KR100789214B1 - Method and apparatus of controlling vertically vibrating apparatus for exercise - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치를 구동하는 단상 영구자석 전동기의 전기 시스템을 도시한 도면,1 is a view showing an electric system of a single-phase permanent magnet motor for driving a vertical vibrating motion device according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 기계 시스템을 도시한 도면,2 is a view showing a mechanical system of the vertical vibration type exercising apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 3(a)은 수직 진동형 운동 장치에 외부 충격이 발생하지 않은 경우의 위치 파형 xn(t)을 도시한 도면,3 (a) is a view showing a position waveform x n (t) when no external shock occurs in the vertical vibration type exercising apparatus,
도 3(b)은 외부 충격의 파형 xd(t)을 도시한 도면, 3 (b) shows a waveform x d (t) of an external shock,
도 3(c)은 수직 진동형 운동 장치에 외부 충격이 발생한 경우의 위치 파형 x(t)을 도시한 도면,3 (c) is a view showing a position waveform x (t) when an external shock occurs in the vertical vibration type exercising apparatus,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 xn(t)과 x(t)의 위치 파형에서 한 주기의 최고점과 최저점을 비교하여 외부 충격 d의 영향을 도시한 도면,4 is a view showing the influence of the external impact d by comparing the highest point and the lowest point of one period in the position waveforms of x n (t) and x (t) according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법의 과정을 도시한 도면,5 is a view showing a process of a drive control method of a vertical vibration type exercising apparatus according to an embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 개략 구성을 도시한 도면, 6 is a view showing a schematic configuration of a drive control device of a vertical vibration type motion device according to an embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 제어 장치의 세부 구성을 도시한 도면,7 is a view showing a detailed configuration of a control device of the drive control device of the vertical vibration type motion device according to an embodiment of the present invention,
도 8(a)은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서의 세부 구성을 도시한 도면, 8 (a) is a view showing a detailed configuration of a position sensor used in an embodiment of the present invention,
도 8(b)은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서의 출력과 거리와의 관계를 도시한 도면,8 (b) is a view showing the relationship between the distance and the output of the position sensor used in an embodiment of the present invention,
도 9는 종래의 수직 진동형 운동 장치를 도시한 도면.9 is a view showing a conventional vertical vibration type exercising apparatus.
도면의 주요부에 관한 설명Description of the main parts of the drawings
10 : 진동판 20 : 위치 센서10: diaphragm 20: position sensor
30 : 제어 장치 40 : 구동부30: control device 40: drive unit
50 : 사용자 인터페이스50: user interface
본 발명은 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 수직 진동형 운동 장치의 외부로부터 가해진 충격을 검 출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive control method and a drive control device for a vertical vibratory exercise device, and more particularly, to a drive control method for a vertical vibratory exercise device to detect an impact applied from the outside of the vertical vibratory exercise device and to respond appropriately thereto. It relates to a drive control device.
최근 칼로리 높은 음식을 섭취하는 양이 늘어나면서 비만 인구가 지속적으로증가하고 있다. 비만은 심장병, 고혈압, 당뇨병 등 다양한 성인병의 발병 원인으로 지적되고 있으며, 관절염 등의 외과 질환의 발병에도 관련성이 있는 것으로 알려져 있다.The recent increase in the number of calorie-rich foods continues to increase the obese population. Obesity has been pointed out as a cause of various adult diseases such as heart disease, high blood pressure, diabetes, and is known to be related to the development of surgical diseases such as arthritis.
비단 비만 인구뿐 아니라 일반인들 사이에서도 건강을 유지하기 위해 유산소 운동이 추천되고 있으며, 유산소 운동을 가능하게 하는 다양한 운동 장치가 사용되고 있다.Aerobic exercise is recommended to maintain health among the general population as well as the obese population, and various exercise devices are being used to enable aerobic exercise.
이러한 다양한 운동 장치 중 유산소 운동을 가능하게 하면서도 무릎 관절 등에 충격을 줄기기 위한 운동 장치로서 수직 진동형 운동 장치가 제안되어 있다. Among these various exercise devices, a vertical vibration type exercise device has been proposed as an exercise device for imparting an aerobic exercise to impart an impact to a knee joint or the like.
