KR20160073269A - 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치 - Google Patents

무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트와 같이 사륜의 전륜이 프리휠(free-wheel)이고 후륜이 고정휠인 무동력 이동장치에 결합하는 탑승 장치에 있어서, 유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정할 수 있는 차륜 고정 벨트(11)를 포함하고, 차륜을 지지하기 위한 받침대가 복수로 형성된 차륜 수용부(10), 전동모터(21)와 배터리(22)에 의해 전동으로 구동되는 바퀴가 상기 차륜 수용부(10)의 외측으로 구비되는 구동륜(20), 사용자가 탑승할 수 있는 발판에 후륜(31)을 포함하는 구조의 탑승부(30), 상기 구동륜(20)의 가속 및 감속을 전자적으로 제어하기 위한 속도조정부(40)를 포함하여 구성되어,
유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정하여 수용하고 전동으로 구동하여 사용자가 탑승하여 운전할 수 있는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치가 개시된다.

Description

무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치 {Electric vehicle capable of carrying the rear wheel of un-powered transportation apparatus}
본 발명은 바퀴 사이즈가 다양한 유모차나 휠체어의 후륜을 수용하고 전동 모터를 통해 구동함으로써, 동력이 없는 이동장치를 밀면서 걷는 부담을 덜어 줄 수 있는 전동 탑승 장치에 관한 기술이다.
본 발명은 유모차나 휠체어의 후륜에 결합하는 전동 탑승장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유모차나 휠체어의 후면에 전동 구동장치를 장착하고 보호자가 탑승하여 발판을 앞뒤로 눌러 조작함으로써 전진과 후진을 제어할 수 있는 유모차에 관한 것이다.
일반적인 유모차나 휠체어는 자유회전이 가능한 전륜과 직선 주행만 가능하게 방향이 고정된 후륜으로 구성되며, 후면에서 보호자가 손잡이를 밀어 유모차를 앞쪽으로 나아가게 하거나 방향을 조작하게 된다. 유모차를 사용하게 되는 연령대의 아이들은 집안에만 오래 있어 답답함을 보호자에게 호소하고, 아이의 답답함을 해소해 주기 위해 아이를 태우고 산책을 나가기 위해 유모차를 사용하게 된다. 답답한 집안 보다는 시원한 외부가 더 상쾌하기 때문에 아이들은 좀처럼 집에 들어오기를 싫어하고, 한참을 산책한 후에야 아이가 잠에 들면 보호자는 유모차를 밀어 다시 집으로 돌아오는 경우가 많다. 이런 경우, 보호자는 적게는 몇 십분, 많게는 몇시간 동안 유모차를 밀어야 한다. 최근 보호자의 바른 허리자세를 고려한 유모차들이 등장하였지만, 한 두 시간 동안 유모차를 밀고 돌아다니다보면, 보호자는 허리의 통증을 호소하지 않을 수 없다. 이처럼 보호자가 오직 보행으로만 유모차를 밀어 산책을 하는 부담을 덜어주기 위해 전동 구동장치가 장착되는 유모차 형태에 대한 고민이 거듭되어 왔다. 대한민국등록실용신안 20-0248112호는 유모차 좌석의 하부에 배터리와 구동모터가 있고 밸트로 연결되는 바퀴위의 탑승발판에 보호자가 탑승하는 구조이다. 대한민국등록실용신안 20-0248112호는 삼륜 유모차의 후륜에 전동모터와 연결하여 구동력을 갖는 유모차에 관한 기술이며, 20-0437094호는 후륜 뒤쪽에 전동후륜이 추가되어 보호자가 탑승할 수 있는 구조이다. 이상의 기술들은 유모차에 전동 구동을 결합한 형태들인데, 전동 구동만을 위해 별도의 유모차나 휠체어를 구비하는 것이 다소 소모적이며, 전동 부착에 따라 차체의 부피가 커지기 때문에 실재적으로 활용되기에는 상당한 제한이 있다. 