KR20220008163A - Assist Wheel Generator For Electric Powered Vehicle - Google Patents

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KR20220008163A
KR20220008163A KR1020200086428A KR20200086428A KR20220008163A KR 20220008163 A KR20220008163 A KR 20220008163A KR 1020200086428 A KR1020200086428 A KR 1020200086428A KR 20200086428 A KR20200086428 A KR 20200086428A KR 20220008163 A KR20220008163 A KR 20220008163A
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power
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Abstract

An auxiliary wheel power generation device is disclosed. The auxiliary wheel power generation device according to an embodiment of the present invention is an auxiliary wheel power generation device mounted on an auxiliary wheel of an electric transport means to perform power generation, and comprises: a detachable part mounted in a structure that surrounds a part of the power generation unit and fixed to one side of the auxiliary wheel or adjacent to the auxiliary wheel; a power generation unit mounted on one side of the detachable unit and converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy; and a power transmission unit mounted on one side of the power generation unit, connected to the power storage device of the electric transportation means, and providing power generated from the power generation unit to the power storage device. According to the present invention, it is possible to provide an auxiliary wheel generator capable of increasing the use time and operating distance of the electric transportation means by converting the rotational kinetic energy of auxiliary wheels of an electric transportation means into electrical energy.

Description

전동운송수단을 위한 보조바퀴 발전장치{Assist Wheel Generator For Electric Powered Vehicle}Assist Wheel Generator For Electric Powered Vehicle

본 발명은 전동운송수단의 보조바퀴에 탑재되어 발전을 수행할 수 있는 보조바퀴 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전동운송수단의 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동운송수단의 사용 시간 및 운용 거리를 증가시킬 수 있는 보조바퀴 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to an auxiliary wheel power generation device that is mounted on an auxiliary wheel of an electric transportation means to perform power generation, and more particularly, converts rotational kinetic energy of an auxiliary wheel of an electric transportation means into electrical energy to generate electricity. It relates to an auxiliary wheel power generator capable of increasing use time and operating distance.

일반적으로 자전거는 사용자의 페달링(pedaling)에 의한 답력(pedal effort)을 이용하여 주행하는 것으로서, 평지에서는 주행에 어려움이 없으나, 언덕 등의 경사로(또는 등판로)를 올라갈 때에는 많은 힘이 필요한 문제점이 있다.In general, a bicycle is driven using a user's pedal effort by pedaling, and there is no difficulty in driving on flat ground, but a problem that requires a lot of power is required when climbing a slope (or slope) such as a hill. have.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 최근에는 사용자의 답력에 더하여 모터를 보조 동력으로 사용하는 전기 자전거가 개발된 바 있다.In order to solve such a problem, an electric bicycle using a motor as an auxiliary power in addition to a user's pedal effort has recently been developed.

전기 자전거는 배터리에 저장된 전력을 동력으로 사용하여 바퀴를 구동시키는 자전거로서, 노약자나 장애인과 같이 자력에 의해 자전거를 운전할 수 없는 사람뿐만 아니라 최근에는 운동용으로도 이러한 전기 자전거가 많이 활용되고 있다.An electric bicycle is a bicycle that drives wheels by using electric power stored in a battery as a power source. Recently, such electric bicycles are widely used for exercise as well as people who cannot drive a bicycle by magnetic force such as the elderly or the disabled.

이에 사용자가 페달을 밟아 구동축을 회전시켜 자전거가 주행하도록 하는 과정에서 전기 자전거에 장착된 모터가 다양한 모드에 따라 사용자의 페달링에 도움을 줄 수 있도록 하는 것이 중요시 되고 있다.Accordingly, in the process of allowing the user to step on the pedal and rotate the drive shaft to allow the bicycle to run, it is important to allow the motor mounted on the electric bicycle to help the user in pedaling according to various modes.

이러한 사용자의 요구를 충족시키고자 모터가 답력에 대응하는 보조 동력을 발생시키는 시스템(PAS: Power Assist System, Pedelec)이 개발되어 적용되고 있는데, 답력의 크기를 검출하여 답력에 대한 일정 모터보조비율로 모터를 구동시킨다.In order to satisfy these user needs, a system (PAS: Power Assist System, Pedelec) in which the motor generates auxiliary power corresponding to the pedal force has been developed and applied. drive the motor.

이 경우 전기 자전거의 주행모드는 사용자가 페달을 밟게 되면 페달 입력에 따른 답력의 크기를 검출하여 정해진 모터보조비율(답력에 대한 모터보조비율)을 모터의 구동력이 답력을 보조하는 모터보조 모드(Power Assist Mode)를 구비하게 된다.In this case, the driving mode of the electric bicycle is a motor assistance mode (Power) in which, when the user steps on the pedal, the amount of the pedal effort is detected and the motor driving force assists the pedal effort in a predetermined motor assistance ratio (motor assistance ratio to the pedal strength). Assist Mode).

