KR20200020976A

KR20200020976A - 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차

Info

Publication number: KR20200020976A
Application number: KR1020207004614A
Authority: KR
Inventors: 종위안 천; 쉰지안 지; 빈 투; 이남 이브라힘
Original assignee: 나인보트 (베이징) 테크 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2020-02-26
Also published as: JP2019527565A; KR102115844B1; RU2722466C1; KR102080687B1; RU2703783C1; US20190256163A1; KR102115845B1; JP6709292B2; EP3459604A1; WO2019019905A1; EP3459604A4; KR20190013708A; KR20200020975A

Abstract

본 발명의 실시예는 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차를 제공하며, 상기 롤러 스케이팅 장치는 발판, 하나 이상의 접지 부재, 제1 센서, 하나 이상의 구동 부재, 및 제1 제어기를 포함한다. 상기 발판은 상기 제1 센서 및 상기 접지 부재에 커플링되며, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재에 커플링되고, 상기 제1 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 구동 부재에 커플링된다. 상기 발판은 한 발로 서도록 구성되고, 한 발로 서 있을 때 앞 또는 뒤로 틸팅하며; 상기 하나 이상의 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 작동되도록 구성되고; 상기 제1 센서는 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하도록 구성되며; 상기 하나 이상의 구동 부재는 상기 접지 부재의 작동을 제어하고 상기 롤러 스케이팅 장치 전체의 균형 상태를 유지하는 출력 신호를 생성하도록 구성되고; 상기 제1 제어기는 상기 자세에 따라 상기 출력 신호의 생성을 제어하여, 전동 균형차의 사용자 경험을 향상시킨다.

Description

롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차 {ROLLER-SKATING DEVICE AND ELECTRIC BALANCE VEHICLE}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 출원일자가 2017년 7월 27일이고, 출원 번호가 201710626491.4호이며, 발명의 명칭이 "롤러 스케이팅 장치"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하고, 본 출원은 출원일자가 2017년 7월 27일이며, 출원 번호가 201710625533.2호이고, 발명의 명칭이 "전동 균형차"인 중국 특허 출원의 우선권을 주장하며, 상기 중국 특허 출원들의 모든 내용은 본 명세서에 인용된다.

본 발명의 실시예는 롤러 스케이팅 또는 보행 대체 도구의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차에 관한 것이다.

롤러 스케이팅 신발은 오락 도구 또는 보행 대체 도구로서, 주로 속도형, 제어형으로 나뉠 수 있다. 하지만, 이 두 종류의 롤러 스케이팅 신발은 신발 본체와, 신발 밑창에 장착된 휠 캐리어(wheel carrier), 및 복수개의 롤러를 포함하는 기본적으로 동일한 구조를 갖는다. 상이한 점이라면 사용 목적이 다름에 따라 롤러의 개수, 크기 및 배열에 차이가 있는 것이다. 사용 과정에서, 스케이팅은 발구름(pedaling) 동작과 같은 사용자의 인력 구동에 의해 이행된다. 이에 따라, 일정한 제한성이 존재하고 오랫동안 사용하면 신체적인 피로도 쉽게 느낀다. 더구나 스케이팅 과정에서, 롤러 스케이팅 신발에 서서 균형을 유지하여야 하기 때문에, 사용자에 대한 요구가 비교적 높으므로, 결국 롤러 스케이팅 신발의 사용자 경험이 떨어진다.

이에 따라, 본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차를 제공하여 종래 기술에서의 기술적 결함을 극복하거나 완화하는 것이다.

본 발명의 실시예는, 발판(footboard), 하나 이상의 접지 부재, 제1 센서, 하나 이상의 구동 부재, 및 제1 제어기를 포함하는 롤러 스케이팅 장치를 제공한다. 상기 발판은 상기 제1 센서 및 상기 하나 이상의 접지 부재에 커플링되며, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재에 커플링되고, 상기 제1 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 구동 부재에 커플링된다. 상기 발판은 한 발로 서도록 구성되고, 한 발로 서 있을 때 앞 또는 뒤로 틸팅한다. 상기 하나 이상의 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 작동되도록 구성된다. 상기 제1 센서는 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하도록 구성된다. 상기 하나 이상의 구동 부재는 상기 접지 부재의 작동을 제어하고 상기 롤러 스케이팅 장치 전체의 균형 상태를 유지하는 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 제1 제어기는 상기 자세에 따라 상기 출력 신호의 생성을 제어하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예는, 적어도 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치를 포함하는 전동 균형차를 제공한다. 인접된 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에는 이들 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 일체인 접지 부재로 조립하기 위한 연결 부재가 설치된다.

상기 기술적 해결수단으로부터 알 수 있다시피, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 발판은 상기 제1 센서 및 상기 접지 부재에 커플링되고, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재에 커플링되며, 상기 제1 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 구동 부재에 커플링되고; 여기서, 상기 발판은 한 발로 서도록 구성되고, 한 발로 서 있을 때 앞 또는 뒤로 틸팅하며; 상기 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 작동되도록 구성되며; 상기 제1 센서는 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하도록 구성되고; 상기 구동 부재는 상기 접지 부재의 작동을 제어하고 상기 롤러 스케이팅 장치 전체의 균형 상태를 유지하는 출력 신호를 생성하도록 구성되며; 상기 제1 제어기는 상기 자세에 따라 상기 출력 신호의 생성을 제어하도록 구성된다. 또한, 적어도 두 개의 롤러 스케이팅 장치는 연결 부재에 의해 하나의 전동 균형차로 조립되고, 이로써 본 발명은 인력 구동에 의해 이행된 롤러 스케이팅으로 인한 신체적 피로를 방지한다. 덧붙여, 롤러 스케이팅 과정에서, 장치 자체로서 균형 상태를 유지할 수 있으므로, 운전자에게 요구되는 작동 기술이 비교적 낮아 사용자 경험을 향상시킨다. 다시 말하면 전체적으로 향상된 사용자 경험을 갖는 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차를 제공한다.

본 발명의 실시예 또는 종래 기술에서의 기술적 해결수단을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 이하에서는 실시예 또는 종래 기술의 설명에 사용되는 도면에 대하여 간단하게 설명할 것이다. 하기 설명에서의 도면은 본 발명의 실시예들 중 일부 실시예일 뿐이고, 당업자가 이러한 도면에 의해 다른 도면을 더 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도들이다.
도 3c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정 베이스를 대체할 수 있는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제7 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도들이다.
도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 국부적인 개략도이다.
도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 제어 원리 개략도이다.
도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 보조 접지 부재가 설치된 구조의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 조향 제어 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 12 내지 도 16은 각각 본 발명의 제12 실시예 내지 제16 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다.
도 17은 본 발명의 제17 실시예에 따른 연결 부재 양단의 세부 개략도이다.
도 18은 본 발명의 제18 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다.
도 19는 본 발명의 제19 실시예에 따른 연결 부재 양단의 세부 개략도이다.

물론, 본 발명의 실시예를 실시하기 위한 임의의 기술적 해결수단은 상기 모든 장점을 동시에 구현할 필요는 없다.

당업자가 본 발명의 실시예에서의 기술적 해결수단을 더 잘 이해할 수 있게 하기 위해, 본 발명의 실시예의 도면에 결부하여, 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결수단을 명확하고 완전하게 설명할 것이다. 설명된 실시예는 본 발명의 일부 실시예일 뿐이며 전체 실시예가 아님은 분명하다. 본 발명의 실시예에 기반하여 당업자가 획득한 모든 다른 실시예들은 본 발명의 실시예의 보호 범위 내에 속한다.

