KR101720110B1 - 자전거용 자동 속도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거용 자동 속도 제어장치에 관한 것으로서, 특히 어린이나 노약자 등이 탑승한 자전거가 내리막길 등에서 빠른 속도로 이동하는 것을 방지시킬 수 있는 자전거용 자동 속도 제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 자전거용 자동 속도 제어장치는, 자전거에 장착되는 베이스부재와; 상기 베이스부재에 장착된 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 결합된 구동기어와; 상기 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 베이스부재에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 상면에 상기 구동기어와 맞물리는 랙기어가 형성된 슬라이더와; 일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 자전거의 브레이크에 연결된 와이어와; 자전거의 이동속도를 감지하는 센서부와; 상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 구동모터를 작동시키는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 제어부에 의한 상기 구동모터의 작동에 의해, 상기 슬라이더에 결합된 상기 와이어의 일단은 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 와이어의 타단에 연결된 자전거의 브레이크를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

자전거용 자동 속도 제어장치 { AUTO SPEED CONTROL APPARATUS FOR BICYCLE }

본 발명은 자전거용 자동 속도 제어장치에 관한 것으로서, 특히 어린이나 노약자 등이 탑승한 자전거가 내리막길 등에서 빠른 속도로 이동하는 것을 방지시킬 수 있는 자전거용 자동 속도 제어장치에 관한 것이다.

자전거는 학생들이 아주 많이 타는 운송 수단으로 에너지 절약, 공간 활용 및 운동의 효과까지 우리에게 주는 이점이 많다.

그러나, 자전거를 타는 사람의 부주의 잘못된 습관으로 많은 사고를 내는 것도 사실이다.

평지에서의 자전거를 탈 때 가속으로 인한 사고가 자주 일어나고, 내리막길을 내려갈 때에는 위험 수준의 가속도가 붙어 브레이크를 잡으면 앞으로 튕겨나가 사고를 입게 되는 문제점이 있었다.

또한, 자전거 브레이크는 사람의 힘에 의해서만 제동되므로 속도 감각이 떨어지는 어린이나 노약자가 내리막길을 내려올 경우, 브레이크를 잡지 않게 되면 빠른 속도로 이동하여 큰 사고가 발생될 우려가 높다.

대한민국 등록특허 제10-0453402호

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 내리막길에서 자전거의 브레이크가 자동으로 작동되어 어린이나 노약자 등이 내리막길에서 브레이크를 잡지 않아도 자전거가 일정속도 이상으로 이동하지 않도록 하여 안전사고를 미연에 방지시킬 수 있는 자전거용 자동 속도 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자전거용 자동 속도 제어장치는, 자전거에 장착되는 베이스부재와; 상기 베이스부재에 장착된 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축에 결합된 구동기어와; 상기 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 베이스부재에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 상면에 상기 구동기어와 맞물리는 랙기어가 형성된 슬라이더와; 일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 자전거의 브레이크에 연결된 와이어와; 자전거의 이동속도를 감지하는 센서부와; 상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 구동모터를 작동시키는 제어부;를 포함하여 이루어지되, 상기 제어부에 의한 상기 구동모터의 작동에 의해, 상기 슬라이더에 결합된 상기 와이어의 일단은 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 와이어의 타단에 연결된 자전거의 브레이크를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 구동모터는 정회전 및 역회전이 가능한 모터로 이루어지되, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 슬라이더가 일방향으로 이동하도록 상기 구동모터를 정회전시켜 상기 와이어의 타단이 일단방향으로 이동되도록 하고, 상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 미만이 되면 상기 슬라이더가 타방향으로 이동하도록 상기 구동모터를 역회전시켜 상기 와이어의 일단이 타단방향으로 이동되도록 한다.

일단이 상기 베이스부재에 결합되고 타단이 상기 슬라이더에 결합된 스프링을 더 포함하여 이루어지되, 상기 스프링은 상기 구동모터에 의한 상기 슬라이더의 이동시 탄성변형되었다가 상기 구동모터에 인가되는 전원 차단시 탄성복원력에 의해 상기 슬라이더를 원위치로 이동시킨다.

상기 베이스부재에는 가이드레일이 형성되고, 상기 슬라이더에는 상기 가이드레일에 삽입되어 이동하는 가이드돌기가 형성되며, 상기 와이어의 일단은 상기 슬라이더에 회전 가능하게 결합된다.

상기 구동모터의 동작에 의한 브레이크의 작동시 이를 외부로 알리는 알람부;를 더 포함하여 이루어진다.

