KR102639875B1 - 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치 - Google Patents

스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치 Download PDF

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Abstract

스마트 지팡이를 용이하게 충전할 수 있는 무선 충전 장치가 개시된다. 개시된 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치는 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부; 및 상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일을 포함한다.

Description

스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치{WIRELESS CHARGING DEVICE FOR SMART CANE}
본 발명은 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치에 관한 것이다.
최근 다양한 종류의 스마트 디바이스가 개발 및 출시되고 있으며, 이러한 스마트 디바이스의 하나로 스마트 지팡이가 있다. 기존의 지팡이가 사용자와 인접한 장애물을 감지하거나 사용자의 보행을 지원하는 정도의 기능을 제공하는데 비해, 스마트 지팡이는 길이가 자동으로 조절되거나, 내비게이션 기능을 제공할 뿐만 아니라 장애물의 종류를 식별하여 사용자에게 알려주는 수준까지 발달하고 있다.
하지만 스마트 지팡이에 다양한 센서와 전자 부품이 탑재되면서 필수적으로 배터리의 충전이 이루어져야 하는 불편함이 발생하였다. 특히 지팡이의 주 사용자들이 몸이 불편한 장애인이나 노인인 점에서, 배터리를 보다 용이하게 충전할 수 있는 방법이 필요하다.
관련 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제2017-0050776호, 대한민국 등록특허 제10-2188514호가 있다.
본 발명은, 스마트 지팡이를 용이하게 충전시킬 수 있는 무선 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은, 손잡이의 길이가 각기 다른 여러 스마트 지팡이에 호환되는 무선 충전 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부; 및 상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일을 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치가 제공된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부; 및 상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일을 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치가 제공된다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 스마트 지팡이와 무선 충전 장치가 결합된 상태를 도시하는 도면이며, 도 2는 무선 충전 장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치(100)는 본체부(110) 및 송신 코일(120)을 포함한다. 그리고 실시예에 따라서 LED(130), 반사판(140) 등이 더 포함될 수 있다.
본체부(110)는 스마트 지팡이(200)가 삽입될 수 있는 관통홀, 즉 내부 공간(150)을 포함한다. 본체부(110)의 형상은 일실시예로서, 관통홀이 형성된 원통형일 수 있다. 스마트 지팡이의 손잡이(210)가 본체부의 내부 공간(150)에 삽입된 상태에서, 본체부(110)는 손잡이(210)를 둘러싼다.
스마트 지팡이(200)의 길이는, 길이 조절부(220)가 길어지거나 축소됨에 따라 조절될 수 있으며, 사용자는 스마트 지팡이(200)의 길이가 축소된 상태에서 본체부의 내부 공간(150)에 스마트 지팡이(200)를 삽입할 수 있다.
송신 코일(120)은 본체부(110)에 배치되며, 본체부의 내부 공간(150)에 손잡이(210)가 삽입된 상태에서, 손잡이(210)의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급한다.
송신 코일(120)은 본체부의 길이 방향(160)에 수직인 평면 상에서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권선될 수 있다. 즉, 송신 코일(120)은 원통형상인 본체부(110)의 내부 벽면을 감는 형태로 배치될 수 있다. 이와 같이, 송신 코일(120)이 손잡이(210)의 전방향을 둘러싸도록 배치되기 때문에, 본체부(110)에 대한 스마트 지팡이(200)의 삽입 방향과 무관하게, 수신 코일로 전력이 안정적으로 전송될 수 있다.
그리고 수신 코일과 송신 코일(120)이 서로 마주보지 위치하지 않는 상태에서의 전력 전송 효율 저하를 방지하기 위해, 복수개의 송신 코일이 미리 설정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 이를 통해 본체부(110)가 손잡이(210)의 어느 위치에 배치되더라도, 복수의 송신 코일 중 적어도 하나와 수신 코일이 서로 마주보도록 배치될 수 있으며, 따라서, 전력 전송 효율 저하가 방지될 수 있다.
