WO2020209393A1 - 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트 - Google Patents

파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트 Download PDF

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WO2020209393A1
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cart
support
frame
moving
coupled
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사재천
김선량
노근식
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엘지전자 주식회사
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers

Definitions

  • the present invention relates to a card and a handle assembly of a cart having a power assist function.
  • Carts used in a shopping space such as a large mart or department store have a structure in which a plurality of wheels are installed under a basket for storing goods, and a user pushes or pulls a handle to move the cart.
  • Carts used in airports and the like are similar to those described above, and a cart with an additional brake function may be used.
  • the cart is a necessary product for the user's convenience because it prevents the user from carrying a large amount of objects or heavy objects directly.
  • the user in the case of moving with a large amount of objects or heavy objects, even if the cart is used, the user must apply a lot of force to move the cart, which is inconvenient.
  • an object of the present invention is to provide a cart handle assembly and a cart having a power assist function capable of assisting power in a corresponding direction by accurately sensing a direction in which a user's force is applied with a simple structure.
  • the handle assembly of the cart according to the present invention may include a handle bar to which an external force applied toward the moving direction of the cart desired by the user is input.
  • a force sensing module is installed on the handlebar.
  • the force sensing module may include a frame supporter moving in a direction of an external force input to a handle bar, and a force sensor unit installed adjacent to the frame supporter and detecting a moving direction of the frame supporter.
  • the force sensor unit is coupled to one side of the frame supporter and moves in a direction corresponding to the direction of the external force by the frame supporter, and may include a magnet that is a permanent magnet.
  • the force sensor unit may include a Hall sensor installed adjacent to the magnet and detecting the position of the magnet.
  • the Hall sensor is mounted on the sensor PCB, and the sensor PCB may determine the direction of the external force based on the detection result of the Hall sensor.
  • the frame supporter is installed on the handle bar, a pair of cover pads at least partially exposed to the front and rear of the handle bar;
  • a moving bracket having an upper end connected to the cover pad and accommodating the magnet;
  • a support frame installed between the pair of moving brackets;
  • a plurality of elastic members having one end coupled to the moving bracket and the other end coupled to the support frame to elastically support the moving bracket against the support frame, and inserted through the lower ends of the moving bracket and the guide bracket, and the moving It may include a plurality of support pins for supporting the bracket to be movable with respect to the moving direction of the cover pad. Both ends of the support pin are inserted, the base frame is coupled to the inside of the handle bar, the support frame may further include a base frame. Therefore, moving brackets on both sides of the support frame can be operated separately.
  • the cart of the present invention includes a main body provided with a drive unit for generating electric power and a control unit for controlling the drive unit; A plurality of wheels coupled to the lower portion of the body to move the body; A handle bar installed on one side of the main body and inputting an external force applied toward the moving direction of the main body; And it may include a force sensing module installed on the handle bar.
  • the force sensing module includes a frame supporter moving in the direction of the external force input to the handle bar, and a force sensor unit installed adjacent to the frame supporter and sensing a moving direction of the frame supporter, and can communicate with the control unit.
  • the control unit may assist the power applied to the cart by transmitting the power generated by the driving unit to the wheel according to the moving direction of the frame supporter sensed by the force sensor unit.
  • the force sensor unit is coupled to one side of the frame supporter to move in a direction corresponding to the direction of the external force by the frame supporter, the magnet being a permanent magnet; It may include a Hall sensor installed adjacent to the magnet and sensing the position of the magnet.
  • the Hall sensor may be mounted on the sensor PCB.
  • the sensor PCB may determine the direction of the external force based on the detection result of the Hall sensor and transmit the determination result to the control unit.
  • the frame supporter is installed on the handle bar, a pair of cover pads at least partially exposed to the front and rear of the handle bar;
  • a moving bracket having an upper end connected to the cover pad and accommodating the magnet;
  • a support frame installed between the pair of moving brackets;
  • a plurality of elastic members having one end coupled to the moving bracket and the other end coupled to the support frame to elastically support the moving bracket against the support frame, and inserted through the lower ends of the moving bracket and the guide bracket, and the moving It may include a plurality of support pins for supporting the bracket to be movable with respect to the moving direction of the cover pad. Both ends of the support pin are inserted, the base frame is coupled to the inside of the handle bar, the support frame may further include a base frame. Therefore, moving brackets on both sides of the support frame can be operated separately.
  • control unit separates the case where a force is applied in a direction of pushing the handle bar, a force is applied in the direction of pulling the handle bar, and a case where a force is simultaneously applied from the side of the handle bar, and controls the driving unit differently. can do.
  • the user can easily move the cart by detecting the direction in which the user's force is applied and providing an auxiliary force (power assist function) in the corresponding direction, thereby improving user convenience.
  • the force sensing module by configuring the force sensing module to have a degree of freedom of movement only in the direction in which the user's force is applied, it is possible to control without considering noise in the vertical direction. Therefore, constant and accurate sensing is always possible, and since it is not necessary to have a complex control algorithm, there is an effect of increasing control efficiency and reducing manufacturing cost.
  • the present invention it is possible to separate sensing and integrated sensing of the bidirectional (push, pull) force applied to the handle bar. Therefore, since it is not necessary to have a complex sensor structure in order to sense forces in multiple directions, there is an effect of simplifying the structure of the force sensing module and reducing manufacturing cost.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cart according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the handle assembly according to Figure 1;
  • FIG 3 is a perspective view showing a force sensing module according to the handle assembly of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the force sensing module according to FIG. 3.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating the force sensing module according to FIG. 3.
  • FIG. 6 is a side view illustrating the force sensing module according to FIG. 3.
  • FIG. 7 and 8 are plan views illustrating an operating state of the force sensing module according to FIG. 3.
  • an arbitrary component is disposed on the “top (or lower)" of the component or the “top (or lower)” of the component, the arbitrary component is arranged in contact with the top (or bottom) of the component.
  • other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
  • each component when a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are “interposed” between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through other components.
  • Cart refers to a device that moves manually or by providing electric power according to the user's control.
  • Carts may or may not include the function of storing items.
  • Carts can be used in large marts, department stores, shopping spaces such as small and medium-sized stores, leisure spaces such as golf courses, and moving spaces such as airports and ports.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cart according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing the handle assembly according to Figure 1;
  • 3 is a perspective view showing a force sensing module according to the handle assembly of the present invention.
  • 4 is an exploded perspective view showing the force sensing module according to FIG. 3.
  • 5 is a plan view illustrating the force sensing module according to FIG. 3.
  • 6 is a side view illustrating the force sensing module according to FIG. 3.
  • 7 and 8 are plan views illustrating an operating state of the force sensing module according to FIG. 3.
  • the cart 10 includes a main body 100 on which a driving unit 110 and a control unit 130 are mounted, and a storage unit provided on one side of the main body 100. 200, a plurality of wheels 300 coupled to the lower portion of the main body 100, and a handle assembly 400 coupled to one side of the main body 100 or the receiving unit 200.
  • the handle assembly 400 includes a handle bar 4100 that is a part held by a user, and a force sensing module 4300 for detecting a direction of a force desired by the user.
  • the main body 100 may have an approximately hexahedral shape, and several components are mounted therein.
  • a driving unit 110 that provides electric power to the wheel 300 and a control unit 130 that controls the cart 10 may be mounted.
  • the main body 100 may be equipped with various sensors or control devices necessary for driving the cart 10.
  • the driving unit 110 may include a battery and a motor.
  • the driving unit 110 may provide an assisting force to at least some of the wheels 300 of the plurality of wheels 300 under the control of the controller 130.
  • an additional force is added in the direction in which the user applies the force, so that the user can easily move the cart 10.
  • the function of providing the assisting force necessary for moving the cart is defined as a'power assist' function.
  • the controller 130 may determine a direction of a force applied by a user through the force sensing module 4300 provided on the handle assembly 400 and control the cart 10 to move in the corresponding direction.
  • the control range of the control unit 130 may include whether the driving unit 110 is operated, a transmission direction of the auxiliary force generated by the driving unit 110, and a rotation direction of the wheel 300 according thereto.
  • control unit 130 may control the transmission direction of the driving force so that the wheel 300 rotates toward the front after generating power by operating the driving unit 110 .
  • control unit 130 may operate the driving unit 110 to generate power, and then control the transmission direction of the driving force so that the wheel 300 rotates toward the rear.
  • control unit 130 communicates with the force sensing module 4300 and the driving unit 110 and controls them.
  • control unit 130 may directly control the rotation direction, or the wheel 300 by connecting the driving unit 110 and the wheel 300 and then controlling the power transmission direction of the driving unit 110 You can also control the direction of rotation.
  • the accommodating part 200 may be provided on the upper side of the main body 100. However, depending on the location or purpose of use, the receiving unit 200 may be disposed on the side, front, or rear of the main body 100.
  • the wheel 300 is provided in plural and is rotatably coupled to the lower portion of the body 100.
  • the wheel 300 is composed of two in the front and two in the rear. In the case of the wheel 300 located at the rear, it may rotate manually when the user pushes the cart 10, or may rotate semi-automatically or automatically by receiving electric power from the driving unit 110.
  • the rear wheel 300 may be larger in size than the front wheel 300.
  • the handle assembly 400 is provided on the rear side of the main body 100 and the receiving part 200.
  • the handle assembly 400 may be coupled to the receiving unit 200 or to the main body 100.
  • the handle assembly 400 may include a handle bar 4100 that is a part held by a user, and a force sensing module 4300 installed on the handle bar 4100.
  • the handle bar 4100 is coupled to the receiving unit 200 or the main body 100 by a separate frame structure.
  • the handle bar 4100 is a straight bar, and a plurality of frames form the exterior.
  • the handle bar 4100 may form an accommodation space by frames.
  • the force sensing module 4300 is mounted in the accommodation space thus formed, and some components of the force sensing module 4300 may be exposed to the outside of the handle bar 4100.
  • P1 is a direction of force applied to the cart 10 to advance by the user.
  • P2 is the direction of the force applied to the cart 10 by the user to move backward.
  • the direction of this force is sensed through the force sensing module 4300 and transmitted to the control unit 130 to be utilized to provide a power assist function.
  • the force sensing module 4300 includes a frame supporter 4310 and a force sensor unit 4330.
  • the frame supporter 4310 includes a cover pad 4311, which is a part pressed by a user, a base frame 4312 mounted on the handle bar 4100, and a cover pad 4311. ) And a moving bracket 4314 that is moved by the support frame 4313 and the cover pad 4311 that are coupled between them.
  • the moving bracket 4314 is coupled with a plurality of support pins 4315 and an elastic member 4317 for elastically supporting the support pin 4315 (hereinafter, the length direction and width direction of each component based on the length direction of the handle bar).
  • the length direction is the direction horizontal to the length of the handlebar
  • the width direction is the direction perpendicular to the length of the handlebar).
  • the cover pads 4311 are provided in a pair of the same structure and are arranged to face each other.
  • the cover pad 4311 includes a substantially rectangular plate-shaped cover plate 4311a, a plurality of pressing protrusions 4311b and coupling protrusions 4311c formed on the inner plate surface of the cover plate 4311a.
  • the cover pad 4311 is a part that is pushed and moved into the handle bar 4100 by the user's pressure. Since the cover pads 4311 are provided as a pair and are arranged to face each other, the force in both directions P1 and P2 can be sensed by the cover pads 4311 (this will be described later).
  • the base frame 4312 is mounted under the cover pad 4311.
  • the outer plate surface of the cover plate 4311a is exposed to the outside of the handle bar 4100.
  • the outer plate surface of the cover plate 4311a may be disposed to be located on the same plane as one surface of the handle bar 4100.
  • the outer plate surface of the cover plate 4311a may be formed to have the same curvature if the handle bar 4100 is formed in a curved surface.