따라서, 기존의 유모차나 휠체어에 간단한 방법으로 결합되어 전동으로 구동할 수 있고, 사용하지 않을 때에는 접철하여 보관할 수 있다면, 활용 편이성이 한층 높아질 수 있을 것이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트의 후륜에 결합하여 전동 모터에 의해 구동할 수 있도록 하고, 사용자가 탑승할 수 있는 전동 탑승 장치의 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치는 유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정할 수 있는 차륜 고정 벨트를 포함하고 차륜을 지지하기 위한 받침대가 복수로 형성된 차륜 수용부, 전동모터와 배터리에 의해 전동으로 구동되는 바퀴가 상기 차륜 수용부의 외측으로 구비되는 구동륜, 사용자가 탑승할 수 있는 발판에 후륜을 포함하는 구조의 탑승부, 구동륜의 가속 및 감속을 전자적으로 제어하기 위한 속도조정부를 포함하여 구성된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은, 유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정하고 전동모터로 구동하도록 하며, 사용자가 탑승할 수 있도록 하여, 장시간 야외 산책 등을 통해 허리, 무릎, 어깨 등의 피로를 덜고, 유모차나 휠체어에 탄 사람이나 이를 밀어주는 보호자 모두 편안하게 야외 이동을 할 수 있으며, 나아가서 쇼핑카트와 같은 소화물 운송장치를 수납하면 물품 이송이나 다양한 산업적인 용도로도 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 사시도
도 2는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 구동륜 구조를 설명하기 위한 도면
도 3은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 차륜 결합 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 속도조정부를 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 안장부가 결합된 실시 예의 도면
도 6은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 조향을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 접철 및 휴대구조를 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 사시도이다. 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트와 같은 사륜의 무동력 이동장치들은 전륜이 프리휠(free-wheel)이고 후륜이 고정휠인 특징이 있다. 유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 차륜 고정 벨트(11)를 이용하여 고정하여, 차륜을 지지하기 위한 복수의 받침대가 형성된 차륜 수용부(10)에 고정하면 유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜은 더 이상 지면에 접촉되지 않고, 구동륜(20)이 차체의 후륜 역할을 대신하게 된다. 차륜의 직경이 작은 유모차나 쇼핑카트의 후륜이 차륜 수용부(10)에 연결된 상태에서 흔들리거나 빠지지 않도록 촘촘하게 지지하기 위한 차륜 추가 수용부(12)를 더 포함할 수도 있다. 차륜 추가 수용부(12)를 통해 직경이 작고 2열 한 세트로 구성된 유모차나 카트 등의 후륜을 더욱 안정적으로 수용할 수 있게 된다. 차륜 수용부(10)의 외측으로 구동륜(20)이 구비된다. 구동륜은 전동모터(21)와 배터리(22)에 의해 전동으로 구동되는 바퀴를 포함하여 형성된다. 