KR100393117B1 - 부양장치 - Google Patents

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KR100393117B1
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Abstract

본 발명은 외부에서 입력되는 제어 신호에 따라 회전되어 와이어 로프를 감거나 푸는 회전부와, 상기 와이어 로프의 타단에 연결되어 상기 회전부의 회전력 및 탑승자의 다리 또는 팔의 운동에 의해 발생되는 양력에 의해 부양하는 부양부와, 탑승자가 탑승한 상기 부양부의 무게를 감지하여 상기 회전부의 회전력을 제어할 수 있도록 상기 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면 탑승자의 운동에 따라 지면에서 탑승자가 부양하는 부양장치를 제공함으로써 탑승자가 흥미와 즐거움 및 운동을 동시에 만족시킬 수 있다.

Description

부양장치{FLOTATION APPARATUS}
본 발명은 부양장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승자의 운동에 의해 발생되는 부양력과 모터의 회전력으로 탑승자를 부양시키는 부양장치에 관한 것이다.
현대인은 각종 공해와 소음 및 과중한 업무 등으로 인하여 많은 스트레스를 받으며, 운동량이 부족하여 체력 저하가 오는데, 이들은 각종 질병의 원인이 된다. 그래서 현대인은 스트레스 해소와 부족한 운동량을 보충하기 위하여 다양한 스포츠 및 운동을 겸한 레포츠(reports)를 하고 있는 실정이다.
그러나 이러한 스포츠는 단순한 동작을 여러 번 반복 수행하므로 운동 효과 측면에서는 도움이 되나 쉽게 싫증이 유발되고, 레포츠는 단순히 흥미와 즐거움을 내재하고 있기 때문에 운동 효과 측면에서는 전혀 도움이 되지 못하는 다른 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 탑승자의 운동에 따라 지면에서 부양하는 부양장치를 제공함으로써 탑승자가 흥미와 즐거움 및운동을 동시에 만족할 수 있는 부양장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 부양장치의 제 1실시예를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 회전부가 천장에 설치된 모습을 나타낸 단면 설치도
도 3은 도 1중 헬리 바이크를 나타낸 사시도
도 4는 본 발명에 따른 헬리 바이크의 프로펠러의 베벨 기어와 플렉시블 샤프트의 제 2기어가 치합된 상태를 나타낸 단면도
도 5는 본 발명에 따른 부양장치의 제 1실시예를 나타낸 블록 회로도
도 6은 본 발명에 따른 부양장치의 제 2실시예를 나타낸 사시도
도 7은 도 6중 하네스의 날개부를 나타낸 분해 사시도
도 8은 도 7의 결합 상태에서의 정단면도
도 9는 본 발명에 따른 부양장치의 제 3실시예를 나타낸 사시도
도 10은 도 9의 회전부가 천장에 설치된 모습을 나타낸 단면 설치도
도 11은 본 발명에 따른 부양장치의 제 3실시예를 나타낸 블록 회로도
도 12는 본 발명에 의한 부양장치의 제 4실시예를 나타낸 사시도
도 13은 본 발명에 따른 부양장치의 제 4실시예를 나타낸 블록 회로도
<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 부양장치 110 : 지지기둥
200 : 회전부 210 : 회전 모터
220 : 감속 기어 230 : 미끄럼 클러치
300 : 헬리 바이크 400 : 제어부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부양장치의 특징은,
외부에서 입력되는 제어 신호에 따라 회전되어 와이어 로프를 감거나 푸는 회전부와,
상기 와이어 로프의 타단에 연결되어 상기 회전부의 회전력 및 탑승자의 다리 또는 팔의 운동에 의해 발생되는 양력에 의해 부양하는 부양부와,
탑승자가 탑승한 상기 부양부의 무게를 감지하여 상기 회전부의 회전력을 제어할 수 있도록 상기 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 회전부는,
상기 제어부의 제어 신호에 의해 동작되는 회전 모터와,
상기 회전 모터의 회전 속도를 일정 비율로 감속시키도록 상기 회전 모터의 회전축과 치합되는 감속 기어와,
상기 감속 기어의 타측과 미끄럼 가능하게 치합되고, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 슬립율이 결정되어 소정 크기의 회전력만을 전달하는 미끄럼 클러치와,
상기 미끄럼 클러치의 회전력에 의해 상기 와이어 로프를 권취하는 권취릴을 포함하며,
상기 제어부는,
상기 부양부의 무게를 감지하는 무게 감지센서와,
상기 무게 감지센서로부터 공급되는 센싱 신호로 상기 부양부의 무게를 확인하여 상기 회전부의 회전력이 조절되도록 제어 신호를 출력하는 컨트롤러와,
탑승자의 조작 신호를 상기 컨트롤러로 전달하는 조작부와,
상기 컨트롤러와 상기 조작부 사이에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 무선 송수신부를 포함한다.
