KR20210146031A - 3륜형 스마트 팽이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 기기를 이용하여 조종자가 원하는 위치나 방향으로 움직임을 자유롭게 조종할 수 있는 3륜형 스마트 팽이를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 하우징에 내장되고, 관성이 작용하도록 제1플라이휠을 제1전동기로 회전시키는 제1드라이브 유닛, 상기 제1드라이브 유닛과 동축을 이루도록 상기 하우징에 내장되고, 관성이 작용하도록 제2플라이휠을 제2전동기로 상기 제1플라이휠의 회전 방향과 역방향으로 회전시키는 제2드라이브 유닛, 상기 하우징의 상측에 장착되고 추진력을 만드는 디스크를 제3전동기로 회전시키는 제3드라이브 유닛, 상기 하우징의 하부에 적어도 3개 이상 장치되고, 상기 하우징의 외부로 일부분이 노출된 바퀴를 제4전동기로 회전시키는 제4드라이브 유닛, 상기 제1 내지 제4드라이브 유닛의 작동을 제어하여 원하는 위치나 방향으로 움직임을 자유로이 바꾸고 조종하는 컨트롤 유닛, 상기 컨트롤 유닛에 원격조종기의 무선 신호를 수신하여 전달하는 무선통신모듈 및 상기 컨트롤 유닛에 전원을 공급하는 전원모듈을 포함하는 3륜형 스마트 팽이를 개시한다.

Description

3륜형 스마트 팽이{SMART TOP WITH THREE WHEELS}

본 발명은 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 스마트 기기로 원격 제어하여 조종자가 원하는 위치나 방향으로 움직임을 자유롭게 조종할 수 있는 스마트 팽이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3개의 바퀴를 구동하여 주행 및 조향을 제어함으로써 한결 안정적이고 효과적으로 움직임을 조정할 수 있고, 이로 인해 다양한 방식의 게임을 역동적이고 다이내믹하게 즐길 수 있는 원격 조종이 가능한 3륜형 스마트 팽이에 관한 것이다.

팽이는 어린이들에게 매우 인기가 높은 장난감 중 하나로서, 주로 채로 치거나 끈을 몸통에 감았다가 끈을 잡아당겨 푸는 힘으로 돌리면 구심력과 회전관성 때문에 평형을 유지하여 회전력이 소멸될 때까지 쓰러지지 않고 축을 중심으로 회전운동을 한다.

이러한 팽이에 회전력을 가하는 방식은 실을 원추형의 몸체에 감아 팽이를 던지는 방식, 랙과 피니언 구조를 응용하여 회전력을 제공하는 방식, 팽이에 와인더를 끼우고 와인더를 당김으로써 팽이를 회전시키는 방식 등이 있다.

최근에는 팽이경기장 내에 돌고 있는 팽이를 서로 맞부딪치게 하여 어느 하나의 팽이를 쓰러뜨리는 이른바 배틀(battle) 방식의 놀이가 유행하고 있다.

그러나 종래의 일반적인 팽이는 무작위적인 상황에서 단순히 상대편 팽이와 충돌에 따른 회전력의 저하로 승부를 가리기 때문에 놀이(게임) 방식이 단조로워 몰입감이 낮고 박진감이 떨어지며 흥미 유발에 한계가 있다.

이를 해결하기 위한 기술로, 특허문헌 1에는 원격제어가 가능한 팽이형 로봇 시스템이 제시되어 있고, 특허문헌 2에는 스마트폰을 활용한 팽이완구 및 이를 운용하는 방법이 제시되어 있다.

그런데 특허문헌 1은 팽이의 본체 하부에 한 쌍의 바퀴를 장치하고, 이에 구동력을 전달하는 구동부를 원격에서 제어함으로써 팽이를 전후 양쪽으로만 이동 방향을 전환할 수 있는 구조에 불과하고, 특허문헌 2는 팽이에 내장되어 있는 회전체에 구동력을 전달하는 구동모터를 스마트폰으로 제어하여 팽이의 회전을 자동으로 유지할 수는 있지만, 팽이경기장의 상판 기울기를 조절하는 기울기조절부를 스마트폰으로 제어하여 팽이의 방향을 전환시키는 구조여서 반드시 전용 팽이경기장이 필요한 사용상의 불편함과 한계가 있다.

이에 따라 본 출원인이 종래 기술의 문제점을 해결하고자 개발하여 선출원한 원격 조종으로 방향 전환이 가능한 스마트 팽이가 특허문헌 3에 제시된 바 있다.

