KR101888318B1

KR101888318B1 - 자가발전형 스마트 보행용 스틱

Info

Publication number: KR101888318B1
Application number: KR1020170161494A
Authority: KR
Inventors: 김창호; 최동연
Original assignee: 동의대학교 산학협력단
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2018-09-06

Abstract

본 발명은 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산행 또는 보행시 손으로 붙잡은 상태로 땅을 디뎌 신체의지가 가능토록 일정길이를 가진 막대; 상기 막대 내부에 연계장착되는 한편, 상기 막대 완충작용의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환생산하는 발전장치; 및, 상기 막대에 내재되는 상기 발전장치의 조립결합을 위한 장착부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하되, 상기 막대는, 상부폴, 상기 상부폴 하측 내부로 일부수용되는 한편 땅 디딤시 길이방향을 따라 완충작용을 나타내며 길이조절이 가능한 하부폴로 조합되고, 상기 상부폴의 상측에는, 손으로 부여잡기에 용이한 파지그립이 더 구비되며, 상기 하부폴은, 상기 상부폴 하측으로부터 연장되며 막대의 땅 디딤시 지면충격에 의거 길이방향을 따라 왕복운동을 하는 완충폴과, 상기 완충폴의 내부로 대부분이 진입되거나 진출되는 길이가변으로 사용자 체형 또는 보행환경에 맞춰 스틱의 전체길이 조절이 가능토록 한 신장폴로 조합됨을 특징으로 하고, 상기 발전장치는, 전자석의 회전원리를 이용한 전기에너지의 생산이 가능한 발전모터와, 상기 막대와 상기 발전모터에 연계장착된 상태로, 상기 하부폴 완충작용에 의거한 상호 연계작동으로 직선운동을 회전운동으로 바꿔 상기 발전모터가 회전구동되도록 하는 래크와 피니언과, 상기 막대 땅 디딤시의 지면충격 흡수와 더불어 지면충격 상실시 상기 막대가 본래길이로 복원되는 상기 하부폴의 진출작용을 관장하는 컴프레션스프링과, 상기 발전모터의 구동으로 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지로 구성됨을 특징으로 하며, 상기 장착부재는, 상기 발전모터의 상기 상부폴 내 고정장착을 위한 클램프하우징과, 상기 클램프하우징의 상기 상부폴 내 위치고정을 위한 어퍼플레이트와, 상기 하부폴 상단에 고정결합된 상태로, 상기 하부폴 완충작용시 상기 막대의 길이방향을 따라 왕복운동을 하며, 상단으로부터는 상기 래크와 피니언 중 랙기어가 수직방향으로 길게 연장되는 한편 상기 컴프레션스프링이 안착되는 헤더플레이트와, 상기 어퍼플레이트와 상기 헤더플레이트 사이 상기 상부폴 내 미리 정한 위치에 더 고정배치된 상태로, 상기 하부폴의 진출작용을 위한 탄성이 상기 헤더플레이트에 전해질 수 있도록 상기 컴프레션스프링의 상단을 지지하는 로워플레이트로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

자가발전형 스마트 보행용 스틱{SELF-POWER GENERATING TYPE SMART WALKING STICK}

본 발명은 자가발전형 스마트 등산스틱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보행(또는 산행)시 보행보조기구로 사용하면서도, 땅 디딤(step on the ground)시 발생하는 운동에너지를 전기에너지로 전환시켜 발광체 점등 및 휴대기기를 충전할 수 있도록 한 자가발전형 스마트 보행용 등산용 스틱에 관한 것이다.

1980년대를 넘기면서 경제성장에 의한 소득증대가 우리네 생활패턴과 사회구조를 변화시켰고, 이는 다시 생활의 여유와 여가시간의 증대로 이어져 그에 부응하는 휴양문화(recreation culture)를 요구하게 되었다. 아울러, 주5일근무제(週五日勤務制)는 정치, 경제, 사회, 문화 등등 전분야에 많은 영향을 미치고, 국민들의 생활양식에도 많은 변화를 초래하여 산림정책에 상당한 영향을 미치게 되었다.