종래의 전기 자전거는 후륜이 구동륜이고, 페달 및 스프라킷휠, 후륜에 설치되는 모터, 페달 입력 토크를 검출하기 위한 토크검출부, 스프라킷휠과 후륜의 구동휠 사이에 연결되는 체인, 수조작 버튼 등이 구비된 입력부, 주행모드(모터보조 및 회생제동 모드), 에너지 사용량(방전량) 및 회생량(충전량) 등을 표시해주는 표시부가 구비될 수 있다.In the conventional electric bicycle, the rear wheel is the driving wheel, the pedal and the sprocket wheel, the motor installed on the rear wheel, the torque detector for detecting the pedal input torque, the chain connected between the sprocket wheel and the driving wheel of the rear wheel, the manual button, etc. A display unit for displaying the provided input unit, driving mode (motor assistance and regenerative braking mode), energy usage (discharge amount) and regenerative amount (charge amount), etc. may be provided.

그러나 상기와 같이 종래의 전기 자전거는 배터리가 방전된 상태에서는 모터를 구동시키지 못하므로 전기를 회생하기 위해 페달링을 해야 하고, 페달링에 의한 전기 충전이 이루어지므로 완충시까지 일정한 속도를 유지해야 하는 문제점이 있다.However, as described above, the conventional electric bicycle cannot drive the motor when the battery is discharged, so it is necessary to pedal to regenerate electricity. have.

그리고 현재에는 사용자의 편의를 위해 운전자의 감속 또는 제동 시, 내리막 길에서의 운행 시에 전기모터가 발전기 기능을 하게 하고, 이때 발생된 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하기 위한 회로에 추가 구성들이 부가됨에 따른 모터 구동회로의 부피가 증가 및 제조 단가의 상승 등이 여전히 문제되므로 이를 해결할 필요성이 있다.And now, for the convenience of the user, the electric motor functions as a generator when the driver decelerates or brakes, or when driving on a downhill road. Since there are still problems such as an increase in the volume of the motor driving circuit and an increase in manufacturing cost as components are added, there is a need to solve these problems.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로 한국 공개특허공보 제2010-56659호(2010.05.28. 공개) "전기 자전거"는 전동기에 의해 작동되는 전륜; 전동기 또는 답력에 의해 작동되는 후륜과, 상기 전동기에 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 전동기를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어지며, 상기 전동기는 상기 전륜 및 후륜에 각각 설치되며, 후륜에는 발전형 전동기가 설치되어 전동기에 의한 구동 전까지 상기 후륜이 회전할 때 발생되는 전기에너지를 전원부에서 충전시키는 것을 특징으로 한다.As a prior art for solving the above problems, Korean Patent Application Laid-Open No. 2010-56659 (published on May 28, 2010) “electric bicycle” includes a front wheel operated by an electric motor; A rear wheel operated by an electric motor or a pedal force, and a power supply unit for supplying power to the electric motor; and a controller for controlling the electric motor, wherein the electric motor is installed on the front wheel and the rear wheel, respectively, and a power generation type electric motor is installed on the rear wheel. It is characterized in that it is charged in.

상기와 같이 구성되는 선행기술은 전륜과 후륜에 각각 전동기가 설치되기 때문에 급경사로 운행할 때에는 효과적인 면이 있으나, 전동기가 전륜에 1개 후륜에 2개가 설치되기 때문에 배터리의 소모량이 큰 문제점이 있다.The prior art configured as described above is effective when driving on a steep slope because electric motors are installed on the front and rear wheels, respectively.

또한, 배터리를 충전하기 위해서는 페달링에 의해서만 충전이 이루어지기 때문에 배터리가 방전된 상태에서는 일정 속도 이상으로 운행하여야 충전이 이루어지는 문제점이 있다.In addition, since charging is performed only by pedaling in order to charge the battery, there is a problem in that the battery is charged only when the battery is driven at a predetermined speed or more in a discharged state.

상기 배터리에 충전을 하기 위해 일정 속도 이상으로 유지해야 하므로 사용자의 체력이 급격하게 저하되는 것은 물론 사람이 많은 장소에서는 충전이 제대로 이루어지지 않은 문제점이 있었다.In order to charge the battery, it has to be maintained at a certain speed or more, so that the user's physical strength is rapidly reduced, and there is a problem in that charging is not performed properly in a place where there are many people.

따라서, 상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for a technique capable of solving the problems according to the prior art.

