KR100422381B1 - 헬스 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동을 수행하면서 소프트웨어나 인터넷을 통해 게임을 동시구현할 수 있는 헬스 기구를 제공하며,

본 발명에 의한 헬스 기구의 구성은,

다수의 프레임으로 이루어진 차체에서 그 전방 상측에는 주 프레임을 사이에 두고 상기 안장과 이격 위치한 헤드 파이프가 배열된 헬스 기구에 있어서,

상기 헤드 파이프 내에는 스티어링 축이 회동 자유롭게 삽입 설치되고, 이 스티어링 축의 상단에는 핸들이 장착되고,

상기 스티어링 축 부위의 주 프레임에는 그 상측이 장착되고, 좌우 한 쌍의 프론트 포크의 상측이 지지 브라켓을 매개로 고정 설치되며,

상기 프론트 포크의 하단은, 헬스 기구의 후방에서부터 그 전방으로 연재되면서 플레이어가 밟아 구동하는 페달의 작동에 따른 회전력을 회전 대상물에 전동하기 위한 전동수단이 회전 가능하게 고정되는 지지 프레임에 고정 결합되며,

상기 전동수단은, 상기 페달에 회전지점에 동심적으로 장착된 구동부재와, 상기 구동부재를 지점으로 하여, 체인 또는 벨트와 같은, 전동부재에 의해 회전휠과 함께 연동 회전되는 피동부재 및 중간 회전부재를 포함하고,

본 기구는,

상기 중간 회전부재와 함께 회전 가능하게 지지된 회전판에 선회 가능하게 일단이 결합된 피스톤 로드를 갖고, 상기 지지 프레임의 상단에 고정된 리어 프레임에 피벗회전 가능하게 결합된 왕복동 에어 펌프;

상기 에어 펌프를 공기 공급원으로 하여, 상기 리어 프레임에 대향하여 상기 지지 프레임에 피벗 회전 가능하게 고정된 현가수단;

상기 현가수단과 상기 지지 프레임의 하단에 각각 회전 가능하게 연결 고정된 공기축적요소; 및

플레이어가 한 쌍의 페달을 교대로 밟음에 따라, 플레이어의 운동량에 비례하는 상기 구동, 중간회전 및 피동부재에 권장된 전동부재의 전동량에 따라 에어 축적되는 공기축적요소 내의 공압을 구동원으로 하여, 상기 회전휠에 제동력을 인가하기 위한 제동력 인가수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

헬스 기구{HEALTH GAME APPARATUS CAPABLE OF PLAYING GAME USING SOFTWARE OR THE INTERNET}

본 발명은, 인력, 예를 들면 다리로 저어 진행되는 육상 등에서 사용된 자전거의 변형에 관한 것으로, 특별히, 운동과 게임을 하면서 소프트웨어나 인터넷을 통해 게임을 동시구현할 수 있음과 동시에, 플레이어가 한 쌍의 페달을 교대로 밟음에 따라, 플레이어의 운동량에 비례하는 상기 구동, 중간 및 피동부재에 권장된 전동부재의 전동량에 따라 에어 축적되는 공기축적요소의 공기 축적 정도에 의거하여 운동량을 확인할 수 있도록 한 헬스 기구에 관한 것이다.

현재 폭넓게 보급되고 있는 자전거는, 일반적으로, 전동부재 스프로켓의 축의 양측에 180도의 위상차를 가지고 고정된 한 쌍의 크랭크 암과, 각각의 크랭크 암에 장착된 페달을 갖추고, 이러한 페달을 양다리로 교대로 밟는 것에 의하고 전동부재 스프로켓을 회전시키고, 이 전동부재 스프로켓의 회전을 전동부재를 통해후륜에 전달하여 추진하도록 구성되어 있다.

여기에서 、전동부재 스프로켓의 축에 발생한 회전력은, 이 축으로부터 페달까지의 거리와 페달의 회전 궤적의 접선 방향의 힘과의 적으로 나타나지만, 인간의 다리의 힘에는 한이 있기 때문에, 이 회전력을 크게 할 경우, 크랭크 암을 길게 하고 전동부재 스프로켓의 축으로부터 페달까지의 거리를 길게 잡을 필요가 있었다.

그렇지만, 종래의 자전거의 페달의 회전 궤적의 직경은 인간의 다리의 길이에 근거하고 결정되고 있기 때문에, 현행의 크랭크 암 보다 길게 한다면 페달을 젓는 것이 곤란해지고, 비율도 나쁘고, 안정성도 문제가 있는 등 다양한 불편함이 발생하였다.

