KR101152407B1 - Bipedal locomotion appratus having turning function - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이족 운동 장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 방향 전환 기능을 갖는 이족 운동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a biped exercise device, and more particularly to a biped exercise device having a direction change function.
가상현실을 제공하는 시스템은 사용자의 동작이나 명령을 수집하고 이에 따라 시뮬레이션된 컨텐츠를 그래픽 디스플레이나 햅틱 장치를 통해 사용자에게 제공한다. 특히, 사용자가 이동감을 느낄 수 있게 하기 위해서는 바닥에 배치된 이족 보행장치가 포함된다. The system providing virtual reality collects the user's motion or command and thus provides the simulated content to the user through a graphic display or haptic device. In particular, a biped walking device disposed on the floor is included to allow the user to feel the movement.
이족 보행장치는 한 방향으로만 이동 할 수 있는 단방향 시스템과 여러 방향으로 회전 및 이동이 가능한 다방향 시스템으로 나뉠 수 있다. 일반적으로 사용자가 가상현실 공간에서 네비게이션, 훈련 등을 실시할 때, 몰입감을 느끼기 위해서는 원하는 다양한 방향으로 이동할 수 있는 다방향 시스템이 필요하다.The bipedal walking device can be divided into a unidirectional system that can move only in one direction and a multidirectional system that can rotate and move in multiple directions. In general, when a user performs navigation, training, etc. in a virtual reality space, a multidirectional system that can move in various directions is desired to feel immersive.
단방향 보행장치는 롤러와 벨트를 이용한 트레드밀(treadmill) 시스템을 적용하여 손쉽게 구현될 수 있다. 한편, 다방향 보행장치는 단방향 트레드밀을 사용자 중심으로 회전시켜 방향을 전환하거나, 또는 수십 개의 소형 트레드밀을 하나의 대형 트레드밀에 부착시키고 각각의 변위 합성을 통해 다방향 운동을 제공할 수 있다.The unidirectional walking device can be easily implemented by applying a treadmill system using a roller and a belt. On the other hand, the multi-directional walking device can change the direction by rotating the unidirectional treadmill to the user center, or can attach dozens of small treadmills to one large treadmill and provide multidirectional motion through each displacement combination.
하지만, 회전에 의한 방향 전환 방식은 관성이 상당한 트레드밀 장치를 큰 힘으로 회전시켜야 하기 때문에, 적절한 반응속도를 확보하기 힘든 단점이 있으며, 급작스러운 회전과 이로 인한 회전 관성으로 말미암아 사용자가 불안정해 질 수 있다는 단점이 있다. 또한, 수십 개의 트레드밀을 사용하는 복합 트레드밀 시스템은 각각의 트레드밀을 제어해야 하므로 시스템이 복잡하고 부피와 무게가 크며 제작 비용이 많이 드는 단점이 있다.However, the rotational direction change method has a disadvantage in that it is difficult to secure a proper reaction speed because the inertial treadmill device must be rotated with a large force, and the user may be unstable due to the sudden rotation and the rotational inertia caused by this. There is a disadvantage. In addition, a complex treadmill system using dozens of treadmills has a disadvantage in that the system is complicated, bulky, heavy, and expensive to manufacture, since each treadmill must be controlled.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가상 현실 시스템에서 자연스러운 방향 전환을 시현할 수 있는 이족 운동 장치를 제공함에 있다. 보다 상세하게는 회전에 의한 트레드밀 방향 전환 시스템에서, 사용자의 방향 전환 의도에 따른 회전 제공 장치의 반응속도를 증대시키고 안정적인 방향전환을 위해, 슬라이딩이 가능한 발판부재를 사용함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a biped exercise device that can exhibit a natural direction change in a virtual reality system. More specifically, in the treadmill direction switching system by rotation, in order to increase the reaction speed of the rotation providing device according to the user's intention to change direction and to change direction stably, it is possible to use a slidable scaffold member.
본 발명의 일 측면에 따른 이족 운동 장치는 벨트와 벨트를 이동시키는 롤러를 갖는 트레드밀, 및 상기 벨트 상에 고정되며 상기 벨트의 길이 방향을 따라 배열된 복수 개의 발판부재을 포함하고, 상기 발판부재는 상기 벨트에 대하여 상기 벨트의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치된 발판 프레임을 포함한다.The bipedal exercise device according to an aspect of the present invention includes a treadmill having a belt and a roller for moving the belt, and a plurality of scaffold members fixed on the belt and arranged along a longitudinal direction of the belt, wherein the scaffold member is the And a footrest frame provided to be slidable with respect to the belt in the width direction of the belt.