페달의 회전속도를 감지하는 페달감지부를 더 포함하여 이루어지되, 상기 제어부는, 상기 페달감지부에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상으로 회전되지 않은 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이면 상기 구동모터를 동작시켜 브레이크를 작동시키고, 상기 페달감지부에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상이면 상기 센서부에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이더라도 상기 구동모터를 동작시키지 않도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 자전거용 자동 속도 제어장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

내리막길에서 자전거가 빠른 속도로 이동하게 되면, 자전거의 브레이크가 자동으로 작동되어 어린이나 노약자 등이 내리막길에서 자전거를 타고 빠른 속도로 이동하여 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 사용자가 페달을 밟아 이동할 경우에는 브레이크가 작동되지 않도록 하여 사용자의 의도에 따라 자전거가 빠르게 이동하도록 할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치를 자전거에 장착한 상태의 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 작동과정도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 구성도,

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치를 자전거에 장착한 상태의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 작동과정도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자전거용 자동 속도 제어장치의 구성도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 자전거용 자동 속도 제어장치는, 베이스부재(10)와, 구동모터(20)와, 구동기어(30)와, 배터리(40)와, 슬라이더(50)와, 와이어(60)와, 센서부(70)와, 제어부(80) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 베이스부재(10)는 전체적인 케이스 등을 이루는 것으로써 자전거에 장착된다.

본 실시예에서 상기 베이스부재(10)는 자전거의 뒷좌석에 장착되어 있으나, 필요에 따라 다양한 위치에 장착될 수 있다.

상기 구동모터(20)는 상기 베이스부재(10)의 상면에 장착된다.

이때, 상기 구동모터(20)는 스텝모터로 이루어져 회전각도가 정확하게 제어되도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 구동모터(20)는 일방향으로만 회전되는 모터로 이루어질 수도 있으나, 정방향 및 역방향 회전이 모두 가능한 모터로 이루어짐이 바람직하다.

상기 구동기어(30)는 상기 구동모터(20)의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전된다.

상기 배터리(40)는 상기 베이스부재(10)에 장착되고, 상기 구동모터(20)에 전원을 공급한다.

이러한 상기 배터리(40)는 상기 베이스부재(10) 뿐만 아니라 자전거의 다른 위치에 장착될 수도 있다.

또한 상기 배터리(40)는 자전거의 이동시 자전거바퀴의 회전력에 의해 발전되는 전기를 축전하는 것으로 이루어질 수도 있다.

상기 슬라이더(50)는 상기 베이스부재(10)에 슬라이딩 가능하게 되고, 상면에 상기 구동기어(30)와 맞물리는 랙기어(51)가 형성되어 있다.

상기 슬라이더(50)의 직선이동을 위해 상기 베이스부재(10)에는 가이드레일(11)이 길게 형성되고, 상기 슬라이더(50)의 하부에는 상기 가이드레일(11)에 삽입되어 이동되는 가이드돌기(52)가 형성되어 있다.

본 실시예에서 상기 슬라이더(50)는 상기 가이드돌기(52)를 통해 상기 가이드레일(11)의 상부에 결합되어 있지만, 경우에 따라 상기 가이드돌기(52)는 상기 가이드레일(11)의 측방향에 삽입되어 결합될 수도 있다.

상기 와이어(60)는 일단이 상기 슬라이더(50)에 연결되고 타단이 자전거의 브레이크에 연결된다.

상기 와이어(60)는 중간부위가 자전거에 고정 결합되어 있도록 한다.

따라서, 상기 와이어(60)가 일단으로 이동됨에 따라, 상기 와이어(60)의 타단에 결합된 상기 브레이크가 작동되게 된다.

본 실시예에서 상기 와이어(60)의 타단은 자전거의 뒷쪽에 장착된 밴드브레이크에 연결되어 있으나, 패드타입의 브레이크에 연결될 수도 있다.

그리고 상기 와이어(60)의 일단은 상기 슬라이더(50)에 회전 가능하게 결합되어, 상기 슬라이더(50)의 직선이동시 상기 와이어(60)의 일단이 자연스럽게 회전됨으로써 상기 와이어(60)가 상기 슬라이더(50)의 이동에 장애가 되지 않도록 한다.

상기 센서부(70)는 자전거의 이동속도를 감지한다.

이러한 상기 센서부(70)는 종래의 공지된 다양한 부품을 사용하면 충분하다.

본 실시예에서 상기 센서부(70)는 도 3에 도시된 바와 같이 자전거의 바퀴에 장착된 자석(71)과, 자전거의 프레임에 장착되어 자석(71)의 자력을 감지하는 홀센서(72)로 이루어져 있다.

