시대인재

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 반려동물 유모차 연동형 브레이크 시스템

영문 : Mechanical brake linkage system for pet strollers

과제 팀명

시대인재

지도교수

박아영 교수님, 홍완식 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학부·과 2022610006 김용훈(팀장)

서울시립대학교 신소재공학부·과 2020450008 김경민

서울시립대학교 신소재공학부·과 2020450020 송민재

서울시립대학교 신소재공학부·과 2020450021 송재석

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

본 과제는 반려동물 유모차 이용 과정에서 발생하는 보호자의 신체적 부담과 반려동물의 탑승 스트레스를 동시에 해결하기 위한 자율 탑승 보조 시스템 개발을 목표로 한다.

본 시스템의 핵심은 접이식 탑승 램프와 브레이크 연동 구조를 하나의 기계식 장치로 통합하여, 전기적 장치 없이도 램프 전개 → 브레이크 자동 체결, 램프 수납 → 브레이크 자동 해제가 이루어지는 완전 기계식 자동 제동 시스템을 구현하는 것이다.

- 작동 개념

◇ 램프 전개 시: 내부 링크가 작동하여 후륜의 래칫 브레이크가 자동으로 체결됨

◇ 램프 수납 시: 동일 링크가 역동작하여 브레이크가 자동 해제됨

이를 통해 보호자의 사용 편의성·안전성을 향상시키고, 반려동물이 스스로 안전하게 유모차에 탑승할 수 있는 환경을 제공한다.

개발 과제의 배경

(1) 기존 문제점

최근 국내 반려동물 양육 인구는 약 28.6%로 증가하면서 반려동물 유모차 시장이 빠르게 확대되고 있다. 그러나 현재 시판 중인 대부분의 반려동물 유모차는 보호자가 반려동물을 직접 들어 올려 탑승시키는 방식으로 설계되어 있어, 여러가지 문제점이 발생하고 있다. 보호자는 반려동물을 들어올리는 반복적인 리프팅 동작으로 허리·무릎 등 관절에 부담이 발생할 수 있으며, 특히 노약자·근력이 약한 보호자는 안전사고 발생 위험도가 매우 높다. 또한 반려동물을 들어올리는 과정에서 옷에 털이 묻는 등 위생상의 불편이 발생한다.

(2) 개발 필요성

보호자의 신체적 부담을 줄이고 반려동물의 자율적 행동을 보장하는 동시에, 브레이크 연동을 통해 능동형 안전 시스템을 확보할 수 있는 새로운 유모차 시스템 개발이 필요한 상황이다.

개발 과제의 목표 및 내용

반려동물이 보호자 개입 없이 스스로 안전하게 유모차에 탑승할 수 있도록, 접이식 램프 및 브레이크 연동 기반의 기계적 탑승 보조 시스템을 구현하는 것을 목표로 한다.

- 기술 목표

I) 기계식 연동 메커니즘 구현: 램프의 슬라이딩 동작을 회전 운동으로 변환하여 래칫 브레이크를 제어하는 링크 구조 개발

II) 구조적 안정성 확보: 10kg 이하의 소형 반려동물이 탑승하거나 뛰어오르는 동적 상황에서도 변형이나 파손이 없는 램프 설계

III) 편안한 탑승 환경 조성: 소형견의 관절 건강을 고려한 25°의 완만한 경사각 및 미끄럼 방지 설계 적용

- 기능적 목표

I) 사용자 편의성: 성인 1인이 한 손으로 5초 이내에 램프 전개 및 수납이 가능한 직관적 구조

II) 배터리 방전이나 전자식 오작동 우려가 없는 기계식 설계를 통해 야외 환경에서의 신뢰성 확보

- 주요 개발 내용 및 시스템 구성

본 시스템은 안전 사고 방지를 위해 선제동, 후전개의 순차적 작동 방식을 활용하였다. 램프가 완전히 펼쳐지기 전에 브레이크가 먼저 체결되도록 설계하였으며, 램프 전개, 탑승 과정에서 발생할 수 있는 반려동물 유모차 밀림 현상을 차단하였다. 

- 단계별 상세 동작
I) 램프 커버 인출 및 자동 제동
 사용자가 유모차 하단의 램프 커버를 잡고 당김.
 램프 커버가 슬라이딩 레일을 따라 밖으로 나오는 동안, 커버와 연결된 막대/쇼크 업소버

커버가 최대 인출 지점에 도달하는 순간, 회전축 끝단의 잠금 장치(Pawl)이 바퀴 내부의 래칫 휠에 완전히 맞물려 제동이 체결됨.

II) 램프 전개 및 설치

유모차가 브레이크로 단단히 고정된 이후, 사용자는 커버 내부에 수납된 2단 접이식 램프를 당겨 펼침. 램프가 지면에 닿아 25°의 경사로가 형성되면 설치가 완료됨. 이미 브레이크가 체결되어 있는 상태이므로, 반려동물이 램프를 밟거나 뛰어오르는 충격이 가해져도 유모차는 움직이지 않음.

III) 램프 수납 및 자동 해제

반려동물 탑승 완료 이후, 램프를 접어 커버 안으로 밀어 넣음. 램프 커버를 유모차 안쪽으로 밀어 넣으면 램프 커버 연결부가 역방향으로 작동하여 Pawl을 들어 올림. 이에 따라 래칫 휠의 구속이 해제됨과 동시에 브레이크가 자동으로 해제됨. 주행 가능 상태로 변경됨

- 핵심 메커니즘
 램프가 수납된 커버의 이송 거리를 브레이크 작동 트리거로 활용함. 커버가 완전히 당겨지면 내부의 램프를 전개할 수 있는 구조이므로, 사용자가 램프를 사용할 때 제동이 걸리는 능동형 안전 시스템을 구현하였음.

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황

내용

• 특허조사 및 특허 전략 분석

내용

• 기술 로드맵

내용

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교

내용

• 마케팅 전략 제시

내용

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

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향후계획

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특허 출원 내용

내용