한국공개특허 제10-2017-0128650호 (공개일자: 2017년 11월 23일)Korean Patent Publication No. 10-2017-0128650 (Published date: November 23, 2017)

본 발명의 목적은, 전동운송수단의 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동운송수단의 사용 시간 및 운용 거리를 증가시킬 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an auxiliary wheel generator capable of increasing the use time and operating distance of the electric transportation means by converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheels of the electric transportation means into electric energy.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 보조바퀴 발전장치는, 전동운송수단의 보조바퀴에 탑재되어 발전을 수행하는 보조바퀴 발전장치로서, 발전부의 일부를 감싸는 구조로 장착되고, 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하여 고정되는 탈착부; 상기 탈착부의 일측에 장착되고, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지를 변환하는 발전부; 및 상기 발전부의 일측에 장착되고, 전동운송수단의 전력저장장치와 연결되며, 발전부로부터 생산된 전력을 전력저장장치에 제공하는 전력 전송부;를 포함하는 구성일 수 있다.Auxiliary wheel power generation device according to an aspect of the present invention for achieving this object is an auxiliary wheel power generation device that is mounted on an auxiliary wheel of an electric transport means to perform power generation, and is mounted in a structure that surrounds a part of the power generation unit, and the auxiliary wheel a detachable part fixed adjacent to one side of the auxiliary wheel; a power generation unit mounted on one side of the detachable unit and converting rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy; and a power transmission unit mounted on one side of the power generation unit, connected to the power storage device of the electric transportation means, and providing the power generated from the power generation unit to the power storage device.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탈착부는, 상기 발전부를 감싸는 수밀구조의 하우징; 및 상기 하우징의 일측면에 장착되고, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하는 구조에 탈착 가능한 구조로 결속되는 결속부;를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the detachable unit, a housing of a watertight structure surrounding the power generation unit; and a binding part mounted on one side of the housing and coupled to one side of an auxiliary wheel to be mounted or a structure adjacent to the auxiliary wheel in a detachable structure.

이 경우, 상기 결속부는, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조를 포함하는 구성일 수 있다.In this case, the binding unit may be configured to include a deformable structure that can change the structure according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted.

또한, 상기 결속부는, 탑재하고자 하는 보조바퀴와 인접하여 장착되고, 발전부와 보조바퀴의 이격거리를 변경하는 구조를 포함하는 구성일 수 있다.In addition, the binding unit may be mounted adjacent to the auxiliary wheel to be mounted, and may have a configuration including a structure for changing the separation distance between the power generation unit and the auxiliary wheel.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발전부는, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 관성력, 원심력을 이용하여 전기 에너지로 변환하는 구성을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power generation unit may include a configuration for converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy using inertial force and centrifugal force.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발전부는, 슬라이딩 레일이 방사형 구조로 일정 각도로 이격되어 다수 형성되고, 보조바퀴의 회전운동과 연동하여 함께 회전하는 구조의 회전하우징; 상기 슬라이딩 레일에 회전하우징의 회전 운동에 의해 슬라이딩 레일을 따라 외주면 방향으로 슬라이딩되는 슬라이딩 가압부재; 및 상기 슬라이딩 레일의 외주면 방향 내측면에 장착되고, 슬라이딩 가압부재의 가압력에 의해 전기를 생산하는 압전소자;를 포함하는 구성일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the power generation unit, the sliding rail is formed in a number spaced apart at a certain angle in a radial structure, the rotating housing of the structure to rotate together in conjunction with the rotational motion of the auxiliary wheel; a sliding pressing member sliding along the sliding rail in the direction of the outer circumferential surface by the rotational movement of the rotating housing on the sliding rail; and a piezoelectric element mounted on the inner surface in the direction of the outer circumferential surface of the sliding rail and generating electricity by the pressing force of the sliding pressing member.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발전부는, 중심부에 고정부가 힌지 구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되는 수용공간이 형성되고, 보조바퀴의 회전운동과 연동하여 함께 회전하는 구조의 회전하우징; 상기 회전하우징의 수용공간에 장착되고, 하부에 중량물이 부가되어 자중에 의해 일정 각도를 유지하며, 외주면을 따라 유도코일이 장착된 고정부; 및 상기 회전하우징의 수용공간의 내주면에 일정 거리만큼 이격되어 N극과 S극이 교번 배치되는 영구자석부;를 포함하는 구성일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the power generation unit has a housing space in which the fixing unit is mounted to be rotatably rotatable by a predetermined angle by a hinge structure in the center, and a rotating housing having a structure that rotates together in conjunction with the rotational movement of the auxiliary wheel ; a fixing part mounted in the receiving space of the rotating housing, a weight being added to the lower part to maintain a certain angle by its own weight, and an induction coil mounted along the outer circumferential surface; and a permanent magnet in which N poles and S poles are alternately disposed on the inner circumferential surface of the accommodating space of the rotary housing by a predetermined distance.