이하에서는, 본 발명의 실시예의 도면에 결부하여, 본 발명의 실시예의 구체적인 구현을 더욱 설명한다.

상기 기술적 해결수단에 따르면, 본 발명의 실시예에서, 발판은 제1 센서 및 하나 이상의 접지 부재에 커플링되고, 상기 접지 부재는 구동 부재에 커플링되며, 제1 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 구동 부재에 커플링되고; 여기서, 상기 발판은 한 발로 서도록 구성되고, 또한 한 발로 서 있을 때 앞 또는 뒤로 기울며; 상기 하나 이상의 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 작동되도록 구성되고; 상기 제1 센서는 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하도록 구성되며; 상기 하나 이상의 구동 부재는 상기 접지 부재의 작동을 제어하고 상기 롤러 스케이팅 장치 전체의 균형 상태를 유지하는 출력 신호를 생성하도록 구성되고; 상기 제1 제어기는 상기 자세에 따라 상기 출력 신호의 생성을 제어하도록 구성된다. 또한, 적어도 두 개의 롤러 스케이팅 장치는 연결 부재에 의해 하나의 전동 균형차로 조립되고, 이로써 본 발명은 인력 구동에 의해 이행된 롤러 스케이팅으로 인한 신체적 피로를 방지한다. 덧붙여, 롤러 스케이팅 과정에서, 장치 자체로서 균형 상태를 유지할 수 있으므로, 운전자에게 요구되는 작동 기술이 비교적 낮아 사용자 경험을 향상시킨다. 다시 말하면 전체적으로 향상된 사용자 경험을 갖는 롤러 스케이팅 장치 및 전동 균형차를 제공한다.

본 발명의 하기 실시예에서, 상기 제1 센서는 구체적으로 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하여 피치 감지 데이터를 생성하고, 상기 제1 제어기는 구체적으로 상기 피치 감지 데이터에 따라 상기 발판의 현재 피치각을 결정한다. 상기 제1 제어기가 상기 구동 부재의 출력 신호를 제어할 경우, 구체적으로 상기 발판의 예상 피치각 및 현재 피치각에 의해 상기 구동 부재의 출력 신호를 제어하며, 예를 들어 상기 발판의 예상 피치각 및 현재 피치각 사이의 각도 차(angle difference)에 따라 제어한다.

하기에서 구체적인 롤러 스케이팅 신발 형태로 상기 롤러 스케이팅 장치를 구현하여 예시적으로 설명할 것이다. 하지만, 롤러 스케이팅 신발은 롤러 스케이팅 장치를 구현하는 유일한 형식이 아니며, 상기 롤러 스케이팅 장치는 손에 적용되는 롤러 스케이팅을 위한 제품 형태, 또는 장애인에 적용되는 롤러 스케이팅을 위한 임의의 제품 형태로도 제조될 수 있다.

더 나아가, 하기 실시예에서 상기 접지 부재는 예시적으로 바퀴이고, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 롤링된다. 조향을 제어할 경우, 바퀴의 회전 속도를 제어하여 조향을 제어하기 위한 회전 속도 차(rotation speed difference)를 생성한다.

그러나, 다른 실시예에서, 상기 접지 부재는 바퀴에 제한되지 않고, 지면과 실질적으로 물리적 접촉을 형성할 수 있는 다른 임의의 적당한 구조일 수도 있다. 예를 들어, 아이스 스케이트 또는 스키와 같은 용도에 적용되면, 상기 접지 부재는 평판 형상에 유사한 구조일 수 있으며, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에 슬라이딩 된다. 덧붙여, 바퀴는 반드시 원형인 것이 아니며, 바퀴가 원형이 아닐 경우, 바퀴와 접촉면이 적합한 물리적 접촉을 형성하도록 접촉면을 적당하게 개조할 수 있다.

더 나아가, 하기 실시예에서 상기 제1 센서는 구체적으로 자이로스코프일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 상기 발판 상의 운전자의 자세를 감지하고 피치 감지 데이터가 생성할 수 있기만 하면 된다. 하기 실시예에서 제1 센서는 도시되지 않는다.

더 나아가, 하기 실시예에서 상기 구동 부재는 구체적으로 모터일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 상기 접지 부재를 구동시켜 작동시킬 수 있으며 구체적인 용도에 따라 구현될 수 있으면 된다. 상기 구동 부재가 모터일 경우, 상기 구동 부재의 출력 신호는 상기 구동 부재의 출력 토크이다.

제1 실시예(단독 접지 부재)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 롤러 스케이팅 신발과 같은 구체적인 제품 형태로 롤러 스케이팅 장치를 구현할 경우, 롤러 스케이팅 신발은 구체적으로 상기 발판(101), 접지 부재(102), 모터(도 1에 도시되지 않음), 제1 제어기(도 1에 도시되지 않음)를 포함한다. 상기 발판(101)은 운전자가 한 발로 서도록 구성되며, 상기 접지 부재(102)의 개수는 구체적으로 하나인데, 즉 운전자는 상기 롤러 스케이팅 신발을 통해 지면과 단지 하나의 접촉점을 형성한다. 이에 대응하여, 상기 구동 부재의 개수는 하나이다.

구체적으로, 롤러 스케이팅 신발의 전체적인 구조가 비교적 콤팩트하도록, 상기 구동 부재는 상기 접지 부재(102)의 허브 내에 직접 내장될 수 있다.

그러나, 롤러 스케이팅 신발의 전체적인 구조의 콤팩트를 고려하지 않거나 중점적으로 고려하지 않는다면, 상기 구동 부재를 내장 방식으로 상기 접지 부재(102)의 허브 내에 설치하지 않을 수도 있으며, 구동 부재는 예를 들어 고정 마운트 또는 다른 유사한 구조에 의해 발판(101)의 아래쪽 위치에 직접 설치될 수 있다.

제2 실시예(근거리로 설치된 두 개의 접지 부재(102a, 102b))

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 상기 제1 실시예와 상이한 점은, 상기 접지 부재의 개수는 두 개이며, 각각 접지 부재(102a, 102b)이다. 접지 부재(102a, 102b)들 사이의 가로 방향 거리는 비교적 짧아 접지 부재들이 상기 발판(101)의 중심에 가까운 위치에 설치됨으로써, 운전자는 상기 롤러 스케이팅 신발을 통해 지면과 두 개의 접촉점을 형성하여 롤러 스케이팅 신발을 사용하는 어려움을 감소시킨다.

본 실시예에서, 상기 구동 부재의 전동축은 가로 방향으로 설치되고, 즉 롤러 스케이팅 신발이 주행하는 방향에 직각으로 되며, 상기 전동축의 양단에 각각 접지 부재(102a)와 접지 부재(102b)가 설치된다. 상기 구동 부재는 상기 접지 부재(102a)의 허브 내에 내장되고 전동축에 의해 상기 접지 부재(102a)와 직접적으로 연결되는 동시에 상기 구동 부재가 내장되지 않은 접지 부재(102b)에 커플링된다. 다시 말하면, 상기 구동 부재가 내장된 접지 부재(102a)는 롤러 스케이팅 신발의 주행 과정에서 구동 바퀴로 사용되고, 상기 구동 부재가 내장되지 않은 접지 부재(102b)는 피동 바퀴로 사용되는데, 상기 피동 바퀴는 상기 구동 바퀴의 회전에 의해 회전한다.

