1. 수행배경

• >배달사업 규모 증가에 따른 서비스 개선 필요.
  >배달사업 규모가 점차 상승하고 있다. 20일 국가물류통합정보센터가 한국통합물류협회 통계를 인용해 내놓은 생활물류통계에 따르면 지난해 총 택배 물량은 36억2천967만개로 전년보다 7.6%증가했다. (배달사업 규모증가 배달사고 증가)
  >음식 관련 배달 사고가 증가 하고있다. 한국소비자원이 2021년 상반기 배달음식 관련 상담을 진행한 사례는 412건으로, 2020년 연간 상담 건수의 절반을 훌쩍 넘었다. (배달사고에 의한 소비자 불만 증가)
  >미래 드론배달 산업에서 더욱이 배달 물품의 진동 감쇠가 중요하게 될 것이다. (배달의 안정성)

2. 수행기간

• 5월~6월) 시장 조사 및 3D 설계
  6월~7월) 필요물품 구매
  8월        ) 완제품 제작, 실용성 판단
  8월~9월) 구조보완 및 수정
  8월~9월) 성과물

   

3. 개발작품 설명

• 기존 유사 제품과의 차별성 및 창의성

  기존 배달 오토바이는 용기가 고정되어 있어 운행 시 내부에 가해지는 충격이 감쇠되는 과정이 없다. 그러나 본 아이디어를 통해 발생할 수 있는 다양한 상황에서 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 비슷한 활용의 예로 카메라의 짐벌이 있지만, 현재 배달 오토바이에 적용되어 상업화에 성공한 사례가 없다. 따라서 단점과 문제점을 보완한다면 오늘날 배달 업계에서 실용적으로 사용할 수 있을 것이다.

  원리는 다음과 같다. 배달 중 외부 요인에 의하여 본체가 회전, 각도에 변화가 생기면 자이로센서가 이를 실시간으로 감지하여 아두이노 센서에 신호를 보내게 된다. 이를 아두이노 모듈에서 인식하여 모터를 제어하고 본체는 수평을 유지한다. 이는 우리 주변에서 사용되는 짐벌의 원리 원리를 이용한 것으로 창의적으로 볼 수 있다.

   

   

   

  작품 부품 설명

  자이로센서 : 어떤 물체의 운동방향과 각속도를 측정한다. 각속도를 측정하는 기구인 자이로스코프(Gyroscope), MEMS 기술을 적용한 칩 형태의 자이로센서로 각속도를 측정한다. 자이로 센서의 측정원리는 회전축이 자유롭게 회전할 수 있게 된 팽이를 빗대어 설명 할 수 있다. 팽이는 회전하면 각운동량이라는 것을 갖게 되는데, 이것은 외부의 토크가 없는 한 그 방향을 유지한다. 그리고 토크를 가하게 되면 회전축이 변하게 된다. 특히 중력이나 관성력 등과 같이 일정한 방향의 힘이 작용하게 되면 회전축이 중력이나 관성력의 방향으로 회전하는 세차운동을 하게된다. 이런 성질을 이용하여 어떤 물체가 운동할 때, 운동방향이나 가속도, 등을 측정할 수 있게 된다. 이로 인해 어떤 물체의 자세제어가 가능하고, 배달의 경우, 배달 캐리어의 운동방향이나 가속도를 측정하여 시시각각 변하는 측정 값에 따라 모터를 활용해 본체가 인위적으로 수평 정지 상태를 유지시켜 주어 흔들림을 최소화 할 수 있다.

  기어드 모터 : 모터 내부의 감속비가 늘어나면 회전속도는 낮아지고, 토크는 강해지는 특징을 가진다. 이 장치에 들어가는 모터의 경우, 적당한 각속도와 강한 토크가 필요하다. 이를 참고하여 기어드 모터의 감속비를 조절하여, 필요한 회전속도와 토크를 맞춰 사용할 계획이다.

  아두이노 : 배달용기에 부착된 자이로센서 모듈과 가속도 센서모듈을 통해 실시간으로 배달 용기의 현재 좌표상 값들과 속도에 대한 정보를 아두이노에게 1차적으로 전송되게 된다. 이 데이터는 기어모터의 회전속도를 조절하게 되는데, 먼저 전송된 데이터(속도 및 좌표)를 상쇄할 수 있는 값으로 환산하여 제어하는 방식으로 작동한다. 또한 블루투스 모듈을 추가로 장착시켜서, 현재의 배달용기의 온기와 용기의 언정성 상태를 실시간으로 배달자에게 전송시키게 된다.

  스프링과 댐핑 : 모터와 자이로센서를 이용한 제어는 2축 회전을 기본적으로 이용하며, 상하로 가해지는 외력에 대해선 스프링과 댐퍼를 활용하여 충격을 감쇠한다. 이는 주행 중 노면의 상태, 과속방지턱 등의 상황에서 유용하게 작용할 것이다.

  보온 : 음식이 담기는 케이스의 소재는 보온 및 보냉 작용을 할 수 있는 EVA 보온재 소재를 활용한다.

4. 활용방안

• COVID-19 팬데믹 사태 이후 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 요식업계의 배달 수요가 늘고 있다. 팬데믹 상황이 호전된 이후에도 이 수요는 줄어들지 않을 전망이다. 배달 음식의 특성상 배달 과정에서 음식의 퀄리티가 조리 직후의 상태보다 저하되는 것이 당연하다. 또한 일반적으로 사람들은 음식에 대한 만족감을 눈으로도 느낀다. 따라서 온전히 음식이 배달될 수 있다면 배달음식이 가지고 있는 단점을 보완할 수 있을 것이다.

  발전 가능성 ) 드론을 이용한 배달 사업에도 적용시킬 수 있는 비전이 있다.

  발전 가능성 ) 배달 사업뿐만 아니라 퀵서비스 등 취급주의 상품배송에도 활용될 수 있다.

  
  보온 및 보냉 ) 음식을 신선하고 원상태 그대로 갈 수 있는 장점이 있다.