이에 대응하여, 대다수의 사람들은 스트레스 해소를 위해 휴식을 취하거나 긴장을 완화하며, 심신의 피로를 풀어 활력을 되찾기 위한 휴양활동을 절실히 필요로 한다. 그러므로, 일상생활에서 자연휴양림의 역할이 중요한 부분을 차지하게 되며, 야외 휴양자원의 대표라 할 수 있는 산림지역에 대한 휴양수요의 급증을 가져왔다.

한편, 등산하는 산의 높이, 등반기간, 등반방법, 계절 및 기상 조건 등을 고려한 안전한 산행을 위해 여러 가지 등산장비를 구비해야 하는바, 배낭, 등산용 스틱, 장갑, 내의, 등산화, 물통, 손전등, 비상식량, 구급약품 등등 그 종류도 다양하다.

여기서, 상기 등산용 스틱(hiking stick)이 단순히 지팡이의 기능을 넘어 중요한 역할을 하는 이유는, 두 다리에만 의존하는 보행의 노동을 팔에 30% 정도 분담시킴으로써 체력소모를 줄이고 보행속도를 빠르고 안전하게 해주기 때문이다.

그러나, 울창한 나무 숲 속을 보행하는 경우와 더불어 야간산행의 경우 환경적 특성에 의해 주변이 어두울 수밖에 없다. 때문에, 시야 확보를 위한 랜턴과 같은 조명기구를 추가로 준비해야 하지만 상기한 등산용 스틱(이하 "등산스틱"이라 함)을 손에 들고 있으면 추가로 랜턴을 더 들고 다니기가 수월하지 못하다.

이러한 제반문제점을 다소나마 극복하기 위하여, 대한민국 등록실용신안 제20-0273509호를 통해, 야간에 등산할 시 전방의 관측을 용이하게 하여 야간에 발생하는 각종 안전사고를 미연에 방지하고자 하는 플레쉬(flash)가 부설된 등산용 지팡이가 개시된 바 있으나, 공지의 랜턴을 스틱에 단순결합한 구조이고, 램프 점등의 전력공급수단으로 통상의 소형 건전지를 사용하기에 상기 램프를 장시간 켜두기가 어려운 문제는 차치하더라도 이를 대비하여 여분의 배터리를 추가로 더 준비하고 다녀야만 하는 번거로움이 있어 왔다.

아울러, 종래의 상기 플레쉬(flash)가 부설된 등산용 지팡이를 포함하여 공지된 대부분의 등산스틱들은, 산행시 보행보조기구로써만 기능할 뿐, 장시간의 산행을 고려한 다른 기능성 제공수단의 미비로, 불의의 사고로 인한 조난에 대처하는데 별다른 도움이 되지 못해 왔다.

이에, 지금까지 설명한 바와 같은 산행(또는 보행)시 보행보조기구로써의 기능 외에도 불의의 사고 직면시 이를 극복함에 도움이 되는, 예컨대 발광체(램프) 점등이나 휴대기기(모바일장치 / 스마트폰) 충전에 필요한 자가발전(전기에너지 자체생산) 등 사용자에게 유익한 기능을 추가로 나타내는 스마트 등산스틱의 개발이 절실히 요구된다.