또, 전동부재 스프로켓의 회전을 후륜에 전달하게 되면, 전륜과 후륜이 동시 작동되고, 이 전륜과 후륜이 차지하는 공간으로 인해, 가정에서 자전거 차체를 지지하여 운동 및 취급하기가 용이치 못함과 아울러, 후륜에 의해 아이들이 다칠 우려를 내포하고 있었다.

또한, 기존의 자전거형 헬스 기구는, 운동자(이하, '플레이어'라 함)가 자신의 운동량을 측정하지 못함으로써, 쉽게 지치는 등의 단점으로 인해, 운동의 효과를 제대로 발휘하지 못한다는 본연의 기능을 살리지 못하고 방치해 놓는 등의 비실효성도 드러나게 되었다.

본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 단순한 페달 조작에 의거한 휠의 회전을 통한 운동이라기 보다는 자신의 운동량을 플레이어가 용이하게 인지하면서, 운동할 수 있도록 함과 더불어, 후륜의 회전 구동력을 쓸데없이 낭비하지 않고 전동부재 구동과 연동하여 펌핑작용하는 에어펌프에 후륜으로 전달되던 회전 구동력을 전동함으로써, 종래의 자전거에 비해, 안전하게 회전력을 얻을 수 있도록 한 헬스 기구를 제공하는 데 있다.

또한, 기존의 단순하게 페달 작동만을 요구하는 자전거형 헬스 기구에 부가하여, 헬스 기구의 조작부에 각종 센서를 부착하여, 이 센서에 의해 검출되는 신호를 셋톱박스에 출력하여, 게임 응용프로그램의 키입력 장치를 구현할 수 있도록 한 헬스 기구를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 게임기 입력장치 겸용 헬스 기구를 측방에서 바라보아 도시한 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 게임기 입력장치 겸용 헬스 기구의 회로 개요를 나타낸 블록도,

도 3은 본 발명의 헬스 기구에서 안장과 핸들을 제외하여 도시한 측면도,

도 4는 도 3에서 화살표 "A" 방향에서 바라보아 도시한 도면,

도 5는 도 3에서 화살표 "B" 방향에서 바라보아 도시한 도면,

도 6은 도 3에서 화살표 "C" 방향에서 바라보아 도시한 도면,

도 7은 도 3에서 화살표 "D" 방향에서 바라보아 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 제동압력 조절에 대한 작동 상태를 예시하기 위해 제동압력 조절관련 부위를 개략적으로 나타낸 구조도, 및

도 9는 본 발명의 에어 펌프의 동작 상태를 예시하기 위해 도 8의 구조를 모식화하여 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11 : 안장 13 : 헤드 파이프

15 ; 스티어링 축 17 : 핸들

19 : 휠 디스크 20 : 에어 펌프

21b : 크랭크 아암 30 : 페달

40 : 공기축적요소 50 : 현가 기구

60 : 제동력 조절 실린더 유닛 70 : 조이스틱

80 : 이동부재 110 : 프론트 포크

200 : 전동수단

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 헬스 기구는,

다수의 프레임으로 이루어진 차체에서 그 전방 상측에는 주 프레임을 사이에 두고 상기 안장과 이격 위치한 헤드 파이프가 배열된 헬스 기구에 있어서,

상기 헤드 파이프 내에는 스티어링 축이 회동 자유롭게 삽입 설치되고, 이 스티어링 축의 상단에는 핸들이 장착되고,

상기 스티어링 축 부위의 주 프레임에는 그 상측이 장착되고, 좌우 한 쌍의 프론트 포크의 상측이 지지 브라켓을 매개로 고정 설치되며,

상기 프론트 포크의 하단은, 헬스 기구의 후방에서부터 그 전방으로 연재되면서 플레이어가 밟아 구동하는 페달의 작동에 따른 회전력을 회전 대상물에 전동하기 위한 전동수단이 회전 가능하게 고정되는 지지 프레임에 고정 결합되며,

상기 전동수단은, 상기 페달에 회전지점에 동심적으로 장착된 구동부재와,상기 구동부재를 지점으로 하여, 체인 또는 벨트와 같은, 전동부재에 의해 회전휠과 함께 연동 회전되는 피동부재 및 중간 회전부재를 포함하고,

상기 지지프레임은, 상기 프론트 포크를 지지하도록 지면상에 상기 헬스 기구의 길이방향으로 양측에 병렬 배열되고, 그 전방단에서 하방 절곡되되 헬스기구의 측방향으로 확개된 후, 상기 프론트 포크와 이격되어 상기 헬스 기구 후방단까지 연장되되, 헬스기구의 후단에서 집속되어 결합되도록 만곡 형성된 쌍으로 배열되며,

