KR20020093725A - 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자전거에 있어서, 자전거바퀴의 회전속도를 감지하는 속도감지부와; 내리막 경사 기울기를 감지하는 경사감지부와; 상기 속도감지부로부터 입력되는 속도감지신호와 상기 경사감지부로부터 입력되는 경사각신호를 받아 설정된 제어속도 및 경사각과 비교하는 제어부와; 상기 제어부로부터 받은 제동신호에 따라 브레이크를 잡아 속도를 감속하게 하는 제동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거에 관한 것으로서, 내리막길을 내려갈 때 브레이크를 잡지 않아도 제어센서가 속도 및 경사각을 감지하여 안전한 속도를 유지해 주어 속도 감각이 적은 어린아이나 노약자의 경우에도 내리막길에서도 안전하게 자전거를 타고 내려 올 수 있으며, 평지에서도 자전거를 탈 때 일정한 속도를 세팅해 놓으면 그 이상의 속도는 나오지 않으므로 안전하게 운행할 수 있으며, 브레이크 제동에 필요한 전기를 자전거의 자가발전기에서 발전된 전기를 축전기에 충전시켜 사용함으로써 반영구적으로 사용할 수 있으며, 사람의 힘을 들이지 않고서도 제동할 수 있는 편리한 자전거를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거{Automatic safety speed control bicycle on downhill}

본 발명은 자전거에 있어서, 자전거바퀴의 회전속도를 감지하는 속도감지부와; 내리막 경사 기울기를 감지하는 경사감지부와; 상기 속도감지부로부터 입력되는 속도감지신호와 상기 경사감지부로부터 입력되는 경사각신호를 받아 설정된 제어속도 및 경사각과 비교하는 제어부와; 상기 제어부로부터 받은 제동신호에 따라 브레이크를 잡아 속도를 감속하게 하는 제동부를 포함하여 구성되어 내리막길을 내려갈 때 브레이크를 잡지 않아도 제어센서가 속도 및 경사각을 감지하여 안전한 속도를 유지해 주어 위험을 예방할 수 있으며, 평지에서도 자전거를 탈 때 일정한 속도를 세팅해 놓으면 그 이상의 속도는 나오지 않으므로 안전하게 운행할 수 있으며, 브레이크 제동에 필요한 전기를 자전거의 자가발전기에서 발전된 전기를 축전기에 충전시켜 사용함으로써 반영구적으로 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거에 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 튕겨나가사고를 입게 되는 문제점이 있었다.

또한, 자전거 브레이크는 사람의 힘에 의해서만 제동되므로 속도 감각이 떨어지는 어린이나 노약자가 내리막길을 내려오는 데 있어서 불편함이 많았다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내리막길을 내려갈 때 브레이크를 잡지 않아도 제어센서가 속도를 감지하여 안전한 속도를 유지해 주어 위험을 예방할 수 있는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

뿐만 아니라, 평지에서도 자전거를 탈 때 일정한 속도를 세팅해 놓으면 그 이상의 속도는 나오지 않고 안전하게 운행할 수 있는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 브레이크 제동에 필요한 전기를 자전거의 자가발전기에서 발전된 전기를 축전기에 충전시켜 사용함으로써 사람의 힘을 필요로 하지 않으며, 반영구적으로 사용할 수 있는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 나타낸 구조도