구동륜(20)의 가속 및 감속을 전자적으로 제어하기 위해 속도조정부(40)가 구비되며, 다양한 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트의 손잡이를 감싸서 끼워 사용할 수 있도록 원형의 일부가 개방된 탄성재의 손잡이인 결합부(41)를 구비한다. 속도조정부(40)를 통해 제어 동작을 취하면, 전자신호를 처리하는 프로세서를 포함하는 컨트롤러(controller) 유닛이 배터리로부터 전원을 공급받아, 전동모터의 회전 속도를 제어하게 된다. 구동륜의 정지를 제어하기 위해서 브레이크를 더 구비할 수도 있다. 사용자가 탑승할 수 있는 발판에 후륜(31)을 포함하는 구조의 탑승부(30)는, 구동륜(20)의 방향전환을 용이하게 하기 위해, 좌우방향으로 회전 가능한 힌지 구조의 방향회전부(32)를 포함한다. 방향회전부(32)는 탑승부(30)를 회전하여 접철할 수 있도록 앞뒤 방향으로 회전 가능한 힌지 구조의 접철회전부(33)를 더 포함할 수 있다. 탑승부(30)는 또한, 안장부를 결합하도록 안장 결합홈(34)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 구동륜 구조를 설명하기 위한 도면이다. 구동륜(20)이 전동모터(21)에 직접 연결되거나, 허-브(hub)모터가 적용된 인-휠(in-wheel) 모터의 형태를 띌 수도 있지만, 한쌍의 구동륜 내측에 차륜을 수용하기 위한 공간을 형성하기 위해서는, 구동륜(20)의 바퀴가 전동모터(21)와 직접적으로 연결되지 않고 구동전달부(23)를 통해 회전력이 간접적으로 전달되는 것이 바람직하다. 구동전달부(23)는 기어, 크랭크, 연결 벨트(belt) 및 풀리(pulley), 연결 체인 및 체인기어 중 적어도 하나의 방법으로 회전력이 전달되는 것이 바람직할 것이다. 도 2의 실시 예에서는 수직방향으로 위치한 전동모터(21)가 연결기어(23a)를 통해 크랭크(23b)에 회전력을 전달하고, 크랭크는 회전전달벨트(23c)를 통해 구동륜과 연결된 회전전달풀리(23d)를 회전시키게 된다. 도면에서처럼 기어, 크랭크, 벨트, 풀리를 이용하면, 구동륜의 중심축으로부터 벗어나서 회전축을 형성함으로써, 구동륜 간의 공간을 최대한 활용하여 차륜 수용부를 형성할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 차륜 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다. 본 도면에서는 휠체어의 후륜을 결합하는 실시 예를 통해서 설명한다. 휠체어의 차륜(00)을 차륜 수용부(10)에 위치시켜 놓는다<a>. 휠체어의 차륜은 직경이 충분히 크지만, 그렇지 않은 유모차의 차륜은 차륜 추가 수용부(12)에 위치하여 놓는 것이 좋다. 구동륜(20)이 차륜 수용부(10)와 공간이 분리될 수 있도록 하고 바퀴를 보호하기 위해 덮개 형태인 구동륜 보호부(24)가 구동륜의 일부 또는 상당부를 둘러싼다. 차륜(00)의 상단을 차륜 고정 덮개(11a)로 덮으며, 차륜 고정 벨트(11)를 당겨서 고정한다<b>. 차륜 고정 벨트(11)에는 일명 찍찍이라고 하는 벨크로 테이프(velcro tape)나 구멍에 버클을 끼우는 형태가 구비되면 손쉽게 결합하고 고정력을 유지하는데 바람직할 것이다. 차륜을 차륜 고정 벨트(11)로 단단히 당겨서 고정하면, 차륜이 차륜 수용부(10)에 의해 지지되면서 지면으로부터 c'만큼 떠서 고정된다<c>. 앞부분에 위치한 차체의 후륜 역할을 차륜(00) 대신 구동륜(20)이 대체하게 되는 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 속도조정부를 설명하기 위한 도면이다. 속도조정부(40)는 전원케이블(42)로 전동모터와 배터리에 제어신호를 전달하는 컨트롤러에 연결된다. 본 도면에서는 레버(lever) 형태의 스로틀(throttle) 방식을 예로 들었으나, 이에 한정하지는 않는다. 