다른 실시예에서, 각 접지 부재의 작동이 개별적으로 제어될 수 있도록 상기 접지 부재(102a, 102b) 각각에 하나의 모터를 배치할 수도 있다.

제3 실시예(원거리로 설치된 두 개의 접지 부재(102a, 102b))

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제3 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도들이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 이전 실시예와 상이한 점은, 접지 부재(102a, 102b)가 각각 상기 발판(101)의 좌우 양측 가장자리에 가까운 위치에 설치되며, 즉 지면과 두 개의 접촉점을 형성하고 가로 방향 거리가 비교적 크므로, 롤러 스케이팅 신발을 사용하는 어려움을 더 감소시킨다.

제2 실시예와 유사하게, 접지 부재(102a, 102b)는 하나의 모터를 공용하고, 구체적으로 상기 구동 부재의 전동축을 가로 방향으로 설치하며, 즉 롤러 스케이팅 신발의 주행 방향에 직각으로 설치되고, 상기 전동축의 양단에 각각 상기 접지 부재(102a, 102b)가 설치된다. 상기 구동 부재는 어느 하나의 접지 부재(102a)의 허브 내에 내장되고, 전동축을 통해 상기 접지 부재(102a)와 직접적으로 연결되는 동시에 상기 구동 부재가 내장되지 않은 접지 부재(102b)에 커플링된다. 다시 말하면, 상기 구동 부재가 내장된 접지 부재(102a)는 롤러 스케이팅 신발의 주행 과정에서 구동 바퀴로 사용되고, 상기 구동 부재가 내장되지 않은 접지 부재(102b)는 피동 바퀴로 사용되는데, 상기 피동 바퀴는 상기 구동 바퀴의 회전에 의해 회전한다.

대체 가능하게, 다른 하나의 실시예에서, 상기 구동 부재의 개수는 두 개이고, 접지 부재(102a, 102b)에 각각 하나의 구동 부재가 배치됨으로써, 접지 부재(102a, 102b)의 회전 속도의 개별적 제어가 구현될 수 있다. 정상적인 주행 과정에서, 접지 부재(102a, 102b)의 회전 속도는 동일하다.

상기한 제1 실시예 내지 제3 실시예에서, 상기 접지 부재의 축 중심은 상기 발판(101)의 아래쪽에 위치하고, 상기 접지 부재는 전체적으로 상기 발판(101)의 아래쪽에 위치한다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 롤러 스케이팅 장치는 고정 베이스(100a)를 더 포함하고, 상기 접지 부재(102a, 102b)는 상기 고정 베이스(100a)에 커플링되며, 상기 고정 베이스(100a)는 상기 발판(101)의 하부 표면에 고정된다. 구체적인 용도에서, 접지 부재(102a, 102b)와 고정 베이스(100a)를 일체화시킨 다음, 고정 베이스(100a)를 발판(101)의 하부 표면에 고정시킬 수 있다. 고정 베이스(100a)는 수평 방향을 따라 상기 발판의 하부 표면에 고정된다.

다른 실시예에서, 상기 고정 베이스는 수직 방향을 따라 상기 발판의 하부 표면에 고정될 수도 있다. 상기 고정 베이스에는 홀 구조가 구비되며, 상기 모터의 전동축은 홀 구조를 관통한다. 동시에 상기 전동축의 양단에 각각 하나 또는 한 세트의 상기 접지 부재가 커플링됨으로써, 접지 부재는 전체적으로 상기 발판의 아래쪽에 설치된다.

다른 실시예에서, 다른 임의의 구조를 이용하여 상기 접지 부재(102a, 102b)를 최종적으로 상기 발판(101)에 커플링시킬 수도 있다. 도 3c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고정 베이스를 대체할 수 있는 개략도이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 퀵 릴리스(quick release) 구조(100b)를 통해 접지 부재(102a, 102b)가 발판의 하부 표면에 커플링된다.

제4 실시예(원거리로 설치된 두 개의 접지 부재(102a, 102b))

제3 실시예와 상이한 점은, 하기 도 4의 실시예에서 롤러 스케이팅 장치가 접지 부재(102a, 102b)를 포함할 경우 서로 간의 가로 방향 거리는 비교적 크고, 접지 부재(102a, 102b)의 축 중심은 상기 발판(101)의 아래쪽에 위치하지만, 접지 부재의 일부분은 상기 발판(101)을 넘어 위로 돌출된다.

제3 실시예에 따른 발판(101)을 전체적으로 아래로 이동시키면, 도 4에 도시된 바와 같이 제4 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략도를 얻는다.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구체적 구현 구조의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 롤러 스케이팅 장치인 롤러 스케이팅 신발은 하나의 접지 부재(102)를 포함한다. 상기 접지 부재(102)는 상기 발판(101)의 중심에 위치하며, 상기 접지 부재(102)의 허브 내에 모터가 설치된다. 모터의 전동축은 허브를 관통하여 설치되는 동시에 전동축(103)의 중간 부위에 가까운 위치에 제1 베어링 구조체(104)가 배치되고, 상기 베어링 구조체는 접지 부재(102)에 커플링됨으로써, 접지 부재(102)를 구동시켜 회전시킨다.

덧붙여, 도 5에서, 전동축의 양단에 각각 하나의 제2 베어링 구조체(105)가 설치될 수 있고, 전동축의 각 끝에 있는 베어링 구조는 발판(101)에 커플링됨으로써, 모터와 전동축이 전체적으로 발판(101)의 아래쪽에 설치된다.

도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구체적 구현 구조의 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 롤러 스케이팅 장치인 롤러 스케이팅 신발은 두 개의 접지 부재, 즉 접지 부재(102a, 102b)를 포함한다. 접지 부재(102a, 102b)는 각각 상기 발판(101)의 좌우 양측 가장자리에 가까운 위치에 설치된다. 접지 부재(102a, 102b)에는 각각 하나의 모터가 배치되고, 모터 및 전동축의 설치 방식은 도 5에 도시된 실시예를 참조할 수 있다.

도 1 내지 도 4의 실시예들과 상이한 점은, 도 5 및 도 6의 실시예에서 발판(101)은 직사각형이 아니라 양단이 원호로 되어 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제7 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 구조의 개략적인 구성도들이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 도 1에 도시된 실시예의 기초 상에 구속 유닛(108)이 추가된다. 상기 구속 유닛은 상기 발판에 설치되어, 상기 롤러 스케이팅 장치를 사용하는 운전자의 발 또는 발 윗부분을 고정한다. 선택 가능하게, 상기 구속 유닛은 벨크로 또는 잠금 버클을 구비한 구조이고, 상기 벨크로 또는 상기 잠금 버클에 의해 상기 롤러 스케이팅 장치를 사용하는 운전자의 발 또는 발 윗부분을 고정하여, 운전자가 롤러 스케이팅 신발에서 떨어지는 것을 방지한다. 발은 예를 들어 발등이고, 발 윗부분은 예를 들어 발목 또는 종아리이다.

더 나아가, 본 실시예에서, 롤러 스케이팅 장치는, 상기 발판(101)에 서는 한쪽 발의 발꿈치와 접촉하여 롤러 스케이팅 과정에서 한쪽 발을 상기 발판(101)에 고정시키기 위한 보호캡(109)을 포함한다. 보호캡의 구체적인 형상은 원호형일 수 있으며, 이로써 발꿈치와 밀접하게 맞춰져 안정적인 지지 작용을 제공한다.

