KR102095465B1 - 자이로스코프 유모차 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자이로스코프 유모차에 관한 발명으로 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 요람 유닛, 요람 유닛 상부에 결합되는 덮개 유닛, 요람 유닛 하부에 위치하는 바퀴 유닛 및 요람 유닛과 바퀴 유닛 사이에서 결합되는 연결 유닛을 포함하고, 요람 유닛은 자이로스코프의 형상으로 형성되어 노면으로부터 수평을 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

자이로스코프 유모차{Gyroscope baby carriage}

본 발명은 자이로스코프 유모차에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 요람 유닛, 요람 유닛 상부에 결합되는 덮개 유닛, 요람 유닛 하부에 위치하는 바퀴 유닛 및 요람 유닛과 바퀴 유닛 사이에 결합되는 연결 유닛을 포함하고, 요람 유닛은 자이로스코프의 형상으로 형성되어 바닥으로부터 수평을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유모차는 산책이나 이동시에 유아를 태워 이동시키기 위한 수단으로서, 유아가 있는 가정에는 필수품으로 손꼽힌다.

유모차에 유아를 태우고 이동하다 보면 여러 건물에 진입 및 이동할 때에 상층 또는 하층으로 이동하거나 에스컬레이터나 경사진 무빙워크의 이용을 피할 수 없는데 이럴 경우에 유아가 경사면과 동일하게 기울어진 상태로 탑승하게 되고, 아래로 쏠리는 힘에 의해 유모차가 미끄러지거나 앞으로 또는 뒤로 전복되는 사고가 빈번하게 발생한다.

또한, 엘리베이터는 고령화 사회가 확산되면서 노약자가 이용하기에도 수요가 넘치기 때문에 유모차 및 보호자의 탑승에 어려움이 있을 뿐만 아니라, 엘리베이터에 탑승한다고 가정 하더라도 내부 공간이 좁아서 다른 탑승자에게 불편함을 주는 문제점이 있다.

또한, 유모차에 탑승하는 유아는 신체적으로 불완전한 상태에 있기 때문에, 유모차는 기본 기능 외에도 유아를 보호할 수 있는 다양한 설계 조건을 갖추어야 한다. 예를 들어, 유모차는 유아를 보호하기 위한 안정성, 노면에 의한 흔들림을 최소화하는 안락감을 갖추어야 한다. 또한, 보호자가 유모차 운행 시 편리할 수 있도록 편의성을 갖추어야 한다.

특히, 유모차가 사용되는 노면은 부드럽지 못하고 오르막 및 내리막 등의 경사가 발생하는 환경에 노출되어 있다. 이러한 환경 속에서도 유모차 사용에 있어서 경사면에 의한 사고율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 유아의 안락감과 안정성을 보장하고, 보호자의 유모차의 사용에 있어서 편의성을 갖춘 장비의 개발 및 연구가 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1559665호

본 발명은 자이로스코프 유모차에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 요람 유닛, 요람 유닛 상부에 결합되는 덮개 유닛, 요람 유닛 하부에 위치하는 바퀴 유닛 및 요람 유닛과 바퀴 유닛 사이에 결합되는 연결 유닛을 포함하고, 요람 유닛은 자이로스코프의 형상으로 형성되어 바닥으로부터 수평을 유지하여 경사면에 의해 발생되는 전복사고율을 줄이고, 탑승된 유아의 안정성을 향상시키고자 한다.

