KR20160050669A - 장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템 - Google Patents

장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템 Download PDF

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Abstract

자전거 운동기구 시스템은 조종부 및 차량부를 포함한다. 상기 조종부는 사용자가 탑승한 상태에서 지면에 고정 된 고정 자전거를 포함하며, 상기 차량부는 상기 조종부와 무선으로 연결되어 제어되며 실제로 차량의 주행을 수행하며, 상기 조종부는 사용자의 페달 구동 및 조향에 의해 발생된 구동신호 및 조향신호를 상기 차량부로 전달하여 상기 차량의 실제 주행 및 조향을 각각 제어하고, 상기 차량부는 실제 주행에 따라 촬영된 상기 차량 주변 상황을 상기 조종부로 전달하여 사용자에게 실제 주행 환경을 제공한다.

Description

장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템{STATIONARY BICYCLE SYSTEM FOR WIRELESS TOY CAR CONTROL}
본 발명은 장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지면에 고정된 자전거 운동기구를 사용하여 무선으로 장난감 차량을 제어하는 자전거 운동기구 시스템에 관한 것이다.
최근에는 인터넷과 무선통신의 발달로 인해 스마트폰, 노트북 및 태블릿 등을 외부에서 사용하면서 인터넷과 와이파이, 3G 및 4G를 통해 집안의 데스크탑 컴퓨터를 작동시켜 영화를 보거나 원격으로 조종하여 데스크탑 컴퓨터의 성능을 이용해 작업을 할 수 있고, 스마트폰이나 태블릿을 조종기로 활용해 무선으로 연결된 자동차, 헬리콥터 및 로봇을 조종할 수 있게 되었다.
또한, 네트워크 카메라의 발달로 외부에서 스마트폰, 태블릿 및 컴퓨터를 통해 집안에 설치된 카메라에 접속하여 집안의 상황을 면밀히 파악할 수 있어, 아기 또는 노부모들의 상태를 파악하고, 방범을 위한 용도로 널리 사용되고 있다.
이와 관련하여 대한민국 특허 제10-0861830호는 원격 제어기로부터 장난감 자동차로 제어 신호를 전송하는 통신 시스템을 개시하고 있으며, 대한민국 특허 제10-2014-0020039호는 네트워크 카메라를 통해 영상을 촬영하고 효율적으로 관리하는 네트워크 카메라 감시시스템을 개시하고 있으나, 상기 개시된 기술들은 단순히 관리 또는 오락을 위한 기술들을 개시하고 있으며, 시간에 ??기는 현대인들을 위해 소형 자동차, 소형 헬리콥터 또는 로봇을 통해 오락을 즐기면서 원격관리기능까지 포함하는 기술을 개시하지 않고 있다.
따라서, 인터넷과 무선통신의 기술을 통해 바쁜 현대인들이 한정된 시간 안에 운동과 원격관리 더 나아가 건강증진을 모두 도모할 수 있는 기술의 개발을 필요로 한다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 자전거 운동기구를 사용하여, 무선으로 장난감 차량을 제어하여 편리성, 효율성 및 건강의 증진을 도모하는 무선 제어용 자전거 운동기구 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 상기 장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템은 조종부 및 차량부를 포함한다. 상기 조종부는 사용자가 탑승한 상태에서 지면에 고정 된 고정 자전거를 포함하며, 상기 차량부는 상기 조종부와 무선으로 연결되어 제어되며 실제로 차량의 주행을 수행하며, 상기 조종부는 사용자의 페달 구동 및 조향에 의해 발생된 구동신호 및 조향신호를 상기 차량부로 전달하여 상기 차량의 실제 주행 및 조향을 각각 제어하고, 상기 차량부는 실제 주행에 따라 촬영된 상기 차량 주변 상황을 상기 조종부로 전달하여 사용자에게 실제 주행 환경을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 조종부는 구동부, 조향부, 영상부, 스위치부 및 자전거 송수신부를 포함하며, 상기 구동부는 상기 고정 자전거의 구동으로 구동신호 및 전력을 발생시키고 상기 차량으로부터 감지신호를 수신하여 진동을 발생시키며, 상기 조향부는 상기 고정 자전거의 전면에 형성되어 사용자의 작동에 따라 해당하는 방향의 조향신호를 발생시키며, 상기 영상부는 상기 조향부의 상부에 형성되어 영상신호를 수신하여 영상을 표시하고, 소리를 출력하며, 상기 스위치부는 상기 조향부에 부착되어 누르면 발광신호를 발생시키며, 상기 자전거 송수신부는 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여 상기 차량부로 송출하고, 상기 차량으로부터 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 수신하여 상기 구동부 및 상기 영상부로 송출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 구동부는 구동페달, 발전부 및 진동부를 포함하며, 상기 구동페달은 사용자의 회전에 따라 상기 구동신호를 발생시키며, 상기 발전부는 상기 구동페달의 동작을 상기 조종부의 전원으로 공급되는 전력으로 전환시키며, 상기 진동부는 상기 감지신호를 수신하여 