KR20150023189A - 스마트 자전거 페달 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자전거를 이용해서 야외 운동을 즐기는 자전거 이용자의 운동량과 운동 정보를 스마트 폰가 연동하여 확인 할 수 있는 스마트 자전거 페달에 대한 특허이다.
자전거 이용자는 일반적으로 스마트 폰과 같은 IT 기기 등을 이용하여 본인의 주행 거리와 본인의 몸무게 등을 바탕으로 소비된 칼로리를 확인할 수 있다. 하지만, 자전거를 이용 시 항상 같은 힘을 사용하여 자전거를 움직이지 않는다, 경우에 따라 오르막 길은 상대적으로 강한 힘을 소비하며 내리막에서는 거의 소비하지 않는다.
이런 자전거 라이딩 시 가장 정확한 운동량을 측정하기 위하여 스마트 폰에는 특정 스마트 자전거 페달로부터 전달되는 운동량과 운동 정보를 스마트 폰의 화면, 음향 등등의 방법으로 확인할 수 있는 어플리케이션이 실행이 되며, 본 고안의 스마트 자전거 페달에 내장된 NFC 인식부를 통해 스마트 폰에서 스마트 자전거 페달을 비접촉 방식으로 인식하면, 이후부터 사용자의 요구에 따라, 스마트 자전거 페달은 스마트 폰으로 Bluetooth 를 통해 자전거 이용자의 운동량과 운동 정보를 즉각 전송 할 수 있고, 스마트 자전거 페달에 압력 센서와 가속도 센서 등을 구성한다.
운동을 시작하는 시점에는 자전거 속도가 느리고 스마트 자전거 페달에 많은 힘을 가한다. 이 경우, 스마트 자전거 페달에 내장된 압력 센서가 가해지는 압력에 따라 페달에 가해지는 운동량을 제어부를 통해 계산하고, 동시에 스마트자전거 페달 내부의 자이로 센스, 가속도 센스, 지자기 센스 등등을 이용하여 자전거 페달의 회전 수와 회전 속도, 회전 방향 등등을 측정하여 제어부를 통해 계산하고, 상기 페달을 밟는 운동량과 산술적 계산 과정을 거쳐 정확한 운동량과 운동 거리 등등에 대한 운동 정보를 제어부를 통해 계산하여 메모리부에 저장을 하고, 계산을 통해 자전거 이용자가 자전거를 출발 시키거나 오르막 길에서 압력 센스에 많은 힘이 전달 되며, 평지 등에서 일정 속도 이상이거나 내리막 길에서는 상대적으로 압력 센서에 가해지는 힘은 줄어 들고, 자전거 페달의 회전 수와 회전 속도 등은 빠르거나 회전하지 않고 유지될 경우도 있을 것이다, 이런 경우에 대해서 이용자의 정확한 운동량과 운동 정보를 측정하여 메모리부에 저장하고, Bluetooth 등의 무선 통신 방식을 통해 자전거 이용자의 스마트 폰으로 자전거 이용자가 라이딩을 마치고 본인의 운동량과 운동 정보를 자전거 페달의 메모리부에 저장된 운동량 운동 정보를 확인 할 수 있으며, 이용자의 요구에 따라, 라이딩 중에도 실시간으로 Bluetooth 통신을 이용하여 운동량 및 운동 정보를 제공 받을 수 있다.
그리고, 본 고안의 스마트 자전거 페달은 내부에 각종 센서부와 비접촉식 및 무선 통신부, 계산 및 제어하는 제어부, 운동량과 운동 정보를 저장하는 메모리부, 내부 충전 배터리를 전원으로 사용하기 위한 충전 배터리와 충전부, 각각의 부품에 전원을 공급하는 전원부 등등으로 구성이 된 스마트 자전거 페달에 대한 특허이다.

Description

스마트 자전거 페달{Smart Pedal for bicycle}
전기/전자/통신
본 특허는 자전거 이용자가 급격히 증가하고, 이용자의 자전거 이용에 대해 본인의 운동량을 정확히 확인 하고자 할 경우 상기 고안을 통해 정확하고 편리하게 확인 할 수 있도록 NFC, Bluetooth 등등을 이용해서 스마트 자전거 페달과 스마트 폰과의 인식 방법과 통신 수단으로 이용하고, 이용자의 운동량과 운동 정보를 정확히 측정하기 위하여 각종 압력 센서와 가속도 센스 등을 이용하며, 상기 부품부들의 원활한 동작과 제어, 저장 , 전원을 제공하기 위한, 제어부, 메모리부, 전원부, 충전 배터리, 충전부 등으로 구성이 되고, 특정 스마트 자전거 페달로부터 자전거 이용자의 운동량 및 운동 정보를 수신하여 스마트 폰에서 특정 어플리케이션이 수행되어 확인 할 수 있도록 고안되었다.
