KR20160032748A - 자전거용 전원 생성 장치 - Google Patents

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KR20160032748A
KR20160032748A KR1020140122592A KR20140122592A KR20160032748A KR 20160032748 A KR20160032748 A KR 20160032748A KR 1020140122592 A KR1020140122592 A KR 1020140122592A KR 20140122592 A KR20140122592 A KR 20140122592A KR 20160032748 A KR20160032748 A KR 20160032748A
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류병철
박창현
김남수
장명재
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주식회사 티오이십일콤즈
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Abstract

본 발명은 자전거용 전원 생성 장치에 관한 것으로, 자전거의 핸들로부터 분기되어 상기 바퀴의 양 회전축들을 연결하는 자전거 조정 프레임에 고정되고 상기 바퀴의 양 측들과 회전 결합되어 상기 바퀴의 회전을 통해 교류 전력을 생성하는 제1 및 제2 발전기들, 상기 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 변환된 직류 전력을 저장하는 충전기 및 상기 저장된 직류 전력을 수신하는 부하를 포함한다. 따라서 자전거에 발전기와 충전기를 설치하여 자전거 운행에 따른 전력을 생성 및 저장할 수 있다.

Description

자전거용 전원 생성 장치{APPARATUS CREATING POWER FOR BICYCLE}
본 발명은 자전거용 전원 생성 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자전거에 발전기와 충전기를 설치하여 자전거 운행에 따른 전력을 생성 및 저장할 수 있는 자전거용 전원 생성 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자전거 발전기는 자전거 타이어에 접촉되어 타이어가 회전하면 타이어의 측면을 따라 마찰바퀴가 회전하여 전력을 생성한다. 자전거 발전기에서 생성된 전력은 자전거에 설치된 램프를 구동시키는데 사용된다.
한국등록실용신안 제20-0354040호는 발전기를 구동하더라도 마찰롤러가 타이어에 접촉되지 않도록 발전기를 작동하여 자전거 라이트를 킬 때 부하를 줄일 수 있는 자전거용 발전기를 개시한다. 이러한 기술은 자전거의 패달을 돌릴 때 많은 힘이 들지 않고 큰 부하 없이도 발전기를 원활하게 회전시킬 수 있어 자전거 주행에 힘이 들지 않는 효과가 있다.
한국공개특허 제10-2014-0062463호는 자전거 바퀴의 림에 설치되는 무접촉 자전거 발전기, 차량 조명 시스템 및 자전거를 개시한다. 이러한 기술은 간단하고 저렴하게 제작할 수 있으면서도 바퀴에 자석이나 금속요소를 추가로 설치할 필요가 없어 제작 비용을 절감할 수 있다.
한국등록실용신안 제20-0354040호 한국공개특허 제10-2014-0062463호
본 발명의 일 실시예는 자전거에 발전기와 충전기를 설치하여 자전거 운행에 따른 전력을 생성 및 저장할 수 있는 자전거용 전원 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 자전거에 듀얼 자가 발전기를 설치하여 일정한 전압에서 두 배의 전류를 생성할 수 있는 자전거용 전원 생성 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 발전기에서 생성된 전력을 저장하여 자전거를 구동하지 않을 때도 자전거에 설치된 디바이스를 구동시킬 수 있는 자전거용 전원 생성 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 자전거용 전원 생성 장치는 자전거의 핸들로부터 분기되어 상기 바퀴의 양 회전축들을 연결하는 자전거 조정 프레임에 고정되고 상기 바퀴의 양 측들과 회전 결합되어 상기 바퀴의 회전을 통해 교류 전력을 생성하는 제1 및 제2 발전기들, 상기 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 변환된 직류 전력을 저장하는 충전기 및 상기 저장된 직류 전력을 수신하는 부하를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 충전기는 상기 자전거의 핸들로부터 상기 자전거의 진행 반대 방향으로 연장된 메인 프레임에 결합되는 충전 하우징, 상기 충전 하우징에 포함되고 상기 생성된 교류 전력을 상기 직류 전력으로 변환하는 교류-직류 변환기(AC to DC Converter) 및 상기 변환된 직류 전력을 저장하는 배터리 셀을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 및 제2 발전기들은 상기 자전거 조정 프레임에 고정되는 발전 하우징 및 상기 발전 하우징에 일부 포함되고 상기 바퀴의 회전에 따라 회전하는 회전체를 포함할 수 있다.
상기 바퀴의 상단에서 상기 제1 발전기의 발전 하우징과 상기 제2 발전기의 발전 하우징을 연결하여 상기 제1 발전기에서 생성된 교류 전력을 상기 제2 발전기로 제공하는 발전기 연결 통로를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 하우징 상에 상기 배터리 셀의 상태와 상기 제1 및 제2 발전기들로부터 제공되는 교류 전력의 상태를 제공하는 충전 상태 표시자를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 상태 표시자는 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각에 대한 상태를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충전 상태 표시자와 연결되어 상기 교류 전력의 상태에 따라 경고 알람을 생성하는 알람 제공자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 충전기는 상기 충전 하우징의 상단에서 복수의 연결 단자들을 포함할 수 있다. 상기 충전기는 상기 복수의 연결 단자들을 통해 상기 제2 발전기, 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각과 연결될 수 있다.