본 기구는,

상기 중간 회전부재와 함께 회전 가능하게 지지된 회전판에 선회 가능하게 일단이 결합된 피스톤 로드를 갖고, 상기 지지 프레임의 상단에 고정된 리어 프레임에 피벗회전 가능하게 결합된 왕복동 에어 펌프;

상기 에어 펌프를 공기 공급원으로 하여, 상기 리어 프레임에 대향하여 상기 지지 프레임에 피벗 회전 가능하게 고정된 현가수단;

상기 현가수단과 상기 지지 프레임의 하단에 각각 회전 가능하게 연결 고정된 공기축적요소; 및

플레이어가 한 쌍의 페달을 교대로 밟음에 따라, 플레이어의 운동량에 비례하는 상기 구동, 중간회전 및 피동부재에 권장된 전동부재의 전동량에 따라 에어 축적되는 공기축적요소 내의 공압을 구동원으로 하여, 상기 회전휠에 제동력을 인가하기 위한 제동력 인가수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 헬스 기구는, 탈착 가능한 안장(11)을 구비한다.

또, 본 기구의 다수의 프레임으로 이루어진 차체에서 그 전방 상측에는 주 프레임(10)을 사이에 두고 상기 안장(11)과 이격 위치한 헤드 파이프(13)가 배열되어 있다.

또한, 이 헤드 파이프(13) 내에는 스티어링 축(15)이 회동 자유롭게 삽입 설치되고, 이 스티어링 축(15)의 상단에는 핸들(17)이 장착되어 있다.

또한, 상기 스티어링 축(15) 부위의 주 프레임(10)에는 그 상측이 장착되고, 좌우 한 쌍의 프론트 포크(110)의 상측이 지지 브라켓(110a)을 매개로 고정 설치되어 있다.

또, 상기 프론트 포크(110)의 하단은, 헬스 기구의 후방에서부터 그 전방으로 연재되면서 플레이어가 밟아 구동하는 페달(30)의 작동에 따른 회전력을 회전 대상물에 전동하기 위한 전동수단(200)이 회전 가능하게 고정되는 지지 프레임(117)에 고정 결합되어 있다.

또한, 상기 전동수단(200)은,

상기 페달에 회전지점에 동심적으로 장착된 구동부재(30a)와,

상기 구동부재(30a)를 지점으로 하여, 체인 또는 벨트와 같은, 전동부재(C)에 의해 연동 회전되는 피동부재(19a) 및 중간 회전부재(21a)와,

상기 구동부재(30a), 피동부재(19a) 및 중간 회전부재(21a)에 권장된 전동부재(C)의 권취 장력을 조정하도록 제2 축지지부재(117b)를 매개로 상기 지지프레임(117)에 회전 가능하게 축지지된 장력인가부재(118)를 포함하여 이루어져 있다.

또한, 상기 구동부재(30a), 장력인가부재(118) 및 중간 회전부재(21a)를 커버하는 커버부재(enclosure)가 고정되도록 구성하여도 좋다.

또, 상기 지지프레임(117)에는, 상기 구동부재(30a)를 회전 가능하게 지지하기 위한 제1 축지지부재(117a)와, 상기 장력인가부재(117a)를 회전 가능하게 지지하기 위한 제2 축지지부재(117b)와, 상기 회전 디스크(19)의 회전축을 지지하기 위한 제3 축지지부재(117c)가 상기 지지부프레임(117)의 지면상 착지부(117-2)와 절곡되어 대체로 병렬로 상부 이격된 플로팅부(117-1)에 헬스기구의 후방으로부터 전방으로 순서적으로 결합되어 있다.

또, 상기 지지프레임(117)은, 상기 프론트 포크(110)를 지지하도록 지면상에 상기 헬스 기구의 길이방향으로 양측에 병렬 배열되고, 그 전방단에서 하방 절곡되되 헬스기구의 측방향으로 확개된 후, 상기 프론트 포크(110)와 이격되어 상기 헬스 기구 후방단까지 연장되되, 헬스기구의 후단에서 간헐고정부재(117-3)를 매개로 집속되어 결합되도록 만곡 형성되어 한 쌍으로 배열되어 있다(도 2 참조).

또, 상기 피동부재(19a)는 상기 제3 축지지부재(117c)에 회전 가능하게 회전 디스크(19)와 함께 축지지되어 있다.

