KR101276174B1

KR101276174B1 - Treadmill and capacitance sensor module thereof

Info

Publication number: KR101276174B1
Application number: KR1020120085109A
Authority: KR
Inventors: 김원식
Original assignee: 김원식
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2013-06-18

Abstract

PURPOSE: A treadmill and a capacitance sensor module used in the same are provided to automatically control the conveying speed of a belt with detecting the running speed of a user, thereby actuating the belt with a conveying speed suitable for the running state of the user. CONSTITUTION: A treadmill(1) comprises a belt(10) and a running speed detecting part(40). The belt is actuated and conveyed at a predetermined target speed. The running speed detecting part detects the running speed of a user. The detected running speed is synchronized with the conveying speed of the belt. The running speed detecting part includes a non-contact capacitance sensor. The sensor detects at least the part of the user approaching within a predetermined distance from the upper side of the belt, and then outputs a predetermined voltage.

Description

Treadmill and Capacitive Sensor Module used here

본 발명은 트레드밀, 이에 사용되는 정전용량 센서모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 주행속도를 감지하여 벨트의 이송속도를 자동으로 제어하는 트레드밀, 이에 사용되는 정전용량 센서모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a treadmill, a capacitive sensor module used therein, and more particularly, to a treadmill for automatically controlling a conveying speed of a belt by sensing a traveling speed of a user, and a capacitive sensor module used therein.

통상적으로 트레드밀은 사용자가 설정한 설정속도에 따라 벨트를 구동하여 벨트를 일정한 속도로 움직이도록 함으로써, 사용자가 설정된 속도로 움직일 수 있도록 한다. 이 경우, 사용자가 다른 속도로 주행하고 싶다면 직접 설정 속도를 변경하여 재설정해야 한다. Typically, the treadmill drives the belt according to the set speed set by the user to move the belt at a constant speed, thereby allowing the user to move at the set speed. In this case, if the user wants to drive at a different speed, the user must change the setting speed and reset.

또한, 설정된 속도로 일정하게 움직이는 벨트 위에서 보행 및/또는 주행하는 경우에, 사용자의 상태에 따라 갑자기 더 빠른 속도로 움직이게 되거나 더 느린 속도로 움직이게 되는 경우가 있을 수 있다. 하지만, 종래의 트레드밀에서는 이러한 사용자의 의도를 충족시켜 주지 못하고, 벨트의 이송속도를 재설정해야만 한다. In addition, when walking and / or traveling on a belt constantly moving at a set speed, there may be a case where a user suddenly moves at a higher speed or a slower speed depending on the user's condition. However, the conventional treadmill does not meet the user's intention, and must re-set the conveying speed of the belt.

또한, 노인 또는 병자와 같이 몸이 불편한 사용자가 사용하는 경우에, 갑자기 설정된 속도로 주행 및/또는 보행을 할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 사용자가 트레드밀에 맞추지 못하여 부상을 입게 되거나, 안정상의 문제를 일으킬 있다. In addition, when used by a user who is uncomfortable, such as an elderly person or a sick person, it may happen that sudden driving and / or walking cannot be performed at a predetermined speed. Therefore, the user may be injured by failing to fit the treadmill, or may cause stability problems.

대한민국공개특허 10-2001-0107801Republic of Korea Patent Publication 10-2001-0107801

본 발명은, 사용자의 주행속도를 감지하여 벨트의 이송속도를 자동으로 제어하는 트레드밀, 이에 사용되는 정전용량 센서모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a treadmill for automatically controlling a conveying speed of a belt by sensing a traveling speed of a user, and a capacitive sensor module used therefor.

본 발명에 따른 트레드밀은, 설정된 목표속도에 따라 구동되어 이송되는 벨트; 및 사용자의 주행속도를 검출하는 주행속도 검출부;를 구비하고, 검출된 상기 주행속도에 상기 벨트가 이송되는 이송속도가 동조되고, 상기 주행속도 검출부가 비접촉식 정전용량 센서를 포함할 수 있다. The treadmill according to the present invention includes a belt driven and conveyed according to a set target speed; And a traveling speed detector configured to detect a traveling speed of the user, wherein the conveying speed at which the belt is conveyed is synchronized with the detected traveling speed, and the traveling speed detection unit may include a non-contact capacitive sensor.

상기 비접촉식 정전용량 센서가 사용자의 적어도 일부가 벨트 상면으로부터 설정된 거리 이하로 근접하는 것을 감지하여 설정된 전압을 출력할 수 있다.The non-contact capacitive sensor may output the set voltage by detecting that at least a part of the user is approaching a predetermined distance or less from the upper surface of the belt.

상기 비접촉식 정전용량 센서가 상기 벨트가 이송되는 진행방향으로 설정된 간격으로 이격되어 적어도 2이상 설치되고, 설정된 시간 간격으로 상기 센서들로부터 물체의 근접에 의하여 출력되는 출력전압을 감지하여, 연속되어 감지되는 상기 출력전압을 출력하는 센서들 사이의 거리와 상기 시간 간격으로부터 상기 주행속도를 산출할 수 있다.The non-contact capacitive sensor is installed at least two spaced apart at intervals set in the traveling direction in which the belt is transported, and detects the output voltage output by the proximity of the object from the sensors at the set time interval, and is continuously detected The traveling speed may be calculated from the distance between the sensors outputting the output voltage and the time interval.

상기 주행속도가 상기 벨트의 이송속도보다 크면 상기 벨트의 이송속도를 증가시키고, 상기 주행속도가 상기 벨트의 이송속도보다 작으면 상기 벨트의 이송속도를 감소시켜, 상기 주행속도에 상기 벨트의 이송속도가 동조되도록 할 수 있다.If the traveling speed is greater than the conveying speed of the belt, the conveying speed of the belt is increased, and if the traveling speed is less than the conveying speed of the belt, the conveying speed of the belt is decreased, and the conveying speed of the belt is Can be synchronized.

그 위에서 상기 벨트가 직선 운동하도록 지지하는 벨트 지지판을 더 포함할 수 있다.It may further include a belt support plate for supporting the belt in a linear motion thereon.

상기 주행속도 검출부가 상기 벨트 지지판의 적어도 일면에 상기 벨트가 이송되는 진행방향과 실질적으로 직각인 방향으로 연장되도록 부착되는 정전용량 센서를 포함할 수 있다.The traveling speed detector may include a capacitive sensor attached to at least one surface of the belt support plate so as to extend in a direction substantially perpendicular to a traveling direction in which the belt is transferred.

상기 주행속도 검출부가 상기 벨트 지지판에 상기 벨트와 소정 간격 이격되도록 설치되는 정전용량 센서를 포함할 수 있다.The traveling speed detecting unit may include a capacitive sensor installed on the belt support plate to be spaced apart from the belt by a predetermined interval.

상기 정전용량 센서가 상기 벨트 지지판의 상기 벨트를 지지하는 면 또는 그 반대면에 배치될 수 있다. The capacitive sensor may be disposed on a surface supporting the belt of the belt support plate or the opposite surface.

상기 주행속도 검출부가, 상기 벨트가 이송되는 진행방향으로 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 상기 정전용량 센서들을 포함할 수 있다.
The traveling speed detection unit may include a plurality of capacitive sensors arranged at intervals set in a traveling direction in which the belt is transferred.

복수개의 상기 정전용량 센서들이 일정한 간격으로 배치될 수 있다. The capacitive sensors may be arranged at regular intervals.

상기 정전용량 센서들의 적어도 일부가 상기 진행방향에 대하여 2열로 배치될 수 있다. At least some of the capacitive sensors may be arranged in two rows with respect to the traveling direction.