진동을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 조향부는 핸들 및 조절장치를 포함하며, 상기 핸들은 좌우로 회전시켜 상기 차량의 조향 및 제동을 제어하며, 상기 조절장치는 상기 핸들의 회전에 필요한 강도를 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 영상부는 모니터 및 스피커를 포함하며, 상기 모니터는 상기 영상신호를 수신하여 영상을 표시하며, 상기 스피커는 상기 영상신호를 수신하여 소리를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위치부는 방향지시등스위치 및 경고등스위치를 포함하며, 상기 방향지시등스위치는 상기 차량의 방향지시등에 해당하며, 상기 경고등스위치는 상기 차량의 경고등에 해당하며, 상기 방향지시등스위치 또는 상기 경고등스위치를 누르면 상기 발광신호를 송출하여 상기 차량의 방향지시등 및 경고등을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량부는 센서부, 차량영상부, 제어부 및 송수신부를 포함하며, 상기 센서부는 상기 차량의 상태를 감지하여 감지신호를 발생시키며, 상기 차량영상부는 상기 차량의 주변 상황을 촬영하고 녹음하여 영상신호를 발생시키며, 상기 제어부는 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여 상기 차량의 구동을 제어하며, 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 상기 조종부로 송출하고 상기 자전거 송수신부로부터 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 센서부는 타이어센서, 브레이크센서, 충격센서, 계기판센서 및 기울기센서를 포함하며, 상기 타이어센서는 상기 차량이 주행하는 지면의 충격들을 감지하며, 상기 브레이크센서는 상기 차량이 제동하는 경우 발생하는 충격을 감지하며, 상기 충격센서는 상기 차량이 외부의 물체나 사람과 충돌하는 경우 발생하는 충격을 감지하며, 상기 계기판센서는 상기 차량의 연료량, 주행속도, 주행거리 및 주행가능거리들을 측정하며, 상기 기울기센서는 상기 차량의 기울기를 측정하여 기울기정보를 포함하는 감지신호를 상기 조종부로 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차량영상부는 전방카메라, 실내카메라, 후방카메라, 측면카메라 및 마이크를 포함하며, 상기 전방카메라는 상기 차량의 전방을 촬영하며, 상기 후방카메라는 상기 차량의 실내를 촬영하며, 상기 측면카메라는 상기 차량의 측면을 촬영하며, 상기 마이크는 상기 차량 주변의 소리를 녹음할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 구동부, 조향부, 기어부 및 발광부를 포함하며, 상기 구동부는 상기 차량의 구동을 제어하며, 상기 조향부는 상기 차량의 조향을 제어하며, 상기 기어부는 상기 차량의 기어를 제어하며, 상기 발광부는 상기 차량의 전조등, 방향지시등, 경고등 및 실내등을 제어할 수 있다.
본 실시예들에 의하면, 자전거 운동기구 시스템은 직접 차량을 운전할 필요 없이 실내에서 고정 자전거의 구동으로 소형 차량의 구동이 가능하고, 카메라를 통해 소형 차량 주변의 감시가 가능하고, 이와 함께 고정 자전거의 구동으로 인한 운동효과까지 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 고정 자전거에 형성된 영상부를 통해 소형 차량 주위의 환경을 시각적으로 파악할 수 있으며, 진동부를 통해 차량이 전달받는 충격들을 간접적으로 느낄 수 있어, 차량이 주행하고 있는 환경을 물리적인 자극으로 파악할 수 있고, 마이크와 스피커를 통해 차량의 주위환경을 청각적으로 감지할 수 있다.
한편, 고정 자전거는 제1 및 제2 베어링들을 축으로 하여, 고정 자전거를 좌우로 기울일 수 있으며, 이러한 기울임을 통해 상기 사용자가 직접 자전거를 타고 좌우로 방향을 이동하는 자세를 취할 수 있는 조향구조를 제공하여 취향에 따라 조향방식을 다르게 선택할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전거 운동기구 시스템을 나타내는 블록선도이다.
도 2는 도 1의 조종부를 나타내는 블록선도이다
도 3a 및 도 3b는 도 2의 조종부의 상태의 예를 나타내는 사시도들이다.
도 4는 도 1의 차량부를 나타내는 블록선도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 차량부의 상태의 예를 나타내는 사시도들이다.
도 6은 도 5a의 차량부의 상태의 예를 나타내는 사시도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 자전거 운동기구 시스템을 나타내는 블록선도이다.
도 1을 참조하면, 자전거 운동기구 시스템(10)은 조종부(100) 및 차량부(200)를 포함한다.
상기 조종부(100)는 스위치부(110), 자전거조향부(120), 영상부(130), 자전거구동부(140) 및 자전거 송수신부(150)를 포함하고, 상기 차량부(200)는 센서부(210), 차량영상부(220), 제어부(230) 및 송수신부(240)를 포함한다.
상기 조종부(100)는 고정 자전거(160)에 형성되고, 상기 차량부(200)는 차량(250)에 형성된다.
