KR101807989B1

KR101807989B1 - 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차

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Publication number: KR101807989B1
Application number: KR1020170021397A
Authority: KR
Inventors: 진익수; 성상현; 전한별; 이강욱; 목선화
Original assignee: 경남대학교 산학협력단
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-02-17
Publication date: 2017-12-13

Abstract

본 발명은 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차(뉴모차) 에 관한 것으로, 유모차 핸들 상부에 장착되는 한 쌍의 압력센서(100)로부터 입력되는 정보를 받아 서보모터와 같은 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤 기능을 갖는 아두이노(Arduino, 200)와, 상기 아두이노의 제어를 받으며 펄스폭에 의해 위치(각도) 제어되는 서보모터(Servo Motor, 300)와, 리드스위치(Reed Switch, 410)와 영구자석(420)을 갖고 상기 서보모터의 구동을 온오프(ON/OFF)를 단속하기 위한 자기회로(400)와, 상기 자기회로의 온(ON) 스위칭에 따라 유모차의 제동력을 발휘하는 브레이크제동장치(500)와, 유모차의 서보모터를 비롯한 전자기기에 안정적인 전원을 공급하는 배터리(600) 및 유모차의 현재 상태가 위험 상황인지를 인지시키는 알람 기능과 함께 유아에게 유용한 콘텐츠를 제공하는 디스플레이장치(700)가 포함됨으로써, 기존의 기계중심의 제동 장치를 갖는 유모차와 달리 첨단 전자기기를 이용하여 유모차의 제동력을 보다 안정적으로 확보하고, 경사면을 갖는 도로 등에서 위험 상황에 따른 제동 및 알람 기능을 통해 조기에 유아 사고를 예방 및 방지할 수 있으며, 스마트폰과 디스플레이장치와 연계 가능한 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤인 아두이노(200)를 통해 보호자가 관공서 등에서 업무를 수행하는 중에도 다양한 콘텐츠를 즐길 수 있기 때문에 영유아나 어린이가 유모차의 의자에서 이탈하지 않고 안정을 유지할 수 있는 독특한 특징이 있다.

Description

위험상황을 인식하여 제동하는 유모차{Knowing and braking dangerous situations baby carriage}

본 발명은 제동 기능을 갖는 유모차에 관한 것으로서, 특히 센서를 활용한 전자동기술을 이용해서 유모차를 안전하게 제동할 수 있도록 한 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 관한 것이다.

일반적으로, 유모차는 스스로 보행이 어려운 영유아나 보행이 자유롭지 못한 어린아이를 태워 밀고 다니는 작은 수레를 말하며, 보호자가 뒤에서 밀면서 이동하게 된다.

현재, 시중에 판매되는 유모차는 여러 디자인과 값비싼 명품화가 이루어지고 있지만, 유모차의 안전을 고려한 다양한 디자인 설계와 유모차에 탑승된 영유아나 어린이들을 위한 동영상 콘텐츠 기능이 들어가지 않고 있다.

또한, 시중에 판매되는 대부분의 유모차는 경사진 도로나 이동 중 장애물이 있는 경우 혹은 보호자가 잠시 정지시키는 경우 유모차가 스스로 이동하는 것을 방지하기 위해 유모차의 핸들이나 혹은 바퀴 일측면에 수동 브레이크가 장착된 유모차가 제조되고 있다.

수동 브레이크는 자전거와 같은 브레이크 시스템을 갖고 있기 때문에 보호자가 손이나 발을 이용하여 직접 잠금장치를 제동하지 않으면 경사길 등에서 유모차가 미끄러져 영유아나 어린이들이 심각한 피해를 유발하는 안전사고가 발생하게 된다.

이를 해결하기 위해, 대한민국 공개특허공보(A) 제10-2015-0029659호(2015.03.18)의 유모차 브레이크 시스템에는 평상시에는 유모차의 브레이크가 잠금 상태로 작용하고, 유모차를 끄는 보호자가 손잡이를 잡는 경우 잠금장치가 해제되도록 하여 안전사고를 미연에 방지하도록 하는 특허기술이 제안된 바 있다.

