KR20210099219A

KR20210099219A - 2륜형 전기차

Info

Publication number: KR20210099219A
Application number: KR1020200012329A
Authority: KR
Inventors: 나채호; 박현수
Original assignee: 나채호; 박현수
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-12
Also published as: KR102333312B1

Abstract

본 발명은 2륜형 전기차에 관한 것으로서, 탑승객이 탑승하여 운행 제어를 수행하는 본체(10); 본체(10) 일측에 설치되어 본체(10)의 가속도와 기울기를 감지하는 센서부(20); 본체(10) 양측에 대칭으로 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하는 바퀴프레임(30); 바퀴프레임(30)에 회전 가능케 각각 설치되는 차륜(40); 차륜(40)을 각각 구동시키는 구동부(50); 본체(10)와 센서부(20)에서 제공되는 신호에 따라 구동부(50)를 제어하는 제어부(60); 를 포함한다.
본 발명에 따르면, 탑승석(103a)을 가지면서 자동 평행 기술을 통해 평행 유지가 되고, 좌석(103c)에 앉은 운전자가 컨트롤러(103d)를 이용해 조향 제어를 할 수 있게 됨으로써, 주행 편의성이 향상됨과 동시에 장시간 주행에 따른 탑승자의 피로감을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 개폐 가능한 도어(103b)를 구비하여 외부와 차단 가능한 탑승부가 구비됨으로써 눈, 비나 바람 및 외부의 각종 이물질로부터 운전자를 보호할 수 있게 됨으로써 날씨가 좋지 않은 날에서 주행이 용이하게 되는 효과가 있다.

Description

2륜형 전기차{Two-wheeled electric car}

본 발명은 2륜형 전기차에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승석을 가지면서 자동 평행 기술을 통해 평행 유지가 되고, 좌석에 앉은 운전자가 컨트롤러를 이용해 조향 제어가 가능케 하며, 본체의 자세나 주행 상태에 따라 캠버각이 자동 제어되어 주행 안전성이 향상되게 한 2륜형 전기차에 관한 것이다.

2001년 미국의 발명가 딘 카멘(Dean Kamen)이 공해를 유발하는 모터사이클이나 자동차 등 기존의 각종 차량을 대체할 목적으로 1인용 전동 스쿠터인 세그웨이를 개발하였다.

세그웨이는 2개의 바퀴가 본체 양측에 좌우로 장착되어 각각의 모터에 의해 구동되며, 센서가 본체 위에 올라선 탑승자의 무게 중심 이동을 100분의 1초 단위로 측정해 방향과 속도를 결정하는데, 특히 오뚝이의 균형 메커니즘을 이용해 탑승자가 넘어지지 않도록 하는 자동 평행 기술이 적용됨으로써 탑승자가 본체 위에 올라탄 상태에서 몸을 앞뒤로 기울이기만 하면 자동으로 앞뒤로 나아가기 때문에 브레이크가 필요 없는 구조를 가진다.

한편, 세그웨이와 같은 대부분의 2륜형 전동 스쿠터는 탑승자가 본체 외에 올라선 상태에서 탑승자의 무게 중심 이동을 통해 전진, 후진, 선회 등의 주행 제어가 이루어짐으로써 장시간 운행 시 탑승자의 피로도가 높은 단점이 있다.

또한, 일반적인 자동차 또는 전기차와 같이 탑승자가 앉는 좌석을 갖추면서 외부와 차단 가능한 탑승부가 없는 것이 일반적이다.

따라서 눈, 비가 내리거나, 미세먼지가 많은 등 날씨가 좋지 않은 날에는 운행하기 곤란한 단점이 있다.

또한, 2륜형 전동 스쿠터에 탑승부가 구비되는 경우에, 본체의 무게 중심이 높아지면서 운행 중 선회 시 주행 안전성이 현저히 저하되는 단점도 있다.