상기 스위치부(110)는 상기 고정 자전거(160)의 핸들쪽에 형성되고, 상기 스위치부(110)의 조작으로 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 차량부(200)로 발광신호를 송출하여 상기 자전거 송수신부(150)와 상기 송수신부(240)들을 통해 무선으로 상기 차량(250)의 방향지시등 및 경고등을 제어할 수 있다. 상기 차량(250)의 전조등은 상기 차량(250)에 형성된 센서를 통해 자동으로 켜지고 꺼지게 된다. 예를 들어, 상기 차량(250)이 터널로 들어서면 상기 센서가 감지하여 상기 전조등이 켜지게 된다.
상기 자전거조향부(120)는 상기 고정 자전거(160)의 전방에 형성되고, 상기 자전거조향부(120)의 조종으로 조향신호를 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 차량부(200)로 송출하여 상기 차량(250)의 핸들(steering wheel)을 제어하고, 상기 차량(250)의 주행방향을 제어하게 된다. 예를 들어, 상기 자전거조향부(120)를 좌측으로 회전시키면 상기 차량(250)의 상기 핸들이 좌측으로 회전하여 상기 차량(250)의 주행방향이 왼쪽으로 향하게 된다.
상기 영상부(130)는 상기 자전거조향부(120)의 상부에 형성되어 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 차량부(200)에서 송출되는 영상신호를 수신하여 상기 차량(250)의 주변 영상과 음성을 상기 고정 자전거(160)를 구동하는 사용자에게 표시 및 전달하게 된다. 상기 영상부(130)는 태블릿 및 스마트폰 등의 영상을 나타내는 표시장치들이 사용되며, 상기 차량부(200)와 무선으로 연동되어 상기 차량(250) 주위의 영상을 실시간으로 나타낸다. 또한, 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 감지신호를 수신하여 상기 차량(250)의 상태에 관한 정보를 표시하게 된다.
상기 자전거구동부(140)는 상기 고정 자전거(160)의 하부에 형성되어 상기 사용자의 자전거 페달회전구동에 의해 구동되며, 상기 페달회전구동을 통해 구동신호가 발생되어 상기 차량(250)에 구동 신호를 전달하게 된다. 구체적으로, 상기 사용자는 상기 페달회전구동을 통해 상기 구동신호를 발생시키고, 상기 자전거 송수신부(150)와 상기 송수신부(240)를 통해 상기 제어부(230)로 상기 구동신호가 송출된다. 상기 제어부(230)는 상기 구동신호를 송신하여 상기 차량(250)을 구동시킨다. 상기 페달회전구동의 회전속도가 느린 경우 상기 차량(250)의 속도는 낮아지며, 상기 페달회전구동의 회전속도가 빠른 경우 상기 차량(250)의 속도는 빨라지게 된다.
또한, 상기 페달회전구동은 후술할 발전부를 통해 전력을 생산하여 상기 스위치부(110)와 상기 영상부(130)에 필요한 전원을 공급하거나 충전하게 된다. 그리고, 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 감지신호를 수신하는 경우 상기 사용자가 상기 차량(250)의 전반적인 상태를 파악하도록 물리적인 신호를 상기 사용자에게 전달하게 된다.
상기 자전거 송수신부(150)는 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여 상기 차량부(200)의 상기 송수신부(240)로 송출하고, 상기 송수신부(240)로부터 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 수신하여 상기 자전거구동부(140) 및 상기 영상부(130)로 송출한다.
상기 차량부(200)의 상기 센서부(210)는 상기 차량(250)의 전반적인 상태를 파악하여 상기 송수신부(240)를 통해 상기 조종부(100)로 상기 감지신호를 송출하게 된다. 상기 감지신호는 상기 영상부(130) 및 상기 자전거구동부(140)로 실시간으로 전송되어 상기 사용자가 상기 차량(250)의 상태를 실시간으로 파악할 수 있도록 한다.
상기 차량영상부(220)는 상기 차량(250)의 모든 방향에 형성되고, 상기 차량(250)의 전후좌우의 상황을 카메라를 통해 촬영하고, 상기 영상신호를 상기 송수신부(240)를 통해 상기 조종부(100)로 송출하게 된다. 상기 영상신호는 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 영상부(130)로 전송되고, 상기 영상부(130)는 상기 영상신호의 영상들을 상기 사용자에게 실시간으로 표시하여, 상기 사용자가 상기 차량(250)의 주변상황을 실시간으로 파악할 수 있게 된다.
상기 제어부(230)는 상기 차량(250)의 내부에 형성되어, 상기 송수신부(240)를 통해 수신되는 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여, 상기 차량(250)의 주행 및 주행방향 등을 제어하게 된다.
따라서, 상기 자전거 송수신부(150)는 상기 송수신부(240)와 무선으로 연결되어 상기 스위치부(110), 상기 자전거조향부(120), 상기 영상부(130) 및 상기 자전거구동부(140)로부터 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호들을 수신하여, 상기 차량부(200)로 송출하고, 상기 차량부(200)로부터 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 수신하여 상기 자전거구동부(140) 및 상기 영상부(130)로 송출하여, 상기 사용자가 상기 조종부(100)를 통해 상기 차량부(200)를 제어하고, 상기 차량부(200)를 제어함과 동시에 감지되는 상기 차량(250)의 상태들을 인지하여 상기 고정 자전거(160)를 구동하여 실제로 상기 차량(250)을 운전할 수 있다. 따라서 상기 사용자는 상기 고정 자전거(160)를 통해 상기 차량(250)을 무선으로 컨트롤하면서 상기 차량(250)이 수집한 영상과 소리를 통해 상기 차량(250) 주위의 상황을 파악할 수 있다, 또한,외부 환경의 영향으로 외출을 할 수 없는 경우 원거리에 위치해있는 자동차 트랙이 형성된 경기장에서 온라인으로 연결된 타인과 상기 차량(250)의 주행으로 가상이 아닌 실제 레이싱 게임을 즐길 수 있는 장점이 있다.
