KR100926330B1 - 스타팅 블록의 압력 측정 시스템 - Google Patents

스타팅 블록의 압력 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 육상 선수가 스타팅 블록을 박차고 나갈 때 상기 스타팅 블록에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 지면에 고정되는 지지 수단과, 상기 지지 수단을 경계로 나뉘어져 있으면서, 육상 선수들의 출발 동작 시 육상 선수들의 양쪽 발을 지지함과 동시에 경사각이 조절될 수 있는 디딤판을 구비한 발 받침 수단, 및 상기 발 받침 수단과 지지 수단을 연결시켜 주는 연결 수단을 구비한 스타팅 블록에 있어서, 상기 발 받침 수단에 갖추어져 상기 디딤판의 직교 방향으로 작용되는 압력을 측정하는 수직 압력 측정 수단과, 상기 연결 수단에 장착되어 발 받침 수단에 수평 방향으로 작용되는 힘을 측정할 수 있는 수평 압력 측정 수단, 및 상기 수직 압력 측정 수단과 수평 압력 측정 수단으로부터 전송된 데이터를 표시할 수 있는 제어 박스로 이루어진다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 상기 스타팅 블록을 디딘 육상 선수가 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 압력을 분석할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 스타팅 블록에 가해지는 압력을 분석하여 육상 선수 개개인이 최단 시간 내에 가장 효율적으로 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 수 있는 조건을 찾아낼 수 있도록 한다.
스타팅 블록, 압력 측정 시스템, 단거리 육상, 로드셀

Description

스타팅 블록의 압력 측정 시스템{SYSTEM FOR MEASURING PRESSURE OF STARTING BLOCK}
본 발명은 육상 선수가 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템에 관한 것으로, 특히, 육상 선수가 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 압력과, 육상 선수가 최단 시간내에 가장 효율적으로 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 수 있는 조건과의 상관 관계를 파악하여 선수들의 기록 향상을 도모할 수 있도록 한 센서를 구비한 스타팅 블록의 압력 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 단거리 육상 경기장에는 최초 출발선에 위치한 육상 선수들이 최단 시간 내에 출발선을 박차고 나가기 위해 육상 선수들의 발을 지지할 수 있는 스타팅 블록이 설치되는바, 상기 스타팅 블록에는 지면에 고정되는 지지 수단과, 상기 지지 수단을 경계로 나뉘어져 있으면서, 육상 경기 시 육상 선수들의 발을 지탱 함과 동시에 힌지 결합에 의하여 일정 각도로 축 선회 될 수 있는 디딤판을 구비한 제 1,2 발 받침 수단, 및 상기 제 1,2 발 받침 수단과, 지지 수단을 연결시켜 주는 연결 수단이 갖추어진다.
이러한 구조로 이루어진 상기 스타팅 블록에 갖추어진 디딤판은 선수들의 요구에 따라 디딤판의 기울임 각도를 조정할 수 있어, 디딤판과 맞닿는 선수들의 발바닥 기울기를 조정할 수 있다.
또한, 지지 수단을 경계로 나누어진 제 1,2 발 받침 수단 사이의 간격을 선수들의 기호에 따라 자유 자재로 조절 가능하여 선수들의 신체 조건에 맞게 조절 가능하다.
하지만, 상기와 같은 구조로 이루어진 스타팅 블록에는 육상 선수가 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 압력을 측정할 수 있는 수단이 없어, 스타팅 블록에 작용되는 힘이 육상 선수들의 경기 기록 향상에 어떠한 영향을 주는지 예측할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 스타팅 블록에는 최초 육상 선수가 박차고 나가는 시각만을 측정하는 수단 밖에 없어, 박차고 나가는 반발 압력을 측정하여 최적의 출발자세나 스타팅 블록의 각도나 양발의 거리를 최적화할 수가 없는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여 스타팅 블록에 가해지는 힘을 분석하여 육상 선수가 상기 스타팅 블록을 최단 시간내에 그리고 가장 효율적으로 박차고 나갈 수 있는 개개인의 조건을 파악할 수 있도록 한 스타팅 블록의 압력 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 육상 선수가 상기 스타팅 블록을 박차고 나가는 시각을 파악하여 육상 경기 중 육상 선수들의 부정 출발을 감지해낼 수 있도록 한 스타팅 블록의 압력 측정 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 지면에 고정되는 지지 수단과, 상기 지지 수단을 경계로 나뉘어져 있으면서, 육상 선수들의 출발 동작 시 육상 선수들의 양쪽 발을 지지함과 동시에 경사각이 조절될 수 있는 디딤판을 구비한 발 받침 수단, 및 상기 발 받침 수단과 지지 수단을 연결시켜 주는 연결 수단을 구비한 스타팅 블록에 있어서, 상기 발 받침 수단에 갖추어져 상기 디딤판의 직교 방향으로 작용되는 압력을 측정하는 수직 압력 측정 수단과, 상기 연결 수단에 장착되어 발 받침 수단에 수평 방향으로 작용 되는 힘을 측정할 수 있는 수평 압력 측정 수단, 및 상기 수직 압력 측정 수단과 수평 압력 측정 수단으로부터 전송된 데이터를 표시할 수 있는 제어 박스로 이루어진다.