본 고안의 목적은 자전거 이용자들의 운동량과 운동 정보를 정확하게 측정하여 쉽고 간편하게 확인 할 수 있게 하는 것이다.
아래 ＧＰＳ 수신기를 이용한 사용자의 운동정보를 제공하는 방법 및 이를 위한 이동단말에 대한 특허는 별도의 GPS 수신기를 이용한 운동 정보를 제공하는 방법으로 단순 GPS 의 이동 경로와 이동 속도와의 계산으로 운동정보를 산출하는 방법이며, 자전거에 장착 가능한 이동 통신 단말기의 제어 방법 및 그 제어 방법이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 대한 특허는 별도의 인터페이스부가 있는 자전거와 단말기가 연결되어 정보를 운동 정보를 제공 받을 수 있도록 고안되었다.
상기의 고안 들은 일부는 자전거 이용자의 운동 정보를 확인 할 수 있지만, 본 고안 처럼 정확한 본인의 운동량과 운동 정보를 간편하고 신속하게 제공하지는 못하고 있다.
ＧＰＳ 수신기를 이용한 사용자의 운동정보를 제공하는 방법 및 이를 위한 이동단말
등록번호 1009235920000
자전거에 장착 가능한 이동 통신 단말기의 제어 방법 및 그 제어 방법이 저장된 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체
등록번호 1012980670000
본 특허는 자전거 이용자의 정확한 운동량과 운동 정보를 측정하기 위하여, 본 고안에 따른 스마트 자전거 페달을 회전 시키기 위하여 자전거 이용자의 힘이 어느 정도 가해지는 측정하기 위한 압력 센스와 페달이 회전하면서 움직이는 회전 속도, 회전 양 등등을 측정하기 위한 자이로 센스, 가속도 센스, 지자기 센스 등등의 센스를 내장하여, 자전거 이용자의 스마트 자전거 페달에 가해지는 힘과 페달의 회전에 따른 정보를 산술 계산을 통해 자전거 이용자의 정확한 운동량과 자전거의 이동 거리 등등에 대한 운동 정보를 획득할 수 있도록 고안되었고, 상기 획득한 운동량과 운동 정보를 스마트 자전거 페달의 제어부를 거쳐 메모리부에 저장하도록 고안되었고, 저장된 운동량과 운동 정보는 NFC 를 통해서 미리 스마트 폰에 인식된 후 간편하게 Bluetooth 무선 통신 방식으로 스마트 폰의 특정 어플리케이션이 수행되면서 스마트 폰의 화면과 음향 등등의 방식으로 표현된다.
그리고, 상기 스마트 자전거 페달은 내부 충전배터리를 충전 할 수 있도록 충전부가 구성되어, 전원부가 충전 배터리의 전압량을 체크하며, 다른 부품부에 전원을 공급한 할 수 있도록 고안 되었다.
본 고안의 목적은 자전거 이용자들의 운동량과 운동 정보를 정확하게 측정하여 쉽고 간편하게 확인 할 수 있도록 함으로써, 자전거 이용에 대해 자칫 지루해지기 쉬운 운동이라는 관념에서 벗어나 본인의 운동량을 확인 함으로써, 운동의 재미와 목표의식을 가지고 자전거 운동에 참여하여 자전거 이용 활성화에 기여 할 수 있다.
도 1 페달 구성도
도 2 내부 구성도
도1은 본 고안에 따른 스마트 자전거 페달의 구성도와 스마트 폰과의 연동에 대한 구성도이며, 도 2는 스마트 자전거 페달의 내부 구성도이다.
도1 에서 본 고안에 따른 스마트 자전거 페달(100)은 자전거 이용자의 스마트 폰(500)과 스마트 폰 연동(400)구간으로 NFC 및 Bluetooth와 비접촉 방식 및 무선 통신으로 연동이 되고, 스마트 폰(500)에서 구동되는 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션이 실행되어 스마트 자전거 페달(100)로부터 전송되는 운동량과 운동 정보를 스마트 폰(500)의 화면과 음향으로 자전거 라이딩 후 또는 사용자의 요구에 따라 실시간으로 제공 받을 수 있도록 고안되었다.
