KR20190076361A

KR20190076361A - 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치

Info

Publication number: KR20190076361A
Application number: KR1020170178096A
Authority: KR
Inventors: 강현일; 김용성; 김준엽
Original assignee: 한밭대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2019-07-02

Abstract

본 발명은 자전거 안장 뒤쪽에 일체형으로 자물쇠를 내장하는 형태로 이루어져 자전거와 안장의 도난을 방지하되 이중의 나사 잠금 방식을 통해 임의 해제를 방지하고 IoT 기술을 접목하여 소지한 단말기를 통해 간편하게 잠금 및 풀림이 이루어지도록 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치에 관한 것이다.

Description

안장설치형 스마트 자전거 잠금장치 {Smart Bike Lock in Saddle}

본 발명은 자전거 잠금장치에 관한 것으로, 자세하게는 자전거 안장 뒤쪽에 일체형으로 자물쇠를 내장하는 형태로 이루어져 자전거와 안장의 도난을 방지하되 이중의 나사 잠금 방식을 통해 임의 해제를 방지하고 IoT 기술을 접목하여 소지한 단말기를 통해 간편하게 잠금 및 풀림이 이루어지도록 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치에 관한 것이다.

자전거는 친환경 이동수단으로서의 역할 뿐 아니라 최근에는 운동기구로서 차량이나 원동기의 사용이 불가한 학생들로부터 레포츠를 즐기는 일반인들까지 널리 보급 및 사용되고 있으며, 이러한 자전거의 원활한 이용 및 장려를 위해 집 주변이나 각 지역단체에서 마련된 지하철역 또는 버스정류장 등 기타 공공장소에는 자전거 거치대가 구비되어 있다.

이러한 자전거는 누구나 쉽게 사용할 수 있고, 다른 이동수단에 비하여 무게가 가벼우며, 특히 아직 등록제가 활성화되지 않은 우리나라에서는 고유번호 등 인식을 위한 별도의 표시가 없어 도난이나 분실 가능성이 높다는 문제점이 있었다.

이에 자전거의 도난 및 분실을 방지하기 위해 별도로 마련된 와이어 형태의 전용자물쇠를 통해 주변의 다른 물체나, 자전거의 바퀴가 회전되지 않도록 자전거 케이스와 바퀴를 결속하는 것이 일반적이다.

하지만, 와이어로 프레임과 바퀴를 감은 후 자물쇠로 잠그는 잠금 과정과 자물쇠를 열쇠로 연후에 와이어를 정리하는 해제과정이 번거로운 불편이 있었고, 자전거의 케이스와 바퀴를 결속할 경우 자전거의 부품 가운데 하나인 안장만을 빼서 훔치는 경우도 적지않은 실정이다.

특히 이러한 상용의 자전거용 자물쇠는 잠금-해제를 위해 별도의 자물쇠뿐 아니라 이를 열기 위한 열쇠를 소지해야 하거나 구비된 숫자키를 이용하여 미리 설정된 비밀번호를 입력하여 풀어낼 수 있도록 하나 와이어 형태로서 비교적 강도가 낮아서 절단용 공구를 이용하여 끊어낼 수 있는 문제점이 있다.

이와 같은 케이스 외에도 세워둔 자전거가 도난당하는 상황은 매우 다양하며, 자전거의 도난현장을 바로 잡지 않는 이상 잃어버린 자전거를 다시 찾기는 매우 어려웠다.