또한, 상기 지지 프레임(117)의 플로팅부(117-1)의 단부측에는 구동부재(30a)가 장착된 한 쌍의 페달(30, 30)이 제1 축지지부재(117a)를 매개로 회전 가능하게 지지되어 있다.

또, 상기 지지 프레임(117)의 플로팅부(117-1)의 단부측에는, 상기 지지 프레임(117)의 일단에 중간 회전부재(21a)와 함께 회전 가능하게 지지된 크랭크부재(21b)의 단부에 회전 가능하게 일단이 핀결합된 피스톤 로드(20c)를 갖고, 상기 전동부재(C)를 매개로 구동부재(30a)의 회전력을 전달받는 중간 회전부재(21a)에 장착된 크랭크부재(21b)의 회전에 연동하여 왕복동하는 피스톤 로드(20c)에 의해 펌핑 작동되는 왕복동 에어 펌프(20)가 배설되도록 절곡 형성된 리어 프레임(115)이 장착되어 있다.

또, 상기 지지 프레임(117)의 구동부재(30a) 회전 지점에는, 상기 왕복동 에어 펌프(20)를 공기 공급원으로 하여, 상기 리어 프레임(115)에 대향하여 현가 기구(50)가 피벗 회전 가능하게 고정되어 있다.

또한, 상기 현가수단(50)과 상기 지지 프레임(117)의 착지부(117-2)의 사이에는, 상기 왕복동 에어 펌프(20)의 양단 유출구에 장착된 체크 밸브(20b)와 에어호스(H1)을 매개로 연통 가능하게 접속되어, 상기 왕복동 에어 펌프(20)의 펌핑 작용에 기인하여 에어를 축적하는 공기축적요소(40)의 양단이 회전 가능하게 지지되어 있다.

여기에서, 상기 크랭크부재(21b)이 구동 레버로서 작동되어, 상기 크랭크부재(21b)의 단부측 축지지부(P)를 중심으로 회전하고, 상기 왕복동 에어 펌프(20)의 실린더 내의 체크밸브(20b) 일단의 피스톤 로드(20c)를 왕복 운동시키는 왕복 슬라이더 크랭크 기구를 구현한다(도 6 참조).

또한, 상기 공기축적요소(40)는 상기 에어 펌프(20)를 공기 공급원으로 하여, 연결 호스(H1)와 체크밸브(20b)를 매개로 에어 펌프(20)로부터의 공기를 수용하도록, 에어 펌프와 연통 가능하게 연결되어 있다.

또한, 상기 구동부재(30a)는 현가 기구(50)에 의해 상기 지지 프레임(117)에 지지되어 있다.

또, 상기 스티어링 축(15)의 타단부에는 상기 스티어링 축(15)의 회동시, 항시 스티어링 축(15)의 회동을 원위치로 복원하도록, 상기 주 프레임(10)에 타단부가 힌지 결합된 탄성력을 보유한 제1 탄성수단(120)의 일단부가 회동레버(15a)를 매개로 힌지 결합되어 있다. 여기서 제1 탄성수단(120)은 일예로 일방향으로 탄성력을 가하기 위해 설치된 쇽옵서버나 또는 압축 코일스프링을 의미한다.

또한, 상기 현가 기구(50)는, 대체로 그 중앙부에서 복수의 방향으로 절곡 분기되어, 제1 분기부(51)에는 상기 공기축적요소(40)가 힌지결합되고, 제2 분기부(53)에는 그의 일단부가 상기 공기축적요소(40)에, 그의 타단부는 상기 제2 분기부에 각각 힌지 결합된 제2 탄성수단(55)을 구비한다.

여기서, 상기 제2 탄성수단(55)은 일방향으로 탄성력을 부여하기 위한 쇽옵서버나 압축 코일스프링으로 이루어진다.

또한, 상기 공기축적요소(40)에는 상기 에어 펌프(20)의 펌핑 작용에 기인하여 축적된 공기압을 전가하여 상기 피동부재(19a)의 회전을 규제하도록 상기 지지프레임(117)의 플로팅부(117-1)에 장착된 피동부재(19a) 붙이 밴드 브레이크기구(19b)를 브레이킹 작동시키기 위한 단동 브레이크 실린더와 같은 제동압력조절 실린더 유닛(60)이 제2 호스(H2)를 매개로 연통 가능하게 접속되어 있다.

또, 상기 제2 호스(H2)에는, 헬스 기구의 플레이어가 산악 주행이나 비평탄 도로를 주행하는 게임을 수행 중에 상기 밴드 브레이크기구(19b)를 간헐 작동시켜, 페달 작동에 절도감을 부여하도록, 마이크로 프로세서(CPU)에 의해 개폐작동되는 솔레노이드 밸브(61)가 접속되어 있다.

