초록 ▼

1. 기술개발개요
○ 교통 약자를 위한 중량 30kg급 4륜 퍼스널 모빌리티는 교통약자 이동 보행지원을 주목적으로 사용하며, 레져 및 스포츠용, 근거리 출퇴근용, 이동 작업용 등의 다양한 용도로 활용가능하고, 소형화 및 경량화로 사용성 및 활용성이 높은 1인용 스마트 이동수단.
- IT융합을 통한 편리성, 사용성을 고려한 보행 도우미(맞춤형 부품) 개발
- 최고속도 : 15km/h, 운행시간 : 25km, 중량 30kg이하 보행 도우미 개발
- 고경량 프레임 소재 적용(고강도 플라스틱 사출)
- 일체형 모

1. 기술개발개요
○ 교통 약자를 위한 중량 30kg급 4륜 퍼스널 모빌리티는 교통약자 이동 보행지원을 주목적으로 사용하며, 레져 및 스포츠용, 근거리 출퇴근용, 이동 작업용 등의 다양한 용도로 활용가능하고, 소형화 및 경량화로 사용성 및 활용성이 높은 1인용 스마트 이동수단.
- IT융합을 통한 편리성, 사용성을 고려한 보행 도우미(맞춤형 부품) 개발
- 최고속도 : 15km/h, 운행시간 : 25km, 중량 30kg이하 보행 도우미 개발
- 고경량 프레임 소재 적용(고강도 플라스틱 사출)
- 일체형 모듈 개발(hand carrier+조립부품 단순화)
- 맞춤형 동력시스템 개발(휠+모터+인버터+타이어)
- IT융합(편리성+사용성)

2. 개발내용 및 결과
가. 주관기관 (마루이엔지)
(1) 1차년도
○ 퍼스널 모빌리티 기술 특허 분석 및 디자인 기술개발
- 퍼스널 모빌리티 특허 분석(보고서 참조)
- 디자인 개발
○ 퍼스널 모빌리티 설계
- 퍼스널 모빌리티 성능 확정
- 디자인 반영 상세 설계 진행
○ 퍼스널 모빌리티 디자인 평가용 목업 개발
- 샤시 평가용 목업 제작
- 디자인 평가용 바디 제작
- 정량적목표 달성을 위한 평가용 제작
(2) 2차년도
○ 퍼스널 모빌리티 내·외부 최적화 설계 기술 개발
- 구동 모터 및 드라이브 장착 최적화 설계
- 휠+모터+타이어+허브 등 구성품 3D+2D 설계
- 전륜 및 후륜 현가장치 최적화 설계
- 현가장치 3D+2D 상세 설계
- 제동장치 구성품 최적화 성능 구현 및 설계
- 급제동 안전장치 mock-up 분석 및 최적화 설계
- 메인 프레임 경량소재 적용 생산 공정 반영한 구조 강도, 강성을 갖는 설계
- 경량 소재(AL계) 전륜 샤시 모듈 마운팅 최적화 설계
- 경량 소재(AL계) 후륜 샤시 모듈 마운팅 최적화 설계
- 서브 프레임 최적화 설계
- 시트 구성품 최적화 설계
- 컨트롤 개선 및 안전성 검증 시험
- 하네스 경로 및 최적화 설계
○ 퍼스널 모빌리티 시스템 구성품 개발
- 구동 모터 및 드라이브 구입 후 LAYOUT에 맞게 변경
- 휠+모터+타이어+허브 등 구성품 시제작
- 제동장치 구성품 개발 - 1건
- 메인프레임 경량소재 적용 생산 시제작 - 8건
- 경량소재(AL계) 전륜 샤시 모듈 시제작 – 5건
- 경량소재(AL계) 후륜 샤시 모듈 시제작 - 2건
- 서브 프레임 시제작 - 2건
- 시트 구성품 개발 - 1건
- 컨트롤러 개발 - 3건
- 하네스 개발 – 6건
○ 퍼스널 모빌리티 IT 융합 및 구동 시스템 회로 개발
- 터치식 또는 버튼식 스위치 적용으로 조작감 향상
- 터치식 스위치의 전자제어 회로 시스템 설계 및 개발
- 차량의 주행 안전성을 위하여 주행 또는 정지의 상황에 따라 스위치가 작동할 수 있도록 하는 회로시스템 설계 및 개발
○ 퍼스널 모빌리티 디자인 및 특허 지식재산권 확보
- 특허등록 1건 : 개인형 운송차량 (제10-1964671호)
- 디자인출원 1건 : 전동카트 (출원번호 : 30-2019-0040980)
○ 퍼스널 모빌리티 최종 결과물 시제품 제작 및 평가
- 구조해석보고서 3건 : 현가장치 구조해석 2건, 메인프레임 구조해석 1건
- 2차년도 디자인 목업 1대 제작