도 2는 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거의 회로 블럭도

도 3은 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거의 제동부의 전원공급 회로 블럭도

<도면의 주요부분에 관한 부호의 설명>

10 : 속도감지부 12 : 림부

14 : 검정색 띠 16 : 광센서부

20 : 경사감지부 22 : 수은스위치

24 : 각도조절기 30 : 제어부

32 : 트랜지스터 40 : 제동부

42 : 솔레노이드 44 : 연결부재

46 : 회동안내부재 50 : 브레이크 와이어

60 : 자가발전기 70 : 축전기

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 자세하게는 자전거에 있어서, 자전거바퀴의 회전속도를 감지하는 속도감지부와, 내리막 경사 기울기를 감지하는 경사감지부와, 상기 속도감지부로부터 입력되는 속도감지신호와 상기 경사감지부로부터 입력되는 경사각신호를 받아 설정된 제어속도 및 경사각과비교하는 제어부와, 상기 제어부로부터 받은 제동신호에 따라 브레이크를 잡아 속도를 감속하게 하는 제동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 속도감지부는 검정색 띠가 부착되어 있는 자전거바퀴의 림부와 광센서부로 구성되어, 상기 광센서부가 림부에 부착되어 있는 검정색 띠를 인식하여 자전거바퀴의 회전속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 검정색 띠는 상기 림부에 120도 마다 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 경사감지부는 수은 방울이 기울어짐으로써 접전지역으로 흘러내려 접전이 되면 상기 제어부에 속도제어신호를 입력시키는 수은스위치인 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 경사감지부는 로터리 스위치와 결합되어 경사각을 조절할 수 있는 각도조절기가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제동부는 상기 제어부로부터 받은 제동신호에 의해 구동되는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드와 자전거 브레이크를 연결시키는 연결부재로 구성되어, 상기 제동신호에 의해 솔레노이드가 구동되면 자전거 브레이크 와이어가 연동되는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제동부는 자전거의 자가발전기와 전기회로적으로 연결되어, 자전거바퀴의 회전력에 의해 발전된 전기를 축전하고, 상기 솔레노이드에 전기를 공급해주는 축전기부가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 자전거의 자가발전기에서 생산된 6V의 전기를 12V로 증폭시켜 상기 축전기부에 저장할 수 있도록 트랜지스터가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거로 되는 것이 바람직하다.

이하 도면과 함께 본 발명에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 나타낸 구조도를, 도 2는 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거의 회로 블럭도를, 도 3은 본 발명에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거의 제동부의 전원공급 회로 블럭도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 자전거에 있어서 속도감지부(10)와, 경사감지부(20)와, 제어부(30)와, 제동부(40)를 포함하여 구성된다.

상기 속도감지부(10)는 자전거 바퀴의 회전속도를 감지하는 것으로서, 자전거 바퀴의 림부(12)과 광센서부(16)로 구성된다.

상기 림부(12)는 일반적으로 자전거 제동시 브레이크 패드가 닿는 부분을 말하며, 여기에는 검정색 띠(14)가 부착된다.

상기 광센서부(16)는 상기 림부(12)에 부착되어 있는 상기 검정색 띠(14)를 인식하여 자전거 바퀴의 회전속도를 감지하게 된다.

즉, 상기 자전거의 림부(12)에 도포되어 있는 검정색 띠(14)부분과 나머지 흰색 부분을 구별하여 인식함으로써 자전거 바퀴의 회전속도를 감지할 수 있는 것이다.

한편, 상기 검정색 띠(14)는 상기 림부(12)에 120도 마다 도포되어 있는 것이 바람직하다.

상기 경사감지부(20)는 자전거로 내리막을 내려갈 때 경사 기울기를 감지하는 것으로서, 수은스위치(22)로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 수은스위치(22)는 수은 방울이 기울어짐으로써 접전지역으로 흘러내려 접전이 되면 상기 제어부(30)에 속도제어신호를 입력시키는 장치이다.

기본적으로 상기 수은스위치(22)는 두 개의 전극과 수은 방울을 포함하는 작은 유리관으로서, 상기 수은스위치(22)가 수평이하로 설정되어 있으면 접전이 되지 않아 내리막 경사를 인식하지 않게되므로 자전거를 평지에서 탈 때 설정하여 사용한다.

한편, 상기 경사감지부(20)는 로터리 스위치와 결합되어 경사각을 조절할 수 있는 각도조절기(24)가 더 포함될 수 있다.

즉, 상기 각도조절기(24)는 상기 수은스위치(22)와 결합되어 사용될 수 있으므로, 사용자의 선택에 의해 각도를 조절하면 상기 수은스위치(22)의 수은이 기울어지게 되어 내리막에서 속도를 제어하게 된다.