본 발명의 목적을 달성 시키기 위해서 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차는 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 요람 유닛; 상기 요람 유닛 상부에 결합되는 덮개 유닛; 상기 요람 유닛 하부에 위치하는 바퀴 유닛; 및 상기 요람 유닛과 상기 바퀴 유닛 사이에서 결합되는 연결 유닛;을 포함하고, 상기 요람 유닛은 자이로스코프의 형상으로 형성되어 노면으로부터 수평을 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 상기 요람 유닛은, 중공부를 지니는 반구 형상의 제1 요람부; 상기 제1 요람부의 직경보다 작은 직경을 가지는 제2 요람부; 및 상기 제2 요람부의 직경보다 작은 직경을 가지는 제3 요람부;를 구비하되, 상기 제1 요람부 내지 상기 제3 요람부는, 수직 방향으로 상부에서부터 상기 제3 요람부, 상기 제2 요람부 및 상기 제1 요람부 순으로 포개어지는 형상으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 상기 제1 요람부는, 상기 제1 요람부의 외측면에서 소정의 길이를 갖는 원통형상이 외부를 향해 돌출되는 한 쌍의 제1 축; 및 상기 제1 요람부의 내측면에서 폭방향으로 대칭되되, 내부를 향하여 돌출 형성되는 한 쌍의 제1 베어링;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 상기 제2 요람부는, 상기 제1 요람부와 동일한 형상의 제2 축; 및 제2 베어링;을 구비하고, 상기 제3 요람부는, 상기 제1 요람부와 동일한 형상의 제3 축;만을 구비하되, 상기 제1 축은 상기 연결 유닛과 결합되고, 상기 제1 베어링은 상기 제2 축과 결합되고, 상기 제2 베어링은 상기 제3 축과 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 상기 연결 유닛은, 상기 요람 유닛의 둘레를 감싸는 형상의 제1 연결부, 제2 연결부; 상기 제1 연결부에서 수직방향으로 연장 형성되는 제3 연결부; 상기 제3 연결부에서 연장 형성되되, 상기 요람 유닛의 하부를 감싸는 형상의 제4 연결부; 상기 제4 연결부의 하부에 결합되는 제5 연결부; 상기 제5 연결부와 결합되되, 상기 바퀴 유닛과 결합되는 제6 연결부; 및 제7 연결부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 제3 연결부는, 내부에 가속도 센서 및 자이로 센서를 구비하여 상기 노면으로부터 기울기를 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차는 상기 연결 유닛과 결합되는 핸들 유닛; 상기 연결 유닛의 내부에 삽입되는 제어 유닛; 및 상기 연결 유닛의 내부에 삽입되되, 상기 가속도 센서 및 자이로 센서에서 측정된 기울기 데이터에 기반하여 상기 요람 유닛이 수평할 수 있도록 조절하는 센서 유닛;을 더 포함한다.

또한, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 상기 핸들 유닛은, 사용자가 수동으로 상기 요람 유닛의 3축을 조절할 수 있는 스위치부;를 구비하되, 상기 스위치부는 상기 제어 유닛을 통하여 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제1 요람부 내지 제3 요람부는 자이로스코프의 형상 및 결합으로 형성되어, 회전 운동이 가능하여 어느 방향으로 기울어져도 중력으로 인한 수평 유지가 가능함에 따라, 주행에 있어서 안정감이 증대되고, 종래에 지면 상태에 따라 유모차가 쏠리거나 미끄러져 발생되는 사고율을 현저하게 줄일 수 있고, 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 제1 연결부 내지 제4 연결부의 제1 요람부의 외측면에서 길이 방향 및 수직 방향으로 감싸는 형상으로 요람 유닛의 형태를 보호 및 지지할 수 있어 고정력이 향상되고 요람 유닛의 내부에 탑승한 유아의 안정성을 보장할 수 있는 효과가 있다.

또한, 스위치부를 이용하여 요람 유닛의 3축에 대한 위치를 수동 조작할 수 있으므로, 한 자리에 머물러 있는 상태에서 사용자는 유아의 상태를 수시로 점검 및 관찰하기 위해 사용자가 대응하기 적합한 위치에 스위치부를 이용하여 요람 유닛을 위치시킬 수 있으므로, 사용자의 편리성을 증대시키는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛의 분해도이다.
도 5는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 사용 실시 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 연결 유닛의 정면도이다.

이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "길이 방향"이란, 도 3을 기준으로 x축 방향이며, "폭 방향"이란, 도 3을 기준으로 y축 방향이다. 또한, "수직 방향"이란, 도 6을 기준으로 z축 방향이다. 또한, 상방이란 "수직 방향"에서 위쪽 방향을 의미하고, 하방이란 "수직 방향"에서 아래쪽 방향을 의미한다. 또한, 내측이란 동일부재에서 상대적으로 중심에 가까운 쪽을 의미한다.

도 1은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 전체 사시도이다. 또한, 도 2는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 정면도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛의 평면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛의 분해도이다. 또한, 도 5는 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 사용 실시 예를 도시한 것이다. 또한, 도 6은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 연결 유닛의 정면도이다.

본 발명에 의한 자이로스코프 유모차는 요람 유닛(100), 덮개 유닛(200), 연결 유닛(300), 핸들 유닛(400), 바퀴 유닛(500) 제어 유닛(600) 및 센서 유닛(700)을 포함한다.

이하, 도 1을 참조하여 요람 유닛(100)을 설명하도록 한다.

요람 유닛(100)은 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 크기 및 형상으로 형성된다. 또한, 요람 유닛(100)은 제1 요람부(110), 제2 요람부(120) 및 제3 요람부(130)로 구비된다.

