KR101042918B1 - Self balancing electric vehicle having two-wheel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이륜형 자동 균형 전기자동차에 관한 것으로서, 몸체; 발판; 회동축을 기준으로 좌우회동시키는 것이 가능한 조정대; 좌측 바퀴; 우측 바퀴; 좌측 바퀴 및 우측 바퀴를 모두 회전시키는 것이 가능한 모터; 상기 좌측 바퀴축 또는 우측 바퀴축 중 어느 하나에 부하가 걸려서 회전속도가 느려지면 다른 하나의 상기 우측 바퀴축 또는 좌측 바퀴축의 회전 속도가 빨라지는 차동기어장치; 상기 좌측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 좌측 조향 브레이크; 상기 우측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 우측 조향 브레이크; 상기 좌측 조향 브레이크를 제어하는 좌측 브레이크 제어장치; 및 상기 우측 조향 브레이크를 제어하는 우측 브레이크 제어장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하기 때문에 모터를 하나만 설치하여 모터의 용량 및 구동력을 크게 증대시키고, 에너지 효율을 극대화하며, 설치비용 및 제품비용을 크게 줄이고, 생산성이 크게 향상시킬 수 있으며, 안전성과 급가속, 급감속, 급회전 등의 사고를 예방할 수 있고, 승차감을 더욱 향상시키는 효과를 갖는다.

Figure R1020090085077

조정대, 좌측 바퀴, 우측 바퀴, 모터, 차동기어장치, 조향 브레이크

The present invention relates to a two-wheeled self-balancing electric vehicle, the body; Scaffolding; An adjustable bar capable of rotating left and right with respect to the rotating shaft; Left wheel; Right wheel; A motor capable of rotating both the left wheel and the right wheel; A differential gear device in which a rotation speed of the other right wheel shaft or the left wheel shaft is increased when the load is applied to one of the left wheel shaft and the right wheel shaft; A left steering brake for regulating the rotational speed of the left wheel shaft; A right steering brake for regulating the rotational speed of the right wheel shaft; A left brake control device for controlling the left steering brake; And a right brake control device for controlling the right steering brake, so that only one motor is installed to greatly increase the capacity and driving force of the motor, maximize energy efficiency, and greatly increase installation cost and product cost. It can reduce the productivity, greatly improve, prevent accidents such as safety and sudden acceleration, sudden deceleration, and rapid rotation, and has an effect of further improving the riding comfort.

Figure R1020090085077

Steering wheel, left wheel, right wheel, motor, differential gear, steering brake

Description

이륜형 자동 균형 전기자동차{Self balancing electric vehicle having two-wheel}Self balancing electric vehicle having two-wheel}

본 발명은 이륜형 자동 균형 전기자동차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차동기어장치를 이용하여 하나의 모터로도 간단하게 방향을 조절할 수 있게 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차에 관한 것이다.The present invention relates to a two-wheeled self-balancing electric vehicle, and more particularly, to a two-wheeled self-balancing electric vehicle that can be easily adjusted by a single motor using a differential gear device.

일반적으로 자전거나 오토바이는 2개의 바퀴를 사용하나 이들 2개의 바퀴들은 사용자를 중심으로 전후방향에 배치되어 전후방향으로는 전복되거나 쓰러지기 어려우나, 대신 좌우방향으로는 지탱할 별도의 장치가 없어서 추가 좌우 바퀴 등을 장착하지 않는 이상, 사람이 몸을 움직여서 균형을 잡지 않으면 쓰러지기가 쉽다.Bicycles and motorcycles generally use two wheels, but these two wheels are placed in front and rear directions around the user, making it difficult to overturn or fall in the front and rear directions, but instead, there are no separate devices to support in the left and right directions. Unless you have a back, it's easy to fall if a person doesn't move and balance it.

최근, 이러한 단점을 보완하면서, 2개의 좌우측 바퀴를 이용하여 사람이 서서 조정간을 잡고 탈 수 있는 이륜형 전기자동차가 개발되었다.Recently, to compensate for these shortcomings, two-wheeled electric vehicles have been developed in which a person can stand and hold a steering wheel using two left and right wheels.

즉, 최근에 개발된 이륜형 전기자동차는 조정대 센서를 이용하여 사용자가 몸을 앞으로 기울이거나 조정대를 앞으로 기울이면 전진하고, 옆으로 기울이면 좌우회전되는 등 균형을 자동으로 제어한다.In other words, the recently developed two-wheeled electric vehicle automatically controls the balance by using the steering wheel sensor, such that the user tilts forward or tilts the steering wheel forward and rotates left and right.

이러한 종래의 이륜형 전기자동차는, 좌회전 또는 우회전 하기 위하여 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 회전 속도가 달라야 하고, 이를 위하여 좌측 바퀴를 회전시키는 좌측 모터와, 우측 바퀴를 회전시키는 우측 모터, 즉 2개의 모터가 반드시 필요한 구성이다.In this conventional two-wheeled electric vehicle, the left and right wheels have to have different rotation speeds in order to turn left or right, and for this purpose, a left motor for rotating the left wheel and a right motor for rotating the right wheel, that is, two motors are provided. This is a necessary configuration.