여기에서 또한 상기 회전부는,
입력되는 전원의 크기 및 방향에 따라 속도의 가변이 가능한 정역 회전 모터와,
상기 정역 회전 모터의 회전축과 연동 가능하게 연결된 와이어 로프를 권취하는 권취릴을 포함하며,
상기 제어부는,
상기 부양부의 무게를 감지하는 무게 감지센서와,
상기 부양부의 일측에 설치되어 탑승자의 운동량을 감지하여 출력하는 감지 센서와,
상기 감지 센서의 출력 신호에 따라 상기 정역 회전 모터의 회전 속도를 조절하는 컨트롤러와,
상기 컨트롤러의 제어 신호에 따라 상기 정역 회전 모터로 인가되는 전원을 방향을 가변시키고, 크기를 조절하는 전원 조절부와,
탑승자의 조작 신호를 상기 컨트롤러로 전달하는 조작부와,
상기 컨트롤러와 상기 조작부 사이에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 무선송수신부를 포함한다.
여기에서 또 상기 부양부는,
상기 회전부에 연결된 상기 와이어 로프에 연결되고, 페달 및 보호 기둥을 가지는 자전거 몸체와,
상기 페달의 회전력을 전달하도록 상기 페달의 베벨 기어와 일측이 치합되는 플렉시블 샤프트와,
상기 자전거 몸체의 상측 또는 하측에 설치되고, 상기 플렉시블 샤프트로부터 공급되는 동력에 의해 회전되도록 상기 플렉시블 샤프트의 타측과 치합되는 프로펠러를 포함한다.
여기에서 또 상기 부양부는,
팔 고정 수단이 설치되는 몸체와,
상기 몸체의 양측면에 경첩을 통해 일단이 고정되고, 탑승자 팔의 운동에 따라 상기 경첩을 축으로 하여 상하로 이동되며, 경량성 재질로 형성된 날개와,
상기 날개가 상기 몸체에 부딪치는 것을 방지하도록 상기 날개의 저면 소정 위치에 설치되는 돌출턱과,
상기 날개가 뒤로 젖혀지는 것을 방지하도록 상기 몸체와 상기 날개에 고정 설치되는 로프를 포함한다.
이하 본 발명에 의한 부양장치의 실시예들에 따른 구성을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
〈제 1실시예〉
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 1실시예에 따른 구성을 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 부양장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 부양장치(100)는 지지 기둥(110)과, 회전부(200)와, 부양부(이하, 헬리 바이크라 칭함)(300)와, 제어부(400)로 구성된다.
지지 기둥(110)은 부양장치(100)를 지지하며, 각 구성부가 설치된다.
회전부(200)는 지지 기둥(110)의 하부에 설치되고, 제어부(400)로부터 공급되는 제어 신호에 따라 회전되어 와이어 로프(243)를 감거나 풀도록 회전모터(210)와, 감속 기어(220)와, 미끄럼 클러치(230)와, 권취릴(240)로 구성된다.
회전모터(210)는 제어부(400)의 제어 신호에 의해 동작되도록 제어부(400)와 전기적으로 연결되고, 지지 기둥(110)의 하부에 고정 설치된다.
감속 기어(220)는 회전 모터(210)의 회전 속도를 일정 비율로 감속시키도록 회전 모터(210)의 회전축(211)과 치합된다.
미끄럼 클러치(230)는 감속 기어(220)에서 전달되는 힘중 일부의 힘만을 전달하도록 감속 기어(220)의 타측과 미끄럼이 가능하게 치합된다. 여기에서 미끄럼 클러치(230)는 전자 클러치를 사용하는 것이 바람직하며, 유체 클러치를 사용할 수도 있다.