상기 제2 발전기와 상기 충전기를 연결하여 상기 생성된 교류 전력을 상기 충전기로 제공하는 연결 케이블을 더 포함할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 전원 생성 장치는 자전거에 발전기와 충전기를 설치하여 자전거 운행에 따른 전력을 생성 및 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 전원 생성 장치는 자전거에 듀얼 자가 발전기를 설치하여 일정한 전압에서 두 배의 전류를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 전원 생성 장치는 발전기에서 생성된 전력을 저장하여 자전거를 구동하지 않을 때도 자전거에 설치된 디바이스를 구동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 전원 생성 장치를 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 발전기를 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 충전기를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 충전 상태 표시자를 설명하는 도면이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 전원 생성 장치를 설명하는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 자전거용 전원 생성 장치(100)는 제1 및 제2 발전기들(110), 충전기(120) 및 부하(130)를 포함한다. 자전거용 전원 생성 장치(100)는 발전기 연결 통로(140), 충전 상태 표시자(150) 및 연결 케이블(160)을 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)은 자전거의 핸들(10)로부터 바퀴(30)의 상단에서 분기되어 바퀴(30)의 양 회전축들을 연결하는 자전거 조정 프레임(20)에 고정된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 발전기들(110)은 바퀴(30)를 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)은 바퀴(30)의 양 측들과 회전 결합되어 바퀴(30)의 회전을 통해 교류 전력을 생성한다. 구체적으로, 제1 및 제2 발전기들(110)은 발전 하우징(110-11, 110-21)이 자전거 조정 프레임(20)에 고정되고 바퀴(30)의 회전에 따라 발전 하우징(110-11, 110-21)의 일부에 포함된 회전체(110-12, 110-22)가 회전하여 교류 전력을 생성한다. 제1 및 제2 발전기들(110)은 회전체(110-12, 110-22)의 회전에 따라 교류 전력을 생성하는 코일을 더 포함할 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)은 발전기 연결 통로(140)를 통해 바퀴(30)의 상단에서 연결될 수 있다. 제1 발전기(110-1)에서 생성된 교류 전력은 발전기 연결 통로(140)를 통해 제2 발전기(110-2)로 공급될 수 있다. 제1 발전기(110-1)에서 생성된 교류 전력과 제2 발전기(110-2)에서 생성된 교류 전력은 연결 케이블(160)을 통해 충전기(120)로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)은 바퀴(30)의 회전에 비례하여 교류 전력을 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 발전기들(110)은 바퀴(30)의 회전수가 많으면 그에 비례한 교류 전력을 생성하고 바퀴(30)의 회전수가 적으면 그에 비례한 교류 전력을 생성하며 바퀴(30)가 회전하지 않으면 교류 전력을 생성하지 않도록 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 발전기들(110)은 12V의 전압을 유지하여 하나의 발전기를 사용할 때보다 두 배의 전류를 생성할 수 있다.
충전기(120)는 제1 및 제2 발전기들(110)에서 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 변환된 직류 전력을 저장한다. 충전기(120)는 연결 케이블(160)을 통해 제1 및 제2 발전기들(110)에서 생성된 교류 전력 제공받을 수 있다.
충전기(120)는 충전 하우징, 교류-직류 변환기(AC to DC Converter) 및 배터리 셀을 포함할 수 있다. 충전 하우징은 자전거의 핸들(10)로부터 자전거의 진행 반대 방향으로 연장된 메인 프레임에 결합되고, 교류-직류 변환기는 충전 하우징에 포함되어 제1 및 제2 발전기들(110)에서 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하며, 배터리 셀은 교류-직류 변환기에서 변환된 직류 전력을 저장할 수 있다.
충전기(120)는 충전 하우징의 전면 또는 측면에서 충전 상태 표시자(150)와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 충전기(120)는 자전거가 움직일 때 교류 전력을 공급받아 직류 전력으로 변환하여 직류 전력을 적어도 하나의 부하(130)에 제공하고, 자전거가 정지되어 있을 때 변환되어 저장된 직류 전원을 적어도 하나의 부하(130)에 공급할 수 있다. 즉, 충전기(120)는 자전거가 정지되어 있어도 적어도 하나의 부하(130)에 전력을 계속 공급할 수 있다.