그런데 이는 단순히 하나의 회전축을 중심으로 회전 및 이동이 이루어지는 구조여서 다양한 방식의 게임 및 정교한 조작을 요구하는 게임을 즐기기에 부족하고 어려운 문제점이 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR10-1469747 B1(2014.12.01) KR10-1611193 B1(2016.04.05) KR10-1990821 B1(2019.06.13) KR10-1685684 B1(2016.12.06) KR10-2018-0047071 A(2018.05.10) KR10-1184023 B1(2012.09.12) KR10-0541521 B1(2005.12.30) KR10-2008-0022833 A(2008.03.12) KR20-0274484 Y1(2002.04.24)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려함과 동시에 기존의 스마트 팽이 기술이 지닌 기술적 한계 및 문제점들을 해결하려는 발상에서, 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 스마트 기기로 원격 제어하여 조종자가 원하는 위치나 방향으로 한층 더 역동적이고 다이내믹하게 움직여서 다양한 방식의 정교한 게임을 즐길 수 있고, 아울러 주행 및 조향을 효과적으로 제어하여 안정성과 확장성을 확보할 수 있는 새로운 구조의 3륜형 스마트 팽이를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 역동적이고 다이내믹하게 움직일 수 있도록 하는 3륜형 스마트 팽이를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위한 새로운 착상을 구체화하면서 특정의 기술적 목적을 효과적으로 달성하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적인 수단은, 내부의 가운데 부분에 상하로 분할하는 제1지지판이 형성되고, 상면에 제2지지판이 형성된 하우징, 상기 제1지지판의 위쪽 중심축 선상에 장착된 채로 상기 하우징에 내장되고, 관성이 작용하도록 제1플라이휠을 제1전동기로 회전시키는 제1드라이브 유닛, 상기 제1드라이브 유닛과 동축을 이루는 상기 제1지지판의 아래쪽 중심축 선상에 장착된 채로 상기 하우징에 내장되고, 관성이 작용하도록 제2플라이휠을 제2전동기로 상기 제1플라이휠의 회전 방향과 역방향으로 회전시키는 제2드라이브 유닛, 상기 제2지지판의 상측 중심축 선상에 장착되고, 추진력을 만드는 디스크를 제3전동기로 회전시키는 제3드라이브 유닛, 상기 하우징의 하부에 바퀴의 일부분이 노출된 상태로 적어도 3개 이상 장치되고, 상기 바퀴를 제4전동기로 회전시키는 제4드라이브 유닛, 상기 하우징에 내장되고, 상기 제1 내지 제4드라이브 유닛의 작동을 제어하여 원하는 위치나 방향으로 움직임을 자유로이 바꾸고 조종하는 컨트롤 유닛, 상기 컨트롤 유닛에 원격조종기(스마트 기기)의 무선 신호를 수신하여 전달하는 무선통신모듈 및 상기 하우징에 내장되고, 상기 컨트롤 유닛에 전원을 공급하는 전원모듈을 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 3륜형 스마트 팽이를 제시한다.

이로써 본 발명은 3개의 바퀴가 달려 있어 안정성과 확장성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 스마트 기기로 조종자가 원하는 위치나 방향으로 역동적이고 다이내믹하게 움직여서 다양한 방식의 정교한 게임을 즐길 수 있다.

그리고 3개의 바퀴를 구동하여 주행 및 조향을 제어하므로 한결 안정적이고 효과적으로 움직임을 정교하게 조정할 수 있다.

아울러 제1드라이브 유닛의 제1플라이휠을 제2드라이브 유닛의 제2플라이휠과 반대 방향으로 돌릴 수 있고, 이로 인해 반작용력을 흡수하여 방향을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로, 상기 제2지지판의 상측과 상기 디스크 사이에 장착되고, 상기 제3전동기의 회전력으로 상기 디스크와 동시에 회전하는 스윙캡을 더 포함하여 구성됨으로써 조종자가 원하는 위치나 방향으로 움직임을 더욱 신속하고 안정적으로 조종할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로, 상기 제2지지판의 상측에 장치되고, 상기 컨트롤 유닛의 제어에 따라 발광하는 링형 LED 모듈을 더 포함하여 구성됨으로써 배틀 시 등에 화려한 빛을 방출하여 입체적이고 현란한 조명 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하고자 특유한 해결 수단이 기초하고 있는 본 발명의 기술사상 및 실시 예(embodiment)에 따르면, 스마트 기기로 조종자가 원하는 위치나 방향으로 3개의 바퀴를 구동하여 주행 및 조향을 제어할 수 있기 때문에 움직임을 한층 더 안정적이고 정교하게 조정할 수 있다.