상기 발판부재는 상기 발판 프레임을 이동시키는 이송부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 발판부재는 벨트에 고정된 지지부를 더 포함하고, 상기 이송부재는 상기 지지부에 고정 설치될 수 있다.The scaffold member may further include a transport member for moving the scaffold frame, the scaffold member may further include a support fixed to a belt, and the transport member may be fixed to the support.
상기 발판 프레임에는 상기 이송부재와 결합되어 상기 이송부재에 의하여 직선 운동하는 병진 작동 부재가 설치될 수 있으며, 상기 이송부재는 볼 스크류 볼트로 이루어지고, 상기 병진 작동 부재는 볼 스크류 너트로 이루어질 수 있다.The scaffold frame may be provided with a translation operation member coupled to the transfer member and linearly moved by the transfer member, the transfer member may be formed of a ball screw bolt, and the translation operation member may be formed of a ball screw nut. .
상기 이송부재는 피니언 기어로 이루어지고, 상기 병진 작동 부재는 래크로 이루어질 수 있으며, 상기 이송부재에는 상기 이송부재를 회전시키는 모터가 설치될 수 있다.The conveying member may be formed of a pinion gear, the translating operation member may be made of a rack, and the conveying member may be provided with a motor for rotating the conveying member.
상기 발판 프레임은 상기 지지부와 대향 배치된 상판과 상기 상판의 측단에서 절곡 형성된 측판을 포함하고, 상기 지지부는 상기 벨트에 고정된 지지판과 지지판 상에서 발판 프레임을 향하여 돌출된 가이드 돌기를 포함하며, 상기 가이드 돌기는 상기 측판의 내측면과 대향하도록 배치되어 상기 측판을 지지하도록 설치될 수 있다. 또한, 상기 가이드 돌기에는 홈이 형성되고, 상기 측판에는 상기 홈에 삽입되는 돌기가 형성될 수 있다.The scaffold frame includes a top plate disposed opposite to the support part and a side plate bent at a side end of the top plate, wherein the support part includes a support plate fixed to the belt and a guide protrusion protruding toward the scaffold frame on the support plate. The protrusion may be disposed to face the inner side surface of the side plate to support the side plate. In addition, a groove may be formed in the guide protrusion, and a protrusion inserted into the groove may be formed in the side plate.
상기 롤러를 하부에서 지지하는 지지 프레임과 상기 지지 프레임을 회전 운동 시키는 회전 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 회전 구동부는 모터와 연결 설치된 구동 기어와 상기 구동 기어와 결합되며 상기 지지 프레임에 고정 설치된 피동 기어를 포함할 수 있다.It may further include a support frame for supporting the roller in the lower portion and a rotary drive for rotating the support frame, the rotary drive unit is coupled to the drive gear and the drive gear is connected to the motor and the driven drive is fixed to the support frame It may include a gear.
상기 회전 구동부는 모터와 연결 설치된 볼 스크류 볼트와 상기 볼 스크류 볼트에 결합 설치된 볼 스크류 너트와 상기 볼 스크류 너트에 고정된 래크, 및 래크에 결합되며 트레드밀을 회전시키는 피니언 기어를 포함할 수 있다.The rotary drive unit may include a ball screw bolt connected to the motor, a ball screw nut coupled to the ball screw bolt, a rack fixed to the ball screw nut, and a pinion gear coupled to the rack and rotating the treadmill.
상기 발판부재는 상기 벨트에 고정 설치된 이송부재와 상기 이송부재와 결합되며 상기 발판 프레임에 고정된 병진 작동 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이족 운동 장치는 복수 개의 커넥터를 매개로 각각의 발판 프레임에 연결 설치되며, 회동 가능하게 설치된 이송장치를 더 포함할 수 있다.The scaffold member may include a transfer member fixed to the belt and a translation operation member coupled to the transfer member and fixed to the scaffold frame. In addition, the biped exercise device is connected to each of the scaffolding frame is installed via a plurality of connectors, it may further include a transfer device installed rotatably.
상기 이송장치는 상기 트레드밀의 폭방향으로 이격 배치될 수 있으며, 상기 이송장치는 무한궤도 형태로 이루어진 이송레일과 이송레일을 이송시키는 롤러, 및 이송레일을 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.The conveying apparatus may be spaced apart in the width direction of the treadmill, the conveying apparatus may include a conveying rail and a roller for conveying the conveying rail made of an endless track form, and a rotary drive for rotating the conveying rail.