한편, 상기 제어 박스에는 수직 압력 측정 수단과 수평 압력 측정 수단으로부터 전송된 데이터를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 전송받을 수 있는 데이터 수신 장치와, 상기 데이터 수신 장치를 통해 입력된 데이터를 표시부에 전송하는 제어부, 및 상기 제어부를 통해 출력된 데이터를 디스플레이해 주는 표시부가 갖추어진다.
또한, 상기 제어 박스에는 제어부를 통하여 수직 압력 측정 수단과 수평 압력 측정 수단으로부터 전송된 데이터를 다른 모니터링 장치로 전송하는 데이터 전송 장치가 갖추어짐과 동시에, 외부로부터 입력받은 경기 시작 신호를 제어부로 전송하여, 상기 경기 신호를 입력 받은 제어부가 상기 데이터 수신 장치를 구동시켜 수직 압력 측정 수단과 수평 압력 측정 수단으로부터 전송된 데이터를 전송받도록 하는 출발 신호 입력단이 장착된다.
또, 상기 제어 박스에는 최초 출발 신호 입력단으로부터 출력된 경기 시작 신호가 상기 제어부로 입력되었을 때, 상기 제어부의 제어 신호에 따라 경보음을 발생할 수 있는 경보 발생부가 갖추어짐과 더불어, 상기 데이터 수신 장치와 표시부, 제어부, 데이터 전송 장치, 출발 신호 입력단, 및 경보 발생부에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 스위치가 갖추어진다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 상기 스타팅 블록을 디딘 육상 선수가 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 힘을 분석할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 스타팅 블록에 가해지는 힘을 분석하여 육상 선수 개개인이 최단 시간 내에 그리고 가장 효율적으로 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 수 있는 개개인의 필요 조건을 파악할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 출발 선상에 위치한 육상 선수가 스타팅 블록을 박차고 나가는 순간 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 압력을 측정할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 압력 측정 시스템은 상기 스타팅 블록에 가해지는 압력과 육상 선수가 최단 시간 내에 그리고 가장 효율적으로 스타팅 블록을 박차고 나갈 수 있는 조건과의 상관 관계를 파악할 수 있어, 육상 선수의 경기 기록 향상에 도움을 줄 수 있다는 장점이 있다.
또한, 사람의 육안으로 보기 어려운 부정 출발을 최단 시간 내에 측정해 낼 수 있고, 육상 선수 자신이 현재 출발 신호에 얼마나 민첩하게 움직일 수 있는지를 파악할 수 있어, 육상 선수 개개인의 기록 향상에 도움을 줄 수 있다는 장점이 있다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있 다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
도면 1은 본 발명에 따른 압력 측정 시스템의 개념도이고, 도면 2는 본 발명에 갖추어진 지지 수단에서 발 받침 수단과 연결 수단을 분해한 분해도이며, 도면 3은 본 발명에 갖추어진 발 받침 수단의 사시도이다.
또한, 도면 4는 제 1 압력 감지부를 이용하여 발 받침 수단에 가해지는 압박을 측정하기 위한 휘스톤 브리지 회로도이고, 도면 5는 발 받침 수단에 갖추어진 제 1 압력 감지부의 사시도이며, 도면 6은 발 받침 수단에 압박이 가해졌을 때 제 1 압력 감지부가 변형된 상태도이다.
또, 도면 7은 제 2 압력 감지부를 이용하여 상기 연결 수단에 가해진 수평 방향의 힘을 측정하기 위한 휘스톤 브리지 회로도이고, 도면 8a은 상기 연결 수단을 일측에서 바라본 측면도이며, 도면 8b는 상기 연결 수단을 타측에서 바라본 측면도이다.