또, 상기 공기축적요소(40)에는, 플레이어의 페달 조작 정도에 따라 펌핑되는 에어 펌프(20)로부터의 공기압이 설정치 이상으로 과압될 경우, 이를 사용 중 자동적으로 압력이 감소되도록 에어 배출하여, 감압한 후에도 감소된 압력을 일정하게 유지시키기 위한 감압밸브(41)가 부착되어 있다.

또한, 상기 지지프레임(117)의 절곡부에는 헬스기구를 이동하기 위한 롤러 붙이 이동부재(80)가 회전 가능하게 장착되어 있다.

또한, 상기 공기축적요소(40)에는, 플레이어의 운동량에 따라 공기축적요소에 공기가 축적되는 량이 설정치 이상으로 되거나, 또는 요철형 노면이나 언덕길을 주행 등반할 때, 상기 피동부재(19a)와 동축으로 결합된 밴드 브레이크기구(19b) 브레이크 밴드를 잡아당겨 제동력을 발생시켜, 사용자에 의한 페달의 조작 저항력을 증대시킴으로써, 플레이어의 운동 효과를 향상시키기 위해, 다단계로 에어 배출에 대한 설정치를 조절할 수 있도록, 솔레노이드 밸브(61)와 함께 제2 호스(H2)를 매개로 공기를 신호원으로 작동하는 제동압력조절 실린더 유닛(60)이 연결 구성되어 있다. 그리고, 상기 공기축적요소(40)의 하단측에는 공기 압축에 기인한 응축수나 이물질의 배출을 수행하기 위한 드레인 플러그(43)가 장착되어 있다.

또, 상기 제동압력조절 실린더 유닛(60)은 상기한 밴드 브레이크기구 외에도, 피동부재(19a)와 동축으로 배열된 블록 브레이크와 연결 구성되어도 좋다.

또한, 상기 피스톤 로드(20c) 구비 제동압력조절 실린더 유닛(60)은 상기 리어 프레임(115)에 헬스기구의 길이방향을 따라 고정되어 있다.

또, 상기 구동부재(30a), 피동부재(19a), 및 중간회전부재(21a)는 벨트와 같은 전동부재(C)에 의해 전동될 경우에는 풀리(pulley)로 각각 마련되고, 체인과 같은 전동부재(C)에 의해 전동될 경우에는 스프로켓(sprocket)으로 각각 마련된다.

또한, 상기 공기축적요소(40)는 에어 튜브 또는 공기 탱크로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 헬스 기구의 조작에 따라 변위 또는 회전되는 조작 신호를 검출하는 다수의 검출부(S1, S2, …)를 구비한다.

또, 플레이어의 페달 조작에 따라 변위 또는 회전되고, 이러한 변위 또는 회전에 의거하여 상기 검출부(S1, S2, …)에 의해 검출되는 신호를 셋톱박스(GU)에 출력하여, 게임을 제어하는 키입력 장치를 구현한다.

또, 상기 검출부(S1, S2, …)는, 상기 핸들(17)에 의한 스트로크에 따른 회전량을 검출하기 위해 상기 스티어링 축(15)에 부착된 회전수 센서(S1)와, 상기 플레이어의 페달 조작에 따라 회전되는 회전 디스크(19)의 회전 속도를 검출하기 위해 상기 회전 디스크(19)의 엑슬축에 대응하는 프론트 포크(110) 측에 부착된 속도 센서(S2)와, 상기 핸들(17)의 양단부에 힌지 결합된 브레이크 레버(17a)에 의해 보든 케이블(L)을 매개로 보든 케이블(L) 내에서 왕복동하는 와이어에 의해 힌지 동작하는 브레이크 패드(17b)의 변위를 검출하는 위치 센서(S3)와, 상기한센서(S1, S2, …)들에 의해 검출된 신호를 구동 펄스 신호로 하여, 상기 조작부에 의해 구동되는 게임을 제어하기 위해 게임 유닛 등을 포함하는 셋톱박스(GU)로 제어 신호를 송출하기 위한 마이크로 프로세서(CPU)를 포함한다.

또한, 이러한 게임기용 입력장치는 상기와 같은 센서(S1, S2, …, 조이스틱과 같은 포인터장치 포함)들을 통해 입력되는 각 부위의 플레이어의 동작에 대한 신호 정보를 입력받아 처리하기 위하여, 도2에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 신호처리부(300)와 연결되어 있다.

