KR101473869B1 - 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법에 관한 것으로서, 그 구체적인 주행방법은 다음과 같다. 전원을 인가하여 주행을 준비하는 주행 준비단계(S10)와, 탑승자가 좌석(30)에 앉아 손잡이(12)를 잡고 손잡이(12)를 전방으로 밀어 조작대(11)의 기울기를 소정각도로 만들어 주행하는 서행 주행단계(S20)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 높이고자, 손잡이(12)를 전방으로 더 밀어 조작대(11)의 기울기 각도를 증가시켜 주행하는 고속 주행단계(S30)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 줄이고자, 손잡이(12)를 원위치로 당겨 조작대(11)의 기울기를 좁히면서 속도를 감속하는 감속 주행단계(S40)와, 손잡이(12)를 초기상태로 위치시켜 정차함과 동시에 바퀴(20)에 제동이 걸리는 정차 및 제동단계(S50)와, 손잡이(12)를 초기상태에서 후방으로 당겨 조작대(11)의 기울기가 소정각도로 형성되어도, 바퀴(20)에 제동이 걸리는 후방 주행금지를 위한 제동단계(S60)가 포함된다.

Description

좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법{The driving method of self balancing motor scooter with saddle}
본 발명은 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 손잡이를 앞으로 밀어 조작대를 기준선으로부터 소정각도로 변형시키면서 주행하고, 주행후 정차할 때에는 손잡이를 원위치로 복귀시키되, 손잡이의 기울기 각도가 초기상태와 동일하거나, 후방으로 기울기가 형성되더라도 바퀴에 제동이 걸리도록 하는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법에 관한 것이다.
본 발명이 속하는 밸런싱 스쿠터는 자가 균형식 전동스쿠터로서, 주행중 2개의 바퀴의 균형을 실시간으로 유지하면서 주행하는 것을 일컫는다. 바퀴의 균형을 유지하기 위해 자이로센서를 비롯한 각종 전기적인 프로세서가 콘트롤러를 통해 제어되면서, 탑승자가 조작하는 조작대의 기울기에 따른 바퀴의 균형 상태가 실시간으로 유지되는 것이다.
예를 들어, 밸런싱 스쿠터에 사용자가 올라탄 상태에서, 몸을 전방으로 소정각도로 기울이거나, 조작대를 전방으로 기울이게 되면, 자이로센서를 비롯한 각종 센서들이 기울기를 실시간으로 판독하여, 기울기로 인해 밸런싱 스쿠터가 앞으로 전복되지 않도록, 기울기가 해소될 정도만큼 바퀴를 기울기 방향으로 구동시킴으로써, 밸런싱 스쿠터의 위치가 보정되면서 안전하게 주행하게 되는 것이다. 그러므로, 2개의 바퀴로도 균형을 잃지 않고 직립을 유지하면서 주행이 가능하다.
상기와 같은 밸런싱 스쿠터에는 탑승자가 직립한 상태로 주행하는 직립형 밸런싱 스쿠터와 탑승자가 좌석에 앉아 주행하는 좌식형 밸런싱 스쿠터가 있다. 상기 좌식형 밸런싱 스쿠터 또한, 몸이나 조작대를 전방 또는 후방으로 기울이면 기울기를 해소하는 방향으로 바퀴가 전후로 움직이면서 주행하는 것이나, 좌석에 앉아서 주행하는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 경우 후행하는 과정에서 후방 시야가 잘 확보되지 않는데다 좌석에 앉아 있는 관계로 응급상황에 신속하게 대처하기 어려워서 스쿠터 자체가 전복되거나, 탑승자가 낙상하는 등의 안전상의 문제가 발생하고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 좌석에 앉아서 주행을 하는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 후방 주행을 원천적으로 차단하기 위하여, 주행중 스쿠터의 손잡이를 원위치로 복귀시키거나 후방으로 기울이면 바퀴에 제동이 걸리도록 함으로써, 스쿠터가 전복되거나 탑승자가 낙상하는 사태를 미연에 방지하도록 한 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법은 다음과 같다. 전원을 인가하여 주행을 준비하는 주행 준비단계(S10)와, 탑승자가 좌석(30)에 앉아 손잡이(12)를 잡고 손잡이(12)를 전방으로 밀어 조작대(11)의 기울기를 소정각도로 만들어 주행하는 서행 주행단계(S20)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 높이고자, 손잡이(12)를 전방으로 더 밀어 조작대(11)의 기울기 각도를 증가시켜 주행하는 고속 주행단계(S30)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 줄이고자, 손잡이(12)를 원위치로 당겨 조작대(11)의 기울기를 좁히면서 속도를 감속하는 감속 주행단계(S40)와, 손잡이(12)를 초기상태로 위치시켜 정차함과 동시에 바퀴(20)에 제동이 걸리는 정차 및 제동단계(S50)와, 손잡이(12)를 초기상태에서 후방으로 당겨 조작대(11)의 기울기가 소정각도로 형성되어도, 바퀴(20)에 제동이 걸리는 후방 주행금지를 위한 제동단계(S60)가 포함된다.