LED(130)는 본체부(110)에 배치되며, 손잡이로 자외선 파장의 빛을 조사한다. 자외선 파장의 빛에 의해 손잡이가 살균될 수 있다. LED(130)의 빛이 손잡이 전체 영역으로 조사될 수 있도록, LED(130)는 본체부(110)에 균등한 간격으로 배치될 수 있으며, 일예로서 복수의 송신 코일 사이에 배치될 수 있다. 또한 빛이 본체부(110)를 투과할 수 있도록 본체부(110)의 내부 벽면은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
반사판(140)은 LED에서 조사되는 자외선 파장의 빛을 손잡이 방향으로 반사시킨다. 반사판(140)에 의해 보다 많은 양의 빛이 손잡이로 조사될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치는, 본체부(110)가 바닥면(300)으로부터 이격되도록, 본체부(110)를 지지하는 지지부(370)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 본체부(110)가 배치됨으로써, 사용자는 우산 꽂이에 우산을 꽂는 것과 유사한 방식으로, 본체부(110)에 스마트 지팡이(200)를 삽입하여 용이하게 스마트 지팡이를 충전할 수 있다.
스마트 지팡이(200)의 길이가 긴 상태에서는 본체부(110)에 스마트 지팡이(200)를 삽입하는 것이 용이하지 않으므로, 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)에 근접한 경우, 스마트 지팡이(200)의 길이가 자동으로 축소되도록, 길이 조절부(220)가 동작할 수 있다. 일실시예로서, 본체부(110) 또는 지지부(370)에 태그가 설치될 수 있으며, 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)로부터 미리 설정된 거리 이내에 위치한 경우, 스마트 지팡이(200)가 태그를 인식하여 길이 조절부(220)가 축소됨으로써, 스마트 지팡이(200)의 길이가 짧아질 수 있다.
한편, 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)에 삽입되었을 때, 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)에 거치될 수 있도록, 본체부(110)의 내부 공간의 지름이 결정될 수 있다.
스마트 지팡이의 손잡이(210)는, 배터리가 배치되는 배터리 배치부와, 수신 코일이 배치되는 코일 배치부, 그리고 배터리 배치부 및 코일 배치부를 둘러싸는 하우징을 포함할 수 있다. 그리고 손잡이 상부(211)의 폭이 손잡이 하부(212)의 폭보다 크도록 형성될 수 있으며, 손잡이 상부(211)에 배터리 배치부, 손잡이 하부(212)에 코일 배치부가 포함될 수 있다. 다시 말해, 배터리 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 크기는, 코일 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 크기보다 크도록, 하우징이 형성될 수 있다.
이러한 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)에 삽입되었을 때, 스마트 지팡이(200)가 본체부(110)에 거치될 수 있도록, 원통형인 본체부(110)의 내부 공간의 지름은 배터리 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 최대폭보다 작을 수 있다. 따라서, 손잡이 하부(212)가 본체부(110)의 내부 공간에 삽입된 상태에서 손잡이 상부(211)가 본체부에 거치됨으로써, 스마트 지팡이(200)가 거치된 상태에서 충전이 이루어질 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본체부가 펴진 상태에서의, 본체부의 단면을 나타내며, 도 6은 본체부가 접힌 상태에서의 본체부의 단면을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 본체부(110)는 접이식 구조로서, 제1충전부(111) 및 제2충전부(112)를 포함할 수 있다. 관통홀이 형성된 원통형의 제1 및 제2충전부(111, 112) 각각에 송신 코일과 LED가 배치될 수 있다.
제2충전부(112)는 제1충전부(111)의 내부 공간 방향(411)으로 이동하여 제1충전부(111)의 내부 공간에 삽입되거나, 내부 공간 방향(411)의 반대 방향(412)으로 이동한다. 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로 삽입되어 본체부가 접힘으로써, 본체부의 길이가 축소될 수 있으며, 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로부터 벗어나 본체부가 펼쳐짐으로써, 본체부의 길이가 증가할 수 있다.
제1충전부(111)와 제2충전부(112)의 상대적인 운동에 의해, 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로 삽입되거나, 제1충전부(111)의 내부 공간으로부터 벗어날 수 있으며, 일실시예로서 슬라이딩 이동을 통해 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로 삽입되거나, 제1충전부(111)의 내부 공간으로부터 벗어날 수 있다. 슬라이딩 이동을 위해, 제1충전부(111)의 내주면 또는 제2충전부(112)의 외주면에는 레일이 형성될 수 있다.
실시예에 따라서, 본체부(110)는 제3충전부를 포함하는 셋 이상의 충전부를 포함할 수 있으며, 제1충전부(111)는 제3충전부의 내부 공간 방향으로 이동하여 제3충전부의 내부 공간에 삽입되거나, 제3충전부의 내부 공간 방향의 반대 방향으로 이동하여, 제3충전부의 내부 공간으로부터 벗어날 수 있다. 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간에 삽입된 상태로, 제1충전부(111)는 제3충전부의 내부 공간에 삽입될 수 있다.