본 실시예에서, 구속 유닛과 보호캡을 통해 운전자의 발에 후방 위치와 전방 위치에서 안정적인 작용을 제공하여, 운전자가 롤러 스케이팅 과정에서 롤러 스케이팅 신발에서 떨어져 다칠 위험을 효과적으로 방지한다.

더 나아가, 선택 가능하게, 본 발명의 임의의 일 실시예에서, 배터리실(106)을 더 포함하고, 상기 배터리실(106) 내에 배터리팩(107)이 설치된다. 상기 배터리팩(107)은 상기 구동 부재 및 다른 전기를 필요로 하는 구조 또는 회로에 전기를 공급한다. 구체적으로, 상기 발판(101)에는 중공 챔버가 구비되고, 상기 중공 챔버에는 상기 배터리실(106)이 설치된다.

도 8은 본 발명의 제8 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 국부적인 개략도이다. 본 실시예에서, 롤러 스케이팅 신발인 롤러 스케이팅 장치의 후방 부분에 배터리팩(107)이 설치된다. 구체적으로, 예를 들어, 배터리실이 보호캡(109)의 중공 챔버에 설치되며, 배터리팩(107)은 상기 배터리실 내에 설치된다.

다른 하나의 실시예에서, 도 8에 도시된 것과 달리, 배터리팩(107)을 운전자의 몸에 탑재한 다음, 외부 파워 코드에 의해 롤러 스케이팅 신발 중 전기 회로 또는 제1 제어기, 모터 등과 같은 부재에 연결시킨다.

도 9는 본 발명의 제9 실시예에 따른 롤러 스케이팅 장치의 제어 원리 개략도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 발판이 앞 또는 뒤로 기울어질 경우, 상기 제1 제어기는 상기 발판의 예상 피치각(θ*)과 현재 피치각(θ) 사이의 각도 차에 따라 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 토크의 크기를 제어한다. 구체적으로, 상기 발판의 현재 피치각속도(ω)와, 예상 피치각(θ*)과 현재 피치각(θ) 사이의 각도 차(θ_error)에 따라 구동 전기 신호를 생성하여, 상기 구동 부재의 출력 토크의 크기를 제어한다. 본 실시예에서, 구동 전기 신호는 예를 들어 구동 전압이고, 제1 제어기(또한 균형 제어기라고 함)는 예를 들어 PID제어기이다.

구체적으로, 롤러 스케이팅 장치는 제2 제어기(또한, 속도 제어기라고 함)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 제어기는 상기 구동 부재의 현재 회전 속도(V) 및 설정된 최대 회전 속도(V*)에 따라 상기 예상 피치각(θ*)을 결정하게 된다. 본 실시예에서, 제2 제어기도 예를 들어 PID제어기이다.

더 나아가, 제2 제어기는 상기 구동 부재의 현재 회전 속도(V)가 설정된 최대 회전 속도(V*)를 초과하는지의 여부를 판단하고, 만약 초과하면, 롤러 스케이팅 장치가 과속도 상태에 곧 들어갈 것을 나타내며, 이에 하나의 설정된 0이 아닌 예상 피치각(θ*)을 출력하고, 현재 피치각(θ)과 계산하여 각도 차(θ_error)를 얻으며, 제1 제어기는 상기 각도 차(θ_error)에 따라 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 토크를 제어하고, 최종적으로 상기 발판을 주행 방향의 반대 방향으로 기울게 하여, 상기 롤러 스케이팅 장치의 주행 속도를 제한함으로써 주행 속도의 상한값을 초과하지 못하도록 한다. 초과하지 않으면, 예상 피치각(θ*)은 0이고, 이에 각도 차(θ_error)를 얻으며, 제1 제어기는 다시 상기 각도 차(θ_error)에 따라 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 토크를 제어하고, 최종적으로 상기 발판이 동적으로 수평 상태가 되게 한다.

구체적으로, 롤러 스케이팅 장치는 상기 구동 부재의 현재 회전 속도를 감지하기 위한 제2 센서를 더 포함할 수 있다.

덧붙여, 일부 구체적인 용도에서, 구동 전기 신호를 생성할 때 현재 피치각속도를 고려하지 않을 수도 있다.

더불어, 일부 구체적인 용도에서, 상기 예상 피치각을 결정할 때 제2 제어기를 배치하지 않고, 제1 제어기를 반복 사용할 수도 있다. 즉, 제1 제어기는 상기 구동 부재의 현재 회전 속도(V) 및 설정된 최대 회전 속도(V*)에 따라 상기 예상 피치각(θ*)을 결정하게 될 수 있고, 상기 발판의 예상 피치각(θ*)과 현재 피치각(θ) 사이의 각도 차에 따라 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 토크의 크기를 제어하도록 배치될 수도 있다.

덧붙여, 구동 부재의 출력 신호는 다른 형식일 수도 있고, 출력 토크는 본 실시예에서는 예시적인 것이며, 상이한 구동 부재가 상이한 유형의 출력 신호를 가진다.

다른 구체적인 용도에서, 제2 제어기가 구비되면, 상기 제2 제어기는 제1 제어기로 재사용될 수도 있다. 즉, 제2 제어기는 상기 구동 부재의 현재 회전 속도(V) 및 설정된 최대 회전 속도(V*)에 따라 상기 예상 피치각(θ*)을 결정하게 될 수 있고, 상기 발판의 예상 피치각(θ*)과 현재 피치각(θ) 사이의 각도 차에 따라 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 토크의 크기를 제어하도록 배치될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제10 실시예에 따른 보조 접지 부재가 설치된 구조의 개략도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 실시예의 기초 상에 발판(101)의 전방 및 후방에 각각 하나의 보조 접지 부재(110a, 110b)를 설치하고, 앞으로의 틸팅과 뒤로의 틸팅의 최대 각도를 각각 제한한다.

본 실시예에서, 구체적으로, 발판(101)의 아래쪽에 고정 블록(111)을 설치할 수 있고, 보조 접지 부재(110a) 또는 보조 접지 부재(110b)는 고정 블록(111)에 고정된다.

도 10을 참조할 수 있는데, 도 1에 도시된 실시예를 제외한 다른 롤러 스케이팅 장치의 기초 상에 보조 접지 부재가 추가될 수 있다.

덧붙여, 보조 접지 부재의 개수는 제한되지 않으며, 예를 들어 일부 용도에서, 발판의 전방에만 보조 접지 부재를 설치하거나, 발판의 후방에만 보조 접지 부재를 설치한다. 전방 또는 후방에 설치된 보조 접지 부재의 수량도 제한되지 않으며, 복수개를 한 세트로 설치할 수 있다.

보조 접지 부재가 구비될 경우, 쉽게 구분하기 위하여, 전술된 실시예에서의 접지 부재는 메인 접지 부재라고도 불리고, 상기 메인 접지 부재의 롤링 원주 길이는 상기 보조 접지 부재의 롤링 원주 길이보다 길다. 메인 접지 부재와 보조 접지 부재는 명칭 상의 예시일 뿐이고, 기술적인 작용으로 주행면(예를 들어 지면)과의 접촉점을 형성하기만 하면 된다.