상기 신호처리부(300)는, 먼저 입력되는 미세 신호를 증폭하기 위해 선단에 증폭기(310)를 포함하고 있다. 증폭된 신호 성분 중 노이즈 등의 실질적으로 원치않는 신호가 포함되지 않도록 필터링하기 위해 필터부(320)가 포함되어 있다.

상기 필터부(320)를 통해 필터링된 신호를 샘플링하기 위해 S/H부(330)가 포함되며 샘플링된 신호를 디지털 변환하도록 A/D변환기(340)를 포함하고, 이후 디지턴 변환된 신호는 마이크로프로세서(CPU)를 통해 게임용 소프트웨어와 링크되어 게임기의 디스플레이수단(305) 상에 표시되는 이미지의 동작을 제어하게 된다.

본 발명에 있어, 상기한 바와 같이, 본 게임 입력장치에 대한 입력신호들이 소프트웨어적으로 처리되는 것으로 기술되어 있지만, 실질적으로 TTL로직을 사용하여 상기 입력이 처리될 수도 있다.

또, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 주변 장치로 신호의 전송로를 통해 데이터 신호를 송신하여 게임에 필요한 정보의 송신 혹은 회신을 요구하며, 이러한 송신 혹은 회신을 통해, 일 예로 자동차 경주 게임에서, 요철과 같은 비평탄 노면을 주행할 때의 느낌을 플레이어에 전달하기 위한, 바이브레이터(S4, S5)가 안장(11)과 핸들(17)에 각각 매설되어 있다.

이 바이브레이터(S4, S5)는 마이크로 프로세서(CPU)에 의해 그 구동 제어가 이루어지며, 비 평탄 노면의 통보시에 입출력인터페이스로부터 출력된 제어신호를 입력해서, 내장된 모터의 모터 회전축에 편심추가 장착되어, 일 예로 진동자로 구성된다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

먼저, 플레이어가 안장(11)에 앉아서, 한 쌍의 페달(30, 30)을 교대로 밟는 움직임에 따라, 전동부재(C)에 의해 권장된 구동부재(30a), 중간 회전부재(21a) 및 피동부재(19a)가 회전하게 된다.

또, 피동부재(19a)가 결합된 휠 디스크(19)가 연동하여 회전되는 데, 이때, 휠 디스크(19)의 회전속도를 검출하기 위한 속도 센서(S2)에 의해 일예로 자동차와 같은 속도 증감형 게임 응용 프로그램 내에서의 속도를 증감시키기 위한 신호가 검출되어, 마이크로 프로세서(CPU)로 출력하게 된다.

또한, 상기 핸들(17)에 의한 스트로크에 따른 회전량을 검출하기 위해 상기 스티어링 축(15)에 부착된 회전수 센서(S1)에 의해 핸들(17)의 좌우회전에 따라 자동차 게임과 같은 방향전환 제어를 수행하도록 마이크로 프로세서(CPU)로 출력된다.

또, 상기 핸들(17)에 힌지 결합된 브레이크 레버(17a)에 의해 보든 케이블(L)을 매개로 보든 케이블(L) 내에서 왕복동하는 와이어의 변위를 검출하기위한 위치 센서(S3)에 의해 플레이어에 의한 브레이크 작동을 검출하여, 자동차 등과 같은 게임 내에서의 속도를 감속하기 위한 신호를 마이크로 프로세서(CPU)로 출력하여 구동 펄스화한다.

이와 같이, 이러한 차체 각 부위의 센서(S1, S2, …)들에 의해 검출된 신호를 구동 펄스 신호원으로 하여, 상기 센서들로 이루어진 조작부에 의해 구동되는 게임을 제어할 수 있게 된다.

또한, 다수의 센서를 비디오 게임을 위해 설치하고, 기존의 컴퓨터 키보드나, 조이스틱을 사용하여 마이크로 프로세서(CPU)의 입력 인터페이스에 검출 신호를 보내고, 플레이어가 비디오 게임의 플레이를 제어하는 헬스 기구의 각종 센서(S1, S2, …)로부터의 신호도 마이크로 프로세서의 입력 인터페이스에 출력하면, 마이크로 프로세서는 조이 스틱이나 컴퓨터 키보드와 본 발명에 의한 센서에 의해 발생된 신호에 따라 표시 신호를 발생하여, 플레이어의 운동을 비디오 디스플레이에 표시시킴과 함께, 이 파형을 플레이 중의 게임의 제반 활동에도 조합시켜, 게임을 제어할 수 있게 되는 것이다.

