기존의 자전거 프레임에 쉽게 장착할 수 있는 전자식 구동 시스템이 내장된 자전거 앞바퀴

개발 목표

1. 탈착이 매우 쉬운 전기자전거 변환 키트 개발
2. 속도 및 자세 기반의 PAS(Pedal Assist System) 설계
3. 인터널 기어 동력 전달 시스템 설계

독창성

시중에는 다수의 전기 자전거 변환 키트가 존재한다. 그러나 그 키트들은 일반인이 사서 장착하는 것이 불가능할 정도로 장착이 까다롭다. 따라서 본 프로젝트에서는 기계에 지식이 없는 사람도 1분 안에 일반 자전거를 전기 자전거로 변환할 수 있는 키트를 개발했다. 이 이외에도 본 프로젝트는 다음과 같은 점에서 독창적이다.

첫째로 기존의 전기 자전거의 PAS(Pedal Assist System) 축에 장착된 토크 센서로 동력을 보조해주는 방식이라면 본 프로젝트의 PAS는 적외선 센서, 가속도계, 자이로스코프로부터 속도 및 자세 정보를 받고 이를 기반으로 동력을 보조하는 방식이다. 사용자 편의를 고려해 단일 모듈로 제작하고 고가의 토크 센서를 대체하기 위해 위와 같은 방식을 채택하였다. 피드백을 이용한 Closed loop 제어 대신 자전거의 속도와 자세에 따른 저항을 물리적으로 모델링한 데이터를 이용한 open loop 제어를 한다.

둘째로, 본 구동 시스템은 회전관성을 최소화하는 기계적 구조를 가진다. 바퀴 내부에 배치한 무거운 배터리와 전기 장치는 회전하지 않는 구조로 설계해, 자전거 전체의 운동 에너지가 커지는 단점을 완화했다.