권취릴(240)은 미끄럼 클러치(230)의 회전력에 의해 와이어 로프(243)를 권취한다. 여기에서 권취릴(240)과 와이어 로프(243) 사이에는 와이어 로프(243)를 안내하는 안내 로울러(242)가 추가적으로 설치된다.
한편 회전부(200)는 지지기둥(110)에 설치되지 않고 도 2에 도시된 바와 같이 본체(1)의 내부에 회전부(200)가 수납되고, 본체(1)가 건물의 천장 내부 또는 외측에 고정 설치되어 별도의 로울러를 사용하지 않고 권취릴(240)이 와이어 로프(243)를 직접 권취하여 헬리 바이크(300)를 승하강시킬수도 있다.
도 3은 도 1중 헬리 바이크를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 헬리 바이크의 프로펠러의 베벨 기어와 플렉시블 샤프트의 제 2기어가 치합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 헬리 바이크(300)는 자전거 몸체(310)와, 플렉시블 샤프트(320)와, 프로펠러(330)로 구성된다.
자전거 몸체(310)는 페달(360) 및 보호 기둥(350)을 가지고, 탑승자가 탑승하여 페달(360)을 굴려 상승할 수 있도록 와이어 로프(243)의 타단에 고정판(340)이 연결된다. 여기에서 자전거 몸체(310)의 보호 기둥(350) 일측에는 탑승자의 탑승 및 하차 통로가 더 형성되며, 이는 보호 기둥(350)의 일측에 회전봉(353)의 일단이 힌지(351)로 결합되고, 회전봉(353)의 타단이 결합 너트(355)에 의해 고정된다. 여기에서 또 자전거 몸체(310)의 하단부에는 견인부(370)의 견인 고리(371)가 걸리는 걸림 고리(311)가 형성된다.
플렉시블 샤프트(320)는 페달(360)의 회전력을 프로펠러(330)로 전달하도록 페달(360)의 베벨 기어(361)와 제 1기어(321)가 치합되고, 프로펠러(330)의 베벨 기어(331)와 제 2기어(322)가 치합된다.
프로펠러(330)는 자전거 몸체(310)의 상측에 설치되고, 플렉시블샤프트(320)로부터 공급되는 동력에 의해 회전되도록 프로펠러(330)의 베벨 기어(331)가 플렉시블 샤프트(320)의 제 2기어(322)와 치합된다. 여기에서 프로펠러(330)는 자전거 몸체(310)의 하단에 설치될 수도 있는데, 이때에는 자전거 몸체(310)와 프로펠러(330) 사이에는 안전망이 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서 또한 헬리 바이크(300)는 부양 높이를 연장하기 위하여 페달을 전방에 설치하여 탑승자가 앉은 자세에서 페달을 밟을 수 있게 하여도 무방하다.
도 5는 본 발명에 의한 부양장치의 일실시예에 따른 블록 회로도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(400)는 무게 감지센서(410)와, 컨트롤러(420)와, 조작패널(430) 및 비상 전원 공급부(440)로 구성된다.
무게 감지센서(410)는 헬리 바이크(300)의 무게를 감지하도록 견인부(370)와 연결 설치된다. 여기에서 무게 감지센서(410)는 와이어 로프(243)에 설치되어 무게를 감지할 수도 있다. 여기에서 또 견인부(370)는 헬리 바이크(300)를 고정하도록 헬리 바이크(300)와 대향되는 지면에 설치되고, 일단에 헬리 바이크(300)의 걸림 고리(311)와 연결되는 견인 고리(371)가 구비된다.
컨트롤러(420)는 무게 감지센서(410)로부터 공급되는 센싱 신호로 헬리 바이크(300)의 무게를 확인하여 회전 모터(210)를 동작시키고, 미끄럼 클러치(230)의 슬립율이 조절되도록 제어 신호를 출력한다. 여기에서 컨트롤러(420)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 1무선 송수신부(411)가 추가적으로 연결된다.
