초록 ▼

핵심기술
자이로센서 3축 제어기술 적용, 허용하중 200㎏의 가변식 발판 겸 주차장치, 서스펜션 휠 장착, 2,000W급 2휠 자세제어 밸런싱 전동휠체어

최종목표
2 wheel self-balancing 기술을 활용하여 탑승자의 무게중심이동을 측정, 2바퀴를 각각 구동하여 스스로 균형을 잡고 무게중심이동으로 이동속도를 조절하며 1,000만원 이하의 가격경쟁력을 갖춘 2바퀴 자세제어 밸런싱 휠체어
- 최고출력 : 2000W (1000W × 2EA)
- 공차중량 : 60kg 이하
- 최고속도 :

핵심기술
자이로센서 3축 제어기술 적용, 허용하중 200㎏의 가변식 발판 겸 주차장치, 서스펜션 휠 장착, 2,000W급 2휠 자세제어 밸런싱 전동휠체어

최종목표
2 wheel self-balancing 기술을 활용하여 탑승자의 무게중심이동을 측정, 2바퀴를 각각 구동하여 스스로 균형을 잡고 무게중심이동으로 이동속도를 조절하며 1,000만원 이하의 가격경쟁력을 갖춘 2바퀴 자세제어 밸런싱 휠체어
- 최고출력 : 2000W (1000W × 2EA)
- 공차중량 : 60kg 이하
- 최고속도 : 15km/h (상용화 시 법규에 따른 속도제한)
- 1회충전 주행가능거리 : 30km 이상
- 등판각도 : 15°
- 운행시 탑승자 최대허용하중 : 100kg
- 주차장치 최대허용하중 : 200kg

개발내용 및 결과
o 개발내용
- 고강성 경량 프레임 설계 및 플랫폼 개발
- 세계최초 3축구조 통합형 자이로센서 개발 및 제어기술 개발
- 발판 겸 주차장치 개발을 통한 안정성 향상
- 조향장치 및 조향시스템 개발
- 퀵-슈 방식의 교체형 배터리팩
- 제품 컨디션 모니터링 app
- 보호자용 remote control app

o 정량적 목표 대비 결과
모터출력 : 1,000W(개발목표), 1,000W(최종결과)
공차중량 : 60kg(개발목표), 57.4kg(최종결과)
등판각도 : 15°(개발목표), 20.7°(최종결과)
최고속도 : 15km/h(개발목표), 16km/h(최종결과)
주행가능거리 : 30km(개발목표), 32km(최종결과)
주차장치 허용하중 : 200kg(개발목표), pass(최종결과)
팔걸이 내하중평가 : pass(개발목표), pass(최종결과)
국내특허 : 1건(개발목표), 1건(최종결과)
국외특허 : 1건(개발목표), 1건(최종결과)
국외특허 : 1건(개발목표), 1건(최종결과)

기술개발 배경
o 기존 전동휠체어의 한계성 극복
- 구동부가 연결된 뒷바퀴 2EA + 작은 앞 보조바퀴 2EA 구조의 기존의 전동휠체어는 일반적인 평지에서는 구동이 가능하나, 실제 도로 및 여려 환경적인 요인에서 구동에 많은 애로가 있어 실효성 부족
- 크기와 90kg 이상 수준의 무게로 인한 운반 및 구동환경의 애로
‧ 크기와 무게로 인해 일반 승용차로는 운반이 불가능하여 전용 차량을 이용하는 경우가 대부분이며, 지하철 버스 등의 교통수단과 연계가 어려워 이동이 제한됨
- 낮은 구동성능과 회전반경으로 인해 구동가능 환경에 대한 많은 제약조건이 있음
- 회전반경, 크기, 무게 등의 제한사항을 극복하기 위한 수동 휠체어에 기반을 둔 전동휠체어, 수동겸용 휠체어 등 다양한 제품들이 출시되었으나 부족한 성능 및 여전히 존재하는 구동환경의 제한조건으로 인해 실제 보급 및 판매수량 부족

o 자세제어 밸런싱 휠체어 개발 필요
- Genny mobility의 상용화 성공이후 다양한 자세제어 밸런싱 휠체어 개발이 진행되고 있으나 자세제어 밸런싱 휠체어의 기본이 되는 구동플랫폼이 SEGWAY社 외 다른 대안이 없어 향후 상용화 가능성 있는 제품들의 가격경쟁력 및 제품경쟁력에 한계 존재
- 자세제어 밸런싱 휠체어의 기본이 되는 2 wheel selfbalancing 기술의 상용화 성공 기업은 현재 SEGWAY(미국), ㈜로보쓰리(한국), ninebot, robstep(중국)수준
- 자세제어 밸런싱 휠체어는 그동안 상용화 진행 된 일반인 대상의 입식 탑승방식과 많은 기술적 차별성이 있어 개발이 쉽지 않으나 로보쓰리의 경우 상용화 경험 및 좌식형 밸런싱 스쿠터, 휠체어형 전동스쿠터 등 다양한 기술개발 실적으로 성공 가능성이 매우 높음

핵심개발 기술의 의의
o 본 개발사업의 의의는 2휠 자세제어 밸런싱 기술 구현을 위한 핵심부품의 집적화, 소형경량화에 있음
o ㈜로보쓰리는 자이로스코프센싱기술을 적용한 Self-balancing 기술 등을 이용한 1인승 Personal Mobility 및 서비스로봇의 개발을 진행해 왔으며, 이에 따른 기술 노하우 및 관련 특허를 보유하고 있음
o 이를 기반으로 이전 모델에 대한 업그레이는 계속 추진하고 있으며 국내에서 생산하지 않는 부품을 제외하면 국산화율은 92%에 달함
o 자체 특허 및 기술, 노하우를 보유하고 있어 해외기술 도입보다는 인력충원에 따른 신규기술 개발 및 자체기술 확장‧축적에 중점을 두어 세계 최고, 유일의 기술 확보

적용 분야
o 2휠 자세제어 밸런싱 기술
- 현재까지는 입식방식의 퍼스널 모빌리티에 주로 적용되었던 2휠 자세제어 밸런싱 기술을 다양한 분야에 접목 가능
- 기존 로봇에서는 외부환경의 경우 구동성능이 부족하여 구동환경이 제한되었으나 해당 기술을 적용한 구동부를 장착하여 구동의 제한성 극복
- 2휠 자세제어 밸런싱 구현 핵심부품의 집적화, 소형경량화를 통한 개인이동수단의 다양한 제품 구현

o 통합 자이로센서
- 연간 4조원 시장규모로 파악되는 드론 및 기타 이동수단 등에 적용가능하며 기존 자이로센서보다 높은 성능수준 및 낮은 가격으로 부품단위 판매를 통한 핵심부품의 사용화 가능

o 교환식 배터리팩
- 전기자전거, 전동스쿠터 등 전기를 동력으로 활용하는 퍼스널 모빌리티 시장에서는 배터리가 중요 부속으로 주목받고 있음
- 자체개발한 BMS는 피크전류값이 일반 전기자전거용 보다 높으며 순간적인 고출력을 발휘할때도 배터리전원이 차단되지 않아 안정적인 사용 가능

(출처 : 최종보고서 초록 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 2
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 15
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 15
• 제 2 절 개발내용 및 개발 범위 ... 19
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 32
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 32
• 제 3 장 결과 ... 33
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 33
• 연구개발 추진 일정 ... 33
• 연구개발 추진 실적 ... 34
• 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 35
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 77
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 78
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 80
• 제 4 장 사업화 계획 ... 81
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 81
• 제 2 절 사업화 계획 ... 82
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 85
• 끝페이지 ... 85