이 경우, 상기 발전부는, 회전하우징의 회전속도에 따라 영구자석부에 배치된 N극과 S극의 배치 수량을 변경하여 유도코일로부터 생산되는 전력의 전압 레벨을 기 설정된 범위 내로 유지시키는 출력제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.In this case, the power generation unit, the output control unit for maintaining the voltage level of the electric power produced from the induction coil within a preset range by changing the number of N poles and S poles disposed on the permanent magnet unit according to the rotation speed of the rotating housing; It may be a configuration comprising.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 특정 구조의 탈착부, 발전부 및 전력 전송부를 구비함으로써, 전동운송수단의 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동운송수단의 사용 시간 및 운용 거리를 증가시킬 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by providing a detachable unit, a power generation unit, and a power transmission unit of a specific structure, the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel of the electric transportation means is converted into electric energy, and the electric transportation means It is possible to provide an auxiliary wheel generator capable of increasing the use time and operating distance of the vehicle.

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조를 포함하는 결속부를 탈착부에 구비함으로써, 전동킥보드, 전동스쿠터 등 다양한 전동운송수단에 탑재되어 전력을 생산하고 생산된 전력을 다양한 형태로 활용할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by providing a coupling part including a variable structure that can change the structure according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted in the detachable part, various types of electric kickboards, electric scooters, etc. It is possible to provide an auxiliary wheel power generator that is mounted on an electric transportation means to produce electric power and utilize the produced electric power in various forms.

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 특정 구조의 회전하우징, 슬라이딩 가압부재, 압전소자, 고정부, 영구자석부를 구비함으로써, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 관성력, 원심력을 이용하여 전기 에너지로 변환할 수 있어, 전동운송수단에 탑재되어 효과적으로 전력을 생산하고 생산된 전력을 다양한 형태로 활용할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by having a rotating housing of a specific structure, a sliding pressing member, a piezoelectric element, a fixed part, and a permanent magnet part, the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel is converted into electrical energy using inertial force and centrifugal force can be converted, it is possible to provide an auxiliary wheel power generator that is mounted on an electric transportation means to effectively produce electric power and utilize the produced electric power in various forms.

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 회전하우징의 회전속도에 따라 영구자석부에 배치된 N극과 S극의 배치 수량을 변경하는 출력제어부를 구비함으로써, 유도코일로부터 생산되는 전력의 전압 레벨을 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있어, 안정적인 전력 생산을 보장할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generator of the present invention, by having an output control unit for changing the arrangement quantity of the N pole and the S pole arranged in the permanent magnet according to the rotation speed of the rotating housing, the voltage of the power produced from the induction coil It is possible to maintain the level within a preset range, so that it is possible to provide an auxiliary wheel generator capable of ensuring stable power production.

도 1은 종래 기술에 따른 전동 킥보드 회생전력을 이용한 충전장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치를 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 보조바퀴 발전장치를 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 보조바퀴 발전장치의 발전부를 나타내는 부분 확대도이다.
도 6은 도 3에 도시된 보조바퀴 발전장치에서 출력제어부를 이용하여 영구자석부의 영구자석 배치구조를 변경시킨 상태를 나타내는 모식도이다.1 is a block diagram showing a charging device using regenerative power for an electric kickboard according to the prior art.
2 is a configuration diagram showing an auxiliary wheel power generation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a front view showing the auxiliary wheel power generation device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a side view showing the auxiliary wheel power generator shown in Figure 3;
5 is a partially enlarged view showing a power generation unit of the auxiliary wheel power generation device shown in FIG.
6 is a schematic diagram showing a state in which the permanent magnet arrangement structure of the permanent magnet unit is changed by using the output control unit in the auxiliary wheel power generation device shown in FIG. 3 .

이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member exists between the two members. Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치를 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치를 나타내는 정면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3에 도시된 보조바퀴 발전장치를 나타내는 측면도가 도시되어 있다.2 is a block diagram showing an auxiliary wheel power generation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view showing an auxiliary wheel power generation device according to an embodiment of the present invention, and in FIG. 4 A side view showing the auxiliary wheel power generator shown in FIG. 3 is shown.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치(100)는, 전동운송수단의 보조바퀴에 탑재되어 발전을 수행하는 장치로서, 특정 구조의 탈착부(110), 발전부(120) 및 전력 전송부를 구비함으로써, 전동운송수단의 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동운송수단의 사용 시간 및 운용 거리를 증가시킬 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.Referring to these drawings, the auxiliary wheel power generation device 100 according to the present embodiment is a device mounted on an auxiliary wheel of an electric transport means to perform power generation, and a detachable unit 110 and a power generation unit 120 having a specific structure. And by providing the power transmission unit, it is possible to provide an auxiliary wheel power generation device capable of increasing the use time and operating distance of the electric transportation means by converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheels of the electric transportation means into electrical energy.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 보조바퀴 발전장치(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each configuration constituting the auxiliary wheel power generation device 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

탈착부(110)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 발전부(120)의 일부를 감싸는 구조로 장착되고, 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하여 고정될 수 있다.As shown in FIGS. 2 to 4 , the detachable unit 110 is mounted to surround a part of the power generation unit 120 , and may be fixed to one side of the auxiliary wheel or adjacent to the auxiliary wheel.