본 실시예에서, 상기 보조 접지 부재는 상기 메인 접지 부재의 전방에 설치되어, 상기 발판이 앞으로 틸팅할 경우에 지면과 접촉함으로써 상기 발판의 앞으로 틸팅하는 최대 각도를 제한하고, 이에 따라 상기 출력 신호의 값이 설정된 제1 임계값을 초과하지 않도록 제어한다. 상기 보조 접지 부재는 전체적으로 상기 발판의 아래쪽에 위치된다. 구체적으로, 상기 발판의 하부 표면에는 전방 포크(fork) 구조가 설치되고, 상기 보조 접지 부재는 상기 전방 포크 구조에 의해 상기 발판의 아래쪽에 설치된다.

본 실시예에서, 상기 보조 접지 부재는 상기 메인 접지 부재의 후방에 구비되고, 상기 발판이 뒤로 틸팅할 경우에 지면과 접촉함으로써 상기 발판의 뒤로 틸팅하는 최대 각도를 제한하고, 이에 따라 상기 출력 신호의 값이 설정된 제2 임계값을 초과하지 않도록 제어한다. 상기 보조 접지 부재는 전체적으로 상기 발판의 아래쪽에 위치된다. 구체적으로, 상기 발판의 하부 표면에는 후방 포크 구조가 설치되고, 상기 보조 접지 부재는 상기 후방 포크 구조에 의해 상기 발판의 아래쪽에 설치된다.

덧붙여, 보조 접지 부재는, 발판이 틸팅하는 최대 각도를 제한하는 작용을 할 수 있음과 더불어, 스케이팅을 보조하는 작용도 할 수 있다.

상기한 실시예들에서, 롤러 스케이팅 장치는 모터의 전기 구동 상태로 작동될 수 있거나, 인력 구동 상태로 작동될 수도 있다.

조향하기 위하여, 조향 센서는 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지한다. 각각의 제3 제어기가, 제3 제어기에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 대응되는 구동 부재의 출력 신호를 제어하여, 제3 제어기에 대응되는 두 개의 접지 부재 사이에 하나의 롤러 스케이팅 장치의 조향을 위한 속도 차(예를 들어 제1 속도 차 및 제2 속도 차)를 형성하고, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 전체적으로 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 조향하기 위한 속도 차(예를 들어 제3 속도 차)를 형성한다.

구체적인 용도에서, 상기 조향 센서는, 조향 센서에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세를 감지하여 제1 조향 감지 데이터 및 제2 조향 감지 데이터를 생성한다. 제3 제어기는 각각의 상기 조향 센서에 의해 감지된 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 제1 조향 감지 데이터 또는 제2 조향 감지 데이터를 생성하게 되고; 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하며, 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하고; 상기 제1 조향 제어 명령어와 상기 제2 조향 제어 명령어에 따라 각자에 대응되는 두 개의 접지 부재에 대한 작동 제어를 수행하여, 두 개의 메인 접지 부재 사이에 조향을 제어하기 위한 제1 속도 차 및 제2 속도 차를 각각 생성하며, 전체적으로 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 조향을 제어하기 위한 제3 속도 차를 생성한다.

도 11은 본 발명의 제11 실시예에 따른 조향 제어 방법의 개략적인 흐름도이다. 본 실시예에서, 각각의 롤러 스케이팅 장치에 두 개의 압력 센서와, 직접 또는 간접적인 조향과 관련된 기술을 수행하도록 된 제3 제어기를 배치한 것을 예로 들어 설명한다. 구체적으로, 두 개의 롤러 스케이팅 장치는 연결 부재에 의해 함께 조립된다. 도 11에 도시된 바와 같이, 이의 조향 제어 방법은 하기와 같은 단계를 포함한다.

단계 S1101에서, 두 개의 압력 센서마다 감지되는 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 제1 압력 감지 데이터 및 제2 압력 감지 데이터를 각각 생성한다.

본 실시예에서, 상기 발의 자세는 상기 발판 상에 있는 운전자의 수평한 움직임이다.

단계 S1102에서, 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는데, 제1 조향 제어 명령어는 상기 제1 압력 감지 데이터에 따라 생성된다.

단계 S1103에서, 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는데, 제2 조향 제어 명령어는 상기 제2 압력 감지 데이터에 따라 생성된다.

상술한 바와 같이, 각각의 롤러 스케이팅 장치에는 두 개의 압력 센서가 배치되고, 하나의 압력 센서는 하나의 감지 데이터를 생성한다. 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는데, 두 개의 제1 조향 감지 데이터 사이의 차에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하며, 유사하게, 두 개의 제2 조향 감지 데이터 사이의 차에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성한다.

단계 S1104에서, 상기 제1 조향 제어 명령어와 상기 제2 조향 제어 명령어에 따라 각자 대응되는 두 개의 접지 부재에 대한 작동 제어를 수행하여, 두 개의 접지 부재 사이에 조향을 제어하기 위한 제1 속도 차 및 제2 속도 차를 각각 형성하고, 전체적으로 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 조향을 제어하기 위한 제3 속도 차를 형성한다.

본 실시예에서, 각각의 롤러 스케이팅 장치는 적어도 두 개의 바퀴를 포함하고, 조향될 때 각각의 롤러 스케이팅 장치는 자체적으로 터닝(turning)해야 함과 더불어, 두 개의 롤러 스케이팅 장치는 상대적으로 터닝해야 한다. 따라서, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 각각의 터닝을 실현하기 위하여, 각각의 롤러 스케이팅 장치의 두 개의 바퀴 사이에 회전 속도 차, 즉 제1 회전 속도 차 및 제2 회전 속도 차가 존재하며; 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이의 상대적인 터닝이 필요하고, 전체적으로 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 제3 회전 속도 차가 존재한다.

예를 들어, 구체적인 구현에 있어서, 왼쪽으로 조향하면, 바퀴의 회전 속도는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 점차 증가하고, 오른쪽으로 조향하면, 바퀴의 회전 속도는 왼쪽으로부터 오른쪽으로 점차 감소하여, 상기 제1 회전 속도 차, 제2 회전 속도 차, 및 제3 회전 속도 차를 형성한다.

본 실시예에 따른 제1 회전 속도 차 및 제2 회전 속도 차의 형성 원리는 상기 단일한 롤러 스케이팅 장치의 조향 제어를 위한 회전 속도 차와 유사하다.

대체 가능하게, 다른 하나의 실시예에서, 각각의 롤러 스케이팅 장치에 포함되는 조향 센서는 다른 유형일 수도 있다.

대체 가능하게, 또 다른 실시예에서, 상기 조향 센서는 조향축이고, 상기 조향축은 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지하여 제1 조향 감지 토크 및/또는 제2 조향 감지 토크를 생성한다. 따라서, 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제1 조향 감지 토크에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함하고; 및/또는 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제2 조향 감지 토크에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 조향축은 상기 롤러 스케이팅 장치의 주행 방향에 직각으로 배치된다.

대체 가능하게, 또 다른 실시예에서, 상기 조향 센서는 자이로스코프이고, 상기 자이로스코프는 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지하여 제1 각운동 감지 데이터 및/또는 제2 각운동 감지 데이터를 생성한다. 따라서, 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제1 각운동 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함하고; 및/또는 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제2 각운동 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 조향 센서에 의해 감지된, 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 수평한 움직임의 자세에 따라 제1 조향 제어 명령어 및/또는 제2 조향 제어 명령어가 생성된다.