도1, 2에서 자전거 이용자는 스마트 폰(500)에서 구동되는 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션을 구동시키고, 스마트 자전거 페달(100)을 구동하고, 스마트 자전거 페달(100) 내부의 NFC 인식부(150)가 스마트 폰(500)과의 비접촉 방식에 의한 인식 과정을 거쳐, 스마트 자전거 페달(100) 내부의 Bluetooth 통신부(160)는 자전거 이용자의 의도에 따라 스마트 폰(500)과 간편하게 연결되며 운동량 및 운동 정보를 제공할 수 있도록 자동으로 설정되고, 상기 스마트 자전거 페달(100)를 자전거의 체인링(300)과 연결된 크랭크 암(200)과 페달 회전축(210)을 결합하여 자전거를 이용할 수 있도록 한다.
자전거를 이용하여 운동을 시작 할 경우, 처음엔 자전거 속도는 느리고 스마트 자전거 페달(100)에 많은 힘을 가한다. 이 경우, 스마트 자전거 페달(100)에 내장된 압력 센서부(110)가 가해지는 압력에 따라 압력 량을 측정하여 제어부(130)를 통해 계산하고, 동시에 스마트 자전거 페달(100) 내부의 자이로 센스, 가속도 센스, 지자기 센스 등등의 속도 센서부(120)를 이용하여 스마트 자전거 페달(100)의 회전 수와 회전 속도, 회전 방향 등등을 측정하여 제어부(130)를 통해 계산하고, 상기 스마트 자전거 페달(100)을 밟는 운동 량과 페달의 회전 량 및 회전 속도, 회전 방향 등등의 측정값에 대한 정확한 운동량과 운동 거리 등등에 대한 운동 정보에 대해 제어부(130)를 통해 산술적 계산 과정을 거쳐 메모리부(140)에 저장을 하고, 상기 산술 계산은 자전거 이용자가 자전거를 출발 시키거나 오르막 길에서 압력 센스부(110)에 많은 힘이 전달 되며, 평지 등에서 일정 속도 이상이거나 내리막 길에서는 상대적으로 압력 센서부(110)에 가해지는 힘은 줄어 들고, 스마트 자전거 페달(100)의 회전 수와 회전 속도 등은 빠르거나 회전하지 않고 유지될 경우 대해서도 이용자의 정확한 운동량과 운동 정보를 측정 할 수 있으며, Bluetooth 부(160) 등의 무선 통신 방식의 스마트 폰 연동(400) 구간을 통해 자전거 이용자의 스마트 폰(500)으로 자전거 이용자가 라이딩을 마치고 스마트 자전거 페달(100)의 메모리부(140)에 저장된 운동량과 운동 정보를 간편하고 신속하게 전달하여, 스마트 폰으로 확인 할 수 있으며, 이용자의 요구에 따라, 라이딩 중에도 실시간으로 스마트 폰(500)의 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션이 실행되어 Bluetooth부(160)의 스마트 폰 연동(400) 구간을 통하여 전체 운동 구간 및 특정 시간에서의 운동량 및 운동 정보를 화면과 음향으로 제공 받을 수 있다.
상기 스마트 자전거 페달(100)은 내부 충전 배터리(180)로 동작하며, 전원이 부족하면, 전원부(170)에서 저전력을 인식하여 제어부(130)로 저전력 상태표시를 보내고, 제어부(130)에서 Bluetooth 통신부(160) 등을 통해 자전거 이용자의 스마트 폰(500)으로 저전력 메시지를 보내어 스마트 자전거 페달(100)의 충전을 요청하는 기능이 구현되어 자전거 이용자가 충전부(190)를 통해서 내부 충전배터리(180)를 충전 할 수 있도록 고안되었다.