상기 트레드밀의 상부에서 상기 벨트의 길이방향 중앙을 기준으로 거리가 먼 곳에 배치된 상기 발판 프레임의 이동 거리가 더 크도록 구동될 수 있다.The moving distance of the scaffold frame disposed at a distance from the top of the treadmill relative to the longitudinal center of the belt can be driven to be larger.
본 발명의 일 실시예에 따른 이족 운동 장치는 자연스러운 방향 전환 및 보행감을 제공할 수 있으며, 부피 및 무게를 최소화하여 제작비용을 절감할 수 있다.Biped exercise device according to an embodiment of the present invention can provide a natural turning and walking feeling, it is possible to reduce the production cost by minimizing the volume and weight.
또한, 사용자의 방향 전환의도에 대해 발판부재의 변위를 발생시킴으로써 방향 전환 효과를 빠르게 구현할 수 있으며, 기존의 급작스러운 트레드밀 회전으로 인해 사용자가 느끼는 회전 관성을 최소화 하여, 자연스럽고 안정적인 방향 전환 보행이 가능하다.In addition, by generating displacement of the scaffold member to the user's intention to change direction, the direction change effect can be quickly realized, and the natural and stable direction change walk is minimized by minimizing the rotational inertia felt by the user's sudden treadmill rotation. It is possible.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발판부재를 폭방향으로 잘라 본 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치에서 방향 전환의 일례를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치에서 방향 전환의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이족 운동 장치에 설치된 발판부재를 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7에서 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치의 회전 구동부를 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치의 발판부재를 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치의 이송장치를 도시한 종단면도이다.
도 14는 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치에서 방향 전환의 일례를 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing a biped exercise device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1.
4 is a longitudinal cross-sectional view of the scaffold member cut in the width direction according to the first embodiment of the present invention.
5 is a plan view showing an example of the change of direction in the bipedal exercise apparatus according to the first embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing another example of the change of direction in the bipedal exercise apparatus according to the first embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing the scaffold member installed in the biped exercise device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG. 7.
9 is a cross-sectional view showing a biped exercise device according to a third embodiment of the present invention.
10 is a plan view illustrating a rotation driving unit of a biped exercise device according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a plan view of the biped exercise device according to the fourth embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view showing the scaffold member of the biped exercise device according to the fourth embodiment of the present invention.
13 is a longitudinal sectional view showing a transfer device of the bipedal exercise apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
14 is a plan view showing an example of a change of direction in the bipedal exercise device according to the fourth embodiment.
이하, 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 3은 도 1에서 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 잘라 본 단면도이다.1 is a plan view showing a biped exercise device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Figure 1, Figure 3 is taken along the line III-III in Figure 1 This is a cross-sectional view.