그러나, 한정된 공간에서 모터 2개가 설치되면, 공간상의 제약으로 인하여 설치 가능한 모터의 용량이 제한되고, 모터 2개에 소요되는 전력량이 증대되고, 모터들의 무게가 늘어나서 에너지 효율이 크게 떨어지며, 모터 및 모터마다 추가 설치되는 동력전달장치 등 부수적인 부품의 개수가 늘어나서 설치비용이 크게 증가되며, 모터 2개를 장착 및 조립하는 데 소요되는 시간 및 인력이 증대되어 생산성이 크게 떨어지는 등 많은 문제점이 있었다.However, when two motors are installed in a limited space, the capacity of the motor that can be installed is limited due to space limitations, the amount of power required for the two motors is increased, the weight of the motors is increased, and the energy efficiency is greatly reduced. The installation cost is greatly increased by increasing the number of ancillary parts such as a power transmission device that is additionally installed every time, and there are many problems such as a significant decrease in productivity due to an increase in time and manpower required for mounting and assembling two motors.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 모터를 하나만 설치하여 공간상의 제약이 없이 모터의 용량 및 구동력을 크게 증대시킬 수 있고, 소요되는 전력량 및 모터 무게를 줄일 수 있어서 에너지 효율을 극대화시키며, 부수적인 부품의 개수를 크게 줄여서 설치비용 및 제품비용을 크게 줄일 수 있고, 조립 및 생산하는 데 소요되는 시간 및 인력을 절감하여 생산성이 크게 향상시킬 수 있게 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems, by installing only one motor can greatly increase the capacity and driving force of the motor without space constraints, can reduce the amount of power required and the weight of the motor to maximize energy efficiency It can reduce installation cost and product cost by greatly reducing the number of ancillary parts, and provide two-wheel auto balance electric vehicle that can greatly improve productivity by reducing time and manpower required for assembly and production. Is in.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이륜형 자동 균형 전기자동차는, 사용자가 조정간을 조작하고 발판에 서서 타는 형태의 이륜형 자동 균형 전기자동차를 구성함에 있어서, 몸체; 상기 몸체에 설치되고, 사용자를 지지하는 발판; 발판에 올라 탄 사용자가 조정간을 손으로 잡고, 회동축을 기준으로 좌우회동시키는 것이 가능한 조정대; 상기 몸체의 좌측에 형성되는 좌측 바퀴; 상기 몸체의 우측에 형성되는 우측 바퀴; 상기 좌측 바퀴 및 우측 바퀴를 모두 회전시키는 것이 가능한 모터; 상기 모터의 회전동력을 상기 좌측 바퀴 및 우측 바퀴에 모두 전달하고, 상기 좌측 바퀴의 좌측 바퀴축과, 상기 우측 바퀴의 우측 바퀴축 사이에 설치되며, 상기 좌측 바퀴축 또는 우측 바퀴축 중 어느 하나에 부하가 걸려서 회전속도가 느려지면 다른 하나의 상기 우측 바퀴축 또는 좌측 바퀴축의 회전 속도가 빨라지는 차동기어장치; 상기 좌측 바퀴축에 설치되어 상기 좌측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 좌측 조향 브레이크; 상기 우측 바퀴축에 설치되어 상기 우측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 우측 조향 브레이크; 상기 조정대의 좌측 회동에 따라 상기 좌측 조향 브레이크를 제어하는 좌측 브레이크 제어장치; 및 상기 조정대의 우측 회동에 따라 상기 우측 조향 브레이크를 제어하는 우측 브레이크 제어장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The two-wheeled self-balancing electric vehicle of the present invention for achieving the above object, in the configuration of a two-wheeled self-balancing electric vehicle of the type that the user operates the steering wheel and standing on the footrest, the body; A footrest installed on the body and supporting the user; A steering wheel on which the user who rides on the foothold can hold the adjustment lever by hand and pivot left and right about the rotation shaft; A left wheel formed on the left side of the body; A right wheel formed on the right side of the body; A motor capable of rotating both the left wheel and the right wheel; The rotational power of the motor is transmitted to both the left wheel and the right wheel, and is installed between the left wheel shaft of the left wheel and the right wheel shaft of the right wheel, the one of the left wheel shaft or right wheel shaft A differential gear device in which the rotation speed of the other right wheel shaft or the left wheel shaft is increased when the rotation speed is slowed due to the load; A left steering brake installed on the left wheel shaft to control a rotation speed of the left wheel shaft; A right steering brake installed on the right wheel shaft to control a rotation speed of the right wheel shaft; A left brake control device for controlling the left steering brake in accordance with a left rotation of the steering wheel; And a right brake control device for controlling the right steering brake according to the right rotation of the steering wheel.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 차동기어장치는, 상기 모터에 연결되는 구동 피니언기어; 상기 좌측 바퀴축에 연결되고 상기 구동 피니언기어와 맞물리는 휠기어; 상기 휠기어에 설치되는 차동기어 케이스; 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 우측 바퀴축에 연결되는 우측 차동 사이드기어; 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 좌측 바퀴축에 연결되는 좌측 차동 사이드기어; 및 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 좌측 차동 사이드기어와 우측 차동 사이드기어에 맞물리며, 상기 휠기어의 회전동력을 상기 좌측 차동 사이드기어 또는 우측 차동 사이드기어에 전달하는 차동 피니언기어;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the differential gear device, a drive pinion gear connected to the motor; A wheel gear connected to the left wheel shaft and engaged with the drive pinion gear; A differential gear case installed at the wheel gear; A right differential side gear mounted to the differential gear case and connected to the right wheel shaft; A left differential side gear mounted to the differential gear case and connected to the left wheel shaft; And a differential pinion gear installed in the differential gear case and engaged with the left differential side gear and the right differential side gear, and transmitting rotational power of the wheel gear to the left differential side gear or the right differential side gear. It is preferable.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 좌측 브레이크 제어장치 및 우측 브레이크 제어장치는, 상기 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 각각 장력을 전달하고, 상기 조정대의 좌측 및 우측에 각각 연결되는 좌측 와이어 및 우측 와이어를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, according to the present invention, the left brake control device and the right brake control device, the left brake and the right brake includes a left wire and a right wire connected to the left and right, respectively, and the tension, respectively Can be done.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 좌측 와이어 및 우측 와이어는 각각 완충 스프링이 설치되고, 와이어튜브에 의해 보호될 수 있다.In addition, according to the present invention, the left wire and the right wire are respectively provided with a buffer spring, it can be protected by a wire tube.