도 2는 조종부를 나타내는 블록선도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 조종부의 상태의 예를 나타내는 사시도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 조종부(100)는 스위치부(110), 자전거조향부(120), 영상부(130), 자전거구동부(140), 안장(151), 제1 베어링(170), 제2 베어링(180) 및 자전거프레임(190)을 포함한다.
상기 스위치부(110)는 방향지시등스위치(111) 및 경고등스위치(112)를 포함하고, 상기 자전거조향부(120)는 핸들(121) 및 조절장치(122)를 포함하고, 상기 영상부(130)는 모니터(131) 및 스피커(132)를 포함하며, 상기 자전거구동부(140)는 구동페달(141), 발전부(142) 및 진동부(143)를 포함한다.
상기 방향지시등스위치(111)는 오른쪽방향지시등스위치(113) 및 왼쪽방향지시등스위치(114)를 포함하고, 상기 핸들(121)은 제1 레버(123), 제2 레버(124) 및 그립(125)을 포함한다.
도 2 및 도 3a를 참조하면 상기 방향지시등스위치(111)는 상기 조종부(100)의 전방에 형성되어 있으며 구체적으로는 상기 그립(125)의 양쪽에 각각 형성되어 있다. 따라서, 상기 오른쪽방향지시등스위치(113)는 상기 그립(125)의 오른쪽에 형성되고, 상기 오른쪽방향지시등스위치(113)를 누르면 상기 차량(250)의 오른쪽방향지시등을 발광시키기 위한 발광신호가 발생하고 상기 발광신호는 상기 자전거 송수신부(150)로 송출된다. 상기 왼쪽방향지시등스위치(114)의 구동방법은 상기 오른쪽방향지시등스위치(113)와 같다.
도 2 및 도 3b를 참조하면, 상기 경고등스위치(112)는 상기 모니터(131)의 상부에 형성되어, 상기 경고등스위치(112)를 누르면, 상기 차량(250)의 경고등을 발광시키기 위한 발광신호가 발생되고, 상기 발광신호는 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 차량부(200)로 송출되어 상기 차량(250)의 상기 경고등을 발광시키게 된다.
도 3a의 상기 자전거조향부(120)는 상기 조종부(100)의 전면 상부에 형성되며, 자전거의 핸들바와 유사한 형상을 나타낸다. 상기 자전거조향부(120)는 상기 핸들(121)을 좌우로 회전시켜 조향구동을 할 수 있으며, 상기 사용자는 상기 그립(125)을 양손으로 움켜쥐고 상기 핸들(121)을 일정한 각도로 회전시킬 수 있다. 이때, 상기 자전거조향부(120)는 상기 핸들(121)의 회전방향에 대한 조향신호를 발생시켜 상기 자전거 송수신부(150)를 통해 상기 차량부(200)로 상기 조향신호를 송출하여 상기 차량(250)의 주행방향을 제어할 수 있다. 또한, 상기 핸들(121)의 양쪽에 형성된 상기 제1 및 제2 레버들(123, 124)을 조작하면 브레이크에 해당하는 조향신호가 발생되어, 상기 차량(250)의 속도감소 및 제동을 제어할 수 있다.
상기 조절장치(122)는 상기 자전거조향부(120)의 하부 즉 상기 조종부(100)의 메인프레임 상부에 형성되어 있으며, 상기 조절장치(122)를 회전시켜 상기 핸들(121)의 회전에 필요한 강도를 조절할 수 있다. 즉 상기 조절장치(122)를 시계방향으로 돌리면, 상기 핸들(121)을 좌우로 회전시키는데 필요한 강도가 높아지게 되고, 시계반대방향으로 돌리면 상기 핸들(121)을 좌우로 회전시키는데 필요한 강도가 낮아지게 되어, 상기 사용자에게 적절한 회전강도를 조절할 수 있다.
상기 영상부(130)는 상기 차량(250)의 주변 상황을 상기 사용자에게 모니터링 해주는 기능을 가지고 있으며, 상기 모니터(131)는 상기 차량(250)에 형성된 카메라들을 통해 상기 차량(250) 주위의 차량들의 이동상황 또는 집안 내부의 상황을 영상으로 상기 사용자에게 표시해주며, 상기 스피커(132)는 상기 차량(250) 주위에서 발생하는 소리를 상기 차량(250)에 장착된 마이크를 통해 상기 사용자에게 전달하여 상기 사용자가 실제로 상기 차량(250)에 탑승한 것 처럼 주위의 상황을 정확히 파악할 수 있다. 즉, 상기 영상부(130)는 상기 차량부(200)에서 송출되는 상기 영상신호를 수신하여 상기 사용자가 시각과 청각으로 상기 차량(250) 주위의 상황을 실시간으로 파악할 수 있게 하여, 보다 정확한 환경을 파악할 수 있도록 편의성을 제공하게 된다.