따라서, 상기 수은스위치(22)는 자전거를 타고 급한 경사면을 내려갈 때 각도조절기(24)에 설정된 경사각에 의해 수은이 접전지역으로 흘러내려 접전이 되는 순간 상기 경사감지부(24)에서 상기 제어부(30)로 제동신호를 보내 솔레노이드(42)를 통하여 브레이크 와이어(50)를 연동시킴으로써 빠른 속도로 내려가는 자전거를 감속시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 제어부(30)는 상기 속도감지부(10)로부터 입력되는 속도감지신호(18)와 상기 경사감지부(20)로부터 입력되는 경사각신호(28)를 받아 설정된 제어속도 또는 제어경사각과 비교하여 자전거 속도를 일정한 한계속도 이하로 유지하게 한다.

즉, 상기 제어부(30)는 상기 속도감지부(10)로부터 전달받은 자전거 바퀴의 회전속도와 상기 제어부(30)에 미리 설정되어 있는 제어속도를 비교하여 속도가 초과되는 경우 솔레노이드(42)로 제동신호를 전달하여 자동적으로 3-4초마다 브레이크를 작동시킨다.

또한, 상기 경사감지부(24)에서 상기 제어부(30)로 보내온 제동신호를 받아 솔레노이드(42)를 통하여 브레이크(50)를 연동시킴으로써 빠른 속도로 내려가는 자전거를 감속시킬 수 있게 되는 것이다.

상기 제동부(40)는 상기 제어부(30)로부터 받은 제동신호에 의해 구동되는 솔레노이드(42)와, 상기 솔레노이드(42)와 자전거 브레이크 와이어(50)를 연결시키는 연결부재(44)로 구성되어, 상기 제동신호에 의해 솔레노이드(42)가 구동되면 자전거 브레이크 와이어(50)가 연동된다.

상기 연결부재(44)는 상기 솔레노이드(42)를 자전거의 몸체에 결합시키는 볼트와 너트 및 상기 솔레노이드(42) 구동시 브레이크를 잡게 되는 회동안내부재(46)로 이루어져 있다.

한편, 상기 제동부(40)에는 일반적으로 자전거에 사용되는 자가발전기(60)를 구비하여, 상기 자가발전기(60)와 전기회로적으로 연결되며 자전거 바퀴의 회전력에 의해 발전되는 전기를 축전하는 축전기(70)를 더 포함할 수 있다.

상기 축전기(70)는 상기 솔레노이드(42)가 브레이크를 잡을 때 전기를 공급하는 것이다.

또한, 상기 축전기(70)는 소모한 전기를 자전거에 부착된 자가발전기(60)를 이용하여 전력을 다시 충전하는 방법으로 전기를 반영구적으로 생산할 수 있게 되어 사용하는데 있어 편리하다.

그러나, 일반적인 자전거의 자가발전기(60)는 6V의 전기를 발생하여 발전하지만, 상기 솔레노이드(42)의 기능을 발휘시켜 속도를 줄일 때에는 12V의 전기가 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 상기 제어부(30)에 트랜지스터(32)를 부착하여 6V로 발전된 전기를 12V로 증폭시켜 사용한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거를 그 동작과정에 따라 설명한다.

자전거를 타고 내리막길을 내려간다고 생각할 때, 자전거의 속도감지가 작동하게 된다.

속도감지부의 작동원리는 광센서부가 타이어에 새겨진 검정색 띠를 인식함으로써 돌아가는 횟수로 속도를 감지하며, 상기 검정색 띠는 타이어 원의 360도를 세등분으로 나누어서 120도씩 띠를 붙여 사용된다.

그러면, 상기 광센서부는 검정색 띠가 지나갈 때마다 빨간불이 깜박이게 된다.

즉, 자전거 바퀴의 회전속도가 속도감지부에 전달되는 것이다.