공개특허공보 제10-2015-0127340호(2015.11.17)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 자전거 안장 뒤쪽에 설치되어 별도의 자물쇠를 소지하지 않고도 자전거의 도난을 효과적으로 방지하되 이중의 나사 잠금 방식을 통해 임의 해제를 방지하고 IoT 기술을 접목하여 소지한 단말기를 통해 간편하게 잠금 및 풀림이 이루어지도록 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 안장설치형 자전거 잠금장치에 있어서, 자전거 안장의 후측 하부에 부착되되, 내부에 공간이 형성된 도넛 형상으로 하측 일부가 제거되어 뒷바퀴의 일부가 중앙에 위치하도록 측면에서 감싸는 형태로 설치되는 케이스; 상기 케이스의 내부 공간에 대응하여 일부가 제거된 고리형상으로 상기 공간 내부에서 슬라이드 회전하며 상기 뒷바퀴의 휠 내측으로 삽입 가능하되, 한쪽면으로 제1톱니부가 연속 형성된 잠금고리; 상기 제1톱니부에 맞물려 회전하는 제1기어가 형성되어 전동방식의 회전을 통해 상기 잠금고리를 슬라이드 회전시키는 제1구동부; 전동방식의 회전을 통해 왕복운동을 하는 제2기어 및 상기 제2기어를 통해 왕복운동하며 상기 제1톱니부에 접촉하여 상기 잠금고리의 회전을 억제하는 제2톱니부가 형성된 제2구동부; 소형 배터리와, 인증된 외부 단말기와 근거리 무선통신이 이루어지는 제1통신부를 구비하며, 상기 제1통신부를 통해 수신되는 동작신호를 통해 상기 제1구동부 및 제2구동부를 제어하는 구동제어부를 구비하는 제1제어부; ; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치.

이때 상기 제1제어부는 자전거의 현재 위치를 산출하는 GPS모듈을 포함하는 위치감지부와, 상기 동작신호와 연계하여 자전거의 주차위치를 기준으로 임의이동을 감지하는 도난감지부와, 임의이동이 감지됨에 따른 경보음향을 출력하는 경보부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1통신부와 통신 가능한 제2통신부와, 잠금 및 해제를 위한 동작명령을 입력받는 인터페이스부와, 상기 위치감지부를 통해 얻은 자전거의 현재 위치를 확인 및 저장하는 위치저장부와, 상기 동작명령에 대응한 동작신호를 생성하여 상기 제2통신부를 통해 제1제어부로 송신하는 제2제어부를 구비하는 단말기; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 기본적으로 자전거 안장에 자물쇠 기능을 일체화한 것으로 별도의 자물쇠 소지에 따른 불편함 및 자물쇠의 분실을 비롯하여 자전거뿐 아니라 안장의 도난도 효과적으로 방지할 수 있다.

특히 자전거가 아닌 안장에 설치됨으로 인해 종래의 자전거 안장에 구성을 추가하는 형태로 비교적 저렴한 비용으로 교체 및 적용 가능하다.

또한, 스마트폰이나 리모컨을 통해 제어함으로 동작시 손에 이물질이 묻거나, 외부에 간섭이 발생하지 않아 편리한 사용이 이루어지게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설치 모습을 나타낸 제1사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설치 모습을 나타낸 제2사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 개념도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 설치 모습을 나타낸 제1사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 설치 모습을 나타낸 제2사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내부 구조를 나타낸 개념도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명은 기본적으로 자전거 안장(110) 하부에 설치되어 자전거 뒷바퀴(140)를 고정함으로 자전거와 함께 안장(100)의 도난도 방지할 수 있도록 구성되며, 자전거 안장(110)에 설치되는 케이스(10)와, 잠금과 해제 동작제어를 위한 단말기(60)의 주요 구성으로 이루어진다.

본 발명에서 언급되는 자전거는 앞바퀴(130), 뒷바퀴(140), 프레임(120) 및 안장(110)를 구비한 상용의 어떠한 형태의 자전거가 될 수 있으며, 주지관용의 구성이므로 발명의 취지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 자전거 구조에 대한 구체적이 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 종래의 자물쇠 역할을 하는 상기 케이스(10)는 상기 안장(110)의 하부에 설치된다.

구체적으로 상기 케이스(10)는 전체적으로 내부에 공간이 형성된 도넛 형상의 금속 재질의 구조체로서 자전거 안장(110)의 후측 하부에 비스듬하게 고정 설치되되, 하측 일부가 제거되어 뒷바퀴(140)의 일부가 중앙 측으로 삽입되는 형태로 위치할 수 있도록 감싸는 형태로 설치된다.

즉 내부에 공간(11)이 있는 튜브형태로 전체적으로 원 모양으로 휘어지며 하측이 개방되는 구조로 케이스가 구성되며, 케이스(10)의 개방된 부분이 뒷바퀴(140) 휠 일부를 감싸도록 안장(110) 하측 후단에 뒤쪽으로 경사진 형태로 설치되어 탑승자가 상기 안장(110)에 탑승시 접촉이 발생하지 않도록 하면서 상기 프레임(120)과 상기 안장(110)의 높낮이를 조절하는 시트포스트와 간섭이 발생하지 않도록 설치된다.