  • one of the pair of cover pads 4311 is defined as an inner cover pad and an outer cover pad is disposed in a direction toward the receiving part 200.
  • a plurality of pressing protrusions 4311b are formed to protrude on the inner plate surface of the cover plate 4311a.
  • the pressing protrusion 4311b may protrude in a cylindrical shape.
  • the pressing protrusion 4311b serves to push the moving bracket 4314 when the user presses the cover plate 4311a.
  • the coupling protrusion 4311c is a protrusion inserted through the moving bracket 4314 and coupled with the moving bracket 4314.
  • the coupling protrusion 4311c may be formed in plural.
  • the coupling protrusion 4311c may have a cylindrical pin shape.
  • the base frame 4312 is a frame mounted inside the handle bar 4100 and is coupled to the support pin 4315 to support the support frame 4313 and the moving bracket 4314.
  • the base frame 4312 has a plate shape having a length equal to or longer than that of the cover pad 4311, and its edges extend upward along both sides in the length direction.
  • a number of pin support portions 4312a corresponding to the number of support pins 4315 are formed in the upwardly extending portion.
  • a plurality of fastening holes 4312c are formed on the plate surface, and are coupled to the handle bar 4100 by fastening members such as bolts.
  • the pin support portion 4312a is formed corresponding to the coupling position of the support pin 4315, and the pin insertion hole 4312b is formed through it to insert the support pin 4315.
  • Two pairs of pin support portions 4312a are formed in a form in which two of the support pins 4315 face each other so as to support one side and the other side of the support pin 4315.
  • the support frame 4313 is disposed above the base frame 4312 and is disposed between a pair of moving brackets 4314.
  • the support frame 4313 includes a support plate 4313a, and a spring support portion 4313b formed on the support plate 4313a to support the elastic member 4317 and the support pin 4315.
  • a through hole 4313c through which the support pin 4315 is inserted is formed on the spring support 4313b, and a plurality of fastening holes 4313d and coupling protrusions 4313e are formed on the support plate 4313a.
  • the support plate 4313a has a plate shape having a size smaller than that of the base frame 4312. On the upper surface of the support plate 4313a, a pair of spring support portions 4313b protrude upward from the plate surface. In addition, a plurality of fastening holes 4313d are formed through the upper surface of the support plate 4313a, and bolts or the like are inserted to be fixed to the base frame 4312. The coupling protrusion 4313e protruding on the support plate 4313a is inserted into the sensor PCB 4331, which will be described later.
  • the moving bracket 4314 has a plate shape corresponding to the shape of the cover plate 4311a, and has the same structure as a pair so that it can be coupled to the cover pad 4311, respectively.
  • the moving bracket 4314 includes a bracket body 4314a on a plate, a magnet receiving portion 4314c formed in the center of the bracket body 4314a, and a spring coupling portion 4314b provided on both sides of the magnet receiving portion 4314c. ).
  • a plurality of fastening holes 4314d are formed through the bracket body 4314a.
  • the spring coupling portion 4314b has a shape corresponding to the position and shape of the support pin 4315 and the elastic member 4317.
  • the spring coupling portion 4314b has a hollow cylindrical shape.
  • the support pin 4315 is inserted through the hollow, and the elastic member 4317 is coupled to surround the outer peripheral surface of the spring coupling portion 4314b. Since the support pins 4315 are provided as a pair, the spring coupling portions 4314b are also provided as a pair.
  • a magnet receiving portion 4314c is formed between the spring coupling portions 4314b.
  • the magnet accommodating portion 4314c has a shape corresponding to the shape of the magnet 433.
  • the magnet receiving portion 4314c also has a hexahedral shape.
  • the moving bracket 4314 moves the magnet 433 while moving along the upper frame 4313 when the cover pad 4311 moves.
  • a support frame 4313 is disposed between the moving bracket 4314, and a support pin 4315 is inserted through the moving bracket 4314 and the support frame 4313.
  • the support frame 4313 is fixed to the base frame 4312 and the moving bracket 4314 is coupled only to the cover pad 4311, when the force applied to the cover pad 4311 is transmitted to the moving bracket 4314 The support frame 4313 does not move and only the moving bracket 4314 moves.
  • the moving brackets 4314 are provided in a pair and are elastically supported by an elastic member 4317, and are installed on both sides of the support frame 4313, respectively. Accordingly, the movement of the outer cover pad 4311 is transmitted only to one moving bracket 4314 coupled to the outer cover pad 4311. In addition, the movement of the inner cover pad 4311 is transmitted only to one moving bracket 4314 coupled to the inner cover pad 4311. Therefore, the movements in the directions P1 and P2 are made independently of each other (more will be described later).
  • the moving bracket 4314 when the moving bracket 4314 is coupled to the base frame 4312, it can flow only along the length direction of the support pin 4315 and cannot move in the vertical direction of the cart 10. Therefore, the moving bracket 4314 may have a degree of freedom only in the directions P1 and P2, which are the directions of the external force.
  • the Hall sensor 4332 and the moving bracket 4314 to be described later maintain a predetermined distance
  • the magnet 433 and the Hall sensor 4332 can also stably maintain a predetermined distance. Therefore, even if vibration occurs in the vertical direction of the cart 10, the sensing distance does not change, so there is an effect that stable sensing is possible.
  • the support pin 4315 has a cylindrical shape, and a head is formed at one end and an E ring 4316 is coupled to the other end.
  • the support pin 4315 is a pin support part 4312a on one side of the base frame 4312 with the elastic member 4317 inserted into the moving bracket 4314, the spring coupling part 4314b of the moving bracket 4314, and the support frame
  • the spring support portions 4313b of 4313 are sequentially passed through. After that, it is inserted through the spring coupling portion 4314b of the other moving bracket 4314 and the pin support portion 4312a of the base frame 4312 and is fixed by the E-ring 4316.
  • the support pin 4315 is installed through the base frame 4312, the support frame 4313, and the moving bracket 4314, and the elastic members 4317 are inserted at both ends, respectively. Ring 4316 is fixed.
  • the support pin 4315 has a length such that it protrudes to the outside of the base frame 4312 in a state coupled to the support frame 4313 and the moving bracket 4314 (hereinafter, a joint position). That is, the support pin 4315 is positioned between the base frame 4312 and the cover pad 4311 at one end and the other end of the support pin 4315 at the coupling position.
  • the diameter of the through hole 4313c and the hollow formed in the support frame 4313 and the moving bracket 4314 is the support pin 4315 ) Is formed larger than the diameter.
  • the elastic member 4317 may be provided with a coil spring. Two elastic members 4317 may be inserted into one support pin 4315.
  • the elastic member 4317 has one end seated on the spring support portion 4313b of the support frame 4313, and the other end is inserted into the outer peripheral surface of the spring coupling portion 4314b of the moving bracket 4314. Therefore, the moving bracket 4314 is elastically supported by the elastic member 4317.
  • the elastic member 4317 is pressed and compressed by an external force that presses the cover pad 4311, and is restored when the external force is removed. Since four elastic members 4317 are installed on both sides of the support frame 4313, two of each of the elastic members 4317 are installed, so that the pair of moving brackets 4314 are independently elastically supported on both sides of the support frame 4313.
  • the pressing operation in the P1 direction can be defined as a'push operation' based on the user.
  • the force is applied in the backward direction of the cart 10, and thus the pressing operation in the P2 direction may be defined as a'pull operation' based on a user standard.
  • the controller 130 may define a'push mode' and a'pull mode' in conjunction with a user's push operation and a pull operation, and control the driving unit 110 to provide an assistive force in a corresponding direction. If the force is applied simultaneously in the P1 direction and the P2 direction as necessary, it can be defined as'integrated mode' or'brake mode' by matching a specific motion, and control for auxiliary force or stop can be performed.
  • a force sensor unit 4330 is provided between the magnet 433 and the support frame 4313.
  • the force sensor unit 4330 includes a sensor PCB 4331, a hall sensor 4332 mounted on the sensor PCB 4331, and a magnet mounted on the moving bracket 4314. (4333).
  • the sensor PCB 4331 supports the Hall sensor 4332 and communicates with the control unit 130 to transmit the detection result of the Hall sensor 4332 to the control unit 130.
  • Various circuits for sensing may be provided on the sensor PCB 4331.
  • a plurality of fastening holes 4331a may be formed through the plate surface of the sensor PCB 431.
  • a part of the plate surface of the sensor PCB 4331 may be penetrated to form a cutout 431b.
  • the Hall sensor 4332 is mounted on the upper surface of the sensor PCB 4331, and the support frame 4313 is coupled to the lower surface of the sensor PCB 4331.
  • One of the spring support portions 4313b of the support frame 4313 is inserted into the cutout portion 4313b, and the coupling protrusion 4313e is inserted into the fastening hole 431a of the sensor PCB 4313, so that the support frame 4313 and the sensor PCB (4331) are combined with each other.
  • the Hall sensor 4332 is mounted on the sensor PCB 4331 and is mounted at a position corresponding to the position of the magnet 433. Since the magnet 433 moves in the front and rear direction of the cart 10 while being coupled to the moving bracket 4314, the hall sensor 4332 is arranged to correspond to the center of the magnet 433 at the position before the movement of the magnet 433 Can be.
  • the Hall sensor 4332 is a sensor that detects a change in a magnetic field according to the movement of the magnet 433.
  • the Hall sensor 4332 detects a change in the magnetic field generated by the movement of the magnet 433 in the direction P1 or P2.
  • the detection result of the Hall sensor 4332 is transmitted to the sensor PCB 4331, and the direction in which the force is applied from the sensor PCB 4331 can be determined.
  • the magnet 433 is spaced apart from the hall sensor 4332 by a predetermined distance while being coupled to each of the moving brackets 4314.
  • the magnet 433 is a permanent magnet and has an N pole and an S pole. Even if the magnet 433 is moved by the moving bracket 4314, it should not deviate from the sensing area of the hall sensor 4332. Therefore, the size and position of the magnet 433 are designed in consideration of the sensing area of the hall sensor 4332.
  • the hall sensor 4332 is located in the lower center of the magnet 433 do.
  • the elastic member 4317 is in a state in which both of the support frame 4313 are not compressed. Accordingly, the distances L1 and L2, which are distances between the spring support 4313b and the bracket body 4314a of each moving bracket 4314, are in the same state.
  • the user may push the handle bar 4100 to advance the cart 10. At this time, the user presses the outer cover pad 4311 in the direction P1 (push operation).
  • the Hall sensor 4332 detects a change in the magnetic field occurring before and after the movement of the moving bracket 4314 and processes it in the sensor PCB 4331 to determine that a force is applied in the direction P1.
  • sensing the direction in which the force is applied is defined as'force sensing'.
  • the control unit 130 may determine that a'power assist' that supplies an auxiliary force in the P1 direction is required.
  • the controller 130 may control the driving unit 110 to generate electric power and transmit it to the wheel 300.
  • the wheel 300 is driven by receiving an auxiliary force by the control unit 130.
  • the force pushing the cart 10 through the power assist function may be additionally provided with 90. Accordingly, the cart 10 moves at the same force and speed as pushing with a force of 100, but the actual force applied by the user is 10. Therefore, since the user can move the cart 10 with little force, the user's convenience is improved.
  • the controller 130 may perform a'push mode'.
  • the mode providing the assisting force in the above-described P1 direction may be defined as a'push mode'.
  • the user can pull the handle bar 4100 to reverse the cart 10. At this time, the user presses the inner cover pad 4311 in the direction P2.
  • the magnet 433 accommodated in the moving bracket 4314 also moves in the P2 direction, so that the distance between the Hall sensor 4332 and the magnet 433 and the adjacent poles are different. Accordingly, the Hall sensor 4332 detects a change in the magnetic field occurring before and after the movement of the moving bracket 4314, and the sensor PCB 431 processes this to determine that a force is applied in the P2 direction.
  • the control unit 130 may determine that a'power assist' that supplies an auxiliary force in the P2 direction is necessary.
  • the controller 130 may control the driving unit 110 to generate electric power and transmit it to the wheel 300.
  • the wheel 300 is driven by receiving an auxiliary force by the control unit 130.
  • the controller 130 may perform a'full mode'.
  • the mode providing the assisting force in the above-described P2 direction may be defined as a'full mode'.
  • the aforementioned force sensing module 4300 is operated by interlocking the cover pad 4311, the moving bracket 4314, and the elastic member 4317, and the moving bracket 4314 is applied in the direction P1 and It has a structure that moves with a degree of freedom only in the P2 direction). Therefore, since the distance between the Hall sensor 4332 and the magnet 433 can maintain a preset distance, accurate sensing is possible.
  • the controller 130 may define a case where a force is simultaneously applied in the directions P1 and P2 as a'power mode', and control the driving unit 110 to provide twice as much assisting force in a preset direction. .
  • the controller 130 may define a case where force is simultaneously applied in the directions P1 and P2 as a'brake mode', and may provide a braking force so that the cart 10 stops.
  • the controller 130 when a force is applied in the direction of P1 or P2 by the Hall sensor 4332, the controller 130 provides a power assist function by sensing this, and thus, it may be said that this is operated in a'power assist mode'. If the force is not applied in the P1 or P2 direction, the controller 130 may determine that the user drives the cart 10 in the manual mode.
  • a switch for transmitting a power assist mode ON/OFF signal to the controller 130 may be provided on the handle bar 4100.
  • the power assist mode can be executed immediately by the user operating the switch.
  • the cart of the present invention can be variously used in a commercial field, a leisure field, and a logistics field.