상기 정전용량 센서가, 제1 전극과 제2 전극 사이에 적어도 하나 이상의 유전체가 개재될 수 있다. In the capacitive sensor, at least one dielectric may be interposed between the first electrode and the second electrode.

상기 유전체가 사용자의 인체, 신발, 벨트, 및 벨트 지지판 중의 적어도 어느 하나 이상이 될 수 있다. The dielectric may be at least one of a human body, a shoe, a belt, and a belt support plate of the user.

상기 벨트의 목표속도에 따라 결정되는 구동속도로 구동되어 상기 벨트가 이송될 수 있도록 상기 벨트를 구동하는 구동 모터; 상기 구동 모터가 상기 구동속도로 구동될 수 있도록 하는 구동 신호를 생성하는 모터 구동부; 및 검출된 상기 주행속도에 따라 상기 벨트의 목표속도를 계산하고, 상기 목표속도에 따라 상기 구동모터의 구동속도를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.A driving motor driven at a driving speed determined according to a target speed of the belt to drive the belt so that the belt can be transferred; A motor driver configured to generate a driving signal for driving the driving motor at the driving speed; And a controller configured to calculate a target speed of the belt according to the detected driving speed and generate a driving speed of the driving motor according to the target speed.

본 발명의 다른 측면에 따른 정전용량 센서는, 상기 트레드밀의 정전용량 센서가 될 수 있다. The capacitive sensor according to another aspect of the present invention may be a capacitive sensor of the treadmill.

본 발명의 다른 측면에 따른 정전용량 센서모듈은, 정전용량 센서; 및 검출된 상기 주행속도에 상기 벨트의 이송속도가 동조되도록 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. Capacitive sensor module according to another aspect of the present invention, the capacitive sensor; And a control unit for controlling the feeding speed of the belt to be synchronized with the detected running speed.

본 발명에 따른 트레드밀, 이에 사용되는 정전용량 센서 및 정전용량 센서모듈은, 사용자의 주행속도를 감지하여 벨트의 이송속도를 자동으로 제어하여, 사용자의 주행상태에 적합한 이송속도로 벨트를 구동할 수 있도록 함으로써, 사용자 편이성을 향상시킬 수 있다. The treadmill according to the present invention, the capacitive sensor and the capacitive sensor module used therein, can detect the driving speed of the user to automatically control the conveying speed of the belt, to drive the belt at a feed rate suitable for the user's running state By doing so, user convenience can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 외형을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 트레드밀에서 벨트 지지판 위에 벨트가 지지되어 이송되는 것을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 트레드밀에서, 벨트 지지판에 센서들이 일렬로 배치되는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 트레드밀에서, 벨트 지지판에 센서들이 이열로 배치되는 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 트레드밀의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 도 1의 트레드밀에서, 정전용량 센서의 일 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 정전용량 센서에서, 전극들 사이의 거리에 따라 정전용량이 변경되는 것을 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 8은 도 6의 정전용량 센서에서, 전극들 사이의 거리에 따라 용량성 임피던스가 변경되는 것을 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 센서를 도시한 회로도이다. 1 is a perspective view showing the appearance of the treadmill according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing in detail that the belt is supported and transported on the belt support plate in the treadmill of FIG.
FIG. 3 schematically illustrates an embodiment in which the sensors are arranged in a line on the belt support plate in the treadmill of FIG. 1.
4 is a view schematically showing an embodiment in which the sensors are arranged in two rows on the belt support plate in the treadmill of FIG. 1.
5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of the treadmill of FIG. 1.
FIG. 6 is a schematic illustration of one embodiment of a capacitive sensor in the treadmill of FIG. 1.
FIG. 7 is a graph schematically illustrating a change in capacitance according to the distance between electrodes in the capacitance sensor of FIG. 6.
FIG. 8 is a graph schematically illustrating a change in capacitive impedance according to the distance between electrodes in the capacitive sensor of FIG. 6.
9 is a circuit diagram illustrating a capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명에서는 도면에 도시된 트레드밀(treadmill) 및 정전용량 센서를 예로 들어 설명할 것이나, 본 발명은 도면에 도시된 트레드밀(treadmill) 및 정전용량 센서에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted. In the present invention, a treadmill and a capacitive sensor shown in the drawings will be described as an example, but the present invention is not limited to the treadmill and capacitive sensor shown in the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀(1)의 외형이 도시되어 있다. 도 2에는 도 1의 트레드밀(1)에서 벨트 지지판(20) 위에 벨트(10)가 지지되어 이송되는 것이 도시되어 있다. 1 shows the external shape of a treadmill 1 according to an embodiment of the invention. 2 shows that the belt 10 is supported and transported on the belt support plate 20 in the treadmill 1 of FIG. 1.

도면을 참조하면, 트레드밀(1)은 벨트(10) 및 주행속도 검출부(40)를 포함할 수 있다. 벨트(10)는 설정된 목표속도에 따라 구동되어 이송될 수 있다. 주행속도 검출부(40)는 사용자(2)의 주행속도를 검출할 수 있다. 여기서, 주행속도 검출부(40)에 의하여 검출된 주행속도에 벨트(10)가 이송되는 이송속도가 동조될 수 있다. Referring to the drawings, the treadmill 1 may include a belt 10 and a traveling speed detector 40. The belt 10 may be driven and transferred according to the set target speed. The traveling speed detector 40 may detect the traveling speed of the user 2. Here, the conveying speed at which the belt 10 is conveyed may be synchronized with the traveling speed detected by the traveling speed detecting unit 40.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자(2)의 주행속도를 감지하여 벨트(10)의 이송속도를 자동으로 제어하여, 사용자(2)의 주행상태에 적합한 이송속도로 벨트(10)를 구동할 수 있다. 그에 따라, 트레드밀(1)에 의하여 사용자 편이성을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by sensing the traveling speed of the user 2 to automatically control the feed speed of the belt 10, to drive the belt 10 at a feed speed suitable for the running state of the user 2 can do. Accordingly, the treadmill 1 can improve user convenience.

이때, 벨트(10)의 이송속도가 검출된 사용자(2)의 주행속도에 동조되도록 벨트(10)를 이송시키기 위한 목표속도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 벨트(10)를 이송시키기 위한 목표속도가 검출된 주행속도로 설정될 수 있다. In this case, a target speed for transferring the belt 10 may be set such that the conveying speed of the belt 10 is synchronized with the detected running speed of the user 2. For example, the target speed for conveying the belt 10 may be set to the detected traveling speed.

이때, 트레드밀(1)에서 운동하는 사용자(2)의 주행속도를 감지하여 벨트(10)의 이송속도가 자동으로 주행속도에 동조되도록 자동 피드백 제어가 가능하다. 이를 위하여, 벨트(10)의 이송속도가 사용자(2)의 주행속도에 동조되도록 벨트(10)의 목표속도가 설정될 수 있다. At this time, the automatic feedback control is possible so that the feed speed of the belt 10 is automatically synchronized with the traveling speed by detecting the traveling speed of the user 2 exercising on the treadmill 1. To this end, the target speed of the belt 10 may be set such that the conveying speed of the belt 10 is synchronized with the traveling speed of the user 2.

이 경우, 사용자(2)의 주행속도와 동일 또는 유사하게 벨트(10)의 목표속도가 설정되고, 벨트(10)의 이송속도가 목표속도와 동일 또는 유사하게 될 수 있도록 자동 제어될 수 있다. In this case, the target speed of the belt 10 may be set equal to or similar to the running speed of the user 2, and may be automatically controlled so that the feed speed of the belt 10 may be the same or similar to the target speed.