도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이족 운동 장치(101)는 벨트(13)와 벨트(13)를 이동시키는 롤러(12)를 포함하는 트레드밀(10), 및 벨트(13) 상에 고정된 복수 개의 발판부재(20)를 포함한다.1 to 3, the
벨트(13)는 무한궤도 형태로 이루어지며 두 개의 롤러(12)에 지지 설치된다. 롤러(12)는 원통형태로 이루어지며, 회전 가능하도록 설치된다. 롤러(12)에는 롤러(12)를 회전시키는 모터가 연결 설치되며 이에 따라 롤러(12)를 이용하여 벨트(13)를 이동시킬 수 있다.The
발판부재(20)는 벨트(13)의 폭방향으로 길게 이어진 사각판 형태로 이루어지며, 벨트(13)의 길이 방향을 따라 복수 개의 발판부재(20)가 이격 배열된다. 발판부재(20)는 벨트(13)에서 외측을 향하는 면에 고정 설치되는 바, 이에 따라 벨트(13)와 함께 발판부재(20)도 이동한다.The
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발판부재를 폭방향으로 잘라 본 종단면도이다.4 is a longitudinal cross-sectional view of the scaffold member cut in the width direction according to the first embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 발판부재(20)는 벨트(13)에 고정되는 지지부(28)와 지지부(28)에 대하여 이동 가능하게 설치된 발판 프레임(26)를 포함하며, 발판 프레임(26)은 벨트(13)에 대하여 벨트(13)의 폭방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 발판 프레임(26)과 지지부(28)는 벨트(13)의 폭방향으로 길게 이어진 판 형상으로 이루어진다. 발판 프레임(26)은 지지부(28)에 대향 배치된 상판(26a)과 상판(26a)의 양쪽 측단에서 지지부(28)를 향하여 절곡된 측판(26b, 26c)을 포함한다. 지지부(28)는 벨트(13)에 고정된 지지판(28a)과 지지판(28a) 상에서 발판 프레임(26)을 향하여 돌출된 가이드 돌기(28b)를 포함하며, 가이드 돌기(28b)는 측판(26b, 26c)의 내측면과 대향하도록 배치되어 측판(26b, 26c)을 지지한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
지지부(28)에는 발판 프레임(26)을 향하는 면에 발판 프레임(26)을 이동시키는 이송부재(21)가 고정 설치되고, 발판 프레임(26)에는 이송부재(21)와 결합되어 이송부재에 대하여 이동하는 병진 작동 부재(23)가 고정 설치된다.The
이송부재(21)는 회전운동할 수 있도록 설치되고, 병진 작동 부재(23)는 이송부재(21)와 나사 결합 또는 기어 결합되어 병진 운동할 수 있도록 설치될 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 이송부재(21)는 볼 스크류 볼트로 이루어질 수 있으며, 병진 작동 부재(23)는 볼 스크류 볼트와 나사 결합된 볼 스크류 너트로 이루어질 수 있다. 볼 스크류 볼트와 볼 스크류 너트 사이에는 강구가 설치되며 이에 따라 볼 스크류 볼트의 회전으로 볼 스크류 너트가 작은 마찰로 직선 이동할 수 있다.The
다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 이송부재(21)는 유압 엑츄에이터, 공압 엑츄에이터, 전동 엑츄에이터 등으로 이루질 수 있으며, 병진 작동 부재(23)는 상기한 엑츄에이터들과 연결된 돌기 등으로 이루어질 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the conveying
이송부재(21)에는 이송부재(21)를 회전시키는 모터(25)가 설치된다. 이송부재(21)는 지지부(28)에 고정된 모터(25)와 고정 돌기(24)를 매개로 지지부(28)에 고정 설치된다. The
본 실시예에서는 발판 프레임(26)의 무게를 감소시켜서 발판 프레임(26)이 용이하게 이송될 수 있도록 이송부재(21)가 지지부(28)에 설치되고, 병진 작동 부재(23)가 발판 프레임(26)에 설치된 것으로 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 이송부재(21)가 발판 프레임(26)에 고정 설치되고, 병진 작동 부재(23)가 지지부(28)에 고정 설치될 수도 있다.In this embodiment, the conveying
한편, 발판 프레임(26)에는 발판 프레임(26)이 지지부(28)에 대하여 용이하게 이동할 수 있도록 보조 바퀴(27)가 설치되어 있다.On the other hand, the
또한, 이족 운동 장치(101)는 롤러(12)를 하부에서 지지하는 지지 프레임(37)과 지지 프레임(37)의 하부에 설치되어 지지 프레임(37)을 회전 운동시키는 회전 구동부(31)를 포함한다. 지지 프레임(37)은 지면에 대하여 고정 설치된 베이스(36)에 고정 설치된다. 회전 구동부(31)는 구동 기어(34)와 구동 기어(34)에 결합되며 지지 프레임(37)에 고정 설치된 피동 기어(32)를 포함한다. In addition, the
구동 기어(34)에는 구동 기어(34)를 회전시키는 모터(35)가 연결 설치되며, 구동 기어(34)는 피동 기어(32)보다 더 작은 직경을 갖는다. 피동 기어(32)는 하부에 설치된 베이스(36)에 베어링 등을 매개로 회동 가능하게 설치된다.The
이에 따라 구동 기어(34)를 이용하여 피동 기어(32)의 회전 각도를 정밀하게 제어할 수 있다.Thereby, the rotation angle of the driven
도 5에 도시된 바와 같이, 이족 운동 장치(101) 위에서 보행하는 사용자가 방향을 전환한 경우에는 발판 프레임(26)이 벨트(13)의 폭 방향으로 이송된다. 이 때, 트레드밀(10)의 상부에서 벨트(13)의 길이방향 중앙(L1)을 기준으로 거리가 먼 곳에 배치된 발판 프레임(26)의 이동 거리가 더 크게 된다. 그리고 벨트(13)의 길이방향 중앙(L1)을 기준으로 전방과 후방은 서로 다른 방향으로 이송된다. 즉, 보행자가 주시하는 방향을 기준으로 전방에 위치하는 발판 프레임(26)은 보행자가 전환하여 이동하는 방향으로 이송되고, 후방에 위치하는 발판 프레임(26)은 보행자가 이동하는 방향과 반대 방향으로 이송된다.As shown in FIG. 5, when the user walking on the