상기 자전거구동부(140)는 상기 조종부(100)의 하부에 형성되며, 상기 사용자가 상기 안장(160)에 탑승하여 다리를 사용하여 상기 구동페달(141)을 회전시켜 구동하게 된다. 상기 구동페달(141)의 구동으로 상기 구동신호가 발생하여, 무선으로 상기 차량(250)의 엔진을 작동시켜 주행하게 된다. 한편, 상기 구동페달(141)의 회전을 통해 상기 발전부(142)에서 전력이 발생하고, 상기 전력은 상기 조종부(100)에 필요한 전력으로서 사용된다.
상기 진동부(143)는 상기 안장(151)의 하부에 형성되어 상기 차량부(200)에서 송출되는 상기 감지신호를 수신하여 상기 차량(250)에서 발생하는 물리적인 신호를 진동으로 전환시켜, 상기 사용자가 간접적으로 상기 차량(250)의 내부에 형성되는 물리적 진동을 상기 안장(151)을 통해 감지하도록 한다. 따라서, 상기 사용자는 상기 진동부(143)로 주변상황을 진동감각을 통해 감지하여, 상기 영상부(130)로 감지하기 힘든 속도에 의한 진동, 장애물 및 주행방향전환 상태 등을 감지하여, 정밀한 운전을 할 수 있게 된다.
한편, 상기 진동부(143)는 상기 안장(151)의 하부에 한정하지 않고 상기 조종부(100)의 모든 부분에 형성되어 상기 차량(250)에 발생하는 보다 정밀한 진동을 상기 사용자가 느낄 수 있도록 다양한 곳에 형성될 수 있다.
상기 제1 베어링(170)은 상기 조종부(100)의 전방 하부에 형성되어 있으며, 상기 제2 베어링(180)은 상기 안장(151)과 상기 발전부(142)의 사이에 형성될 수 있다. 이때, 상기 조종부(100)의 일단과 타단은 상기 자전거프레임(190)의 전방과 후방에 각각 형성된 상기 제1 및 제2 베어링들(170, 180)에 각각 결합되며, 상기 사용자의 좌측 또는 우측으로의 몸의 이동에 따라 상기 제1 및 제2 베어링들(170, 180)을 축으로 상기 프레임(190)을 제외한 상기 조종부(100)가 좌우로 흔들리게 된다. 따라서, 상기 사용자는 상기 안장(151)에 탑승하여, 허벅지, 엉덩이, 몸체 및 상기 자전거조향부(120)를 움켜쥔 양손을 사용하여 상기 조종부(100)를 좌측 또는 우측으로 기울여 조향신호를 발생시킬 수 있다. 이 경우 상기 핸들(121)은 회전할 수 없도록 고정된다.
따라서, 상기 사용자는 상기 자전거조향부(120)의 구동이 비정상적인 경우, 상기 제1 및 제2 베어링들(170, 180)을 통한 상기 조종부(100)의 기울어짐을 이용하여 상기 자전거조향부(120)를 대신해 상기 차량(250)의 주행방향을 결정할 수 있어, 상기 사용자의 취향에 따라 조향방법을 결정할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 도 1의 차량부를 나타내는 블록선도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 차량부의 상태의 예를 나타내는 사시도들이다.
도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 차량부(200)는 상기 센서부(210), 상기 차량영상부(220), 상기 제어부(230) 및 상기 송수신부(240)를 포함하고, 상기 센서부(210)는 타이어센서(211), 브레이크센서(212), 충격센서(213), 계기판센서(214) 및 기울기센서(215)를 포함하며, 상기 차량영상부(220)는 전방카메라(221), 후방카메라(223), 측면카메라(224) 및 마이크(225)를 포함하며, 상기 제어부(230)는 구동부(231), 조향부(232), 기어부(233) 및 발광부(234)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 상기 센서부(210)는 상기 차량(250)의 내부에 형성되어 있으며, 상기 타이어센서(211)는 상기 차량(250)의 타이어에 형성되어, 상기 차량(250)이 주행하는 도로의 상태를 상기 타이어센서(211)를 통해 진동으로 파악하여 도로의 상태에 해당하는 감지신호를 발생하게 된다. 상기 감지신호는 상기 송수신부(240)를 통해 상기 조종부(100)로 송출되어, 상기 자전거구동부(140)로 전송되어, 상기 사용자에게 진동으로 주위 장애물 및 지면의 상태를 전달하게 된다.
상기 브레이크센서(212)는 상기 차량(250)의 브레이크에 형성되어 있으며, 상기 차량(250)이 급제동 할 경우에 발생하는 상기 브레이크의 진동을 감지하며, 상기 진동을 감지신호를 전환하여, 상기 송수신부(240)를 통해 상기 조종부(100)로 전송하여 상기 사용자는 상기 브레이크를 작동할 때 발생하는 진동을 감지하여, 간접적으로 상기 차량(250)의 제동상황을 파악할 수 있다.