상기 케이스(10) 내부 공간(11)에는 케이스(10)와 동일한 형태로 휘어지며 일부가 제거된 고리형상으로 상기 공간(11) 내부에서 슬라이드 회전 가능한 금속제의 잠금고리(20)가 설치된다.

이때 잠금고리(20)의 개방부가 상기 케이스(10)의 개방부에 위치하도록 함으로 뒷바퀴(140)의 휠이 케이스(10) 중앙 측으로 삽입될 수 있고 이러한 상태에서 상기 잠금고리(20)가 회전함에 따라 잠금고리(20)의 개방부가 케이스(10) 내측으로 위치하며 뒷바퀴(140) 휠이 케이스(10) 중앙에 갇힌 형태로 이탈이 방지된다.

또한, 상기 잠금고리(20)의 한쪽면으로 제1톱니부(21)가 연속 형성되어 이를 통해 후술되는 제1구동부(30)를 통한 잠금고리(20)의 전동회전이 이루어지게 된다. 상기 제1톱니부(21)는 잠금고리(20)의 외측, 내측, 측면 어느 곳에도 형성될 수 있으며 첨부된 도면에서는 바람직한 실시예로 잠금고리(20) 외측에 제1톱니부(21)가 형성된 모습을 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.

상기 케이스(10)의 일측에는 서보모터와 함께 상기 제1톱니부(21)에 맞물려 회전하는 제1기어(31)가 형성되어 전동방식의 회전을 통해 상기 잠금고리(20)를 슬라이드 회전시키는 제1구동부(30)가 설치된다. 즉 상기 서보모터가 상기 케이스(10) 외측에 설치된 상태에서 서보모터의 구동축에 형성된 제1기어(31)가 상기 케이스(10)를 관통하는 형태로 내부의 제1톱니부(21)에 치합되도록 구성되어 구동축의 정·역방향 회전에 따라 상기 잠금고리(20)의 정·역방향 회전이 이루어지며 케이스(10) 하측의 개방부를 개폐하게 된다.

이와 같은 구조에서 견고한 잠금 상태 유지를 위해 제1구동부(30)가 정지한 상태에서는 상기 잠금고리(20)의 임의 회전이 발생하지 않도록 일종의 브레이크 역할을 하는 제2구동부(40)가 구비된다.

상기 제2구동부(40)는 제1구동부(30)와 마찬가지로 기본적으로 서보모터를 구비하며 구비된 서보모터의 회전을 왕복운동으로 변환하는 제2기어(41) 및 상기 제2기어(41)를 통해 왕복운동하며 상기 제1톱니부(21)에 접촉하여 상기 잠금고리(20)의 회전을 억제하는 제2톱니부(41)로 이루어지게 된다.

상기 제2기어(41)는 다양한 방식으로 구성할 수 있으며, 대표적으로 레크·피니언 기어나 웜기어의 구조를 채용할 수 있다. 이를 통해 제1구동부(30)의 동작 중에서는 상기 제2톱니부(41)가 상기 제1톱니부(21)로부터 떨어져 상기 잠금고리(20)가 슬라이드 회전하되, 상기 제1구동부(30)의 정지시에는 상기 제2구동부(40)가 동작하여 상기 제2톱니부(41)가 상기 제1톱니부(21)에 밀착하며 외력에 의한 잠금고리(20)의 회전을 방지하게 된다.

이와 같은 제1구동부(30) 및 제2구동부(40)의 구성에 대응하여 구동을 위한 전원을 공급하는 소형 배터리(51)를 비롯하여 앞서 언급한 프로세스에 의해 제1구동부(30) 및 제2구동부(40)를 제어하기 위한 구동제어부(56)를 구비한 제1제어부(50)가 구성된다.