상기 속도감지부에서 전달받은 자전거 바퀴의 회전속도와 상기 제어부에 설정되어 있는 제어속도를 비교하여 속도가 초과되는 경우 상기 제어부로부터 원통형 전자석인 솔레노이드로 제동신호를 전달하여 상기 솔레노이드가 자동적으로 3-4초마다 브레이크 와이어를 잡아당겨 속도를 감속하게 되는 것이다.

또한, 내리막에서 속도가 자동으로 제어되기 위하여 수은스위치와 각도조절기로 구성된 경사감지부를 설치함으로써 임의의 경사각을 조절하여 브레이크의 조작없이 적당한 크기로 속도를 자동으로 제동시켜 주어 내리막 주행시 매우 편리하며, 자전거 속도 감소후 브레이크 조작레버가 원위치 하도록 하여 항상 최적위치에 유지되어 있게 한다.

이상 설명한 본 발명에 의하면, 내리막길을 내려갈 때 브레이크를 잡지 않아도 제어센서가 속도 및 경사각을 감지하여 안전한 속도를 유지해 주어 속도 감각이 적은 어린아이나 노약자의 경우에도 내리막길에서도 안전하게 자전거를 타고 내려 올 수 있는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거가 제공되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 평지에서도 자전거를 탈 때 일정한 속도를 세팅해 놓으면 그 이상의 속도는 나오지 않으므로 안전하게 운행할 수 있는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거가 제공되는 이점이 있다.

그리고, 브레이크 제동에 필요한 전기를 자전거의 자가발전기에서 발전된 전기를 축전기에 충전시켜 사용함으로써 반영구적으로 사용할 수 있으며, 사람의 힘을 들이지 않고서도 제동할 수 있는 편리한 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거가 제공되는 이점이 있다.

Claims (9)

1. 자전거바퀴의 회전속도를 감지하는 속도감지부와;

   내리막 경사 기울기를 감지하는 경사감지부와;

   상기 속도감지부로부터 입력되는 속도감지신호와 상기 경사감지부로부터 입력되는 경사각신호를 받아 설정된 제어속도와 비교하는 제어부와;

   상기 제어부로부터 받은 제동신호에 따라 브레이크를 잡아 속도를 감속하게 하는 제동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
2. 제1항에 있어서, 상기 속도감지부는

   검정색 띠가 부착되어 있는 자전거바퀴의 림부와;

   상기 림부에 부착되어 있는 검정색 띠를 인식하는 광센서부로 구성되어 자전거 바퀴의 회전속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
3. 제2항에 있어서, 상기 검정색 띠는

   자전거의 림부에 120도 마다 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
4. 제1항에 있어서, 상기 경사감지부는

   수은 방울이 기울어짐으로써 접전지역으로 흘러내려 접전이 되면 상기 제어부에 속도제어신호를 입력시키는 수은스위치인 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
5. 제4항에 있어서, 상기 경사감지부는

   로터리 스위치와 결합되어 경사각을 조절할 수 있는 각도조절기가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
6. 제1항에 있어서, 상기 제동부는

   상기 제어부로부터 받은 제동신호에 의해 구동되는 솔레노이드와;

   상기 솔레노이드와 자전거 브레이크를 연결시키는 연결부재로 구성되어, 상기 제동신호에 의해 솔레노이드가 구동되면 자전거 브레이크 와이어가 연동되는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
7. 제6항에 있어서, 상기 제동신호는

   3 내지 4초마다 솔레노이드를 구동시켜 자전거의 속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
8. 제6항에 있어서, 상기 제동부는

   자전거의 자가발전기와 전기회로적으로 연결되어, 자전거바퀴의 회전력에 의해 발전된 전기를 축전하고, 상기 솔레노이드에 전기를 공급해주는 축전기부가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.
9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는

   자전거의 자가발전기에서 생산된 6V의 전기를 12V로 증폭시켜 상기 축전기부에 저장할 수 있도록 트랜지스터가 더 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 내리막길에서도 속도가 자동조절되는 안전자전거.