다른 실시예로서, 사용자(2)에 의하여 설정되거나 미리 정해진 방법에 의하여 설정된 목표속도로 벨트(10)가 이송되도록 제어될 수 있다. 이때, 사용자(2)의 주행속도를 검출하여 그 주행속도가 변경되는 경우에 이를 반영하여 목표속도를 주행속도에 동기 되도록 변경함으로써, 이송속도가 주행속도에 동기 되도록 제어할 수 있다. As another example, the belt 10 may be controlled to be conveyed at a target speed set by the user 2 or set by a predetermined method. At this time, by detecting the traveling speed of the user 2 and reflecting this when the traveling speed is changed, by changing the target speed to be synchronized with the running speed, it is possible to control the feed speed is synchronized with the running speed.

도 2에서 중앙 위치에서 사용자(2)가 트레드밀을 사용하다가 주행속도가 빨라지는 경우에 ΔX만큼의 위치 변화가 발생할 수 있다. 이 경우, 주행속도가 빨리지는 것으로 검출되고, 그에 따라 구동 모터(30)의 구동 속도를 증가시킴으로써, 벨트(10)의 이송속도를 사용자의 주행속도 변화에 동기 시킬 수 있게 된다. In FIG. 2, when the user 2 uses the treadmill at the center position and the traveling speed becomes faster, a change in position by ΔX may occur. In this case, it is detected that the traveling speed becomes faster, and accordingly, by increasing the driving speed of the drive motor 30, the feed speed of the belt 10 can be synchronized with the change of the running speed of the user.

또한, 도 2에서 중앙 위치에서 사용자(2)가 트레드밀을 사용하다가 주행속도가 늦어지는 경우에 ΔX′만큼의 위치 변화가 발생할 수 있다. 이 경우, 주행속도가 늦어지는 것으로 검출되고, 그에 따라 구동 모터(30)의 구동 속도를 감소시킴으로써, 벨트(10)의 이송속도를 사용자의 주행속도 변화에 동기 시킬 수 있게 된다. In addition, when the user 2 uses the treadmill at the center position in FIG. 2 and the traveling speed becomes slow, a change in position by ΔX ′ may occur. In this case, it is detected that the running speed is slow, and accordingly, by reducing the drive speed of the drive motor 30, the feed speed of the belt 10 can be synchronized with the change of the running speed of the user.

통상적인 트레드밀에서는 사람이 기계에 설정된 목표속도에 따라 벨트(10)가 이송되는 이송속도에 맞추어 보행 및/또는 주행해야만 한다. 하지만, 본 발명에 따른 트레드밀(1)에서는 기계에 설정된 속도에 사람이 맞추어 보행 및/또는 주행하는 것이 아니라, 사람이 걷기 또는 달리기하는 주행속도를 순간적으로 감지하여 이송속도 및/또는 목표속도를 거기에 동조시킬 수 있다. In a typical treadmill, a person must walk and / or travel at a feed rate at which the belt 10 is fed at a target speed set in the machine. However, in the treadmill 1 according to the present invention, instead of walking and / or traveling in accordance with the speed set in the machine, the speed of travel and / or the target speed are detected by sensing the driving speed at which a person walks or runs. You can tune in.

따라서, 트레드밀(1)로도 운동장에서 사용자가 마음대로 걷고 달리는 재미를 줄 수 있다. 또한, 주행속도가 급격히 줄어드는 경우에도 이송속도 및/또는 목표속도가 줄어드는 속도에 실시간 동조되도록 함으로써, 사용자(2)가 벨트(10) 위에서 넘어지거나 추락하는 사고로부터 안정성을 확보할 수 있게 된다. 이때, 트레드밀(1)은 사용자의 주행속도 변화폭을 이송속도 및/또는 목표속도에 반영하는 감도에 따라 병원 물리치료용, 일반용, 노인용, 및 선수용으로 구분하여 제공될 수 있다. Therefore, even the treadmill (1) can give the user walking and running fun at the playground. In addition, even if the running speed is sharply reduced by real-time synchronization with the speed and / or the target speed is reduced, the user 2 can ensure the stability from the accident falling or falling on the belt (10). At this time, the treadmill 1 may be provided separately for hospital physical therapy, general use, the elderly, and athletes according to the sensitivity to reflect the change in the running speed of the user to the transfer speed and / or target speed.

한편, 주행속도 검출부(40)는 정전용량 센서를 포함할 수 있다. 정전용량 센서는 대전된 두 도체에 해당하는 전극들 사이의 거리와 면적에 따라 정전용량이 변경되는 성질을 이용하는 센서이다. 그 구체적인 실시예가 도 6에 도시되어 있다. On the other hand, the traveling speed detector 40 may include a capacitive sensor. The capacitive sensor is a sensor that uses the property that the capacitance changes according to the distance and area between the electrodes corresponding to the two charged conductors. A specific embodiment thereof is shown in FIG.

주행속도 검출부(40)로 압전 센서 또는 레이저 센서가 사용되어 사용자(2)의 주행속도를 검출할 수도 있다. 이 경우, 진동 및/또는 충격이 센서 자체에 전달되어 쉽게 고장 나거나 오작동 되는 등 제품 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다. A piezoelectric sensor or a laser sensor may be used as the traveling speed detector 40 to detect the traveling speed of the user 2. In this case, vibrations and / or shocks may be transmitted to the sensor itself, which may reduce product reliability such as failure or malfunction.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀(1)에서는 정전용량 센서를 사용함으로써, 비접촉식 센서를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 주행속도를 검출하는 센서로 비접촉식 센서를 사용함으로써, 사용자가 일정한 속도로 보행 및/또는 주행하기 어려운 경우에도 사용자 안정성을 확보할 수 있다. In the treadmill 1 according to an embodiment of the present invention, by using a capacitive sensor, it is possible to implement a non-contact sensor. Therefore, by using the non-contact sensor as the sensor for detecting the traveling speed, it is possible to ensure user stability even when the user is difficult to walk and / or travel at a constant speed.

또한, 비접촉식 센서를 사용함으로써, 사용자의 보행 및/또는 주행으로 인한 충격이 센서 자체에 직접적으로 전달되지 않도록 함으로써, 제품의 내구성 및/또는 신뢰성이 향상될 수 있게 된다. In addition, by using a non-contact sensor, the durability and / or reliability of the product can be improved by preventing the impact of walking and / or driving of the user is not transmitted directly to the sensor itself.

이때, 안정성을 향상시키는 데 초점을 맞춤으로써, 병원의 물리치료용 또는 노인용 트레드밀을 구현할 수 있다. 또한, 사용자 편이성 또는 신뢰성에 초점을 맞춤으로써, 일반 운동용 또는 선수용 트레드밀을 구현할 수 있다. At this time, by focusing on improving the stability, it is possible to implement a treadmill for the physical therapy or the elderly of the hospital. In addition, by focusing on user comfort or reliability, a general athletic or athlete treadmill can be implemented.

트레드밀은 사용자 입력부(60) 및 표시부(70)를 포함할 수 있다. 사용자 입력부(60)는 사용자의 입력 사항을 입력받는 것으로, 미리 정해진 용도로 만들어진 버튼들, 및 표시부(70) 상에 구현되는 터치 패널 등을 포함하여 이루어 질 수 있다. The treadmill may include a user input unit 60 and a display unit 70. The user input unit 60 may receive input of a user, and may include buttons that are made for a predetermined purpose, and a touch panel implemented on the display unit 70.

다른 실시예로서 사용자 입력부(60)는 사용자의 동작을 인식하거나 음성입력 등을 인식하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우 주행속도 검출부(40)가 사용자 동작인식 및/또는 음성인식 하기 위한 구성요소를 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자의 동작 인식 또는 음성입력에 의하여 벨트(10)의 이송속도가 사용자가 원하는 속도로 설정되도록 할 수 있다. In another embodiment, the user input unit 60 may include recognizing a user's motion or recognizing a voice input. In this case, the driving speed detector 40 may include a component for recognizing a user's motion and / or voice. In this case, the feeding speed of the belt 10 may be set to a speed desired by the user by the user's motion recognition or voice input.