속도조절레버(40a)를 위쪽이나 아래쪽 방향으로 돌리면, 속도가 증가하거나 감소하도록 하여 속도를 제어하게 된다. 유모차나 휠체어 등 여러 종류의 굵기가 다른 손잡이 형태에 고정할 수 있도록 하기 위해 원형의 일부가 개방된 형태의 탄성이 있는 손잡이 결합부(41)를 손잡이에 끼울 수 있는 구조이다. 손잡이 결합부(41)를 끼운 상태에서 밀거나 당기는 손가락을 제외한 나머지 손가락으로 움켜쥘 수 있도록 손잡이 결합 덮개(41a)를 구비하여 조작을 용이하게 할 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 안장부가 결합된 실시 예의 도면이다. 탑승부에 구비된 안장 결합홈(34)에 안장부(50)를 결합한 형태이다. 안장부(50)는 안장포스트(51)로 안장 결합홈(34)에 끼워져 고정된다. 예시한 것처럼 차륜 수용부(10)위로 유모차나 휠체어, 쇼핑카트 등의 후륜을 들어 올려 위치하게 하여 고정하고, 그 손잡이를 쥐고 방향을 좌우로 조작하여 조향하게 된다. 앞부분에 결합된 유모차나 휠체어, 쇼핑카트 등의 전륜은 프리휠이고 후륜만이 고정휠이어서 방향 전환할 때 제어력을 갖는데, 이 후륜이 차륜 수용부(10)에 고정되면서, 구동륜(20)이 그 역할을 대신하게 된다. 차륜 수용부에 후륜이 단단히 고정되면서 차체의 손잡이를 좌우로 조작하면, 구동륜(20)이 좌우로 방향을 전환하게 된다.
도 6은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 조향을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 설명한 바와 같이 앞부분에 연결된 유모차나 휠체어, 쇼핑카트 등의 손잡이를 좌우 방향으로 틀면, 방향회전부(32)의 힌지 구조에 의해, 구동륜(20)이 향하는 방향으로 전동모터의 힘에 의해 전진하게 된다. <a>는 좌회전, <b>는 직진, <c>는 우회전할 때를 설명하고 있다. 앞에 연결된 차체의 전륜은 프리휠(free-wheel)이므로 전환하는 방향대로 회전되며, 탑승부(30)의 후륜(31)은 구동부(20)가 조향되는 방향을 따라 자동차의 후륜처럼 구동륜의 이동경로를 따라 가게 된다.
도 7은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 접철 및 휴대구조를 설명하기 위한 도면이다. 접철회전부(33)의 힌지구조를 통해 후미의 탑승부(30)를 앞쪽으로 접철할 수 있게 된다. 접철된 형태에서 탑승부(30)의 휴대 손잡이(35)를 잡고 들어올리면, 휴대하거나 운반할 때 편리하다. 탑승부(30)의 후륜(31) 직경이 차륜 수용부(10) 내측으로 포개어질 수 있는 크기라면, 접철된 형태에서 탑승부(30)가 차륜수용부에 포개어져서 부피를 최소화하고 휴대 편이성도 높일 수 있을 것이다.
도 8은 본 발명에 의한 전동 탑승 장치의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. <a>는 앞부분에 휠체어를 연결하여 사용자가 기립한 상태에서 사용하는 실시 예이다. 차체의 후륜이 큰 휠체어를 연결하는 경우에는 차륜을 고정하기 위한 차륜 고정 벨트를 최대한 풀어서 차륜을 끼운 후 단단히 고정하여야 한다. <b>는 차륜의 직경이 매우 작은 접이식 유모차를 결합한 실시 예이다. 차륜의 직경이 매우 작기 때문에, 차륜 추가 수용부에 차륜을 위치시키고, 차륜 고정 벨트를 최대한 줄여서 차륜을 끼운 후 고정하여 사용해야 한다. <c>는 안장부를 탑승부에 연결하여 사용자가 앉아서 운행하는 실시 예이다. 모든 실시 예에서 도시한 바와 같이, 앞부분에 결합된 유모차나 휠체어의 손잡이가 조향 핸들(steering-handle) 역할을 하므로, 별도의 방향 전환 장치 없이, 앞부분에 연결된 차체의 손잡이에 속도조정부를 끼워 조작하면서 속도를 조절하고, 손잡이를 좌우로 틀어서 차체의 진행 방향을 제어할 수 있는 것이다.