제1 요람부(110)는 소정의 두께를 가지는 반구 형상으로 타원 형상의 반원을 가진다. 또한, 제1 요람부(110)의 굴곡진 부분이 하부를 향하여 위치된다. 제2 요람부(120)는 제1 요람부(110) 보다 직경이 작으며, 제1 요람부(110) 내부에 위치된다. 이때, 제2 요람부(120)는 제1 요람부(110)와 같이 타원 형상에서 하부가 잘린 밴드 형식으로 구현될 수 있다. 이에 관한 효과는 후술하도록 한다. 제3 요람부(130)는 제2 요람부(120) 보다 직경이 작은 소정의 두께를 가지는 반구 형상으로, 제1 요람부(110)와 동일한 타원 형상의 반원을 가지며, 제2 요람부(120) 내부에 위치된다. 또한, 제3 요람부(130)는 하부에 평평한 면을 가져 유아가 탑승할 때에 누울 수 있도록 평평한 면을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 제3 요람부(130)의 내부에는 유아가 눕거나 앉을 수 있도록 시트가 구비될 수 있다.

위와 같은 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)는 도 4와 같이, 수직 방향으로 포개지는 형상으로 결합되어 유아를 탑승시킬 수 있다.

가장 하부에 직경이 가장 큰 제1 요람부(110)가 위치하고, 제1 요람부(110)의 내부에 제2 요람부(120)가 삽입되고, 제2 요람부(120)의 내부로 제3 요람부(130)가 삽입되어 포개어지는 형상으로 결합될 수 있다.

이는 자이로스코프의 형상으로 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)가 결합되는데 상세한 설명을 위해 도 3을 참조하도록 한다.

도 3은 요람 유닛(100)을 상부에서 보았을 경우에 평면도를 나타낸 것이다.

제1 요람부(110)는 외측면에서 원형 형상으로 돌출되는 제1 축(111)을 구비하고, 제1 축(111)은 길이 방향을 기준으로 대칭되어 한 쌍으로 형성된다. 또한, 제1 축(111)은 후술할 연결 유닛(300)과 결합되어, 제1 요람부(110)는 제1 축(111)에 의해 y축을 중심으로 회전할 수 있다.

또한, 제1 요람부(110)는 내측면에서 폭 방향을 기준으로 대칭되는 제1 베어링(112)이 구비된다. 여기서, 제1 베어링(112)은 외륜과 내륜 사이에 볼과 롤러를 넣어 회전 접촉을 시켜 마찰을 경감하는 구름 베어링을 포함할 수 있고, 가이드 레일을 타고 슬라이딩 될 수 있는 롤러, 베어링 및 볼 등을 포함할 수 있다. 또한, 구름 베어링은 볼 및 롤러의 형태, 궤도륜 및 하중의 방향 등에 따라 다양한 종류로 나뉘는데, 복렬 자동 조심형, 단식 스러스트 베어링, 니들 베어링, 원통 베어링, 원뿔 베어링, 구면 롤러 베어링 및 단열 깊은 홈 고정형 베어링 등으로 구현될 수 있다.

이와 같은 형상의 제1 베어링(112)은 구름 베어링으로 구비되어 회전체를 지탱하는 역할로 사용되며, 후술할 제2 축(121)과 결합되어 제2 축(121)의 회전을 유도하고 지탱할 수 있다.

제2 요람부(120)는 외측면에서 제1 베어링(112)과 결합될 수 있는 지점에서 폭방향을 기준으로 한 쌍으로 대칭되어 돌출되는 제2 축(121)을 구비한다. 서술한 바와 같이, 제2 요람부(120)는 제2 축(121)이 제1 베어링(112)과 결합되어 x축을 중심으로 회전 운동을 할 수 있게 된다.

또한, 제2 요람부(120)는 내측면에서 길이 방향을 기준으로 대칭되어 한 쌍으로 제2 베어링(122)을 구비한다. 제2 베어링(122)은 제1 베어링(112)과 동일한 형상으로 형성되며, 후술할 제3 축(131)을 지탱 및 회전시킬 수 있다.

제3 요람부(130)는 외측면에서 길이 방향을 기준으로 대칭되어 한 쌍으로 구비되는 제3 축(131)을 구비한다. 제3 축(131)은 제1 축(111) 및 제2 축(121)과 동일한 형상으로, 서술한 바와 같이, 제2 베어링(122)에 결합되어 y축을 중심으로 회전 운동할 수 있다.

위와 같이, 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)는 각각의 구비되는 제1 축(111) 내지 제3 축(131)을 이용하여 어느 방향으로도 자유롭게 행하고 회전할 수 있도록 하는 자이로스코프 형상으로 결합되어, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차가 경사면에 위치하더라도 경사면에 대응되지 않고, 회전하여 이전에 유지했던 수평을 지속적으로 유지할 수 있는 효과가 발생한다.

