KR20110002371U - 전기 자전거의 도난 방지장치 - Google Patents

전기 자전거의 도난 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 고안에 따른 전기 자전거의 도난 방지장치는 전기 자전거의 바퀴를 구동시키는 모터; 상기 모터의 구동을 제어하는 모터 구동부; 상기 모터와 상기 모터 구동부의 연결을 온 또는 오프하는 스위치; 상기 스위치의 온 또는 오프를 제어하는 주 제어부; 및 상기 모터 구동부 및 상기 주 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함함으로써, 타인에 의해 무단으로 전기 자전거가 도난당하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

Description

전기 자전거의 도난 방지장치{An apparatus for preventing burglary of an electric bicycle}
본 고안은 전기 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 자전거가 비인가된 타인에 의해 무단 사용 또는 도난되는 것을 감지하여 사용자에게 알려줄 수 있도록 하고, 도난을 방지할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자전거는 생활 스포츠에 사용하는 운동기구로서 널리 사용되고 있을 뿐만 아니라 도심지의 근거리 교통에도 매우 유익하게 사용하고 있는 교통수단이다. 특히 교통체증을 감소시키고 이에 따른 공해 방지에 효과적이어서 선진국에서는 자전거의 이용을 적극 활성화시키고 도심에는 자전거 전용도로를 만들어 환경 보호, 교통체증의 해소, 국민 건강에 매우 많은 도움을 주고 있는 실정이다. 요즘에는 공익을 위해 지하철 역 등에 자전거를 구비해 놓고, 시민들이 이용할 수 있도록 하고 있다. 이러한 자전거 중에는 전원을 사용하여 구동하거나 헤드라이트를 밝히기 위하여 전원을 충전하는 전기 자전거도 이용되고 있다.
그런데, 이러한 전기 자전거는 고가에 해당하므로, 전기 자전거의 도난을 방지하기 위해 잠금장치를 사용하기도 한다. 그러나, 이러한 잠금장치는 타인에 의해 비교적 용이하게 파손될 수 있어서, 도난을 방지하는 기능에 취약하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전기 자전거에 대한 타인의 무단 탈취가 용이하지 않도록 하며, 도난 발생에 따른 경보음을 출력하도록 하는 전기 자전거의 도난 방지장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일 실시예에 따른 전기 자전거의 도난 방지장치는 전기 자전거의 바퀴를 구동시키는 모터; 상기 모터의 구동을 제어하는 모터 구동부; 상기 모터와 상기 모터 구동부의 연결을 온 또는 오프하는 스위치; 상기 스위치의 온 또는 오프를 제어하는 주 제어부; 및 상기 모터 구동부 및 상기 주 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함한다.
본 고안에 따르면, 타인이 무단으로 전기 자전거를 가져가려고 할 경우에, 전기 자전거의 움직임 원활하지 않도록 하여, 타인에 의한 무단 탈취가 용이하지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 전기 자전거가 타인에 의해 무단으로 움직이게 되는 경우에, 경보음이 출력되도록 하여, 전기 자전거가 무단 탈취되고 있음을 알림으로써, 전기 자전거의 도난을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하 기로 한다.
본 고안의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 고안을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 고안의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 전기 자전거 및 전기 자전거에 구비되는 도난 방지장치(100)의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자전거의 도난 방지장치(100)를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 배터리(200), RFID 리더기(210), 주 제어부(220), 모터 구동부(230), 모터(240), 스위치(250), 진동 센서(260), GPS 수신기(270) 및 오디오 출력부(280)를 포함한다.
배터리(200)는 전기 자전거의 구동을 위한 전원을 공급하는 장치로서, 배터리(200)의 충전은 가정용 상용전원을 사용해 충전할 수도 있으며, 태양광 발전장치에서 제공되는 전원을 사용해 충전할 수도 있다. 배터리(200)는 주 제어부(220) 및 모터 구동부(230)의 구동을 위한 전원을 공급한다. 배터리(200)는 주 제어부(220)의 구동을 위한 전원으로 변환하기 위한 컨버터(미도시)를 구비한다.
RFID 리더기(210)는 사용자가 소지한 RFID 카드(미도시)의 접근을 인식하고, RFID 카드의 인식 결과를 주 제어부(220)로 출력한다. RFID 리더기(210)는 접근 또는 접촉된 RFID 카드로부터 읽어들인 정보 즉, 전기 자전거의 사용이 허용되는 사 용자인지를 판단할 수 있는 식별정보를 주 제어부(220)에 제공한다.
주 제어부(220)는 RFID 리더기(210)로부터 제공된 RFID 카드에 대한 식별정보를 확인하고, 식별정보가 전기 자전거의 사용이 허용된 사용자의 식별정보와 일치한다고 판단하면, 스위치(250)의 온 또는 오프 동작을 위한 제어신호를 스위치로 출력한다.
모터 구동부(230)는 배터리(200)에서 제공된 전원을 사용하여, 모터(240)의 구동을 제어한다. 모터 구동부(230)는 배터리(200)에서 제공되는 상용 전원을 모터(240)의 구동을 위한 전원으로 사용한다. 모터(240)는 모터 구동부(230)의 제어에 따라, 전기 자전거의 바퀴를 구동시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모터 구동부(230)는 모터(240)의 구동을 제어하기 위해, 모터(240)와 3 가닥의 선에 의해 연결되어 있다. 1 가닥의 선은 모터 구동부(230)과 모터(240)를 직접 연결하고 있다. 나머지 2 가닥의 선은 후술하는 스위치(250)를 통해 모터(240)와 연결되어 있다.
스위치(250)는 주 제어부(220)의 제어신호에 따라, 모터 구동부(230)와 모터(240)의 연결을 온 또는 오프한다. 이러한 스위치(250)는 릴레이로 구성할 수 있다. 릴레이는 오프 상태에서, 모터 구동부(230)와 모터(240)를 연결하는 2 가닥의 연결선을 개방시키키고, 모터(240)에 연결된 연결선을 서로 단락(합선)시킨다.