따라서 자전거가 이동함에 의해 상기 자석(71)이 회전하게 되면, 상기 홀센서(72)는 상기 자석(71)을 얼마나 자주 감지하느냐에 따라 자전거의 이동속도를 검출하게 된다.

상기 제어부(80)는 상기 센서부(70)로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 구동모터(20)를 작동시키는 역할을 한다.

구체적으로, 상기 제어부(80)가 상기 센서부(70)로부터 감지된 자전거의 이동속도에 의해 상기 구동모터(20)를 작동시키게 되면, 상기 랙기어(51)를 통해 상기 구동기어(30)와 맞물려 있는 상기 슬라이더(50)가 직선이동하게 된다.

이러한 상기 슬라이더(50)의 이동에 의해 상기 슬라이더(50)에 결합된 상기 와이어(60)의 일단은 상기 슬라이더(50)와 함께 이동하여, 상기 와이어(60)의 타단에 연결된 자전거의 브레이크가 작동되게 된다.

이를 통해 경사로 등에서 어린이 등이 탑승한 자전거가 빠른 속도로 내려가는 것을 방지할 수 있다.

상기 구동모터(20)가 정회전 및 역회전이 모두 가능한 모터인 경우, 상기 제어부(80)는 상기 센서부(70)로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 슬라이더(50)가 일방향으로 이동하도록 상기 구동모터(20)를 정회전시켜 상기 와이어(60)의 타단이 일단방향으로 이동되도록 한다.

본 실시예에서 상기 구동모터(20)의 정회전시 상기 슬라이더(50)는 후퇴하여 상기 와이어(60)를 잡아당김으로써, 브레이크가 작동되도록 한다.

그리고, 상기 센서부(70)로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 미만이 되면 상기 슬라이더(50)가 타방향으로 이동하도록 상기 구동모터(20)를 역회전시켜 상기 와이어(60)의 일단이 타단방향으로 이동되도록 한다.

본 실시예서 상기 구동모터(20)의 역회전시 상기 슬라이더(50)는 전진하여 상기 와이어(60)를 풀어줌으로써, 브레이크가 해제되도록 한다.

한편, 본 발명은 상기 슬라이더(50)에 탄성력을 부가하는 스프링(55)을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 스프링(55)은 일단이 상기 베이스부재(10)에 결합되고 타단이 상기 슬라이더(50)에 결합된다.

이러한 상기 스프링(55)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(20)에 의한 상기 슬라이더(50)의 이동시 탄성변형되었다가, 상기 구동모터(20)에 인가되는 전원 차단시 탄성복원력에 의해 상기 슬라이더(50)를 원위치로 이동시키는 역할을 한다.

본 실시예에서 상기 스프링(55)은 상기 슬라이더(50)의 전방에 장착되고, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(20)에 전원이 인가되어 상기 슬라이더(50)가 후퇴할 때 즉 브레이크가 작동될 때 팽창한다.

그러다가 상기 구동모터(20)에 인가된 전원이 차단되면, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 스프링(55)은 탄성복원력에 의해 상기 슬라이더(50)를 전방으로 이동시킴으로써, 상기 슬라이더(50)가 신속하게 원위치로 이동되도록 하면서 동시에 상기 브레이크의 해제가 원활하고 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.

본 실시예에서 상기 스프링(55)은 상기 슬라이더(50)의 전방에만 장착되어 있으나, 경우에 따라 후방에만 또는 전방 및 후방 모두에 장착될 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 구동모터(20)의 동작에 의한 브레이크의 작동시 이를 외부로 알리는 알람부(91)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

이러한 상기 알람부(91)는 화면부 또는 음향부로 이루어지고, 상기 알람부(91)를 통해 운전자는 자동으로 브레이크가 작동되고 있다는 것을 알 수 있을 뿐만 아니라, 경사로에서 행인들이 자전거를 피하도록 하는 기능을 하도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이, 페달의 회전속도를 감지하는 페달감지부(92)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 페달감지부(92)는 상기 제어부(80)에 연결되어 상기 페달의 회전속도를 제어부(80)에 전송한다.

상기 제어부(80)는, 상기 페달감지부(92)에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상으로 회전되지 않은 상태에서 상기 센서부(70)에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이면 상기 구동모터(20)를 동작시켜 브레이크를 작동시킨다.

그리고, 상기 제어부(80)는 상기 페달감지부(92)에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상이면 상기 센서부(70)에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상더라도 상기 구동모터(20)를 동작시키지 않도록 한다.