또, 도면 9a는 상기 연결 수단에 수평 방향의 힘이 가해졌을 때, 상기 변형된 연결 수단을 일측에서 바라본 측면도이고, 도면 9b는 상기 연결 수단에 수평 방향의 힘이 가해졌을 때, 상기 변형된 연결 수단을 타측에서 바라본 측면도이며, 도 면 10은 본 발명에 따른 압력 측정 시스템을 제어하기 위한 제어 블록도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 지면에 고정되는 지지 수단(1)과, 상기 지지 수단(1)을 경계로 나뉘어져 있으면서, 육상 선수들의 출발 동작 시 육상 선수들의 양쪽 발을 지지함과 동시에 경사각이 조절될 수 있는 디딤판을 구비한 발 받침 수단(5), 및 상기 발 받침 수단(5)과 지지 수단(1)을 연결시켜 주는 연결 수단(7)으로 이루어진 스타팅 블록에 있어서, 상기 발 받침 수단(5)에 갖추어져 상기 디딤판(3)의 직교 방향으로 작용되는 압력을 측정하기 위한 수직 압력 측정 수단(9)과, 상기 연결 수단(7)에 장착되어 발 받침 수단(5)에 수평 방향으로 작용 되는 힘을 측정할 수 있는 수평 압력 측정 수단(11), 및 상기 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 표시할 수 있는 제어 박스(13)로 이루어진다.
한편, 상기 제어 박스(13)에는 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 전송받을 수 있는 데이터 수신 장치(15)와, 상기 데이터 수신 장치(15)를 통해 입력된 데이터를 표시부(17)로 전송하는 제어부(19), 및 상기 제어부(19)를 통해 출력된 데이터를 디스플레이하는 표시부(17)가 갖추어진다.
또한, 상기 제어 박스(13)에는 제어부(19)를 통하여 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 다른 모니터링 장치로 전송하는 데이터 전송 장치(21)가 갖추어짐과 동시에, 외부로부터 입력받은 경기 시작 신호를 제어부(19)로 전송하여, 상기 경기 신호를 입력받은 제어부(19)가 상기 데 이터 수신 장치(15)를 구동시켜 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 전송받도록 하는 출발 신호 입력단(23)이 장착된다.
또, 상기 제어 박스(13)에는 최초 출발 신호 입력단(23)으로부터 출력된 경기 시작 신호가 상기 제어부(19)로 입력되었을 때, 제어부(19)의 제어 신호에 따라 경보음을 발생할 수 있는 경보 발생부(25)가 갖추어짐과 더불어, 상기 데이터 수신 장치(15)와 표시부(17), 제어부(19), 데이터 전송 장치(21), 출발 신호 입력단(23), 및 경보 발생부(25)에 전원을 공급할 수 있는 전원 공급 스위치(27)가 갖추어진다.
한편, 상기 스타팅 블록에 갖추어진 발 받침 수단(5)에는 도면 2에 도시한 바와 같이, 지면과 접하는 베이스판(29)과, 상기 베이스판(29)과 힌지 결합되어 힌지를 축으로 선회할 수 있는 디딤판(3)으로 이루어지고, 상기 베이스판(29)의 양측면에는 상기 베이스판(29)의 수직 방향으로 연장됨과 더불어, 적어도 한 개 이상의 빗면(31)을 갖춘 고정 브라켓(33)이 장착된다.
또한, 상기 고정 브라켓(33)에 갖추어진 빗면(31)에는 상기 빗면(31)의 길이 방향으로 2개 이상의 높이 조절 홈(35)이 갖추어진다.
또, 상기 베이스판(29)을 바라보고 있는 디딤판(3)의 일측면에는 베이스판(29) 방향으로 나란하게 뻗어나온 확장 브라켓(37a,37b)이 갖추어지고, 상기 확장 브라켓(37a,37b)의 사이에는 일정 유격을 가진 고정봉(39)이 장착되어, 상기 디딤판(3)을 베이스판(29) 방향으로 이동시켰을 때 상기 고정봉(39)이 고정 브라 켓(33)에 갖추어진 높이 조절 홈(35)에 고정될 수 있다.
따라서, 사용자는 상기 베이스판(29)과 힌지 결합된 디딤판(3)을 임의의 각도로 기울인 다음, 상기 고정봉(39)을 고정 브라켓(33)에 갖추어진 높이 조절 홈(35)에 끼워넣음으로써, 베이스판(29)과 디딤판(3)이 이루고 있는 내각을 다양하게 조정 가능하다.
