KR0138132B1 - 격투기운동의 가격에 의한 격파력 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태권도, 가라데, 합기도 등의 격투기 운동에서 발차기나 주먹 지르기 등의 가격을 실행할 때 그 격파력을 측정하고 측정된 값을 표시해주는 장치에 관한 것으로서, 타겟 가격시의 격파력을 전기적인 신호로 변환하는 가격 감지수단(1)과, 감지된 신호를 가격시의 힘, 속도, 깊이에 대응하는 정보로 변환하는 감지신호 처리수단(2)과, 상기 가격시의 속도에 대응하는 정보를 연산하는 속도 처리수단(3)과, 상기 가격시의 힘에 대응하는 정보를 연산하는 충격 처리수단(4)과, 상기 가격시의 깊이에 대응하는 정보를 연산하는 깊이 처리수단(5)과, 상기 출력된 속도값, 충격값, 깊이값을 입력받아 속도, 힘, 깊이의 상관성에 의한 격파력을 연산하는 격파력 연산수단(6)과, 상기 연산 처리된 값을 표시해주는 표시수단(7)으로 구성된 격파력 측정장치를 제공한다. 이에 의하면, 종합적인 격파력을 연산하고 연산 결과를 표시해줌으로써, 정확하고도 종합적인 격파력 측정과 표시를 가능하게 하고, 실질적으로 목표물이 받는 충격량을 평가 할 수 있게 된다.

Description

격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치

제 1도의 (a)는 본 발명의 격파력 측정장치에서 가격 감지수단의 실시예의 사시도, (b)는 본 발명의 격파력 측정장치에서 가격 감지수단의 조립단면도,

제 2도는 본 발명의 격파력 측정장치의 블록 구성도,

제 3도는 본 발명의 격파력 측정장치를 미트에 적용한 경우의 미트 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 가격 감지수단 2 : 감지신호 처리수단

3 : 속도 처리수단 4 : 충격 처리수단

5 : 깊이 처리수단 6 : 격파력 연산수단

7 : 표시수단

본 발명은 태권도, 가라데, 합기도 등의 격투기 운동에서 발차기나 주먹 지르기 등의 가격을 실행할 때 그 격파력을 측정하고 측정된 값을 표시해주는 장치에 관한 것으로서, 특히 가격 순간의 힘, 시간, 가격깊이를 측정하여 이 측정값들을 종합적인 지표로 삼아 실질적인 격파력을 측정할 수 있도록 한 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치에 관한 것이다.

종래의 가격 연습기구나, 기타 격파력을 측정하는 장비는 가격 순간에 센서에 가해지는 힘을 정량화한 값을 단순 측정하여 표시하는 기술이기 때문에 실질적인 격파력의 측정을 불가능하게 하고 지엽적인 충격량의 측정값만 제시하는 정도에 그치고 있다.

즉, 타겟의 가격을 받는 부분에서 가격시의 힘을 전기적인 신호로 변환하는 센서를 구비하고, 이 센서로 감지한 신호를 정량값으로 환산, 측정하여 격파력을 숫자로 표시해 주는데, 목표물을 가격할 때 목표물이 받게 되는 충격은 단순히 목표에 가해지는 힘에 의해서만 평가되지 않고, 그 목표에 가해지는 힘과 속도 가격되는 순간의 진행 깊이 등이 종합적으로 작용하여 격파력의 강약이 평가되는 것인 바, 이러한 종합적인 지료에 의한 격파력 측정이 종래에는 이루어지지 못하였기 때문에 격파력 측정과 평가에 정밀을 기하기 어렵고, 격파력 측정과 평가치에 충분한 신뢰성을 부여하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하고, 가격순간의 속도와 가격 깊이, 힘을 측정하여 이 측정된 값들을 지표로하는 종합적인 격파력을 연산하고 연산 결과를 표시해 줌으로써, 정확하고도 종합적인 격파력 측정과 표시를 가능하게 하고, 실질적으로 목표물이 받는 충력량을 평가할 수 있도록 한 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 격파력 측정장치에서는 타겟에 가해지는 힘, 시간 및 깊이를 감지하여 전기적인 신호로 변환해 주는 가격 감지수단을 포함한다.