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Abstract

본 발명은 사용자의 힘이 인가되는 방향을 감지해 해당 방향으로 파워를 어시스트함으로써 사용자가 쉽게 카트를 이동시킬 수 있는 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 사용자의 힘이 인가되는 방향을 감지해 해당 방향으로 보조력(파워 어시스트 기능)을 제공함으로써 사용자가 쉽게 카트를 이동시킬 수 있어 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

Description

파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트
본 발명은 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카드에 대한 것이다.
대형 마트나 백화점, 공항 등에서 사용자가 무거운 물건이나 짐을 운반하기 위해 여러 형태의 카트가 사용된다.
대형 마트나 백화점과 같이 쇼핑을 위한 공간에서 사용되는 카트는 물건을 수납하는 바스켓의 하부에 복수의 휠이 설치되고, 사용자가 핸들을 밀거나 당겨 카트를 이동시키는 구조이다. 공항 등에서 사용되는 카트는 전술한 카트와 유사한 것과, 브레이크 기능을 추가로 구비한 카트 등이 사용되기도 한다.
카트는 사용자가 직접 많은 양의 물건이나 무거운 물건을 들고 이동하지 않도록 하므로 사용자의 편의를 위해 꼭 필요한 제품이다. 그러나 물건의 양이 많아지거나 무게가 무거운 물건을 싣고 이동하는 경우, 카트를 사용하더라도 사용자는 많은 힘을 가해야 카트를 이동시킬 수 있어 불편함이 있다.
또한, 카트의 이동을 위해 가해지는 힘의 방향을 센싱하기 위해 센서를 적용하는 경우, 카트는 지면에서 운행하기 때문에 이동에 따른 전후 방향 이외에도 수직 방향으로의 진동이 발생한다. 따라서 정확한 센싱을 위한 제어가 복잡해 지므로 카트에 가해지는 힘을 정확하게 센싱하면서도 복잡한 제어를 피할 수 있는 카트를 개발할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 사용자의 힘이 인가되는 방향을 감지해 해당 방향으로 파워를 어시스트함으로써 사용자가 쉽게 카트를 이동시킬 수 있는 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 사용자의 힘이 인가되는 방향을 정확하게 센싱하여 해당 방향으로 파워를 어시스트할 수 있는 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 카트의 핸들 어셈블리는 사용자가 원하는 카트의 이동 방향을 향해 가해지는 외력이 입력되는 핸들 바를 포함할 수 있다. 핸들 바 상에는 포스 센싱 모듈이 설치된다. 포스 센싱 모듈은 핸들 바에 입력되는 외력의 방향으로 이동하는 프레임 서포터와, 프레임 서포터에 인접하여 설치되며 프레임 서포터의 이동 방향을 감지하는 포스 센서부를 구비할 수 있다.
포스 센서부는 프레임 서포터의 일측에 결합되어 프레임 서포터에 의해 상기 외력의 방향에 대응하는 방향으로 이동하고, 영구자석인 마그네트를 포함할 수 있다. 또한, 포스 센서부는 마그네트에 인접하여 설치되고 마그네트의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다. 홀 센서는 센서 PCB 상에 장착되며, 센서 PCB 는 홀 센서의 감지 결과를 바탕으로 상기 외력의 방향을 판단할 수 있다.
상기 프레임 서포터는 핸들 바 상에 설치되되 핸들 바의 전방 및 후방으로 적어도 일부가 각각 노출되는 한 쌍의 커버 패드; 상단이 상기 커버 패드에 연결되고 상기 마그네트를 수용하는 무빙 브래킷; 상기 한 쌍의 무빙 브래킷의 사이에 설치되는 서포트 프레임; 일단이 상기 무빙 브래킷에 결합되고 타단이 상기 서포트 프레임에 결합되어 상기 무빙 브래킷을 상기 서포트 프레임에 대해 탄성 지지하는 복수의 탄성부재 및 상기 무빙 브래킷 및 상기 가이드 브래킷의 하단을 관통하여 삽입되며, 상기 무빙 브래킷을 상기 커버 패드의 이동 방향에 대해 이동 가능하게 지지하는 복수의 서포트 핀을 포함할 수 있다. 상기 서포트 핀의 양단이 삽입되며 상기 핸들 바의 내부에 결합되고, 상기 서포트 프레임에 결합되는 베이스 프레임을 더 포함할 수 있다. 따라서 서포트 프레임을 기준으로 양측의 무빙 브래킷이 각각 분리 동작될 수 있다.
또한, 본 발명의 카트는 전기적인 동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부가 구비된 본체; 상기 본체의 하부에 결합되어 상기 본체를 이동시키는 복수의 휠; 상기 본체의 일측에 설치되며 상기 본체의 이동 방향을 향해 가해지는 외력이 입력되는 핸들 바; 및 핸들 바 상에 설치되는 포스 센싱 모듈을 포함할 수 있다.
포스 센싱 모듈은 상기 핸들 바에 입력되는 상기 외력의 방향으로 이동하는 프레임 서포터와, 상기 프레임 서포터에 인접하여 설치되며 상기 프레임 서포터의 이동 방향을 감지하는 포스 센서부를 구비하며 상기 제어부와 통신할 수 있다.
상기 제어부는 상기 포스 센서부에서 감지한 상기 프레임 서포터의 이동 방향에 따라 상기 구동부에서 발생된 상기 동력을 상기 휠로 전달하여 상기 카트에 가해지는 파워를 어시스트 할 수 있다.
상기 포스 센서부는 상기 프레임 서포터의 일측에 결합되어 상기 프레임 서포터에 의해 상기 외력의 방향에 대응하는 방향으로 이동하고, 영구자석인 마그네트; 상기 마그네트에 인접하여 설치되고 상기 마그네트의 위치를 감지하는 홀 센서를 포함할 수 있다. 상기 홀 센서는 센서 PCB 상에 장착될 수 있다.
센서 PCB는 상기 홀 센서의 감지 결과를 바탕으로 상기 외력의 방향을 판단하고, 판단 결과를 상기 제어부로 전달할 수 있다.
상기 프레임 서포터는 핸들 바 상에 설치되되 핸들 바의 전방 및 후방으로 적어도 일부가 각각 노출되는 한 쌍의 커버 패드; 상단이 상기 커버 패드에 연결되고 상기 마그네트를 수용하는 무빙 브래킷; 상기 한 쌍의 무빙 브래킷의 사이에 설치되는 서포트 프레임; 일단이 상기 무빙 브래킷에 결합되고 타단이 상기 서포트 프레임에 결합되어 상기 무빙 브래킷을 상기 서포트 프레임에 대해 탄성 지지하는 복수의 탄성부재 및 상기 무빙 브래킷 및 상기 가이드 브래킷의 하단을 관통하여 삽입되며, 상기 무빙 브래킷을 상기 커버 패드의 이동 방향에 대해 이동 가능하게 지지하는 복수의 서포트 핀을 포함할 수 있다. 상기 서포트 핀의 양단이 삽입되며 상기 핸들 바의 내부에 결합되고, 상기 서포트 프레임에 결합되는 베이스 프레임을 더 포함할 수 있다. 따라서 서포트 프레임을 기준으로 양측의 무빙 브래킷이 각각 분리 동작될 수 있다.
이를 바탕으로 상기 제어부는 상기 핸들 바를 미는 방향으로 힘이 가해지는 경우, 상기 핸들 바를 당기는 방향으로 힘이 가해지는 경우, 상기 핸들 바의 쪽에서 동시에 힘이 가해지는 경우를 구분해 각기 다르게 상기 구동부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 힘이 인가되는 방향을 감지해 해당 방향으로 보조력(파워 어시스트 기능)을 제공함으로써 사용자가 쉽게 카트를 이동시킬 수 있어 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 사용자의 힘이 인가되는 방향으로만 이동 자유도를 갖도록 포스 센싱 모듈을 구성함으로써 수직 방향으로의 노이즈를 고려하지 않고 제어가 가능하다. 따라서 항상 일정하고 정확한 센싱이 가능하며, 복잡한 제어 알고리즘을 구비하지 않아도 되므로 제어 효율 상승 및 제조비 절감 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 핸들 바에 가해지는 양방향(푸시, 풀) 힘의 분리 센싱과 통합 센싱이 가능하다. 따라서 여러 방향의 힘을 센싱하기 위해 복잡한 센서 구조를 구비하지 않아도 되므로 포스 센싱 모듈의 구조를 단순화하고 제조 비용을 절감하는 효과가 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 핸들 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 핸들 어셈블리에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 측면도이다.