또한, 상기 확장 브라켓(37a,37b)이 장착되지 않은 디딤판(3)의 타측면에는 육상 선수의 발과 마찰력을 극대화할 수 있는 디딤 패드(41)가 장착되고, 상기 고정 브라켓(33)의 일측 면에는 두 개 이상의 볼트 구멍(43a)이 갖추어진다.
한편, 상기 지지 수단(1)은 도면 2에 도시한 바와 같이, 지면에 고정됨과 더불어 양측면에 수직 방향으로 뻗어나온 확장편(45)을 구비하고, 상기 확장편(45)에는 2개 이상의 절개 홈(46)이 갖추어진다.
상기 연결 수단(7)은 도면 2에 도시한 바와, 양측 면에 상기 연결 수단(7)의 안쪽 방향으로 오목하게 들어간 오목 홈(49)이 서로 마주보게 갖추어지고, 오목 홈(49)의 하방에 배치된 연결 수단(7)의 일측면에는 2개 이상의 고정 기둥(51)이 나란하게 돌출되어 상기 지지 수단(1)에 갖추어진 절개 홈(46)에 끼워질 수 있다.
또한, 오목 홈(49)의 상방에 배치된 연결 수단(7)의 일측면에는 상기 연결 수단(7)을 두께 방향으로 관통할 수 있는 2개 이상의 볼트 구멍(43b)이 갖추어져 상기 고정 브라켓(33)에 갖추어진 볼트 구멍(43a)과 볼트(44) 결합 될 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 발 받침 수단(5)에 육상 선수의 발이 지탱되면, 육상 선수가 가하는 힘에 의해 상기 디딤판(3)에 직교 방향의 압력이 작용되고, 상기 발 받침 수단(5)과 볼트(44)를 통해 연결된 상기 연결 수단(7)에는 지면과 나란한 수평 방향의 힘이 작용된다.
따라서, 상기 연결 수단(7)과 볼트(44)를 통하여 연결된 발 받침 수단(5)에 외력이 작용되면, 오목 홈(49)의 하방에 배치된 연결 수단(7)은 지지 수단(1)과 연결된 고정 기둥(51)에 의해 지지 수단(1)에 고정되고, 상기 오목 홈(49)의 상방에 배치됨과 동시에 볼트(44)를 통하여 발 받침 수단(5)과 연결된 연결 수단(7)은 발 받침 수단(5)에 가해지는 수평 방향의 힘에 의해 수평 방향으로 인장된다.
한편, 상기 수직 압력 측정 수단(9)은 도면 3과 도면 4에 도시한 바와 같이, 육상 선수의 발과 맞닿는 디딤 패드(41)와 디딤판(3) 사이에 개재되어 디딤판(3)에 직교 방향으로 작용 되는 힘에 따라 특정 범위의 전위차를 발생하는 제 1 압력 감지부(53)와, 상기 제 1 압력 감지부(53)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(55a), 제 1 압력 감지부(53)로부터 전달된 전위차를 검출한 다음, 상기 전위차를 일정 레벨로 증폭시키는 신호 처리부(56a)를 구비하고, 상기 신호 처리부(56a)에는 상기 신호 처리부(56a)를 거쳐 일정 레벨로 증폭된 전위차를 제어 박스(13)에 갖추어진 무선 수신 장치(15)에 전송할 수 있도록 무선 송신 장치(59a)가 갖추어진다.
상기 제 1 압력 감지부(53)는 도면 5에 도시한 바와 같이, 직육면체 형태로써, 상기 디딤 패드(41)와 맞닿는 일측 면에 외부로부터 전달된 힘에 따라 저항값이 변화되는 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)가 장착되고, 상기 디딤판(3)과 맞닿는 타측 면에는 외부로부터 전달된 힘에 따라 저항값이 변화되는 적어도 1개 이상의 인장 스트레인 게이지(63a,63b,63c,63d)가 장착된다.
이러한 구조로 이루어진 제 1 압력 감지부(53)에 외력이 작용 되면 도면 6에 도시한 바와 같이, 직육면체 형태의 제 1 압력 감지부(53)가 변형되어, 디딤 패드(41)와 맞닿는 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)가 압축되는 반면, 상기 디딤판(3)과 맞닿는 적어도 1개 이상의 인장 스트레인게이지(63a,63b,63c,63d)는 인장된다.