조작패널(430)은 헬리 바이크(300)의 일측에 설치되어 탑승자의 조작 신호를 컨트롤러(420)로 출력하여 탑승자가 직접 부양장치(100)를 제어할 수 있도록 다수개의 기능 버튼(도시 생략) 및 디스플레이(431)를 포함한다. 여기에서 조작패널(430)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 2무선 송수신부(432)가 연결되어 컨트롤러(420)로 무선 데이터를 송신하고, 컨트롤러(420)로부터 공급되는 무선데이터를 수신한다.
비상 전원 공급부(440)는 배터리 등과 같은 충전 장치로 구성되어 정전시 각 구성부로 전원을 공급하여 탑승자가 안전하게 하차시킨다.
이하, 본 발명에 의한 부양장치의 제 1실시예에 따른 동작을 도 1 및 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 몸무게 70Kg의 성인 남성이 헬리 바이크(300)에 탑승하면 제어부(400)의 컨트롤러(420)는 무게 감지센서(410)에서 감지된 헬리 바이크(300)의 무게(자체 무게+탑승자 몸무게)를 감지한다. 헬리 바이크(300)의 무게가 100Kg이라면 컨트롤러(420)는 기 설정된 데이터에 따라 미끄럼 클러치(430)를 제어하여 슬립율(수 그램에서 수 킬로그램)을 결정한다. 이때 탑승자의 조작에 따라 컨트롤러(420)는 슬립율을 가변시켜 운동량을 제어할 수도 있다.
탑승자가 헬리 바이크(300)에 탑승한 상태에서 컨트롤러(420)는 회전부(200)의 회전 모터(210)를 제어하여 이를 구동시킨다. 회전 모터(210)가 200Kg의 토크로 회전된다면 감속 기어(220)에서는 회전 토크를 유지한 채로 회전 속도만을 줄이게 된다.
감속 기어(220)에서 회전력이 전달되면 미끄럼 클러치(230)는 슬립율에 따라 감속 기어(220)에서 전달되는 200Kg의 회전력중 98Kg의 회전력만을 귄취릴(240)로전달하고, 나머지 102Kg의 회전력은 슬립시킨다.
한편 헬리 바이크(300)의 무게가 100Kg이고, 귄취릴(240)에 회전력은 98Kg이므로 헬리 바이크(300)는 상승되지 않는다. 이러한 상태에서 탑승자가 헬리 바이크(300)의 페달(360)을 밟아 프로펠러(330)를 회전시켜 2Kg을 초과하는 부양력을 발생시키면 권취릴(240)에 와이어 로프(243)가 감기면서 이때부터 헬리 바이크(300)가 상승하게 되고, 페달(360)을 밟지 않거나 반대로 밟으면 헬리 바이크(300)의 하중에 의해 다시 지면으로 서서히 낙하된다.
한편 정전시에는 비상 전원 공급부(440)의 전원으로 회전 모터(210) 및 미끄럼 클러치(230)가 동작되며, 탑승자의 조작에 따라 회전 모터(210)와 미끄럼 클러치(230)를 오프시킨 상태에서는 부양장치(100)를 자전거 운동 기구로도 사용이 가능하다.
〈제 2실시예〉
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 2실시예에 따른 구성을 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 제 2실시예에 있어서 제 1실시예와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 참조하여 설명하고, 그 중복 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 부양장치를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 의한 부양장치(100)는 지지 기둥(110)과, 회전부(200)와, 부양부(이하, 하네스라 칭함)(500)와, 제어부(400)로 구성된다.
도 7은 도 6중 하네스의 날개부를 나타낸 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의결합 상태에서의 정단면도이다.
하네스(500)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 안전 벨트(510)와, 날개부(520)로 구성된다.
안전 벨트(510)는 와이어 로프(243)의 타측에 연결되고, 탑승자의 몸을 고정시킨다. 여기에서 안전 벨트(510)의 하단부에는 견인부(370)의 견인 고리(371)가 걸리는 걸림 고리(511)가 형성된다.
날개부(520)는 몸체(521)와, 날개(523)와, 돌출턱(524)과, 로프(525)로 구성된다. 몸체(521)는 경량성 재질(예를 들면, 아크릴 또는 발포 아크릴 등)을 이용하여 T자형으로 형성되고, 몸체(521)의 상면에는 탑승자의 손과 팔을 각각 고정시키는 고정부(526)가 추가적으로 고정 설치된다. 여기에서 고정부(526)의 끝단에는 탑승자의 손과 팔이 이탈되는 것을 방지하도록 버크로 테이프(527)가 부착된다.