즉, 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차는 (b)에 나타난 바와 같이 요람 유닛(100)이 경사면에 위치하였을 경우에, 요람 유닛(100)은 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)의 회전 운동을 통해 (a)에 나타난 바와 같이, 기존에 유지했던 수평을 지속적으로 유지할 수 있으므로, 제3 요람부(130) 내부에 탑승된 유아는 안정된 승차를 보장받을 수 있고, 주행 시, 지면의 상태에 따라 대응되지 않고, 수평을 지속적으로 유지할 수 있으므로 유아의 신체에 충격을 최소화할 수 있는 효과가 발생한다.

따라서, 종래의 유모차에 경우에 지면의 상태 혹은 경사면에 의해 종래의 유모차에 탑승한 유아는 충격 및 관성을 그대로 받아 안정성이 저하되었던 문제점을 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)의 x축 및 y축을 중심으로 회전 운동이 가능함에 따라 어느 방향으로 기울어져도 중력으로 인한 수평 유지를 할 수 있어 주행에 있어서 안정감이 증대되고, 종래에 지면 상태에 따라 유모차가 쏠리거나 미끄러져 발생하는 사고율을 현저하게 줄일 수 있고, 예방할 수 있는 효과가 있다.

이는, 도면에는 미 도시되었지만, 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130)의 3축 운동에 구동력을 제공하기 위한 링크부 및 모터부를 구비하고, 링크부는 볼스크류(ball screw) 및 볼너트(ball nut)를 포함할 수 있고, 형상은 제한되지 않으며, 요람 유닛(100)이 2축 운동이 가능하도록 구동력을 제공하는 역할을 수행하면 된다. 이때, 모터부는 요람 유닛(100)이 x축 및 y축으로 회동하기 위한 힘을 제공하는 것으로, 구동력의 근원이 된다. 이때, 모터부 내부에는 모터 및 후술할 제어 유닛(600)으로부터 신호를 수신할 송수신시스템(미도시)을 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 이러한 모터 및 송수신시스템은 공지의 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

또한, 제2 요람부(120)는 제1 요람부(110)와 제3 요람부(130) 사이에 위치하여 회전 운동을 유도하기 위한 역할로 제1 요람부(110) 및 제3 요람부(130)와 동일하게 반원 형상으로 형성될 필요가 없으므로 소정의 두께를 이루는 밴드 형상으로 구비되어도 무관하다. 따라서, 제2 요람부(120)는 반원형상에서 곡률 부분이 잘린 밴드 형상으로 제작되어 원가 절감 및 비용을 절감시킬 수 있는 효과를 발생시킬 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 덮개 유닛(200)을 설명하도록 한다.

덮개 유닛(200)은 요람 유닛(100) 상부에 위치하고, 종래의 유모차 커버 형상을 포함할 수 있고, 비닐, 천 및 유리 등의 재질로 구현될 수 있으며, 방수, 방한 및 방풍의 기능을 포함할 수 있다.

또한, 덮개 유닛(200)은 요람 유닛(100)의 상부에서 열림 및 닫힘의 전개 기능을 구비할 수 있으며, 전개 각도를 적절히 조절할 수 있다. 따라서, 덮개 유닛(200)을 이용해 요람 유닛(100) 내부에 탑승된 유아를 햇빛 및 바람 등 외부 환경으로부터 보호할 수 있는 효과가 있다.

이하, 도 6을 참조하여 연결 유닛(300)을 설명하도록 한다.

요람 유닛(100)과 후술할 바퀴 유닛(500) 사이에 결합되는 것이 바람직하다.

연결 유닛(300)은 제1 연결부(310), 제2 연결부(320), 제3 연결부(330), 제4 연결부(340), 제5 연결부(350), 제6 연결부(360) 및 제7 연결부(370)로 구비된다.

제1 연결부(310)는 제1 요람부(110)의 외측면에서 한 쌍으로 원판 형상으로 결합되는 것이 바람직하다. 이때, 제1 연결부(310)가 결합되는 지점은 제1 요람부(110)의 제1 축(111)과 결합되는 방향으로 제1 연결부(310)는 베어링을 포함하여 제1 축(111)이 y축을 중심으로 회전 운동을 유도할 수 있다.

제2 연결부(320)는 소정의 두께를 가지는 판 형상으로, 제1 요람부(110)의 둘레를 감싸는 형상으로 결합되는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 연결부(320)의 위치로 요람 유닛(100)의 형상이 변형되는 것을 제한할 수 있는 효과가 있다.

제3 연결부(330)는 제1 연결부(310)의 하부에서 수직 방향으로 연장 형성되고, 길이 방향을 기준으로 대칭되어 제1 요람부(110)의 외측면에서 결합된다.

제4 연결부(340)는 제3 연결부(330)에서 연장 형성되고, 제1 요람부(110)의 하부에 곡률진 형상에 대응되도록 결합된다.

