을 통해 예를 들어 4자리의 비밀번호를 입력하면 자전거 전원 제어 장치(100)를 작동시키면 초기화되어 기본적인 운행을 위한 속도표시모드를 디스플레이부(180)로 표시한다.

이때, 마이컴(140)은 충전감지부(10)에서 감지된 충전정보는 마이컴(140)으로 입력되어 저충전인지 또는 과충전인지를 판별하게 된다.

상기 마이컴(140)은 축전지(164)의 충전상태가 저충전 상태인 경우에는 모터(166a)를 구동시켜 자가발전기(161)를 회동시켜 자가발전기(161)의 회전자(161a)를 타이어(7a)에 밀착시켜 발전시키게 된다.

이 경우 자가발전기(161)의 전원은 상기 축전지(164)에 충전되며, 충전감지부(10) 역시 계속해서 축전지(164)의 충전정보를 마이컴(140)에 제공하게 된다.

물론, 풍력발전기(162) 및 태양전지(163)에서 발생되는 전원 역시 축전지(164)에 충전됨은 당연하며 부하에 전원을 공급하고 있는 경우에도 동일하게 충전감지부(10)에서 충전정보를 감지하게 된다.

한편, 마이컴(140)은 축전지(164)가 과충전상태인 경우에는 모터(166a)를 역구동시켜 자가발전기(161)의 회전자(161a)가 타이어(7a)에서 분리시키게 된다.

이때에도 풍력발전기(162) 및 태양전지(163)에서 발생되는 전원은 축전지(164)에 충전된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자전거의 정면을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 자전거의 측면을 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 자전거의 후면을 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명에 따른 자전거 전원 제어 장치의 회로 구성도이고,

도 5는 본 발명에 따른 자가발전기의 설치 상태도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 자전거 1a: 프레임

100: 자전거 전원 제어 장치 140: 마이컴

160: 전원공급부 161: 자가발전기

162: 풍력발전기 163: 태양전지

164: 축전지 165: 충전감지부

166: 회전력제공수단

Claims (3)

1. 자전거 프레임(1a)에 구비되어 타이어에 밀착되는 회전자(161a)가 몸체(161b)에 축설되는 자가발전기(161)와, 상기 자가발전기(161)의 전원이 충전되는 축전지(164)와, 상기 축전지(164)의 충전전원을 감지하는 충전감지부(165)와, 상기 충전감지부(165)의 충전전원정보를 이용하여 상기 축전지(164)의 저충전 또는 과충전 여부를 비교하는 마이컴(140)과, 상기 축전지(164)가 저충전인 경우 상기 자가발전기(161)를 회동시켜 회전자(161a)를 타이어에 밀착시키고, 과충전인 경우 상기 자가발전기(161)를 회동시켜 회전자(161a)를 타이어에서 분리시키는 회전력제공수단(166)으로 구성되되;

   상기 자가발전기(161)의 몸체(161b) 일측에 타이어 방향으로 회동이 가능한 힌지편(168)이 돌출 구비되고, 상기 자전거 프레임(1a)에는 상기 힌지편(168)이 힌지결합되는 고정부재(8)가 구비되며;

   상기 회전력제공수단(166)은 상기 자가발전기 몸체(161b)의 힌지편(168)에 종동기어부(168a)를 구비하고, 상기 고정부재(8)의 일측에는 상기 마이컴(140)에 의해 정회전 또는 역회전되는 모터(166a)를 구비하고, 그 모터축에는 상기 힌지편의 종동기어부(168a)와 치합되는 구동기어부(166b)를 구비하여서 이루어지며;

   상기 자전거(1)의 핸들 양측에는 좌/우향 스위치(190,191)가 구비되고, 자전거 프레임(1a) 후방에는 상기 좌/우향 스위치(190,191)의 조작신호가 입력되는 경우 상기 마이컴(140)의 제어에 의해 점멸되는 좌/우향등(191,192)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자전거 전원 제어 장치.
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