따라서 배틀 도중 공격모드와 방어모드로 자유롭게 변환할 수 있고, 이로 인해 박진감이 넘치는 파워풀한 퍼모먼스와 함께 배틀을 역동적이고 다이내믹하게 즐길 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이를 나타낸 저면사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이를 나타낸 부분 횡단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이의 구성요소 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이의 구성요소 중 제4드라이브 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이의 구성요소 중 제4드라이브 유닛의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

이외에도 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명 및 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이를 이루는 주요 구성요소는 하우징(10), 제1드라이브 유닛(20), 제2드라이브 유닛(30), 제3드라이브 유닛(40), 제4드라이브 유닛(50), 컨트롤 유닛(60), 무선통신모듈(61), 전원모듈(62), 스윙캡(70) 및 LED 모듈(80)을 포함하고 있다.

하우징(10)은 팽이의 외형을 이루면서 주요 구성부품을 안전하게 수용하여 외부 충격 등으로부터 보호한다.

그리고 하우징(10)은 원통형 등과 같이 전체의 형태가 제1드라이브 유닛(20)의 구동축을 대칭축으로 하여 균형잡힌 형태로 형성되어 있다.

예를 들면, 하우징(10)은 하부로 갈수록 폭이 점차 협소해지는 마치 역원뿔대통 형상으로 형성할 수도 있다.

또한, 하우징(10)에 내장되는 제1 및 제2드라이브 유닛(20)(30) 등은 회전에 따른 무게의 불균형이 없도록 그 회전의 중심축을 중심으로 대칭적으로 배치되어 있다.

그리고 하우징(10) 내부의 가운데 부분에는 상하로 분할하는 제1지지판(11)이 고정되어 있고, 하우징(10)의 상면에는 제2지지판(12)이 고정되어 있으며, 제1지지판(11)과 제2지지판(12) 사이에는 컨트롤 유닛(60)과 무선통신모듈(61) 및 전원모듈(62)을 지지하는 제3지지판(13)이 고정되어 있다.

이러한 하우징(10)은 제1드라이브 유닛(20)의 제1플라이휠(21)이 회전하는 방향과 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.

제1드라이브 유닛(20)은 팽이가 넘어지지 않고 균형을 유지하면서 이동 방향과 각도를 변경할 수 있도록 하기 위해 회전력과 원심력을 발생시킨다.

그리고 제1드라이브 유닛(20)은 관성이 작용하도록 제1플라이휠(21)을 제1전동기(22)로 회전시키는 구조로 이루어져 하우징(10)에 내장되어 있고, 그 제1전동기(22)는 제1지지판(11)의 위쪽 회전 중심축 선상에 장착되어 있다.

즉, 제1플라이휠(21)의 회전 중심축은 하우징(10)의 중심축 선상에 위치되어 있고, 제1전동기(22)는 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 전원모듈(62)로부터 전력을 받아서 팽이의 중심을 잡는 회전력을 발생시키도록 구비되어 있다.

여기서 제1전동기(22)는 컨트롤 유닛(60)의 펄스(pulse) 제어에 따라 동작 시간 및 속도를 변화하는 것이 바람직하다.

또한, 제1전동기(22)로는 작동이 확실하고 자동 원격조작이 가능하며 속도의 조정과 정지·역전 등이 쉽게 이루어지도록 예를 들면, 컨트롤 유닛(60)의 제어 신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터를 채용할 수 있다.

그밖에 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터 혹은 회전을 전달하는 매개물이 없기 때문에 미끄럼 손실이 없고 수명 등의 특성이 우수한 다이렉트 드라이브 모터를 채용할 수도 있다.

제2드라이브 유닛(30)은 제1드라이브 유닛(20)의 회전 방향과 역방향으로 회전력을 발생시켜 팽이의 반작용력을 흡수하여 방향을 일정하게 유지시킴과 함께 팽이가 넘어지지 않고 균형을 유지하면서 회전하도록 회전력과 원심력을 발생시킨다.