위와 같은 제1 연결부(310) 내지 제4 연결부(340)는 제1 요람부(110)의 외측면에서 길이 방향 및 수직 방향으로 감싸는 형상으로 요람 유닛(100)의 형태를 보호 및 지지할 수 있으므로, 고정력이 증대되는 효과가 발생한다.

즉, 제1 연결부(310) 내지 제4 연결부(340)의 형상으로 인하여 요람 유닛(100)을 고정 및 지지할 수 있어 변형이 제한되어 요람 유닛(100) 내부에 탑승한 유아의 안정성을 보장할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제1 연결부(310) 내지 제4 연결부(340)는 제1 요람부(110)의 외측면에서 제1 요람부(110)가 y축을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 내측면을 따라 코팅 처리되어 슬라이딩 동작으로 회전할 경우에 제1 요람부(110)와 연결 유닛(300) 사이의 마찰을 줄일 수 있다.

또한, 제1 연결부(310) 내지 제4 연결부(340)의 제1 요람부(110)의 외측면에서 길이 방향 및 수직 방향으로 감싸는 형상으로 결합될 때, 제1 요람부(110)의 전체 외측면을 감싸는 것이 아닌 요람 유닛(100)의 변형이 제한 받을 수 있는 최소한의 지점에서만 결합되므로 제1 연결부(310) 내지 제4 연결부(340)의 재료를 줄일 수 있고, 원가가 절감되어 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

제5 연결부(350)는 제4 연결부(340)의 하부에서 직육면체 형상으로 결합된다.

이때, 제5 연결부(350)는 내부에 중공부를 구비하여 가속도 센서 및 자이로 센서가 내장되는 것이 바람직하다.

여기서, 제5 연결부(350)에 내장되는 가속도 센서(Accelerometer) 및 자이로 센서(gyro sensor)는 경사를 감지하는 경사 센서 등을 포함할 수 있고, 중력방향을 기준으로 롤(rpll) 및 피치(pitch) 방향이 얼마나 기울어져 있는지를 측정할 수 있다. 즉, 가속도 센서는 3축의 x축, y축, z축의 방향의 가속도를 측정할 수 있고, 자이로 센서의 각속도 측정하는 기능을 이용하여 평면에서부터 기울어진 각도를 계산할 수 있다.

단, 정지하지 않은 움직임 상태에서는 가속도 센서만으로 기울기 값을 측정할 수 없고, 시간이 지날수록 각도의 오차가 생겨 기울기 값이 변하는 자이로 센서만으로는 정확한 데이터 산출이 어려움으로 가속도 센서와 자이로 센서 모두 사용하여 각각의 단점을 보상할 수 있는 알고리즘을 적용하여 롤 또는 피치 값을 계산할 수 있다. 또한, 3축 지자기 센서를 적용해서 요(yaw)방향을 측정하여 3축에 대한 기울기 혹은 각도의 값을 정확하게 산출할 수 있고, 이는 해당 분야의 범위안에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 실행하기 위해 센서 및 알고리즘을 다양하게 수정 및 변경하여 적용시킬 수 있을 것이다.

또한, 제5 연결부(350)의 내부에는 제어 유닛(600) 및 센서 유닛(700)이 내장되는 것이 바람직하다.

제5 연결부(350) 내부에 저장된 제어 유닛(600)은 센서 유닛(700) 및 요람 유닛(100)을 구동하기 위해 신호를 수신 및 출력을 공급하여 동작을 지시하는 공지의 제어장치(control unit)로, 상기 구성요소들을 제어할 수 있다. 또한, 도면에는 미 도시하였지만, 제어 유닛(600)은 가속도 센서 및 자이로 센서로부터 데이터를 수신받아 센서 유닛(700)에 전달할 수 있고, 센서 유닛(700)은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛(100)의 수평을 유지하기 위해 가속도 센서 및 자이로 센서로부터 전달받은 데이터를 역으로 데이터를 산출하여 요람 유닛(100)을 구동시킬 수 있다. 이는, 제어 유닛(600)의 신호부의 수신 및 전달을 통해 구동될 수 있으며, 공지의 제어 기술인 프로세서 및 알고리즘 등에 의해 저장 및 실행될 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

제6 연결부(360) 및 제7 연결부(370)는 바퀴 유닛(500)과 결합되고, 종래의 유모차에서 앞바퀴 및 뒷바퀴를 잇는 구조의 프레임 형태를 포함할 수 있고, 요람 유닛(100), 핸들 유닛(400) 및 연결 유닛(300)을 지탱할 수 있고, 내구성 및 충격 내구성 등의 품질 시험에 부합할 수 있는 초경량 알루미늄 재질, 스틸 및 합성 수지 등을 포함하는 재질로 제작되는 것이 바람직하다.