도 7 및 도 8은 도 3에 따른 포스 센싱 모듈의 작동 상태를 도시한 평면도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하에서 “카트”란 사용자의 제어에 따라 수동으로 이동하거나, 전기적 동력을 제공해 이동하는 장치를 의미한다. 카트는 물건을 수납하는 기능을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 카트는 대형 마트나 백화점, 중소형 상점과 같은 쇼핑 공간, 골프장과 같은 레저 공간, 공항이나 항만과 같은 이동 공간 등에서 모두 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1에 따른 핸들 어셈블리를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 핸들 어셈블리에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 도 5는 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 평면도이다. 도 6은 도 3에 따른 포스 센싱 모듈을 도시한 측면도이다. 도 7 및 도 8은 도 3에 따른 포스 센싱 모듈의 작동 상태를 도시한 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트(10)는 구동부(110) 및 제어부(130)가 탑재되는 본체(100)와, 본체(100)의 일측에 구비되는 수납부(200)와, 본체(100)의 하부에 결합되는 복수의 휠(300)과, 본체(100) 또는 수납부(200)의 일측에 결합되는 핸들 어셈블리(400)를 포함한다. 핸들 어셈블리(400)는 사용자가 잡는 부분인 핸들 바(4100)와, 사용자가 원하는 힘의 방향을 감지하기 위한 포스 센싱 모듈(4300)을 포함한다.
본체(100)는 대략 육면체 형상을 가질 수 있으며, 내부에 여러 구성품들이 장착된다. 본체(100) 내에는 휠(300)에 전기적인 동력을 제공하는 구동부(110)와, 카트(10)의 전체적인 제어 기능을 하는 제어부(130)가 탑재될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았으나, 본체(100)에는 카트(10)의 주행에 필요한 각종 센서나 제어장치 등이 탑재될 수 있다.
구동부(110)는 배터리와 모터 등을 포함할 수 있다. 구동부(110)는 제어부(130)의 제어에 따라 복수의 휠(300) 중 적어도 일부의 휠(300)에 보조력을 제공할 수 있다. 휠(300)에 보조력이 제공되면 사용자가 힘을 가하는 방향으로 추가적인 힘이 더해지므로 사용자는 손쉽게 카트(10)를 이동시킬 수 있다. 이렇게 카트 이동에 필요한 보조력을 제공하는 기능을 본 발명에서는 '파워 어시스트' 기능이라고 정의한다.
제어부(130)는 핸들 어셈블리(400) 상에 구비된 포스 센싱 모듈(4300)을 통해 사용자가 가하는 힘의 방향을 판단하고, 해당 방향으로 카트(10)가 이동하도록 제어할 수 있다. 제어부(130)의 제어 범위에는 구동부(110)의 작동 여부, 구동부(110)에서 발생된 보조력의 전달 방향 및 그에 따른 휠(300)의 회전 방향까지 포함될 수 있다.
예를 들어, 사용자가 전방을 향해 이동하려는 것으로 감지되면, 제어부(130)는 구동부(110)를 작동시켜 동력을 발생한 후 휠(300)이 전방을 향해 회전하도록 구동력의 전달 방향을 제어할 수 있다. 반대로 사용자가 후방을 향해 이동하려는 것으로 감지되면, 제어부(130)는 구동부(110)를 작동시켜 동력을 발생한 후 휠(300)이 후방을 향해 회전하도록 구동력의 전달 방향을 제어할 수 있다.
이를 위해, 제어부(130)는 포스 센싱 모듈(4300) 및 구동부(110)와 통신하며 이들을 제어한다. 또한, 휠(300)의 경우 제어부(130)가 직접 회전 방향을 제어할 수도 있고, 구동부(110)와 휠(300)을 연결한 후 구동부(110)의 동력 전달 방향을 제어하여 휠(300)의 회전 방향을 제어할 수도 있다.
수납부(200)는 본체(100)의 상측에 구비될 수 있다. 그러나 사용 장소나 용도에 따라 수납부(200)가 본체(100)의 측면 또는 전면, 후면 등에 배치될 수도 있다.
휠(300)은 복수 개로 구비되며, 본체(100)의 하부에 회전 가능하게 결합된다. 본 발명에서 휠(300)은 전방에 2개와 후방에 2개로 구성된다. 후방에 위치한 휠(300)의 경우 사용자가 카트(10)를 밀 때 수동으로 회전하거나, 구동부(110)로부터 전기적인 동력을 전달받아 반자동 또는 자동으로 회전할 수도 있다. 후방측 휠(300)은 전방측 휠(300)보다 크기가 클 수 있다.
핸들 어셈블리(400)는 본체(100)와 수납부(200)의 후방 측에 구비된다. 핸들 어셈블리(400)는 수납부(200)에 결합될 수도 있고, 본체(100)에 결합될 수도 있다. 핸들 어셈블리(400)는 사용자가 잡는 부분인 핸들 바(4100)와, 핸들 바(4100) 상에 설치되는 포스 센싱 모듈(4300)을 포함할 수 있다. 핸들 바(4100)는 별도의 프레임 구조에 의해 수납부(200)나 본체(100)에 결합된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 핸들 바(4100)는 일자형의 바(bar)로, 복수 개의 프레임이 외관을 형성한다. 핸들 바(4100)는 프레임들에 의해 수용 공간을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 수용 공간에 포스 센싱 모듈(4300)이 장착되고, 포스 센싱 모듈(4300)의 일부 구성이 핸들 바(4100)의 외부로 노출될 수 있다.
도 2에서 P1은 사용자가 전진하기 위해 카트(10)에 가해지는 힘의 방향이다. P2는 사용자가 후진하기 위해 카트(10)에 가해지는 힘의 방향이다. 사용자가 전진하려고 할 때 P1 방향으로 카트(10)를 밀게 되고, 후진할 때에는 P2 방향으로 카트(10)를 당기게 된다. 이러한 힘의 방향은 포스 센싱 모듈(4300)을 통해 감지되고, 제어부(130)로 전달되어 파워 어시스트 기능 제공에 활용될 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 포스 센싱 모듈(4300)은 프레임 서포터(4310)와 포스 센서부(4330)를 포함한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 프레임 서포터(4310)는 사용자가 가압하는 부분인 커버 패드(4311)와, 핸들 바(4100) 상에 장착되는 베이스 프레임(4312)과, 커버 패드(4311)의 사이에 결합되는 서포트 프레임(4313)과, 커버 패드(4311)에 의해 이동하는 무빙 브래킷(4314)을 포함한다. 무빙 브래킷(4314)에는 복수의 서포트 핀(4315)과 서포트 핀(4315)을 탄성 지지하는 탄성부재(4317)가 결합된다(이하에서는 핸들 바의 길이 방향을 기준으로 각 구성품들의 길이 방향 및 폭 방향을 정의한다. 길이 방향은 핸들 바의 길이 방향과 수평인 방향이고, 폭 방향은 핸들 바의 길이 방향과 수직인 방향이다).
커버 패드(4311)는 동일한 구조가 한 쌍으로 구비되어 서로 마주보게 배치된다. 커버 패드(4311)는 대략 직사각형인 판 형상의 커버 플레이트(4311a)와, 커버 플레이트(4311a)의 내측 판면 상에 형성되는 복수의 가압 돌기(4311b) 및 결합 돌기(4311c)를 포함한다.
커버 패드(4311)는 사용자의 가압에 의해 핸들 바(4100) 내측으로 밀려 움직이는 부분이다. 커버 패드(4311)가 한 쌍으로 구비되고 서로 마주보게 배치되므로, 커버 패드(4311)에 의해 양방향(P1, P2)의 힘을 감지할 수 있다(이에 관해서는 후술하기로 함). 커버 패드(4311)의 하측에 베이스 프레임(4312)이 장착된다.
커버 플레이트(4311a)는 외측 판면이 핸들 바(4100)의 외부로 노출된다. 커버 플레이트(4311a)의 외측 판면은 핸들 바(4100)의 일면과 동일 평면상에 위치하도록 배치될 수 있다. 또한, 커버 플레이트(4311a)의 외측 판면은 핸들 바(4100)가 곡면으로 형성된다면 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 편의상 한 쌍의 커버 패드(4311) 중 수납부(200)를 향하는 방향에 배치된 것을 내측 커버 패드, 그 반대쪽 방향에 배치된 것을 외측 커버 패드로 정의한다.
가압 돌기(4311b)는 커버 플레이트(4311a)의 내측 판면 상에 복수 개가 돌출 형성된다. 가압 돌기(4311b)는 원통 형으로 돌출될 수 있다. 가압 돌기(4311b)는 사용자가 커버 플레이트(4311a)를 가압할 때 무빙 브래킷(4314)을 밀어주는 역할을 한다.
결합 돌기(4311c)는 무빙 브래킷(4314)에 관통 삽입되어 무빙 브래킷(4314)과 결합되는 돌기이다. 결합 돌기(4311c)는 복수 개로 형성될 수 있다. 또한, 결합 돌기(4311c)는 원통형의 핀 형상을 가질 수 있다.
베이스 프레임(4312)은 핸들 바(4100)의 내부에 장착되는 프레임으로, 서포트 핀(4315)에 결합되어 서포트 프레임(4313) 및 무빙 브래킷(4314)을 지지한다. 베이스 프레임(4312)은 커버 패드(4311)와 동일하거나 그보다 더 긴 길이를 갖는 판 형상으로, 길이 방향 양측을 따라 가장자리가 상향 연장된다. 상향 연장된 부분에 서포트 핀(4315)의 개수에 대응하는 수의 핀 지지부(4312a)가 형성된다. 판면에는 복수의 체결홀(4312c)이 형성되어 볼트 등의 체결부재에 의해 핸들 바(4100)에 결합된다.
핀 지지부(4312a)는 서포트 핀(4315)의 결합 위치에 대응하여 형성되며, 핀 삽입홀(4312b)이 관통 형성되어 서포트 핀(4315)이 삽입된다. 핀 지지부(4312a)는 서포트 핀(4315)의 일측 및 타측을 지지할 수 있도록 2개가 서로 마주보는 형태로 두 쌍이 형성된다.