그리고 제2드라이브 유닛(30)은 관성이 작용하도록 제2플라이휠(31)을 제2전동기(32)로 제1플라이휠(21)의 회전 방향과 역방향으로 회전시키는 구조로 이루어져 하우징(10)에 내장되어 있고, 그 제2전동기(32)는 제1지지판(11)의 아래쪽 회전 중심축 선상에 장착되어 있다.

즉, 제2플라이휠(31)의 회전 중심축은 제1플라이휠(21)의 회전 중심축과 동축을 이루도록 하우징(10)의 중심축 선상에 위치되어 있고, 제2전동기(32)는 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 전원모듈(62)로부터 전력을 받아서 팽이의 중심을 잡는 회전력을 발생시키도록 구비되어 있다.

여기서 제2플라이휠(31)의 무게는 무게중심을 낮게 유지하기 위해 제1플라이휠(21)의 무게보다 더 무겁게 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 제2전동기(32)는 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 연속하여 동작하는 것이 바람직하다.

한편, 제2전동기(32)로는 작동이 확실하고 자동 원격조작이 가능하며 속도의 조정과 정지·역전 등이 쉽게 이루어지도록 예를 들면, 컨트롤 유닛(60)의 제어 신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터를 채용할 수 있다.

그밖에 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터 혹은 회전을 전달하는 매개물이 없기 때문에 미끄럼 손실이 없고 수명 등의 특성이 우수한 다이렉트 드라이브 모터를 채용할 수도 있다.

제3드라이브 유닛(40)은 추진력을 만드는 디스크(41)를 제3전동기(42)로 회전시키는 구조로 이루어져 제2지지판(12)의 상측 회전 중심축 선상에 장착되어 있다.

즉, 제3전동기(42)는 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 전원모듈(62)로부터 전력을 받아서 구동하고, 이에 따라 갓 형태의 디스크(41)가 고속으로 회전하여 배틀 시 상대를 타격하는 공격무기로 강력한 파괴력을 발휘할 수 있다.

아울러 디스크(41)는 팽이의 회전 속도를 증대시켜 이동을 위한 가속력과 추진력을 만들고, 또 팽이의 회전력을 유지하여 불균형을 줄이는 역할을 한다.

그리고 디스크(41)의 가장자리 둘레에는 LED 모듈(80)에서 발광하는 빛이 통과하는 빛통과구멍(43)이 방사상으로 다수 형성되어 있다.

여기서 디스크(41)는 테두리 부분의 형상 변화에 따라 팽이의 회전 반지름이 변하고, 팽이에 부딪치는 공기의 흐름이 변하면서 회전속도가 달라질 수 있다.

제4드라이브 유닛(50)은 조종자가 원하는 위치나 방향으로 팽이를 신속하고 안정적으로 이동 및 방향 전환을 할 수 있도록 하우징(10)의 하부에 적어도 3개 이상 장치되어 있다.

그리고 제4드라이브 유닛(50)은 각각 바퀴(51)를 제4전동기(52)로 회전시키는 구조로 이루어져 하우징(10)의 하부에 내장되어 있고, 그 바퀴(51)의 일부분이 하우징(10)의 외측으로 돌출되어 있다.

즉, 제4드라이브 유닛(50)은 하우징(10)의 하부에 3방향으로 나있는 휠하우스(14) 안쪽에 장착되어 있고, 그 바퀴(51)의 일부분이 팽이의 이동 방향을 조종하기 위해 지면과 닿도록 휠하우스(14)의 외부로 노출되어 있다.

여기서 제4드라이브 유닛(50)은 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 하우징(10)의 내부에 고정되어 있는 축받이(53)로 위치를 움직이지 않게 지지할 수 있고, 제4전동기(52)가 바퀴(51)의 안쪽에서 회전력을 전달하는 구조를 채용할 수 있다.

예를 들어, 컨트롤 유닛(60)의 제어 신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터 혹은 회전을 전달하는 매개물이 없기 때문에 미끄럼 손실이 없고 수명 등의 특성이 우수한 다이렉트 드라이브 모터를 채용할 수 있다.

특히 제4드라이브 유닛(50)은 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기와, 이 감속기의 둘레에 일체로 바퀴가 달린 DC 기어드 모터 바퀴 세트(set)를 채용하는 것이 바람직하다.

컨트롤 유닛(60)은 팽이의 움직임을 원격 조정으로 자유롭게 바꾸기 위해 하우징(10) 내부의 제3지지판(13) 위에 장치되어 있다.