바퀴 유닛(500)은 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차를 이동시키기 위한 수단으로 종래의 유모차에 결합되는 바퀴의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 바퀴 유닛(500)은 제1 바퀴부(510) 및 제2 바퀴부(520)를 각각 한 쌍으로 구비하여 서스펜션 기능을 구비하여 지면의 충격을 흡수할 수 있도록 구현할 수 있고, 한자리에 머물렀을 때에 바퀴가 저절로 굴러가지 못하도록 하는 안전 장치를 구비함은 물론, 각각의 바퀴 유닛(500)이 제6 연결부(360) 및 제7 연결부(370)로부터 탈부착이 가능하여 한 자리에 고정되어 유아의 의자로도 활용될 수 있는 장점이 있다. 여기서, 제1 바퀴부(510)는 앞바퀴 한 쌍을 의미하고, 제2 바퀴부(520)는 뒷바퀴 한 쌍을 의미한다.

핸들 유닛(400)은 연결 유닛(300)과 동일한 재질로 구현될 수 있고, 제5 연결부(350)의 후방에 결합되어 종래의 유모차에서 사용자가 손으로 잡고 이동할 때에 방향 조절 및 동력의 발생지로 표면에 보호캡을 구비하여 형성될 수 있다. 또한, 높낮이 조절이 가능한 기능을 포함하여 사용자가 손으로 잡고 핸들 유닛(400)을 밀면서 이용하는 특성에 따라 사용자에 키에 따라 핸들 유닛(400)의 높이를 조절 가능하게 하여 사용자에게 편리함을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 핸들 유닛(400)은 도 2와 같이, 상부에 스위치부(410)를 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 스위치부(410)는 탄성력을 포함하는 스프링 또는 고무 같은 재질의 힘에 의해 원상 복구되는 버튼 구조를 포함할 수 있고, 푸쉬 버튼 및 터치 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.

스위치부(410)는 사용자가 요람 유닛(100)의 3축에 대한 위치조절을 수동으로 변환하여 사용할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 제5 연결부(350)의 내부에 내장된 가속도 센서 및 자이로 센서에 의해 측정된 수평면의 기울기의 데이터에 기반하는 것이 아닌 사용자가 수동 조작으로 요람 유닛(100)의 3축에 대한 위치를 조절할 수 있다.

예를 들어, 사용자는 야외에서 식당 혹은 카페에서 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 요람 유닛(100) 내부에 유아를 탑승시킨 후에 유아의 상태를 수시로 점검 및 관찰하기 위해 사용자가 대응하기 적합한 위치에 스위치부(410)를 이용하여 요람 유닛(100)을 위치시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차를 활용할 수 있는 범위가 넓어짐에 따라 사용자에게 편리성을 다양하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자는 스위치부(410)의 기능 중 하나로, 요람 유닛(100) 내부에 유아를 탑승 시킨 후에, 제1 요람부(110) 내지 제3 요람부(130) 중 어느 하나를 선택하여 x축 혹은 y축을 중심으로 일정시간 동안 전,후 및 좌,우 방향으로 반복적으로 요람 유닛(100)이 회동되게 하여 유아를 빠르게 잠들 수 있도록 유도하는 기능을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차를 실내에서 유아의 수면을 위한 유모차로 활용할 수 있고, 나이가 어린 유아들은 부모의 품에서 업거나 안고 흔들면서 잠을 청해야 하는 점을 스위치부(410)를 통해 사용할 수 있으므로 본 발명에 의한 자이로스코프 유모차의 활용성을 증대시키는 효과가 있다.

이는, 제어 유닛(600)이 스위치부(410)로부터 신호를 수신 받아 구동될 수 있으며, 센서 유닛(700)이 제5 연결부(350)의 내부에 내장된 가속도 센서 및 자이로 센서로부터 데이터를 수신받는 대신 스위치부(410)로부터 신호를 수신받아 제어 유닛(600)에 의해 요람 유닛(100)의 위치가 조절될 수 있다. 또한, 사용자는 스위치부(410)에서 작동시간을 입력할 수 있고, 스위치부(410)로부터 입력된 작동시간에 따라 작동되는 것이 바람직하다. 여기서, 작동시간이라 함은 일 예로 10분, 15분으로 분단위로 작동시간을 설정할 수 있다.

또한, 요람 유닛(100) 및 연결 유닛(300)에는 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 대전 방지 효과 및 방수 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 먼지 등의 부착을 방지함과 동시에 발수 효과로 인해, 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각 측정 결과, 130 내지 140도로 확인되었으며, 상기 접촉각의 범위에서 확인할 수 있듯이, 코팅층에 의해 방수 효과가 나타난다고 할 것이다.