부하(130)는 자전거에 설치되어 충전기(120)에 저장된 직류 전력을 수신한다. 부하(130)는 복수의 연결 단자들(121)을 통해 충전기(120)와 연결될 수 있다. 예를 들어, 부하(130)는 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등으로 구성될 수 있다.
발전기 연결 통로(140)는 바퀴(30)의 상단에서 제1 발전기(110-1)의 발전 하우징(110-11)과 제2 발전기(110-2)의 발전 하우징(110-21)을 연결하여 제1 발전기(110-1)에서 생성된 교류 전력을 제2 발전기(110-2)로 제공한다. 발전기 연결 통로(140)는 원통형 관으로 형성될 수 있다.
충전 상태 표시자(150)는 충전기(120)의 충전 하우징 상에 배터리 셀의 상태와 제1 및 제2 발전기들(110)로부터 제공되는 교류 전력의 상태를 제공한다. 충전 상태 표시자(150)는 충전 하우징의 전면 또는 측면에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 충전 상태 표시자(150)는 숫자 또는 게이지 바를 통해 교류 전력의 상태를 제공하고 LED(Light Emitting Diode)를 통해 배터리 셀의 상태를 제공할 수 있다.
충전 상태 표시자(150)는 알람 제공자(미도시)와 연결되어 교류 전력의 상태가 기준 상태 미만이면 알람 제공자(미도시)가 알람을 생성하도록 할 수 있다. 알람 제공자(미도시)는 충전 상태 표시자(150)와 연결되어 교류 전력의 상태에 따라 경고 알람을 생성할 수 있다. 경고 알람은 일정 시간 동안 지속될 수 있다.
연결 케이블(160)은 제2 발전기(110-2)와 충전기(120)를 연결하여 제1 및 제2 발전기들(110)에서 생성된 교류 전력을 충전기(120)로 제공한다. 연결 케이블(160)은 충전기(120)의 입력 단자에 연결될 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 발전기를 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 및 제2 발전기들(110)은 자전거의 핸들(10)로부터 연장되는 [ㄷ] 형상의 자전거 조정 프레임(20)에 각각 고정될 수 있다. 구체적으로, 제1 발전기(110-1)는 우측 자전거 조정 프레임(20)에 고정되고, 제2 발전기(110-2)는 좌측 자전거 조정 프레임(20)에 고정될 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)의 발전 하우징들(110-11, 110-21)의 일부는 탄성을 가지는 원통형의 플라스틱 재질로 구현되어 자전거 조정 프레임(20)에 고정될 수 있다. 발전 하우징들(110-11, 110-21)은 상호 대향되는 면들의 일부가 뚫려있어 회전체들(110-12, 110-22)이 각각 수용될 수 있다. 회전체(110-12, 110-22)는 원형의 실리콘 재질로 구현될 수 있다.
제1 및 제2 발전기들(110)은 발전기 연결 통로(140)를 통해 상호 연결되어 듀얼 방식으로 전력을 생성할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 충전기를 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 충전기(120)는 충전 하우징의 상단에서 복수의 연결 단자들(121)을 포함할 수 있다. 복수의 연결 단자들(121)은 입력 단자와 출력 단자를 포함할 수 있다. 입력 단자는 연결 케이블(160)을 통해 제1 및 제2 발전기들(110)과 연결되고, 출력 단자는 USB A타입, DC-JACK OUT 포트를 포함하여 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등(즉, 전조등) 및 후면 전등(즉, 후미등)과 각각 연결될 수 있다. 여기에서, 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등은 부하(130)에 해당한다.
충전기(120)는 전면에서 충전 상태 표시자(150)와 연결될 수 있다.
상기 충전기(120)는 자전거의 핸들(10)로부터 자전거의 진행 반대 방향으로 연장된 메인 프레임에 결합된다고 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 제1 및 제2 발전기들(110)로부터 일정 반경 떨어진 위치에 결합될 수 있다.
도 4는 도 1에 있는 자전거용 전원 생성 장치의 충전 상태 표시자를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 충전 상태 표시자(150)는 숫자 또는 게이지 바를 통해 교류 전력의 상태를 제1 위치(151)에 제공할 수 있다. 충전 상태 표시자(150)에서 제공하는 교류 전력의 상태는 직류 전력의 상태와 동일한 값을 가질 수 있다.
충전 상태 표시자(150)는 LED(Light Emitting Diode)를 통해 배터리 셀의 상태를 제2 위치(152)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전 상태 표시자(150)는 배터리 셀이 충전 중일 때 붉은색 계열의 LED를 제공하고 배터리 셀이 완충되면 노란색 계열의 LED를 제공할 수 있다.
충전 상태 표시자(150)는 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각에 대한 상태를 제3 위치(153)에 제공할 수 있다. 구체적으로, 충전 상태 표시자(150)는 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각에서 사용되는 직류 전력량을 숫자 또는 게이지 바를 통해 제공할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 자전거용 전원 생성 장치
110: 제1 및 제2 발전기들
110-1: 제1 발전기
110-11: 제1 발전기의 발전 하우징 110-12: 제1 발전기의 회전체
110-2: 제2 발전기
110-21: 제2 발전기의 발전 하우징 110-22: 제2 발전기의 회전체
120: 충전기
130: 부하
140: 발전기 연결 통로
150: 충전 상태 표시자
160: 연결 케이블
10: 핸들
20: 자전거 조정 프레임
30: 바퀴