표시부(70)에는 사용자의 입력 사항이 표시되거나 현재 트레드밀의 작동 상태가 표시될 수 있다. 그에 따라 트레드밀의 사용자 편이성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 표시부(70)는 평판형 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 표시부(70)의 디스플레이 패널 상에는 TV 또는 정지영상 및/또는 동영상이 표시될 수 있도록 함으로써, 사용자가 지루하지 않게 트레드밀에서 운동할 수 있도록 할 수 있다. The display unit 70 may display a user's input or display an operation state of the current treadmill. This can improve the user convenience of the treadmill. In this case, the display unit 70 may include a flat panel display panel. By allowing TV or still images and / or moving images to be displayed on the display panel of the display unit 70, it is possible to allow the user to exercise on the treadmill without being bored.

한편, 트레드밀(1)은 벨트 지지판(20)을 포함할 수 있다. 벨트 지지판(20)은 구동모터(30)에 의하여 구동되어 이송되는 벨트(10)를 지지할 수 있다. 이때, 벨트 지지판(20)은 벨트(10)가 구동모터(30)의 회전 구동을 입력받아 직선 운동할 수 있도록 벨트(10)를 지지할 수 있다. Meanwhile, the treadmill 1 may include a belt support plate 20. The belt support plate 20 may support the belt 10 driven and driven by the driving motor 30. In this case, the belt support plate 20 may support the belt 10 so that the belt 10 may linearly receive the rotational drive of the driving motor 30.

벨트 지지판(20)에는 주행속도를 검출하기 위한 주행속도 검출부(40)가 설치될 수 있다. 따라서, 비접촉식으로 구현되는 정정용량 센서가 사용자와 직접 접촉되는 벨트(10)와 소정 간격 이격되는 구조로 설치될 수 있다. 따라서, 사용자의 보행 및/또는 주행에 의하여 가해지는 압력이 직접 전달되지 않도록 함으로써, 주행속도 검출부(40)의 내구성, 안정성, 및/또는 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. The belt support plate 20 may be provided with a traveling speed detector 40 for detecting the traveling speed. Therefore, the capacitance-sensitive sensor implemented in a non-contact manner may be installed in a structure spaced apart from the belt 10 in direct contact with the user by a predetermined interval. Therefore, the pressure applied by the user's walking and / or driving is not directly transmitted, thereby improving durability, stability, and / or reliability of the traveling speed detector 40.

도 3에는 도 1의 트레드밀(1)에서, 벨트 지지판(20)에 주행속도 검출부(40)에 포함되는 센서들(410)이 일렬로 배치되는 실시예가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 1의 트레드밀(1)에서, 벨트 지지판(20)에 주행속도 검출부(40)에 포함되는 센서들(420′)이 이열로 배치되는 실시예가 도시되어 있다. 3 illustrates an embodiment in which the sensors 410 included in the traveling speed detector 40 are arranged in a line on the belt support plate 20 of FIG. 1, and FIG. 4 illustrates the treadmill of FIG. 1. In (1), an embodiment in which the sensors 420 'included in the traveling speed detection unit 40 are arranged in two rows on the belt support plate 20 is shown.

도면을 참조하면, 벨트 지지판(20′)에는 센서(410)들이 그 적어도 일면에 벨트(10)가 이송되는 진행방향과 실질적으로 직각인 방향으로 연장되도록 부착될 수 있다. 따라서, 벨트(10)의 진행방향으로의 변위를 효과적으로 측정할 수 있다. Referring to the drawing, the sensors 410 may be attached to the belt support plate 20 'such that the sensors 410 extend in a direction substantially perpendicular to the direction in which the belt 10 is conveyed. Therefore, the displacement in the advancing direction of the belt 10 can be measured effectively.

또한, 센서들(410)은 벨트 지지판(20)에 벨트(10)와 소정 간격 이격되도록 설치될 수 있다. 그에 따라, 센서들(410)이 벨트(10)와 비접촉식으로 구현될 수 있게 된다. 이때, 센서(410)로는 비접촉식으로 구현되는 정전용량 센서가 적용될 수 있다. In addition, the sensors 410 may be installed on the belt support plate 20 to be spaced apart from the belt 10 by a predetermined interval. Accordingly, the sensors 410 can be implemented in a contactless manner with the belt 10. In this case, the sensor 410 may be a capacitive sensor implemented in a non-contact manner.

센서(410)는 벨트 지지판(20)의 벨트(10)를 지지하는 면 또는 그 반대면에 배치될 수 있다. 벨트 지지판(20)의 일부가 벨트(10)와 이격되도록 하는 부분 예를 들어 홈이 형성되고, 그 부분에 센서(410)가 배치될 수 있다. 이때, 센서(410)가 벨트 지지판(20)의 벨트(10)를 지지하는 면에 배치될 수 있다. 따라서, 센서(410)가 벨트 지지판(20)에 벨트(10)와 접촉되지 않도록 배치되어 비접촉식으로 구현될 수 있다. The sensor 410 may be disposed on a surface supporting the belt 10 of the belt support plate 20 or the opposite surface thereof. A portion, for example, a groove, is formed to allow a portion of the belt support plate 20 to be spaced apart from the belt 10, and a sensor 410 may be disposed therein. In this case, the sensor 410 may be disposed on a surface of the belt support plate 20 that supports the belt 10. Accordingly, the sensor 410 may be disposed on the belt support plate 20 such that the sensor 410 does not come into contact with the belt 10.

센서(410)가 벨트 지지판(20)의 벨트(10)를 지지하는 면의 반대면에 배치될 수 있다. 따라서, 센서(410)가 벨트 지지판(20)에 벨트(10)와 접촉되지 않도록 배치되어 비접촉식으로 구현될 수 있다. The sensor 410 may be disposed on an opposite surface of the surface of the belt support plate 20 that supports the belt 10. Accordingly, the sensor 410 may be disposed on the belt support plate 20 such that the sensor 410 does not come into contact with the belt 10.

주행속도 검출부(40)는 벨트 지지판(20′, 20″)에 벨트(10)가 이송되는 진행방향으로 설정된 간격으로 배치되는 복수개의 센서들(410)을 포함할 수 있다. 이때, 센서들이 사용자의 발이 벨트(10)에 근접 또는 접촉되는 것을 인식하여, 인식되는 시간차를 고려하여 사용자의 주행속도를 용이하게 계산할 수 있게 된다. The traveling speed detector 40 may include a plurality of sensors 410 disposed at intervals set in the traveling direction in which the belt 10 is transferred to the belt support plates 20 ′ and 20 ″. At this time, the sensors recognize that the user's foot is close to or in contact with the belt 10, it is possible to easily calculate the running speed of the user in consideration of the recognized time difference.

이때, 복수개의 센서들(410, 410′)이 벨트(10)가 이송되는 진행방향으로 벨트 지지판(20′, 20″)에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 이때, 일정한 간격으로 배치되는 센서들이 사용자의 발이 벨트(10)에 근접 또는 접촉되는 것을 인식하여, 인식되는 시간차를 고려하여 사용자의 주행속도를 더욱 용이하게 계산할 수 있게 된다. In this case, the plurality of sensors 410 and 410 'may be disposed at regular intervals on the belt support plates 20' and 20 ″ in the traveling direction in which the belt 10 is transferred. In this case, the sensors disposed at regular intervals recognize that the user's foot is in close proximity or contact with the belt 10, and thus the driving speed of the user may be more easily calculated in consideration of the recognized time difference.