도 3은 모터 구동부 및 모터를 연결하는 스위치의 동작을 설명하기 위한 참조도이다. 모터 구동부는 모터와 3개의 연결선으로 연결되어 있다. 이는 3상 전원을 사용하는 일 예를 도시한 것으로, 모터 구동부(230)는 120도의 위상차를 갖는 전원을 모터(240)에 전달하기 위해 3가닥의 선으로 모터(240)와 연결되어 있다. 이 때, 도 3에 도시된 바와 같이, 스위치(250)는 모터 구동부(230)와 모터(240)를 연결하는 연결선 a, b, c 중 두 가닥의 연결선에 대한 온 또는 오프 스위칭 동작을 수행한다. 주 제어부(220)로부터 스위칭 오프의 제어신호를 수신하면, 도 3의 A에 도시된 바와 같이, 스위치(250)는 모터 구동부(230)와 모터(240)를 연결하는 2가닥의 연결선 a 및 b가 각각 개방되도록 하고, 모터(240)에 각각 연결되는 연결선 a 및 b는 서로 단락(합선)되도록 스위칭 동작을 하다. 따라서, 이때에는 모터 구동부(230)와 모터(240)의 연결선들 a, b, c 중 연결선 a 및 b가 개방(open)되어 있으므로, 모터 구동부(230)로부터 모터(240) 구동을 위한 3상 전원의 공급이 차단되므로, 모터(240)가 바퀴를 구동킬 수 없게 된다. 전기 자전거의 사용자가 전기 자전거를 거치시킨 상태에서 장소를 이탈할 경우에는 스위치(250)가 오프 상태가 되도록 RFID 카드를 RFID 리더기(210)에 접근시킨다. 이를 도난 방지 모드라고 하자. 그러면, 주 제어부(220)의 제어신호에 따라, 스위치(250)이 오프 스위칭 동작을 수행하게 되고, 전기 자전거의 모터(240)는 모터 구동부(230)와의 연결이 개방 상태가 되고, 모터(240)에 연결된 연결선이 서로 합선된 상태가 되어, 인위적인 힘이 가해진다 하더라도 모터(240)의 회전이 원활하지 않게 된다. 따라서, RFID 카드를 소지하지 않은 타인이 무단으로, 전기 자전거를 움직이려한다면, 모터(240)의 회전이 원활하지 않음으로 인해 전기 자전거를 무단으로 끌고 가는 것이 용이하지 않다.
한편, 주 제어부(220)로부터 스위칭 온의 제어신호를 수신하면, 도 3의 B에 도시된 바와 같이, 스위치(250)는 2가닥의 연결선 a 및 b가 각각 모터 구동 부(230)와 모터(240)를 연결하도록 스위칭 동작을 하다. 즉, 스위치(250)는 연결선 b가 모터(240)에 연결되도록 스위칭한다. 따라서, 이때에는 모터 구동부(230)와 모터(240)가 3 가닥의 연결선 a, b, c로 각각 연결되어 있으므로, 모터 구동부(230)로부터 3상 전원이 모터(240)로 전달되어 모터(240)가 바퀴를 구동시킨다.
진동 센서(260)는 전기 자전거에 진동 및 충격 중 어느 하나 이상이 인가되는가를 감지하고, 감지한 결과를 주 제어부(220)로 출력한다. 진동 센서(260)는 스위치(250)가 오프 스위칭 동작 상태에 있는 경우 즉, 도난 방지 모드로 스위치(250)가 동작하게 되면, 이에 응답하여 진동 감지 동작을 개시한다. 진동 센서(260)는 물리적으로 가속도를 측정하여 진동 또는 충격을 인식하는 방식으로 크게 두가지 종류가 있다. 먼저, MEMS (micro electro-mechanical systems)를 이용한 방식이다. 이 방식은 반도체 기술을 이용하여 미세한 구조물을 만들어서 구조물 자체가 가속도 방향에 따라 기울어지면 저항값이 바뀌어서 구조물을 타고 흐르는 전류의 값이 달라지고 전류 변화를 가속도로 인식하게 된다. 또 다른 방식은 기계적인 공진 모드를 이용한 진동 센서가 있다. 이 방식은 내부에 스프링에 연결된 물체가 가속도에 따라 힘을 받게 되는데, 스프링에 작용하는 텐션을 측정하여 가속도 정보로 사용하는 방법이다. RFID 카드를 소지하지 않은 타인이 무단으로, 전기 자전거를 이동시키거나, 전기 자전거의 이동을 위해 장치 일부를 파손하려고 충격을 가한다면, 진동 센서(260)는 전기 자전거의 이동에 따른 진동 또는 충격을 감지하고 이러한 감지 신호를 주 제어부(220)로 출력한다.
주 제어부(220)는 진동 센서(260)으로부터 진동 감지 신호를 수신하면, 오디 오 출력부(280)의 오디오 출력을 위한 제어신호를 오디오 출력부(280)로 출력한다.
오디오 출력부(280)는 주 제어부(220)로부터 오디오 신호 출력을 위한 제어신호를 수신하면, 경보음(예를 들어, 도난을 알리는 사이렌 소리 또는 자전거가 도난되고 있다는 경보 메시지)를 출력한다. 오디오 출력부(280)는 경보음을 주기적으로 출력한다. 이를 위해, 오디오 출력부(280)는 오디오 출력을 위한 스피커(미도시)를 구비한다. 이후, 전기 자전거의 사용자가 RFID 카드를 RFID 리더기(210)에 접근시키면, 주 제어부(220)의 제어에 따라, 오디오 출력부(280)는 오디오 출력을 중단한다.
GPS 수신기(270)는 전기 자전거의 위치를 수신하고, 수신한 위치 정보를 주 제어부(220)로 출력한다. GPS 수신기(270)는 스위치(250)가 오프 스위칭 동작 상태에 있는 경우 즉, 도난 방지 모드로 스위치(250)가 동작하게 되면, 이에 응답하여 전기 자전거의 위치 정보 수집을 개시한다. GPS 수신기(270)는 GPS(Global Positioning System) 서비스를 제공하는 위성으로부터 위치 정보를 주기적으로 수신하여 주 제어부(220)로 출력한다.
RFID 카드를 소지하지 않은 타인이 무단으로, 전기 자전거를 이동시킨다면, 전기 자전거의 위치도 달라지게 된다. 달라진 위치 정보가 주 제어부(220)로 전달되면, 주 제어부(220)는 전기 자전거가 원래의 위치로부터 일정 거리(예를 들어, 5[m])를 벗어나는지 여부를 판단한다. 만일, 전기 자전거가 일정 거리를 벗어난다고 판단하면, 주 제어부(220)는 오디오 출력부(280)의 오디오 출력을 위한 제어신호를 오디오 출력부(280)로 출력한다. 이에 따라, 오디오 출력부(280)는 주 제어 부(220)로부터 오디오 신호 출력을 위한 제어신호를 수신하면, 경보음을 출력한다.
이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 전기 자전거 및 전기 자전거에 구비되는 도난 방지장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 자전거의 도난 방지장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 3은 모터 구동부 및 모터를 연결하는 스위치의 동작을 설명하기 위한 참조도이다.