즉, 컨트롤 유닛(60)은 원격조종기로부터 무선 신호를 수신하면, 이를 분석하여 제1 내지 제4드라이브 유닛(20)(30)(40)(50) 중 어느 하나 이상의 전반적인 작동을 제어하여 원하는 위치나 방향으로 조종한다.

예를 들면, 컨트롤 유닛(60)은 제1 내지 제4드라이브 유닛(20)(30)(40)(50) 중 어느 하나 이상으로 인가되는 전원값의 크기 등을 조절하여 팽이가 조종자의 원하는 위치나 방향으로 움직이도록 자유로이 바꾸고 조종할 수 있고, 아울러 움직임의 속도와 방향 전환 등을 신속하게 제어할 수 있다.

무선통신모듈(61)은 원격조종기(스마트 기기)로부터 무선 신호를 수신하여 컨트롤 유닛(60)에 전달한다.

여기서 무선통신모듈(61)은 컨트롤 유닛(60)과 함께 인쇄회로기판(PCB) 상에 원칩 마이크로프로세서가 탑재된 형태로 통합 및 연계하여 구성될 수 있고, 또는 수신받은 신호를 기반으로 해당 기기에 동작 명령을 전송하여 기기를 제어하고 각 기능을 수행하는 컨트롤 보드(control board)로 이루어질 수 있다.

전원모듈(62)은 컨트롤 유닛(60) 등에 전원을 공급하기 위해 하우징(10)에 내장되어 있다.

그리고 전원모듈(62)은 제1 내지 제4드라이브 유닛(20)(30)(40)(50), LED 모듈(80) 등 부하와 전기적으로 연결되어 있어 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 작동을 위한 전원을 공급한다.

여기서 전원모듈(62)은 하우징(10)의 내부에 삽입 장착이 가능한 일회용 배터리나 외부의 상용 교류전력을 공급받아 전원 어댑터나 충전기 등의 컨버터를 통해 직류전력으로 변환하여 충전하고, 이를 방전하여 전원을 공급하는 배터리팩 및 이 배터리팩의 충전전압, 즉 직류전력을 교류전력으로 변환하여 부하에 공급하는 인버터를 포함하여 이루어질 수 있다.

아울러 전원모듈(62)은 과전류, 과전압, 과방전, 과충전 또는 고온 등으로부터 배터리를 보호하기 위한 회로와 전원을 개폐를 위한 온/오프스위치를 포함할 수 있다.

스윙캡(70)은 제3전동기(42)의 회전력으로 디스크(41)와 동시에 회전하여 조종자가 원하는 위치나 방향으로 움직임을 더욱 신속하고 안정적으로 조종할 수 있도록 하기 위해 제2지지판(12)의 상측과 디스크(41) 사이에 장착되어 있다.

즉, 스윙캡(70)은 하우징(10)의 제2지지판(12) 상측에 덮어 씌우듯이 장착되어 있고, 그 상면의 둘레에는 LED 모듈(80)에서 발광하는 빛이 통과하는 빛구멍(71)이 방사상으로 다수 형성되어 있다.

LED 모듈(80)은 컨트롤 유닛(60)의 제어에 따라 화려한 빛을 방출하여 입체적이고 현란한 조명 효과를 얻을 수 있도록 함과 동시에 카메라로 식별이 용이하도록 하기 위해 제2지지판(12)의 상측 테두리에 장착되어 있다.

즉, LED 모듈(80)은 링형으로 이루어져 하우징(10)과 함께 회전하면서 디스크(41)의 빛통과구멍(43)을 통해 다양한 색깔의 빛을 발산함으로써 몰입감과 박진감을 극대화한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 3륜형 스마트 팽이의 주요 작용 및 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 스마트 기기 등의 원격조정기로 조종자가 원하는 위치나 방향으로 움직임을 조종하면, 이를 무선통신모듈(61)이 수신하여 컨트롤 유닛(60)에 전달하고, 이에 컨트롤 유닛(60)은 제1 내지 제4드라이브 유닛(20)(30)(40)(50), LED 모듈(80)의 작동을 제어한다.

이때, 제1 및 제2드라이브 유닛(20)(30)은 팽이가 넘어지지 않고 회전하도록 서로 반대방향으로 회전력을 발생시키고, 아울러 제3드라이브 유닛(40)은 제1 및 제2드라이브 유닛(20)(30) 중 어느 하나와 동일한 방향으로 회전력을 발생시켜 팽이의 이동을 위한 추진력과 함께 배틀 시 상대를 타격하는 파괴력을 증가시킨다.