따라서, 날씨가 좋지 않은 날에도 주행할 수 있으면서 주행 안전성도 우수한 2륜형 전기차의 개발이 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2016-0106442호

상술한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위하여 본 발명은 탑승석을 가지면서 자동 평행 기술을 통해 평행 유지가 되고, 좌석에 앉은 운전자가 컨트롤러를 이용해 조향 제어를 할 수 있게 한 2륜형 전기차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본체의 자세나 주행 상태에 따라 캠버각이 자동 제어되게 한 2륜형 전기차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적의 달성을 위하여 본 발명의 2륜형 전기차는,

탑승객이 탑승하여 운행 제어를 수행하는 본체(10);

상기 본체(10) 일측에 설치되어 본체(10)의 가속도와 기울기를 감지하는 센서부(20);

상기 본체(10) 양측에 대칭으로 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하는 바퀴프레임(30);

상기 바퀴프레임(30)에 회전 가능케 각각 설치되는 차륜(40);

상기 차륜(40)을 각각 구동시키는 구동부(50);

상기 본체(10)와 센서부(20)에서 제공되는 신호에 따라 상기 구동부(50)를 제어하는 제어부(60); 를 포함한다.

상기 본체(10)는;

환상으로 되어 본체(10)의 좌우 양측에 대칭으로 배치되는 메인프레임(101);

상기 메인프레임(101) 간을 연결하는 서브프레임(102);

상기 메인프레임(101) 사이에 설치되며 내부에 좌석(103c)과 주행 제어를 위한 컨트롤러(103d)를 구비하고, 양 측면에 개폐 가능한 도어(103b)가 설치된 탑승체(103); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부(20)는,

상기 본체(10)의 가속도를 실시간으로 감지하고, 그 가속도감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공하는 가속도센서(201);

상기 본체(10)의 기울기를 실시간으로 감지하고, 그 기울기감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공하는 자이로센서(202); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 바퀴프레임(30)은,

환상으로 된 바퀴프레임(30)의 외주면에 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하는 베어링(301);

바퀴프레임(30)의 외측면에 분해 조립 가능케 설치되어 바퀴프레임(30) 내부에 설치되는 구동부(50)가 외부로 노출되지 않도록 하는 커버수단(302); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 차륜(40)은,

상기 바퀴프레임(30)의 둘레에서 회전 가능케 베어링(301)에 의해 지지되되, 내주면에는 환상으로 종동기어(401a)가 형성된 휠(401);

상기 휠(401)에 탈부착 가능케 설치되는 타이어(402); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동부(50)는,

상기 본체(10) 일측에 설치되는 배터리(501);

상기 배터리(501)에서 제공되는 전력에 의해 구동되며, 각 바퀴프레임(30)의 내측에 적어도 하나 이상 설치되는 구동모터(502);

상기 구동모터(502)의 구동축에 설치되어 차륜(40)의 휠(401)에 형성된 종동기어(401a)와 치합되어 휠(401)을 회전시키는 구동기어(503); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부(60)는,

상기 센서부(20)에 제공되는 가속도감지값과 기울기감지값을 분석하여 본체(10)의 평행 균형을 유지하도록 구동부(50)의 제어를 수행하는 자세제어모듈(601);

상기 본체(10)의 컨트롤러(103d)에서 제공되는 제어신호에 따라 자세제어모듈(601)과 연동하여 주행 제어가 이루어지도록 구동부(50)의 구동모터(502) 제어를 수행하는 주행제어모듈(602); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 본체(10)의 후방에서 소정 길이만큼 외측으로 돌출되어 공회전 가능케 설치된 보조바퀴(70); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서, 상기 바퀴프레임(30)의 캠버 각도를 조절하는 캠버조절부(80); 가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 캠버조절부(80)는,

상기 바퀴프레임(30)의 일단부가 본체(10)에서 회동 가능케 지지되게 하는 힌지부(801);

상기 본체(10)와 바퀴프레임(30) 간에 설치되어 제어부(60)에 의해 바퀴프레임(30)의 캠버 각도를 조절하는 캠버조절수단(802); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에서,