Claims (10)

  1. 자전거의 핸들로부터 분기되어 상기 바퀴의 양 회전축들을 연결하는 자전거 조정 프레임에 고정되고 상기 바퀴의 양 측들과 회전 결합되어 상기 바퀴의 회전을 통해 교류 전력을 생성하는 제1 및 제2 발전기들;
    상기 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 상기 변환된 직류 전력을 저장하는 충전기; 및
    상기 저장된 직류 전력을 수신하는 부하를 포함하는 자전거용 전원 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전기는
    상기 자전거의 핸들로부터 상기 자전거의 진행 반대 방향으로 연장된 메인 프레임에 결합되는 충전 하우징;
    상기 충전 하우징에 포함되고 상기 생성된 교류 전력을 상기 직류 전력으로 변환하는 교류-직류 변환기(AC to DC Converter); 및
    상기 변환된 직류 전력을 저장하는 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 발전기들은
    상기 자전거 조정 프레임에 고정되는 발전 하우징; 및
    상기 발전 하우징에 일부 포함되고 상기 바퀴의 회전에 따라 회전하는 회전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 바퀴의 상단에서 상기 제1 발전기의 발전 하우징과 상기 제2 발전기의 발전 하우징을 연결하여 상기 제1 발전기에서 생성된 교류 전력을 상기 제2 발전기로 제공하는 발전기 연결 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 충전 하우징 상에 상기 배터리 셀의 상태와 상기 제1 및 제2 발전기들로부터 제공되는 교류 전력의 상태를 제공하는 충전 상태 표시자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 충전 상태 표시자는
    사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각에 대한 상태를 제공하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 충전 상태 표시자와 연결되어 상기 교류 전력의 상태에 따라 경고 알람을 생성하는 알람 제공자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 충전기는
    상기 충전 하우징의 상단에서 복수의 연결 단자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 충전기는
    상기 복수의 연결 단자들을 통해 상기 제2 발전기, 사용자 단말 충전 모듈, 전면 전등 및 후면 전등 각각과 연결되는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 발전기와 상기 충전기를 연결하여 상기 생성된 교류 전력을 상기 충전기로 제공하는 연결 케이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 전원 생성 장치.

KR1020140122592A 2014-09-16 2014-09-16 자전거용 전원 생성 장치 KR20160032748A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210004334A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 공주대학교 산학협력단 자전거 무선 변속장치

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