도면 제 1도의 (a) 및 (b)도는 상기 가격 감지수단의 한가지 실시예를 나타내며, 이 실시예는 기판(1a) 중앙에 홈(1b)을 형성하고 이 홈(1b)에 가격센서(1c)를 구비한 타격판(1d)을 스프링(1e)을 개입시켜 상기 기판(1a)과 대향, 조립한 구성이며, 상기 홈(1b) 주변에는 상기 가격센서(1c)가 축방향으로 상대운동을 할 때 자력선 변화를 이용한 전기 신호를 발생시키는 코일(1f)이 구성되어 있다.

이러한 구조의 가격 감지수단 동작을 살펴보면 다음과 같다. 발차기 또는 주먹 지르기, 손날 지르기 등의 각종 가격에 의해 타격판(1d)이 가격되면 타격판(1d)의 가격에 의해 타격판(1d)이 스프링(1e)의 탄성력에 대항하여 기판(1a) 쪽으로 접근하게 되고, 이러한 변위에 의해 가격센서(1c)가 홈(1c)속으로 진입하게 되며, 홈(1b) 속에 진입하는 운동에 의해 코일(1f)의 자력선 변화로 코일(1f) 양단에는 기전력이 유기되어 가격에 대응하는 전기 신호를 발생하게 되는 것이다.

즉 가격 순간으로부터 타격판(1d)의 변위가 발생하게 되는데, 이 변위는 가격하는 순간의 속도와 힘, 가격하는 깊이에 따라 서로 다른 양의 전기적인 신호로 변환되는 것으로서, 이 감지신호를 처리하여 격파력을 측정하게 되는 것이다.

도면 제 2도는 상기 제 1도의 가격 감지수단을 이용하여 구성한 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2도를 참조하면 본 발명은 타겟에 내장되어 타겟이 가격될때의 격파력을 전기적인 신호로 변환하는 가격 감지수단(1)과, 상기 가격 감지수단(1)에서 감지된 신호를 증폭하고 파형 정형하여 가격시의 힘, 속도, 깊이에 대응하는 정보로 변환하는 감지신호 처리수단(2)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 속도에 대응하는 정보를 연산하여 타겟 가격시의 속도를 측정하는 속도 처리수단(3)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 힘에 대응하는 정보를 연산하여 타겟 가격시의 힘을 측정하는 충격 처리수단(4)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 깊이에 대응하는 정보를 연산하여 타겟이 가격됨에 따라 발생한 변위(깊이)를 측정하는 깊이 처리수단(5)과, 상기 속도처리수단(3), 충격처리수단(4) 및 깊이처리수단(5)에서 처리되어 출력된 속도값, 충격값, 깊이값을 입력받아 속도, 힘, 깊이의 상관성에 의한 격파력을 연산하는 격파력 연산수단(6)과, 상기 격파력 연산수단(6)에서 연산처리된 값을 표시해주는 표시수단(7)으로 구성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치에 의한 격파력 측정작용과 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가격 감지수단(1)은 타격판(1a)에 가격이 이루어지는 순간부터 가격 종료시까지의 힘에 대응하는 레벨의 전기신호를 코일(1f)에서 발생하게 된다. 즉, 타격판(1a)에 가해지는 힘이 강하면 강할수록 코일(1f)에 유기되는 기전력의 레벨은 비례하여 증가하게 된다. 또한 가격 순간의 속도가 빠르면 빠를수록 코일(1f)에 유기되는 기전력의 주파수는 높아지게 되며, 가격되는 깊이가 갚을수록 기전력의 레벨 및 주파수는 함께 높아지게 된다.