상기 충격센서(213)는 상기 차량(250)의 외부에 장착되어, 상기 차량(250)이 외부의 장애물과 충돌하는 경우 충돌에 의해 발생하는 진동을 감지하여 감지신호를 발생시키게 된다. 상기 사용자는 상기 충격센서(213)를 통해, 주변에서 갑자기 발생할 수 있는 충격을 감지하고, 상기 충격을 감지신호로 전환시켜 상기 송수신부(240)를 통해 상기 조종부(100)로 송출하게 된다. 따라서 상기 감지신호는 상기 조종부(100)의 상기 안장(151) 및 상기 자전거조향부(120)를 진동시켜 해당 사용자가 상기 차량(250)의 충격을 직접 감지하여 오락적인 즐거움을 증가시키게 된다.
상기 계기판센서(214)는 상기 차량(250)의 계기판에 표시되는 이동거리, 속도, 남은주행거리 및 연료량 등을 감지신호로 전환시켜, 상기 송수신부(240)를 통해 상기 영상부(130)로 송출되어, 상기 사용자가 상기 차량(250)의 전반적인 상태를 판단하도록 한다.
상기 기울기센서(215)는 상기 차량(250)의 내부에 형성되어, 상기 차량(250)이 오르막 또는 내리막을 주행하는 경우 발생하는 기울기를 감지하여, 상기 차량(250)의 기울기가 변하는 경우 기울기감지신호를 상기 조종부(100)로 전송하여 상기 구동페달(141)의 부하가 변화하도록 할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 기울기센서(215)를 통해 보다 현실적인 상기 차량(250)의 변화를 체감할 수 있다.
도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 전방카메라들(221)은 상기 차량(250)의 상부 및 상기 차량(250)의 전방 하부의 범퍼에 형성된다. 상기 차량(250)의 상부에 형성되는 상기 전방카메라(221)는 상기 차량(250)의 주행을 위한 상기 사용자의 시야를 확보하기 위해 상기 차량(250)의 상부에 형성되어 있으며, 상기 전방 하부의 범퍼에 형성된 상기 전방카메라(221)는 상기 사용자의 시선이 도달할 수 없는 전방시야를 확보하여, 상기 사용자가 볼 수 없는 사각지대의 장애물 또는 사람을 감지하여 미연의 사고를 방지할 수 있다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 상기 후방카메라(223)는 상기 전방카메라(221)의 반대쪽에 형성되어 상기 차량(250)의 후방의 상황을 촬영하게 된다. 상기 후방카메라(223)는 일반적인 차량의 백미러(rear mirror)의 역할을 수행하며, 보통 운전자의 시야보다 높은 장소에서 상기 차량(250)의 후면에 형성된 후면유리와 차체의 시야방해 없이 촬영을 하기 때문에 더 넓게 후방을 관찰할 수 있는 장점이 있다.
상기 측면카메라(224)는 상기 차량(250)의 양 측면에 형성되어 상기 차량(250)의 측면에서 측면의 영상 및 주행하는 차량들을 관찰할 수 있다. 또한, 주행 중 상기 후방카메라(223)로 볼 수 없는 사각지대를 관찰 할 수 있는 장점이 있다.
상기 마이크(225)는 상기 차량(250)의 외부에 형성되어, 상기 차량(250)을 향해 울리는 경적소리 및 주변에서 발생하는 음성 등의 소리를 수신하여 상기 조종부(100)의 상기 스피커(132)를 통해 상기 사용자에게 실시간으로 전달하게 된다. 또한 상기 마이크(225)는 상기 차량(250)의 주변에서 일어나는 경고음 등을 수신하여 사용자에게 전달하여 상기 차량(250)의 주변에서 발생하는 긴급상황에 대처할 수 있는 장점이 있다. 따라서, 상기 마이크(225)와 상기 카메라들을 통해 상기 사용자는 간접적으로 상기 차량(250)의 주위에서 발생하는 일들을 시각 및 청각적으로 관찰할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제어부(230)는 상기 차량(250)의 내부에 형성되어, 상기 차량(250)의 구동, 조향 및 제동 그리고 지시등을 제어하게 된다. 상기 구동부(231)는 상기 조종부(100)로부터 상기 구동신호를 수신하여 상기 차량(250)의 주행을 제어하게 된다. 예를 들어, 상기 조종부(100)의 상기 구동페달(141)의 구동으로 상기 차량(250)이 주행하게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2 레버들(123, 124)의 조작으로 상기 차량(250)의 제동을 제어하게 된다.
상기 조향부(232)는 상기 핸들(121)의 조작으로 발생하는 구동신호를 통해 제어되며, 상기 차량(250)의 구동 중 상기 핸들(121)의 방향을 왼쪽방향으로 회전시키면 상기 차량(250)의 주행방향이 왼쪽으로 향하게 되고, 상기 핸들(121)의 방향을 오른쪽방향으로 회전시키면 상기 차량(250)의 주행방향이 오른쪽으로 향하게 된다. 따라서, 상기 조향부(232)는 상기 자전거조향부(120)의 상기 조향신호를 수신하여 상기 조향신호에 해당하는 방향에 따라 상기 차량(250)의 방향을 제어하게 된다.