대한민국 등록실용신안 제20-0273509호(공개일자 : 2002. 04. 25.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보행용 스틱(WALKING STICK)이나 등산용 스틱(HIKING STICK)으로 땅을 디딜 때 스틱에 발생하는 운동에너지에 의거한 발전장치의 구동, 그렇게 구동하는 발전장치로부터 전환생산된 전력(電力, electric power)을 다른 전기장치의 동력원(전원)으로 활용할 수 있도록 하는 자가발전형 스마트 등산스틱을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 막대(POLE)로 땅을 디딜 때 지면으로부터의 충격 영향으로 길이방향을 따라 완충작용하는 막대의 작용특성을 고려한 상기 발전장치의 운동패턴 전환(직선운동-회전운동)을 통해, 공간확보가 어려운 상기 막대 내부공간에서도 발전장치의 발전능력이 충분히 발휘될 수 있도록 하는 자가발전형 스마트 등산스틱을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 산행 또는 보행시 손으로 붙잡은 상태로 땅을 디뎌 신체의지가 가능토록 일정길이를 가진 막대; 상기 막대 내부에 연계장착되는 한편, 상기 막대 완충작용의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환생산하는 발전장치; 및, 상기 막대에 내재되는 상기 발전장치의 조립결합을 위한 장착부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하되, 상기 막대는, 상부폴, 상기 상부폴 하측 내부로 일부수용되는 한편 땅 디딤시 길이방향을 따라 완충작용을 나타내며 길이조절이 가능한 하부폴로 조합되고, 상기 상부폴의 상측에는, 손으로 부여잡기에 용이한 파지그립이 더 구비되며, 상기 하부폴은, 상기 상부폴 하측으로부터 연장되며 막대의 땅 디딤시 지면충격에 의거 길이방향을 따라 왕복운동을 하는 완충폴과, 상기 완충폴의 내부로 대부분이 진입되거나 진출되는 길이가변으로 사용자 체형 또는 보행환경에 맞춰 스틱의 전체길이 조절이 가능토록 한 신장폴로 조합됨을 특징으로 하고, 상기 발전장치는, 전자석의 회전원리를 이용한 전기에너지의 생산이 가능한 발전모터와, 상기 막대와 상기 발전모터에 연계장착된 상태로, 상기 하부폴 완충작용에 의거한 상호 연계작동으로 직선운동을 회전운동으로 바꿔 상기 발전모터가 회전구동되도록 하는 래크와 피니언과, 상기 막대 땅 디딤시의 지면충격 흡수와 더불어 지면충격 상실시 상기 막대가 본래길이로 복원되는 상기 하부폴의 진출작용을 관장하는 컴프레션스프링과, 상기 발전모터의 구동으로 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지로 구성됨을 특징으로 하며, 상기 장착부재는, 상기 발전모터의 상기 상부폴 내 고정장착을 위한 클램프하우징과, 상기 클램프하우징의 상기 상부폴 내 위치고정을 위한 어퍼플레이트와, 상기 하부폴 상단에 고정결합된 상태로, 상기 하부폴 완충작용시 상기 막대의 길이방향을 따라 왕복운동을 하며, 상단으로부터는 상기 래크와 피니언 중 랙기어가 수직방향으로 길게 연장되는 한편 상기 컴프레션스프링이 안착되는 헤더플레이트와, 상기 어퍼플레이트와 상기 헤더플레이트 사이 상기 상부폴 내 미리 정한 위치에 더 고정배치된 상태로, 상기 하부폴의 진출작용을 위한 탄성이 상기 헤더플레이트에 전해질 수 있도록 상기 컴프레션스프링의 상단을 지지하는 로워플레이트로 구성됨을 특징으로 한다.

삭제

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 자가발전형 스마트 보행용 스틱은, 산행 또는 보행시 보행보조수단으로 사용하는 과정에서 필연적으로 발생되는 막대의 완충작용을 이용한 발전장치의 구동(자가발전) 및 이로써 생산되는 전기에너지를 스틱에 부가장착된 발광체 점등은 물론 휴대기기 충전 등 각종 전기장치 동력원으로 공급(사용) 가능한 유휴에너지(idle energy) 활용의 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 전기에너지 자체생산에 따른 조명장치(발광체) 작동(점등) 그리고 각종 전기장치(휴대기기 등)로의 동력원(전원) 공급으로, 산행 또는 보행시의 보행보조기구 역할을 넘어 주변환경의 조명을 통한 야간산행에 큰 도움이 될 수 있고 장시간의 산행(및 보행)시 사용자에게 꼭 필요한 휴대기기(스마트폰 등)의 충전수단으로 활용이 가능한 다목적 기능성 발휘의 효과를 가져다준다.