상기한 바와같이 가격 감지수단(1)에서 감지된 정보, 즉 기전력은 감지신호처리수단(2)에 입력된다. 감지신호 처리수단(2)은 입력된 감지신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 파형 정형하여 펄스신호열로 변환해 준다. 따라서, 이 펄스 신호의 열은 타겟에 가해지는 힘과 속도 및 깊이에 관한 정보를 나타내게 되는데, 이와 같이 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 정보는 다시 속도 처리수단(3)과 충격 처리수단(4)과 깊이 처리수단(5)에 입력되어 적절하게 신호처리된다.

먼저, 속도 처리수단은 입력된 펄스의 주파수를 측정한다. 즉, 타격판(1d)에 가해지는 가격시의 속도가 빠를수록 펄스의 주파수는 비례하여 높아지므로 주파수를 측정하면 가격순간의 속도를 측정할 수 있는 것이다. 이와같이 가격 순간의 속도를 측정하여 측정된 속도값을 격파력 연산수단(6)에 입력한다.

한편, 충격 처리수단(4)은 감지신호 처리수단(2)에서 입력된 펄스 신호를 적분한다. 즉, 타격판(1d)이 가격된 시간안에 가해진 충격량-힘-에 비례하여 펄스 신호의 주파수 및 그 레벨값이 결정되므로 충격 감지수단(4)은 입력된 펄스 신호를 적분하여 총체적으로 타격판(1d이 받은 힘을 측정하고, 이 측정된 값을 격파력 연산수단(6)에 입력한다.

한편, 깊이 처리수단(5)은 감지신호 처리수단(5)에서 입력된 펄스신호의 입력순간으로부터 입력이 중단된 시간까지의 간격으로부터 타격판(1d)의 가격 깊이-가격 센터(1c)의 변위-를 측정하여 측정된 값을 격파력 연산수단(6)에 입력한다.

격파력 연산수단(6)은 입력된 속도, 힘, 깊이 정보로부터 종합적인 격파력을 연산하여 표시수단(7)에 입력해 주는데, 실질적인 격파력에 대응하는 속도와 힘 및 깊이 사이의 상관관계를 역학적으로 규정하고, 이 규정된 값을 상호 연산처리하여 총체적인 격파력을 산출하며 격파력을 산출하기 위한 연산처리는 연산수단(6)에 내장된 수학적 알고리즘을 이용하여 수행한다. 먼저, 타격판(1d)에 전달되는 힘은 다음의 수학식을 이용하여 구한다.

F = ma(t) + c(s)

식중, m은 타격판(1d)의 등가질량이고, a는 시점 t에서의 가속도이며, c는 시점 t에서 타격판(1d)을 받치고 있는 스프링(1e)의 반력이다. 한편, 타격판(1d)이 최초접촉시점으로부터 최대속도에 도달할 때 까지 물러난 거리, 즉 타격깊이를 S_o라 하고, 최초접촉시점으로부터 최대속도 도달시까지 걸린 시간을 t_o라 하면, 타격판(1d)에 가해지는 총에너지는 다음식으로 표시된다.

따라서, 평균격파력은 Pψ=Eges/t_o가 되고, 최대격파력은

Pmax=MAX(dE/dt)가 되어 원하는 종류의 격파력을 연산할 수 있는 것이다.

이렇게 산출된 격파력-힘과 속도 및 깊이를 반영하는-을 정량적인 정보로 변환하여 표시수단(7)에 입력해준다. 표시수단(7)은 입력된 격파력 측정값을 디지탈 미터값 또는 아날로그 미터값 등의 값으로 변환하여 이를 적절하게 표시해줌으로써 격파력을 정량화한 값을 가시적으로 제시해 준다.

상기한 바와 같은 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치에서 속도 처리수단(3), 충격 처리수단(4), 깊이 처리수단(5) 및 격파력 연산수단(6)은 타격판(1d)의 운동 거리-변위-와 시간과의 관계로부터 종합적인 에너지량을 산출해내는 일련의 알려진 알고리즘/동역학적인 알고리즘을 실행하는 마이크로 컴퓨터에 의해 구현될 수 있다.