날개(523)는 몸체(521)와 동일한 경량성 재질로 형성되고, 몸체(521)의 양측 절곡부(522)에 경첩(528)을 통해 일단이 고정되어 탑승자 팔의 운동에 따라 경첩(528)을 축으로 하여 상하로 이동된다.
돌출턱(524)은 날개(523)가 몸체(521)에 부딪쳐서 몸체(521) 및 날개(523)가 파손되는 것을 방지하도록 날개(523)의 저면 상단에 설치되고, 로프(525)는 날개(523)가 뒤로 젖혀지는 것을 방지하도록 몸체(521)와 날개(523)에 각각 고정된다.
한편 제 2실시예의 회전부(200)도 제 1실시예와 마찬가지로 회전부(200)가 지지기둥(110)에 설치되지 않고 건물의 천장 내부 또는 외측에 고정 설치되어 별도의 로울러를 사용하지 않고 권취릴(240)이 와이어 로프(243)를 직접 권취하여 하네스(500)를 승하강시킬수도 있다.
이하, 본 발명에 의한 부양장치의 제 2실시예에 따른 동작을 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 몸무게 70Kg의 성인 남성이 날개부(520)를 팔에 고정시킨 상태에서 안전밸트(510)에 몸을 고정시키면 제어부(400)의 컨트롤러(420)는 무게 감지센서(410)에서 감지된 하네스(500)의 무게(자체 무게+탑승자 몸무게)를 감지한다. 그래서 하네스(500)의 무게가 73Kg이라면 컨트롤러(420)는 기 설정된 데이터에 따라 미끄럼 클러치(430)를 제어하여 슬립율(수 그램에서 수 킬로그램)을 결정한다. 이때 탑승자의 조작에 따라 컨트롤러(420)는 슬립율을 가변시켜 운동량을 제어할 수도 있다.
탑승자가 탑승한 상태에서 컨트롤러(420)는 회전부(200)의 회전 모터(210)를 제어하여 이를 구동시킨다. 회전 모터(210)가 200Kg의 토크로 회전된다면 감속 기어(220)에서는 회전 토크를 유지한 채로 회전 속도만을 줄이게 된다.
감속 기어(220)에서 회전력이 전달되면 미끄럼 클러치(230)는 슬립율에 따라 감속 기어(220)에서 전달되는 200Kg의 회전력중 71Kg의 회전력만을 귄취릴(240)로 전달하고, 나머지 129Kg의 회전력은 슬립시킨다.
한편 하네스(500)의 무게가 73Kg이고, 귄취릴(240)에 회전력은 71Kg이므로 하네스(500)는 상승되지 않는다. 이러한 상태에서 탑승자가 날개짓을 하여 2Kg을 초과하는 부양력을 발생시키면 권취릴(240)에 와이어 로프(243)가 감기면서 이때부터 하네스(500)가 상승하게 되고, 날개짓을 하지 않거나 반대로 하면 탑승자가 탑승한 하네스(500)의 하중에 의해 다시 지면으로 서서히 낙하된다.
한편 정전시에는 비상 전원 공급부(440)의 전원으로 회전 모터(210) 및 미끄럼 클러치(230)가 동작된다.
〈제 3실시예〉
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 3실시예에 따른 구성을 도 9 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 제 3실시예에 있어서 제 1실시예와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 참조하여 설명하고, 그 중복 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명에 의한 부양장치의 제 3실시예를 나타낸 사시도이다.
도 9를 참조하면, 부양장치(600)는 지지 기둥(610)과, 회전부(700)와, 부양부(이하 '헬리 바이크'라 칭함)(300)와, 제어부(800)로 구성된다.
지지 기둥(610)은 부양장치(600)를 지지하며, 각 구성부가 고정 설치된다.