본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법으로 주행을 하게 되면, 종래에 전동방식으로 후방 주행하는 과정에서 스쿠터가 전복되거나 탑승자가 낙상하는 사태를 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 정차시 바퀴가 제동되는 본 발명의 주행방법으로 인해, 휴식을 위해 잠깐 정차하는 시간에 탑승자가 좌석에 엉덩이를 붙이고 앉은 상태에서 양발을 발판에서 내려 지면에 닿게 하고, 손을 손잡이에서 뗀 상태에서 온몸을 스쿠터에 의지한 상태로 편안한 휴식을 안정되게 취할 수 있게 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 분리 사시도
도 2는 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 결합 사시도
도 3은 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 설명하기 위한 주행 순서도
도 4는 종래 좌식형 밸런싱 스쿠터의 문제점을 설명하기 위한 주행 순서도
도 5는 본 발명에 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 나타낸 흐름도
이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 구체적이고 바람직한 실시예의 기술구성과 주행방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터는 좌석(30)에 앉은 상태에서 2개의 바퀴(20)가 균형을 유지하며 주행하는 밸런싱 전동장치를 의미하는 것이다. 즉, 주행중 2개의 바퀴(20)의 균형을 실시간으로 유지하면서 주행하는 자가 균형식 전동장치를 일컫는다. 따라서, 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터는 바퀴(20)의 균형을 유지하기 위한 자이로센서를 비롯한 각종 전기적인 프로세서가 좌식형 밸런싱 스쿠터에 탑재되어 콘트롤러에 의해 제어되면서 균형이 유지되는 것이다.
본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터는 손잡이(12)가 상부에 장착된 조작대(11)의 기울기를 판독하여 주행이 이루어지는바, 자이로센서를 비롯한 콘트롤러의 작동에 의해 기준선(D)을 기점으로 기울어진 조작대(11)의 기울기를 실시간으로 판독하여, 기울어진 조작대(11)로 인해 스쿠터가 넘어지지 않도록 바퀴(20)를 구동시키되, 조작대(11)의 기울기 방향으로 바퀴(20)를 기울기값에 따라 실시간으로 구동시킴으로써, 스쿠터가 직립을 유지한 상태에서 주행이 가능하게 되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 분리 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 결합 사시도이다. 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터는 도 1에서와 같이 프레임(10)의 상방으로 조작대(11)가 입설되고, 입설된 조작대(11)의 상부에는 탑승자가 손으로 잡을 수 있는 손잡이(12)가 형성된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 탑승자가 앉을 수 있는 좌석(30)이 설치되되, 상기 조작대(11)의 사이에서 힌지방식으로 펼쳐서 좌석(30)이 마련되도록 설치된다. 한편, 도 1에서와 같이 프레임(10)의 직하방에는 바퀴(20)가 장착될 수 있도록 바퀴장착부(14)가 설치되고, 상기 바퀴(20)에는 모터(21)가 장착된다.
도 3은 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 설명하기 위한 주행 순서도이다. 도 3의 (a)는 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터에 전원을 인가한 초기상태로서, 정차되어 있는 상태를 도시한 것이다. 또한, 도 3의 (a)는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 바퀴(20)에 제동이 걸린 상태이기도 하다. 즉, 도 3의 (a)에서와 같이 기준선(D)을 기점으로 조작대(11)의 손잡이(12)가 시계방향으로 소정각도로 기울어져 제동각도(θ)에 위치되거나(도 3의 (a), (c)의 상태), 조작대(11)의 손잡이(12)가 기준선(D)을 기점으로 반시계방향으로 기울어져 소정각도가 생성되면(도 3의 (d)의 상태), 바퀴(20)에 제동이 걸리면서 바퀴(20)가 움직이지 않게 된다. 이처럼 바퀴(20)에 제동(Braking)을 거는 구성을 본 발명에서는 BLDC모터(Brushless Direct Current, 브러쉬 없는 직류 전동기)를 이용하여 구현하였다.