전술한 본 발명에 따른 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
00 : 차륜
10 : 차륜 수용부
11 : 차륜 고정 벨트
11a : 차륜 고정 덮개
12 : 차륜 추가 수용부
20 : 구동륜
21 : 전동모터
22 : 배터리
23 : 구동전달부
23a : 연결기어
23b : 크랭크
23c : 회전전달벨트
23d : 회전전달풀리
24 : 구동륜 보호부
30 : 탑승부
31 : 후륜
32 : 방향회전부
33 : 접철회전부
34 : 안장 결합홈
35 : 휴대 손잡이
40 : 속도조정부
40a : 속도조절레버
41 : 손잡이 결합부
41a : 손잡이 결합 덮개
42 : 전원케이블
50 : 안장부
51 : 안장포스트

Claims (10)

  1. 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트와 같이 사륜의 전륜이 프리휠(free-wheel)이고 후륜이 고정휠인 무동력 이동장치에 결합하는 탑승 장치에 있어서,
    유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정할 수 있는 차륜 고정 벨트(11)를 포함하고, 차륜을 지지하기 위한 받침대가 복수로 형성된 차륜 수용부(10);
    전동모터(21)와 배터리(22)에 의해 전동으로 구동되는 바퀴가 상기 차륜 수용부(10)의 외측으로 구비되는 구동륜(20);
    사용자가 탑승할 수 있는 발판에 후륜(31)을 포함하는 구조의 탑승부(30);
    상기 구동륜(20)의 가속 및 감속을 전자적으로 제어하기 위한 속도조정부(40);를 포함하여 구성되어,
    유모차나 휠체어, 쇼핑카트의 후륜을 고정하여 수용하고 전동으로 구동하여 사용자가 탑승하여 운전할 수 있는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탑승부(30)는 상기 구동륜(20)의 방향전환을 용이하게 하기 위해 좌우방향으로 회전 가능한 힌지 구조의 방향회전부(32);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 방향회전부(32)는 상기 탑승부(30)를 회전하여 접철할 수 있도록 앞뒤 방향으로 회전 가능한 힌지 구조의 접철회전부(33);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 차륜 수용부(10)가 차륜의 직경이 작은 유모차나 쇼핑카트의 후륜이 흔들리거나 빠지지 않도록 촘촘하게 지지하기 위한 차륜 추가 수용부(12);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동륜(20)의 바퀴가 전동모터(21)와 직접적으로 연결되지 않고, 구동전달부(23);를 통해 간접적으로 회전력이 전달되는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동전달부(23)는 기어, 크랭크, 연결 벨트(belt) 및 풀리(pulley), 연결 체인 및 체인기어 중 적어도 하나의 방법으로 회전력이 간접적으로 전달되는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 탑승부(30)가 안장부를 결합할 수 있도록 안장 결합홈(34);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 속도조절부(40)는 유모차나 휠체어, 쇼핑 카트 손잡이를 감싸도록 끼워 사용할 수 있도록, 원형의 일부가 개방된 탄성재의 손잡이 결합부(41);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 접철회전부(33)가 회전하여 접철된 형태에서, 휴대와 이동이 편리하도록 상기 탑승부(30)에 휴대 손잡이(35);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 구동륜(20)이 차륜 수용부(10)와 공간이 분리될 수 있도록 하고, 바퀴를 보호하기 위해, 덮개 형태인 구동륜 보호부(24);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 이동장치의 후륜 수용이 가능한 전동 탑승 장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109050638A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 罗文凤 脚踏电车以及利用脚踏电车驱动的超市专用电动购物车
KR102089800B1 (ko) * 2018-12-04 2020-03-16 한남대학교 산학협력단 전동 유모차
CN112109795A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 崔钟南 无动力车体用包括驱动单元的搭乘装置
CN113911242A (zh) * 2021-09-01 2022-01-11 上海奥令科电子科技有限公司 一种电动助力车及控制方法

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