회전부(700)는 정역 회전 모터(710)와, 권취릴(720)로 구성된다. 정역 회전 모터(710)는 지지 기둥(610)의 하부에 설치되고, 제어부(800)의 전원 조절부(840)로부터 공급되는 전원의 크기 및 방향에 따라 속도의 가변이 가능하다. 권취릴(720)은 정역 회전 모터(710)의 회전축(711)과 연동 가능하게 연결된 와이어 로프(722)를 권취한다. 여기에서 권취릴(720)과 와이어 로프(722) 사이에는 와이어 로프(722)를 안내하는 안내 로울러(721)가 추가적으로 설치된다.
한편, 회전부(700)는 지지기둥(610)에 설치되지 않고 도 10에 도시된 바와같이 본체(1)의 내부에 회전부(700)가 수납되고, 본체(1)가 건물의 천장 내부 또는 외측에 고정 설치되어 별도의 로울러를 사용하지 않고 권취릴(720)이 와이어 로프(722)를 직접 권취하여 헬리 바이크(300)를 승하강시킬수도 있다.
도 11은 본 발명에 따른 부양장치의 제 3실시예를 나타낸 블록 회로도이다.
도 11을 참조하면, 제어부(800)는 무게 감지센서(810)와, 회전 센서(820)와, 컨트롤러(830)와, 전원 조절부(840)와, 조작패널(850)로 구성된다.
무게 감지센서(810)는 헬리 바이크(300)의 무게를 감지하도록 견인부(370)와 연결 설치된다. 여기에서 무게 감지센서(810)는 와이어 로프(722)에 설치되어 무게를 감지할 수도 있다.
회전 센서(820)는 헬리 바이크(300)의 페달(360) 또는 프로펠러(330)의 일측에 설치되어 이의 회전수를 센싱한다.
컨트롤러(830)는 무게 감지센서(810)로부터 공급되는 센싱 신호와 회전 센서(820)로부터 공급되는 센싱 신호에 따라 전원 조절부(840)를 제어하여 정역 회전 모터(710)의 회전 속도 및 회전 토크를 제어한다. 여기에서 컨트롤러(830)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 1무선 송수신부(831)가 연결된다.
전원 조절부(840)는 컨트롤러(830)의 제어 신호에 따라 입력되는 전원의 크기 및 방향을 가변시킨 후 정역 회전 모터(710)로 공급하여 정역 회전 모터(710)의 회전 토크 및 회전 속도를 가변시킨다.
조작패널(850)은 헬리 바이크(300)의 일측에 설치되어 탑승자의 조작 신호를 컨트롤러(830)로 출력하여 탑승자가 직접 부양장치(600)를 조정할 수 있도록 다수개의 기능 버튼(도시 생략) 및 디스플레이(851)를 포함한다. 여기에서 조작패널(850)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 2무선 송수신부(852)가 연결되어 컨트롤러(830)로 무선 데이터를 송신하고, 컨트롤러(830)로부터 공급되는 무선데이터를 수신한다.
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 3실시예에 따른 동작을 도 9 및 도 11을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 몸무게 70Kg의 성인 남성이 헬리 바이크(300)에 탑승하면 제어부(800)의 컨트롤러(830)는 무게 감지센서(810)의 센싱 신호를 이용하여 헬리 바이크(300)의 무게(자체 무게+탑승자 몸무게)를 감지한다. 그리하여 헬리 바이크(300)의 무게가 100Kg이라면 컨트롤러(830)는 전원 조절부(840)를 제어하여 100Kg의 회전 토크가 발생하는 전류가 정역 회전 모터(710)로 인가되도록 결정한다.
이러한 상태에서 탑승자가 헬리 바이크(300)의 페달(360)을 밟으면 컨트롤러(830)는 회전 센서(820)로부터 공급되는 센싱 신호를 시작으로 해서 전원 조절부(840)를 제어하여 정역 회전 모터(710)에서 100Kg의 회전 토크가 발생되도록 한다.
정역 회전 모터(710)가 회전을 시작하면 이와 치합된 권취릴(720)이 회전을 시작하고 결국 헬리 바이크(300)가 연결된 와이어 로프(722)가 감기면서 헬리 바이크(300)가 상승하게 된다. 이때 컨트롤러(830)는 페달(360)의 회전 속도에 따라 헬리 바이크(300)의 상승 속도를 제어한다. 한편 탑승자의 조작에 따라 페달(360)을 밟지 않은 상태에서도 헬리 바이크(300)를 공중에 부양시킨 상태를 유지하게 할 수도 있고, 페달(360)을 반대로 회전시키면 헬리 바이크(300)를 지면으로 하강시킬 수도 있다. 여기에서 헬리 바이크(300)의 프로펠러(330)는 탑승자에게 부양을 느끼도록 시각적인 측면에서 사용된다.