벨트 지지판(20′, 20″)에는 복수의 센서들(410, 410′)이 벨트(10)가 이송되는 진행방향에 대하여 일렬(도 3) 또는 이열(도 4)로 연장되도록 부착될 수 있다. A plurality of sensors 410, 410 ′ may be attached to the belt support plates 20 ′ and 20 ″ so as to extend in a line (FIG. 3) or two rows (FIG. 4) with respect to the direction in which the belt 10 is conveyed. .

복수의 센서들(410)이 벨트 지지판(20′)에 벨트(10)가 이송되는 진행방향에 대하여 일렬(도 3)로 연장되도록 배치되는 경우에는 센서들(410)이 통상적으로 사용자의 양발이 벨트(10)에 접촉되는 폭에 소정의 안정률을 고려한 폭만큼 연장되도록 배치되어야 한다. 즉, 그 폭만큼의 센서 폭이 필요할 수 있다. When the plurality of sensors 410 are arranged to extend in a line (FIG. 3) with respect to the traveling direction in which the belt 10 is conveyed to the belt support plate 20 ′, the sensors 410 are typically placed on both feet of the user. The width in contact with the belt 10 should be arranged to extend by a width in consideration of a predetermined stability factor. In other words, the width of the sensor may be as much as that width.

이에 대하여, 복수의 센서들(410)이 벨트 지지판(20′)에 벨트(10)가 이송되는 진행방향에 대하여 이열(도 4)로 연장되도록 배치되는 경우에는 센서들(410′)이 센서의 폭을 줄일 수 있게 된다. 이 경우, 주행속도 검출부(40)가 각각 일렬로 배치되는 복수의 센서들(410′)을 포함하는 제1 센서열(41) 및 제2 센서열(42)을 포함할 수 있다. 그에 따라, 벨트(10)의 진행방향으로의 변위를 효율적으로 측정할 수 있다. In contrast, when the plurality of sensors 410 are arranged to extend in two rows (FIG. 4) with respect to the direction in which the belt 10 is conveyed to the belt support plate 20 ′, the sensors 410 ′ may be disposed in the sensor. The width can be reduced. In this case, the traveling speed detector 40 may include a first sensor string 41 and a second sensor string 42 including a plurality of sensors 410 ′ each arranged in a line. Thereby, the displacement in the advancing direction of the belt 10 can be measured efficiently.

한편, 센서들(410, 410′)이 벨트(10)와의 사이에 일정한 간격(d2)으로 배치될 수 있다. 이때, 사용자가 트레드밀 위에서 걷거나 뛸 때 두 발이 벨트(10)와 접촉하는 시간차를 Δt로 하고, 두발이 센싱되는 거리의 변위량을 ΔS로 하면, 벨트(10)의 이송속도가 V = Vp + ΔS/Δt로 바뀌어야만 변화된 이동속도와 같아진다. 이때, ΔV=ΔS/Δt 이고, ΔS = ΔV * Δt에서 ΔV는 일정한 시간을 가지고 가감속하여 ΔV를 갖게 되므로, ΔS를 보상하려면 V = Vp + ΔS/(2*Δt) + C * ΔS/Δt와 같아진다. 이때, C는 상수로서 0.1~0.5의 값을 가질 수 있다. 여기서 C는 급격한 속도 변화를 완충하기 위한 값으로 ΔS=n*d2에서 n=0이 될 때까지 속도의 변화를 부드럽게 하고, 수시로 ΔV가 바뀌는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, the sensors 410 and 410 ′ may be disposed at a predetermined interval d2 between the belts 10. At this time, when the user walks or runs on the treadmill, the time difference between the two feet contacting the belt 10 is Δt, and the displacement amount of the distance at which the feet are sensed is ΔS, and the feed speed of the belt 10 is V = Vp + ΔS /. It must be changed to Δt to equal the changed speed. At this time, ΔV = ΔS / Δt, and ΔV at ΔS = ΔV * Δt has a constant time to accelerate and decelerate to have ΔV, so to compensate for ΔS, V = Vp + ΔS / (2 * Δt) + C * ΔS / Δt and Become the same. In this case, C may have a value of 0.1 to 0.5 as a constant. Here, C is a value for buffering a sudden speed change, and it is possible to smooth the speed change until ΔS = n * d2 to n = 0, and prevent ΔV from changing frequently.

여기서, 센서들(410, 410′)은 비접촉식 정전용량 센서로서, 사용자의 신체 또는 신체 보조물 또는 다른 물체의 적어도 일부가 벨트 상면으로부터 설정된 거리 이하로 근접하는 것을 감지하여 설정된 전압을 출력할 수 있다. 이때, 센서들(410, 410′)은 사용자 등이 설정된 거리 이하로 근접되는 경우에 설정된 출력전압을 출력할 수 있다. 따라서, 각각의 센서들(410, 410′)로부터 출력되는 출력전압으로부터 사용자의 위치를 감지할 수 있게 된다. Here, the sensors 410 and 410 ′ are non-contact capacitive sensors, and may detect a close proximity of at least a portion of a user's body or body support or another object to a predetermined distance or less from the upper surface of the belt to output a set voltage. In this case, the sensors 410 and 410 'may output the set output voltage when the user or the like approaches the set distance or less. Therefore, the user's position can be detected from the output voltages output from the respective sensors 410 and 410 '.

벨트가 이송되는 진행방향으로 설정된 간격으로 설치된 각각의 센서들(410, 410′)로부터 설정된 시간 간격으로 출력되는 전압을 감지할 수 있다. 이때, 물체가 근접되는 것으로 감지된 경우에 출력전압이 출력될 수 있다. 또한, 연속되어 감지되는 출력전압을 출력하는 센서들(410, 410′) 사이의 진행방향의 거리와 설정된 시간 간격으로부터 사용자의 주행속도를 산출할 수 있게 된다. The voltage output from the respective sensors 410 and 410 'installed at intervals set in the traveling direction in which the belt is transferred may be sensed. In this case, when it is detected that the object is approaching, the output voltage may be output. In addition, the driving speed of the user can be calculated from the distance in the direction of travel between the sensors 410 and 410 'that output the continuously detected output voltage and a set time interval.

이때, 주행속도가 목표속도 또는 현재 이송속도보다 크면 벨트의 이송속도를 증가시키고, 주행속도가 목표속도 또는 현재의 이송속도보다 작으면 벨트의 이송속도를 감소시켜, 주행속도에 벨트의 이송속도가 동조되도록 할 수 있다. At this time, if the running speed is greater than the target speed or the current feed speed, the belt feed speed is increased. If the running speed is less than the target speed or the current feed speed, the belt feed speed is decreased. Can be synchronized.

도 5에는 도 1의 트레드밀(1)의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도가 도시되어 있다. 5 shows a block diagram schematically showing the internal configuration of the treadmill 1 of FIG. 1.

도면을 참조하면, 트레드밀(1)은 벨트(10), 구동 모터(30), 모터 구동부(35), 주행속도 검출부(40), 제어부(50), 사용자 입력부(60), 및 표시부(70)를 포함할 수 있다. Referring to the drawings, the treadmill 1 includes a belt 10, a drive motor 30, a motor driver 35, a traveling speed detector 40, a controller 50, a user input unit 60, and a display unit 70. It may include.

벨트(10)는 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 구조를 가지며 이송속도로 이송되어 그 위에서 사용자가 이송속도로 보행 및/또는 주행할 수 있도록 유도할 수 있다. 구동 모터(30)는 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가지며 벨트(10)의 목표속도에 따라 결정되는 구동속도로 구동되어 벨트(10)가 이송속도로 이송될 수 있도록 벨트(10)를 구동할 수 있다. The belt 10 has a structure as shown in FIGS. 1 and 2 and can be conveyed at a feed rate to induce a user to walk and / or travel at a feed rate thereon. The drive motor 30 has a structure as shown in FIG. 2 and is driven at a drive speed determined according to the target speed of the belt 10 to drive the belt 10 so that the belt 10 can be transferred at a feed speed. can do.