이에 따라 발판 프레임(26)은 보행자의 진행방향과 일치하도록 벨트(13)에 대하여 경사진 방향으로 배열될 수 있다.Accordingly, the
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 보행자가 직선 운동 방향에 대하여 더 큰 각도로 방향 전환을 하는 경우에는 발판 프레임(26)이 측방향으로 이동할 뿐만 아니라 지지 프레임(37)이 회전 운동한다. 이에 따라 보행자가 이동하는 방향과 일치하도록 발판 프레임(26)이 배치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 6, when the pedestrian changes direction at a larger angle with respect to the linear movement direction, the
지지 프레임(37)만을 회전시키는 경우에는 회전 관성에 의하여 보행자가 넘어지거나 자연스러운 보행감을 느끼기 어려운 문제가 있다. 그러나 본 실시예와 같이 발판 프레임(26)이 보행자의 주행방향과 일치된 방향으로 이송되고, 지지 프레임(37)이 회전되면 자연스러운 보행감을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 급격한 방향 전환의 경우에도 회전 관성으로 인하여 보행자가 넘어지거나 불편한 보행감을 느끼는 것을 방지할 수 있다.When only the
한편, 방향이 전환된 후에는 보행자가 전면 주시하도록 복원하여야 하는 바, 이 경우에는 지지 프레임(37)을 원 위치로 회동시킨 후, 발판 프레임(26)을 원위치로 이동시킨다.On the other hand, after the direction is changed, it is necessary to restore the pedestrians to look at the front. In this case, the
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 보행자의 진행 방향이 전환될 때, 발판 프레임(26)이 벨트(13)에 대하여 폭 방향으로 이동하여 보행자의 진행 방향과 일치되는 방향으로 배열되므로 용이하게 경로를 전환할 수 있을 뿐만 아니라 보행자에게 자연스러운 보행감을 제공할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, when the traveling direction of the pedestrian is switched, the
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이족 운동 장치에 설치된 발판부재를 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7에서 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 잘라 본 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing the scaffold member installed in the biped exercise device according to the second embodiment of the present invention, Figure 8 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII in FIG.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이족 운동 장치는 발판부재를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIGS. 7 and 8, the biped exercise device according to the present embodiment has the same structure as the biped exercise device according to the first embodiment except for the scaffold member, and thus the overlapping description of the same structure will be described. Omit.
발판부재(20)는 벨트에 고정된 지지부(58)와 지지부(58)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된 발판 프레임(56)을 포함한다. 지지부(58)는 판 형상으로 이루어지며 양쪽 측면에 홈(58a)이 형성된다. 발판 프레임(56)은 지지부(58)에 대향 배치된 상판(56a)과, 상판(56a)의 양쪽 측단에서 지지부(58)를 향하여 절곡된 측판(56b, 56c)을 포함한다.The
측판(56b, 56c)에는 홈(58a)에 삽입되는 돌기(56d)가 형성되어 발판 프레임(56)이 지지부(58)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된다.
지지부(58)에는 발판 프레임(56)을 이송시키는 이송부재(51)가 설치되며, 상판(56a)에는 이송부재(51)와 기어 결합된 병진 작동 부재(53)가 설치된다. 이송부재(51)는 피니언 기어로 이루어지며, 이송부재(51)를 회전시키는 모터(55)를 매개로 지지부(58)에 고정 설치된다. 병진 작동 부재(53)는 래크(rack)로 이루어지며, 상판(56a)에 고정되어 피니언 기어의 회전에 따라 직선운동을 한다.The
상기한 구조로 발판 프레임(56)은 지지부(58)에 대하여 슬라이딩할 수 있으며, 피니언 기어의 회전 각도의 조절로 발판 프레임(56)의 이동 정도를 용이하게 제어할 수 있다.With the above structure, the
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing a biped exercise device according to a third embodiment of the present invention.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이족 운동 장치는 발판부재의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 이족 운동 장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 9, the biped exercise device according to the present embodiment has the same structure as the biped exercise device according to the first embodiment, except for the structure of the scaffold member, and thus, redundant description of the same structure is omitted. do.