따라서, 상기 제 1 압력 감지부(53)에 외력이 작용 되면, 상기 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)의 저항은 줄어드는 반면, 상기 적어도 1개 이상의 인장 스트레인게이지(63a,63b,63c,63d)의 저항값은 증가한다.
한편, 상기와 같은 특성을 가진 제 1 압력 감지부(53)는 상기 제 1 압력 감지부(53)에 갖추어진 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)와 적어도 1개 이상의 인장 스트레인게이지(63a,63b,63c,63d)로 휘스톤 브리지 회로를 구성하여 상기 디딤판(3)에 직교 방향으로 작용 되는 압력을 전기적인 신호로 변환할 수 있는바, 그 구성 방법을 도면 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 압축 스트레인게이지(61a)와 제 2 압축 스트레인게이지(61b)를 직렬 연결함과 동시에, 상기 제 1 인장 스트레인게이지(63a)와 제 2 인장 스트레인게이지(63b)를 직렬 연결하고, 상기 제 1 압축 스트레인게이지(61a)와 제 1 인장 스트레인게이지(63a)를 연결하여 제 1 접점(62)을 구성한다.
다음, 상기 제 3 압축 스트레인게이지(61c)와 제 4 압축 스트레인게이지(61d)를 직렬 연결하고, 상기 제 3 인장 스트레인게이지(63c)와 제 4 인장 스트레인게이지(63d)를 직렬 연결한 다음, 상기 제 2 인장 스트레인게이지(63b)와 제 3 압축 스트레인게이지(61c)를 연결하여 제 2 접점(64)을 구성한다.
또, 제 4 압축 스트레인게이지(61d)와 제 4 인장 스트레인게이지(63d)를 연결하여 제 3 접점(66)을 구성하고 제 3 인장 스트레인게이지(63c)와 제 2 압축 스트레인게이지(61b)를 연결하여 제 4 접점(68)을 구성함으로써 휘스톤 브리지 회로의 구성을 완료한다.
다음, 상기 휘스톤 브리지 회로에 전원을 공급하기 위해 제 1 접점(62)과 제 3 접점(66)에 전원 공급 장치(55a)를 연결하여 전원을 공급한다.
다음, 제 2 접점(64)과 제 4 접점(68) 사이에 신호 처리부(56a)를 연결하여 상기 제 2 접점(64)과 제 4 접점(68) 사이의 전위차를 검출함과 동시에, 상기 검출된 전위차를 일정 레벨로 증폭한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 제 1 압력 감지부(53)는 상기 제 1 압력 감지부(53)에 어떠한 압력도 발생 되지 않았을 때, '0' 볼트의 전위차를 출력한다.
반면, 상기 제 1 압력 감지부(53)에 외력이 작용하였다면, 상기 외력에 의해 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)와 적어도 1개 이상의 인장 스트레인게이지(63a,63b,63c,63d)의 저항값이 변화되어, 특정 범위를 가진 전위차를 출력하게 된다.
한편, 상기 신호 처리부(56a)를 거쳐 일정 레벨로 증폭된 전위차는 다시 무선 송신 장치(59a)로 전송되어 최종적으로 제어 박스(13)에 갖추어진 데이터 수신 장치(15)로 전송되게 된다.
한편, 상기 수평 압력 측정 수단(11)은 도면 7에 도시한 바와 같이, 연결 수 단(7)에 장착되어 상기 연결 수단(7)에 작용 되는 수평 방향의 힘을 전위차로 표현하는 제 2 압력 감지부(65)와, 상기 제 2 압력 감지부(65)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(55b), 및 상기 제 2 압력 감지부(65)로부터 출력된 전위차를 검출한 다음, 일정 크기 레벨로 증폭하는 신호 처리부(56b)를 구비한다.
또한, 상기 신호 처리부(56b)에는 상기 신호 처리부(56b)를 거쳐 일정 레벨로 증폭된 전위차를 상기 무선 수신 장치(15)로 전송하는 무선 송신 장치(59b)가 갖추어진다.