구체적으로, 본 실시예에 따른 탈착부(110)는, 발전부(120)를 감싸는 수밀구조의 하우징(111)을 포함하는 구성일 수 있다. 하우징(111)은 사용자의 의도에 따라 내측 공간이 외부로부터 수밀구조로 차단될 수 있는 구조임이 바람직하다. 경우에 따라서, 사용자에 의해 개폐 가능한 구성이 추가되어 하우징(111) 내부에 탑재되는 발전부(120)의 상태를 손쉽게 관리할 수 있다.Specifically, the detachable unit 110 according to the present embodiment may be configured to include a housing 111 having a watertight structure surrounding the power generation unit 120 . It is preferable that the housing 111 has a structure in which the inner space can be blocked from the outside in a watertight structure according to the user's intention. In some cases, a configuration that can be opened and closed by a user is added, so that the state of the power generation unit 120 mounted inside the housing 111 can be easily managed.

또한, 탈착부(110)는, 하우징(111)을 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하는 구조에 탈착 가능한 구조로 결속시키는 결속부(112)를 더 포함하는 구조이다.In addition, the detachable unit 110 has a structure that further includes a binding unit 112 for binding the housing 111 to one side of the auxiliary wheel or a structure adjacent to the auxiliary wheel in a detachable structure.

구체적으로, 결속부(112)는, 하우징(111)의 일측면에 장착되고, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하는 구조에 탈착 가능한 구조로 결속될 수 있다.Specifically, the binding unit 112 may be mounted on one side of the housing 111 and may be coupled to one side of an auxiliary wheel to be mounted or a structure adjacent to the auxiliary wheel in a detachable structure.

이때, 결속부(112)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조(113)를 포함할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 3 , the binding unit 112 may include a deformable structure 113 capable of changing the structure according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted.

또한, 결속부(112)는, 탑재하고자 하는 보조바퀴와 인접하여 장착되고, 발전부(120)와 보조바퀴의 이격거리를 변경하는 구조를 포함할 수 있다.In addition, the binding unit 112 is mounted adjacent to the auxiliary wheel to be mounted, and may include a structure for changing the separation distance between the power generation unit 120 and the auxiliary wheel.

본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조를 포함하는 결속부를 탈착부(110)에 구비함으로써, 전동킥보드, 전동스쿠터 등 다양한 전동운송수단에 탑재되어 전력을 생산하고 생산된 전력을 다양한 형태로 활용할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.According to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by providing a binding part including a variable structure that can change the structure according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted in the detachable unit 110, an electric kickboard, an electric scooter, etc. It is possible to provide an auxiliary wheel power generator that is mounted on various electric transportation means to produce electric power and utilize the produced electric power in various forms.

발전부(120)는, 탈착부(110)의 일측에 장착되는 구성으로서, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지를 변환할 수 있다.The power generation unit 120, as a component mounted on one side of the detachable unit 110, may convert the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy.

구체적으로, 본 실시예에 따른 발전부(120)는, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 관성력, 원심력을 이용하여 전기 에너지로 변환하는 구성을 포함할 수 있다.Specifically, the power generation unit 120 according to the present embodiment may include a configuration for converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy using inertial force and centrifugal force.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발전부(120)는, 특정 구조의 회전하우징(121), 슬랑딩 가압부재(123) 및 압전소자(124)를 포함하는 구성일 수 있다.As shown in FIG. 5 , the power generation unit 120 according to the present embodiment may be configured to include a rotating housing 121 having a specific structure, a slanding pressing member 123 , and a piezoelectric element 124 .

구체적으로, 회전하우징(121)은, 슬라이딩 레일(122)이 방사형 구조로 일정 각도로 이격되어 다수 형성되고, 보조바퀴의 회전운동과 연동하여 함께 회전하는 구조일 수 있다.Specifically, the rotating housing 121 may have a structure in which a plurality of sliding rails 122 are spaced apart at a certain angle in a radial structure, and rotate together in association with the rotational movement of the auxiliary wheel.

이때, 슬라이딩 가압부재(123)는, 슬라이딩 레일(122)에 회전하우징(121)의 회전 운동에 의해 슬라이딩 레일(122)을 따라 외주면 방향으로 슬라이딩 될 수 있다.At this time, the sliding pressing member 123 may be slid along the sliding rail 122 in the direction of the outer circumferential surface by the rotational movement of the rotating housing 121 on the sliding rail 122 .

또한, 압전소자(124)는, 슬라이딩 레일(122)의 외주면 방향 내측면에 장착되고, 슬라이딩 가압부재(123)의 가압력에 의해 전기를 생산할 수 있다.In addition, the piezoelectric element 124 is mounted on the inner surface in the outer circumferential direction of the sliding rail 122 , and may generate electricity by the pressing force of the sliding pressing member 123 .