상기 전도성 필러는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 전도성 필러의 입자 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 전도성 필러는 대전방지층 내에서 전기 전도성을 나타낼 수 있다.

상기 탄소나노튜브는 소량 포함되어, 대전방지층 내의 대전 방지 효과를 지속적으로 유지시킬 수 있다. 탄소나노튜브는 고가의 전도성 필러인 점을 고려할 때, 본 발명 내의 코팅층에는 소량 포함되어, 지속적인 대전방지 효과를 유지할 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 코팅층은 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 포함하여, 대전방지 효과를 나타낼 수 있다. 상기 실록산계 화합물은 친수성 부분과 소수성 부분으로 구별된다. 친수성 부분은 비공유 전자쌍을 포함하는 산소 원자에 의해, 물 분자와 수소 결합이 가능하다. 반면, 알킬기 또는 아릴기를 포함하는 소수성기를 추가로 포함함에 따라, 친수성 부분의 반대 부분은 소수성기가 작용한다. 따라서, 친수성 부분이 대전방지층의 표면으로 위치하게 되고, 소수성 부분이 그 반대로 위치하게 되어, 반영구적인 대전방지 효과를 나타낼 수 있다.

상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러, 탄소나노튜브 및 유기용매를 혼합하여 제조할 수 있다.

상기 유기 용매는 에탄올, 메탄올, 부탄올, 헥세인, 프로페인, 톨루엔, 페놀 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물 40 내지 60 중량부, 전도성 필러 20 내지 40 중량부 및 탄소나노튜브 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 대전 방지 및 방수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 기재층의 일면에 코팅 시 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.

[제조예 1: 코팅층의 제조]

1. 코팅 조성물의 제조

톨루엔 및 페놀을 1:1의 중량비로 혼합한 유기 용매에 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물, 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 혼합하여, 대전방지 조성물을 제조하였다:

[화학식 1]

여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.

상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
유기용매	100	100	100	100	100
폴리실록산	30	40	50	60	70
전도성 필러	10	20	30	40	50
탄소나노튜브	1	5	10	15	20

(단위 중량부)

2. 코팅층의 제조

기재층의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다. 대전 방지 및 균일 코팅층의 형성을 실험하기 위해, 태양광패널 대신 폴리카보네이트를 기재층으로 사용하여 실험을 진행하였다.

[실험예 1: 대전방지 효과 실험]

1. 점도 측정

폴리카보네이트 기재층의 일면에 대전방지층을 형성하기 전에, 대전방지 조성물의 점도를 측정하였다. 점도 측정은 레오미터 (Rheometer, Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 이용하였다. 점도 측정 결과는 하기 표 2와 같다.

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
점도(cP)	620	1520	1600	1750	1910

2. 표면 전기 저항 측정

폴리카보네이트 기재의 일면에 TX1 내지 TX5의 대전방지층이 형성된 보호층에 대해, Resistance Meter SIMCO 저항기 ST-4(23℃, 상대습도 50%)를 이용하여 표면전기저항을 측정하였다.

비교예로, 대전방지층이 형성되지 않은 폴리카보네이트 기재에 대한 표면전기저항도 함께 측정하였다.

	비교예	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
표면전기저항 (Ω/cm2)	7.4×1011 내지 1.6×1012	6.4×109 내지 1.4×1010	1.4×109 내지 1.6×1010	4.4×107 내지 2.1×108	6.5×107 내지 4.5×108	5.8×108 내지 7.8×108

상기 표 3에 따르면, 대전방지층이 형성되지 않은 비교예에 비해, TX 1 내지 TX5의 표면전기저항이 낮으므로, 전기전도도가 우수하여, 우수한 대전방지효과를 나타냄을 확인할 수 있다.

3. 표면 외관에 대한 평가

대전방지 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.

○: 균일한 코팅층 형성

×: 불균일한 코팅층의 형성

	TX1	TX2	TX3	TX4	TX5
관능 평가	×	○	○	○	×

코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 폴리카보네이트의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.

4. 발수각의 측정

상기 기재층에 코팅층을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 5와 같다.

	전진 접촉각(°)	정지 접촉각(°)	후진 접촉각(°)
TX1	117.±12.9	112.1±4.1	< 10
TX2	132.4±1.5	131.5±2.7	141.7±3.4
TX3	138.9±3.0	138.9±2.7	139.8±3.7
TX4	136.9±2.0	135.6±2.6	140.4±3.4
TX5	116.9±0.7	115.4±3.0	< 10

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다.

TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

따라서, 위와 같은 성질의 코팅층이 요람 유닛(100) 및 연결 유닛(300)의 외측면을 따라 형성되므로, 대전 방지 효과 및 방수 효과가 발생하여 녹이 슬거나 부패되기 쉬운 외부 환경에서 수명이 증대되는 효과가 발생한다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고, 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), ROP, RAM, 플레시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적인 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다.