수직 진동형 운동 장치는 예컨대, 사용자가 당해 운동 장치의 진동판에 탑승하여 운동 장치를 구동시키면 그 발판이 상하로 진동하여 사용자의 지방 및 근육에 자극을 주어 지방을 감소시키고 근육을 강화시키는 원리를 이용한다. The vertical vibration type exercise device uses, for example, the principle that when the user rides on the vibration plate of the exercise device and drives the exercise device, the foot plate vibrates up and down to stimulate the user's fat and muscle to reduce fat and strengthen the muscle.
도 9는 종래의 수직 진동형 운동 장치를 도시한 도면이다. 9 is a view showing a conventional vertical vibration type exercising apparatus.
종래의 수직 진동형 운동 장치는 L자형 프레임(70)의 하단에 진동판(72)이 설치되고, 프레임(70)의 상단에 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이(74) 및 구동 상태 등을 표시하기 위한 표시부(76)가 설치되어 있다. 진동판(72)은 그 하부에 단상 영구 자석 전동기의 원리를 이용한 진동 발생 장치를 포함하고 있다. In the conventional vertical vibration type exercise device, the
그런데, 이러한 수직 진동형 운동 장치는 영구 자석 전동기의 원리로 수직 방향의 진동을 발생시키는 것이므로, 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 외부로부터 충격이 가해진 경우, 예컨대, 탑승 중인 사용자 외에 다른 사용자가 추가로 탑승한 경우, 구동부에 무리한 충격을 주어 수직 진동형 운동 장치가 고장이 날 우려가 있다. However, since the vertical vibratory motion device generates vibration in the vertical direction based on the principle of the permanent magnet electric motor, when an external shock is applied while driving the vertical vibratory motion device, for example, a user other than the boarding user may ride additionally. In this case, the driving unit may be excessively shocked and the vertical vibration type exercising apparatus may be broken.
또한, 사용자가 운동 장치의 구동 중에 진동판에서 넘어지는 경우, 즉시 운동 장치의 전원을 오프시켜 비정상적인 자세에 있을 수 있는 탑승자에게 진동을 가하지 않도록 하여야 한다. In addition, if the user falls from the diaphragm while driving the exercise device, the power of the exercise device should be immediately turned off so as not to vibrate the occupant who may be in an abnormal posture.
따라서, 수직 진동형 운동 장치가 자체적으로 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하는 기술적 수단이 요구된다. Therefore, there is a need for a technical means for detecting a shock applied from the outside by the vertical vibration type exercise device and responding appropriately thereto.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 수직 진동형 운동 장치에 있어 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 함으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and by detecting an impact applied from the outside in a vertical vibratory exercise device and responding appropriately thereto, it is possible to prevent the failure of the vertical vibratory exercise device and to ensure the safety of the user. It is an object of the present invention to provide a drive control method and a drive control device for a vibrating motion device.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 측면은 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동 판에 수직 진동을 전달하는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계와, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계, 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계와, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the first aspect of the present invention is a vertical including a vibration plate, a bottom support fixed to the ground, and a drive unit provided between the vibration plate and the bottom support to transmit the vertical vibration to the vibration plate A drive control method of a vibratory exercise device, comprising: detecting positional information of the diaphragm while driving the vertical vibratory exercise device, detecting a change of the positional information, based on the detected change of the positional information It provides a drive control method of a vertical vibrating exercise device comprising the step of determining whether an impact is applied to the vibration plate from the outside, and, if it is determined that the impact is applied from the outside.
또한, 상기 위치 정보는 시간에 따른 상기 진동판의 위치 파형일 수 있다. In addition, the position information may be a position waveform of the diaphragm with time.
또한, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계는 상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 단계와, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계는 상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단할 수 있다. The detecting of the change in the positional information may include calculating data for each predetermined period of time based on the position waveform, and calculating a change amount between the calculated data, and from the outside of the vibration plate. In the determining of whether the impact is applied, when the calculated change amount exceeds a preset value, it may be determined that the impact is applied from the outside.
또한, 상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값이거나, 또는 상기 진동판의 위치의 평균값이거나, 또는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값일 수 있다. Further, the data may be the highest and lowest values of the position of the diaphragm, the average value of the position of the diaphragm, or n (n is any natural number) at any time.
또한, 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계는 상기 진동판에 광을 조사하는 단계와, 상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. The detecting of the position information of the diaphragm may include irradiating light to the diaphragm, measuring the amount of light reflected from the diaphragm, and detecting position information of the diaphragm based on the measured amount of light. It may include.