이와 함께, 지금까지 설명한 바와 같은 각종 효과의 달성을 통해, 일반적인 등산스틱과는 전혀 다른 사용자 편의성을 제공할 수 있으면서도 이러한 다목적 기능성 발휘에 따른 등산장비의 새로운 패러다임을 제공하여 소비자의 구매욕구 충족을 통한 트레킹(trekking) 관련산업의 발전과 활성화에 크게 기여할 수 있게 되는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱의 전체구조를 나타낸 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서, 발전장치의 구성관계 및 작동관계를 나타낸 요부단면도.
도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서, 장착부재의 클램프하우징과 발전장치의 발전모터 구성관계를 나타낸 요부사시도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서, 클램프하우징의 텐션배드 구성예시도와 작동예시도.
도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱의 실시 예를 나타낸 사용상태도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱의 전체구조를 나타낸 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서 발전장치의 구성관계 및 작동관계를 나타낸 요부단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서 장착부재의 클램프하우징과 발전장치의 발전모터 구성관계를 나타낸 요부사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱에 있어서 클램프하우징의 텐션배드 구성예시도와 작동예시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱의 실시 예를 나타낸 사용상태도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱(A)은, 산행 또는 보행시 손으로 붙잡은 상태로 땅을 디뎌 신체의지가 가능토록 일정길이를 가진 막대(1)와, 상기 막대(1) 내부에 연계장착되는 한편 막대(1) 완충작용의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환생산하는 발전장치(2)와, 상기 막대(1)에 내재되는 발전장치(2)의 조립결합을 위한 장착부재(3)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 막대(1) 일부위에 부가장착된 상태로 주변 조명을 위해 상기 발전장치(2)로부터 전력을 공급받아 점등(點燈)하는 발광체(4)와, 각종 휴대기기 접속이 가능토록 상기 막대(1)의 다른 일부위에 부가장착되고 발전장치(2)로부터 생산된 전력을 접속기기의 전원으로 공급하게 된 충전포트(5)를 더 포함한다.

더하여, 상기 막대(1)의 또 다른 일부위에 부가장착되며 사용자 조작에 의한 스위칭(switching)으로 상기 발광체(4)의 선택적 점·소등이 가능토록 한 온오프스위치(6)가 더 구비됨이 바람직하다.

막대(1)는, 산행 또는 보행시의 사용자 신체의지를 위한 지팡이(stick)인 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일정길이의 상부폴(11), 상기 상부폴(11) 하측 내부로 일부수용되는 한편 땅 디딤시 길이방향을 따라 완충작용을 나타내며 길이조절이 가능한 하부폴(12)로 조합된다.

상기 상부폴(11)의 상측에는, 사용자가 손으로 부여잡기에 용이한 파지그립(111)이 더 구비됨이 바람직하다.

상기 하부폴(12)은, 상부폴(11) 하측으로부터 연장되며 스틱의 땅 디딤시 지면충격에 의거 길이방향을 따라 왕복운동을 하는 완충폴(121)과, 상기 완충폴(121)의 내부로 대부분이 진입되거나 진출되는 길이가변으로 사용자 체형 또는 보행환경에 맞춰 스틱의 전체길이 조절이 가능토록 한 신장폴(122)로 조합된다.

이에 더해, 상기 하부폴(12)의 선단부에는, 눈이나 흙 속으로 스파이크가 완전히 파묻히지 않도록 하는 스노링(Snow ring / 도시하지 않음)이 더 구비될 수도 있다.

발전장치(2)는, 산행 또는 보행시의 신체의지를 목적하여 본 발명의 등산스틱(A)을 땅에 디딜 경우의 상기 막대(1) 직선운동을 이용한 자가발전(自家發電) 수단인 것으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 전자석의 회전원리를 이용한 전기에너지의 생산이 가능한 발전모터(21)와, 상기 막대(1)와 발전모터(21)에 연계장착된 상태로 상기 하부폴(12) 왕복운동(직선운동)에 의거한 상호 연계작동으로 직선운동을 회전운동으로 바꿔 발전모터(21)가 회전구동되도록 하는 래크와 피니언(22)과, 상기 막대(1) 땅 디딤시의 지면충격 흡수와 더불어 지면충격 상실시 막대(1)가 본래길이로 복원(신장)되는 상기 하부폴(12)의 진출작용을 관장(管掌)하는 컴프레션스프링(23)과, 상기 발전모터(21)의 구동으로 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지(storage battery, 24)로 구성된다.

상기 래크와 피니언(rack & pinion, 22)은, 상기 하부폴(12)에 고정결합된 상태로 막대(1)의 길이방향을 따라 직선(왕복)운동을 이루는 막대형의 랙기어(rack gear, 221)와, 상기 발전모터(21)의 회전축(211)에 축결합되고 상기 랙기어(221)에 기어맞물림된 상태로 랙기어(221) 직선운동시 대응회전을 이룸으로써 발전모터(21)의 회전구동이 진행되도록 하는 피니언기어(pinion gear, 221)로 조합된다.