모터 구동부(35)는 구동 모터(30)가 그 구동속도로 구동될 수 있도록 하는 구동 신호를 생성할 수 있다. 주행속도 검출부(40)는 사용자의 주행속도를 검출할 수 있으며, 비접촉식으로 구현되는 정전용량 센서를 포함할 수 있다. The motor driver 35 may generate a driving signal for allowing the driving motor 30 to be driven at the driving speed. The traveling speed detector 40 may detect the traveling speed of the user, and may include a capacitive sensor that is implemented in a non-contact manner.

주행속도 검출부(40)는 도 6 및/또는 도 9에 도시된 정전용량 센서를 포함하여 이루어질 수 있다. 주행속도 검출부(40)는 도 6과 같은 전극구조를 가지고, 도 9에 도시된 바와 같은 센서 제어부(90)를 더 포함하여 정전용량 센서모듈이 될 수 있다. The traveling speed detector 40 may include the capacitive sensor illustrated in FIGS. 6 and / or 9. The traveling speed detector 40 may have an electrode structure as illustrated in FIG. 6, and further include a sensor controller 90 as illustrated in FIG. 9 to become a capacitive sensor module.

이 경우, 정전용량 센서모듈은 전극 단자들을 통하여 입력되는 입력 신호로부터 인체가 근접되는 것을 감지하고, 인체가 근접되는 경우와 감지되지 아니한 경우 각각에 대하여 설정된 출력 전압을 출력함으로써, 주행속도를 검출할 수 있다. 예를 들어, 인체가 근접되지 아니한 경우에는 그라운드에 근접하는 제1 전압을 출력하고, 인체가 근접되는 경우에는 설정된 제2 전압(도 9의 VCC)이 출력될 수 있다. In this case, the capacitive sensor module detects the driving speed by detecting the proximity of the human body from the input signal input through the electrode terminals, and outputs an output voltage set for each of the proximity of the human body and when it is not detected. Can be. For example, when the human body is not in proximity, the first voltage approaching the ground may be output, and when the human body is in proximity, the set second voltage (VCC of FIG. 9) may be output.

다른 실시예로서, 정전용량 센서모듈은 인체의 근접 여부에 따라 설정된 전압이 출력되도록 하는 구성요소를 포함하는 통상의 정전용량 센서에 검출된 주행속도에 벨트의 이송속도가 동조되도록 제어하는 제어부를 포함하여 형성될 수 있다. In another embodiment, the capacitive sensor module includes a control unit for controlling the feed speed of the belt to be synchronized with the traveling speed detected by the conventional capacitive sensor including a component for outputting a voltage set according to the proximity of the human body. Can be formed.

제어부(50)는 검출된 사람의 주행속도에 따라 벨트(10)의 목표속도를 계산하고, 목표속도에 따라 구동모터(30)의 구동속도를 생성할 수 있다. 그에 따라, 모터 구동부(35)에서 구동 신호를 생성하고, 그 구동 신호에 의하여 구동 모터(30)가 구동될 수 있다. 구동 모터(30)에 의하여 생성되는 회전력이 풀리와 벨트, 및/또는 기어 등의 동력 전달 장치에 의하여 벨트(10)를 구동시켜 구동 모터(30)에 의하여 구동되는 회전 운동이 벨트(10)의 직선운동으로 변환될 수 있다. The controller 50 may calculate a target speed of the belt 10 according to the detected driving speed of the person, and generate a driving speed of the driving motor 30 according to the target speed. Accordingly, the drive signal may be generated by the motor driver 35, and the drive motor 30 may be driven by the drive signal. The rotational force generated by the drive motor 30 drives the belt 10 by a power transmission device such as a pulley, a belt, and / or a gear, so that the rotational movement driven by the drive motor 30 is performed by the belt 10. Can be converted to linear motion.

제어부(50)는 시작, 센서 신호, 비상 정지 등을 입력받는 입력부, 그 입력된 자료들로부터 미리 설정된 절차 및 계산식에 의하여 제어값을 연산하는 연산부, 제어 신호, 통신 신호 등이 출력되는 출력부를 포함할 수 있다. The controller 50 includes an input unit for receiving a start, a sensor signal, an emergency stop, and an input unit for calculating a control value according to a preset procedure and calculation formula from the input data, an output unit for outputting a control signal, a communication signal, and the like. can do.

사용자 입력부(60)는 사용자의 입력 사항을 입력받는 것으로, 미리 정해진 용도로 만들어진 버튼들, 및 표시부(70) 상에 구현되는 터치 패널 등을 포함하여 이루어 질 수 있다. 표시부(70)에는 사용자의 입력 사항이 표시되거나 현재 트레드밀의 작동 상태가 표시될 수 있다.The user input unit 60 may receive input of a user, and may include buttons that are made for a predetermined purpose, and a touch panel implemented on the display unit 70. The display unit 70 may display a user's input or display an operation state of the current treadmill.

트레드밀(1)에서는 벨트 지지판(20)에 부착되는 여러개의 센서들을 통하여 운동자의 발의 위치를 감지하고, 제어부(50)에서 이를 통해 변위(ΔS)와 시간(Δt ) 변수에 기초하여 벨트의 이송속도를 연산 및/또는 제어할 수 있다. 이때, 제어부(50)에서 출력된 출력 신호를 증폭하여 구동 모터(30)를 구동시켜 벨트(10)를 구동시킬 수 있는 인공지능형 트레드밀을 구현할 수 있다. The treadmill 1 detects the position of the athlete's foot through a plurality of sensors attached to the belt support plate 20, and the control unit 50 transmits the belt conveying speed based on the displacement ΔS and time Δt variables. Can be calculated and / or controlled. In this case, an artificial treadmill capable of driving the belt 10 by driving the driving motor 30 by amplifying the output signal output from the controller 50 may be implemented.

도 6에는 도 2의 트레드밀(1)의 주행속도 검출부(40)에 포함되는 센서의 일 실시예로서, 정전용량 센서(800)가 도시되어 있다. 도 7에는 도 6의 정전용량 센서(800)에서, 전극들(810, 820) 사이의 거리에 따라 정전용량이 변하는 경향을 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도 8에는 도 6의 정전용량 센서(800)에서, 전극들(810, 820) 사이의 거리에 따라 용량성 임피던스가 변하는 경향을 보여주는 그래프가 도시되어 있다. 도 7 및 도 8에서 C는 정전용량, d는 전극판 사이의 거리, I는 용량성 임피던스이다. FIG. 6 illustrates a capacitive sensor 800 as an example of a sensor included in the traveling speed detector 40 of the treadmill 1 of FIG. 2. FIG. 7 is a graph showing the tendency of capacitance to change according to the distance between the electrodes 810 and 820 in the capacitive sensor 800 of FIG. 6. FIG. 8 is a graph showing the tendency of the capacitive impedance to change according to the distance between the electrodes 810 and 820 in the capacitive sensor 800 of FIG. 6. In FIGS. 7 and 8, C is a capacitance, d is a distance between electrode plates, and I is a capacitive impedance.

도면을 참조하면, 정전용량 센서(800)는 제1 전극(810), 제2 전극(820), 및 유전체층(830)을 포함할 수 있다. 제1 전극(810)은 벨트 지지판(20)에 부착되고, 하나의 극성을 가질 수 있다. 제2 전극(820)은 벨트 지지판(20)에 부착되고, 다른 하나의 극성을 가질 수 있다. 예를 들어 제1 전극(810)은 양극이 되고, 제2 전극(820)은 그라운드에 연결될 수 있다. Referring to the drawing, the capacitive sensor 800 may include a first electrode 810, a second electrode 820, and a dielectric layer 830. The first electrode 810 is attached to the belt support plate 20 and may have one polarity. The second electrode 820 is attached to the belt support plate 20 and may have another polarity. For example, the first electrode 810 may be an anode, and the second electrode 820 may be connected to ground.