한편, 플레이어가 게임 상에서 요철형 노면이나 언덕길을 주행 시, 주행 상태에 대한 메시지 큐가 발생되어 CPU에 의해 상기 솔레노이드(61)가 간헐 작동되면, 공기축적요소(40) 내의 공기압이 상기 제동압력조절 실린더유닛(60)에 전가되면서, 피스톤 로드(20c)가 수축 이동되어 브레이크 밴드를 잡아당겨 구동부재(30a)에 일정치의 제동력이 부여되게 된다.

여기에서, 상기 솔레노이드 밸브(61)의 작동에 의해, 공기축적요소 내로부터상기 제동압력조절 실린더 유닛(60)으로의 전송 공기압을 다단계로 조절함으로써, 플레이어의 운동에 따른 체력 소모에 대한 정도를 다단계로 조절하면서 운동을 수행할 수 있게 된다.

따라서, 페달 조작력을 다단계로 증감시킴과 아울러, 자신의 운동량을 공기축적요소에 의한 공기압 전송에 따른 상기 제동압력 실린더 유닛(60)의 작동량에 따라 플레이어가 자신의 운동량을 감지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 헬스 기구의 변위 및 회전 부위에 장착된 센서(S1, S2, …)에 따른 검출신호를 포착하여, 게임 응용 프로그램 내의 제어 대상에 지시할 수 있도록 하여, 특히 제어 대상물(object or character)에 특정한 움직임을 하거나 방향전환을 수행하거나 등의 소정의 동작을 부여할 수 있도록 하거나, 또는 상기 핸들(17)에 조이스틱(70)을 장착함으로써, 플레이어가 간단하게 소망하는 임의의 조작부의 사용을 가능하게 함에 따라, 조작에 위화감이 생기거나 혼란을 부르는 등의 단점을 해소하는 게임기를 제공할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

또한, 상기 기재의 상기 헬스 기구를 이용하여, 운동을 하면서 소프트웨어나 인터넷을 통해 게임을 동시 구현할 수 있는 효과를 가진다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 헬스 기구에 의하면, 게임응용프로그램 내의 대상물에 동작을 부여하거나, 또는 포인팅 입력을 통해 응용프로그램 내의 키(key) 값을 인터럽트하여, 게임응용프로그램을 일괄 처리하여, 게임에 적용할 수 있음과 동시에, 플레이어의 페달 작동에 상응하는 운동 정도에 따른 공기축적요소의 공기 축적 정도에 의거하여 운동량을 확인할 수 있도록 함으로써, 운동과 함께 재미있는 게임을 동시 구현할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (11)

1. 다수의 프레임으로 이루어진 차체에서 그 전방 상측에는 주 프레임을 사이에 두고 상기 안장과 이격 위치한 헤드 파이프가 배열된 헬스 기구에 있어서,

   상기 헤드 파이프 내에는 스티어링 축이 회동 자유롭게 삽입 설치되고, 이 스티어링 축의 상단에는 핸들이 장착되고,

   상기 스티어링 축 부위의 주 프레임에는, 좌우 한 쌍의 프론트 포크의 상측이 지지 브라켓을 매개로 고정 설치되며,

   상기 프론트 포크의 하단은, 헬스 기구의 후방에서부터 그 전방으로 연재되면서 플레이어가 밟아 구동하는 페달의 작동에 따른 회전력을 회전 대상물에 전동하기 위한 전동수단이 회전 가능하게 고정되는 지지 프레임에 고정 결합되며,

   상기 전동수단은, 상기 페달에 회전지점에 동심적으로 장착된 구동부재와, 상기 구동부재를 지점으로 하여, 체인 또는 벨트와 같은, 전동부재에 의해 회전휠과 함께 연동 회전되는 피동부재 및 중간 회전부재를 포함하고,

   본 기구는,

   상기 중간 회전부재와 함께 회전 가능하게 지지된 회전판에 선회 가능하게 일단이 결합된 피스톤 로드를 갖고, 상기 지지 프레임의 상단에 고정된 리어 프레임에 피벗회전 가능하게 결합된 왕복동 에어 펌프;

   상기 에어 펌프를 공기 공급원으로 하여, 상기 리어 프레임에 대향하여 상기 지지 프레임에 피벗 회전 가능하게 고정된 현가수단;

   상기 현가수단과 상기 지지 프레임의 하단에 각각 회전 가능하게 연결 고정된 공기축적요소; 및

   플레이어가 한 쌍의 페달을 교대로 밟음에 따라, 플레이어의 운동량에 비례하는 상기 구동, 중간회전 및 피동부재에 권장된 전동부재의 전동량에 따라 에어 축적되는 공기축적요소 내의 공압을 구동원으로 하여, 상기 회전휠에 제동력을 인가하기 위한 제동력 인가수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제동력 인가수단은,