상기 차륜(40)의 휠(401) 외주면에는 다수의 지지브래킷(403)이 원주 방향을 따라 방사형으로 탈부착 가능케 설치되고,

각 지지브래킷(403)에는 휠(401)의 원주가 중심이 되도록 공회전 가능케 타이어(402)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 탑승석을 가지면서 자동 평행 기술을 통해 평행 유지가 되고, 좌석에 앉은 운전자가 컨트롤러를 이용해 조향 제어를 할 수 있게 됨으로써, 주행 편의성이 향상됨과 동시에 장시간 주행에 따른 탑승자의 피로감을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 개폐 가능한 도어를 구비하여 외부와 차단 가능한 탑승부가 구비됨으로써 눈, 비나 바람 및 외부의 각종 이물질로부터 운전자를 보호할 수 있게 됨으로써 날씨가 좋지 않은 날에서 주행이 용이하게 되는 효과가 있다.

또한, 본체의 자세나 주행 상태에 따라 캠버각이 자동 제어됨으로써 차량의 주행성 및 선회성, 안정성이 모두 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 사시도.
도 2는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 정면도.
도 3은 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 측면도.
도 4는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 정면 단면도.
도 5는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 블록도.
도 6은 본 발명의 2륜형 전기차의 제2 실시 예에 따른 측면도.
도 7은 본 발명의 2륜형 전기차의 제3 실시 예에 따른 정면 단면도.
도 8, 도 9는 본 발명의 2륜형 전기차의 제3 실시 예에 따른 작동 상태도.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 측면도.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적이나 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 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.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어에 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, 구성요소 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 설시된 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 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 정면도이며, 도 3은 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 측면도이고, 도 4는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 정면 단면도이며, 도 5는 본 발명의 2륜형 전기차의 한 실시 예에 따른 블록도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

본 발명의 2륜형 전기차는 본체(10), 센서부(20), 바퀴프레임(30), 차륜(40), 구동부(50), 제어부(60)를 포함한다.

상기 본체(10)는 탑승객이 탑승하여 운행 제어를 수행하도록 메인프레임(101), 서브프레임(102), 탑승체(103)를 포함한다.

상기 메인프레임(101)은 환상으로 되어 본체(10)의 좌우 양측에 대칭으로 배치된다.

상기 서브프레임(102)은 본체(10)의 좌우 양측에 대칭으로 배치된 메인프레임(101) 간을 연결하게 형성되되, 지그재그 또는 X자형 또는 트러스 구조를 가지도록 연결 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 메인프레임(101)과 서브프레임(102)은 같은 무게로도 매우 단단한 강성과 유연성을 동시에 가진 파이프 프레임을 사용하되, 파이프프레임은 가볍고 강도가 높은 금속재를 사용하거나, 금속보다 훨씬 가벼우면서도 더 우수한 강도를 가지며, 피로강도나 열에 대한 변형에 대해서도 아주 우수한 성질을 가지는 탄소섬유 복합재료(또는 카본 화이버)를 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 메인프레임(101)과 서브프레임(102)의 조합에 의해 본체(10)의 형태가 견고하게 유지될 뿐만 아니라, 주행 시 쏠림이나 비틀림, 진동이나 충격 등의 스트레스를 견뎌낼 수 있는 내구성을 가지며, 또한 전복이나 충돌, 추돌 사고 시 탑승자의 보호하는 기능을 수행한다.

상기 탑승체(103)는 메인프레임(101) 사이에 설치되되, 외부와 차단 가능한 탑승석(103a)을 구비하여 탑승객을 보호하고, 내부에 탑승객이 탑승하여 운행 제어를 수행할 수 있도록 도어(103b), 좌석(103c), 컨트롤러(103d)를 포함한다.

상기 탑승체(103)는 금속재 또는 금속보다 훨씬 가벼우면서도 더 우수한 강도를 가지며, 피로강도나 열에 대한 변형에 대해서도 아주 우수한 성질을 가지는 탄소섬유 복합재료(또는 카본 화이버)를 사용하여 옆으로 누운 원통체로 형성하는 것이 바람직하다.