또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 이륜형 자동 균형 전기자동차는, 상기 몸체의 기울기 및 가속도를 감지하는 자이로/가속도 센서; 상기 조정대의 회동을 감지하는 조정대 센서; 상기 자이로/가속도 센서로부터 몸체 기울기 신호를 인가받고, 상기 조정대 센서로부터 조정대의 회동 감지 신호를 인가받아 상기 모터 또는 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 제어신호를 인가하는 제어부;를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Further, according to the present invention, the two-wheeled self-balancing electric vehicle of the present invention, the gyro / acceleration sensor for detecting the tilt and acceleration of the body; A guide sensor for detecting rotation of the guide; The controller may be configured to receive a body tilt signal from the gyro / acceleration sensor and to apply a control signal to the motor or the left brake and the right brake by receiving the rotation detection signal of the adjuster from the adjuster sensor.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 발판은 사용자의 발판 압력을 감지하여 압력 감지 신호를 출력하고, 상기 제어부는, 상기 발판의 압력 감지 신호에 따라 상기 모터 또는 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 제어신호를 인가하는 것이 바람직하다.In addition, according to the present invention, the scaffold detects a user's foot pressure and outputs a pressure sensing signal, and the control unit applies a control signal to the motor or the left brake and the right brake according to the pressure detection signal of the footrest. It is preferable.

이상에서와 같이 본 발명의 이륜형 자동 균형 전기자동차에 의하면, 모터를 하나만 설치하여 모터의 용량 및 구동력을 크게 증대시키고, 에너지 효율을 극대화하며, 설치비용 및 제품비용을 크게 줄이고, 생산성이 크게 향상시킬 수 있으며, 안전성과 급가속, 급감속, 급회전 등의 사고를 예방할 수 있고, 승차감을 더욱 향상시키는 효과를 갖는 것이다.As described above, according to the two-wheeled self-balancing electric vehicle of the present invention, by installing only one motor, the motor capacity and driving power are greatly increased, the energy efficiency is maximized, the installation cost and product cost are greatly reduced, and the productivity is greatly improved. It can be, to prevent accidents such as safety and sudden acceleration, sudden deceleration, rapid rotation, and has the effect of further improving the ride comfort.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜형 자동 균형 전기자동차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a two-wheeled auto balance electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜형 자동 균형 전기자동차를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 이륜형 자동 균형 전기자동차의 우회전 상태를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 1의 이륜형 자동 균형 전기자동차의 좌회전 상태를 나타내는 평면도이다.1 is a perspective view showing a two-wheeled self-balancing electric vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view showing a right turn state of the two-wheeled self-balancing electric vehicle of Figure 1, Figure 3 is a two-wheel of FIG. It is a top view which shows the left turning state of a type | mold automatic balance electric vehicle.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜형 자동 균형 전기자동차는, 사용자가 조정간(13)을 잡고 발판(16)에 서서 타는 형태의 이륜형 자동 균형 전기자동차로서, 크게 몸체(100)와, 발판(16)과, 조정대(12)와, 좌측 바퀴(1)와, 우측 바퀴(2)와, 모터(3)와, 차동기어장치(4)와, 좌측 조향 브레이크(7)와, 우측 조향 브레이크(8)와, 좌측 브레이크 제어장치와, 우측 브레이크 제어장치와, 조정대 센서(15) 및 제어부(17)를 포함하여 이루어지는 구성이다.First, as shown in FIG. 1, the two-wheel type auto balance electric vehicle according to the preferred embodiment of the present invention is a two-wheel type auto balance electric vehicle in which a user stands on the footrest 16 while holding the adjustment section 13. As the main body 100, the footrest 16, the adjuster 12, the left wheel 1, the right wheel 2, the motor 3, the differential gear device 4, the left side The steering brake 7, the right steering brake 8, the left brake control device, the right brake control device, the adjustment table sensor 15, and the control unit 17 are configured.

여기서, 상기 몸체(100)는, 발판(16)과, 조정대(12)와, 좌측 바퀴(1)와, 우측 바퀴(2)와, 모터(3)와, 차동기어장치(4)와, 좌측 조향 브레이크(7)와, 우측 조 향 브레이크(8)와, 좌측 브레이크 제어장치와, 우측 브레이크 제어장치와, 조정대 센서(15) 및 제어부(17) 등 다른 장치들이 설치되는 것이다.Here, the body 100, the footrest 16, the adjuster 12, the left wheel (1), the right wheel (2), the motor (3), the differential gear device (4), the left The steering brake 7, the right steering brake 8, the left brake control device, the right brake control device, the steering wheel sensor 15 and the control unit 17 are provided.