보조바퀴의 회전운동에 의해 회전하우징(121)이 함께 회전하게 되면, 슬라이딩 레일(122)에 탑재된 슬라이딩 가압부재(123)는 회전하우징의 외주면 방향으로 이동하게 된다. 슬라이딩 가압부재(123)는 회전하우징(121)의 회전운동에 의해 외주면 방향으로 원심력을 받게 되며, 슬라이딩 가압부재(123)의 원심력에 의해 압전소자(124)가 가압되게 된다. 이때, 압전소자(124)로부터 전기가 생산되게 되며, 생산된 전기는 전력 전송부에 의해 처리된다.When the rotating housing 121 is rotated together by the rotational movement of the auxiliary wheel, the sliding pressing member 123 mounted on the sliding rail 122 moves in the direction of the outer circumferential surface of the rotating housing. The sliding pressing member 123 receives a centrifugal force in the outer circumferential direction by the rotational movement of the rotating housing 121 , and the piezoelectric element 124 is pressed by the centrifugal force of the sliding pressing member 123 . At this time, electricity is generated from the piezoelectric element 124 , and the generated electricity is processed by the power transmission unit.

또 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 발전부(120)는, 특정 구조의 유도코일이 장착된 고정부(125) 및 영구자석이 배치된 영구자석부(126)를 더 포함하는 구성일 수 있다.As another embodiment, as shown in FIG. 5 , the power generation unit 120 further includes a permanent magnet unit 126 in which a fixed unit 125 and a permanent magnet mounted with an induction coil of a specific structure are disposed. It can be configuration.

구체적으로, 상기 언급한 회전하우징(121)의 중심부에는 도 5에 도시된 바와 같이, 고정부(125)가 힌지 구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되는 수용공간이 형성될 수 있다. 이때, 고정부(125)는, 회전하우징(121)의 수용공간에 장착된다. 고정부(125)는, 하부에 중량물이 부가되어 자중에 의해 일정 각도를 유지하도록 중심부에 힌지구조로 장착됨이 바람직하다. 또한, 고정부(125)의 외주면에는 유도코일이 장착된다.Specifically, as shown in FIG. 5 , in the center of the above-mentioned rotating housing 121 , a receiving space in which the fixing part 125 is rotatably mounted by a predetermined angle by a hinge structure may be formed. At this time, the fixing part 125 is mounted in the receiving space of the rotating housing 121 . The fixing part 125 is preferably mounted in a hinge structure at the center so that a weight is added to the lower portion to maintain a predetermined angle by its own weight. In addition, an induction coil is mounted on the outer circumferential surface of the fixing part 125 .

또한, 회전하우징(121)의 수용공간의 내주면에는, 일정 거리만큼 이격되어 N극과 S극이 교번 배치되는 영구자석부(126)가 장착된다.In addition, on the inner peripheral surface of the accommodating space of the rotating housing 121, a permanent magnet portion 126 in which N poles and S poles are alternately arranged while being spaced apart by a predetermined distance is mounted.

보조바퀴의 회전운동에 의해 회전하우징(121)이 함께 회전하게 되면, 회전하우징(121)의 수용공간의 내주면에 장착된 영구자석부(126)는 고정부(125)의 외주면을 따라 회전하게 된다. 이때, 고정부(125)의 외주면에 장착된 유도코일로부터 전기가 생산되게 되며, 생산된 전기는 전력 전송부에 의해 처리된다.When the rotating housing 121 is rotated together by the rotational motion of the auxiliary wheel, the permanent magnet 126 mounted on the inner peripheral surface of the receiving space of the rotating housing 121 rotates along the outer peripheral surface of the fixed part 125. . At this time, electricity is produced from the induction coil mounted on the outer peripheral surface of the fixing unit 125, and the generated electricity is processed by the power transmission unit.

경우에 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 출력제어부(127)를 이용하여 영구자석부(126)의 영구자석 배치구조를 변경시킬 수 있다.In some cases, as shown in FIG. 6 , the permanent magnet arrangement structure of the permanent magnet unit 126 may be changed using the output control unit 127 .

구체적으로, 본 실시예에 따른 출력제어부(127)는, 회전하우징(121)의 회전속도에 따라 영구자석부에 배치된 N극과 S극의 배치 수량을 변경하여 유도코일로부터 생산되는 전력의 전압 레벨을 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있다.Specifically, the output control unit 127 according to the present embodiment changes the number of N poles and S poles disposed on the permanent magnet unit according to the rotation speed of the rotating housing 121 to change the voltage of power produced from the induction coil. The level may be maintained within a preset range.