또한, 본 발명의 제2 측면은 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동판에 수직 진동을 전달하 는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치에 있어서, 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 위치 정보 검출 수단과, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 위치 정보 변화 검출 수단과, 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 외부 충격 판단 수단과, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 전원 차단 수단을 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치를 제공한다.In addition, the second aspect of the present invention is a drive control of the vertical vibration type exercise apparatus including a vibration plate, a bottom support portion fixed to the ground, and a drive unit provided between the vibration plate and the bottom support portion to transmit vertical vibration to the vibration plate. An apparatus, comprising: position information detecting means for detecting position information of the diaphragm during driving of the vertical vibrating exercise device, position information change detecting means for detecting a change in the position information, and change based on the detected position information change Drive control of a vertical vibration type exercise device including external impact determining means for determining whether an impact is applied to the diaphragm from the outside, and a power cut-off means for turning off the power of the driving unit when it is determined that an impact is applied from the outside. Provide the device.
또한, 상기 위치 정보는 시간에 따른 상기 진동판의 위치 파형일 수 있다. In addition, the position information may be a position waveform of the diaphragm with time.
또한, 상기 위치 정보 변화 검출 수단은 상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 데이터 산출 수단과, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단을 포함할 수 있으며, 상기 외부 충격 판단 수단은 상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단할 수 있다.In addition, the position information change detection means may include data calculation means for calculating data for each predetermined period based on the position waveform, and change amount calculation means for calculating a change amount between the calculated data, and determining the external impact. The means may determine that an impact is applied from the outside when the calculated change amount exceeds a preset value.
또한, 상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값이거나, 또는 상기 진동판의 위치의 평균값이거나, 또는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값일 수 있다.Further, the data may be the highest and lowest values of the position of the diaphragm, the average value of the position of the diaphragm, or n (n is any natural number) at any time.
또한, 상기 위치 정보 검출 수단은 위치 센서일 수 있으며, 상기 위치 센서는 발광부와 수광부를 가지며, 상기 발광부는 상기 진동판에 광을 조사하고, 상기 수광부는 상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하고, 상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출할 수 있다. In addition, the position information detecting means may be a position sensor, wherein the position sensor has a light emitting portion and a light receiving portion, the light emitting portion irradiates light to the diaphragm, the light receiving portion measures the amount of light reflected from the diaphragm, The position information of the diaphragm may be detected based on the measured amount of light.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 소모 전력을 최소로 하는 최적 구동 전류의 산출 원리를 이하에서 설명한다. First, the calculation principle of the optimum drive current to minimize the power consumption of the vertical vibration type exercising apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치를 구동하는 단상 영구 자석 전동기의 전기 시스템을 도시한 도면이다. 1 is a view showing an electric system of a single-phase permanent magnet motor for driving a vertical vibrating motion device according to an embodiment of the present invention.
이와 같은 단상 영구 자석 전동기의 전기 시스템의 동역학은 다음과 같다.The dynamics of the electrical system of such a single phase permanent magnet motor is as follows.
(1) (One)
(2) (2)
단, L 은 전동기의 인덕턴스, R 은 상저항, vE 는 역기전력을 의미하고, V 는 인가 전압을, I 는 권선 전류를 나타낸다.Where L is the inductance of the motor, R is the phase resistance, v E is the counter electromotive force, V is the applied voltage, and I is the winding current.
또한, 도 2는 수직 진동형 운동 장치의 기계 시스템을 도시한 도면이다. 2 is a view showing the mechanical system of the vertical vibratory motion device.
이와 같은 기계 시스템의 동역학은 다음과 같이 표현된다.The dynamics of such a mechanical system is expressed as follows.
(3) (3)
단, M 은 수직 진동형 운동 장치에 탑승한 사용자의 질량을 포함하는 부하 질량, B 는 점성 부하 상수, k 는 스프링의 탄성 계수, g 는 중력가속도, x 는 관성계에 대한 절대 위치를 나타낸다.Where M is the load mass including the mass of the user in the vertical vibrating motion device, B is the viscous load constant, k is the elastic modulus of the spring, g is the gravitational acceleration, and x is the absolute position with respect to the inertial system.