또한 원통체로 된 탑승체(103)의 상부 절반은 투명한 소재로 된 투시창을 형성함으로써 탑승체(103) 내부에 탑승한 탑승객의 시야를 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 탑승체(103)의 좌우 양 측면에는 탑승객의 탑승을 위한 탑승구가 형성된다.

상기 도어(103b)는 탑승체(103)의 좌우 양 측면에 형성된 탑승구를 개폐할 수 있도록 설치되되 탑승체(103)의 좌우 양 측면 시야 확보를 위하여 도어(103b)의 일부분도 투명한 소재로 된 투시창으로 형성되는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.

상기 좌석(103c)은 탑승체(103) 내부에 적어도 하나 이상이 설치됨으로써 탑승자가 좌석(103c)에 앉은 상태로 운행 제어를 수행할 수 있게 된다.

이때 좌석(103c)은 경량화를 위하여 탄소섬유 복합재료를 사용하고, 안전성 향상을 위하여 안전밸트를 더 구비하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.

상기 컨트롤러(103d)는 주행 제어, 즉 전진, 후진, 선회, 가속, 감속 등의 제어를 위하여 조이스틱을 구비하는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니며, 전통적인 자동차의 주행 제어 수단인 핸들과 페달을 구비할 수도 있음은 물론이다.

또한, 컨트롤러(103d)는 주행 제어의 효율성을 위하여 속도, 위치, 방향, 및 배터리(501) 충전량 등을 표시하는 디스플레이를 더 구비할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

또한 컨트롤러(103d)는 정속 주행을 위한 크루즈버튼, 정지 상태에서 회전을 위한 턴어라운드버튼과 같이 특정한 주행 상태를 지속적으로 유지하기 위한 버튼을 더 구비할 수 있음은 물론이다.

상기 센서부(20)는 본체(10)의 가속도와 기울기를 감지하기 위하여 가속도센서(201), 자이로센서(202)를 포함한다.

상기 가속도센서(201)는 본체(10) 일측에 설치되어 본체(10)의 가속도를 실시간으로 감지하고, 그 가속도감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공한다.

상기 자이로센서(202)는 본체(10) 일측에 설치되어 본체(10)의 기울기를 실시간으로 감지하고, 그 기울기감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공한다.

상기 바퀴프레임(30)은 본체(10) 양측에 대칭으로 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하도록 베어링(301), 커버수단(302)을 포함한다.

상기 베어링(301)은 환상으로 된 바퀴프레임(30)의 외주면에 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지한다.

상기 커버수단(302)은 바퀴프레임(30)의 외측면에 분해 조립 가능케 설치되어 바퀴프레임(30) 내부에 설치되는 구동부(50)가 외부로 노출되지 않도록 한다.

상기 차륜(40)은 바퀴프레임(30)에 회전 가능케 설치되되 휠(401), 타이어(402)를 포함한다.

상기 휠(401)은 바퀴프레임(30)의 둘레에서 회전 가능케 베어링(301)에 의해 지지되되, 내주면에는 환상으로 종동기어(401a)가 형성된다.

상기 타이어(402)는 휠(401)에 탈부착 가능케 설치된다.

상기 구동부(50)는 차륜(40)을 각각 구동시키기 위하여 배터리(501), 구동모터(502), 구동기어(503)를 포함한다.

상기 배터리(501)는 본체(10)의 일측, 보다 구체적으로는 본체(10)의 무게 중심을 낮추기 위하여 본체(10)의 하부에 설치되는 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀둔다.

상기 구동모터(502)는 각 바퀴프레임(30) 내측에 적어도 하나 이상이 설치되어 배터리(501)에서 제공되는 전력에 의해 구동된다.

이때 구동모터(502)는 차륜(40)의 회전 방향과 회전 속도의 제어가 가능하도록 정, 역회전 및 회전속도의 조절이 가능한 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 구동기어(503)는 각 구동모터(502)의 구동축에 설치되되, 차륜(40)에 형성된 종동기어(401a)와 치합된다.