전력 전송부는, 발전부(120)의 일측에 장착되는 구성으로서, 전동운송수단의 전력저장장치와 연결되며, 발전부(120)로부터 생산된 전력을 전력저장장치에 제공할 수 있다.The power transmission unit is a component mounted on one side of the power generation unit 120 , is connected to the power storage device of the electric transport means, and may provide the power generated from the power generation unit 120 to the power storage device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 특정 구조의 탈착부(110), 발전부(120) 및 전력 전송부를 구비함으로써, 전동운송수단의 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전동운송수단의 사용 시간 및 운용 거리를 증가시킬 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by providing the detachable unit 110, the power generation unit 120, and the power transmission unit of a specific structure, the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel of the electric transport means is converted into electric energy. It is possible to provide an auxiliary wheel power generation device capable of increasing the use time and operating distance of the electric transportation means by converting it to .

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조를 포함하는 결속부를 탈착부(110)에 구비함으로써, 전동킥보드, 전동스쿠터 등 다양한 전동운송수단에 탑재되어 전력을 생산하고 생산된 전력을 다양한 형태로 활용할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by providing a binding part including a variable structure that can change the structure according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted in the detachable unit 110, the electric kickboard, the electric It is possible to provide an auxiliary wheel power generator that can be mounted on various electric transportation means such as a scooter to produce electric power and utilize the produced electric power in various forms.

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 특정 구조의 회전하우징(121), 슬라이딩 가압부재(123), 압전소자(124), 고정부, 영구자석부를 구비함으로써, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 관성력, 원심력을 이용하여 전기 에너지로 변환할 수 있어, 전동운송수단에 탑재되어 효과적으로 전력을 생산하고 생산된 전력을 다양한 형태로 활용할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by having a rotating housing 121 of a specific structure, a sliding pressing member 123, a piezoelectric element 124, a fixed part, and a permanent magnet part, the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel is increased By using inertial and centrifugal force, it can be converted into electrical energy, so it is possible to provide an auxiliary wheel power generator that is mounted on an electric transportation means to effectively produce electric power and utilize the produced electric power in various forms.

또한, 본 발명의 보조바퀴 발전장치에 따르면, 회전하우징(121)의 회전속도에 따라 영구자석부에 배치된 N극과 S극의 배치 수량을 변경하는 출력제어부를 구비함으로써, 유도코일로부터 생산되는 전력의 전압 레벨을 기 설정된 범위 내로 유지시킬 수 있어, 안정적인 전력 생산을 보장할 수 있는 보조바퀴 발전장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the auxiliary wheel power generation device of the present invention, by having an output control unit for changing the arrangement quantity of the N pole and the S pole disposed in the permanent magnet according to the rotation speed of the rotating housing 121, the induction coil is produced It is possible to maintain the voltage level of power within a preset range, thereby providing an auxiliary wheel power generator capable of ensuring stable power production.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the above detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the particular form recited in the detailed description, but rather, it is to be understood to cover all modifications and equivalents and substitutions falling within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. should be

즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.That is, the present invention is not limited to the specific embodiments and descriptions described above, and any person skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims can implement various modifications are possible, and such modifications shall fall within the protection scope of the present invention.

10: 전동운송수단
11: 구동바퀴
12: 보조바퀴
13: 폴딩 가능 구조
14: 슬라이딩 길이변경 구조
15: 전력저장장치 및 컨트롤러
16: 기어 변경 스위치
17: LED 스위치, 혼(horn) 스위치
18: 스프링 및 서스펜션
100: 보조바퀴 발전장치
110: 탈착부
111: 하우징
112: 결속부
113: 가변형 구조
120: 발전부
121: 회전하우징
122: 슬라이딩 레일
123: 슬라이딩 가압부재
124: 압전소자
125: 고정부
126: 영구자석부
127: 출력제어부10: electric transportation means
11: drive wheel
12: auxiliary wheel
13: foldable structure
14: sliding length change structure
15: Power storage device and controller
16: gear change switch
17: LED switch, horn switch
18: spring and suspension
100: auxiliary wheel generator
110: detachable part
111: housing
112: binding part
113: deformable structure
120: power generation unit
121: rotating housing
122: sliding rail
123: sliding pressing member
124: piezoelectric element
125: fixed part
126: permanent magnet unit
127: output control unit

Claims (5)