본 실시예에 따른 이족 운동 장치(102)는 벨트(13)에 대하여 벨트(13)의 폭방향으로 이동 가능하도록 설치된 발판부재(29)를 포함한다.The
본 실시예에 따른 발판부재(29)는 발판 프레임(26)과 발판 프레임(26)에 고정되며 병진 작동 부재(23), 상기 병진 작동 부재와 결합되며 벨트(13)에 고정된 이송부재(21)를 포함한다. 이송부재(21)는 벨트(13) 상에 직접 고정되며, 발판 프레임(26)은 이송부재(21)에 의하여 벨트(13)의 폭방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치된다.The
본 실시예에 따른 이송부재(21)는 볼 스크류 볼트로 이루어지며, 병진 작동 부재(23)는 이송부재와 결합된 볼 스크류 너트로 이루어진다. 따라서 볼 스크류 볼트의 회전에 따라 발판 프레임(26)은 벨트의 폭방향으로 이동할 수 있다.The conveying
다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 이송부재(21)는 피니언 기어, 엑츄에이터 등으로 이루어질 수 있으며, 병진 작동 부재(23)는 이송부재와 결합되는 피니언 기어와 결합되는 래크, 액추에이터와 결합되는 돌기 등으로 이루어질 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 이송부재(21)가 벨트(13) 상에 직접 고정되므로 발판부재(29)의 무게를 감소시킬 수 있다.As described above, since the
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치의 회전 구동부를 도시한 평면도이다.10 is a plan view illustrating a rotation driving unit of a biped exercise device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 회전 구동부(60)는 볼 스크류 볼트(63)와 볼 스크류 볼트(63)에 결합된 볼 스크류 너트(64)와 볼 스크류 너트(64)에 고정된 래크(61), 및 래크(61)에 결합되며 트레드밀을 회전시키는 피니언 기어(66)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the
볼 스크류 볼트(63)에는 볼 스크류 볼트(63)를 회전시키는 모터(62)가 설치되어 있다. 볼 스크류 볼트(63)와 볼 스크류 너트(64) 사이에는 강구가 설치되며 이에 따라 볼 스크류 볼트(63)의 회전으로 볼 스크류 너트(64)가 직선 이동할 수 있다. 볼 스크류 너트(64)가 이동하면, 볼 스크류 너트(64)에 고정된 래크(61)도 함께 이동하는 바, 레크(61)의 이동으로 피니언 기어(66)가 회동하게 된다.The
피니언 기어(66)는 축(67)을 매개로 지지 프레임에 연결 설치되며, 이에 따라 지지 프레임의 회동으로 트레드밀이 회동할 수 있다. 축(67)은 하부에 설치된 베이스(68)에 베어링 등을 매개로 회동 가능하게 설치된다.The
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치를 도시한 평면도이고, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이족 운동 장치의 발판부재를 도시한 단면도이다.11 is a plan view showing a biped exercise device according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 12 is a cross-sectional view showing a foot member of the biped exercise device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 이족 운동 장치(103)는 벨트와 벨트를 이송시키는 롤러를 포함하는 트레드밀(10)과 벨트에 고정된 복수 개의 발판부재(70), 및 상기 트레드밀(10)의 폭방향으로 이격 배치되며 복수 개의 발판부재(70)를 이송시키는 이송장치(40)를 포함한다.Referring to FIGS. 11 and 12, the
본 실시예에 따른 트레드밀(10)은 상기한 제1 실시예에 따른 트래밀과 동일한 구조로 이루어지므로 이에 대한 중복 설명은 생략한다. 발판부재(70)는 벨트에 고정된 지지부(78)과 지지부(78)에 대하여 슬라이딩 가능하게 설치된 발판 프레임(76)을 포함한다. Since the
지지부(78)는 지지판(78a)과 지지판(78a)에서 발판 프레임(76)을 향하여 돌출된 가이드 돌기(78b)를 포함하고, 가이드 돌기(78b)의 측면에는 홈(78c)이 형성된다. 발판 프레임(76)은 지지부(78)에 대향 배치된 상판(76a)과 상판(76a)의 양쪽 측단에서 지지부(78)를 향하여 절곡된 측판(76b, 76c)을 포함한다. 측판(76b, 76c)에는 홈(78c)에 삽입되는 돌기(76d)가 형성된다.The
도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 이송장치(40)는 복수 개의 커넥터(42)를 매개로 각각의 발판 프레임(76)에 연결 설치되며, 회동 가능하게 설치된다.11 and 13, the
이송장치(40)는 이송레일(46)과, 이송레일(46)을 이송시키는 롤러(43), 및 이송레일(46)을 회전시키는 회전 구동부(41)를 포함한다.The conveying
이송레일(46)은 무한궤도 형태로 이루어지며 회동 가능하게 설치되는 바, 롤러(43)는 이송레일(46)이 트레드밀(10)에 설치된 벨트와 동일한 속도로 이동할 수 있도록 회전한다.The conveying
이송레일(46)에는 발판 프레임(76)에 연결된 커넥터(42)가 설치된다. 이송레일(46)에는 복수 개의 커넥터(42)가 설정된 간격으로 고정되며, 커넥터(42)는 각 발판 프레임(76)에 고정된다. 커넥터(42)는 막대 형상으로 이루어진다.The
롤러(43)는 하부에 설치된 베이스(45)에 지지 프레임(47)을 매개로 회동 가능하게 설치되며, 베이스(45)에 이송레일(46)을 회전시키는 회전 구동부(41)가 설치된다. 회전 구동부(41)는 구동 기어(41b)와 구동 기어(41b)에 결합되며 지지 프레임(47)에 고정 설치된 피동 기어(41a)를 포함한다. 구동 기어(41b)에는 구동 기어(41b)를 회전시키는 모터(48)가 연결 설치된다.The
이에 따라 도 14에 도시된 바와 같이 회전 구동부(41)에 의하여 이송레일(46)이 회전하며, 이송레일(46)의 회전에 따라 커넥터(42)와 연결된 발판 프레임(76)이 벨트의 폭방향으로 이송된다. Accordingly, as shown in FIG. 14, the
이와 같이 본 실시예에 따르면 각 발판 프레임(76)을 개별적으로 제어하는 것이 아니라 각 발판 프레임(76)에 고정된 커넥터(42)와 이송레일(46)를 이용하여 한 번의 회전으로 발판 프레임들(76)을 보행자가 주행하는 방향과 일치하도록 배치시킬 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, the scaffolding frames are rotated in one rotation by using the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. And it goes without saying that they belong to the scope of the present invention.
