KR101135317B1 - 체중이동 감지장치 및 체중이동 분석방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골퍼의 스윙 시 체중이동을 감지하는 체중이동 감지장치로서, 더욱 상세하게는 복수의 체중감지센서를 골퍼가 위치한 타석의 하부에 마련하고, 각 체중감지센서에서 감지된 센싱 값을 이용하여 골퍼의 스윙 시 골퍼의 무게중심의 변화를 계산한 후 이를 분석하여 골퍼의 체중이동을 감지할 수 있는 체중이동 감지장치에 대한 것이다.

본 발명의 체중이동 감지장치는 사용자가 스윙을 하기 위해 위치하는 타석과, 상기 타석의 하부에 마련되어 사용자의 스윙 시 체중을 감지하는 복수의 체중감지센서와, 상기 각 체중감지센서에서 감지된 센싱 값을 이용하여 사용자의 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 변화를 계산하고 이를 통해 사용자의 체중이동상황을 분석하는 분석유닛을 포함한다.

본 발명의 체중이동 감지장치는 골퍼의 스윙 시 체중이동상황을 정확하게 감지할 수 있고, 골퍼가 타석의 지정된 곳에 위치하지 않더라도 체중이동상황을 감지할 수 있어 골퍼의 편의성을 향상시킬 수 있고, 적은 수의 센서를 이용하여 체중이동상황을 정확하고 효율적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.

골프연습장치, 체중이동, 무게중심

Description

체중이동 감지장치 및 체중이동 분석방법{Apparatus for detecting weight shift and analyzing method of weight shift}

본 발명은 체중이동 감지장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 골퍼가 스윙을 할 수 있는 타석을 마련하고 골퍼가 스윙을 하는 동안 골퍼의 체중 이동 상황을 감지하는 체중이동감지장치에 대한 것이다.

일반적으로 골프는 일정한 거리만큼 떨어진 곳에 홀컵을 마련하고 드라이버 등 골프채로 골프공을 타격하여 홀컵에 골프공을 넣되 각 코스마다 정해진 타수가 있고 가장 적은 타수로 18개의 코스를 완주한 골퍼가 이기는 경기를 말한다.

골프의 경우 골프 클럽을 이용하여 골프공을 타격하되 타격 후 날아가는 골프공의 비거리뿐만 아니라 방향도 매우 중요한 경기이다. 이 때문에 골퍼가 공을 타격하기 위해 취하는 스윙 자세가 매우 중요하며 잘못된 스윙 자세에 의해 공이 엉뚱한 방향으로 가거나 비거리가 작아지게 된다. 즉, 골프에 있어서 골프공은 골퍼의 스윙 동작에서 중심축을 이용함으로써 체중의 이동과 함께 원심력에 의하여 타구가 이루어지므로 정확한 스윙자세로 스윙을 해야 할뿐만 아니라 스윙이 이루어지는 동안 골퍼의 체중이동이 자연스럽게 이루어져야만 골프공의 방향성과 비거리를 향상시킬 수 있다.

자연스러운 체중이동의 변화를 기초하여 스윙이 이루어지지 않으면 골프공을 골퍼가 원하는 방향으로 보낼 수 없게 되고, 골프공의 비거리도 짧아질 수 밖에 없다. 또한, 잘못된 체중이동내지는 스윙자세에 의해 허리, 목, 어깨, 다리와 같은 부위에 큰 무리를 주게 되어 다치는 경우가 생기게 된다.

이러한 체중이동은 스윙자세와는 달리 외부로 표출되는 것이 아니어서 스윙 시 체중이동이 자연스럽게 이루어지는지에 대해 골퍼가 정확히 알기가 매우 어렵다.

종래의 골프 연습 과정에서는 골퍼의 스윙자세에 대한 교정만이 이루어질 뿐 골퍼의 스윙 시 체중이동에 대해서는 정확하게 교정할 수 있는 수단이 없거나 스윙자세를 통해 체중이동을 추축할 뿐 정확한 체중이동을 감지할 수 있는 수단이 없는 문제점이 있다.