전동운송수단의 보조바퀴에 탑재되어 발전을 수행하는 보조바퀴 발전장치(100)로서,
발전부(120)의 일부를 감싸는 구조로 장착되고, 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하여 고정되는 탈착부(110);
상기 탈착부(110)의 일측에 장착되고, 보조바퀴의 회전운동 에너지를 전기 에너지를 변환하는 발전부(120); 및
상기 발전부(120)의 일측에 장착되고, 전동운송수단의 전력저장장치와 연결되며, 발전부(120)로부터 생산된 전력을 전력저장장치에 제공하는 전력 전송부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조바퀴 발전장치.
As an auxiliary wheel power generation device 100 mounted on an auxiliary wheel of an electric transport means to generate electricity,
a detachable unit 110 mounted in a structure that surrounds a part of the power generation unit 120 and fixed to one side of the auxiliary wheel or adjacent to the auxiliary wheel;
a power generation unit 120 mounted on one side of the detachable unit 110 and converting the rotational kinetic energy of the auxiliary wheel into electrical energy; and
a power transmission unit mounted on one side of the power generation unit 120, connected to the power storage device of the electric transport means, and providing the power generated from the power generation unit 120 to the power storage device;
Auxiliary wheel power generation device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 탈착부(110)는,
상기 발전부(120)를 감싸는 수밀구조의 하우징(111); 및
상기 하우징(111)의 일측면에 장착되고, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 일측 또는 보조바퀴와 인접하는 구조에 탈착 가능한 구조로 결속되고, 탑재하고자 하는 보조바퀴의 휠의 형상 및 크기에 따라 구조를 변경할 수 있는 가변형 구조(113)를 포함하는 결속부(112);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조바퀴 발전장치.
According to claim 1,
The detachable part 110,
A housing 111 of a watertight structure surrounding the power generation unit 120; and
It is mounted on one side of the housing 111 and is bound to one side of the auxiliary wheel to be mounted or a structure adjacent to the auxiliary wheel in a detachable structure, and the structure is changed according to the shape and size of the wheel of the auxiliary wheel to be mounted. a binding unit 112 including a deformable structure 113 that can be;
Auxiliary wheel power generation device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 발전부(120)는,
슬라이딩 레일(122)이 방사형 구조로 일정 각도로 이격되어 다수 형성되고, 보조바퀴의 회전운동과 연동하여 함께 회전하는 구조의 회전하우징(121);
상기 슬라이딩 레일(122)에 회전하우징(121)의 회전 운동에 의해 슬라이딩 레일(122)을 따라 외주면 방향으로 슬라이딩되는 슬라이딩 가압부재(123); 및
상기 슬라이딩 레일(122)의 외주면 방향 내측면에 장착되고, 슬라이딩 가압부재(123)의 가압력에 의해 전기를 생산하는 압전소자(124);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조바퀴 발전장치.
According to claim 1,
The power generation unit 120,
A rotary housing 121 in which a plurality of sliding rails 122 are spaced apart at a certain angle in a radial structure and rotated together in conjunction with the rotational motion of the auxiliary wheel;
a sliding pressing member 123 sliding along the sliding rail 122 in the direction of the outer circumferential surface by the rotational movement of the rotating housing 121 on the sliding rail 122; and
a piezoelectric element 124 mounted on the inner surface in the outer circumferential direction of the sliding rail 122 and generating electricity by the pressing force of the sliding pressing member 123;
Auxiliary wheel power generation device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 발전부(120)는,
중심부에 고정부가 힌지 구조에 의해 소정 각도만큼 회전 가능하도록 장착되는 수용공간이 형성되고, 보조바퀴의 회전운동과 연동하여 함께 회전하는 구조의 회전하우징(121);
상기 회전하우징(121)의 수용공간에 장착되고, 하부에 중량물이 부가되어 자중에 의해 일정 각도를 유지하며, 외주면을 따라 유도코일이 장착된 고정부(125);
상기 회전하우징(121)의 수용공간의 내주면에 일정 거리만큼 이격되어 N극과 S극이 교번 배치되는 영구자석부(126);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조바퀴 발전장치.
According to claim 1,
The power generation unit 120,
A rotating housing 121 of a structure in which a receiving space is formed in the center so that the fixing part is rotatably mounted by a predetermined angle by a hinge structure, and rotates together in conjunction with the rotational movement of the auxiliary wheel;
a fixing part 125 mounted in the accommodating space of the rotating housing 121, a weight is added to the lower part to maintain a certain angle by its own weight, and an induction coil mounted along the outer circumferential surface;
a permanent magnet unit 126 in which N poles and S poles are alternately disposed while being spaced apart by a predetermined distance from the inner circumferential surface of the receiving space of the rotary housing 121;
Auxiliary wheel power generation device comprising a.
 제4항에 있어서,
상기 발전부(120)는,
회전하우징(121)의 회전속도에 따라 영구자석부에 배치된 N극과 S극의 배치 수량을 변경하여 유도코일로부터 생산되는 전력의 전압 레벨을 기 설정된 범위 내로 유지시키는 출력제어부(127);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조바퀴 발전장치.
5. The method of claim 4,
The power generation unit 120,
an output control unit 127 for maintaining the voltage level of power generated from the induction coil within a preset range by changing the number of N poles and S poles disposed on the permanent magnet unit according to the rotation speed of the rotating housing 121;
Auxiliary wheel power generation device comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102615278B1 (en) * 2022-10-28 2023-12-19 주식회사 제이텍 Bicycle pedal using percussion-type energy harvesting

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170128650A (en) 2016-05-12 2017-11-23 선문대학교 산학협력단 Charging apparatus for regenerated brake power using of electric kick board

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