도 3의 (b)는 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행상태를 도시한 것으로서, 도 3의 (b)에서와 같이 손잡이(12)를 전방으로 밀어 조작대(11)의 위치가 기준선(D)을 기점으로 시계방향으로 소정각도 기울어진 주행각도(θ')가 되면, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 바퀴(20)는 조작대(11)의 기울기값을 해소하기 위하여 조작대(11)의 기울기 방향 즉, 전방으로 구동을 하면서 서행으로 주행을 하게 되는 것이다. 한편, 조작대(11)의 손잡이(12)를 전방으로 더 밀어 조작대(11)의 기울기 각도를 증가시키면 주행시 속도 또한 조작대(11)의 기울기값과 비례하여 향상된다. 한편, 상기 제동각도(θ)와 주행각도(θ')의 크기는 통상의 제어시스템에서 사전에 다양하게 설정할 수 있음은 물론이다.
도 3의 (c)는 주행중 손잡이(12)를 초기상태로 복귀시켜 정차함과 동시에 바퀴(20)를 작동시키는 모터(21)에 제동을 걸어주어 바퀴(20)가 움직이지 않는 상태를 도시한 것이다. 종래에는 조작대(11)의 기울기가 기준선(D)을 기점으로 반시계방향으로 기울어지면, 후방으로 기울어진 조작대(11)의 기울기값을 해소하기 위해 바퀴(20)가 후방으로 진행하면서 후방 주행을 하였으나, 본 발명에서는 조작대(11)의 기울기가 기준선(D)을 기점으로 반시계방향으로 기울어지더라도, 후방 주행이 이루어 지지않고 바퀴(20)가 제동되도록 함으로써, 원천적으로 후방 주행이 금지되도록 한 것이다. 이로 인해, 종래에 전동방식으로 후방 주행하는 과정에서 스쿠터가 전복되거나 탑승자가 낙상하는 사태를 미연에 방지할 수 있게 된다.
한편, 도 4는 종래 좌식형 밸런싱 스쿠터의 문제점을 설명하기 위한 주행 순서도로서, 도 4의 (a)는 앞서 설명한 바와 같이 좌식형 밸런싱 스쿠터가 주행하는 상태를 도시한 것이고, 도 4의 (b)는 조작대(11)를 원위치 시키면서 주행중인 스쿠터의 속도를 감속시켜 정차한 상태를 도시한 것이다.
종래의 문제점은 도 4의 (c)와 같이 바퀴(20)가 반시계방향으로 회전하면서 정차시 좌석(30)에 앉아 있는 탑승자가 뒤로 넘어지는 상황이 초래된다는 것이다. 도 4의 (c)는 조작대(11)를 후방으로 기울일 때에 제동기능 또는 후방 주행기능이 없는 것을 도시한 것으로서, 도 4의 (c)에 화살표로 표시한 바와 같이, 정차시 좌석(30)에는 탑승자의 하중이 하방으로 집중되고, 하방으로 집중되는 탑승자의 하중을 지면을 지탱하면서 모두 받는 바퀴(20)가 탑승자의 하중으로 인해, 반시계방향으로 회전되면서, 결국 탑승자가 좌석(30)에서 낙상하는 사례가 빈번하게 발생 되고 있다.
한편, 도 4의 (c)와 같이, 스쿠터가 정차된 상태에서 좌석(30)에 집중되는 탑승자의 하중으로 인해, 조작대(11)가 후방으로 기울어지는 상태가 초래되는바, 이때 후방주행 기능이 있다면, 바퀴(20)가 후방으로 진행하면서 스쿠터의 직립이 유지되도록, 바퀴(20)가 전후방으로 움직이면서 짧은구간에서 반복주행함에 따라 떨림현상이 발생되어, 휴식을 위해 잠깐 정차하는 시간이 오히려 방해되는 문제가 발생된다.
따라서, 본 발명에서는 도 3의 (d)와 같이, 스쿠터가 정차된 상태에서 좌석(30)에 집중되는 탑승자의 하중으로 인해, 조작대(11)가 후방으로(반시계방향) 소정각도로 기울어져 제동각도(θ")에 위치되면, 바퀴(20)가 반시계방향으로 회전되는것이 아니라, 오히려 바퀴(20)에 제동이 걸리면서 바퀴(20)가 움직이지 않게 되어, 종래처럼 스쿠터 자체가 전복되거나, 탑승자가 좌석(30)에서 낙상하는 문제점이 원천적으로 해결되는 것이다.