또한, 종래의 골퍼의 체중이동을 감지하는 장치는 체중이동을 감지하기 위해서는 골퍼가 타석의 지정된 위치에서 스윙을 하여야하고, 부위별 체중이동을 감지하기 위해 많은 감지센서를 설치하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 체중이동의 감지 시 사용자의 자유도를 최대한 보장할 수 있고, 적은 수의 감지센서를 이용하여 사용자의 체중이동을 정확하고 효율적으로 감지할 수 있는 체중이동 감지장치 및 체중이동 분석방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 체중이동 감지장치는 사용자가 스윙을 하기 위해 위치하는 타석과, 상기 타석의 하부에 마련되어 사용자의 스윙 시 체중을 감지하는 복수의 체중감지센서와, 상기 각 체중감지센서에서 감지된 센싱 값을 이용하여 사용자의 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 변화를 계산하고 이를 통해 사용자의 체중이동상황을 분석하는 분석유닛을 포함한다.

또한, 상기 체중이동감지센서는 적어도 4개 이상으로 마련되며, 상기 타석의 테두리에 대칭적으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체중이동감지센서는 각각 위치한 곳의 중량을 감지하고, 각각 감지된 센싱 값을 개별적으로 상기 분석유닛으로 출력한다.

또한, 상기 체중이동감지센서는 스트링 게이지를 이용한 중량감지센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체중이동감지센서는 압전소자를 이용한 중량감지센서인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분석유닛은 상기 각 체중감지센서의 센싱 값을 이용하여 스윙 전 후 또는 스윙 중의 무게중심의 위치를 각각 계산하고 이를 이용하여 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 변화를 계산한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 체중이동 분석방법은 타석에 위치한 사용자의 스윙 시 타석의 하부에 위치한 복수의 체중감지센서를 이용하여 체중을 감지하는 단계; 상기 감지단계에서 감지된 각 체중감지센서의 센싱 값을 이용하여 사용자의 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 변화를 계산하는 단계; 상기 계산된 무게중심의 변화를 이용하여 사용자의 체중이동상황을 분석하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 감지하는 단계에서 상기 체중감지센서는 상기 타석의 테두리에 적어도 4개 이상 대칭적으로 마련되어 상기 사용자의 체중을 감지한다.

또한, 상기 무게중심의 변화를 계산하는 단계에서 상기 각 체중감지센서의 센싱 값을 이용하여 사용자의 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 위치를 계산하고 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 위치 변화를 이용하여 상기 사용자의 무게중심의 변화를 계산한다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 사용자의 체중이동상황을 감지하기 위해 지정된 위치에 위치할 필요가 없어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 적은 수의 센서를 이용하여 사용자의 체중이동상황을 정확하고 효율적으로 감지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 소수의 센서를 통해서도 체중이동상황을 부위별로 정밀하게 감지할 수 있는 효과가 있다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 골프 연습 장치에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 감지장치의 개략적인 블록도이고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 감지장치의 체중감지센서가 설치된 모습을 나타내는 평면도이다. 도 1 및 도2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 감지장치는 사용자가 스윙을 하기 위해 위치하는 타석(100)과 타석(100)의 하부에 마련되어 사용자의 스윙 시 체중을 감지하는 복수의 체중감지센서(110, 120, 130)와 각 체중감지센서(110, 120, 130)에서 감지된 센싱 값을 이용하여 스윙 전후의 무게중심의 변화를 계산하고 이를 통해 사용자의 체중이동상황을 분석하는 분석유닛(200)을 포함하여 이루어진다.

사용자가 위치하는 타석(100)은 필드의 잔디 등과 유사한 재질의 매트를 포함하여 이루어지는 것이 보통이며 사용자가 위치하는 부분과 골프공이 놓여져 사용자의 스윙이 이루어지는 부분으로 나뉘어 구성될 수 있다. 타석(100)은 통상 사용자가 위치하는 부분과 골프공이 놓여지는 부분으로 나뉘게 되며 사용자는 타석(100)의 사용자가 위치하는 부분에 올라가 스윙을 하게 되며 그 하부에는 사용자의 체중을 감지하는 체중감지센서(110, 120, 130)가 마련된다.

체중중감지센서(110, 120, 130)는 사용자가 위치하는 부분에 복수로 마련되며 각 체중감지센서는 자신이 위치한 곳의 중량을 감지한다. 이와 같은 체중감지센서(110, 120, 130)는 압전소자로 이루어질 수도 있고 스트링 게이지를 포함할 수도 있다. 압전소자의 경우 압력에 따른 전압을 출력하여 출력된 전압을 통해 체중을 감지하는 방식이고 스트링 게이지의 경우 중량에 의해 스트링의 장력변화를 측정하여 중량을 감지하는 방식이다. 이밖에 본 발명의 체중이동 감지장치는 무게를 감지할 수 있는 센서이면 어떤 것을 사용하던 상관없다.