상기 제 2 압력 감지부(65)에는 적어도 1개 이상의 압축 스트레인게이지(72a,72b)와 적어도 1개 이상의 인장 스트레인게이지(70a,70b)가 갖추어지고, 상기 압축 스트레인게이지(72a,72b)와 인장 스트레인게이지(70a,70b)는 휘스톤 브리지 회로로 구성될 수 있는바, 그 구체적인 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
상기 제 2 압력 감지부(65)는 도면 8a와 도면 8b에 도시한 바와 같이, 상기 연결 수단(7)의 일측 내면에 장착된 제 1 인장 스트레인게이지(70a)와 제 1 압축 스트레인게이지(72a) 그리고 상기 연결 수단(7)의 타측 내면에 장착된 제 2 인장 스트레인게이지(70b)와 제 2 압축 스트레인게이지(72b)로 이루어지는바, 이러한 구조로 이루어진 제 2 압력 감지부(65)에 수평 방향이 힘이 작용되면, 도면 9a와 도면 9b에 도시한 바와 같이, 제 1 인장 스트레인게이지(70a)와 제 2 인장 스트레인게이지(70b)가 인장되어 저항이 증가하고, 제 1 압축 스트레인게이지(72a)와 제 2 압축 스트레인게이지(72b)는 압축되어 저항이 감소 되는바, 이러한 특성을 가진 상기 제 1 인장 스트레인게이지(70a)와 제 1 압축 스트레인게이지(72a) 그리고 제 2 인장 스트레인게이지(70b), 및 제 2 압축 스트레인게이지(72b)를 이용하여 휘스톤 브리지 회로를 구성하는 방법을 도면 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제 1 압축 스트레인게이지(72a)와 제 1 인장 스트레인게이지(70a)를 연결하여 제 1 접점(74)을 구성하고, 제 1 인장 스트레인게이지(70a)와 제 2 압축 스트레인게이지(72b)를 연결하여 제 2 접점(75)을 구성한다.
다음, 제 2 압축 스트레인게이지(72b)와 제 2 인장 스트레인게이지(70b)를 연결하여 제 3 접점(76)을 구성하고, 제 2 인장 스트레인게이지(70b)와 제 1 압축 스트레인게이지(72a)를 연결하여 제 4 접점(77)을 구성한다.
다음, 상기 제 1 접점(74)과 제 3 접점(76)에 전원공급장치(55b)를 연결하여 전원을 공급하고, 제 2 접점(75)과 제 4 접점(77) 사이에 신호 처리부(56b)를 연결하여 제 2 접점(75)과 제 4 접점(77) 사이의 전위차를 검출한 다음, 상기 검출된 전위차를 일정 레벨로 증폭시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 신호 처리부(56b)는 일정 레벨로 증폭된 신호를 무선 송신 장치(59b)로 전송하여 최종적으로 상기 연결 수단(7)에 작용 된 수평 방향의 힘이 제어 박스(13)에 갖추어진 무선 수신 장치(15)로 전송되도록 한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 압력 측정 시스템이 동작 되는 과정을 도면 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
최초, 전원 공급 스위치(27)가 눌리게 되면, 상기 제어부(19)는 출발 신호 입력단(23)으로부터 출발 신호가 입력되었는지 점검한다.
이때, 만약 상기 출발 신호 입력단(23)으로부터 출발 신호가 입력되었다면, 상기 제어부(19)는 경보 발생부(25)를 이용하여 경보음을 내보냄과 동시에, 데이터 수신 장치(15)를 구동시켜, 상기 수평 압력 측정 수단(11)과 수직 압력 측정 수단(9)으로부터 전송된 측정 데이터를 수신받는다.
다음, 상기 데이터 수신 장치(15)를 통해 상기 수평 압력 측정 수단(11)과 수직 압력 측정 수단(9)으로부터 데이터를 전송받은 제어부(19)는 상기 데이터를 표시부(17)에 표시함과 더불어 데이터 전송 장치(21)를 이용하여, 상기 수평 압력 측정 수단(11)과 수직 압력 측정 수단(9)으로부터 전송된 데이터를 다른 모니터링 장치로 전송하여 상기 측정된 데이터 값을 수집할 수 있도록 한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 상기 스타킹 블록을 디딘 육상 선수가 스타팅 블록을 박차고 나갈 때, 상기 육상 선수에 의해 스타팅 블록에 가해지는 힘을 분석할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 스타팅 블록의 압력 측정 시스템은 스타팅 블록에 가해지는 힘과 육상 선수 개개인이 최단 시간 내에 가장 효율적으로 상기 스타팅 블록을 박차고 나갈 수 있는 스타팅 조건과의 상관 관계를 파악하여 육상 선수의 기록 향상을 도모할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환과 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것이 아니다.