접이식 구조에 의해 본체부(110)의 길이가 조절됨으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 무선 충전 장치는, 손잡이의 길이가 각기 다른 여러 스마트 지팡이에 호환될 수 있다.
손잡이(210)의 길이가 긴 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로부터 벗어나서, 본체부(110)는 펼쳐진 상태로 손잡이(210)를 둘러쌀 수 있으며, 손잡이(210)의 길이가 짧은 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 제2충전부(112)가 제1충전부(111)의 내부 공간으로 삽입되어, 본체부(110)는 접혀진 상태로 손잡이(210)를 둘러쌀 수 있다.
특히, 본체부(110)가 접혀진 상태, 즉 제1 및 제2충전부(111, 112)가 겹쳐진 상태에서도 제1 및 제2충전부(111, 112)의 송신 코일이 전력을 전송할 수 있으며, 이 경우 송신 코일(120) 역시 겹쳐지므로, 겹쳐진 송신 코일과 마주보는 수신 코일에 대한 자기장의 세기가 증가하여, 충전 효율과 충전 속도가 증가할 수 있다. 일실시예로서, 사용자가 급속 충전 모드를 선택한 경우, 본체부(110)가 접혀진 상태에서 제1 및 제2충전부(111, 112)의 송신 코일이 수신 코일로 전력을 전송할 수 있으며, 또는 제2충전부의 위치와 무관하게 항상 제1 및 제2충전부(111, 112)의 송신 코일이 수신 코일로 전력을 전송할 수 있다.
한편, 본체부(110)가 접혀진 상태에서는, 제2충전부(112)에 배치된 LED(130)의 빛이 제1충전부(111)에 의해 차단되므로, 제2충전부(112)에 배치된 LED(130)가 비활성화될 수 있다. 또한 제2충전부의 반사판(140)이 금속 재질일 경우, 제1충전부(111)의 송신 코일에 의한 자기장이 차폐될 수 있으므로, 제2충전부의 반사판(140)은 비금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부;
    상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일; 및
    상기 본체부에 배치되어, 상기 손잡이로 자외선 파장의 빛을 조사하는 LED
    를 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 파장의 빛을 손잡이 방향으로 반사시키는 반사판
    을 더 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부가 바닥면으로부터 이격되도록 상기 본체부를 지지하는 지지부
    를 더 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 손잡이는
    배터리가 배치되는 배터리 배치부;
    상기 수신 코일이 배치되며, 코일 배치부; 및
    상기 배터리 배치부 및 코일 배치부를 둘러싸는 하우징을 포함하며,
    상기 배터리 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 크기는, 상기 코일 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 크기보다 큰
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    원통형인 상기 본체부의 내부 공간의 지름은
    상기 배터리 배치부가 위치하는 영역에서의 하우징의 최대폭보다 작은
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 스마트 지팡이의 길이는
    상기 본체부로부터 미리 설정된 거리내에 상기 스마트 지팡이가 위치하는 경우 짧아지는
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  8. 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부; 및
    상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일을 포함하며,
    상기 송신 코일은
    상기 본체부의 길이 방향에 수직인 평면 상에서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 권선된 코일인
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  9. 스마트 지팡이의 손잡이를 둘러싸는 본체부; 및
    상기 본체부의 내부 공간에 상기 손잡이가 삽입된 상태에서, 상기 손잡이의 내부에 배치된 수신 코일로 전력을 공급하며, 상기 본체부에 배치되는 송신 코일을 포함하며,
    상기 본체부는
    제1충전부; 및
    상기 제1충전부의 내부 공간 방향으로 이동하여 상기 제1충전부의 내부 공간에 삽입되거나, 상기 내부 공간 방향의 반대 방향으로 이동하는 제2충전부
    를 포함하는 스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2충전부는
    슬라이딩 이동을 통해 상기 내부 공간으로 삽입되는
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 송신 코일은
    상기 제2충전부의 위치와 무관하게 상기 수신 코일로 전력을 공급하는
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제2충전부가 상기 제1충전부의 내부 방향으로 이동하여 상기 제1 및 제2충전부가 겹쳐진 상태에서, 상기 제2충전부에서 상기 손잡이로 자외선 파장의 빛을 조사하는 LED가 비활성화되는
    스마트 지팡이를 위한 무선 충전 장치.
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