복수로 타석(100)의 하부에 마련되는 체중감지센서(110, 120, 130)는 각각 위치한 곳의 중량을 감지하며 각 체중감지센서(110, 120, 130)가 마련된 위치는 설치 시 알 수 있다. 이렇게 위치를 알고 있는 체중감지센서(110, 120, 130)를 이용하면 역학적 모델을 이용하여 타석의 상부에 위치한 사용자의 중량의 무게중심을 계산할 수 있다. 스윙 전후의 무게중심의 변화를 알면 사용자의 체중이 어떻게 이동하였는지를 분석할 수 있으며 이는 분석유닛(200)에서 계산된다.

예를 들어 사용자의 무게중심의 변화가 8시 방향으로 이루어졌다면 사용자의 체중이동이 오른발에서 왼발로 이동하였고, 스윙 시 체중이 사용자의 발 앞쪽에서 뒤쪽으로 이동하였음을 알 수 있다. 더욱 정확하게는 무게중심의 변화폭 및 변화방향을 계산하고 이를 통해 사용자의 체중이동이 오른쪽에서 왼쪽으로 또는 사용자의 발 앞쪽에서 뒤쪽으로 얼마만큼 이동하였으며 체중이동의 상하 좌우의 이동량을 계산할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 감지장치의 체중감지센서가 설 치된 모습을 나타내는 평면도인데 이를 이용하여 본 발명의 체중감지센서를 더욱 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면 4개의 체중감지센서(140a~d)가 타석(100)의 각 모서리 하부에 설치되었고, 각 체중감지센서(140a~d)가 설치된 위치는 설치시 알 수 있다. 타석의 중앙부에는 스윙 전 무게중심의 위치(A)와 스윙 후 무게중심의 위치(B)가 도시되어 있다. 즉, 사용자의 스윙 시 무게중심의 위치가 A에서 B로 변화하였음을 알 수 있다.

사용자의 체중이동이 없는 경우 즉, 무게 중심이 움직이지 않을 때(가속도가 0일 때)에 타석의 상부에서 가해지는 사용자의 중량에 의한 힘(무게중심 A에 가해지는 힘)에 대한 반작용의 힘과 각 체중감지센서(140a~d)가 설치된 위치에 가해지는 힘의 합은 0이고,(조건 1) 평면 내에서의 토크의 합은 0이다.(조건 2)

각 체중감지센서(140a~d)가 설치된 위치를 각각 (x1, y1) ~ (x4, y4)라 하고, 각 체중감지센서(140a~d)에 가해지는 힘을 각각 f1, f2, f3, f4, 무게중심에서의 반작용의 힘을 f0라 하면 조건 1, 2에 의해 아래의 수학식 1이 성립한다.

f1+f2+f3+f4=f0,

(x1-x0)*f1+(x2-x0)*f2+(x3-x0)*f3+(x4-x0)*f4=0,

(y1-y0)*f1+(y2-y0)*f2+(y3-y0)*f3+(y4-y0)*f4=0

위 수학식 1을 정리하면 아래의 수학식 2와 같이 무게중심의 위치를 알 수 있다.

x0=(x1*f1 + x2*f2 + x3*f3 + x4*f4)/(f1+f2+f3+f4),

y0=(y1*f1 + y2*f2 + y3*f3 + y4*f4)/(f1+f2+f3+f4)

즉, 체중감지센서(140a~d)의 설치위치와 각 체중감지센서(140a~d)에 가해지는 힘을 알면 무게중심의 위치 및 무게중심에 가해지는 힘을 알 수 있다.

분석유닛(200)은 이미 알고 있는 각 체중감지센서(140a~d)의 위치와 각 체중감지센서(140a~d)에서 개별적으로 입력되는 센싱 값을 이용하여 무게중심의 위치를 계산한다. 분석유닛(200)은 이렇게 스윙 전에 무게중심의 위치 및 스윙 중 또는 스윙 후의 무게중심의 위치를 연속적 또는 단속적으로 계산하여 각각 계산된 무게중심의 위치변화를 이용하여 사용자의 체중이동상황을 분석한다.