이는 운전자가 실질적으로 페달을 밟아 페달을 회전시키면서 빠른 속도로 이동하는 과정에서 브레이크가 작동되는 것을 방지하기 위한 것이다.

즉, 운전자가 페달을 밟아 회전시키게 되면, 상기 제어부(80)는 자전거가 빠른 속도로 이동하여 브레이크를 작동시키지 않게 되는바, 운전자는 빠르게 이동할 수 있다.

그리고, 운전자가 페달을 밟지 않았는데 자전거가 빠르게 이동하는 경우 예를 들어 내리막길 등의 경우에는, 상기 페달감지부(92)에서 감지된 페달의 회전속도가 미리 설정된 제2일정값 미만임에도 불구하고 자전거가 미리 설정된 제1일정값 이상으로 이동하게 되면, 상기 제어부(80)는 상술한 바와 같이 상기 구동모터(20)를 동작시킴으로써 브레이크를 작동시켜 자전거가 안전하게 내리막길을 내려올 수 있도록 한다.

이와 같은 본 발명에 의해 어린이, 노약자 등이 내리막길에서 빠르게 이동하여 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명인 자전거용 자동 속도 제어장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 베이스부재, 11 : 가이드레일,
20 : 구동모터, 30 : 구동기어, 40 : 배터리,
50 : 슬라이더, 51 : 랙기어, 52 : 가이드돌기, 55 : 스프링,
60 : 와이어, 70 : 센서부, 71 : 자석, 72 : 홀센서,
80 : 제어부,
91 : 알람부, 92 : 페달감지부,

Claims (6)

1. 자전거에 장착되는 베이스부재와;
   상기 베이스부재에 장착된 구동모터와;
   상기 구동모터의 회전축에 결합된 구동기어와;
   상기 구동모터에 전원을 공급하는 배터리와;
   상기 베이스부재에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 상면에 상기 구동기어와 맞물리는 랙기어가 형성된 슬라이더와;
   일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 자전거의 브레이크에 연결된 와이어와;
   자전거의 이동속도를 감지하는 센서부와;
   페달의 회전속도를 감지하는 페달감지부와;
   상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 구동모터를 작동시키는 제어부;를 포함하여 이루어지되,
   상기 제어부에 의한 상기 구동모터의 작동에 의해, 상기 슬라이더에 결합된 상기 와이어의 일단은 상기 슬라이더와 함께 이동하여 상기 와이어의 타단에 연결된 자전거의 브레이크를 작동시키며,
   상기 제어부는,
   상기 페달감지부에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상으로 회전되지 않은 상태에서 상기 센서부에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이면 상기 구동모터를 동작시켜 브레이크를 작동시키고,
   상기 페달감지부에 의해 감지된 상기 페달이 미리 설정된 제2일정값 이상이면 상기 센서부에 의해 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이더라도 상기 구동모터를 동작시키지 않는 것을 특징으로 하는 자전거용 자동 속도 제어장치.
2. 청구항1에 있어서,
   상기 구동모터는 정회전 및 역회전이 가능한 모터로 이루어지되,
   상기 제어부는,
   상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 이상이 되면 상기 슬라이더가 일방향으로 이동하도록 상기 구동모터를 정회전시켜 상기 와이어의 타단이 일단방향으로 이동되도록 하고,
   상기 센서부로부터 감지된 자전거의 이동속도가 미리 설정된 제1일정값 미만이 되면 상기 슬라이더가 타방향으로 이동하도록 상기 구동모터를 역회전시켜 상기 와이어의 일단이 타단방향으로 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자전거용 자동 속도 제어장치.
3. 청구항1에 있어서,
   일단이 상기 베이스부재에 결합되고 타단이 상기 슬라이더에 결합된 스프링을 더 포함하여 이루어지되,
   상기 스프링은 상기 구동모터에 의한 상기 슬라이더의 이동시 탄성변형되었다가 상기 구동모터에 인가되는 전원 차단시 탄성복원력에 의해 상기 슬라이더를 원위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 자전거용 자동 속도 제어장치.
4. 청구항1에 있어서,
   상기 베이스부재에는 가이드레일이 형성되고,
   상기 슬라이더에는 상기 가이드레일에 삽입되어 이동하는 가이드돌기가 형성되며,
   상기 와이어의 일단은 상기 슬라이더에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 자전거용 자동 속도 제어장치.
5. 청구항1에 있어서,
   상기 구동모터의 동작에 의한 브레이크의 작동시 이를 외부로 알리는 알람부;를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자전거용 자동 속도 제어장치.
6. 삭제

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