〈제 4실시예〉
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 4실시예에 따른 구성을 도 12 및 도 13을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 제 4실시예에 있어서 제 1실시예와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 참조하여 설명하고, 그 중복 설명은 생략한다.
도 12는 본 발명에 의한 부양장치의 제 4실시예를 나타낸 사시도이다.
도 12를 참조하면, 부양장치(600)는 지지 기둥(510)과, 회전부(700)와, 부양부(이하 '하네스'라 칭함)(500)와, 제어부(900)로 구성된다.
지지 기둥(610)은 부양장치(600)를 지지하며, 각 구성부가 고정 설치된다.
회전부(700)는 정역 회전 모터(710)와, 권취릴(720)로 구성된다. 정역 회전 모터(710)는 지지 기둥(610)의 하부에 설치되고, 제어부(800)의 전원 조절부(840)로부터 공급되는 전원의 크기 및 방향에 따라 속도의 가변이 가능하다. 권취릴(720)은 정역 회전 모터(710)의 회전축(711)과 연동 가능하게 연결된 와이어 로프(722)를 권취한다. 여기에서 권취릴(720)과 와이어 로프(722) 사이에는 와이어 로프(722)를 안내하는 안내 로울러(721)가 추가적으로 설치된다. 여기에서 또한 회전부(700)는 지지 기둥(610)이 아닌 건물 천장에 별도의 추가 장비 없이 설치되어 권취릴(720)이 와이어 로프(722)를 직접 감거나 풀 수도 있다.
도 13은 본 발명에 따른 부양장치의 제 4실시예를 나타낸 블록 회로도이다.
도 13을 참조하면, 제어부(900)는 무게 감지센서(910)와, 진동 센서(920)와, 조작패널(930)과, 컨트롤러(940)와, 전원 조절부(950)로 구성된다.
무게 감지센서(910)는 하네스(500)의 무게를 감지하도록 견인부(370)와 연결 설치된다. 여기에서 무게 감지센서(910)는 와이어 로프(722)에 설치되어 무게를 감지할 수도 있다.
진동 센서(920)는 하네스(500)의 날개부(520) 또는 탑승자의 신체에 부착되어 탑승자의 날개짓 크기를 센싱한다.
조작패널(930)은 하네스(500)의 날개부(520) 또는 탑승자의 신체에 부착되어 탑승자의 조작 신호를 컨트롤러(940)로 출력하여 탑승자가 직접 부양장치(600)를 조정할 수 있도록 다수개의 기능 버튼(도시 생략) 및 디스플레이(931)를 포함한다. 여기에서 조작패널(930)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 2무선 송수신부(932)가 연결되어 컨트롤러(940)로 무선 데이터를 송신하고, 컨트롤러(940)로부터 공급되는 무선데이터를 수신하며, 진동 센서(920)의 센싱 신호를 컨트롤러(940)로 송신한다.
컨트롤러(940)는 무게 감지센서(910)로부터 공급되는 센싱 신호와 진동 센서(920)로부터 공급되는 센싱 신호에 따라 전원 조절부(950)를 제어하여 정역 회전 모터(710)의 회전 속도 및 회전 토크를 제어한다. 여기에서 컨트롤러(940)에는 무선 데이터의 송수신이 가능한 제 1무선 송수신부(941)가 연결된다.
전원 조절부(950)는 컨트롤러(940)의 제어 신호에 따라 입력되는 전원을 가변시켜 정역 회전 모터(710)로 출력하여 정역 회전 모터(710)의 회전 토크 및 회전 속도를 가변시킨다.