   상기 에어 펌프의 펌핑 작용에 기인하여 축적된 공기압을 제1 호스를 통해 전송하여 상기 피동부재의 회전을 규제하도록 상기 지지프레임의 상부에 장착된 피동부재 붙이 밴드 브레이크기구를 브레이킹 작동시키도록, 제2 호스를 매개로 상기 공기축적요소에 연통 가능하게 접속된 단동 브레이크 실린더와 같은 제동압력조절 실린더 유닛과,

   플레이어가 산악 주행이나 비평탄 도로를 주행하는 느낌을 부여하도록, 상기 밴드 브레이크기구를 간헐 작동시켜, 페달 작동에 절도감을 부여하도록, 마이크로 프로세서(CPU)에 의해 개폐작동되도록 상기 제2 호스에 접속된 솔레노이드 밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부재, 피동부재 및 중간 회전부재에 권장된 전동부재의 권취 장력을 조정하기 위한 장력인가부재를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 스티어링 축의 타단부에는 상기 스티어링 축의 회동시, 항시 스티어링 축의 회동을 원위치로 복원하도록, 상기 주 프레임에 타단부가 힌지 결합된 탄성력을 보유한 제1 탄성수단의 일단부가 회동레버를 매개로 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부재는 현가 기구에 의해 상기 지지 프레임에 지지되고,

   상기 현가 기구는, 대체로 그 중앙부에서 복수의 방향으로 절곡 분기되어, 제1 분기부에는 상기 공기축적요소가 힌지결합되고, 제2 분기부에는 그의 일단부가 상기 공기축적요소에, 그의 타단부는 상기 제2 분기부에 각각 힌지 결합된 제2 탄성수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기축적요소에는, 플레이어의 페달 조작 정도에 따라 펌핑되는 에어 펌프로부터의 공기압이 설정치 이상으로 과압될 경우, 이를 사용 중 자동적으로 압력이 감소되도록 에어 배출하여, 감압한 후에도 감소된 압력을 일정하게 유지시키기 위한 감압밸브가 부착된 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지프레임의 절곡부에는 헬스기구를 이동하기 위한 롤러 붙이 이동부재가 회전 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지프레임은, 상기 프론트 포크를 지지하도록 지면상에 상기 헬스 기구의 길이방향으로 양측에 병렬 배열되고, 그 전방단에서 하방 절곡되되 헬스기구의 측방향으로 확개된 후, 상기 프론트 포크와 이격되어 상기 헬스 기구 후방단까지 연장되되, 헬스기구의 후단에서 집속되어 결합되도록 만곡 형성된 쌍으로 배열된 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
9. 전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,

   플레이어의 조작에 따라 변위 또는 회전되는 조작신호를 검출하도록 차체의 변위 또는 회전되는 부위의 대응 위치에 다수의 검출부를 구비하고,

   이 검출부에 의해 검출되는 신호를 게임 유닛에 출력하여, 게임을 제어하는 키입력 기구를 구현하고,

   이 키입력 기구로부터의 입력 신호를 입출력인터페이스를 통해 제어 처리하기 위한 마이크로 프로세서를 구비한 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 검출부는,

    상기 핸들에 의한 스트로크에 따른 회전량을 검출하기 위해 상기 스티어링 축에 부착된 회전수 센서와,

    상기 플레이어의 페달 조작에 따라 회전되는 회전 디스크의 회전 속도를 검출하기 위해 상기 회전 디스크의 엑슬축에 대응하는 프론트 포크 측에 부착된 속도 센서와,

    상기 핸들에 힌지 결합된 브레이크 레버에 의해 보든 케이블을 매개로 보든 케이블 내에서 왕복동하는 와이어에 의해 힌지 동작하는 브레이크 패드의 변위를 검출하는 위치 센서와,

    상기한 센서들에 의해 검출된 신호를 구동 펄스 신호로 하여, 상기 조작부에 의해 구동되는 게임을 제어하기 위해 게임 유닛으로 제어 신호를 송출하기 위한 마이크로 프로세서를 포함하여,

    게임응용프로그램 내의 캐릭터에 동작을 부여하거나, 또는 포인팅 입력을 통해 응용프로그램 내의 키(key) 값을 인터럽트하여, 게임응용프로그램을 일괄 처리하기 위한 조작부를 이루는 것을 특징으로 하는 헬스 기구.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 안장과 핸들에는, 편심추와 모터를 포함하는 바이브레이터가 각각 부착된 것을 특징으로 하는 헬스 기구.