상기 기어부(233)는 상기 차량(250) 내부에 형성되어 있으며, 상기 조종부(100)의 상기 구동신호에 따라서 변하게 된다. 만약, 상기 기어부(233)가 상기 사용자의 상기 구동페달(141)을 회전시키는 속도가 빨라지는 구동신호를 수신하면 상기 기어부(233)는 자동으로 기어를 변환시켜 상기 차량(250)의 속도를 증가시키게 된다. 반면에, 상기 구동페달(141)의 회전속도가 낮아지면, 상기 기어부(233)는 자동으로 기어를 변환시켜 상기 차량(250)의 속도를 늦추게 된다.
도 3a 및 도 4를 참조하면, 상기 발광부(234)는 상기 차량(250)의 전조등, 방향지시등, 실내등 및 경고등을 제어하며, 상기 스위치부(110)의 조작을 통해 구동하게 된다. 예를 들어, 상기 오른쪽방향지시등스위치(113)를 누르면, 상기 발광부(234)를 통해 상기 차량(250)의 오른쪽방향지시등이 발광하고, 상기 왼쪽방향지시등스위치(114)를 누르면, 상기 차량(250)의 왼쪽방향지시등이 발광하게 된다.
도 3b 및 도 4를 참조하면, 상기 경고등은 상기 경고등스위치(112)를 눌러서 작동시키며, 상기 전조등은 상기 차량에 장착된 빛 감지 센서를 통해 터널로 상기 차량(250)이 이동하는 경우 상기 전조등이 자동으로 발광하게 된다.
따라서, 상기 송수신부(240)는 상기 자전거 송수신부(150)와 무선으로 연결되어 상기 자전거 송수신부(150)로부터 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호들을 수신하여, 상기 제어부(230)로 송출하고, 상기 센서부(210) 및 상기 차량영상부(220)로부터 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 각각 수신하여 상기 자전거구동부(140) 및 상기 영상부(130)로 송출하여, 상기 사용자가 상기 조종부(100)를 통해 상기 차량부(200)를 제어하고, 상기 차량부(200)를 제어함과 동시에 감지되는 상기 차량(250)의 상태들을 인지하여 상기 차량(250)에 직접 탑승할 필요 없이 상기 고정 자전거(160)를 구동하여 실제로 상기 차량(250)을 운전할 수 있다. 따라서 상기 사용자는 상기 고정 자전거(160)를 통해 직접 상기 차량(250)으로 이동할 필요 없이 상기 차량(250)을 원하는 곳으로 이동 시킬 수 있고, 더 나아가 실내에서 주로 일을 하는 사용자의 경우 별다른 운동이 필요 없이 운동효과까지 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 차량(250)을 아이들이나 노약자들이 살고있는 실내에서 구동하게 되면, 상기 차량영상부(220)를 통해 아이들과 노약자들의 상태를 실시간으로 파악하여 위급한 상황이 일어나는 경우 신속히 대처가 가능하며, 실내의 상황을 감시하여 보안용으로 사용될 수 있는 장점이 있다.
도 6은 도 5a의 차량부의 상태의 예를 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 차량(250)은 차량들과 레이싱 경기를 즐길 수 있는 경기장(600)에 위치할 수 있다.
온라인으로 접속하는 사용자들은 사업자가 운영하는 상기 경기장(600)의 상기 사업자가 온라인으로 임대하는 상기 차량들(250)을 상기 조종부(100)를 통해 제어하면서 상기 차량(250)들 간의 레이싱 게임을 즐길 수 있다. 따라서 해당 사용자들은 각각 상기 조종부(100)를 통해 운동을 하면서 상기 영상부(130) 및 상기 차량영상부(220)를 통해 상기 경기장(600)에서 레이싱 경기를 할 수 있는 흥미가 더해져서, 운동의 효율성을 높일 수 있다.
또한, 황사 및 우비와 같은 환경적인 요인으로 외부에서 운동을 즐기거나 실제차량으로 즐기기 힘든 레이싱 경기를 온라인으로 실제 차량과 비슷한 상기 차량(250)으로 즐길 수 있는 기회를 가질 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 상기 자전거 운동기구 시스템(10)은 직접 상기 차량(250)을 운전할 필요 없이 실내에서 상기 고정 자전거(160)의 구동으로 상기 차량(250)의 구동이 가능하고, 이와 함께 상기 고정 자전거(160)의 구동으로 인한 운동효과까지 얻을 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 영상부(130) 및 상기 차량영상부(220)를 통해 상기 차량(250) 주위의 환경을 시각적으로 파악할 수 있으며, 상기 진동부(143)를 통해 상기 차량(250)이 전달받는 충격들을 간접적으로 느낄 수 있어, 상기 차량(250)이 주행하고 있는 환경을 물리적인 자극으로 파악할 수 있고, 상기 마이크(225)와 상기 스피커(132)를 통해 상기 차량(250)의 주위환경을 청각적으로 감지할 수 있다.