대체 가능하게, 다른 하나의 실시예에서, 상기 롤러 스케이팅 장치의 발판의 좌우 양측에 상기 발판이 좌우로 틸팅할 수 있게 하는 스프링이 배치된다. 상기 조향 센서는 광전(photoelectric) 센서이며, 상기 광전 센서는 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지하여 상기 발판을 좌우로 틸팅되게 하여 제1 광전 감지 데이터 및/또는 제2 광전 감지 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제1 광전 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함하고; 및/또는 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계는 상기 제2 광전 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하는 단계를 포함한다.

두 개의 메인 접지 부재를 포함하는 단일한 롤러 스케이팅 장치에 있어서, 두 개의 메인 접지 부재의 회전 속도 차의 생성 원리는 하기와 같다. 상기 조향 센서에 의해 감지된 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 조향 감지 데이터를 생성하고; 상기 조향 감지 데이터에 따라 조향 제어 명령어를 생성하며; 상기 조향 제어 명령어에 따라 두 개의 상기 접지 부재를 제어하여, 상기 두 개의 접지 부재 사이에 조향을 제어하기 위한 회전 속도 차를 형성한다. 상기 조향 센서는 상기 광전 센서, 조향축 등일 수 있다.

상기한 실시예들의 기초 상에 적어도 하나의 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치된 유인 센서는 운전자가 상기 롤러 스케이팅 장치에 한 발로 서 있는지의 여부를 감지하고; 만약 서 있으면, 배치된 상기 조향 센서는 각 조향 센서에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세를 감지하여 상기 제1 조향 감지 데이터 및/또는 상기 제2 조향 감지 데이터를 생성한다.

상기 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에는 데이터 통신이 가능하고, 어느 하나의 롤러 스케이팅 장치가 제1 조향 감지 데이터를 생성할 경우, 다른 하나의 롤러 스케이팅 장치가 제2 조향 감지 데이터를 생성하도록 트리거링(triggering)하게 된다. 따라서, 트리거링하게 되는 상기 다른 하나의 롤러 스케이팅 장치에는 조향 센서를 배치하지 않을 수 있다.

본 실시예에서, 제1 제어기는 제3 제어기로 재사용된다. 개별적으로 제3 제어기를 추가하지 않으면, 제3 제어기로 상기 제1 제어기를 재사용함에 덧붙여, 제2 제어기를 제3 제어기로 재사용할 수 있다. 혹은, 개별적으로 제3 제어기를 추가하면, 제3 제어기는 제1 제어기 또는 제2 제어기로 재사용될 수 있다.

상기한 실시예들에서, 모터는 구체적으로 허브 모터(in-wheel motor)이지만, 다른 실시예에서, 모터는 고속 모터일 수도 있다. 상기한 실시예들에서, 바퀴에 커버를 더 배치할 수도 있다.

덧붙여, 다른 하나의 실시예에서, 각각의 상기 롤러 스케이팅 장치에 조향 센서가 포함되면, 각각의 상기 롤러 스케이팅 장치는 조향 센서, 발판, 제3 제어기 및 하나의 메인 접지 부재를 포함하고, 상기 조향 센서는 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지하며; 각각의 제3 제어기는 제3 제어기에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 대응되는 구동 부재의 출력 신호를 제어하여, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 전체적으로 조향하기 위한 속도 차를 형성한다.

구체적으로, 하나의 용도에서, 각각의 상기 조향 센서는 조향 센서에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세를 감지하여 제1 조향 감지 데이터 또는 제2 조향 감지 데이터를 각각 생성한다. 상기 제3 제어기는 제1 조향 감지 데이터에 따라 제1 조향 제어 명령어를 생성하며, 제2 조향 감지 데이터에 따라 제2 조향 제어 명령어를 생성하고; 상기 제1 조향 제어 명령어 또는 상기 제2 조향 제어 명령어에 따라 각자에 대응되는 두 개의 접지 부재의 작동을 제어하여 두 개의 메인 접지 부재 사이에 조향을 제어하기 위한 제3 속도 차를 각각 형성하게 된다.

각각의 롤러 스케이팅 장치에 포함되는 메인 접지 부재가 단지 하나일 경우, 롤러 스케이팅 장치의 조향 제어는 하나의 롤러 스케이팅 장치에 포함된 메인 접지 부재가 두 개인 경우와 유사한데, 즉 각 롤러 스케이팅 장치의 모터의 출력 토크의 크기를 별도로 제어함으로써, 두 개의 메인 접지 부재의 회전 속도를 제어하고, 최종적으로 조향을 제어하기 위한 회전 속도 차를 형성하게 된다.

도 12는 본 발명의 제12 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 단일한 롤러 스케이팅 장치의 구조는 도 1에 도시된 것과 같으며, 연결 부재(200)는 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 세로 방향을 따라 끝과 끝을 붙여 한줄로 서로 접하도록 함께 조립한다.

본 실시예에서, 구체적으로, 어느 하나의 롤러 스케이팅 장치에 있는 발판(101)의 꼬리부에 제1 고정 블록(101a)이 설치되고, 다른 하나의 롤러 스케이팅 장치에 있는 발판(101)의 머리부에 제2 고정 블록(101b)이 설치된다. 상기 연결 부재(200)의 일단은 상기 제1 고정 블록(101a)에 고정되고, 타단은 상기 제2 고정 블록(101b)에 고정된다.

도 13은 본 발명의 제13 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 연결 부재(200)의 양단은 각각 도 10에 도시된 바와 같은 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 대향하는 일측에 고정되어, 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 함께 조립한다. 구체적으로, 상기 연결 부재는 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 가로 방향을 따라 좌우로 서로 접하도록 함께 조립한다.

도 14는 본 발명의 제14 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 연결 부재(200)의 양단은 각각 도 1에 도시된 바와 같은 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 대향하는 일측에 고정되어, 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 함께 조립한다. 구체적으로, 상기 연결 부재는 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 가로 방향을 따라 좌우로 서로 접하도록 함께 조립한다.

도 15는 본 발명의 제15 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 도 1의 기초 상에 보조 접지 부재(110a, 110b)를 추가하는 동시에, 도 3b에 도시된 고정 베이스(100)를 수직 방향으로 상기 발판의 하부 표면에 고정되도록 변형시킨다. 상기 고정 베이스에는 홀 구조가 구비되고, 상기 모터의 전동축은 홀 구조를 관통한다. 동시에, 상기 전동축의 양단에 각각 하나의 메인 접지 부재(102)가 커플링되어, 메인 접지 부재(102)는 전체적으로 상기 발판(102)의 아래쪽에 설치된다.

상기한 실시예들에서, 상기 연결 부재의 일단은 어느 하나의 롤러 스케이팅 장치의 전동축에 연결되고, 타단은 다른 하나의 롤러 스케이팅 장치의 전동축에 연결된다.

상기한 실시예들에서, 선택 가능하게, 상기 연결 부재는 인접된 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이의 거리를 조정하도록 그 길이가 조절 가능하게 배치된다.

상기한 실시예들에서, 선택 가능하게, 연결 부재의 중간 위치에 터닝 기구가 더 설치되어, 이 터닝 기구의 작용 하에서, 상기 연결 부재의 터닝 기구의 좌우 양측에 위치된 부분들은 서로 개별적으로 자유롭게 회전될 수 있다.

덧붙여, 상기 연결 부재에 의해 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 함께 조립할 경우, 두 개의 롤러 스케이팅 장치의 발판은 개별적으로 앞으로 또는 뒤로 틸팅할 수 있다. 운전자의 발의 자세의 동작으로 인해, 조립체로 형성된 전동 균형차는 전체적으로 앞으로 이동하거나 뒤로 이동한다.