도면 1은 본 발명에 따른 압력 측정 시스템의 개념도,
도면 2는 본 발명에 갖추어진 지지 수단에서 발 받침 수단과 연결 수단을 분해한 분해도,
도면 3은 본 발명에 갖추어진 발 받침 수단의 사시도,
도면 4는 제 1 압력 감지부를 이용하여 발 받침 수단에 가해진 압박을 측정하기 위한 휘스톤 브리지 회로도,
도면 5는 발 받침 수단에 갖추어진 제 1 압력 감지부의 사시도,
도면 6은 발 받침 수단에 압박이 가해졌을 때 제 1 압력 감지부가 변형된 상태도,
도면 7은 제 2 압력 감지부를 이용하여 상기 연결 수단에 가해진 수평 방향의 힘을 측정하기 위한 휘스톤 브리지 회로도,
도면 8a은 상기 연결 수단을 일측에서 바라본 측면도,
도면 8b는 상기 연결 수단을 타측에서 바라본 측면도,
도면 9a는 상기 연결 수단에 수평 방향의 힘이 가해졌을 때, 상기 변형된 연결 수단을 일측에서 바라본 측면도,
도면 9b는 상기 연결 수단에 수평 방향의 힘이 가해졌을 때, 상기 변형된 연결 수단을 타측에서 바라본 측면도,
도면 10은 본 발명에 따른 압력 측정 시스템을 제어하기 위한 제어 블록도
*도면의 주요 부호에 대한 설명*
1. 지지 수단 3. 디딤판
5. 발 받침 수단 7. 연결 수단
9. 수직 압력 측정 수단 11. 수평 압력 측정 수단
13. 제어 박스 15. 데이터 수신 장치
17. 표시부 19. 제어부
21. 데이터 전송 장치 23. 출발 신호 입력단
25. 경보 발생부 27. 전원 공급 스위치
29. 베이스판 31. 빗면
33. 고정 브라켓 35. 높이 조절 홈
37. 확장 브라켓 39. 고정봉
41. 디딤 패드 43. 볼트 구멍
45. 확장편 46. 절개홈
49. 오목 홈 51. 고정 기둥
53. 제 1 압력 감지부 55. 전원 공급 장치
57. 신호 처리부 59. 무선 송신 장치
61. 압축 스트레인 게이지 62. 제 1 접점
63. 인장 스트레인게이지 64. 제 2 접점
65. 제 2 압력 감지부 66. 제 3 접점
68. 제 4 접점 70. 인장 스트레인게이지
72. 압축 스트레인게이지 74. 제 1 접점
75. 제 2 접점 76. 제 3 접점
77. 제 4 접점

Claims (11)

  1. 지면에 고정되는 지지 수단(1)과,
    상기 지지 수단(1)을 경계로 나뉘어져 있으면서, 육상 선수들의 출발 동작 시 육상 선수들의 양쪽 발을 지지함과 동시에 경사각이 조절될 수 있는 디딤판(3)을 구비한 발 받침 수단(5),
    및 상기 발 받침 수단(5)과 지지 수단(1)을 연결시켜 주는 연결 수단(7)으로 이루어진 스타팅 블록에 있어서,
    상기 발 받침 수단(5)에 갖추어져 상기 디딤판(3)에 직교 방향으로 작용되는 압력을 측정하기 위한 수직 압력 측정 수단(9)과,
    상기 연결 수단(7)에 장착되어 발 받침 수단(5)에 수평 방향으로 작용되는 힘을 측정할 수 있는 수평 압력 측정 수단(11),
    및 상기 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 표시할 수 있는 제어 박스(13)로 이루어지고,
    상기 제어 박스(13)에는 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 전송받을 수 있는 데이터 수신 장치(15)와,
    상기 데이터 수신 장치(15)를 통해 입력된 데이터를 표시부(17)로 전송하는 제어부(19),
    및 상기 제어부(19)를 통해 출력된 데이터를 디스플레이하는 표시부(17)가 갖추어지며,
    상기 제어 박스(13)에는 제어부(19)를 통하여 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 다른 모니터링 장치로 전송하는 데이터 전송 장치(21)가 갖추어지고,
    상기 제어 박스(13)에는 외부로부터 입력받은 경기 시작 신호를 제어부(19)로 전송하여, 상기 경기 신호를 입력받은 제어부(19)가 상기 데이터 수신 장치(15)를 구동시켜 수직 압력 측정 수단(9)과 수평 압력 측정 수단(11)으로부터 전송된 데이터를 전송받도록 하는 출발 신호 입력단(23)이 갖추어지며,
    상기 발 받침 수단(5)에는 지면과 접하는 베이스판(29)과, 상기 베이스판(29)과 힌지 결합되어 힌지를 축으로 선회할 수 있는 디딤판(3)으로 이루어지고, 상기 베이스판(29)의 양측면에는 상기 베이스판(29)의 수직 방향으로 연장됨과 더불어, 적어도 한 개 이상의 빗면(31)을 갖춘 고정 브라켓(33)이 장착되며.