100 : 스마트 자전거 페달
105 : 부품부
110 : 압력 센서부
120 : 가속도 센서부
130 : 제어부
140 : 메모리부
150 : NFC 인식부
160 : Bluetooth 부
170 : 전원부
180 : 충전 배터리
190 : 충전부
200 : 크랭크 암
210 : 페달 회전 축
300 : 체인링
400 : 스마트 폰 연동
500 : 스마트 폰

Claims (16)

  1. 도1및 도2 에서 스마트 폰과 연동하여 자전거 이용자가 자전거를 이용 후 이용자의 운동량과 운동 정보를 제공하는 특징의 스마트 자전거 페달
  2. 제1 항에서 스마트 폰은 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션을 통해 자전거 이용 동안의 운동량 및 운동 정보를 확인 할 수 있도록 한 특징의 스마트 자전거 페달
  3. 제1 항에서 스마트 자전거 페달은 NFC 인식부, Bluetooth부, 압력 센서부, 속도 센서부, 제어부, 메모리부, 전원부, 충전 배터리부, 충전부 등등으로 구성되어 스마트 폰과 연동되는 특징의 스마트 자전거 페달
  4. 제2 항에서 스마트 폰의 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션을 실행 시키고 스마트 자전거 페달을 동작 시켜 스마트 자전거 페달을NFC 비접촉 방식으로 스마트 폰으로 인식시키는 특징의 스마트 자전거 페달
  5. 제4항에서 스마트 폰으로 인식된 스마트 자전거 페달은 자전거 이용자의 필요에 따라 스마트 폰으로 Bluetooth를 통하여 스마트 폰으로 운동량 및 운동 정보 전달을 실시간으로 확인 할 수 있는 특징이 있는 스마트 자전거 페달
  6. 제5항에서 스마트 폰의 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션은 스마트 폰 연동으로 전달된 자전거 이용자의 운동량과 운동 정보를 스마트 폰의 화면과 스피커를 통해 확인 할 수 있는 특징의 스마트 자전거 페달
  7. 제6항에서 스마트 폰의 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션은 스마트 폰 연동으로 스마트 폰으로 전달된 저전압 경보를 스마트 폰의 화면 및 음향 신호를 통해 스마트 자전거 페달 충전 배터리의 잔량을 확인 하고 충전 할 수 있는 특징의 스마트 자전거 페달
  8. 제3항에서 스마트 자전거 페달은 NFC 인식부가 있어 비접촉 방식으로 스마트 폰으로 인식하는 특징의 스마트 자전거 페달
  9. 제3 항에서 스마트 자전거 페달은 압력 인식부가 있어 자전거 이용자가 페달을 밟는 힘을 측정하여 스마트 자전거 페달 내부 제어부를 거쳐 운동량을 계산하는 특징의 스마트 자전거 페달
  10. 제9항에서 스마트 자전거 페달은 속도 센서부가 있어 압력을 측정함과 동시에, 페달의 회전 량과 회전 속도, 회전 방향 등등을 측정하여 스마트 자전거 페달 내부 제어부를 거쳐 운동량을 계산하는 특징의 스마트 자전거 페달
  11. 제10항에서 스마트 자전거 페달 내부 제어부를 거쳐 계산 되어진 압력 센서를 통해 계산된 값과 속도 센서를 통해 계산된 값들을 산술 계산하여 정확한 운동량과 운동 정보로 메모리부에 저장이 되는 특징의 스마트 자전거 페달
  12. 제3항에서 스마트 자전거 페달 내부에 Bluetooth부는 자전거 이용자의 필요에 따라 미리 NFC 로 인식이 된 스마트 폰과 간편하게 연동하는 특징이 있는 스마트 자전거 페달
  13. 제12항에서 스마트 자전거 페달의 Bluetooth 부는 자전거 이용자의 필요에 따라 스마트 폰과 간편하게 연동하여 스마트 자전거 페달 내부 메모리부에 있는 운동량 및 운동 정보를 스마트 폰으로 전달하는 특징의 스마트 자전거 페달
  14. 제3항에서 스마트 자전거 페달의 제어부는 전원부를 통하여 충전 배터리의 전압을 특정 시간 단위로 확인하여, 충전 배터리가 특정 전압 이하의 저전압일 경우 자전거 이용자의 스마트 폰으로 Bluetooth부를 통해 경보를 보내는 특징의 스마트 자전거 페달
  15. 제14항에서 스마트 자전거 페달의 저전압 경보를 수신한 자전거 이용자의 스마트 폰은 특정 스마트 자전거 페달 연동 스마트 폰 어플리케이션을 실행하여 스마트 폰 화면 및 음향으로 경보를 알리는 특징의 스마트 자전거 페달
  16. 제15항에서 스마트 자전거 페달의 저전압 경보를 확인 한 자전거 이용자는 스마트 자전거 페달의 충전부를 통해 충전배터리의 전원을 재 충전하는 특징이 있는 스마트 자전거 페달

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