덧붙여, 상기 제1 제어기, 제2 제어기, 및 제3 제어기는, 메인 접지 부재와 발판 사이의 상대 위치를 수평면에서 조정하기 위해 고정 베이스에 설치될 수 있다.

물론, 다른 하나의 실시예에서, 메인 접지 부재와 발판 사이의 상대 위치를 수평하게 조정하지 않으면, 상기 제1 제어기, 제2 제어기, 및 제3 제어기는 발판에 설치될 수 있다.

도 16은 본 발명의 제16 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이고, 도 17은 본 발명의 제17 실시예에 따른 연결 부재 양단의 세부 개략도이다. 명확히 하기 위하여, 도 16에서는 접지 부재(102)와 연결 부재(200)만 나타나 있다. 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 연결 부재는 좌우 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 수직 방향을 따라 상호 작동되도록 되어 있다. 본 실시예에서, 구체적으로, 상기 연결 부재의 양단에 각각 고정 마운트(301)와 회전축(302)이 배치되고, 상기 고정 마운트(301)는 대응되는 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치되며, 상기 회전축(302)은 상기 고정 마운트(301)에 배치된다. 상기 연결 부재의 양단은, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 수직 방향을 따라 상호 작동되도록 각각 대응되는 회전축(302) 주위로 설치된다.

본 실시예에서, 구체적으로, 연결 부재(200)는 상하로 평행하게 배치된 두 개의 연결 로드(201)를 포함한다. 각각의 연결 로드(201)는 하나의 고정 마운트 및 하나의 회전축(302)에 대응되므로, 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 수직 방향을 따라 상호 작동되는 것을 확보할 수 있다. 예를 들어, 특히 장애물을 만나는 경우, 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 수직 방향을 따라 상호 작동함으로써, 롤러 스케이팅 장치가 장애물을 건너뛰도록 확보할 수 있다.

도 16 및 도 17에서 두 개의 연결 로드(201)는 상하로 평행하게 배치되어 있지만, 실질적으로 앞뒤로 평행하게 배치될 수도 있다.

여기서 고정 마운트와 회전축의 상호 작용에 의해 두 개의 롤러 스케이팅 장치의 상하 운동이 실현되지만, 본 발명의 시사에 의해 당업자는 베어링의 방식과 같은 다른 대체 방식을 사용할 수도 있다.

도 18은 본 발명의 제18 실시예에 따른 전동 균형차의 구조의 개략도이고, 도 19는 본 발명의 제19 실시예에 따른 연결 부재 양단의 세부 개략도이다. 마찬가지로, 명확히 하기 위하여, 도 18에서는 접지 부재(102)와 연결 부재(200)만 나타나 있다. 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 연결 부재(200)의 양단에 각각 전방향 조인트(400)가 배치되며, 상기 전방향 조인트(400)는 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동되도록 대응되는 롤러 스케이팅 장치에 배치된다.

상기 전방향 조인트(400)는 제1 모션 조인트(401)와 제2 모션 조인트(402)를 포함하고, 상기 연결 부재의 양단에 배치된 상기 제1 모션 조인트(401)와 상기 제2 모션 조인트(402)는 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 임의의 방향을 따라 상호 작동되게 하도록 상호 작용한다.

구체적으로, 상기 제1 모션 조인트(401)는 고정 포크(411) 및 제1 회전 포크(421)를 포함하고, 상기 고정 포크(411)는 대응되는 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치되며, 상기 제1 회전 포크(421)는 제1 회전축(431)에 의해 상기 고정 포크(412)에 배치된다. 상기 제2 모션 조인트(402)는 제2 회전 포크(422)를 포함하며, 상기 제2 회전 포크(422)는 상기 제1 회전 포크(421)에 연결되고, 상기 제2 회전 포크(422)는 제2 회전축(432)에 의해 상기 연결 부재(200)의 끝에 배치된다.

본 실시예에서, 상기 제1 회전 포크(421)와 상기 제2 회전 포크(422)는 일체로 제조되어 일체로 된 회전 포크를 형성한다. 물론, 다른 실시예에서, 전방향으로 회전될 수만 있으면 제1 회전 포크와 제2 회전 포크는 분리될 수 있다. 전방향 회전은 예를 들어 360도 자유 회전이라고도 불리운다.

더 나아가, 상기 연결 부재(200)의 중간 부분에는 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동되게 하는 제3 모션 조인트(403)가 배치된다. 제3 모션 조인트(403)의 구조는 제1 모션 조인트 또는 제2 모션 조인트와 유사하게 될 수 있다. 전방향 조인트가 존재하는 경우에, 제3 모션 조인트(403)는 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동하는 것을 보조할 수 있다.

다른 실시예에서, 제3 모션 조인트(403)만을 배치함으로써 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동하는 것을 구현할 수도 있다.

상기한 실시예들의 시사에 의해, 네 개의 롤러 스케이팅 장치로 구성된 하나의 균형차도 있을 수 있는데, 앞뒤로 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 연결 부재에 의해 연결되며, 좌우로 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 연결 부재에 의해 연결된다. 이때, 앞뒤 두 명의 운전자가 균형차를 운전할 수 있다. 본 발명에서, "포함하다(include)" 또는 "포함할 수 있다(may include)"라는 표현은 하나 또는 복수개의 부가 기능, 조작 또는 부재를 제한하는 것이 아니라 해당 기능, 조작 또는 부재의 존재를 지칭한다. 본 발명에서, "포함하다(include)" 및/또는 "구비하다(have)"와 같은 용어는 일부 특성, 숫자, 단계, 조작, 구성요소, 부재 또는 이들의 조합을 표시하는 것으로 이해될 수 있지만, 하나 또는 복수개의 다른 특성, 숫자, 단계, 조작, 구성요소 또는 이들의 조합의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안된다.

본 발명에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중의 적어도 하나" 또는 "A 또는/및 B의 하나 또는 복수"의 표현은 열거된 항목의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중의 적어도 하나" 또는 "A 또는 B 중의 적어도 하나"의 표현은 (1) 적어도 하나의 A, (2) 적어도 하나의 B, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B를 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에서 사용된 표현 "제1", "제2", "상기 제1" 또는 "상기 제2"는 순서 및/또는 중요성과 관계없이 다양한 부재를 정의할 수 있지만, 이러한 표현은 해당 부재를 제한하지 않는다. 상기 표현은 단지 부재와 다른 부재를 구분하기 위한 목적으로 사용된다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이지만 상이한 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 전제 하에서, 제1 부재는 제2 부재로 지칭될 수 있으며, 유사하게 제2 부재는 제1 부재로 지칭될 수 있다.

하나의 부재(예를 들어, 제1 부재)가 다른 부재(예를 들어, 제2 부재)와 "(조작 가능하게 또는 통신 가능하게) 접속하거나" 또는 다른 부재(예를 들어, 제2 부재)에 "(조작 가능하게 또는 통신 가능하게) 접속되거나" 또는 "연결될" 경우, 상기 하나의 부재는 다른 하나의 부재에 직접 연결되거나, 또는 상기 하나의 부재는 또 다른 부재(예를 들어, 제3 부재)에 의해 간접적으로 상기 다른 부재에 연결되는 것으로 이해되어야 한다. 반대로, 하나의 부재(예를 들어, 제1 부재)가 다른 부재(제2 부재)에 "직접 연결" 또는 "직접 접속"될 경우, 이들 사이에 또 다른 부재(예를 들어, 제3 부재)가 존재하지 않은 것으로 이해할 수 있다.