그러나, 이 기술은 자전거의 핸드브레이크 수단과 거의 동일한 스위치 부재(120)와 제어부(10)를 통해 잠금장치를 해제하도록 구성되어 있다. 이러한 스위치 부재(120)는 영유아에게는 큰 문제가 없으나, 호기심 많은 어린이들에게는 쉽게 조작이 가능하여 안전사고의 원인이 될 수 있다. 또한, 이 특허기술에는 유모차가 스스로 구르게 될 경우 자기회로를 통해 제동력을 발휘하는 안전장치가 없으며, 영유아나 어린이를 위한 동영상 콘텐츠 제공 기능이 없기 때문에 호기심 많은 어린이들은 자연 유모차에 집착하게 되고 그로인한 스위치부재(120)에 손이 닿게 되면 안전사고를 면치 못하는 문제점이 여전히 안고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 위험상황을 인식하여 스스로 제동하고 동영상 콘텐츠를 제공하는 전혀 새로운 유모차를 제안한다.

본 발명의 목적은 유모차의 손잡이에 압력센서를 부착하고 바퀴에는 자석을 부착시켜 사용자가 손잡이에서 손을 떼게 되면 자동으로 바퀴에 있는 브레이크가 반응해서 유모차를 제동시키도록 한 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차를 제공한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 유모차의 제동 장치에 있어서, 상기 유모차의 핸들 상부에 장착되며, 유모차의 구동과 제동을 단속하기 위한 일종의 사용자(보호자) 스위칭인 수단인 한 쌍의 압력센서(100)와; 상기 압력세서(100)로부터 입력된 정보를 사전에 설정된 기준 값과 비교 연산 처리하는 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치인 서보모터(300)의 구동을 통제하는 환경을 만들어 주는 아두이노(Arduino, 200)와; 상기 아두이노(200)의 전력과 명령을 받아 구동 제어되며, 모터와 제어구동보드를 갖고 펄스폭으로 위치(각도)를 제어하여 유모차의 브레이크제동장치(500)를 브레이크로 작동 및 해제시키는 서보모터(Servo Motor, 300)와; 상기 서보모터의 구동을 단속하기 위한 스위칭 수단이며, 유모차의 구동 샤프트 축에는 리드스위치(Reed Switch, 410)가 설치되고, 유모차의 바퀴 내측에는 상기 리드스위치와 수평을 이루도록 영구자석(420)이 구비되는 자기회로(400)를 포함하며, 또한, 상기 아두이노(200)를 통해 상기 서보모터(300)에 공급되는 전력 외에 영유아나 어린이용 동영상 콘텐츠가 표시되는 디스플레이장치(700)에 공급되는 전력을 보강하기 위해 리튬폴리머(Li-Polymer) 전지가 직렬로 연결되고 LM7806 소자와 전압조정기(Voltage Regulator)가 구비되는 배터리(600)와, 상기 유모차의 핸들 상부에 장착된 한 쌍의 압력센서(100)에서 사용자의 양쪽 손이 모두 떨어질 경우, 유모차의 바퀴가 구름과 동시에 일정시간 동안 경보음이 울리도록 하는 알람장치(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차를 제공한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 한 쌍의 압력센서(100)는, 센서 표면에 가해진 사용자(보호자)가 누르는 손힘의 증가에 따른 하나의 영역에서 저항의 감소를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 한 쌍의 압력센서(100)는, 사용자(보호자)가 상기 한 쌍의 압력센서(100)를 중에서 어느 하나 혹은 모두를 누르게 되면, 상기 아두이노(200)의 제어 명령에 의해 상기 서보모터(300)에 공급되는 전력을 단속 제어시켜 브레이크제동장치(500)의 제동을 해제시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 아두이노(200)는, 스마트폰(210)이나 사물놀이인터넷센서(220)로부터 입력되는 영유아나 어린이용 동영상 자료를 디스플레이장치(700)로 전송하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 아두이노(200)는, 와이파이(WiFi)와 블루투스(Bluetooth) 무선통신 기능이 탑재된 라즈베리파이(Raspberry Pi)3B로 대체 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 상기 브레이크제동장치(500)는, 상기 유모차의 한쪽에 바퀴가 2개인 경우는 바퀴 양 옆에 가운데 축에 브레이크를 설치해 안쪽에서 양옆으로 브레이크를 가해 정지시키고, 상기 유모차의 한쪽에 바퀴가 1개인 경우는 바퀴 브레이크를 설치해 바깥에서 가운데 브레이크를 가해 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 기존의 기계중심의 제동 장치를 갖는 유모차와 달리 첨단 전자기기를 이용하여 유모차의 제동력을 보다 안정적으로 확보하고, 경사면을 갖는 도로 등에서 위험 상황에 따른 제동 및 알람 기능을 통해 조기에 유아 사고를 예방 및 방지할 수 있으며, 스마트폰과 디스플레이장치와 연계 가능한 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤인 아두이노를 통해 사용자(보호자)가 시장, 관공서 등에서 쇼핑이나 업무를 수행하는 중에도 다양한 콘텐츠를 즐길 수 있기 때문에 영유아나 어린이가 유모차의 의자에서 이탈하지 않고 안정을 유지할 수 있는 독특한 효과가 있다.