여기서, 상기 조정간(13)은 사용자가 손으로 파지하기 위한 것이나 이외에도 발이나 무릅 등에 고정하여 착용하는 형태 등 다양한 형태로 조정할 수 있는 모든 형태의 조정간이 적용될 수 있는 것이다.Here, the adjustment period 13 may be applied to all types of adjustment intervals that can be adjusted in various forms, such as for the user to grip by hand or to be fixed to the foot or knee.

또한, 상기 발판(16)은, 상기 몸체(100)에 설치되어 사람이 딛고 설 수 있도록 사용자를 지지하는 것으로서, 도시된 바와 같이, 좌측 발판과 우측 발판으로 이루어지는 것도 가능하고, 전후좌우 압력 감지가 가능한 하나의 발판이 적용되는 것도 모두 가능하다.In addition, the footrest 16, which is installed on the body 100 to support the user to stand on the person, as shown, it is also possible to consist of the left footboard and the right footboard, the front and rear left and right pressure sensing It is also possible to apply one possible scaffold.

특히, 바람직하기로는, 상기 발판(16)은 사용자의 발판 압력, 즉 사용자가 전후좌우 방향으로 몸이 기울어지는 것을 감지하여 압력 감지 신호를 출력하는 것이다.In particular, preferably, the scaffold 16 outputs a pressure sensing signal by detecting a foot pressure of the user, that is, the user inclined in the front, rear, left, and right directions.

이를 위하여, 상기 발판(16) 내부에 도시하지 않았지만, 다수개의 압력 센서가 설치될 수 있는 것이다.To this end, although not shown inside the scaffold 16, a plurality of pressure sensors may be installed.

또한, 상기 발판(16)에서 압력 감지 신호가 감지되지 않으면, 즉 사용자가 탑승하지 않은 상태인 경우, 안전을 위해 모든 가동이 중단되게 하는 것도 가능하고, 예를 들어서, 급속한 회전을 방지하는 안전장치의 일환으로 사용자가 좌회전 및 우회전을 원하는 경우, 상기 조정대(12)의 회동은 물론, 반드시 사용자가 좌측 발판 또는 우측 발판에 압력을 주어서 몸을 기울여야만 회전되도록 하게 하는 것도 가능하다.In addition, if the pressure sensing signal is not detected in the footrest 16, that is, when the user is not in the boarding state, it is possible to stop all the operation for safety, for example, a safety device to prevent rapid rotation As part of the user wants to turn left and right turn, as well as the rotation of the adjuster 12, it is also possible for the user to rotate only by tilting the body by applying pressure to the left or right footrest.

또한, 상기 조정대(12)는, 상기 발판(16)에 올라 탄 사용자가 조정간(13)을 손으로 잡고, 회동축(14)을 기준으로 좌우회동시키는 것이 가능한 것이다.In addition, the adjustment table 12 can be rotated to the left and right on the basis of the rotation shaft 14, the user holding the adjustment section 13 by the user who climbed on the footrest 16.

특히, 상기 몸체(100)에는 상기 몸체의 기울기 및 가속도를 감지하는 자이로/가속도 센서(18)가 설치되고, 상기 제어부는, 상기 자이로/가속도 센서로부터 몸체 기울기 신호를 인가받고,상기 모터에 제어신호를 인가하는 것으로서, In particular, the body 100 is provided with a gyro / acceleration sensor 18 for detecting the tilt and acceleration of the body, the control unit receives a body tilt signal from the gyro / acceleration sensor, the control signal to the motor By authorizing

예를 들어 사용자가 몸을 앞으로 기울여서 상기 몸체(100)를 앞으로 기울이면 전진하고, 뒤로 기울이면 후진하며, 상기 조정대(12)를 옆으로 기울이면 기울인 방향으로 좌회전 및 우회전할 수 있는 것이다.For example, when the user tilts the body forward, when the body 100 is tilted forward, it is forward, and when it is tilted backward, it is reversed, and when the tilting device 12 is tilted sideways, the user can turn left and right in the tilted direction.

여기서, 상기 회동축(14)은 도 1에 도시된 구형 관절축 이외에도 전후축, 좌우축이 결합되는 등 다축 관절축 또는 다수개의 일축 관절축이 모두 가능한 것으로서, 도면에 국한되지 않고 모든 종류의 회동축이 적용될 수 있는 것이다. Here, the rotational shaft 14 is a multi-axis joint axis or a plurality of one-axis joint axis, such as the front and rear, left and right shafts combined in addition to the spherical joint shaft shown in Figure 1 can be all, not limited to the drawings of all kinds of rotation Coax can be applied.

또한, 상기 좌측 바퀴(1)는, 상기 발판(16)의 좌측에 형성되고, 상기 우측 바퀴는, 상기 발판(16)의 우측에 형성되어 상기 좌측 바퀴에 평행하게 설치되는 것이다.In addition, the left wheel 1 is formed on the left side of the footrest 16, and the right wheel is formed on the right side of the footrest 16 and is installed in parallel to the left wheel.

또한, 상기 모터(3)는, 하나의 모터(3)만으로도 상기 좌측 바퀴(1) 및 우측 바퀴(2)를 모두 회전시키는 것이 가능한 것이다.In addition, the motor 3 can rotate both the left wheel 1 and the right wheel 2 with only one motor 3.