- 2차년도 최종 PROTO 1대 제작
(3) 3차년도
○ 2차년도 개발기술, 시제품 문제점 분석 후 PILOT를 위한 최종 안정화 기술개발 및 시제품 제작
- 2차년 문제점 보완 및 디자인 변경
- 3차년도 시제품 제작
- 직원 품평회 및 외부기관 참여 품평회 진행
○ 모빌리티 정량적 목표 시험 및 제품 인증을 위한 시험평가
- 정량적 목표 시험
· 중량 및 최대하중 측정, 최고속도 측정, 1회 충전 주행거리 측정, 등판 성능 측정, 제동성능 및 주행안정성 (제동거리)
○ 각종 기술 자료 습득 및 DATABASE화 및 양산을 위한 BOM 구축
- BOM 작성
· 총 11가지 장치별 BOM 작성 완료
- 도면 작성
· 아래와 같이 총 104매의 퍼스널 모빌리티 3차년도 시제품 도면 작성 완료
나. 참여기관1 (한국자동차연구원)
(1) 1차년도
○ 인간공학적 검토항목 DB화
- 퍼스널 모빌리티 사업화를 위한 관련 규정 및 제품 인증 방향 설정
- 국내 퍼스널 모빌리티의 법적 지위 및 안전기준 분석
- 관련 규격 검토 및 스펙 사양 조사 및 분석
- 구현 가능한 모빌리티 성능을 고려한 합리적 사용 시나리오 도출
(2) 2차년도
○ UX 및 성능 평가 방법 개발
- 인간공학적 디자인 설계 지원
- 사용자 경험 평가를 위한 평가체계 개발
- 퍼스널 모빌리티 성능 평가 방법 개발
▸ 모터/인버터 성능평가 항목
▸ 4륜 퍼스널 모빌리티 성능평가 항목
(3) 3차년도
○ 모빌리티 UX 및 성능 시험 평가
- 개발 모빌리티 성능 시험 평가
▸ 핵심부품(모터/인버터 등) 성능 시험 평가
▸ 모빌리티 일충전 주행거리 및 최고속도 성능 시험 평가
▸ 모빌리티 주행 성능 시험 평가
- 성능시험장 기반 인간공학적 디자인 부합성 검증
▸ 사용성 평가
- 실사용자 기반 사용자 경험 현장 평가 및 분석
▸ 시나리오에 부합하는 차량 실사용자 대상 데이터 수집
▸ 사용자 경험 평가체계 기반 사용자 경험 평가/분석
다. 참여기관2 (전남대학교 산학협력단)
(1) 1차년도
○ 재료 단가 및 기계적 특성 조사 및 분석
- 수지의 종류에 따른 가격 및 강도 비교
- 섬유길이, 함량에 따른 기계적 특성 확인
- 원소재 vs 컴파운드 비교
○ 최적 유리섬유 길이(SFT/LFT) 및 함량, 엔지니어링 플라스틱 결정
- 최적 유리 섬유 길이 분석
- 최적 유리 섬유 함량 분석
- 엔지니어링 플라스틱(수지) 분석
○ 컴파운딩 공정 유무 및 사출 공정(주입구) 분석
- 컴파운딩 공정 – 사출 공정의 2단계 공정과 컴파운드를 바로 사용하는 1단계 고정 비교
- 사출 공정 변수(주입구) 분석
(2) 2차년도
○ 시제품 디자인에 따른 유리섬유 복합재 사출성형 수치유동해석 수행
- 모빌리티 부품에 대한 사출성형 해석 수행
- 사출 성형공정에 발생하는 문제 예측
○ 다양한 공정 조건에 따른 수치해석을 통한 사출 공정 변수 최적화
- 사출 주입구에 따른 해석
- 사출 후 냉각속도에 따른 취출품의 건정성
○ 성형품의 기계적 특성 및 변형 계산을 통한 부품 디자인 개선 반영
- 기존 Body 부품 디자인 문제점 분석 후 수정 디자인 제시
○ 사출성형 유리섬유 복합재의 기계적 특성 평가
- 일방향 LGF5/PA12 복합재 물성 평가
- 상기 특성의 결과로 실제 모빌리티 부품 특성 예상
(3) 3차년도
○ 모빌리티 복합재 부품의 3차원 요소 기반 사출성형 수치 유동 해석 최적화
- 다양한 주입구에 따른 사출 성형 해석
○ 사출 유동 해석의 섬유 배향 및 잔류 응력 결과의 FE 구조 해석 전달
- 사출 성형 해석 결과의 구조 해석 적용법 개발
- 등방, Semi-/Full- conjugation 유동/구조 해석 수행
- 어셈블리 모델 생성 및 구조 안정성 평가
○ 제품 구동 조건에 따른 복합재 부품 변형 내구 해석
- Conjugation 모델의 변형 내구 평가