따라서 구동모터(502)가 정회전 또는 역회전하면, 구동기어(503)와 치합된 종동기어(401a)가 형성된 차륜(40)이 정회전 또는 역회전함으로, 전진, 후진, 선회, 가속, 감속 등의 주행이 가능케 된다.

상기 제어부(60)는 본체(10)와 센서부(20)에서 제공되는 신호에 따라 구동부(50)를 제어하는 제어신호를 출력하기 위하여 자세제어모듈(601), 주행제어모듈(602)을 포함한다.

상기 자세제어모듈(601)은 센서부(20)에 제공되는 가속도감지값과 기울기감지값을 분석하여 구동부(50)의 구동모터(502) 제어를 수행함으로써 본체(10)의 평행 균형을 유지한다.

즉, 센서부(20)에서 실시간으로 제공되는 가속도감지값과 기울기감지값을 자세제어모듈(601)에 사전 저장된 기준값과 비교하고, 일치하는 기준값에 따라 설정된 좌우 모터의 제어신호를 각각 출력함으로써 본체(10)의 평행 균형 유지가 가능케 된다.

상기 주행제어모듈(602)은 본체(10)의 컨트롤러(103d)에서 제공되는 제어신호에 따라 자세제어모듈(601)과 연동하여 주행 제어가 이루어지도록 구동부(50)의 구동모터(502) 제어를 수행함으로써 전진, 후진, 선회, 가속, 감속 등의 주행 제어가 이루어진다.

따라서 본 발명의 2륜형 전기차는 탑승석(103a)을 가지면서 자동 평행 기술을 통해 평행 유지가 되고, 좌석(103c)에 앉은 운전자가 컨트롤러(103d)를 이용해 조향 제어가 가능케 됨으로써, 주행 편의성이 향상됨과 동시에 장시간 주행에 따른 탑승자의 피로감을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 개폐 가능한 도어(103b)를 구비하여 외부와 차단 가능한 탑승부가 구비됨으로써 눈, 비나 바람 및 외부의 각종 이물질로부터 운전자를 보호할 수 있게 됨으로써 날씨가 좋지 않은 날에서 주행이 용이하게 되는 효과가 있다.

도 6은 본 발명의 2륜형 전기차의 제2 실시 예에 따른 측면도이다.

도 6을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 2륜형 전기차는 본체(10)의 후방에서 소정 길이만큼 외측으로 돌출되어 공회전 가능케 설치된 보조바퀴(70)가 더 구비될 수 있다.

따라서 본체(10)의 좌우 양 측면에 설치된 바퀴프레임(30)에 각각 설치된 차륜(40)과, 보조바퀴(70)가 지면에 모두 접지되면, 제어부(60)에 의한 구동부(50)의 구동모터(502) 제어 없이도, 본체(10)가 균형을 잃지 않고 안정적인 자세를 유지할 수 있게 된다.

또한, 주행 중일 때에도 본체(10) 좌우의 차륜(40)과, 본체(10) 후방의 보조바퀴(70)가 지면에 접지되면서 더욱 안정적인 자세와 주행 안정성을 유지할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명의 2륜형 전기차의 제3 실시 예에 따른 정면 단면도이고, 도 8, 도 9는 본 발명의 2륜형 전기차의 제3 실시 예에 따른 작동 상태도이다.

도 7 내지 도 8을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 2륜형 전기차는 바퀴프레임(30)의 캠버 각도를 조절하는 캠버조절부(80)가 더 구비될 수 있다.

상기 캠버조절부(80)는, 힌지부(801), 캠버조절수단(802)을 포함한다.

상기 힌지부(801)는 바퀴프레임(30)이 본체(10)에서 회동 가능케 지지되도록 바퀴프레임(30)의 내측 상부에 형성되어 본체(10)의 측면에 힌지 결합된다.