서포트 프레임(4313)은 베이스 프레임(4312)의 상부에 배치되되 한 쌍의 무빙 브래킷(4314)의 사이에 배치된다. 서포트 프레임(4313)은 서포트 플레이트(4313a)와, 서포트 플레이트(4313a) 상에 형성되어 탄성부재(4317) 및 서포트 핀(4315)을 지지하는 스프링 지지부(4313b)를 포함한다. 스프링 지지부(4313b) 상에는 서포트 핀(4315)이 관통 삽입되는 관통홀(4313c)이 형성되고, 서포트 플레이트(4313a) 상에는 복수의 체결홀(4313d) 및 결합 돌기(4313e)가 형성된다.
서포트 플레이트(4313a)는 베이스 프레임(4312)보다 작은 크기를 갖는 판 형태이다. 서포트 플레이트(4313a)의 상면에는 한 쌍의 스프링 지지부(4313b)가 판면으로부터 상향 돌출된다. 또한, 서포트 플레이트(4313a)의 상면에는 복수의 체결홀(4313d)이 관통 형성되고, 볼트 등이 삽입되어 베이스 프레임(4312)과 고정된다. 서포트 플레이트(4313a) 상에 돌출 형성된 결합 돌기(4313e)는 후술할 센서 PCB(4331)에 삽입된다.
무빙 브래킷(4314)은 커버 플레이트(4311a)의 형상에 대응하는 판 형상으로, 커버 패드(4311)에 각각 결합될 수 있도록 동일한 구조가 한 쌍으로 구비된다. 무빙 브래킷(4314)은 판 상의 브래킷 바디(4314a)와, 브래킷 바디(4314a)의 중앙에 형성되는 마그네트 수용부(4314c)와, 마그네트 수용부(4314c)의 양측에 각각 구비되는 스프링 결합부(4314b)를 포함한다. 브래킷 바디(4314a) 상에는 복수의 체결홀(4314d)이 관통 형성된다.
스프링 결합부(4314b)는 서포트 핀(4315) 및 탄성부재(4317)의 위치 및 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 스프링 결합부(4314b)는 중공이 형성된 원통 형상이다. 서포트 핀(4315)이 중공을 관통하여 삽입되고, 탄성부재(4317)는 스프링 결합부(4314b)의 외주면을 감싸는 형태로 결합된다. 서포트 핀(4315)이 한 쌍으로 구비되므로 스프링 결합부(4314b) 역시 한 쌍으로 구비된다. 스프링 결합부(4314b)의 사이에 마그네트 수용부(4314c)가 형성된다.
마그네트 수용부(4314c)는 마그네트(4333)의 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 본 발명에서 마그네트(4333)가 육면체 형상이므로 마그네트 수용부(4314c) 역시 육면체 형상을 갖는다. 무빙 브래킷(4314)은 커버 패드(4311)가 움직일 때 어퍼 프레임(4313)을 따라 움직이면서 마그네트(4333)를 이동시킨다.
무빙 브래킷(4314)의 사이에 서포트 프레임(4313)이 배치되고, 서포트 핀(4315)이 무빙 브래킷(4314)과 서포트 프레임(4313)을 관통하여 삽입된다. 이때, 서포트 프레임(4313)은 베이스 프레임(4312)에 고정되고, 무빙 브래킷(4314)은 커버 패드(4311)에만 결합되므로, 커버 패드(4311)에 가해지는 힘이 무빙 브래킷(4314)에 전달되면 서포트 프레임(4313)은 움직이지 않고 무빙 브래킷(4314)만 움직이게 된다.
무빙 브래킷(4314)은 한 쌍으로 구비되어 탄성부재(4317)에 의해 탄성 지지되고, 서포트 프레임(4313)을 기준으로 양측에 각각 설치된다. 따라서 외측 커버 패드(4311)의 움직임은 외측 커버 패드(4311)에 결합된 하나의 무빙 브래킷(4314)에만 전달된다. 또한, 내측 커버 패드(4311)의 움직임은 내측 커버 패드(4311)에 결합된 하나의 무빙 브래킷(4314)에만 전달된다. 따라서 P1 및 P2 방향의 움직임은 서로 독립적으로 이루어진다(이해 대해서는 후술하기로 함).
또한, 무빙 브래킷(4314)이 베이스 프레임(4312)에 결합될 때 서포트 핀(4315)의 길이 방향을 따라서만 유동이 가능하고 카트(10)의 상하 방향으로는 이동이 불가능하다. 따라서 무빙 브래킷(4314)은 외력의 방향인 P1 방향 및 P2 방향으로만 자유도를 가질 수 있다.
이에 따라 후술할 홀 센서(4332)와 무빙 브래킷(4314)이 일정 간격을 유지하게 되므로 마그네트(4333)와 홀 센서(4332) 역시 일정 간격을 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서 카트(10)의 상하 방향으로 진동이 발생하더라도 센싱 거리가 변하지 않으므로 안정적인 센싱이 가능한 효과가 있다.
카트(10)는 실내의 이동면이나 지면에서 이동하므로 카트(10)의 수평 방향뿐만 아니라 수직 방향으로도 진동이 발생한다. 이러한 진동은 정확한 센싱을 방해하는 노이즈로 작용하게 된다. 노이즈는 제어를 복잡하게 만드는 요소가 된다. 그러나 본 발명은 카트(10)의 수평 방향으로만 마그네트(4333)의 이동을 허용하는 구조를 가지므로 마그네트(4333)와 홀 센서(4332)가 항상 일정 간격을 유지할 수 있다. 따라서 안정적인 센싱이 가능하며 복잡한 제어 알고리즘을 구비하지 않아도 되므로 제어 효율 상승 및 제조비 절감 효과가 있다.
서포트 핀(4315)은 원통 형상으로, 일단에 헤드가 형성되고 타단에는 E링(4316)이 결합된다. 서포트 핀(4315)은 무빙 브래킷(4314)에 탄성부재(4317)가 삽입된 상태에서 베이스 프레임(4312)의 일측 핀 지지부(4312a), 무빙 브래킷(4314)의 스프링 결합부(4314b), 서포트 프레임(4313)의 스프링 지지부(4313b)를 차례로 관통한다. 그 후 다시 타측 무빙 브래킷(4314)의 스프링 결합부(4314b), 베이스 프레임(4312)의 핀 지지부(4312a)를 관통해 삽입된 후 E링(4316)에 의해 고정된다.
즉, 서포트 핀(4315)은 양단에 각각 탄성부재(4317)가 삽입되고 베이스 프레임(4312), 서포트 프레임(4313) 및 무빙 브래킷(4314)을 관통하여 설치된 후 결합 위치에서 이탈되지 않도록 단부에 E링(4316)이 고정된다.
서포트 핀(4315)은 서포트 프레임(4313) 및 무빙 브래킷(4314)에 결합된 상태(이하 결합 위치)에서 베이스 프레임(4312)의 외측으로 돌출될 정도의 길이를 갖는다. 즉, 결합 위치에서 서포트 핀(4315)은 헤드쪽 일단 및 타단이 베이스 프레임(4312)과 커버 패드(4311)의 사이에 위치하게 된다.
또한, 서포트 핀(4315)이 결합된 상태에서 무빙 브래킷(4314)이 이동할 수 있어야 하므로, 서포트 프레임(4313) 및 무빙 브래킷(4314)에 형성된 관통홀(4313c) 및 중공의 직경은 서포트 핀(4315)의 직경보다 크게 형성된다.
탄성부재(4317)는 코일 스프링으로 구비될 수 있다. 탄성부재(4317)는 하나의 서포트 핀(4315)에 2개씩 삽입될 수 있다. 탄성부재(4317)는 일단이 서포트 프레임(4313)의 스프링 지지부(4313b)에 안착되고, 타단이 무빙 브래킷(4314)의 스프링 결합부(4314b) 외주면에 삽입된다. 따라서 탄성부재(4317)에 의해 무빙 브래킷(4314)이 탄성 지지된다. 탄성부재(4317)는 커버 패드(4311)를 가압하는 외력에 의해 가압되어 압축되고, 외력이 제거되면 복원된다. 서포트 프레임(4313)을 기준으로 양측에 각각 탄성부재(4317)가 2개씩 4개가 설치되므로, 한 쌍의 무빙 브래킷(4314)은 서포트 프레임(4313)을 기준으로 양측이 독립적으로 탄성 지지된다.
따라서 외력의 방향 중 P1 방향으로 힘이 가해지는 경우 카트(10)의 전진 방향으로 힘이 가해지는 것이므로, P1 방향의 가압 동작을 사용자 기준에서 '푸시(Push) 동작'으로 정의할 수 있다. 반대로 P2 방향으로 힘이 가해지는 경우 카트(10)의 후진 방향으로 힘이 가해지는 것이므로, P2 방향의 가압 동작을 사용자 기준에서 '풀(Pull) 동작'으로 정의할 수 있다. 사용자의 푸시 동작 및 풀 동작에 연동하여 제어부(130)는 '푸시 모드' 및 '풀 모드'를 정의하고, 해당 방향으로 보조력이 제공되도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 필요에 따라 P1 방향 및 P2 방향으로 동시에 힘이 가해지는 경우도 특정 동작에 매칭하여 '통합 모드' 또는 '브레이크 모드' 등으로 정의하고 보조력이나 정지를 위한 제어를 수행할 수 있다.
한편, 마그네트(4333)와 서포트 프레임(4313)의 사이에는 포스 센서부(4330)가 구비된다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 포스 센서부(4330)는 센서 PCB(4331)와, 센서 PCB(4331) 상에 장착되는 홀 센서(4332)와, 무빙 브래킷(4314)에 장착되는 마그네트(4333)를 포함한다.
센서 PCB(4331)는 홀 센서(4332)를 지지하며, 제어부(130)와 통신해 홀 센서(4332)의 감지 결과를 제어부(130)로 전달한다. 센서 PCB(4331)에는 센싱을 위한 각종 회로가 구비될 수 있다. 센서 PCB(4331)의 판면에는 복수의 체결홀(4331a)이 관통 형성될 수 있다. 또한, 센서 PCB(4331)의 판면의 일부가 관통되어 절개부(4331b)가 형성될 수 있다. 센서 PCB(4331)의 상면에 홀 센서(4332)가 장착되고, 센서 PCB(4331)의 하면에 서포트 프레임(4313)이 결합된다. 서포트 프레임(4313)의 스프링 지지부(4313b) 중 하나가 절개부(4331b)에 삽입되고 결합 돌기(4313e)가 센서 PCB(4331)의 체결홀(4331a)에 삽입되어 서포트 프레임(4313)과 센서 PCB(4331)가 상호 결합된다.