유전체층(830)은 제1 전극(810)과 제2 전극(820) 사이에 적어도 하나 이상 예를 들어 복수의 유전체가 개재될 수 있다. 여기서 유전체는 사용자의 인체, 신발, 벨트, 및 벨트 지지판 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인체, 신발, 벨트, 및 벨트 지지판가 유전체가 될 수 있다. 또한, 인체, 신발, 벨트, 및 벨트 지지판이 실질적으로 제1 전극(810)과 제2 전극(820) 사이에 개재되는 형상 및 구조를 가질 수 있다. 여기서, 벨트 지지판(20)은 유전체로 작용할 수 있는 부도체가 될 수 있다. At least one dielectric layer 830 may be interposed between the first electrode 810 and the second electrode 820, for example. Here, the dielectric may include at least one of a human body, a shoe, a belt, and a belt support plate of the user. For example, the human body, shoes, belts, and belt support plates can be dielectrics. In addition, the human body, the shoe, the belt, and the belt support plate may have a shape and a structure substantially interposed between the first electrode 810 and the second electrode 820. Here, the belt support plate 20 may be an insulator that can act as a dielectric.

이때, 정전용량 센서(800)에서 벨트(10) 및 벨트 지지판(20)이 기본적인 유전체층을 형성할 수 있다. 이 경우, 기본적인 정전용량 센서(800)는 제1 전극(810) 및 제2 전극(820)과, 벨트(10) 및 벨트 지지판(20)을 포함하는 유전체층을 포함할 수 있다. 다만, 정전용량 센서(800)의 사용 조건에 따라 사용자의 인체, 양말, 신발 등이 추가적인 유전체로 작용할 수 있다. In this case, the belt 10 and the belt support plate 20 may form a basic dielectric layer in the capacitive sensor 800. In this case, the basic capacitive sensor 800 may include a dielectric layer including the first electrode 810 and the second electrode 820, the belt 10, and the belt support plate 20. However, depending on the conditions of use of the capacitive sensor 800, the user's body, socks, shoes, etc. may act as an additional dielectric.

이 경우, 트레드밀에서 사용자가 벨트(10) 위를 보행 및/또는 주행하는 경우에 인체가 설정된 거리 이내로 근접되지 아니한 경우에는 제1 전압을 출력하고, 인체가 설정된 거리 이내로 근접되는 경우에는 제2 전압을 출력함으로써, 정전용량 센서(80)에 인체가 근접되는 것을 감지할 수 있게 된다. In this case, when the user walks and / or travels on the belt 10 in the treadmill, the first voltage is output when the human body is not within the set distance, and the second voltage when the human body is within the set distance. By outputting the above, it is possible to detect the proximity of the human body to the capacitive sensor 80.

정전용량 센서는 대전된 두 도체에 해당하는 제1 전극(810)과 제2 전극(820) 사이의 유전체 환경 하에서, 제1 전극(810)과 제2 전극(820) 사이의 거리와 면적에 따라 정전용량이 수학식 1 같은 관계에 따라 변할 수 있다. 여기서, C는 정전용량, ε₀는 진공 유전율, ε_r는 상대 유전율, S는 면적, d는 전극판 사이의 거리이다. The capacitive sensor according to the distance and the area between the first electrode 810 and the second electrode 820 under a dielectric environment between the first electrode 810 and the second electrode 820 corresponding to the two charged conductors. The capacitance can vary depending on the relationship such as Equation 1. Where C is the capacitance, ε ₀ is the vacuum permittivity, ε _r is the relative permittivity, S is the area, and d is the distance between the electrode plates.

트레드밀에서는 제2 전극(820)이 일정한 면적을 갖는 도체 전극이 될 수 있으며, 제1 전극(810)은 그라운드와 연결되는 전극이 될 수 있다. 제1 전극(810) 및 제2 전극(820)은 회로 구성에 따라 서로 바뀔 수 있다. 이때, 적당한 거리까지 거리 d가 변하면 d1에서 C1이 발생하고, C1 값을 기준값(threshold)으로 하여 C > C1인 경우에 설정된 전압이 출력되도록 할 수 있다. In the treadmill, the second electrode 820 may be a conductor electrode having a predetermined area, and the first electrode 810 may be an electrode connected to the ground. The first electrode 810 and the second electrode 820 may be interchanged depending on the circuit configuration. At this time, when the distance d changes to a suitable distance, C1 is generated at d1, and the set voltage is output when C> C1 using the C1 value as a threshold.

이때, 유전체 환경은 센서가 부착되는 벨트 지지판(20), 벨트, 운동화, 공기 등을 포함할 수 있다. 따라서, d1은 벨트 지지판, 벨트, 신발의 두께를 합한 값에 여유를 둔 거리가 될 수 있다. C1은 d1에서의 정전용량이 될 수 있다. 이 경우 C > C1일 때, 설정된 전압이 출력될 수 있다. In this case, the dielectric environment may include a belt support plate 20 to which the sensor is attached, a belt, sneakers, air, or the like. Therefore, d1 may be a distance left by the sum of the thicknesses of the belt support plate, the belt, and the shoe. C1 may be the capacitance at d1. In this case, when C> C1, the set voltage may be output.

이때, 도체 전극은 그 면적이 커질수록 d1의 거리에 의하여 형성되는 공간도 커진다. 따라서, 원하는 d1이 결정되면 d1의 거리에서 C1의 정전용량을 가질 수 있도록 면적을 결정할 수 있다. 이때, 면적을 결정하는 여러 가지 방식이 적용될 수 있다. At this time, as the area of the conductor electrode increases, the space formed by the distance of d1 also increases. Therefore, when the desired d1 is determined, the area can be determined to have a capacitance of C1 at the distance of d1. In this case, various methods of determining an area may be applied.

한편, 정전용량 센서(80)는 도 9에 도시된 바와 같이 인체의 적어도 일부가 근접되는 지 여부에 따라 미리 설정된 출력 전압이 출력되도록 구성될 수 있다. Meanwhile, as illustrated in FIG. 9, the capacitive sensor 80 may be configured to output a preset output voltage depending on whether at least a part of the human body is in proximity.

도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량 센서의 회로도가 도시되어 있다. 9 is a circuit diagram of a capacitive sensor according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 정전용량 센서는 제1 전극단자(91), 출력 단자(93), 센서 제어부(90)를 포함할 수 있다. 제1 전극단자(91)는 양극의 제1 전극(810)과 연결될 수 있다. 출력 단자(93)를 통하여 인체의 근접 여부에 따라 설정된 출력 전압이 출력된다. 센서 제어부(90)는 제1 전극단자(91)를 통하여 입력되는 입력 신호에 따라 출력 신호를 출력할 수 있다. 출력 신호는 스위칭 소자, 예를 들어 트랜지스터의 입력 신호가 될 수 있다. Referring to the drawings, the capacitive sensor may include a first electrode terminal 91, an output terminal 93, and a sensor controller 90. The first electrode terminal 91 may be connected to the first electrode 810 of the anode. The output voltage set according to the proximity of the human body is output through the output terminal 93. The sensor controller 90 may output an output signal according to an input signal input through the first electrode terminal 91. The output signal can be an input signal of a switching element, for example a transistor.