도 1은 종래의 기계식 제동장치를 갖는 유모차를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 전체 기술적 구성 블록도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 압력센서 및 저항 감소를 나타낸 그래프
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 리드스위치와 연구자석을 갖는 자기회로를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 유아를 위한 동영상 콘텐츠 제공 수단을 나타낸 블록도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 모터와 제어구동보드를 갖는 서보모터 실물사진
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 시제품 실물사진

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 기술적 해결수단은, 크게 유모차 핸들 상부에 장착되는 한 쌍의 압력센서(100)와, 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤 기능을 갖는 아두이노(Arduino, 200), 펄스폭에 의해 위치(각도) 제어되는 서보모터(Servo Motor, 300), 리드스위치(Reed Switch, 410)와 영구자석(420)을 갖고 서보모터의 구동을 단속하는 자기회로(400), 유모차의 제동력을 발휘하는 브레이크제동장치(500), 안정적인 전원을 공급하는 배터리(600) 및 위험상황을 인지시키는 알람 기능을 갖고 유아에게 유용한 콘텐츠를 제공하는 디스플레이장치(700)로 구성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 한 쌍의 압력센서(100)는, 유모차의 핸들 상부에 장착되며, 유모차의 구동과 제동을 단속하기 위한 일종의 사용자 스위칭 수단으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 3의 (A)에서 보는 바와 같이, FSR-400 시리즈를 사용하였으며, 이는 하나의 영역에 저항을 감지하는 제품으로써 센서 표면에 가해진 힘의 증가와 저항의 감소를 나타내는 압력센서이다. 도 3의 (B)는 압력센서의 저항에 따라 힘이 측정되는 것을 보여준다.

도 2를 참조하면, 상기 아두이노(Arduino, 200)는, 상기 압력센서(100)로부터 입력된 센서 표면에 가해진 힘의 증가에 따른 저항의 감소 값을 기반으로 외부 장치(서보모터)를 통제하는 환경을 만들어주는 수단으로, 상기 압력세서(100)로부터 입력된 정보를 사전에 설정된 기준 값과 비교 연산 처리하는 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치인 서보모터(300)의 구동을 통제하는 환경을 만들어 준다.

여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 아두이노(Arduino)는, 오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로컨트롤러로 완성 된 보드와 관련 개발 도구 및 환경을 말한다. 아두이노는 다수의 스위치나 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 외부 전자 장치들을 통제함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있다. 임베디드 시스템 중의 하나로 쉽게 개발할 수 있는 환경을 이용하여 장치를 제어할 수 있다. 또한, 아두이노 통합 개발 환경(IDE)을 제공하며, 소프트웨어 개발과 실행코드 업로드도 제공하고 어도비 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어와 연동할 수 있다. 아두이노의 가장 큰 장점은 마이크로컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있다는 것이다. 일반적으로, AVR 프로그래밍이 AVRStudio(Atmel Studio로 변경, ARM 도구 추가됨)와 WinAVR(avr-gcc)의 결합으로 컴파일하거나 IAR E.W.나 코드비전(CodeVision)등으로 개발하여, 별도의 ISP 장치를 통해 업로드를 해야 하는 번거로운 과정을 거쳐야 한다. 이에 비해 아두이노는 컴파일 된 펌웨어를 USB를 통해 쉽게 업로드 할 수 있다. 그리고 아두이노는 다른 모듈에 비해 비교적 저렴하고 윈도를 비롯해 맥 OS X, 리눅스와 같은 여러 OS를 모두 지원한다.