- 어셈블리 모델의 비틀림 내구 평가
- 구조/내구 평가에 따른 복합재 부품 개선안
○ 사출성형 유리섬유 복합재의 기계적 특성 평가
- 일방향 GF40/PA6 복합재 물성 평가 (공인 인증)
○ 퍼스널 모빌리티 소재 관련 특허 지식재산권 확보
- 특허 출원 1건 : 사출 성형 복합재의 제조 방법 및 이로부터 제조된 사출 성형 복합재
(10-2020-0164714)
3. 기술 및 경제적 성과
가. 기술개발 성과
○ 1차년도
- 퍼스널 모빌리티 샤시 전륜 및 후륜 모듈 기술 개발
- 퍼스널 모빌리티 통합 컨트롤 보드 및 표시장치 기술개발
- 퍼스널 모빌리티 디자인 평가용 목업 제작 – 1대
- 평가용 구동 샤시 제작 – 1대
- 퍼스널 모빌리티 설계 도면 (3D data / 2D 도면) - 30매
- 퍼스널 모빌리티 샤시 구조해석보고서 – 1부
- 특허분석 보고서 – 1부
○ 2차년도
- 퍼스널 모빌리티 디자인 개발
- 퍼스널 모빌리티 디자인 평가용 목업 제작 - 1대
- 퍼스널 모빌리티 최종 디자인 반영 proto 제작 - 1대
- 퍼스널 모빌리티 샤시 구조해석보고서 – 1부
- 퍼스널 모빌리티 현가장치 구조해석보고서 = 2부
○ 3차년도
- 퍼스널 모빌리티 바디프레임 구조해석보고서 – 1부
- 퍼스널 모빌리티 스틸프레임 가성평가보고서 - 1부
- 퍼스널 모빌리티 금형이력카드 – 45매
- 퍼스널 모빌리티 최종 설계 도면 (3D data/ 2D 도면) - 104매
- 퍼스널 모빌리티 장치별 BOM - 11건
나. 경제적 성과
- 경제적 성과 없음
다. 기타 성과
○ 고용창출
- ㈜마루이엔지 전문연구인력 2명 채용 : 임영주(2018.08.06.), 김태성(2019.02.11.)
○ 특허 등록
- ㈜마루이엔지 : 개인형 운송 차량(제10-1964671호) / 등록일 : 2019.03.27.
○ 특허 출원
- 전남대학교 산학협력단 : 사출성형 컴파운드 물성 증대 관련 특허 출원
(제10-2020-0164714) / 출원일 : 2020.11.30.
○ 디자인 출원
- ㈜마루이엔지 : 전동카트 (제30-1056279호) / 출원일 : 2019.08.27. / 등록일 : 2020.04.21.
○ ㈜마루이엔지 본사 신축 및 공장 신축이전
- 2020.06월 퍼스널 모빌리티 양산을 위한 공장 신축이전 및 본사 이전
- 부지매입 및 공장설비 투자비 : 15억

(출처 : 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 초록 ... 4
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 17
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 20
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 24
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 28
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 31
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 31
• 제 2 절 연차별 개발 목표 및 개발 내용 ... 47
• 제 3 장 기술개발결과 및 사업화 계획 ... 60
• 제 1 절 기술개발 결과 ... 60
• 1. 총연구개발 추진 일정 ... 60
• 2. 총연구개발 추진 실적 ... 61
• 3. 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 74
• 제 2 절 사업화 실적 및 계획 ... 365
• 제 3 절 안전관리 이행 현황 ... 376
• 1. 안전조치 이행 현황 ... 376
• 끝페이지 ... 377