한편, 수직 진동형 운동 장치가 정지 상태일 때에는 중력가속도에 의한 힘과 스프링의 복원력이 평형을 이루게 되는데, 이 때의 평형 위치 x0 는 다음과 같이 표현된다.On the other hand, when the vertical vibration type motion device is in a stationary state, the force due to the acceleration of gravity and the restoring force of the spring form an equilibrium, where the equilibrium position x 0 is expressed as follows.
(4) (4)
이와 같이, 평형 위치 x0 를 측정하면, 그에 따라, 부하 질량 M 을 구할 수 있으며, 또한, 부하 질량 M 을 파악하게 됨으로써, 사용자의 탑승 여부 또는 과부하 여부 등을 판별할 수 있다. In this way, when the equilibrium position x 0 is measured, the load mass M can be calculated accordingly, and the load mass M can be grasped to determine whether the user is on board or overloaded.
한편, x 를 평형 위치에 대한 상대 위치로 치환하고 부하가 평형 위치를 기준으로 일정한 진폭의 정현파 운동을 한다고 가정하면 위치 x 는 다음을 만족한다.On the other hand, assuming that x is replaced with a position relative to the equilibrium position and the load assumes a sinusoidal motion of constant amplitude relative to the equilibrium position, then the position x satisfies the following.
(5) (5)
이때, 식 (4) 및 (5)를 식 (3)에 대입하여 시간에 대한 전류값을 구하면 다음과 같다.At this time, by substituting equations (4) and (5) into equation (3) to obtain the current value with respect to time as follows.
(6) (6)
다음에, 식 (6)을 미분하면 다음과 같은 식을 구할 수 있다.Next, by differentiating equation (6), the following equation can be obtained.
(7) (7)
또한, 식 (2) 및 (5)에 의하여 다음과 같은 식이 성립한다.In addition, the following formula | equation is established by Formula (2) and (5).
(8) (8)
이때, 식 (6), (7) 및 (8)을 식 (1)에 대입하면 상전압 V 는 다음과 같이 표현된다.At this time, if equations (6), (7) and (8) are substituted into equation (1), the phase voltage V is expressed as follows.
(9) (9)
따라서, 식 (9)와 같은 전압을 전동기에 인가하여 식 (6)과 같은 전류로 전동기가 구동되는 경우, 수직 진동형 운동 장치는 안정 상태(steady state)에서 평형 위치를 기준으로 식 (5)와 같은 정현파 구동을 함을 알 수 있다.Therefore, when the motor is driven with the current as shown in equation (6) by applying a voltage as shown in equation (9) to the motor, the vertical vibrating motion device is the same as the equation (5) based on the equilibrium position in the steady state. It can be seen that the same sinusoidal driving.
그런데, 식 (3)으로 표현되는 기계시스템은 선형 시불변 시스템(Linear Time-Invariant System)이므로 선형 시스템 이론에 의해 외부 충격(외란)이 가해진 시스템의 출력 즉, 위치 x(t)는 외부 충격이 없는 시스템의 출력 xn(t)에 외부 충격만을 입력으로 갖는 시스템의 출력 xd(t)를 합한 것과 같다. However, since the mechanical system represented by Eq. It is equal to the sum of the output x n (t) of the missing system plus the output x d (t) of the system with only external shocks as input.
따라서 x(t) 는 다음과 같이 표현된다.Thus x (t) is expressed as
(10) 10
여기서 xn(t) 및 xd(t) 는 다음과 같은 식을 만족한다.Where x n (t) and x d (t) satisfy the following equation.
(11) (11)
(12) (12)
도 3(a), 도 3(b), 도 3(c)은 각각 xn(t), xd(t) 및 x(t)의 파형을 도시하고 있다. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) show waveforms of x n (t), x d (t) and x (t), respectively.
xn(t)는 예컨대, 정현파의 파형을 가진다. 또한, xd(t)는 외부 충격 d(t)에 의해 초기에 정현파 파형을 가지다가 시간이 지남에 따라 점차 진폭이 감소된다. 이에 따라, x(t)는 외부 충격이 발생한 시점부터 xn(t)보다 큰 진폭을 갖다가 시간이 지남에 따라 점차 xn(t)와 유사한 파형을 갖게 된다. x n (t) has, for example, a sinusoidal waveform. In addition, x d (t) has a sinusoidal waveform initially by an external impact d (t), and the amplitude gradually decreases over time. Accordingly, x (t) has a larger amplitude than x n (t) from the time of the external shock and gradually has a waveform similar to x n (t) as time passes.