상기 캠버조절수단(802)은, 본체(10)와 바퀴프레임(30) 간에 설치되어 제어부(60)에 의해 바퀴프레임(30)의 캠버 각도를 조절하도록 본체(10) 하부에 좌우 대칭으로 설치된다.

상기 캠버조절수단(802)은 제어부(60)의 제어 신호에 따라 스트로크가 조절되는 액추에이터를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 엑추에이터의 실린더는 본체 일측에 회동 가능케 힌지 결합되고, 피스톤로드의 단부는 바퀴프레임의 내측면에 힌지 결합된다.

주지된 바와 같이 자동차를 정면에서 보았을 때, 수직선에 대하여 차륜(40)의 중심선이 경사되어 있는 상태를 캠버라 하며, 보통 각도로 표시하는데 정(＋), 제로(zero) 및 부(－)의 캠버로 나눈다.

따라서 본체(10)의 자세나 주행 상태에 따라 캠버조절수단(802)에 의해 캠버가 자동으로 조절된다.

즉, 제어부(60)는 자세제어모듈(601)을 통해 본체(10)의 평행 균형을 유지하도록 함과 동시에 주행제어모듈(602)을 통해 본체(10)에 주행 제어가 이루어지도록 구동부(50)의 구동모터(502) 제어를 수행하는 과정에서 캠버조절수단(802)의 제어를 위한 제어신호를 출력한다.

일 예로서, 자세제어모듈(601)에 의해 본체(10)가 일측으로 기울어진 상태로 판정되면 본체(10)가 기울어지는 방향에 설치된 액추에이터의 길이가 신장되면서 본체(10)가 기울어지는 방향의 바퀴프레임(30) 하부가 본체(10)의 측면과 멀어짐에 따라 일측으로 기울어진 본체(10)의 자세가 안정적으로 유지되어 본체(10)의 전복이 방지된다.

또 다른 예로서, 주행제어모듈(602)에 의해 주행 속도가 증가하는 것으로 판정되면, 본체(10)의 좌우측에 설치된 액추에이터의 길이가 신장되면서 본체(10)의 좌우측 바퀴프레임(30)의 하부가 본체(10)와 멀어짐에 따라 고속 주행에도 더욱 안정된 자세를 유지할 수 있게 된다.

또 다른 예로서, 주행제어모듈(602)에 의해 주행 중인 본체(10)가 일측 방향으로 선회(방향 전환)하는 것으로 판정되면, 본체(10)가 선회하는 방향의 반대 방향에 설치된 액추에이터의 길이가 신장되면서 본체(10)가 선회하는 방향의 반대쪽에 위치한 바퀴프레임(30) 하부가 본체(10)의 측면과 멀어짐에 따라 일측으로 선회하는 본체(10)의 자세가 안정적으로 유지되어 고속에서도 안정적인 선회가 가능케 된다.

따라서, 본체(10)의 자세나 주행 상태에 따라 캠버조절수단(802)에 의해 캠버가 자동으로 조절됨으로써 자세 안정성, 주행성, 선회성 등의 주행 안정성이 대폭 향상된다.

도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 측면도이다.

도 10을 참조하여 설명하되, 전술한 실시 예와 중복되는 구성 및 동일부호를 갖는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 차륜(40)에 있어서, 차륜(40)의 휠(401) 외주면에는 다수의 지지브래킷(403)이 원주 방향을 따라 방사형으로 탈부착 가능케 설치되고, 각 지지브래킷(403)에는 휠(401)의 원주가 중심이 되도록 공회전 가능케 타이어(402)가 설치될 수 있다.

즉, 차륜(40)에는 다수의 타이어(402)가 각각 독립적으로 공회전 가능하도록 휠(401)의 둘레에 방사형으로 설치된다.