    상기 고정 브라켓(33)에 갖추어진 빗면(31)에는 상기 빗면(31)의 길이 방향으로 2개 이상의 높이 조절 홈(35)이 갖추어지고,
    상기 베이스판(29)을 바라보고 있는 디딤판(3)의 일측면에는 베이스판(29) 방향으로 나란하게 뻗어나온 확장 브라켓(37a,37b)이 갖추어지고, 상기 확장 브라켓(37a,37b)의 사이에는 일정 유격을 가진 고정봉(39)이 장착되어, 상기 디딤판(3)을 베이스판(29) 방향으로 이동시켰을 때 상기 고정봉(39)이 고정 브라켓(33)에 갖추어진 높이 조절 홈(35)에 고정되며,
    상기 확장 브라켓(37a,37b)이 장착되지 않은 디딤판(3)의 타측면에는 육상 선수의 발이 닿는 디딤 패드(41)가 장착되고, 상기 고정 브라켓(33)의 일측 면에는 두 개 이상의 볼트 구멍(43a)이 갖추어지며,
    상기 지지 수단(1)은 지면에 고정됨과 더불어 양측면에 수직 방향으로 뻗어나온 확장편(45)을 구비하고, 상기 확장편(45)에는 2개 이상의 절개 홈(46)이 갖추어지며,
    상기 연결 수단(7)은 양측 면에 상기 연결 수단(7)의 안쪽 방향으로 오목하게 들어간 오목 홈(49)이 서로 마주보게 갖추어지고, 상기 오목 홈(49)의 하방에 배치된 연결 수단(7)의 일측면에는 2개 이상의 고정 기둥(51)이 나란하게 돌출되어 상기 지지 수단(1)에 갖추어진 절개 홈(46)에 끼워지며,
    상기 오목 홈(49)의 상방에 배치된 연결 수단(7)의 일측면에는 상기 연결 수단(7)을 두께 방향으로 관통할 수 있는 2개 이상의 볼트 구멍(43b)이 갖추어져 상기 고정 브라켓(33)에 갖추어진 볼트 구멍(43a)과 볼트(44) 결합된 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어 박스(13)에는 최초 상기 출발 신호 입력단(23)으로부터 출력된 경기 시작 신호가 상기 제어부(19)로 입력되었을 때, 제어부(19)의 제어 신호에 따라 경보음을 발생할 수 있는 경보 발생부(25)가 갖추어지는 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 수직 압력 측정 수단(9)에는 디딤판(3)에 직교 방향으로 작용되는 힘에 따라 특정 범위의 전위차를 발생하는 제 1 압력 감지부(53)가 갖추어지고,
    상기 제 1 압력 감지부(53)는 일측 면에 외부로부터 전달된 힘에 따라 저항값이 변화되는 적어도 한 개 이상의 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)가 장착되고, 타측 면에는 외부로부터 전달된 힘에 따라 저항값이 변화되는 적어도 한 개 이상의 인장 스트레인 게이지(63a,63b,63c,63d)가 장착되는 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 압력 감지부(53)에 갖추어진 압축 스트레인게이지(61a,61b,61c,61d)와 인장 스트레인게이지(63a,63b,63c,63d)는 휘스톤 브리지 회로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 수평 압력 측정 수단(11)에는 연결 수단(7)에 장착되어 상기 연결 수단(7)에 작용되는 수평 방향의 힘을 전위차로 표현하는 제 2 압력 감지부(65)가 갖추어지고,
    상기 제 2 압력 감지부(65)에는 적어도 1 개 이상의 압축 스트레인게이지(72a,72b)와 인장 스트레인 게이지(70a,70b)가 갖추어지는 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 압력 감지부(65)에 갖추어진 압축 스트레인게이지(72a,72b)와 인장 스트레인게이지(70a,70b)는 휘스톤 브리지 회로를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 스타팅 블록의 압력 측정 시스템.
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