즉, 이렇게 상기 좌측 바퀴(1) 및 우측 바퀴(2)에 회전 동력을 모두 전달하는 동시에 서로 다른 회전수로 회전할 수 있게 하여 원하는 방향으로 좌회전 또는 우회전할 수 있는 원리는 상기 차동기어장치(4)를 이용하는 것에 있다.That is, the principle that the left gear (1) and the right wheel (2) to transmit both the rotational power and at the same time to rotate at different rotational speed to the left or right turn in the desired direction is the differential gear device (4). ) Is to use.

이러한, 상기 차동기어장치(4)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모터(3)의 회전동력을 상기 좌측 바퀴(1) 및 우측 바퀴(2)에 모두 전달하는 것으로서, 상기 좌측 바퀴(1)의 좌측 바퀴축(5)과, 상기 우측 바퀴(2)의 우측 바퀴축(6) 사이에 설치되며, 상기 좌측 바퀴축(5) 또는 우측 바퀴축(6) 중 어느 하나에 부하가 걸려서 회전속도가 느려지면 다른 하나의 상기 우측 바퀴축(6) 또는 좌측 바퀴축(5)의 회전 속도가 빨라지는 것이다.As shown in FIGS. 1 and 2, the differential gear device 4 transmits the rotational power of the motor 3 to both the left wheel 1 and the right wheel 2. It is installed between the left wheel axle 5 of the left wheel 1 and the right wheel axle 6 of the right wheel 2, and either of the left wheel axle 5 or the right wheel axle 6. When the load is lowered and the rotational speed is lowered, the rotational speed of the other right wheel shaft 6 or the left wheel shaft 5 is increased.

여기서, 이러한 상기 차동기어장치(4)는, 베벨기어 및 자전과 공전을 하는 위성기어의 원리를 이용하는 것으로서, 그 일례로서, 상기 모터(3)에 연결되는 구동 피니언기어(41)와, 상기 좌측 바퀴축(5)에 연결되고 상기 구동 피니언기어(41)와 맞물리는 휠기어(42)와, 상기 휠기어(42)에 설치되는 차동기어 케이스(43)와, 상기 차동기어 케이스(43)에 설치되고, 상기 우측 바퀴축(6)에 연결되는 우측 차동 사이드기어(45)와, 상기 차동기어 케이스(43)에 설치되고, 상기 좌측 바퀴축(5)에 연결되는 좌측 차동 사이드기어(46) 및 상기 차동기어 케이스(43)에 설치되고, 상기 좌측 차동 사이드기어(46)와 우측 차동 사이드기어(45)에 맞물리며, 상기 휠기어(42)의 회전동력을 상기 좌측 차동 사이드기어(46) 또는 우측 차동 사이드기어(45)에 전달하는 차동 피니언기어(44)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the differential gear device 4 uses the principle of a bevel gear and a satellite gear that rotates and rotates. As an example, the differential gear device 4 includes a drive pinion gear 41 connected to the motor 3, and the left side. A wheel gear 42 connected to the wheel shaft 5 and engaged with the drive pinion gear 41, a differential gear case 43 installed on the wheel gear 42, and a differential gear case 43. A right differential side gear 45 which is installed and connected to the right wheel shaft 6, and a left differential side gear 46 which is installed in the differential gear case 43 and connected to the left wheel shaft 5. And the left differential side gear 46, the left differential side gear 46 and the right differential side gear 45, and the rotational power of the wheel gear 42 to the left differential side gear 46 or the differential gear case 43. A differential pinion gear 44 is transmitted to the right differential side gear 45. Be formed is preferred.

또한, 상기 좌측 조향 브레이크(7)는, 상기 좌측 바퀴축(5)에 설치되어 상기 좌측 바퀴축(5)의 회전속도를 단속하는 것이다.In addition, the left steering brake 7 is provided on the left wheel shaft 5 to control the rotational speed of the left wheel shaft 5.

또한, 상기 우측 조향 브레이크(8)는, 상기 우측 바퀴축(6)에 설치되어 상기 우측 바퀴축(6)의 회전속도를 단속하는 것이다.In addition, the right steering brake 8 is installed on the right wheel shaft 6 to control the rotation speed of the right wheel shaft 6.

여기서, 상기, 좌측 조향 브레이크(7)와 우측 조향 브레이크(8)는 드럼 브레 이크나 휠 브레이크는 물론, 기계식, 전자식 등 모든 종류의 브레이크가 모두 적용될 수 있는 것이다. Here, the left steering brake 7 and the right steering brake 8 may be applied to all types of brakes, such as mechanical brakes and electronic brakes, as well as drum brakes and wheel brakes.

또한, 상기 좌측 브레이크 제어장치는, 상기 조정대(12)의 좌측 회동에 따라 상기 좌측 조향 브레이크(7)를 제어하는 것이고, 상기 우측 브레이크 제어장치는, 상기 조정대(12)의 우측 회동에 따라 상기 우측 조향 브레이크(8)를 제어하는 것으로서, 상기 좌측 브레이크 제어장치 및 우측 브레이크 제어장치는, 상기 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 각각 장력을 전달하고, 상기 조정대(12)의 좌측 및 우측에 각각 연결되는 좌측 와이어(9) 및 우측 와이어(10)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the left brake control device controls the left steering brake 7 in accordance with the left rotation of the adjustment table 12, and the right brake control device includes the right rotation according to the right rotation of the adjustment table 12. As controlling the steering brake 8, the left brake control device and the right brake control device transmit tension to the left brake 7 and the right brake 8, respectively, and to the left and right sides of the adjustment table 12. It is preferable that the left wire 9 and the right wire 10 are connected to each other.