그러므로, 정차시 바퀴(20)가 제동되는 본 발명을 이용하면 휴식을 위해 잠깐 정차하는 시간에는 탑승자가 좌석(30)에 엉덩이를 붙이고 앉은 상태에서 양발을 발판(13)에서 내려 지면에 닿게 하고, 손을 손잡이(12)에서 뗀 상태에서 몸을 스쿠터에 의지한 상태로 휴식을 취하게 되는 것이다. 이러한 편한 휴식상태가 비주행시 바퀴(20)에 제동이 걸리는 본 발명에 따른 주행방법으로 가능하게 되는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 나타낸 흐름도로서, 앞서 설명한 본 발명에 따른 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법을 요약하면 다음과 같다. 먼저, 좌식형 밸런싱 스쿠터에 전원을 인가하여 주행을 준비하는 전원을 인가하는 주행 준비단계(S10)와, 탑승자가 좌석(30)에 앉아 손잡이(12)를 잡고 손잡이(12)를 전방으로 밀어 조작대(11)의 기울기를 소정각도로 만들어 주행하는 서행 주행단계(S20)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 높이고자, 손잡이(12)를 전방으로 더 밀어 조작대(11)의 기울기 각도를 증가시켜 주행하는 고속 주행단계(S30)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 줄이고자, 손잡이(12)를 원위치로 당겨 조작대(11)의 기울기를 좁히면서 속도를 감속하는 감속 주행단계(S40)와, 정차후 안정되고 편안한 자세로 휴식을 취하기 위해 손잡이(12)를 초기상태로 위치시켜 정차함과 동시에 바퀴(20)에 제동이 걸리는 정차 및 제동단계(S50)와, 정차중 손잡이(12)가 후방으로 기울어지더라도 스쿠터가 후방으로 주행하지 않고 편한 휴식이 지속될 수 있도록 바퀴(20)에 제동이 걸리는 후방 주행금지를 위한 제동단계(S60)가 포함되어 이루어진다.
10 : 프레임
11 : 조작대
12 : 손잡이
13 : 발판
14 : 바퀴장착부
20 : 바퀴
21 : 모터
30 : 좌석
D : 기준선
θ, θ" : 제동각도
θ' : 주행각도
S10 : 전원을 인가하는 주행 준비단계
S20 : 손잡이를 전방으로 밀어 조작대의 기울기를 소정각도로 만들어 주행하는 서행 주행단계
S30 : 손잡이를 전방으로 더 밀어 조작대의 기울기 각도를 증가시켜 주행하는 고속 주행단계
S40 : 손잡이를 원위치로 당겨 조작대의 기울기를 좁히면서 속도를 감속하는 감속 주행단계
S50 : 손잡이를 초기상태로 위치시켜 정차함과 동시에 바퀴에 제동이 걸리는 정차 및 제동단계
S60 : 손잡이를 초기상태에서 후방으로 당겨 조작대의 기울기가 소정각도로 형성되어도, 제동이 걸리는 후방 주행금지를 위한 제동단계

Claims (1)

  1. 전원을 인가하여 주행을 준비하는 주행 준비단계(S10)와, 탑승자가 좌석(30)에 앉아 손잡이(12)를 잡고 손잡이(12)를 전방으로 밀어 조작대(11)의 기울기를 소정각도로 만들어 주행하는 서행 주행단계(S20)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 높이고자, 손잡이(12)를 전방으로 더 밀어 조작대(11)의 기울기 각도를 증가시켜 주행하는 고속 주행단계(S30)와, 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행 속도를 줄이고자, 손잡이(12)를 원위치로 당겨 조작대(11)의 기울기를 좁히면서 속도를 감속하는 감속 주행단계(S40)와, 손잡이(12)를 초기상태로 위치시켜 정차함과 동시에 바퀴(20)에 제동이 걸리는 정차 및 제동단계(S50)와, 손잡이(12)를 초기상태에서 후방으로 당겨 조작대(11)의 기울기가 소정각도로 형성되어도, 바퀴(20)에 제동이 걸리는 후방 주행금지를 위한 제동단계(S60)가 포함되는 것을 특징으로 하는 좌식형 밸런싱 스쿠터의 주행방법.
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