다목적 4륜 전기 카고 바이크 디자인 연구
A Study on the Design of a Multi–purpose Four–wheel Electric Cargo Bike
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초록
최근 도심 내 택배 물류랑이 늘어나면서 4륜 전기 카고 바이크 효용성이 날로 높아지고 있다. 자체 중량보다 3-5배 이상을 적재할 수 있어 에너지 효율이 높고 부품 구성에 따라 다양한 사용성으로 변종모델 개발이 가능하다. 이런 특성으로 이미 유럽, 중국, 인도 등지에서 보급이 활발히 이루어지고 있으며 국내에서도 관련 법규 개정과 함께 우리 도로 실정에 맞는 모델 개발이 필요한 시점이다. 특히 ① 전기, ②연결, ③서비스, ④자율주행 등의 미래 ICT 기술과 결합하면 물류 이동에서 나아가 근거리 친환경 이동 수단으로서 발전 가능성이 크다. 이 연구는 재활용 소재, 가변적 외판 모듈, 적정 기술 및기존 시판 구동 부품을 활용하여 생산, 조립, 분해가 손쉽고, 스타트업, 중소기업, 대학 연구실에서도개발이 가능한 친환경 다목적 카고 바이크 디자인을 연구하는 것을 목적으로 한다. 연구 방법은 컨셉단계부터 3D 스케치 툴인 ‘페더’를 이용하여 외형, 구조, 공간을 동시에 고려하는 VR 공간 시뮬레이션을 하였다. 경량 소재를 활용한 다양한 스터디 모델을 제작하여 부품 규격, 사이즈, 레이아웃, 사용성등을 검증하였다. 구동계 부품 구성은 기존 시판 부품과 개발 부품 간의 사양을 최적화하고 리버스 엔지니어링을 통해 디자인 기준을 마련하였다. 확정된 사양은 ‘엔시스 디스커버리’ 툴로 구조해석, 유체해석 등을 시행하여 디자인 데이터를 업데이트 하였다. 빠르게 초기 모델을 제작하여 수정을 반복해가면서 아이디어를 구체화 시키는 ‘애자일 프로세스’ 방법론을 도입하여 디자인부터 검증까지 여러 단계의 모델을 제작하여 최종 결과물을 완성하였다.
Abstract
Recently, as the number of delivery logistics centers in the city has increased, the utility of four-wheeled electric cargo bikes is increasing day by day. It has high energy efficiency as it can load 3-5 times more than its own weight, and it is possible to develop variant models with various usability depending on the component configuration. Due to these characteristics, it is already being actively distributed in Europe, China, and India, So, it is necessary to develop a model suitable for our road conditions along with the revision of related laws in Korea. In particular, when combined with future ICT technologies such as ① electricity, ② connectivity ③ mobility service, and ④ autonomous driving, there is great potential for development as a means of short-distance eco-friendly transportation beyond logistics transportation. The purpose of this study is to design an eco-friendly multi-purpose cargo bike that is easy to produce, assemble, and disassemble using recycled materials, variable exterior modules, appropriate technology, and existing commercially available driving parts, and can be developed in startups, small sized businesses, and university research labs. The research method was a VR space simulation that simultaneously considered appearance, structure, and space using the 3D sketch tool ‘Feather’ from the concept stage. Various study models using lightweight materials were produced to verify component specifications, size, layout, and usability. For the component configuration, the specifications between existing parts and developed parts were optimized and design standards were established through reverse engineering. For the confirmed specifications, design data was updated by performing structural analysis and fluid analysis using the ‘NSYS Discovery’ tool. By quickly producing an initial model and repeating modifications to materialize the idea, we adopted the ‘Agile Process’ methodology to produce models in multiple stages from design to verification to complete the final result.
참고문헌 (6)
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- Llorca. C., "Assessment of the potential of cargo bikes and electrification for last-mile parcel delivery by means of simulation of urban freight flows", European Transport Research Review, 33 (2021)
- Narayanan, S, "Electric cargo cycles -A comprehensive review", Transport Policy (2021)
- Zaripov, R, "Study of dynamic characteristics of electric bicycles", Science Direct (2019)