10: 트레드밀 101, 102, 103: 이족 운동 장치
12, 43: 롤러 13: 벨트
20, 29, 70: 발판부재 21, 51: 이송부재
23, 53: 병진 작동 부재 24: 고정 돌기
25, 35, 48, 55, 62: 모터 26, 56, 76: 발판 프레임
26a, 56a, 76a: 상판 26b, 26c, 56b, 56c, 76b, 76c: 측판
27: 보조 바퀴 28, 58, 78: 지지부
28a, 78a: 지지판 28b, 78b: 가이드 돌기
29: 발판부재 31, 41, 60: 회전 구동부
34, 41a: 구동 기어 32, 41b: 피동 기어
36, 45, 68: 베이스 37, 47: 지지 프레임
40: 이송장치 42: 커넥터
43: 롤러 46: 이송레일
56d, 76d: 돌기 58a, 78c: 홈
61: 래크 63: 볼 스크류 볼트
64: 볼 스크류 너트 66: 피니언 기어
67: 축10:
12, 43: roller 13: belt
20, 29, 70:
23, 53: translatable member 24: fixing projection
25, 35, 48, 55, 62:
26a, 56a, 76a:
27:
28a, 78a:
29:
34, 41a: drive
36, 45, 68:
40: feeder 42: connector
43: roller 46: feed rail
56d, 76d:
61: rack 63: ball screw bolt
64: ball screw nut 66: pinion gear
67: axis
Claims (17)
상기 벨트 상에 고정되며 상기 벨트의 길이 방향을 따라 배열된 복수 개의 발판부재;
상기 롤러를 하부에서 지지하는 지지 프레임; 및
상기 지지 프레임을 회전 운동 시키는 회전 구동부;
를 포함하고,
상기 발판부재는 상기 벨트에 대하여 상기 벨트의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치된 발판 프레임을 포함하는 이족 운동 장치.A treadmill having a belt and a roller for moving the belt;
A plurality of scaffold members fixed on the belt and arranged along a length direction of the belt;
A support frame supporting the roller from below; And
A rotation drive unit rotating the support frame;
Including,
And the scaffold member comprises a scaffold frame provided to be slidable with respect to the belt in a width direction of the belt.
상기 발판부재는 상기 발판 프레임을 이동시키는 이송부재를 더 포함하는 이족 운동 장치.The method according to claim 1,
The scaffold member further comprises a transfer member for moving the scaffold frame.
상기 발판부재는 벨트에 고정된 지지부를 더 포함하고, 상기 이송부재는 상기 지지부에 고정 설치된 이족 운동 장치.The method of claim 2,
The scaffold member further comprises a support fixed to the belt, the transfer member is a biped exercise device fixed to the support.
상기 발판 프레임에는 상기 이송부재와 결합되어 상기 이송부재에 의하여 직선 운동하는 병진 작동 부재가 설치된 이족 운동 장치.The method of claim 3,
The footrest frame is a biped exercise device coupled to the transfer member is provided with a translation operation member for linear movement by the transfer member.
상기 이송부재는 볼 스크류 볼트로 이루어지고, 상기 병진 작동 부재는 볼 스크류 너트로 이루어진 이족 운동 장치.The method of claim 4, wherein
And said conveying member is comprised of a ball screw bolt and said translational actuating member is comprised of a ball screw nut.