여기서, 상기 좌측 와이어(9) 및 우측 와이어(10)는 각각 완충 스프링(11)이 설치되어 조작시 부드러운 조작감을 느낄 수 있게 하고, 와이어튜브(20)에 의해 보호되어 자전거나 자동차의 브레이크장치처럼 장력이 상기 좌측 조향 브레이크(7) 및 우측 조향 브레이크(8)에 각각 온전히 전달될 수 있게 하는 것이 바람직하다.Here, the left wire (9) and the right wire (10) are each installed with a shock absorbing spring (11) to feel a smooth operation feeling, and is protected by a wire tube 20, like a brake device of a bicycle or a car It is preferable to allow the tension to be transmitted completely to the left steering brake 7 and the right steering brake 8, respectively.

한편, 상기 조정대 센서(15) 및 자이로/가속도 센서(18)는, 상기 조정대(12) 및 몸체(100)의 회동 또는 기울임을 감지하는 것으로서, 각종 접근 감지센서나, 마그네틱 센서나, 광 센서나, 전자기 센서나 압력 센서 등 상기 조정대(12)의 움직임을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서가 적용될 수 있는 것이다.On the other hand, the steering wheel sensor 15 and the gyro / acceleration sensor 18, to detect the rotation or tilt of the steering wheel 12 and the body 100, various approach detection sensors, magnetic sensors, light sensors or In addition, all kinds of sensors capable of detecting the movement of the adjuster 12 such as an electromagnetic sensor or a pressure sensor may be applied.

또한, 상기 제어부(17)는, 상기 자이로/가속도 센서(18)로부터 몸체 기울기 신호를 인가받고, 상기 조정대 센서(15)로부터 조정대(12)의 회동 감지 신호를 인가받아 상기 모터(3) 또는 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 제어신호를 인 가하는 것으로서, 상기 발판(16)의 압력 감지 신호에 따라 상기 모터(3) 또는 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 제어신호를 인가할 수 있는 것이다.In addition, the controller 17 receives the body tilt signal from the gyro / acceleration sensor 18 and receives the rotation detection signal of the adjuster 12 from the adjuster sensor 15. The control signal is applied to the brake 7 and the right brake 8, and the control signal is applied to the motor 3 or the left brake 7 and the right brake 8 according to the pressure sensing signal of the scaffold 16. It can be authorized.

즉, 상기 조정대(12)의 회동을 기계적으로 와이어(9)(10)를 이용하여 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 각각 기계 제어하는 것도 가능하고, 상기 조정대(12)의 회동을 전자적으로 상기 조정대 센서(15)와 제어부(17)를 이용하여 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 각각 전자 제어하는 것이 모두 가능하다.That is, it is also possible to mechanically control the rotation of the adjusting table 12 to the left brake 7 and the right brake 8 by using the wires 9 and 10, respectively. It is possible to electronically control the left brake 7 and the right brake 8, respectively, by using the guide bar sensor 15 and the control unit 17 electronically.

특히, 실제로 사용자가 탑승한 상태에서 상기 조정대(12)만이 아니라 몸을 기울여서 상기 발판(16)의 압력 감지 신호에 따라 상기 좌측 브레이크(7) 및 우측 브레이크(8)에 각각 전자 제어하여 안전성과 급가속, 급감속, 급회전 등의 사고를 예방할 수 있고, 승차감을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.In particular, in the state in which the user actually boarded, by tilting not only the adjuster 12 but also electronically controlling the left brake 7 and the right brake 8 in accordance with the pressure sensing signal of the footrest 16, respectively. Accidents such as acceleration, deceleration, and sudden rotation can be prevented, and ride comfort can be further improved.

따라서, 본 발명에 바람직한 일 실시예에 따른 이륜형 자동 균형 전기자동차의 작동 상태를 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 조정대(12)를 우측으로 기울여서 상기 우측 와이어(9)를 잡아 당겨서 장력을 발생시키면, 상기 우측 브레이크(8)가 가동되면서 상기 우측 바퀴축(6)에 부하를 주게 되고, 상기 우측 바퀴축(6)의 회전속도가 감소하게 되면, 상기 우측 차동 사이드기어(45)의 회전속도 역시 감소하게 되고, 상기 우측 차동 사이드기어(45)와 맞물린 차동 피니언 기어(44)이 위성 회전되면서 상기 좌측 차동 사이드기어(46)의 회전속도를 증대시킨다.Therefore, referring to the operating state of the two-wheeled self-balancing electric vehicle according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the user tilts the adjuster 12 to the right to the right wire 9 When the tension is generated by pulling, the right brake 8 is operated to give a load to the right wheel axle 6, and when the rotation speed of the right wheel axle 6 decreases, the right differential side gear ( The rotation speed of 45 is also reduced, and the differential pinion gear 44 engaged with the right differential side gear 45 is satellite rotated to increase the rotation speed of the left differential side gear 46.

여기서, 상기 좌측 차동 사이드기어(46)의 회전속도가 증대되는 이유는, 상기 모터(3)의 구동 피니언기어(41)에 의해 회전되는 휠기어(42) 및 차동기어 케이 스가 상기 차동 피니언(44) 기어를 자전 및 공전시킴으로써 위성기어가 동일한 회전수일 경우, 한쪽 사이드기어의 회전수가 제로이면 다른 한쪽 사이드기어의 회전수는 2배가 되는 차동기어의 원리를 이용한 것이다.Here, the reason why the rotation speed of the left differential side gear 46 is increased is that the wheel gear 42 and the differential gear case rotated by the drive pinion gear 41 of the motor 3 are the differential pinion 44. By rotating and revolving the gears, when the satellite gears have the same rotational speed, if the rotational speed of one side gear is zero, the rotational speed of the other side gear is doubled.