상기 컴프레션스프링(23)은, 상기 막대(1) 땅 디딤시의 하부폴(12) 완충작용을 관장하는바, 물체의 탄성변형(彈性變形)을 이용해서 에너지를 흡수·축적시키기에 적합한 코일스프링(coiled spring)인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 기계요소의 것이라면 얼마든지 달리 채용할 수 있다.

상기 축전지(24)는, 상기 발전모터(21)에서 생산된 일정용량의 전력을 얼마간 저장해 둘 수 있고 또한 그렇게 저장된 전력을 다른 전기장치(휴대기기 등)로 공급함이 가능한 통상의 충전식(充電式) 배터리(battery)인 것이 바람직하다.

장착부재(3)는, 상기 발전장치(2)의 막대(1) 내 연계장착을 위한 조립결합(組立結合) 수단인 것으로, 도 2a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 발전모터(21)의 상부폴(11) 내 고정장착을 위한 클램프하우징(31)과, 상기 클램프하우징(31)의 상기 상부폴(11) 내 위치고정을 위한 어퍼플레이트(32)와, 상기 하부폴(12) 상단에 고정결합된 상태로 하부폴(12) 완충작용시 막대(1)의 길이방향을 따라 왕복운동을 하며 그 상단으로부터는 상기 래크와 피니언(22) 중 랙기어(221)가 수직방향으로 길게 연장되는 한편 상기 컴프레션스프링(23)이 안착되는 헤더플레이트(33)와, 상기 어퍼플레이트(32)와 헤더플레이트(33) 사이 상기 상부폴(11) 내 미리 정한 위치에 더 고정배치된 상태로 하부폴(12)의 진출작용을 위한 탄성이 상기 헤더플레이트(33)에 전해질 수 있도록 상기 컴프레션스프링(23)의 상단을 지지하는 로워플레이트(34)로 구성된다.

상기 클램프하우징(31)은, 도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 발전모터(21)가 내재수용되는 케이싱부(311)와, 상기 케이싱부(311)의 하측으로부터 연이어 형성되어 상기 어퍼플레이트(32) 상에 안착되는 랜딩부(312)로 구분된다. 여기서, 상기 케이싱부(311)는 발전모터(21)의 그 외부를 둘러감싸는 박스구조인 반면 상기 랜딩부(312)는 어퍼플레이트(32) 상에 용이하게 안착될 수 있는 원반형태를 이루는 것이 바람직하다.

상기 케이싱부(311)에는, 발전모터(21)의 삽입 및 내재수용이 가능토록 후방으로 개구된 수용공간(311a)이 내부에 마련되고, 상단부 중앙 및 전방단부 중앙에는 상기 수용공간(311a)의 공간감축을 통한 발전모터(21)의 압착이 가능토록 하기 위한 절개공간(311b)이 연이어져 있다. 또한, 발전모터(21)의 내재수용 압착력 증대를 통해 상기 발전모터(21)가 상기 수용공간(311a)으로부터 분리이탈되지 않도록 하기 위한 클램퍼(313)가 더 구비되어 있다.

상기 랜딩부(312)는, 상기 어퍼플레이트(32) 상면으로의 안착 및 그 안착상태로의 상호 접합을 고려하여 상기 케이싱부(311)보다 넓은 직경을 갖는 것이 바람직하다.

상기 클램퍼(313)는, 상기 절개공간(311b)을 가로지르는 형태로 상기 케이싱부(311) 상측에 구비되되, 절개공간(311b)을 기준으로 일단이 케이싱부(311) 일측 상면에 일체로 접합되고 타단은 케이싱부(311)의 타측 상면에 밀착된 소정길이의 텐션밴드(313-1)와, 상기 케이싱부(311) 타측 상면에 밀착된 텐션밴드(313-1) 타단과 연계된 상태로 케이싱부(311) 일측 상면에 일체로 접합된 상기 텐션밴드(313-1) 일단을 끌어당겨 상기 절개공간(311b)을 좁히고 이로써 수용공간(311a)의 공간감축이 이루어질 수 있도록 하는 조임구(313-2)로 구성된다.

상기 텐션밴드(313-1)에는, 상기 조임구(313-2) 조작과 연계하여 이후 설명할 스텝기어에 기어맞물림되는 다수의 스텝홈(313-11)이 길이방향을 따라 일정간격마다 관통형성되어 있다.