상기 이송부재는 피니언 기어로 이루어지고, 상기 병진 작동 부재는 래크로 이루어진 이족 운동 장치.The method of claim 4, wherein
And said conveying member is comprised of a pinion gear and said translational actuating member is comprised of a rack.
상기 이송부재에는 상기 이송부재를 회전시키는 모터가 설치된 이족 운동 장치.The method of claim 4, wherein
The biped exercise device provided with the motor for rotating the conveying member in the conveying member.
상기 발판 프래임은 상기 지지부와 대향 배치된 상판과 상기 상판의 측단에서 절곡 형성된 측판을 포함하고,
상기 지지부는 상기 벨트에 고정된 지지판과 지지판 상에서 발판 프레임을 향하여 돌출된 가이드 돌기를 포함하며,
상기 가이드 돌기는 상기 측판의 내측면과 대향하도록 배치되어 상기 측판을 지지하는 이족 운동 장치.The method of claim 3,
The scaffolding frame includes an upper plate disposed to face the support and a side plate bent at side ends of the upper plate.
The support portion includes a support plate fixed to the belt and a guide protrusion protruding toward the scaffold frame on the support plate,
And the guide protrusion is disposed to face the inner surface of the side plate to support the side plate.
상기 가이드 돌기에는 홈이 형성되고, 상기 측판에는 상기 홈에 삽입되는 돌기가 형성된 이족 운동 장치.The method of claim 8,
The guide protrusion is formed with a groove, the side plate is a biped exercise device formed with a projection is inserted into the groove.
상기 회전 구동부는 모터와 연결 설치된 구동 기어와 상기 구동 기어와 결합되며 상기 지지 프레임에 고정 설치된 피동 기어를 포함하는 이족 운동 장치.The method according to claim 1,
The rotation driving unit is a bipedal movement device comprising a drive gear coupled to the motor and the driven gear coupled to the drive gear and fixed to the support frame.
상기 회전 구동부는 모터와 연결 설치된 볼 스크류 볼트와 상기 볼 스크류 볼트에 결합 설치된 볼 스크류 너트와 상기 볼 스크류 너트에 고정된 래크, 및 래크에 결합되며 트레드밀을 회전시키는 피니언 기어를 포함하는 이족 운동 장치.The method according to claim 1,
And the rotation drive unit includes a ball screw bolt connected to the motor, a ball screw nut coupled to the ball screw bolt, a rack fixed to the ball screw nut, and a pinion gear coupled to the rack and rotating the treadmill.
상기 발판부재는 상기 벨트에 고정 설치된 이송부재와 상기 이송부재와 결합되며 상기 발판 프레임에 고정된 병진 작동 부재를 포함하는 이족 운동 장치.The method according to claim 1,
The scaffold member is a biped exercise device comprising a transfer member fixed to the belt and a translation operation member coupled to the transfer member and fixed to the scaffold frame.
상기 벨트 상에 고정되며 상기 벨트의 길이 방향을 따라 배열된 복수 개의 발판부재;
를 포함하고,
상기 발판부재는 상기 벨트에 대하여 상기 벨트의 폭 방향으로 슬라이딩 가능하도록 설치된 발판 프레임을 포함하며,
복수 개의 커넥터를 매개로 각각의 발판 프레임에 이송장치가 연결 설치되고,
상기 이송장치는 회동 가능하게 설치되되, 무한궤도 형태로 이루어진 이송레일과 상기 이송레일을 이송시키는 롤러, 및 상기 이송레일을 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 이족 운동 장치.A treadmill having a belt and a roller for moving the belt; And
A plurality of scaffold members fixed on the belt and arranged along a length direction of the belt;
Including,
The scaffold member includes a scaffold frame provided to be slidable in the width direction of the belt with respect to the belt,
The feeder is connected to each scaffold frame through a plurality of connectors.
The conveying apparatus is installed to be rotatable, biped exercise device comprising a feed rail consisting of a caterpillar and a roller for conveying the conveying rail, and a rotation drive for rotating the conveying rail.
상기 이송장치는 상기 트레드밀의 폭방향으로 이격 배치된 이족 운동 장치.15. The method of claim 14,
The transfer device is a biped movement device spaced apart in the width direction of the treadmill.
상기 트레드밀의 상부에서 상기 벨트의 길이방향 중앙을 기준으로 거리가 먼 곳에 배치된 상기 발판 프레임의 이동 거리가 더 큰 이족 운동 장치.The method according to claim 1,
A bipedal movement device having a greater movement distance of the scaffold frame disposed at a distance from a top of the treadmill with respect to the longitudinal center of the belt.
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