그러므로, 상기 우측 바퀴(2)의 회전수는 줄어드는 반면, 상대적으로 좌측 바퀴(1)의 회전수는 증대되어 자동적으로 사용자는 우회전할 수 있는 것이다.Therefore, while the number of revolutions of the right wheel 2 is reduced, the number of revolutions of the left wheel 1 is relatively increased so that the user can automatically turn right.

반대로, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 상기 조정대(12)를 좌측으로 기울여서 상기 좌측 와이어(9)를 잡아 당겨서 장력을 발생시키면, 상기 좌측 브레이크(7)가 가동되면서 상기 좌측 바퀴축(5)에 부하를 주게 되고, 상기 좌측 바퀴축(5)의 회전속도가 감소하게 되면, 상기 좌측 차동 사이드기어(46)의 회전속도 역시 감소하게 되고, 상기 좌측 차동 사이드기어(46)와 맞물린 차동 피니언 기어(44)이 위성 회전되면서 상기 우측 차동 사이드기어(45)의 회전속도를 증대시킨다.On the contrary, as shown in FIG. 3, when the user tilts the adjuster 12 to the left to pull the left wire 9 to generate tension, the left brake 7 is operated while the left wheel shaft 5 is moved. ) And the rotational speed of the left wheel axle 5 decreases, the rotational speed of the left differential side gear 46 also decreases, and the differential pinion engaged with the left differential side gear 46. As the gear 44 rotates by satellite, the rotation speed of the right differential side gear 45 is increased.

여기서, 상기 우측 차동 사이드기어(45)의 회전속도가 증대되는 이유는, 상기 모터(3)의 구동 피니언기어(41)에 의해 회전되는 휠기어(42) 및 차동기어 케이스가 상기 차동 피니언(44) 기어를 자전 및 공전시킴으로써 위성기어가 동일한 회전수일 경우, 한쪽 사이드기어의 회전수가 제로이면 다른 한쪽 사이드기어의 회전수는 2배가 되는 차동기어의 원리를 이용한 것이다.The reason why the rotation speed of the right differential side gear 45 is increased is that the wheel pin 42 and the differential gear case rotated by the drive pinion gear 41 of the motor 3 are the differential pinion 44. By rotating and revolving the gears, when the satellite gears have the same rotational speed, if the rotational speed of one side gear is zero, the rotational speed of the other side gear is doubled.

그러므로, 상기 좌측 바퀴(1)의 회전수는 줄어드는 반면, 상대적으로 우측 바퀴(2)의 회전수는 증대되어 자동적으로 사용자는 좌회전할 수 있는 것이다.Therefore, while the rotation speed of the left wheel 1 is reduced, the rotation speed of the right wheel 2 is relatively increased so that the user can automatically turn left.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and of course, modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.Therefore, the scope of the claims in the present invention will not be defined within the scope of the detailed description, but will be defined by the following claims and their technical spirit.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜형 자동 균형 전기자동차를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a two-wheeled self-balancing electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 이륜형 자동 균형 전기자동차의 우회전 상태를 나타내는 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a right turn state of the two-wheeled auto balance electric vehicle of FIG. 1.

도 3은 도 1의 이륜형 자동 균형 전기자동차의 좌회전 상태를 나타내는 평면도이다.3 is a plan view illustrating a left turn state of the two-wheeled auto balance electric vehicle of FIG. 1.

(도면의 주요한 부호에 대한 설명)(Description of Major Symbols in the Drawing)

1: 좌측 바퀴 2: 우측 바퀴1: left wheel 2: right wheel

3: 모터 4: 차동기어장치3: motor 4: differential gear

41: 구동 피니언기어 42: 휠기어41: drive pinion gear 42: wheel gear

43: 차동기어 케이스 44: 차동 피니언기어43: differential gear case 44: differential pinion gear

45: 차동 사이드기어 5: 좌측 바퀴축45: differential side gear 5: left wheel axle

6: 우측 바퀴축 7: 좌측 조향 브레이크6: right wheel axle 7: left steering brake

8: 우측 조향 브레이크 9: 좌측 와이어8: right steering brake 9: left wire

10: 우측 와이어 11: 완충 스프링10: right wire 11: buffer spring

12: 조정대 13: 조정간12: control rack 13: between adjustments

14: 회동축 15: 조정대 센서14: rotating shaft 15: adjuster sensor

16: 발판 17: 제어부16: scaffold 17: control unit

20: 와이어튜브 18: 자이로/가속도 센서20: wire tube 18: gyro / acceleration sensor

100: 몸체100: body

Claims (6)