상기 조임구(313-2)에는, 별도의 공구를 이용한 조임/풀림이 가능한 핀볼트(313-21)와, 상기 핀볼트(313-21)에 축결합된 상태로 그 핀볼트(313-21) 조임시 스텝홈(313-11)과의 기어맞물림 회전작용으로 상기 텐션밴드(313-1)를 이용한 수용공간(311a)의 공간감축을 가능케 하는 스텝기어(313-22)가 구비되어 있다.

상기 어퍼플레이트(32)는, 상기 클램프하우징(31)의 고정결합을 위해 상부폴(11) 내 미리 정한 위치에 고정배치되는 원형 판체로써, 상기 래크와 피니언(22) 중 상기 랙기어(221)의 출입 및 출입안내를 위한 제1통공(321)이 관통형성되어 있다.

상기 헤더플레이트(33)는, 하부폴(12)의 직선운동에 의거 상기 막대(1)의 길이방향을 따르는 상기 랙기어(221)의 상하 이동이 가능토록 하기 위한 것으로, 상기 상부폴(11) 내부공간으로 수용된 하부폴(12) 상단에 끼워맞춤 결합되는 원형 판체인 한편, 앞서 설명한 바와 같이 그 상단으로부터 상기 랙기어(221)가 수직한 형태로 연장형성된다. 여기서, 상기 랙기어(221)는 하부폴(12) 상단으로부터 일체로 연장형성된 것이 아닌 상호 끼워맞춤 결합구조로 달리 조합될 수도 있음이 가능하다.

상기 로워플레이트(34)는, 상기 컴프레션스프링(23)의 상단 지지를 위해 상기 어퍼플레이트(32)와 헤더플레이트(33) 사이 상기 상부폴(11) 내 미리 정한 위치에 고정배치되는 원형 판체로써, 역시 상기 랙기어(221)의 출입 및 출입안내를 위한 제2통공(341)이 관통형성되어 있다.

발광체(4)는, 전류가 흐르면 빛을 방출하는 반도체소자인 발광다이오드(light emitting diode, LED)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 통상의 전구 등으로도 대체사용이 가능하다(도 1 및 도 5 참조).

충전포트(5)는, 사용자 휴대기기(스마트폰 등)의 충전을 위한 것으로, 휴대기기의 충전케이블 일측의 접속단자, 특히 유에스비단자(Universal Serial Bus; USB connecter)를 대응접속시킬 수 있는 유에스비포트(USB port)인 것이 바람직하다(도 1 및 도 5 참조).

미 설명부호, (m-1)은 사용자 휴대기기(스마트폰)이고, (m-11)은 그 휴대기기의 충전에 필요한 충전케이블이며, (m-111)은 그 충전케이블 일측 선단의 유에스비단자이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 자가발전형 스마트 보행용 스틱(A)은, 기존의 등산스틱과 마찬가지로 산행 또는 보행시의 보행능력 향상을 목적하여 사용자가 손으로 파지한 상태로 땅을 디뎌 신체를 의지하는데 사용한다.

그 과정 중, 상기 막대(1)의 신장폴(122) 최말단부(스파이크)가 땅에 닿는 순간의 지면충격에 의해 상기 막대(1)의 하부폴(12)이 상부폴(11) 측으로 상승되는 완충작용과 연계하여 상기 상부폴(11) 내부공간에 연계장착된 발전장치(2)가 구동되고, 이로써, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부폴(11)에 부가장착된 상기 발광체(4)의 점등 그리고 상기 상부폴(11)에 더 부가장착된 충전포트(5)를 이용한 사용자 휴대기기(m-1)의 충전이 가능하다.

보다 상세하게는, 산행 또는 보행을 위한 사용자가 보행보조수단으로 본 발명의 등산스틱(A)을 땅에 디디게 되면, 전술한 바와 같이 상기 신장폴(122)이 지면충격을 받게 되고, 이에 따라 하부폴(12)이 상부폴(11) 내부로 진입하는 완충작용 유발과 지면충격의 상실시 본래길이로 신장되는 왕복 직선운동을 나타내게 된다.