홀 센서(4332)는 센서 PCB(4331) 상에 장착되되 마그네트(4333)의 위치에 대응하는 위치에 장착된다. 마그네트(4333)가 무빙 브래킷(4314)에 결합된 상태에서 카트(10)의 전후 방향으로 이동하므로 홀 센서(4332)는 마그네트(4333)의 이동 전 위치에서 마그네트(4333)의 중앙에 대응하도록 배치될 수 있다.
홀 센서(4332)는 마그네트(4333)의 이동에 따른 자기장의 변화를 감지하는 센서이다. 홀 센서(4332)는 P1 방향이나 P2 방향으로 마그네트(4333)가 이동할 때 이동에 의해 발생하는 자기장의 변화를 감지한다. 홀 센서(4332)의 감지 결과는 센서 PCB(4331)로 전달되고, 센서 PCB(4331)에서 힘이 가해진 방향을 판단할 수 있다.
마그네트(4333)는 각각의 무빙 브래킷(4314)에 결합된 상태에서 홀 센서(4332)와 미리 설정된 간격만큼 이격된다. 마그네트(4333)는 영구자석으로, N극과 S극을 구비한다. 마그네트(4333)는 무빙 브래킷(4314)에 의해 이동하더라도 홀 센서(4332)의 감지 영역을 벗어나지 않아야 한다. 따라서 마그네트(4333)의 크기와 위치는 홀 센서(4332)의 감지 영역을 고려하여 설계된다.
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카트에 있어서, 포스 센싱 및 파워 어시스트가 이루어지는 과정에 대해 설명하기로 한다(도 5 내지 8에서 홀 센서는 보이지 않으나 마그네트의 이동 전 상태에서 마그네트의 하측 중앙에 위치한다).
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 카트(10)의 이동 전 상태에서 커버 패드(4311) 및 무빙 브래킷(4314)이 움직이지 않으므로 마그네트(4333)의 하부 중앙에 홀 센서(4332)가 위치한다. 이때 탄성부재(4317)는 서포트 프레임(4313)의 양쪽 모두 압축되지 않은 상태이다. 따라서 스프링 지지부(4313b)와 각 무빙 브래킷(4314)의 브래킷 바디(4314a)까지의 거리인 L1과 L2는 서로 동일한 상태이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 사용자가 카트(10)를 전진시키기 위해 핸들 바(4100)를 밀 수 있다. 이때, 사용자는 외측 커버 패드(4311)를 P1 방향으로 가압하게 된다(푸시 동작).
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 외측의 커버 패드(4311)가 P1 방향의 힘을 받으면 도 7을 기준으로 좌측의 무빙 브래킷(4314)이 P1 방향으로 이동하게 된다. 무빙 브래킷(4314)에 탄성부재(4317)가 결합되어 있으므로, 탄성부재(4317)가 P1 방향으로 가압되어 압축된다. 그러나 반대 방향에 구비된 탄성부재(4317)는 서포트 프레임(4313)에 의해 압력을 받지 않는 상태이므로 압축되지 않는다. 따라서 스프링 지지부(4313b)와 각 무빙 브래킷(4314)의 브래킷 바디(4314a)까지의 거리인 L1보다 L2가 큰 상태이다.
이때 무빙 브래킷(4314)에 수용된 마그네트(4333) 역시 P1 방향으로 이동하면서 홀 센서(4332)와 마그네트(4333)의 인접한 극의 위치가 달라진다. 따라서 홀 센서(4332)가 무빙 브래킷(4314)의 이동 전후로 발생하는 자기장의 변화를 감지하고, 센서 PCB(4331)에서 이를 처리해 P1 방향으로 힘이 가해졌음을 판단할 수 있다. 본 발명에서는 이렇게 힘이 가해지는 방향을 감지하는 것을 '포스 센싱'이라고 정의한다.
센서 PCB(4331)가 제어부(130)로 감지 결과를 보내면, 제어부(130)는 P1 방향으로 보조력을 공급하는 '파워 어시스트'가 필요하다고 판단할 수 있다. 제어부(130)는 구동부(110)를 제어해 전기적인 동력을 발생시켜 휠(300)로 전달할 수 있다. 휠(300)은 제어부(130)에 의해 보조력을 전달받아 구동된다.
예를 들어, 사용자가 카트(10)를 미는 힘을 10이라고 한다면, 파워 어시스트 기능을 통해 카트(10)를 미는 힘이 90이 추가로 제공될 수 있다. 이에 따라 카트(10)는 100의 힘으로 미는 것과 마찬가지의 힘과 속도로 이동하나, 사용자가 실제 가하는 힘은 10이 된다. 따라서 사용자는 적은 힘으로 카트(10)를 이동시킬 수 있으므로 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.
또한, P2 방향으로 가해지는 힘의 방향과 구분하여 P1 방향으로 힘이 가해질 때를 전술한 바와 같이 푸시 동작이라고 인식하고, 제어부(130)는 '푸시 모드'를 수행할 수 있다. 전술한 P1 방향으로의 보조력을 제공하는 모드를 '푸시 모드'로 정의할 수 있다.
전술한 것과 반대로 도 1 내지 도 3을 참조하면, 사용자가 카트(10)를 후진시키기 위해 핸들 바(4100)를 당길 수 있다. 이때, 사용자는 내측의 커버 패드(4311)를 P2 방향으로 가압하게 된다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 커버 패드(4311)가 P2 방향의 힘을 받으면 무빙 브래킷(4314)이 P2 방향으로 이동하게 된다. 무빙 브래킷(4314)에 탄성부재(4317)가 결합되어 있으므로, 탄성부재(4317)가 P2 방향으로 가압되어 압축된다. 그러나 반대 방향에 구비된 탄성부재(4317)는 서포트 프레임(4313)에 의해 압력을 받지 않는 상태이므로 압축되지 않는다. 따라서 스프링 지지부(4313b)와 각 무빙 브래킷(4314)의 브래킷 바디(4314a)까지의 거리인 L1보다 L2가 작은 상태이다.
이때 무빙 브래킷(4314)에 수용된 마그네트(4333) 역시 P2 방향으로 이동하면서 홀 센서(4332)와 마그네트(4333)의 거리 및 인접한 극이 달라진다. 따라서 홀 센서(4332)가 무빙 브래킷(4314)의 이동 전후로 발생하는 자기장의 변화를 감지하고, 센서 PCB(4331)에서 이를 처리해 P2 방향으로 힘이 가해졌음을 판단할 수 있다.
센서 PCB(4331)가 제어부(130)로 감지 결과를 보내면, 제어부(130)는 P2 방향으로 보조력을 공급하는 '파워 어시스트'가 필요하다고 판단할 수 있다. 제어부(130)는 구동부(110)를 제어해 전기적인 동력을 발생시켜 휠(300)로 전달할 수 있다. 휠(300)은 제어부(130)에 의해 보조력을 전달받아 구동된다.
또한, P2 방향으로 힘이 가해질 때를 전술한 바와 같이 '풀 동작'이라고 인식하고, 제어부(130)는 '풀 모드'를 수행할 수 있다. 전술한 P2 방향으로의 보조력을 제공하는 모드를 '풀 모드'로 정의할 수 있다.
전술한 과정에서 커버 패드(4311)에 지나치게 압력이 가해지더라도 서포트 프레임(4313)의 스프링 지지부(4313b)에 의해 무빙 브래킷(4314)의 이동이 제한된다. 따라서 마그네트(4333)가 홀 센서(4332)의 감지 영역 내에서 이동하게 되고 홀 센서(4332)가 안정적인 센싱을 할 수 있게 된다.
또한, 전술한 포스 센싱 모듈(4300)은 커버 패드(4311), 무빙 브래킷(4314), 탄성부재(4317)가 상호 결합되어 연동해 작동되며 무빙 브래킷(4314)이 힘이 가해지는 방향(P1 및 P2 방향)으로만 자유도를 갖고 움직이는 구조를 갖는다. 따라서 홀 센서(4332)와 마그네트(4333)간의 거리가 미리 설정된 거리를 유지할 수 있으므로 정확한 센싱이 가능한 장점이 있다.
또한, P1 및 P2 방향으로 가해지는 힘은 해당 방향에 배치된 무빙 브래킷(4314)과 마그네트(4333)에만 전달되므로 '푸시 동작'과 '풀 동작'을 분리하여 제어 모드를 실행할 수 있다.
또한, 전술한 '푸시 동작'과 '풀 동작'을 분리하여 제어하는 것을 응용하여 P1 및 P2 방향으로 동시에 힘이 가해지는 경우를 별도의 모드로 정의해 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 P1 및 P2 방향으로 동시에 힘이 가해지는 경우를 '파워 모드'로 정의하고, 미리 설정된 방향으로 2배의 보조력을 제공하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다. 또는 제어부(130)는 P1 및 P2 방향으로 동시에 힘이 가해지는 경우를 '브레이크 모드'로 정의하고, 카트(10)가 정지하도록 제동력을 제공할 수도 있다.