물론 이와 같은 제1제어부(50)를 구성함에 있어, 사용자가 제1구동부(30) 및 제2구동부(40)를 제어하기 위한 수단으로 별도의 물리적인 키(Key)를 구비하여 이를 통해 동작할 수도 있으나, 이는 실질적으로 종래와 동일한 방식으로 키 소지 및 사용에 따른 번거로움을 비롯하여 키 분실의 위험성이 있음에 따라 리모컨이나 특히 통상적으로 소지하게 되는 단말기(60)를 활용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 단말기(60)는 휴대전화와 같이 사용자가 상시 소지하게 될 다양한 단말기로서 기본적으로 근거리 무선통신을 위한 제2통신부와 함께 동작명령 입력을 위한 인터페이스부와 제반 동작신호의 처리를 위한 프로세서를 구비한 단말기로서, 스마트폰이나 이와 동등한 기능을 갖는 다양한 수단이 적용될 수 있다.

구체적으로 상기 제1제어부(50)는 배터리(51)와 함께 인증된 외부 단말기와 근거리 무선통신이 이루어지는 제1통신부(52)와, 상기 제1통신부(52)를 통해 수신되는 동작신호를 통해 상기 제1구동부(30) 및 제2구동부(40)를 제어하는 구동제어부(56)를 구비한다.

상기 제1통신부(52)는 스마트폰과 같은 단말기에 기본적으로 구비된 블루투스나 와이파이 통신모듈로 이루어져 단말기(60)로부터 상기 잠금고리 회전을 통한 잠금 또는 해제를 위한 구동신호를 수신하게 되며, 상기 구동제어부(56)는 앞서 언급한 바와 같이 제1구동부(30)의 동작상태에서는 상기 제2톱니부(41)가 상기 제1톱니부(21)로부터 떨어지도록 하고 상기 제1구동부(30)의 정지시에는 상기 제2톱니부(41)가 상기 제1톱니부(21)에 밀착되며 회전을 방지하는 동작을 기본으로 사용자 의도에 따라 상기 잠금고리 회전을 통한 잠금 또는 해제가 이루어질 수 있도록 제어한다.

이와 더불어 자전거가 다른 탈것(이동수단)에 비해 상대적으로 가벼워 건장한 성인이 들어올려 트럭 등 차량에 싣는 방식으로도 도난이 이루어질 가능성이 있음에 따라 도난상황을 판단하여 현장에서 경보를 출력함으로 도난을 방지할 수 있도록 하는 구성으로 본 발명의 실시예에서는 상기 제1제어부(50)는 위치감지부(53)와, 도난감지부(54)와, 경보부(55)의 구성이 추가된다.

상기 위치감지부(53)는 자전거의 현재 위치 및 위치변화를 산출하는 구성으로 기본적으로 GPS모듈을 포함하여 위치를 산정하도록 하되, 지자기센서나 동작센서를 부가함으로 더욱 정확한 위치 및 변화를 산출할 수 있게 된다.

상기 도난감지부(54)는 상기 동작신호와 연계하여 자전거의 주차위치를 기준으로 임의이동을 감지하는 구성으로, 기본적으로 자전거 사용 및 주행중인 상태를 제외한 주차상태 즉 상기 동작신호를 기준으로 케이스(10) 및 잠금고리(20)를 통해 자전거 뒷바퀴(140)가 고정된 상태에서 자전거의 임의 위치이동 발생시 도난상황으로 판단하게 된다.

상기 경보부(55)는 상기 도난감지부(54)를 통해 자전거의 임의이동이 감지됨에 따라 주위에서 쉽게 인지할 수 있도록 일정 데시벨 이상의 경보음향을 출력하는 버저의 구성으로, 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1통신부(52)를 통해 사용자가 소지한 단말기와 신호연계가 가능함에 따라 이러한 도난상황을 단말기(60)로 전송하여 경보가 울리도록 할 수도 있다.

사용자가 소지하게 될 상기 단말기(60)에는 상기 제1통신부(52)와 동일한 통신모듈로 이루어져 상호 통신 가능한 제2통신부(61)와, 잠금 및 해제를 위한 동작명령을 입력받는 인터페이스부(62)와, 상기 위치감지부(53)를 통해 얻은 자전거의 현재 위치를 확인 및 저장하는 위치저장부(63)와, 상기 동작명령에 대응한 동작신호를 생성하여 상기 제2통신부(61)를 통해 제1제어부(50)로 송신하는 제2제어부(64)가 구비된다.