여기서, 제1 전극단자(91)와 연결되는 제1 전극(810)과 그라운드 단자(GND)와 연결되는 그라운드가 커패시터를 형성하고, 인체의 근접여부에 따라 정전용량이 달라지고, 그에 따라 입력단자(CS)를 통하여 입력되는 입력 신호가 달라질 수 있다. 예를 들어, 인체가 근접됨에 따라 유전체의 변화에 의하여 커패시터의 정전용량이 달라지고, 그에 따라 센서의 양단자에 걸리는 임피던스가 달라지고 입력단자(CS)를 통하여 입력되는 전압이 달라질 수 있다. Here, the first electrode 810 connected to the first electrode terminal 91 and the ground connected to the ground terminal GND form a capacitor, and the capacitance varies according to the proximity of the human body. The input signal input through CS may vary. For example, as the human body approaches, the capacitance of the capacitor changes according to the change in the dielectric, and thus, the impedance across both terminals of the sensor may vary, and the voltage input through the input terminal CS may vary.

도면에 도시된 실시예에서 인체의 일부가 제1 전극단자(91)에 근접하게 되면 출력신호가 스위칭 소자를 온(ON)시키는 신호가 되고, 그로 인하여 출력 단자(93)를 통하여 설정된 출력 전압(VCC)가 출력될 수 있다. 따라서, 인체가 센서에 근접되는 것을 감지하고, 그로 인하여 인체의 일부 예를 들어 발의 위치를 감지할 수 있게 된다. 이때, 입력 단자(CS)를 통하여 입력되는 입력 신호의 감도는 커패시터(SC2)의 정전용량에 의하여 조절될 수 있다. In the exemplary embodiment shown in the drawing, when a part of the human body approaches the first electrode terminal 91, the output signal becomes a signal for turning on the switching element, whereby the output voltage set through the output terminal 93 ( VCC) may be output. Therefore, it is possible to detect that the human body is in proximity to the sensor, thereby detecting the position of a part of the human body, for example, the foot. In this case, the sensitivity of the input signal input through the input terminal CS may be adjusted by the capacitance of the capacitor SC2.

본 발명에 따르면, 사용자의 주행속도를 감지하여 벨트의 이송속도를 자동으로 제어하여, 사용자의 주행상태에 적합한 이송속도로 벨트를 구동할 수 있다. 그에 따라, 트레드밀에 의하여 사용자 편이성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, by sensing the driving speed of the user to automatically control the conveying speed of the belt, it is possible to drive the belt at a feed speed suitable for the user's running state. Therefore, the user's convenience can be improved by the treadmill.

본 발명에 따른 트레드밀(1)에서는 기계에 설정된 속도에 사람이 맞추어 보행 및/또는 주행하는 것이 아니라, 사람이 걷기 또는 달리기하는 주행속도를 순간적으로 감지하여 이송속도 및/또는 목표속도를 거기에 동조시킬 수 있다. 따라서, 트레드밀로도 운동장에서 사용자가 마음대로 걷고 달리는 재미를 줄 수 있다. In the treadmill 1 according to the present invention, instead of walking and / or traveling in accordance with the speed set in the machine, the driving speed at which a person walks or runs is sensed instantaneously and the feed speed and / or the target speed are tuned thereto. You can. Therefore, even the treadmill can give the user walking and running fun at the playground.

또한, 주행속도가 급격히 줄어드는 경우에도 이송속도 및/또는 목표속도가 줄어드는 속도에 실시간 동조되도록 함으로써, 사용자가 벨트 위에서 넘어지거나 추락하는 사고로부터 안정성을 확보할 수 있게 된다.In addition, even if the running speed is sharply reduced by real-time synchronization with the speed and / or the target speed is reduced, it is possible to ensure the stability of the user falling accident or fall on the belt.

본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀에서는 정전용량 센서를 사용함으로써, 비접촉식 센서를 구현할 수 있게 된다. 따라서, 주행속도를 검출하는 센서로 비접촉식 센서를 사용함으로써, 사용자가 일정한 속도로 보행 및/또는 주행하기 어려운 경우에도 사용자 안정성을 확보할 수 있다. In the treadmill according to an embodiment of the present invention, by using a capacitive sensor, it is possible to implement a non-contact sensor. Therefore, by using the non-contact sensor as the sensor for detecting the traveling speed, it is possible to ensure user stability even when the user is difficult to walk and / or travel at a constant speed.

또한, 비접촉식 센서를 사용함으로써, 사용자의 보행 및/또는 주행으로 인한 충격이 센서 자체에 직접적으로 전달되지 않도록 함으로써, 제품의 내구성 및/또는 신뢰성이 향상될 수 있게 된다. 즉, 사용자의 보행 및/또는 주행에 의하여 가해지는 압력이 직접 전달되지 않도록 함으로써, 주행속도 검출부(40)의 내구성, 안정성, 및/또는 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다. In addition, by using a non-contact sensor, the durability and / or reliability of the product can be improved by preventing the impact of walking and / or driving of the user is not transmitted directly to the sensor itself. That is, by not directly transmitting the pressure applied by the user's walking and / or running, it is possible to improve the durability, stability, and / or reliability of the traveling speed detector 40.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들이 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.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. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims

A belt driven and conveyed according to a set target speed; And
And a traveling speed detector for detecting a traveling speed of the user.
The treadmill, wherein the conveying speed at which the belt is conveyed is synchronized with the detected traveling speed, and the traveling speed detecting unit includes a non-contact capacitive sensor.

The method of claim 1,
And a non-contact capacitive sensor outputting a set voltage by detecting at least a portion of the user approaching a predetermined distance or less from an upper surface of the belt.

The method of claim 2,
The non-contact capacitive sensor is installed at least two spaced apart at intervals set in the traveling direction in which the belt is conveyed,
A treadmill for detecting the output voltage output by the proximity of the object from the sensors at a predetermined time interval, and calculating the running speed from the distance and the distance between the sensors for outputting the output voltage detected continuously.

The method of claim 1,
If the traveling speed is greater than the conveying speed of the belt, the conveying speed of the belt is increased, and if the traveling speed is less than the conveying speed of the belt, the conveying speed of the belt is decreased, and the conveying speed of the belt is Treadmills to keep tuned.

The method of claim 1,
And a belt support plate disposed below the belt, the belt supporting plate supporting the belt upwards so that the belt moves linearly.

The method of claim 5,
And a capacitive sensor attached to at least one surface of the belt support plate to extend in a direction substantially perpendicular to a traveling direction in which the belt is conveyed.

The method of claim 5,
And a capacitive sensor provided on the belt support plate to be spaced apart from the belt by a predetermined distance.

The method of claim 7, wherein
And a capacitive sensor disposed on a side of the belt support plate that supports the belt or the opposite side thereof.

The method according to claim 6,
And a traveling speed detecting unit comprising a plurality of capacitive sensors arranged at intervals set in a traveling direction in which the belt is transferred.

10. The method of claim 9,
A treadmill in which a plurality of said capacitive sensors are arranged at regular intervals.

10. The method of claim 9,
At least some of said capacitive sensors are arranged in two rows with respect to said traveling direction.

The method of claim 1,
And the capacitive sensor has at least one dielectric interposed between the first electrode and the second electrode.

The method of claim 12,
And the dielectric is at least one of the user's body, shoes, belts, and belt support plates.

The method of claim 1,
A driving motor driven at a driving speed determined according to a target speed of the belt to drive the belt so that the belt can be transferred;
A motor driver configured to generate a driving signal for driving the driving motor at the driving speed; And
And a controller configured to calculate a target speed of the belt according to the detected traveling speed and generate a driving speed of the driving motor according to the target speed.

delete

The capacitive sensor of any one of claims 1 to 14; And
And a control unit for controlling the conveying speed of the belt to be synchronized with the detected traveling speed.