전술한 실시 예에서 홀 센서(4332)가 P1 또는 P2 방향으로 힘이 가해졌을 때에는 이를 감지해 제어부(130)가 파워 어시스트 기능을 제공하므로 이때를 '파워 어시스트 모드'로 동작한다고 할 수 있다. P1 또는 P2 방향으로 힘이 가해지지 않으면 제어부(130)는 사용자가 수동 모드로 카트(10)를 구동한다고 판단할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 홀 센서(4332)와 마그네트(4333) 대신 제어부(130)에 파워 어시스트 모드 온/오프 신호를 전송하는 스위치를 핸들 바(4100)에 구비할 수도 있다. 이 경우, 사용자가 스위치를 조작함으로써 바로 파워 어시스트 모드가 실행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
본 발명의 카트는 상업 분야, 레저 분야, 물류 분야 등에서 다양하게 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 카트의 일측에 구비되며 상기 카트의 이동 방향을 향해 가해지는 외력이 입력되는 핸들 바; 및
    상기 핸들 바 상에 설치되고 상기 핸들 바에 입력되는 상기 외력의 방향 중 어느 한 방향 또는 양방향으로 이동하는 프레임 서포터와, 상기 프레임 서포터에 인접하여 설치되며 상기 프레임 서포터의 이동 방향을 감지하는 포스 센서부를 구비한 포스 센싱 모듈;
    을 포함하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포스 센서부는
    상기 프레임 서포터의 일측에 결합되어 상기 프레임 서포터에 의해 상기 외력의 방향에 대응하는 방향으로 이동하고, 영구자석인 마그네트;
    상기 마그네트에 인접하여 설치되고 상기 마그네트의 위치를 감지하는 홀 센서; 및
    상기 홀 센서가 장착되며, 상기 홀 센서의 감지 결과를 바탕으로 상기 외력의 방향을 판단하는 센서 PCB;
    를 포함하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프레임 서포터는
    상기 핸들 바 상에 설치되되 상기 핸들 바의 전방 및 후방으로 적어도 일부가 각각 노출되는 한 쌍의 커버 패드;
    상기 커버 패드에 각각 결합되고 상기 마그네트를 수용하는 한 쌍의 무빙 브래킷;
    상기 한 쌍의 무빙 브래킷의 사이에 설치되는 서포트 프레임;
    일단이 상기 무빙 브래킷에 결합되고 타단이 상기 서포트 프레임에 결합되어 상기 무빙 브래킷을 상기 서포트 프레임에 대해 탄성 지지하는 복수의 탄성부재; 및
    상기 탄성부재가 상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임에 결합된 상태에서 상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임을 관통하여 삽입되며, 상기 무빙 브래킷을 상기 커버 패드의 이동 방향에 대해 이동 가능하게 지지하는 복수의 서포트 핀;
    을 포함하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프레임 서포터는
    상기 서포트 핀의 양단이 삽입되며 상기 핸들 바의 내부에 결합되고, 상기 서포트 프레임에 결합되는 베이스 프레임을 더 포함하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임은 상기 서포트 핀이 관통하는 관통홀의 직경이 상기 서포트 핀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 서포트 프레임은
    상기 베이스 프레임에 결합되는 판 형상의 서포트 플레이트와, 상기 서포트 플레이트의 판면으로부터 돌출 형성되어 상기 탄성부재의 일단이 지지되고 상기 서포트 핀이 관통 삽입되는 스프링 지지부를 포함하는
    카트의 핸들 어셈블리.
  7. 전기적인 동력을 발생하는 구동부와, 상기 구동부를 제어하는 제어부가 구비된 본체;
    상기 본체의 하부에 결합되어 상기 본체를 이동시키는 복수의 휠;
    상기 본체의 일측에 설치되며 상기 본체의 이동 방향을 향해 가해지는 외력이 입력되는 핸들 바; 및
    상기 핸들 바 상에 설치되고 상기 핸들 바에 입력되는 상기 외력의 방향 중 어느 한 방향 또는 양방향으로 이동하는 프레임 서포터와, 상기 프레임 서포터에 인접하여 설치되며 상기 프레임 서포터의 이동 방향을 감지하는 포스 센서부를 구비한 포스 센싱 모듈;
    을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 포스 센서부에서 감지한 상기 프레임 서포터의 이동 방향에 따라 상기 구동부에서 발생된 상기 동력을 상기 휠로 전달하는 것을 특징으로 하는
    카트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 포스 센서부는
    상기 프레임 서포터의 일측에 결합되어 상기 프레임 서포터에 의해 상기 외력의 방향에 대응하는 방향으로 이동하고, 영구자석인 마그네트;
    상기 마그네트에 인접하여 설치되고 상기 마그네트의 위치를 감지하는 홀 센서; 및
    상기 홀 센서가 장착되며, 상기 홀 센서의 감지 결과를 바탕으로 상기 외력의 방향을 판단하고, 판단 결과를 상기 제어부로 전달하는 센서 PCB;
    를 포함하는
    카트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임 서포터는
    상기 프레임 서포터는
    상기 핸들 바 상에 설치되되 상기 핸들 바의 전방 및 후방으로 적어도 일부가 각각 노출되는 한 쌍의 커버 패드;
    상기 커버 패드에 각각 결합되고 상기 마그네트를 수용하는 한 쌍의 무빙 브래킷;
    상기 한 쌍의 무빙 브래킷의 사이에 설치되는 서포트 프레임;
    일단이 상기 무빙 브래킷에 결합되고 타단이 상기 서포트 프레임에 결합되어 상기 무빙 브래킷을 상기 서포트 프레임에 대해 탄성 지지하는 복수의 탄성부재; 및
    상기 탄성부재가 상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임에 결합된 상태에서 상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임을 관통하여 삽입되며, 상기 무빙 브래킷을 상기 커버 패드의 이동 방향에 대해 이동 가능하게 지지하는 복수의 서포트 핀;
    을 포함하는
    카트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 프레임 서포터는
    상기 서포트 핀의 양단이 삽입되며 상기 핸들 바의 내부에 결합되고, 상기 서포트 프레임에 결합되는 베이스 프레임을 더 포함하는
    카트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무빙 브래킷 및 상기 서포트 프레임은 상기 서포트 핀이 관통하는 관통홀의 직경이 상기 서포트 핀의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는
    카트.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 서포트 프레임은
    상기 베이스 프레임에 결합되는 판 형상의 서포트 플레이트와, 상기 서포트 플레이트의 판면으로부터 돌출 형성되어 상기 탄성부재의 일단이 지지되고 상기 서포트 핀이 관통 삽입되는 스프링 지지부를 포함하는
    카트.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 핸들 바를 미는 방향으로 힘이 가해지는 경우, 상기 핸들 바를 당기는 방향으로 힘이 가해지는 경우, 상기 핸들 바의 양쪽에서 동시에 힘이 가해지는 경우를 구분해 각기 다르게 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는
    카트.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113485521A (zh) * 2021-07-05 2021-10-08 西北工业大学 一种可实现六维力和运动状态测量的操控手柄
KR102401461B1 (ko) * 2020-12-18 2022-05-23 구창훈 영구자석을 이용한 완전방수 푸시 스위치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020159238A1 (ko) * 2019-02-01 2020-08-06 (주)에바 전동 카트
WO2020209393A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 엘지전자 주식회사 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트
US11584417B2 (en) * 2019-05-07 2023-02-21 Lg Electronics Inc. Handle assembly for cart with power assist function and cart having the same
US20210331729A1 (en) * 2020-04-27 2021-10-28 Keith Maximilian Rudofsky Utility cart electric powered - voice and proximity activated
US11904924B1 (en) * 2022-07-27 2024-02-20 Logistics And Supply Chain Multitech R & D Centre Limited Motorised trolley