이때 앞서 언급한 바와 같이 상기 제1제어부(50)에 구비된 위치감지부(53)를 통해 자전거의 임의 이동뿐 아니라 주차된 위치를 전송받아 상기 위치저장부(63)에 저장함으로 다수의 자전거 거치대가 구비된 지역이나 대규모의 공공장소 등에서 자전거를 마지막에 둔 장소를 저장하여 다시 타고자 할 때 자전거의 위치를 쉽게 찾을 수 있도록 하거나 임의이동된 자전거의 위치를 확인할 수도 있다.

이러한 일련의 확인 과정은 단말기(60)에 구비된 입출력수단인 인터페이스부(62)를 통해 이루어지며, 이를 통해 잠금, 해제동작을 위한 동작명령을 쉽게 입력함으로 종래와 같이 직접 자물쇠를 풀거나 잠그는 일련의 행위 없이 간편하게 잠금, 해제가 이루어질 수 있다.

또한, 설명된 이러한 일련의 동작은 단말기에 설치된 애플리케이션을 통해 이루어질 수 있으며, 타인의 단말기를 통한 잠금, 해제가 이루어지지 않도록 인증된 단말기의 제2통신부(61)로부터의 동작신호만 제1제어부(50)에서 처리할 수 있도록 구성되어야 함은 당연하다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10: 케이스 11: 공간
20: 잠금고리 21: 제1톱니부
30: 제1구동부 31: 제1기어
40: 제2구동부 41: 제2기어
42: 제2톱니부 50: 제1제어부
51: 배터리 52: 제1통신부
53: 위치감지부 54: 도난감지부
55: 경보부 56: 구동제어부
60: 단말기 61: 제2통신부
62: 인터페이스부 63: 위치저장부
64: 제2제어부 100: 자전거
110: 안장 120: 프레임
130: 앞바퀴 140: 뒷바퀴

Claims

안장설치형 자전거 잠금장치에 있어서,
자전거 안장(110)의 후측 하부에 부착되되, 내부에 공간(11)이 형성된 도넛 형상으로 하측 일부가 제거되어 뒷바퀴(140)의 일부가 중앙에 위치하도록 측면에서 감싸는 형태로 설치되는 케이스(10);
상기 케이스(10)의 내부 공간에 대응하여 일부가 제거된 고리형상으로 상기 공간(11) 내부에서 슬라이드 회전하며 상기 뒷바퀴(140)의 휠 내측으로 삽입 가능하되, 한쪽면으로 제1톱니부(21)가 연속 형성된 잠금고리(20);
상기 제1톱니부(21)에 맞물려 회전하는 제1기어(31)가 형성되어 전동방식의 회전을 통해 상기 잠금고리(20)를 슬라이드 회전시키는 제1구동부(30);
전동방식의 회전을 통해 왕복운동을 하는 제2기어(41) 및 상기 제2기어(41)를 통해 왕복운동하며 상기 제1톱니부(21)에 접촉하여 상기 잠금고리(20)의 회전을 억제하는 제2톱니부(41)가 형성된 제2구동부(40);
소형 배터리(51)와, 인증된 외부 단말기와 근거리 무선통신이 이루어지는 제1통신부(52)를 구비하며, 상기 제1통신부(52)를 통해 수신되는 동작신호를 통해 상기 제1구동부(30) 및 제2구동부(40)를 제어하는 구동제어부(56)를 구비하는 제1제어부(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치.
제1항에 있어서,
상기 제1제어부(50)는 자전거의 현재 위치를 산출하는 GPS모듈을 포함하는 위치감지부(53)와, 상기 동작신호와 연계하여 자전거의 주차위치를 기준으로 임의이동을 감지하는 도난감지부(54)와, 임의이동이 감지됨에 따른 경보음향을 출력하는 경보부(55)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치.
제2항에 있어서,
상기 제1통신부(52)와 통신 가능한 제2통신부(61)와, 잠금 및 해제를 위한 동작명령을 입력받는 인터페이스부(62)와, 상기 위치감지부(53)를 통해 얻은 자전거의 현재 위치를 확인 및 저장하는 위치저장부(63)와, 상기 동작명령에 대응한 동작신호를 생성하여 상기 제2통신부(61)를 통해 제1제어부(50)로 송신하는 제2제어부(64)를 구비하는 단말기(60); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안장설치형 스마트 자전거 잠금장치.