본문에서 사용된 표현 "하게 되다"는 "적합하다", "~기능을 구비하다", "설계되다", "적당하다", "제조되다" 또는 "가능하다"와 같은 표현과 교환하여 사용할 수 있다. 용어 "하게 되다"는 반드시 하드웨어에서 "특별히 설계되다"라는 의미는 아니다. 대체 가능하게, 일반적으로 "~하도록 된 기기”라는 표현은 상기 기기와 다른 기기 또는 부품을 함께 "~가능하다"라는 것을 지칭한다. 예를 들어, "A, B 및 C의 프로세서를 실행하기에 적합한(또는 실행하도록 된)"이라는 문구는 해당 조작의 전문적인 프로세서(예를 들어 임베디드(embedded) 프로세서)를 실행하거나, 메모리에 저장되는 하나 또는 복수개의 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써 해당 조작의 범용 프로세서(예컨대, 중앙처리장치(CPU) 또는 애플리케이션 프로세서(AP))를 실행하는 것을 지칭할 수 있다.

전술된 장치 실시예들은 단지 예시적인 것으로, 여기서 분리된 구성요소로 설명된 모듈은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않은 것일 수도 있고, 모듈로 도시되는 구성요소는 물리적 모듈이거나 아닐 수도 있으며, 즉 한 곳에 위치될 수 있거나 여러 개의 네트워크 모듈로 분산될 수도 있고, 실제 요건에 따라 그 중의 일부 또는 모든 모듈을 선택하여 실시예들의 해결 목적을 구현할 수 있다. 당업자는 진보성 창출에 힘쓰지 않고서 이해하며 실시할 수 있다.

Claims

롤러 스케이팅 장치로서,
발판, 접지 부재, 제1 센서, 구동 부재, 제1 제어기 및 보호캡을 포함하고, 상기 발판은 상기 제1 센서 및 상기 접지 부재에 커플링되며, 상기 접지 부재는 상기 구동 부재에 커플링되고, 상기 제1 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 구동 부재에 커플링되며,
상기 발판은 한 발로 서도록 되고, 한 발로 서 있을 때 앞 또는 뒤로 틸팅하며,
상기 접지 부재는 상기 구동 부재의 구동 하에서 작동되게 되고,
상기 제1 센서는 상기 발판 상의 운전자의 앞 또는 뒤로 틸팅하는 자세를 감지하도록 되며,
상기 구동 부재는 상기 접지 부재의 작동을 제어하고 상기 롤러 스케이팅 장치 전체의 균형 상태를 유지하는 출력 신호를 생성하게 되고,
상기 제1 제어기는 상기 자세에 따라 상기 출력 신호의 생성을 제어하도록 되며,
상기 보호캡은 상기 발판에 서는 한쪽 발의 발꿈치와 접촉하여 룰러 스케이팅 과정에서 상기 한쪽 발을 상기 발판에 고정시키도록 되는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접지 부재의 개수는 하나이고, 이에 대응하여 상기 구동 부재의 개수는 하나인 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보호캡에는 중공 챔버가 구비되고, 상기 중공 챔버에는 상기 구동 부재에 전기를 공급하기 위한 배터리팩이 설치되는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접지 부재의 축 중심은 상기 발판의 아래쪽에 위치하고 상기 접지 부재는 전체적으로 상기 발판의 아래쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접지 부재는 바퀴이고, 상기 구동 부재는 상기 바퀴의 허브에 내장되며, 상기 구동 부재의 전동축은 상기 허브를 관통하여 설치되며, 상기 전동축은 상기 바퀴에 커플링되는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 접지 부재에 커플링되고 상기 발판의 하부 표면에 고정되는 고정 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동 부재의 현재 회전 속도 및 설정된 최대 회전 속도에 따라 상기 발판의 예상 피치각을 결정하는 제2 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 제어기는, 상기 발판이 앞 또는 뒤로 틸팅할 때, 상기 발판의 현재 피치각속도, 및 상기 발판의 예상 피치각과 상기 현재 피치각 사이의 각도 차에 따라, 구동 전기 신호를 생성하여 상기 구동 부재의 출력 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동 부재의 현재 회전 속도를 감지하는 제2 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 롤러 스케이팅 장치.
전동 균형차로서,
적어도 두 개의 청구항 1에 따른 롤러 스케이팅 장치를 포함하고,
인접된 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에는 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 일체인 접지 부재로 조립하기 위한 연결 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
인접된 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이의 거리를 조정하도록, 상기 연결 부재는 길이가 조절 가능하게 된 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
상기 연결 부재는 연결 로드이고, 상기 연결 로드의 양단은 각각 두 개의 롤러 스케이팅 장치가 대향하는 일측에 고정되어, 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 함께 조립하는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
상기 연결 부재는 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 가로 방향을 따라 좌우로 서로 접하도록 함께 조립하는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
상기 연결 부재의 일단은 어느 하나의 상기 롤러 스케이팅 장치의 전동축에 연결되고, 타단은 다른 하나의 상기 롤러 스케이팅 장치의 전동축에 연결되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
각각의 롤러 스케이팅 장치는 조향 센서 및 제3 제어기를 포함하고,
상기 조향 센서는 상기 발판 상에 있는 운전자의 발의 자세를 감지하며;
각각의 상기 제3 제어기는, 제3 제어기에 대응되는 상기 발판 상의 운전자의 발의 자세에 따라 대응하는 구동 부재의 출력 신호를 제어하여, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에 전체로서 두 개의 롤러 스케이팅 장치를 조향하기 위한 속도 차가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 10에 있어서,
상기 연결 부재는, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 수직 방향을 따라 상호 작동할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 16에 있어서,
상기 연결 부재의 양단에는 각각 고정 마운트와 회전축이 구비되고, 상기 고정 마운트는 대응되는 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치되며, 상기 회전축은 상기 고정 마운트에 배치되고, 상기 연결 부재의 양단은, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 수직 방향을 따라 상호 작동할 수 있도록, 각각 대응되는 상기 회전축 주위로 설치되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 17에 있어서,
상기 연결 부재의 양단에는 각각 전방향 조인트가 구비되고, 상기 전방향 조인트는, 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동할 수 있도록, 대응되는 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 18에 있어서,
상기 전방향 조인트는 제1 모션 조인트와 제2 모션 조인트를 포함하고, 상기 연결 부재의 양단에 배치된 상기 제1 모션 조인트와 상기 제2 모션 조인트는 두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동할 수 있도록 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 19에 있어서,
상기 제1 모션 조인트는 고정 포크 및 제1 회전 포크를 포함하고, 상기 고정 포크는 대응되는 상기 롤러 스케이팅 장치에 배치되며, 상기 제1 회전 포크는 제1 회전축에 의해 상기 고정 포크에 배치되고;
상기 제2 모션 조인트는 제2 회전 포크를 포함하며, 상기 제2 회전 포크는 상기 제1 회전 포크에 연결되고, 상기 제2 회전 포크는 제2 회전축에 의해 상기 연결 부재에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.
청구항 20에 있어서,
두 개의 롤러 스케이팅 장치 사이에서 임의의 방향을 따라 상호 작동할 수 있도록, 상기 연결 부재의 중간 부분에 제3 모션 조인트가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동 균형차.