즉, 외부 충격이 있는 경우의 위치 파형은 외부 충격이 없는 경우의 위치 파형과 외부 충격에 의한 위치 파형의 합으로 결정된다. That is, the position waveform when there is an external shock is determined by the sum of the position waveform when there is no external shock and the position waveform due to the external shock.
따라서, 위치 파형의 변화를 관찰하여 외부 충격을 검출할 수 있다.Therefore, the external shock can be detected by observing the change of the position waveform.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 xn(t)과 x(t)의 위치 파형에서 한 주기의 최고점과 최저점을 비교하여 외부 충격 d의 영향을 도시한 도면이다.4 is a view showing the influence of the external impact d by comparing the highest point and the lowest point of one period in the position waveforms of x n (t) and x (t) according to an embodiment of the present invention.
xn(t)는 외부 충격이 발생하지 않은 경우의 진동판의 위치 파형이며, x(t)는 외부 충격이 발생한 경우의 진동판의 위치 파형이다. x n (t) is a position waveform of the diaphragm when an external shock has not occurred, and x (t) is a position waveform of the diaphragm when an external shock has occurred.
수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 발생하는 외부 충격으로, 예컨대 사용자가 진동판 위에서 넘어져서 발생하는 충격 또는 제3자에 의한 충격 등이 있다. External shocks generated during the operation of the vertical vibratory motion device include, for example, shocks caused by the user falling over the vibration plate or shocks by a third party.
이러한 종류의 충격은 수직 진동형 운동 장치의 진동 운동에 비해 주파수가 상대적으로 크므로, 한 주기 내의 위치 파형을 어느 한쪽으로 큰 폭으로 이동시킨다. 그에 따라, 외부 충격이 발생한 경우 한 주기의 위치 파형의 최고점 또는 최저점의 크기에 영향을 미치게 된다. This kind of impact has a relatively large frequency compared to the vibrating motion of the vertical vibratory motion device, and thus moves the position waveform within one period to a large width. Accordingly, when an external shock occurs, it affects the magnitude of the highest point or the lowest point of the position waveform of one cycle.
따라서, 외부 충격이 발생한 후의 한 주기 내의 위치 파형의 최고점과 최저점을 측정하여, 외부 충격이 발생하기 전의 한 주기 내의 위치 파형의 최고점과 최저점과 비교함으로써, 외부 충격을 검출할 수 있다. Therefore, the external shock can be detected by measuring the highest point and the lowest point of the position waveform in one cycle after the external shock is generated and comparing it with the highest point and the lowest point of the position waveform in one cycle before the external shock is generated.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진동판의 위치 파형이 예컨대, 정현파인 경우, 한 주기 동안의 진동판의 위치의 평균값을 산출하여, 외부 충격 발생 전의 위치의 평균값과 외부 충격 발생 후의 위치의 평균값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수 있다. Further, according to another embodiment of the present invention, when the position waveform of the diaphragm is, for example, a sine wave, the average value of the position of the diaphragm for one period is calculated, so that the average value of the position before the external shock is generated and the average value of the position after the external shock is generated. By comparing these, it is possible to detect whether an external shock has occurred.
즉, 외부 충격이 발생하면, 진동판의 위치 파형이 변화되고, 그에 따라, 한 주기 동안의 위치의 평균값도 변화되므로, 그 평균값의 변화량에 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수 있는 것이다. That is, when an external shock occurs, the position waveform of the diaphragm changes, and accordingly, the average value of the position during one period also changes, so that it is possible to detect whether the external shock has occurred in the change amount of the average value.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 진동판의 위치 파형이 예컨대, 정현파인 경우, 한 주기 동안의 임의의 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 진동판의 위치값을 산출하여, 외부 충격 발생 전의 위치값과 외부 충격 발생 후의 위치값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수도 있다. Further, according to another embodiment of the present invention, when the position waveform of the diaphragm is, for example, a sinusoidal wave, the position value of the diaphragm at any point of time (n is an arbitrary natural number) for any one period is calculated. Thus, by comparing the position value before the external shock occurrence and the position value after the external shock occurrence, it is possible to detect whether or not the external shock has occurred.
즉, 위치 센서 등에 의해 진동판의 위치 파형을 검출한 후, 검출된 위치 파형을 기초로, 한 주기 동안의 진동판의 위치의 평균값을 구하면 다음과 같다. That is, after detecting the position waveform of the diaphragm by a position sensor etc., the average value of the position of the diaphragm for one period is calculated as follows based on the detected position waveform.