사용자가 조정간을 조작하고 발판에 타는 형태의 이륜형 자동 균형 전기자동차를 구성함에 있어서,In constructing a two-wheeled self-balancing electric vehicle in which a user operates a steering wheel and rides on a footrest, 몸체;Body; 상기 몸체에 설치되고, 사용자를 지지하는 발판;A footrest installed on the body and supporting the user; 발판에 올라 탄 사용자가 조정간를 조작하여 회동축을 기준으로 좌우회동시키는 것이 가능한 조정대;An adjustment stage capable of allowing the user on the scaffold to rotate left and right with respect to the rotation shaft by operating the adjustment shaft; 상기 몸체의 좌측에 형성되는 좌측 바퀴;A left wheel formed on the left side of the body; 상기 몸체의 우측에 형성되는 우측 바퀴;A right wheel formed on the right side of the body; 상기 좌측 바퀴 및 우측 바퀴를 모두 회전시키는 것이 가능한 모터;A motor capable of rotating both the left wheel and the right wheel; 상기 모터의 회전동력을 상기 좌측 바퀴 및 우측 바퀴에 모두 전달하고, 상기 좌측 바퀴의 좌측 바퀴축과, 상기 우측 바퀴의 우측 바퀴축 사이에 설치되며, 상기 좌측 바퀴축 또는 우측 바퀴축 중 어느 하나에 부하가 걸려서 회전속도가 느려지면 다른 하나의 상기 우측 바퀴축 또는 좌측 바퀴축의 회전 속도가 빨라지는 차동기어장치;The rotational power of the motor is transmitted to both the left wheel and the right wheel, and is installed between the left wheel shaft of the left wheel and the right wheel shaft of the right wheel, the one of the left wheel shaft or right wheel shaft A differential gear device in which the rotation speed of the other right wheel shaft or the left wheel shaft is increased when the rotation speed is slowed due to the load; 상기 좌측 바퀴축에 설치되어 상기 좌측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 좌측 조향 브레이크;A left steering brake installed on the left wheel shaft to control a rotation speed of the left wheel shaft; 상기 우측 바퀴축에 설치되어 상기 우측 바퀴축의 회전속도를 단속하는 우측 조향 브레이크;A right steering brake installed on the right wheel shaft to control a rotation speed of the right wheel shaft; 상기 조정대의 좌측 회동에 따라 상기 좌측 조향 브레이크를 제어하는 좌측 브레이크 제어장치; 및A left brake control device for controlling the left steering brake in accordance with a left rotation of the steering wheel; And 상기 조정대의 우측 회동에 따라 상기 우측 조향 브레이크를 제어하는 우측 브레이크 제어장치;를 포함하여 이루어지고,And a right brake control device for controlling the right steering brake according to the right rotation of the steering wheel. 상기 좌측 브레이크 제어장치 및 우측 브레이크 제어장치는, 상기 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 각각 장력을 전달하고, 상기 조정대의 좌측 및 우측에 각각 연결되는 좌측 와이어 및 우측 와이어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차.The left brake control device and the right brake control device are two-wheel type, characterized in that it comprises a left wire and a right wire which transmits tension to the left brake and the right brake, respectively, and is connected to the left and right sides of the steering wheel, respectively. Auto balance electric car. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차동기어장치는,The differential gear device, 상기 모터에 연결되는 구동 피니언기어;A drive pinion gear connected to the motor; 상기 구동 피니언기어와 맞물리는 휠기어;A wheel gear engaged with the drive pinion gear; 상기 휠기어에 설치되는 차동기어 케이스;A differential gear case installed at the wheel gear; 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 우측 바퀴축에 연결되는 우측 차동 사이드기어;A right differential side gear mounted to the differential gear case and connected to the right wheel shaft; 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 좌측 바퀴축에 연결되는 좌측 차동 사이드기어; 및A left differential side gear mounted to the differential gear case and connected to the left wheel shaft; And 상기 차동기어 케이스에 설치되고, 상기 좌측 차동 사이드기어와 우측 차동 사이드기어에 맞물리며, 상기 휠기어의 회전동력을 상기 좌측 차동 사이드기어 또는 우측 차동 사이드기어에 전달하는 차동 피니언기어;A differential pinion gear installed in the differential gear case and engaged with the left differential side gear and the right differential side gear, and transmitting the rotational power of the wheel gear to the left differential side gear or the right differential side gear; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차.A two-wheeled auto balance electric vehicle comprising a. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 좌측 와이어 및 우측 와이어는 각각 완충 스프링이 설치되고, 와이어튜브에 의해 보호되는 것을 특징으로 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차.The left wire and the right wire are two-wheel type self-balancing electric vehicle, characterized in that the buffer spring is installed, respectively, and protected by a wire tube. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 몸체의 기울기 및 가속도를 감지하는 자이로/가속도 센서;A gyro / acceleration sensor that detects tilt and acceleration of the body; 상기 조정대의 회동을 감지하는 조정대 센서;A guide sensor for detecting rotation of the guide; 상기 자이로/가속도 센서로부터 몸체 기울기 신호를 인가받고, 상기 조정대 센서로부터 조정대의 회동 감지 신호를 인가받아 상기 모터 또는 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 제어신호를 인가하는 제어부;A control unit configured to receive a body tilt signal from the gyro / acceleration sensor and to apply a control signal to the motor or the left brake and the right brake by receiving the rotation detection signal of the adjuster from the adjuster sensor; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차.Two-wheel type automatic balance electric vehicle characterized in that it further comprises. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 발판은 사용자의 발판 압력을 감지하여 압력 감지 신호를 출력하고,The scaffold detects a user's scaffold pressure and outputs a pressure sensing signal. 상기 제어부는, 상기 발판의 압력 감지 신호에 따라 상기 모터 또는 좌측 브레이크 및 우측 브레이크에 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 이륜형 자동 균형 전기자동차.The control unit is a two-wheeled auto balance electric vehicle, characterized in that for applying a control signal to the motor or the left brake and the right brake in accordance with the pressure detection signal of the scaffold.
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