도 2와 도 5를 참조하여, 상기 아두이노(200)는, 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 센서로부터 입력된 정보를 비교 연산 처리하여 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤 기능을 갖기 때문에 스마트폰(210)이나 사물놀이인터넷센서(220)로부터 입력되는 영유아나 어린이용 동영상 자료를 디스플레이장치(700)로 전송함으로써, 영유아나 어린이가 유모차 내에서 보다 즐겁고 안전하게 보낼 수 있다.

여기서, 상기 아두이노(200) 대신에 라즈베리파이(Raspberry Pi)3B를 사용할 수도 있다. 라즈베리파이(Raspberry Pi)3B는 싱글보드 컴퓨터의 최신 모델로서, 64비트 프로세서인 ARM Cortex-53 쿼드코어를 탑재해 1세대 라즈베리파이 컴퓨터와 비교해 데이터 처리 속도가 10배 빨라진 것이 특징이다. 또한 추가로 장착해야 했던 종래와 달리 와이파이(WiFi)와 블루투스(Bluetooth) 무선통신 기능이 처음부터 컴퓨터 보드에 탑재되어 있다. 그리고 싱글스레드 처리에서 1세대 라즈베리파이 대비 2.5배 빠르며, NEON 비디오코덱 처리 성능은 20배 빠른 특징이 있다.

따라서, 상기 라즈베리3B에는 와이파이(WiFi)와 블루투스(Bluetooth) 무선통신 기능이 컴퓨터 보드에 새롭게 탑재되어 있기 때문에 관공서나 은행 등의 공공기관이나 백화점, 마트 등에서 영유아나 어린이를 위한 동영상 콘텐츠를 디스플레이장치(700) 상에 구현하는데 있어 보다 자유로울 수 있게 된다.

도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 서보모터(Servo Motor, 300)는, 모터와 제어구동보드(적당한 제어 회로와 알고리즘)를 포함하며, 펄스폭으로 위치(각도)를 제어하여 유모차의 브레이크제동장치(500)를 브레이크로 작동시킬 수 있는 수단으로, 본 발명의 실시 예에서는 DGS-1188시리즈 서보모터를 사용하였으며, 토크는 4.8V에 10.00(kg-cm), 7.4V는 12.00(kg-cm)이며, 정격 전압은 DC 4.8V ~ 6.0V이고 볼 베어링은 2BB 사양을 갖는다.

도 2를 참조하면, 상기 자기회로(400)는, 상기 서보모터의 구동을 단속하기 위한 스위칭 수단으로, 유모차의 구동 샤프트 축에는 리드스위치(Reed Switch, 410)가 설치되고 유모차의 바퀴 내측에는 상기 리드스위치와 수평을 이루도록 영구자석(420)이 구성된다.

여기서, 도 4와 도 7을 참조하여, 상기 리드스위치(Reed Switch, 410)는 일종의 마그네틱 센서로, 두개의 전극이 서로 마주보고 일정한 간격을 두고 떨어져 있거나 붙어 있는 두 가지 타입이 있다. 전극(접점)이 떨어져 있는 경우, 두 개의 전극(접점)은 N극과 S극을 갖는 영구자석의 이동에 따라 접점이 붙었다가 떨어졌다가 하여 ON/OFF 스위칭 기능을 갖는 자기회로를 이룬다. 영구자석의 이동에 따라 접점이 붙었다가 자석이 접점에서 멀어지면 전극(접점)은 다시 떨어지게 되는데, 이는 접점부재의 탄성력에 복원되는 원리이다. 또한, 유리관 내부에는 불활성 가스가 봉입되어 있어 접점에 의한 방전현상이 발생하지 않도록 하고, 전류 용량도 커서 AC220 볼트에 연결하면 상당한 부하를 구동시킬 수 있는 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 유모차의 바퀴 내측에 영구자석(420)을 부착하고, 상기 영구자석과 수평을 이루어 리드스위치(410)를 부착함으로써, 사용자가 유모차의 핸들에 부착된 한 쌍의 압력센서(100)에서 손이 모두 떨어지면, 유모차의 바퀴가 굴러가면서 동시에 바퀴에 부착된 영구자석(420)도 바퀴와 동시에 회전되어 리드스위치(410)의 전극(접점)을 붙여 온(ON)시킴으로써, 자기회로(400)가 구성되어 아두이노(200)에 의해 제어되는 서보모터(300)가 구동되고, 이때 서보모터는 펄스폭으로 위치(각도)를 제어하여 유모차의 브레이크제동장치(500)를 브레이크로 작동 및 해제시킬 수 있도록 브레이크제동장치(500)와 연결된다.