이하 본 발명에 의한 부양장치의 제 4실시예에 따른 동작을 도 12 및 도 13을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 몸무게 70Kg의 성인 남성이 하네스(500)에 탑승하면 제어부(900)의 컨트롤러(940)는 무게 감지센서(910)에서 공급되는 센싱 신호로 하네스(500)의 무게(자체 무게+탑승자 몸무게)를 감지한다. 그리하여 하네스(500)의 무게가 73Kg이라면 컨트롤러(940)는 전원 조절부(950)를 제어하여 73Kg의 회전 토크가 발생하는 전류를 정역 회전 모터(710)로 인가시킨다.
이러한 상태에서 탑승자가 날개짓을 하면 컨트롤러(940)는 진동 센서(920)로부터 공급되는 출력 신호를 시작으로 하여 전원 조절부(950)를 구동시켜 정역 회전 모터(710)에서 73Kg의 회전 토크가 발생되도록 한다.
그러면 정역 회전 모터(710)와 연결된 권취릴(720)이 회전되면서 하네스(500)가 연결된 와이어 로프(722)가 권취릴(720)에 감겨 하네스(500)가 상승하게 된다. 이때 탑승자가 날개짓을 하는 크기를 진동 센서(920)를 통해 입력받은 컨트롤러(940)는 날개짓의 크기에 따라 하네스(500)의 상승 속도를 제어한다. 한편 탑승자는 조작 패널(930)을 조작하여 날개짓을 하지 않고도 공중에 부양시킨 상태를 유지하게 할 수도 있고, 날개짓을 반대로 하여 하네스(500)를 지면으로 하강시킬 수도 있다. 여기에서 탑승자가 날개짓을 하는 것은 탑승자에게 부양을 느끼도록 시각적인 측면에서 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 부양장치에 의하면 탑승자의 운동에 따라 지면에서 부양하는 부양장치를 제공함으로써 탑승자가 흥미와 즐거움 및 운동을 동시에 만족시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 회전 모터와, 상기 회전 모터에 미끄럼 클러치를 매개로 연결되어 회전되는 권취릴과, 상기 권취릴에 감겨진 와이어 로프로 이루어진 회전부;
    상기 와이어 로프에 매달려 장착되고 탑승한 탑승자의 운동에 의해 양력을 발생시키는 부양부; 및
    상기 탑승자가 탑승한 상태의 부양부의 전체 무게를 감지하기 위한 무게 감지센서로부터 제공된 무게를 입력 신호로 하여 상기 회전 모터에서 미끄럼 클러치로 전달되는 회전력을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부양부는,
    상기 와이어 로프에 연결되고, 페달을 갖는 자전거 몸체와,
    상기 페달의 회전력을 전달하는 플렉시블 샤프트와,
    상기 자전거 몸체의 상측 또는 하측에 설치되고, 상기 플렉시블 샤프트로부터 공급되는 동력에 의해 회전되어 양력을 발생시키는 프로펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 부양부는,
    탑승자의 팔이 끼워 고정되는 고정부가 구비된 몸체와,
    상기 몸체의 양측에 경첩을 통해 상하로 회동되도록 장착되고, 경량성 재질로 형성되어 상하 회동에 의해 양력을 발생시키는 날개와,
    상기 날개가 상기 몸체에 부딪치는 것을 방지하도록 상기 날개의 저면 소정 위치에 설치되는 돌출턱과,
    상기 날개가 수평 상태보다 더 상부로 젖혀지는 것을 방지하도록 상기 몸체와 상기 날개에 고정 설치되는 로프를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    탑승자가 직접 조작 신호를 입력하여 상기 회전 모터에서 미끄럼 클러치로 전달되는 회전력을 조절하도록 된 무선 송수신부를 포함함을 특징으로 하는 부양장치.
  5. 정역 회전 모터와, 상기 정역 회전 모터에 연결되어 회전되는 권취릴과, 상기 권취릴에 감겨진 와이어 로프로 이루어진 회전부;
    상기 와이어 로프에 매달려 장착되고 탑승자가 탑승하여 운동하는 부양부; 및
    상기 탑승자가 탑승한 상태의 부양부의 전체 무게와 상기 탑승자의 운동량을 감지하여 상기 정역 회전 모터의 회전 방향과 회전 속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부양장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    탑승자가 직접 조작 신호를 입력하여 상기 정역 회전 모터의 회전 방향과 회전 속도를 조절하도록 된 무선 송수신부를 포함함을 특징으로 하는 부양장치.
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