설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

100 : 요람 유닛, 110 : 제1 요람부,
111 : 제1 축, 112 : 제1 베어링,
120 : 제2 요람부, 121 : 제2 축,
122 : 제2 베어링, 130 : 제3 요람부,
131 : 제3 축, 200 : 덮개 유닛,
300 : 연결 유닛, 310 : 제1 연결부,
320 : 제2 연결부, 330 : 제3 연결부,
340 : 제4 연결부, 350 : 제5 연결부,
360 : 제6 연결부, 370 : 제7 연결부,
400 : 핸들 유닛, 410 : 스위치부,
500 : 바퀴 유닛, 510 : 제1 바퀴부,
520 : 제2 바퀴부, 600 : 제어 유닛,
700 : 센서 유닛.

Claims (9)

1. 반구 형상으로 유아가 탑승할 수 있는 요람 유닛;
   상기 요람 유닛 상부에 결합되는 덮개 유닛;
   상기 요람 유닛 하부에 위치하는 바퀴 유닛; 및
   상기 요람 유닛과 상기 바퀴 유닛 사이에서 결합되는 연결 유닛;을 포함하고,
   상기 요람 유닛은 자이로스코프의 형상으로 형성되어 노면으로부터 수평을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하고,
   상기 요람 유닛은,
   중공부를 지니는 반구 형상의 제1 요람부;
   상기 제1 요람부의 직경보다 작은 직경을 가지는 제2 요람부; 및
   상기 제2 요람부의 직경보다 작은 직경을 가지는 제3 요람부;를 구비하되,
   상기 제1 요람부 내지 상기 제3 요람부는,
   수직 방향으로 상부에서부터 상기 제3 요람부, 상기 제2 요람부 및 상기 제1 요람부 순으로 포개어지는 형상으로 결합되는 것을 특징으로 하고,
   상기 제1 요람부는,
   상기 제1 요람부의 외측면에서 소정의 길이를 갖는 원통형상이 외부를 향해 돌출되는 한 쌍의 제1 축; 및
   상기 제1 요람부의 내측면에서 폭방향으로 대칭되되, 내부를 향하여 돌출 형성되는 한 쌍의 제1 베어링;을 구비하는 것을 특징으로 하고,
   상기 제2 요람부는,
   상기 제1 요람부와 동일한 형상의 제2 축; 및 제2 베어링;을 구비하고,
   상기 제3 요람부는,
   상기 제1 요람부와 동일한 형상의 제3 축;만을 구비하되,
   상기 제1 축은 상기 연결 유닛과 결합되고, 상기 제1 베어링은 상기 제2 축과 결합되고, 상기 제2 베어링은 상기 제3 축과 결합되는 것을 특징으로 하고,
   상기 연결 유닛은,
   상기 요람 유닛의 둘레를 감싸는 형상의 제1 연결부, 제2 연결부;
   상기 제1 연결부에서 수직방향으로 연장 형성되는 제3 연결부;
   상기 제3 연결부에서 연장 형성되되, 상기 요람 유닛의 하부를 감싸는 형상의 제4 연결부;
   상기 제4 연결부의 하부에 결합되는 제5 연결부;
   상기 제5 연결부와 결합되되, 상기 바퀴 유닛과 결합되는 제6 연결부; 및 제7 연결부;를 구비하는 것을 특징으로 하고,
   제3 연결부는,
   내부에 가속도 센서 및 자이로 센서를 구비하여 상기 노면으로부터 기울기를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하고,
   상기 연결 유닛과 결합되는 핸들 유닛;
   상기 연결 유닛의 내부에 삽입되는 제어 유닛; 및
   상기 연결 유닛의 내부에 삽입되되, 상기 가속도 센서 및 자이로 센서에서 측정된 기울기 데이터에 기반하여 상기 요람 유닛이 수평할 수 있도록 조절하는 센서 유닛;을 더 포함하고,
   상기 핸들 유닛은,
   사용자가 수동으로 상기 요람 유닛의 3축을 조절할 수 있는 스위치부;를 구비하되,
   상기 스위치부는 상기 제어 유닛을 통하여 구동되는 것을 특징으로 하고,
   상기 요람 유닛 및 상기 연결 유닛의 표면에는 코팅층이 형성되며,
   상기 코팅층은 코팅 조성물을 이용하여 형성되는 것으로, 먼지의 부착을 방지하기 위한 대전 방지 및 방수 효과를 나타내는 것을 특징으로 하며,
   상기 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산계 화합물; 전도성 필러 및 탄소나노튜브를 포함하는
   자이로스코프 유모차:
   [화학식 1]
   

   

   
   여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
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