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021505A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-29 Boh Westerlund Trolley
JP2005271835A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 運搬車
KR20130071175A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 엘지전자 주식회사 홀센서를 적용한 동작의도 파악 제어장치 및 이를 이용한 이동보조장치
EP3090920A1 (en) * 2015-03-17 2016-11-09 Marco Doveri Power assisted cart
KR20180046910A (ko) * 2017-11-07 2018-05-09 네이버 주식회사 전동식 이동 대차

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5044043A (en) * 1986-04-21 1991-09-03 Tennant Company Speed and steering control for a floor maintenance machine
DE19738586B4 (de) * 1997-09-03 2005-12-22 Jungheinrich Ag Mitgehflurförderzeug mit Deichsel
US7076830B2 (en) * 2003-01-09 2006-07-18 Royal Appliance Mfg. Co. Electronically commutated drive system for vacuum cleaner
GB2426963B (en) * 2005-06-07 2009-02-18 Clive George Hemsley Control apparatus for motorised article
JP2009526555A (ja) * 2006-01-25 2009-07-23 ジョンソンディバーシー・インコーポレーテッド 床清掃機の操舵装置
US20090242285A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 Whetstone Jr Henry M Transportation cart with extendable arm and a throttle coupled thereto for controlling a motor and associated methods
US20090242284A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 Whetstone Jr Henry M Transportation cart with electronic controls, steering and brakes selectively configured for riding and walking modes of use
US8467937B2 (en) * 2010-03-22 2013-06-18 The Raymond Corporation Self-centering, torque-sensing joint assembly for a pallet truck power steering system
DE102014108002A1 (de) * 2013-06-19 2014-12-24 Tente Gmbh & Co. Kg Rolle mit angetriebenem Rad, Lastenwagen mit ein angetriebenes Rad aufweisender Rolle und Bediengerät
JP2015047938A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 船井電機株式会社 移動体
JP2015047943A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 船井電機株式会社 手動推進車両
JP6187049B2 (ja) * 2013-08-30 2017-08-30 船井電機株式会社 歩行アシスト移動体
JP6463818B2 (ja) * 2016-10-28 2019-02-06 ネイバー コーポレーションＮＡＶＥＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 電動式移動台車
KR20210071785A (ko) * 2018-11-07 2021-06-16 엘지전자 주식회사 쇼핑 카트로 이용 가능한 이동 로봇
US20200262460A1 (en) * 2019-02-19 2020-08-20 Lg Electronics Inc. Robot operating in power-assist mode and method for moving the same
KR102215618B1 (ko) * 2019-03-12 2021-02-15 엘지전자 주식회사 설치물과 평행하게 이동하는 카트 및 이동 방법
WO2020196936A1 (ko) * 2019-03-22 2020-10-01 엘지전자 주식회사 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트
US11618492B2 (en) * 2019-03-29 2023-04-04 Lg Electronics Inc. Handle assembly having power assist function for carts and cart comprising the same
WO2020209393A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 엘지전자 주식회사 파워 어시스트 기능을 갖는 카트의 핸들 어셈블리 및 카트
KR20210136186A (ko) * 2019-04-08 2021-11-17 엘지전자 주식회사 파워 어시스트 기능을 갖는 카트 로봇의 핸들 어셈블리 및 이를 갖는 카트 로봇
WO2020222342A1 (ko) * 2019-05-02 2020-11-05 엘지전자 주식회사 인공지능을 이용하여 주행공간을 식별하는 방법, 학습모듈 및 카트로봇
US11584417B2 (en) * 2019-05-07 2023-02-21 Lg Electronics Inc. Handle assembly for cart with power assist function and cart having the same
US20210405646A1 (en) * 2019-07-03 2021-12-30 Lg Electronics Inc. Marker, method of moving in marker following mode, and cart-robot implementing method
KR102300574B1 (ko) * 2019-07-10 2021-09-09 엘지전자 주식회사 사용자 신체 특성을 반영하여 파워 어시스트 모드로 이동하는 방법 및 이를 구현하는 카트로봇
KR20210026595A (ko) * 2019-08-30 2021-03-10 엘지전자 주식회사 로봇이 관리자 모드로 이동하는 방법 및 이를 구현하는 로봇
JP7389966B2 (ja) * 2019-11-22 2023-12-01 スズキ株式会社 歩行補助車両
KR20210096478A (ko) * 2020-01-28 2021-08-05 엘지전자 주식회사 유모차 및 그 동작 방법
KR20210096477A (ko) * 2020-01-28 2021-08-05 엘지전자 주식회사 카트

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994021505A1 (en) * 1993-03-23 1994-09-29 Boh Westerlund Trolley
JP2005271835A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Sanyo Electric Co Ltd 運搬車
KR20130071175A (ko) * 2011-12-20 2013-06-28 엘지전자 주식회사 홀센서를 적용한 동작의도 파악 제어장치 및 이를 이용한 이동보조장치
EP3090920A1 (en) * 2015-03-17 2016-11-09 Marco Doveri Power assisted cart
KR20180046910A (ko) * 2017-11-07 2018-05-09 네이버 주식회사 전동식 이동 대차

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102401461B1 (ko) * 2020-12-18 2022-05-23 구창훈 영구자석을 이용한 완전방수 푸시 스위치
CN113485521A (zh) * 2021-07-05 2021-10-08 西北工业大学 一种可实现六维力和运动状态测量的操控手柄

Also Published As

Publication number Publication date
US20210229725A1 (en) 2021-07-29
US11535290B2 (en) 2022-12-27
KR20210136185A (ko) 2021-11-17

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