그리고 사용자가 한 쌍의 압력센서(100)를 중에서 어느 하나 혹은 모두를 누르게 되면 오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로컨트롤러인 아두이노(200)에 의해 상기 서보모터(300)를 펄스폭으로 위치(각도) 구동 제어시켜 브레이크제동장치(500)의 제동력을 해제시킴으로써, 유모차는 이동이 자유롭게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 브레이크제동장치(500)는, 유모차의 바퀴 종류에 따라 달라지는데, 한쪽에 바퀴가 2개인 경우는 바퀴 양 옆에 가운데 축에 브레이크를 설치해 안쪽에서 양옆으로 브레이크를 가해 정지시키고, 한쪽에 바퀴가 1개인 경우는 바퀴 브레이크를 설치해 바깥에서 가운데 브레이크를 가해 정지시킨다. 또한 브레이크 종류는 일반적으로 자성을 이용한 브레이크, 역회전하는 모터를 이용한 브레이크, 퀵보드 브레이크, 자전거 브레이크, 뒷발굽 브레이크 등이 있으며, 브레이크 재질은 고무, 실리콘, 쇠 등이 사용된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 앞서 설명한 바와 같이 서보모터(300)의 펄스폭으로 위치(각도)를 제어하여 브레이크제동장치(500)를 브레이크로 작동할 수 있도록 하며, 브레이크 재질은 특수고무 재질을 사용하였다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 배터리(600)는, 유모차의 서보모터를 비롯한 전자기기에 전원을 공급하기 위한 수단으로, DC모터와 같은 토크(Torque)가 높은 모터를 사용하면 보다 높은 안정성은 보장할 수 있지만, 서보모터(300)와 디스플레이장치(700) 등에 공급되는 전력을 아두이노(200)만으로 할 경우, 유모차에 장착된 서보모터를 구동시키기에는 전력이 부족할 수 있다. 이에 대한 개선책으로 본 발명에서는 배터리(Li-Polymer 전지)를 추가 직렬로 연결하여 보다 높은 전압과 전류를 제공하고, 이를 LM7806 소자와 전압조정기(Voltage Regulator) 등으로 전압을 안정화시켜 주는 등의 방법을 강구할 수 있다.

도 2 및 도 5를 참조하면, 상기 알람장치(700)는, 사용자(보호자)가 유모차의 핸들 상부에 장착된 한 쌍의 압력센서(100)에서 양쪽 손이 모두 떨어질 경우 유모차의 바퀴가 구름과 동시에 일정시간 동안 상기 알람장치를 통해 경보음이 울리도록 하는 수단이다.

이러한 알람장치는 유모차가 위치한 임의의 장소에서 사용자가 무의식으로 양쪽 손을 모두 놓게 될 경우, 경사진 도로 등에서 유모차가 굴러가는 것을 인지할 수 있도록 하는 특징이 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 모터와 제어구동보드를 갖는 서보모터를 나타내고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 시제품 실물사진을 각각 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차에 대한 작용 효과를 상세하게 설명한다.

본 발명은 유모차 핸들 상부에 장착되는 한 쌍의 압력센서(100)로부터 입력되는 정보를 받아 서보모터와 같은 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤 기능을 갖는 아두이노(Arduino, 200)와, 상기 아두이노의 제어를 받으며 펄스폭에 의해 위치(각도) 제어되는 서보모터(Servo Motor, 300)와, 리드스위치(Reed Switch, 410)와 영구자석(420)을 갖고 상기 서보모터의 구동을 온오프(ON/OFF)를 단속하기 위한 자기회로(400)와, 상기 자기회로의 온(ON) 스위칭에 따라 유모차의 제동력을 발휘하는 브레이크제동장치(500)와, 유모차의 서보모터를 비롯한 전자기기에 안정적인 전원을 공급하는 배터리(600) 및 유모차의 현재 상태가 위험 상황인지를 인지시키는 알람 기능과 함께 영유아나 어린이에게 유용한 콘텐츠를 제공하는 디스플레이장치(700)가 포함됨으로써, 기존의 기계중심의 제동 장치를 갖는 유모차와 달리 첨단 전자기기를 이용하여 유모차의 제동력을 보다 안정적으로 확보하고, 경사면을 갖는 도로 등에서 위험 상황에 따른 제동 및 알람 기능을 통해 조기에 영유아나 어린이의 안전사고를 예방하고 방지할 수 있으며, 스마트폰과 디스플레이장치와 연계 가능한 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치를 통제하는 환경을 만들어주는 마이크로 컨트롤인 아두이노(200)를 통해 부모가 관공서 등에서 업무를 수행하는 중에도 다양한 콘텐츠를 즐길 수 있기 때문에 영유아나 어린이가 유모차의 의자에서 이탈하지 않고 안정을 유지할 수 있는 독특한 특징이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 한 쌍의 압력센서 200 : 아두이노
210 : 스마트폰 220 : 사물놀이인터넷센서(IoT)
300 : 서보모터 400 : 자기회로
410 : 리드스위치 420 : 영구자석
500 : 브레이크제동장치 600 : 배터리
700 : 디스플레이장치