일례로 백스윙의 정점에서 무게중심의 위치를 계산하면 스윙 전의 무게중심의 위치와 대비하여 사용자의 양발의 체중이동상황을 알 수 있고, 더욱 정확하게는 무게중심의 방향을 이용하여 사용자의 발 앞쪽 및 뒤쪽으로의 체중이동상황도 분석할 수 있다.

종래의 체중이동감지장치의 경우 사용자의 체중이동을 분석하기 위해 타석의 오른쪽과 왼쪽을 분할하여 체중감지센서를 마련하고 그 위치에 사용자가 위치할 경 우에만 체중이동상황을 분석할 수 있어 사용자의 위치할 곳이 지정되어 있고, 사용자의 발 앞쪽 및 뒤쪽으로의 체중이동상황을 분석하기 위해서는 타석을 4등분하여 각 위치에 체중감지센서를 마련하고 정확한 위치에 사용자가 위치하지 않는 경우에는 체중이동상황을 분석할 수 없거나 분석의 정확도가 현저히 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 체중이동상황을 어느 정도의 정확도로 분석하기 위해서는 체중감지센서가 16개~32개 이상 필요하여 설치비용이 과도한 문제점이 있어왔다.

본 발명은 적어도 2개 이상의 체중감지센서만 설치하더라도 사용자의 양발의 체중이동상황을 분석할 수 있으며 체중감지센서가 4개 이상 설치되는 경우 분석의 효율성 및 정확도가 현저히 상승하는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 분석방법의 흐름도로서 위에서 설명한 체중이동 감지장치와 중복되는 설명은 생략한다.

우선 본 발명에 따른 체중이동 분석방법은 사용자가 스윙을 하기 위해 위치하는 타석의 하부에 마련된 복수의 체중감지센서를 이용하여 사용자의 스윙 시 체중을 감지한다.(S100) 사용자의 스윙 시 감지된 각 체중감지센서의 센싱 값을 이용하여 사용자의 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 변화를 계산한다.(S110) 계산단계에서 계산된 무게중심의 변화를 이용하여 사용자의 체중이동상황을 분석한다.(S120)

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 감지장치의 개략적인 블록도이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동감지장치의 체중감지센서가 설치된 모습을 나타내는 평면도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 체중이동 분석방법의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

타석 : 100 분석유닛 : 200

체중감지센서 : 110, 120, 130 , 140a~d

무게중심의 위치 : A, B

Claims (9)

1. 골프 스윙을 위해 사용자의 양 발을 지지하도록 마련되는 타석;

   상기 타석의 하부에 마련되어 사용자의 스윙 시 체중을 감지하며, 상기 타석에 대해 대칭적으로 마련되는 미리 설정된 위치에 각각 설치되는 적어도 4개 이상의 체중감지센서; 및

   상기 각 체중감지센서의 위치에 관한 정보 및 상기 각 체중감지센서가 각각 위치한 곳의 중량을 센싱한 값을 전달받아, 상기 각각의 센싱된 값을 이용하여 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 위치를 연속적으로 또는 단속적으로 계산하며, 상기 계산된 무게중심의 위치 정보로부터 사용자의 스윙시의 무게중심의 변화폭 및 변화방향을 계산하고, 상기 계산된 무게중심의 변화에 관한 정보로부터 사용자의 체중이동상황을 분석하는 분석유닛;

   을 포함하는 체중이동 감지장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에서,

   상기 체중감지센서는 스트링 게이지를 이용한 중량감지센서, 압전소자를 이용한 중량감지센서 및 로드셀 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 체중이동 감지장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 사용자의 양 발을 지지하도록 마련되는 타석의 하부에 마련되어 사용자의 스윙 시 체중을 감지하며, 상기 타석에 대해 대칭적으로 마련되는 미리 설정된 위치에 각각 설치되는 적어도 4개 이상의 체중감지센서가 각각 그 위치한 곳의 중량을 센싱하는 단계;

   상기 체중감지센서의 위치에 관한 정보 및 상기 각각의 센싱된 값을 이용하여 스윙 전후 또는 스윙 중의 무게중심의 위치를 연속적으로 또는 단속적으로 계산하는 단계;

   상기 계산된 무게중심의 위치 정보로부터 사용자의 스윙시의 무게중심의 변화폭 및 변화방향을 계산하는 단계; 및

   상기 계산된 무게중심의 변화에 관한 정보로부터 사용자의 체중이동상황을 분석하는 단계;

   를 포함하는 체중이동 분석방법.
8. 삭제
9. 삭제

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