따라서, 본 발명의 바퀴프레임(30)이 캠버조절부(80)에 의해 본체(10)의 내외측으로 캠버 각도가 조절될 때, 지면과 타이어(402) 간의 마찰 저항이 줄어들면서 캠버 각도 조절이 더욱 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 다수의 타이어(402)가 독립적으로 설치되어 있기 때문에 주행 중 타이어(402) 하나가 손상되더라도, 본체(10)의 자세가 갑자기 불안정해지거나, 주행 성능이 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 본체 101: 메인프레임
102: 서브프레임 103: 탑승체
103a: 탑승석 103b: 도어
103c: 좌석 103d: 컨트롤러
20: 센서부 201: 가속도센서
202: 자이로센서 30: 바퀴프레임
301: 베어링 302: 커버수단
40: 차륜 401: 휠
401a: 종동기어 402: 타이어
403: 지지브래킷 50: 구동부
501: 배터리 502: 구동모터
503: 구동기어 60: 제어부
601: 자세제어모듈 602: 주행제어모듈
70: 보조바퀴 80: 캠버조절부
801: 힌지부 802: 캠버조절수단

Claims

탑승객이 탑승하여 운행 제어를 수행하는 본체(10);
상기 본체(10) 일측에 설치되어 본체(10)의 가속도와 기울기를 감지하는 센서부(20);
상기 본체(10) 양측에 대칭으로 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하는 바퀴프레임(30);
상기 바퀴프레임(30)에 회전 가능케 각각 설치되는 차륜(40);
상기 차륜(40)을 각각 구동시키는 구동부(50);
상기 본체(10)와 센서부(20)에서 제공되는 신호에 따라 상기 구동부(50)를 제어하는 제어부(60); 를 포함하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 본체(10)는;
환상으로 되어 본체(10)의 좌우 양측에 대칭으로 배치되는 메인프레임(101);
상기 메인프레임(101) 간을 연결하는 서브프레임(102);
상기 메인프레임(101) 사이에 설치되며 내부에 좌석(103c)과 주행 제어를 위한 컨트롤러(103d)를 구비하고, 양 측면에 개폐 가능한 도어(103b)가 설치된 탑승체(103); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 센서부(20)는
상기 본체(10)의 가속도를 실시간으로 감지하고, 그 가속도감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공하는 가속도센서(201);
상기 본체(10)의 기울기를 실시간으로 감지하고, 그 기울기감지값을 제어부(60)에 실시간으로 제공하는 자이로센서(202); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 바퀴프레임(30)은,
환상으로 된 바퀴프레임(30)의 외주면에 설치되어 차륜(40)을 회전 가능케 지지하는 베어링(301);
바퀴프레임(30)의 외측면에 분해 조립 가능케 설치되어 바퀴프레임(30) 내부에 설치되는 구동부(50)가 외부로 노출되지 않도록 하는 커버수단(302); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 차륜(40)은,
상기 바퀴프레임(30)의 둘레에서 회전 가능케 베어링(301)에 의해 지지되되, 내주면에는 환상으로 종동기어(401a)가 형성된 휠(401);
상기 휠(401)에 탈부착 가능케 설치되는 타이어(402); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 구동부(50)는,
상기 본체(10) 일측에 설치되는 배터리(501);
상기 배터리(501)에서 제공되는 전력에 의해 구동되며, 각 바퀴프레임(30)의 내측에 적어도 하나 이상 설치되는 구동모터(502);
상기 구동모터(502)의 구동축에 설치되어 차륜(40)의 휠(401)에 형성된 종동기어(401a)와 치합되어 휠(401)을 회전시키는 구동기어(503); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.
제1항에 있어서,
상기 제어부(60)는,
상기 센서부(20)에 제공되는 가속도감지값과 기울기감지값을 분석하여 본체(10)의 평행 균형을 유지하도록 구동부(50)의 제어를 수행하는 자세제어모듈(601);
상기 본체(10)의 컨트롤러(103d)에서 제공되는 제어신호에 따라 자세제어모듈(601)과 연동하여 주행 제어가 이루어지도록 구동부(50)의 구동모터(502) 제어를 수행하는 주행제어모듈(602); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 2륜형 전기차.