또한, 제4드라이브 유닛(50)은 팽이가 전진 또는 후진하도록 3개의 바퀴(51)를 동시에 정역방향으로 회전시킨다.

이 과정에서 조종자가 더 빠르게 회전 및 이동하도록 조종하면, 컨트롤 유닛(60)은 제1 내지 제4드라이브 유닛(20)(30)(40)(50) 중 해당 부분의 회전 속도를 증가시킨다.

그리고 조종자가 이동 방향을 변경하도록 조종하면, 컨트롤 유닛(60)은 이를 수신하여 제1드라이브 유닛(20)의 제1플라이휠(21)을 제2드라이브 유닛(30)의 제2플라이휠(31)의 회전 방향과 반대 방향으로 펄스 회전시키고, 이와 동시에 제4드라이브 유닛(50)들 중 어느 하나의 바퀴(51)만을 회전시키며, 이렇게 되면 작용 반작용의 법칙에 의하여 팽이가 일정 각도로 기울어지면서 이동 방향을 자연스럽게 변경한다.

따라서 조종자가 원하는 위치나 방향으로 팽이의 움직임을 한층 더 안정적이고 정교하게 조정할 수 있다.

즉, 3개의 바퀴(51)를 구동하여 주행 및 조향을 제어하므로 한쪽으로 기울어지면서 추진력을 만들어 신속한 이동이 가능할 뿐만 아니라 팽이의 기울기를 효율적으로 변화시킬 수 있다.

아울러 제1드라이브 유닛(20)의 제1플라이휠(21)을 제2드라이브 유닛(30)의 제2플라이휠(31)과 반대 방향으로 돌릴 수 있고, 이로 인해 반작용력을 흡수하여 방향을 일정하게 유지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 하우징 11: 제1지지판
12: 제2지지판 13: 제3지지판
14: 휠하우스 20: 제1드라이브 유닛
21: 제1플라이휠 22: 제1전동기
30: 제2드라이브 유닛 31: 제2플라이휠
32: 제2전동기 40: 제3드라이브 유닛
41: 디스크 42: 제3전동기
50: 제4드라이브 유닛 51: 바퀴
52: 제4전동기 60: 컨트롤 유닛
61: 무선통신모듈 62: 전원모듈
70: 스윙캡 80: LED 모듈

Claims (3)

1. 내부의 가운데 부분에 상하로 분할하는 제1지지판이 고정되고, 상면에 제2지지판이 고정된 하우징;
   상기 제1지지판 위의 상기 하우징의 중심축 선상에 내장되고, 관성이 작용하도록 제1플라이휠을 제1전동기로 회전시키는 제1드라이브 유닛;
   상기 제1드라이브 유닛과 동축을 이루는 상기 제1지지판 아래의 상기 하우징의 중심축 선상에 내장되고, 관성이 작용하도록 제2플라이휠을 제2전동기로 상기 제1플라이휠의 회전 방향과 역방향으로 회전시키는 제2드라이브 유닛;
   상기 제2지지판 위의 상기 하우징의 중심축 선상에 장착되고, 추진력을 만드는 디스크를 제3전동기로 회전시키는 제3드라이브 유닛;
   상기 하우징의 하부에 적어도 3개 이상 장치되고, 상기 하우징의 외부로 일부분이 노출된 바퀴를 제4전동기로 회전시키는 제4드라이브 유닛;
   상기 하우징에 내장되고, 상기 제1 내지 제4드라이브 유닛의 작동을 제어하여 원하는 위치나 방향으로 움직임을 자유로이 바꾸고 조종하는 컨트롤 유닛;
   상기 컨트롤 유닛에 원격조종기(스마트 기기)의 무선 신호를 수신하여 전달하는 무선통신모듈; 및
   상기 하우징에 내장되고, 상기 컨트롤 유닛에 전원을 공급하는 전원모듈;
   을 포함하는 3륜형 스마트 팽이.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2지지판의 상측과 상기 디스크 사이에 장착되고, 상기 제3전동기의 회전력으로 상기 디스크와 동시에 회전하는 스윙캡;
   을 더 포함하는 3륜형 스마트 팽이.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2지지판의 상측에 장치되고, 상기 컨트롤 유닛의 제어에 따라 발광하는 링형 LED 모듈;
   을 더 포함하는 3륜형 스마트 팽이.
   

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