(13) (13)
이러한 방식으로, 외부 충격이 발생하기 전의 진동판 위치의 평균값과 외부 충격이 발생한 후의 진동판 위치의 평균값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수도 있다. In this manner, by comparing the average value of the diaphragm position before the external shock and the average value of the diaphragm position after the external shock, it is possible to detect whether or not the external impact has occurred.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 대해 구체적으로 설명한다. Next will be described in detail with respect to the drive control method of the vertical vibration type exercise apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법의 과정을 도시한 도면이다. 5 is a view showing a process of the drive control method of the vertical vibration type exercise apparatus according to an embodiment of the present invention.
수직 진동형 운동 장치가 구동하고 있는 동안, 위치 정보 검출 단계(S100)에서 위치 센서 등에 의해 진동판의 위치 정보, 예컨대, 시간에 따른 진동판의 위치 파형을 검출한다. 즉, 시간에 대한 진동판 위치의 함수를 검출한다. While the vertical vibratory motion device is being driven, the positional information of the diaphragm, for example, the position waveform of the diaphragm with time, is detected by the position sensor or the like in the positional information detecting step S100. That is, a function of the diaphragm position with respect to time is detected.
다음에, 데이터 산출 단계(S200)에서는 위치 정보 검출 단계(S100)에서 검출한 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 데이터, 예컨대, 진동판의 위치의 최고값 및 최저값을 산출한다. 여기서, 사전 설정된 기간은 한 주기인 것이 바람직하다. Next, in the data calculating step S200, data, for example, the highest value and the lowest value of the position of the diaphragm are calculated for each preset period based on the position waveform of the diaphragm detected in the position information detecting step S100. Here, the preset period is preferably one cycle.
이와 달리, 상기 데이터로서 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 진동판의 위치의 평균값을 산출할 수도 있다. 또한, 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 위치값을 산출할 수도 있다. Alternatively, the average value of the position of the diaphragm may be calculated for each preset period based on the position waveform of the diaphragm as the data. Further, based on the position waveform of the diaphragm, the position values at any time of n pieces (n is an arbitrary natural number) may be calculated for each preset period.
다음에, 데이터 변화량 산출 단계(S300)에서는 데이터 산출 단계(S200)에서 산출한 데이터들을 상호 비교하여, 그 변화량(d), 즉, 차이를 산출한다. Next, in the data change amount calculation step S300, the data calculated in the data calculation step S200 are compared with each other, and the change amount d, that is, the difference is calculated.
다음에, 판단 단계(S400)에서는 데이터 변화량 산출 단계(S300)에서 산출한 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과하는지 여부를 판단한다. 만일, 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과한다고 판단되면, 전원을 오프시키는 한편(S500), 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과하지 않는다고 판단되면, 위치 정보 검출 단계(S100)로 돌아가서, 다시 진동판의 위치 파형을 검출한다. Next, in the determination step S400, it is determined whether the change amount d calculated in the data change amount calculation step S300 exceeds a preset value d c . If it is determined that the change amount d exceeds the preset value d c , the power is turned off (S500), and if it is determined that the change amount d does not exceed the preset value d c , the location information Returning to the detection step S100, the position waveform of the diaphragm is detected again.
이와 같이, 진동판의 위치 파형에 변화가 생긴 경우, 그 변화량을 검출하여, 검출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는 경우, 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하여 구동부의 전원을 오프시킴으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있다. As described above, when a change occurs in the position waveform of the diaphragm, the amount of change is detected, and when the detected change amount exceeds a preset value, it is judged that an impact is applied to the diaphragm from the outside and the power of the driving unit is turned off, thereby providing a vertical vibration type. It is possible to prevent the malfunction of the exercise device and to improve the safety of the user.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.6 is a view showing a schematic configuration of a drive control device of a vertical vibration type motion device according to an embodiment of the present invention.