한편, 상기 고정 자전거(160)는 상기 제1 및 제2 베어링들(170, 180)을 축으로 하여, 상기 고정 자전거(160)를 좌우로 기울일 수 있으며, 이러한 기울임을 통해 상기 사용자가 직접 자전거를 타고 좌우로 방향을 이동하는 자세를 취할 수 있는 조향구조를 제공하여 취향에 따라 조향방식을 다르게 선택할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 자전거 운동기구를 사용하여 무선으로 차량을 제어하고 운동효과를 제공하는 장난감 차량 원격제어용 자전거 운동기구 시스템은 가정, 병원, 피트니스클럽, 레이싱경기장 및 공공장소에서 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
10 : 자전거 운동기구 시스템 100 : 조종부
110 : 스위치부 120 : 자전거조향부
130 : 영상부 140 : 자전거구동부
150 : 자전거 송수신부 170 : 제1 베어링
180 : 제2 베어링 190 : 자전거프레임
200 : 차량부 210 : 센서부
220 : 차량영상부 230 : 제어부
240 : 송수신부 250 : 차량
600 : 경기장

Claims (10)

  1. 사용자가 탑승한 상태에서 지면에 고정된 고정 자전거를 포함하는 조종부, 및 상기 조종부와 무선으로 연결되어 제어되며 실제로 차량의 주행을 수행하는 차량부를 포함하며,
    상기 조종부는 사용자의 페달 구동 및 조향에 의해 발생된 구동신호 및 조향신호를 상기 차량부로 전달하여 상기 차량의 실제 주행 및 조향을 각각 제어하고,
    상기 차량부는 실제 주행에 따라 촬영된 상기 차량 주변 상황을 상기 조종부로 전달하여 사용자에게 실제 주행 환경을 제공하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 조종부는,
    상기 고정 자전거의 구동으로 구동신호 및 전력을 발생시키고 상기 차량으로부터 감지신호를 수신하여 진동을 발생시키는 구동부;
    상기 고정 자전거의 전면에 형성되어 사용자의 작동에 따라 해당하는 방향의 조향신호를 발생시키는 조향부;
    상기 조향부의 상부에 형성되어 영상신호를 수신하여 영상을 표시하고, 소리를 출력하는 영상부;
    상기 조향부에 부착되어 누르면 발광신호를 발생시키는 스위치부; 및
    상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여 상기 차량부로 송출하고, 상기 차량으로부터 상기 감지신호 및 상기 영상신호를 수신하여 상기 구동부 및 상기 영상부로 송출하는 자전거 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 구동부는,
    사용자의 회전에 따라 상기 구동신호를 발생시키는 구동페달;
    상기 구동페달의 동작을 상기 조종부의 전원으로 공급되는 전력으로 전환시키는 발전부; 및
    상기 감지신호를 수신하여 진동을 발생시키는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 조향부는,
    좌우로 회전시켜 상기 차량의 조향 및 제동을 제어하는 핸들; 및
    상기 핸들의 회전에 필요한 강도를 조정하는 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 영상부는,
    상기 영상신호를 수신하여 영상을 표시하는 모니터; 및
    상기 영상신호를 수신하여 소리를 출력하는 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 스위치부는 상기 차량의 방향지시등에 해당하는 방향지시등스위치 및 상기 차량의 경고등에 해당하는 경고등스위치를 포함하며, 상기 방향지시등스위치 또는 상기 경고등스위치를 누르면 상기 발광신호를 송출하여 상기 차량의 방향지시등 및 경고등을 제어하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 차량부는,
    상기 차량의 상태를 감지하여 감지신호를 발생시키는 센서부;
    상기 차량의 주변 상황을 촬영하고 녹음하여 영상신호를 발생시키는 차량영상부;
    상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하여 상기 차량의 구동을 제어하는 제어부; 및
    상기 감지신호 및 상기 영상신호를 상기 조종부로 송출하고 상기 자전거 송수신부로부터 상기 구동신호, 상기 조향신호 및 상기 발광신호를 수신하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 센서부는,
    상기 차량이 주행하는 지면의 충격들을 감지하는 타이어센서;
    상기 차량이 제동하는 경우 발생하는 충격을 감지하는 브레이크센서;
    상기 차량이 외부의 물체나 사람과 충돌하는 경우 발생하는 충격을 감지하는 충격센서;
    상기 차량의 연료량, 주행속도, 주행거리 및 주행가능거리들을 측정하는 계기판센서; 및
    상기 차량의 기울기를 측정하여 기울기정보를 포함하는 감지신호를 상기 조종부로 전송하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 차량영상부는 상기 차량의 전방을 촬영하는 전방카메라, 상기 차량의 후방을 촬영하는 후방카메라, 상기 차량의 측면을 촬영하는 측면카메라 및 상기 차량 주변의 소리를 녹음하는 마이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 차량의 구동을 제어하는 구동부, 상기 차량의 조향을 제어하는 조향부, 상기 차량의 기어를 제어하는 기어부 및 상기 차량의 전조등, 방향지시등, 경고등 및 실내등을 제어하는 발광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거 운동기구 시스템.
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