상기한 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치를 적용하는 범위는 매우 넓다. 한가지 예를 들어보면 도면 제 3 도에 나타낸 바와같이 발차기나 주먹 지르기 등의 미트(8)내부에 가격 감지수단(1)을 내장하여 실현한다. 이 미트는 손미트로 실현 가능할뿐만 아니라 이미 알려진 다른 유형의 가격 연습기구들의 타겟내부에 내장하여 실현할 수도 있으며, 대련을 위해 착용하는 조끼속에 감지수단(1)을 내장하여도 동일한 효과를 구현할 수 있다.

한편, 본 발명 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치의 실시예로서, 상기 격파력 연산수단(6)에서 연산된 격파력을 다음의 각 항목별로 처리하여 이를 표시수단(7)에 제시해주는 실시예를 제공한다. 상기한 바와같이 측정된 격파력이 적어도 두 개 이상의 측정값인 경우 각 측정값들의 대소를 비교하여 최고값과 최대의 격파 수행능력을 연산하는 제 1 연산수단을 포함하여 최고로 강한 격파력을 표시수단(7)에 제시한다.

또한 상기한 바와같이 측정된 격파력이 적어도 두 개 이상의 측정값인 경우 각 측정값들의 평균값을 산출하여 평균적인 격파 수행 능력을 연산하는 제 2 연산수단을 포함하여 평균 격파 수행 능력을 표시수단(7)에 제시한다.

또한 상기한 바와같이 측정된 격파력에 반영되는 타격판(1d)의 운동거리, 속도, 힘의 항목별 연산을 수행하는 제 3 연산수단을 포함하여 총체적인 격파력에 반영되는 각 항목별 측정값들을 상기 표시수단(7)에 제시한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치에 의하면, 격투기 운동에서 가격순간의 힘, 속도, 거리에 대한 동시적인 고려가 가능하여 정확하고 효율적으로 격파력을 분석 및 평가할 수 있는 효과가 있다. 이러한 분석과 평가는 격투 기술의 향상과 훈련 효율의 증가를 기할 수 있게 해준다. 또한 본 발명의 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치는 감지수단이 그 구성상 매우 좁은 공간을 차지하기 때문에 샌드백이나 코칭 미트 등과같은 다양한 훈련 용구에 응용하여 부착할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 타겟에 내장되어 타겟이 가격될때의 격파력을 전기적인 신호로 변환하는 가격 감지수단(1)과, 상기 가격 감지수단(1)에서 감지된 신호를 증폭하고 파형 정형하여 가격시의 힘, 속도, 깊이에 대응하는 정보로 변환하는 감지신호 처리수단(2)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 속도에 대응하는 정보를 연산하여 타겟 가격시의 속도를 측정하는 속도 처리수단(3)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 힘에 대응하는 정보를 연산하여 타겟 가격시의 힘을 측정하는 충격 처리수단(4)과, 상기 감지신호 처리수단(2)에서 처리된 가격시의 깊이에 대응하는 정보를 연산하여 타겟이 가격됨에 따라 발생한 변위(깊이)를 측정하는 깊이처리수단(5)과, 상기 속도처리수단(3), 충격처리수단(4), 깊이처리수단(5)에서 처리되어 출력된 속도값, 충격값, 깊이값을 입력받아 속도, 힘,깊이의 상관성에 의한 격파력을 연산하는 격파력 연산수단(6)과, 상기 격파력 연산수단(6)에서 연산 처리된 값을 표시해주는 표시수단(7)으로 구성됨을 특징으로 하는 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 격파력 연산수단(6)은, 상기 측정된 격파력이 적어도 두 개 이상의 측정값인 경우 각 측정값들의 대소를 비교하여 최고값과 최대의 격파 수행능력을 연산하는 제 1 연산수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 격파력 연산수단(6)은, 상기 측정된 격파력이 적어도 두 개 이상의 측정값인 경우 각 측정값들의 평균값을 산출하여 평균적인 격파 수행 능력을 연산하는 제 2 연산수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 격파력 연산수단(6)은 상기 측정된 격파력에 반영되는 타격 운동거리, 속도, 힘의 항목별 연산을 수행하는 제 3 연산수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 격투기 운동의 가격에 의한 격파력 측정장치.