이때, 상술한 바와 같이 직선운동을 하는 하부폴(12)에 의해, 그 상단에 끼워맞춤 결합된 상기 장착부재(3)의 헤더플레이트(33)와 그 상단으로부터 수직방향으로 길게 연장형성된 상기 래크와 피니언(22)의 랙기어(221)가 상기 하부폴(12)을 따라 더불어 상하 왕복운동을 하게 되는 것이며, 도 2a 및 도 2b를 참조한 작용에 의해 상기 랙기어(221)에 기어맞물림된 피니언기어(222)가 대응회전을 이루게 됨으로써 상기 피니언기어(222)가 축결합된 회전축(211)의 회전으로 발전모터(21)가 회전구동되고, 전자석의 회전원리를 이용한 전기에너지가 상기 발전모터(21)로부터 생산된다.

또한, 전술한 바와 같은 상기 하부폴(12) 직선운동의 지속과 더불어 그러한 작용에 따른 상기 래크와 피니언(22)의 연계작동에 의거한 상기 발전모터(21)의 회전구동이 반복됨에 따라, 전기적 에너지가 계속적으로 생산되는 것과 동시에 상기 축전지(24)에 저장됨으로써, 야간산행 등과 같은 어두운 주변환경을 조명하기 위한 상기 발광체(4) 점등과 더불어 장시간 산행 또는 보행시 사용자에게 꼭 필요한 휴대기기(m-1) 충전용 전기에너지로 활용 가능케 되는 것이다.

정리하자면, 본 발명에 따른 자가발전형 스마트 보행용 스틱(A)은, 등산스틱 본연의 보행보조기구로 사용할 수 있음은 물론이거니와, 상기 발광체(4) 점등을 통한 주변환경 조명수단으로 활용할 수 있고, 또한 상기 충전포트(5)를 이용한 사용자 휴대기기(m-1) 충전이 가능케 됨으로써, 장시간의 산행이나 보행으로 인한 휴대기기 미충전에 따른 방전으로 인한 관련문제를 염려하지 않아도 되는 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 등산스틱, 1 : 막대
2 : 발전장치, 3 : 장착부재
4 : 발광체, 5 : 충전포트
6 : 온오프스위치, 11 : 상부폴
12 : 하부폴, 21 : 발전모터
22 : 래크와 피니언, 23 : 컴프레션스프링
24 : 축전지, 31 : 클램프하우징
32 : 어퍼플레이트, 33 : 헤더플레이트
34 : 로워플레이트, 111 : 파지그립
121 : 완충폴, 122 : 신장폴
211 : 회전축, 221 : 랙기어
222 : 피니언기어, 311 : 케이싱부
311a : 수용공간, 311b : 절개공간
312 : 랜딩부, 313 : 클램퍼
313-1 : 텐션밴드, 313-2 : 조임구
313-11 : 스텝홈, 313-21 : 핀볼트
313-22 : 스텝기어, 321 : 제1통공
341 : 제2통공