Claims

유모차의 제동 장치에 있어서,
상기 유모차의 핸들 상부에 장착되며, 유모차의 구동과 제동을 단속하기 위한 일종의 사용자(보호자) 스위칭인 수단인 한 쌍의 압력센서(100)와;
상기 압력세서(100)로부터 입력된 정보를 사전에 설정된 기준 값과 비교 연산 처리하는 블루투스 제어 기반의 모듈을 갖고 외부 장치인 서보모터(300)의 구동을 통제하는 환경을 만들어 주는 아두이노(Arduino, 200)와;
상기 아두이노(200)의 전력과 명령을 받아 구동 제어되며, 모터와 제어구동보드를 갖고 펄스폭으로 위치(각도)를 제어하여 유모차의 브레이크제동장치(500)를 브레이크로 작동 및 해제시키는 서보모터(Servo Motor, 300)와;
상기 서보모터의 구동을 단속하기 위한 스위칭 수단이며, 유모차의 구동 샤프트 축에는 리드스위치(Reed Switch, 410)가 설치되고, 유모차의 바퀴 내측에는 상기 리드스위치와 수평을 이루도록 영구자석(420)이 구비되는 자기회로(400)를 포함하며,
또한, 상기 아두이노(200)를 통해 상기 서보모터(300)에 공급되는 전력 외에 영유아나 어린이용 동영상 콘텐츠가 표시되는 디스플레이장치(700)에 공급되는 전력을 보강하기 위해 리튬폴리머(Li-Polymer) 전지가 직렬로 연결되고 LM7806 소자와 전압조정기(Voltage Regulator)가 구비되는 배터리(600)와,
상기 유모차의 핸들 상부에 장착된 한 쌍의 압력센서(100)에서 사용자의 양쪽 손이 모두 떨어질 경우, 유모차의 바퀴가 구름과 동시에 일정시간 동안 경보음이 울리도록 하는 알람장치(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.
제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 압력센서(100)는, 센서 표면에 가해진 사용자(보호자)가 누르는 손힘의 증가에 따른 하나의 영역에서 저항의 감소를 감지하는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.
제1 항에 있어서,
상기 한 쌍의 압력센서(100)는, 사용자(보호자)가 상기 한 쌍의 압력센서(100)를 중에서 어느 하나 혹은 모두를 누르게 되면, 상기 아두이노(200)의 제어 명령에 의해 상기 서보모터(300)에 공급되는 전력을 단속 제어시켜 브레이크제동장치(500)의 제동을 해제시키는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.
제1 항에 있어서,
상기 아두이노(200)는, 스마트폰(210)이나 사물놀이인터넷센서(220)로부터 입력되는 영유아나 어린이용 동영상 자료를 디스플레이장치(700)로 전송하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.
제1 항에 있어서,
상기 아두이노(200)는, 와이파이(WiFi)와 블루투스(Bluetooth) 무선통신 기능이 탑재된 라즈베리파이(Raspberry Pi)3B로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.
제1 항에 있어서,
상기 브레이크제동장치(500)는, 상기 유모차의 한쪽에 바퀴가 2개인 경우는 바퀴 양 옆에 가운데 축에 브레이크를 설치해 안쪽에서 양옆으로 브레이크를 가해 정지시키고,
상기 유모차의 한쪽에 바퀴가 1개인 경우는 바퀴 브레이크를 설치해 바깥에서 가운데 브레이크를 가해 정지시키는 것을 특징으로 하는 위험상황을 인식하여 제동하는 유모차.