위치 센서(20)는 진동판(10)의 위치 정보, 예컨대, 위치 파형을 검출하여, 검출된 위치 파형을 제어 장치(30)로 전송한다. The
제어 장치(30)는 위치 센서(20)로부터 전송받은 위치 파형을 기초로 위치 파형의 변화를 검출하고, 검출된 위치 파형의 변화에 근거하여 외부로부터 진동판에 충격이 가해졌는지 여부를 판단한다. 만일, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우에는, 구동부(40)에 공급되고 있던 구동 전류를 차단한다. The
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 제어 장치(30)의 세부 구성을 도시한 도면이다.FIG. 7 is a view showing the detailed configuration of the
데이터 산출부(32)는 위치 센서(20)로부터 전송받은 위치 정보, 예컨대, 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 데이터, 예컨대, 진동판의 위치의 최고값 및 최저값을 산출한다. The
이와 달리, 데이터 산출부(32)는 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 진동판의 위치의 평균값을 산출할 수도 있으며, 또한, 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 위치값을 산출할 수도 있다. Alternatively, the
다음에, 데이터 변화량 산출부(34)는 데이터 산출부(32)에서 산출된 데이터들 간의 변화량(d), 즉, 차이를 산출한다. Next, the data
다음에, 판단부(36)는 데이터 변화량 산출부(34)에서 산출된 데이터 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는지 여부를 판단한다. 만일, 변화량이 사전 설정된 값을 초과한다고 판단되면, 구동부에 공급되고 있던 구동 전류를 차단하도록 전류 공급부(38)에 명령한다. Next, the
이와 같이, 진동판의 위치 파형에 변화가 생긴 경우, 그 변화량을 검출하여, 검출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는 경우, 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하여 구동부의 전원을 오프시킴으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고 장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있다. As described above, when a change occurs in the position waveform of the diaphragm, the amount of change is detected, and when the detected change amount exceeds a preset value, it is judged that an impact is applied to the diaphragm from the outside and the power of the driving unit is turned off, thereby providing a vertical vibration type. It can prevent the exercise device from failing and promote the safety of the user.
다음은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서에 대해 설명한다. The following describes a position sensor used in an embodiment of the present invention.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서(20)의 세부 구성을 도시한 도면이다. 8A is a diagram illustrating a detailed configuration of the
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서(30)는 발광부(12), 수광부(14), 연산 증폭기(OP-AMP)(16), 필터(18)를 구비한다. The
발광부(12)는 진동판(10)으로 예컨대 적외선을 조사하며, 조사된 적외선은 진동판(10)에 의해 반사되어 수광부(14)로 돌아온다.The
수광부(14)는 진동판(10)에 의해 반사된 적외선의 광량을 측정하고, 측정된 광량에 따라 출력 전류를 변화시킨다. 즉, 수광부(14)는 반사된 적외선의 광량에 비례하는 출력 전류를 출력한다. 여기서, 반사된 적외선의 광량은 진동판(10)과 위치 센서(20)간 거리에 반비례하므로, 위치 센서(20)의 출력 전류는 도 2b에 도시되어 있는 바와 같은 거리의 함수로 된다. 이와 같은 관계를 이용하여 위치 센서(20)는 진동판(10)의 위치를 검출할 수 있다. 이 경우, 발광부(12)는 적외선 다이오드를, 수광부(14)는 적외선 트랜지스터를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 발광부(12)와 수광부(14)가 각각 적외선 다이오드와 적외선 트랜지스터를 사용하여 구성되는 경우 저렴한 비용으로 위치 센서(10)를 구성할 수 있다는 장점이 있다.The
연산 증폭기(16)는 수광부(14)로부터 전송된 출력 전류를 증폭하여 필터로 전송하고, 필터(18)는 연산 증폭기로부터 전송된 출력 전류 중 노이즈 성분을 제거하여 수직 진동형 운동 장치의 제어 장치(30)로 전송한다. The
또한, 수직 진동형 운동 장치의 제어 장치(30)는 위치 센서(20)의 수광부(14)가 수광한 적외선의 광량과 이에 대응하는 진동판(10)과 위치 센서(20) 간의 거리를 테이블로 데이터베이스부(도시 생략)에 저장해두고, 위치 센서(20)의 수광부로부터 전송 받은 적외선의 광량에 대응하는 진동판(10)과 위치 센서(20) 간의 거리를 상기 테이블로부터 판독하여 산출할 수 있다.In addition, the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
본 발명은 수직 진동형 운동 장치의 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 수직 진동형 운동 장치를 구동함으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of preventing the failure of the vertical vibrating exercise device and promoting the safety of the user by driving the vertical vibrating exercise device so as to detect the impact applied from the outside of the vertical vibrating exercise device and respond appropriately thereto.
Claims (20)
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