Claims

산행 또는 보행시 손으로 붙잡은 상태로 땅을 디뎌 신체의지가 가능토록 일정길이를 가진 막대;
상기 막대 내부에 연계장착되는 한편, 상기 막대 완충작용의 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환생산하는 발전장치; 및,
상기 막대에 내재되는 상기 발전장치의 조립결합을 위한 장착부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하되,
상기 막대는, 상부폴, 상기 상부폴 하측 내부로 일부수용되는 한편 땅 디딤시 길이방향을 따라 완충작용을 나타내며 길이조절이 가능한 하부폴로 조합되고,
상기 상부폴의 상측에는, 손으로 부여잡기에 용이한 파지그립이 더 구비되며,
상기 하부폴은, 상기 상부폴 하측으로부터 연장되며 막대의 땅 디딤시 지면충격에 의거 길이방향을 따라 왕복운동을 하는 완충폴과, 상기 완충폴의 내부로 대부분이 진입되거나 진출되는 길이가변으로 사용자 체형 또는 보행환경에 맞춰 막대의 전체길이 조절이 가능토록 한 신장폴로 조합됨을 특징으로 하고,
상기 발전장치는, 전자석의 회전원리를 이용한 전기에너지의 생산이 가능한 발전모터와,
상기 막대와 상기 발전모터에 연계장착된 상태로, 상기 하부폴 완충작용에 의거한 상호 연계작동으로 직선운동을 회전운동으로 바꿔 상기 발전모터가 회전구동되도록 하는 래크와 피니언과,
상기 막대 땅 디딤시의 지면충격 흡수와 더불어 지면충격 상실시 상기 막대가 본래길이로 복원되는 상기 하부폴의 진출작용을 관장하는 컴프레션스프링과,
상기 발전모터의 구동으로 생산된 전기에너지가 저장되는 축전지로 구성됨을 특징으로 하며,
상기 장착부재는, 상기 발전모터의 상기 상부폴 내 고정장착을 위한 클램프하우징과,
상기 클램프하우징의 상기 상부폴 내 위치고정을 위한 어퍼플레이트와,
상기 하부폴 상단에 고정결합된 상태로, 상기 하부폴 완충작용시 상기 막대의 길이방향을 따라 왕복운동을 하며, 상단으로부터는 상기 래크와 피니언 중 랙기어가 수직방향으로 길게 연장되는 한편 상기 컴프레션스프링이 안착되는 헤더플레이트와,
상기 어퍼플레이트와 상기 헤더플레이트 사이 상기 상부폴 내 미리 정한 위치에 더 고정배치된 상태로, 상기 하부폴의 진출작용을 위한 탄성이 상기 헤더플레이트에 전해질 수 있도록 상기 컴프레션스프링의 상단을 지지하는 로워플레이트로 구성됨을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 막대.
제1항에 있어서,
상기 막대 일부위에 부가장착된 상태로, 주변 조명을 위해 상기 발전장치로부터 전력을 공급받아 점등하는 발광체;
휴대기기의 접속이 가능토록 상기 막대의 다른 일부위에 부가장착되고, 상기 발전장치로부터 생산된 전력을 접속기기의 전원으로 공급하게 된 충전포트;를 더 포함함을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.
제2항에 있어서,
상기 막대의 또 다른 일부위에 부가장착되며, 사용자 조작에 의한 스위칭으로 상기 발광체의 선택적 점·소등이 가능토록 한 온오프스위치;가 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 래크와 피니언은, 상기 하부폴에 고정결합된 상태로 상기 막대의 길이방향을 따라 직선운동을 이루는 막대형의 랙기어와,
상기 발전모터의 회전축에 축결합되고, 상기 랙기어에 기어맞물림된 상태로 상기 랙기어 직선운동시 대응회전을 이룸으로써, 상기 발전모터가 회전구동되도록 하는 피니언기어로 조합됨을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.
제1항에 있어서,
상기 클램프하우징은, 상기 발전모터가 내재수용되는 케이싱부, 상기 케이싱부의 하측으로부터 연이어 형성되어 상기 어퍼플레이트 상에 안착되는 랜딩부로 구분되되,
상기 케이싱부는, 상기 발전모터의 외부를 둘러감싸는 박스구조이고,
상기 랜딩부는, 상기 어퍼플레이트 상에 안착되는 원반형태를 이룸을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.
제8항에 있어서,
상기 케이싱부에는, 상기 발전모터의 삽입 및 내재수용이 가능토록 후방으로 개구된 수용공간이 내부에 마련되고,
상기 수용공간의 공간감축을 통한 상기 발전모터의 압착이 가능토록 하기 위한 절개공간이 상단부 중앙 및 전방단부 중앙에 연이어 형성되며,
상기 발전모터의 내재수용 압착력 증대를 통해, 상기 수용공간으로부터의 상기 발전모터 분리이탈이 방지되도록 한 클램퍼가 더 구비됨을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.
제9항에 있어서,
상기 클램퍼는, 상기 절개공간을 가로지르는 형태로 상기 케이싱부 상측에 구비되되,
상기 절개공간을 기준으로, 일단이 상기 케이싱부 일측 상면에 일체로 접합되고, 타단은 상기 케이싱부의 타측 상면에 밀착된 소정길이의 텐션밴드와,
상기 케이싱부 타측 상면에 밀착된 상기 텐션밴드의 타단과 연계된 상태로, 상기 케이싱부 일측 상면에 일체로 접합된 상기 텐션밴드의 일단을 끌어당겨 상기 수용공간의 공간감축이 이루어질 수 있도록 하는 조임구로 구성됨을 특징으로 하는 자가발전형 스마트 보행용 스틱.