Claims (6)

  1. 전기 자전거의 바퀴를 구동시키는 모터;
    상기 모터의 구동을 제어하는 모터 구동부;
    상기 모터와 상기 모터 구동부의 연결을 온 또는 오프하는 스위치;
    상기 스위치의 온 또는 오프를 제어하는 주 제어부; 및
    상기 모터 구동부 및 상기 주 제어부에 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스위치는
    상기 릴레이로 구성하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터 구동부는 상기 모터와 3가닥의 선들로 연결되어 있고, 상기 3가닥의 선들을 통해 3상 전원을 상기 모터에 공급하고,
    상기 스위치는 상기 3가닥의 선들 중 2가닥의 선들에 대한 온 또는 오프 스위칭 동작을 수행하고, 오프 스위칭 동작에 따라 상기 모터에 연결된 상기 2 가닥의 선들을 서로 단락시키는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기 자전거의 도난 방지장치는
    RFID 카드를 인식하는 RFID 리더기를 더 포함하고,
    상기 RFID 리더기를 통해 상기 RFID 카드가 인식되면, 상기 주 제어부는 상기 스위치의 온 또는 오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기 자전거의 도난 방지장치는
    상기 스위치가 오프 상태에서, 상기 전기 자전거에 진동 및 충격 중 어느 하나 이상이 인가되는가를 감지하는 진동 센서; 및
    상기 진동 센서에서 진동 및 충격 중 어느 하나 이상을 감지한다면, 상기 주 제어부의 제어에 따라 경보음을 출력하는 오디오 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전기 자전거의 도난 방지장치는
    상기 스위치가 오프 상태에서, 상기 전기 자전거의 위치를 수신하는 GPS 수신기; 및
    상기 주 제어부가 상기 GPS 수신기의 수신신호로부터 상기 전기 자전거가 일정거리를 벗어난다고 판단하면, 상기 주 제어부의 제어에 따라 경보음을 출력하는 오디오 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자전거의 도난 방지장치.
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