KR101298997B1 - 트레드밀 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드밀 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서, 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 제어하는 프로그램을 선택하는 제어키를 포함하여 구성되어, 사용자가 신체 정보 및 사용자의 운동 목적을 입력하기만 하면, 입력된 정보로부터 미리 정해진 파라미터가 소정의 허용 구간 내에만 있도록 제어하는 운동 프로그램에 의해 런닝 속도나 경사도 등이 제어됨으로써, 사용자가 원하는 운동 목적을 신뢰성있게 실현할 수 있는 트레드밀 및 그 제어 방법을 제공한다.

트레드밀, 신체 정보, 운동 목적, 구간 설정, 프로그램, 매체

Description

트레드밀 및 그 제어 방법{TREADMILL AND CONTROL METHOD THEREOF}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 구성을 도시한 사시도

도2는 도1의 제어 판넬부를 도시한 평면도

도3은 도2의 제어 판넬부를 이용한 제어 방법을 도시한 흐름도

도4는 도3의 흐름도에 따라 트랙 벨트의 이동 속도를 제어하는 방법을 도시한 흐름도

도5는 심장박동수에 따른 제어하는 경우에 지방연소와 심폐기능강화를 최대화하는 구간을 설명한 도식도

도6은 도1의 다른 형태의 제어 판넬부를 도시한 평면도

도7 내지 도9는 도6의 제어 판넬부를 이용하여 운동 프로그램을 선택하는 방법을 도시한 도면

도10은 도1의 또 다른 형태의 제어 판넬부를 도시한 평면도

도11은 도10의 제어 판넬부를 이용한 제어 방법을 도시한 흐름도

도12은 도1의 트랙부의 분해 사시도

도13은 도12의 'A'부분의 확대도

도14는 도13의 하중 센서 모듈의 분해 사시도

도15는 도12의 트랙 벨트를 제거한 트랙부를 저면에서 바라본 사시도

도16은 도15의 'B' 부분의 확대도

도17은 도15의 하중 센서를 이용한 제어 회로도

도18은 도15의 자동속도조절기구의 작동 원리를 설명하기 위한 순서도

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

88: 아이디 카드 99: 심박 측정 벨트

99a: 심박 감지부 100: 트레드밀

110: 트랙부 111: 트랙 벨트

112: 구동 롤러 113: 데크

114: 프레임 114a: 데크 지지대

115: 방진 고무 116: 데코 커버

117: 지지 롤러 118: 지지대

120,220,320: 제어 판넬부 121,221,321: 제어판

122: 손잡이 123: 수평 지지대

124: 연결 부재 125: 화면부

125a: 하한 설정치 125b: 상한 설정치

125c: 설정 구간 125d: 현재 파라미터값

125e: 사용자 정보 125f: 파라미터 히스토리

130, 230: 입력부 131,232: 운동 모드 항목

132,231: 신체 정보 항목 133: 제어키

133a: 선택된 제어키 141: 현재 경사도 표시부

142: 현재 런닝속도 표시부 143: 현재 심박수 표시부

330: 운동모드 입력부 321: 제어판

190: 하중 센서 모듈 191: 결합 부재

192: 굽힘 부재 193a,193b: 후방 하중 센서

194a,194b: 전방 하중 센서 R1: 후방 하중 센서 저항값

R2: 전방 하중 센서 저항값 181: 제1접점

182: 제2접점 △V : 브리지 전압차

△Vref : 기준 브리지 전압차 △Vset : 설정 브리지 전압차

본 발명은 트레드밀 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 신체 조건이나 운동 목적에 따라 최적화된 파라미터 구간을 제공하는 운동 프로그램에 따라 제어되는 트레드밀 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

트레드밀은 런닝머신으로 불려지는 운동기구로, 무한 궤도로 회전하는 벨트를 이용하여 좁은 공간에서 걷거나 뛰는 운동효과를 가져올 수 있어 가정용이나 스포츠센터 등에서 널리 사용되고 있다. 트레드밀은 겨울철에도 적당한 온도의 실내에서 걷기 또는 런닝(running) 운동을 할 수 있으며, 런닝 속도를 임의로 조절할 수 있으므로 나날이 그 수요가 급증하고 있다.

일반적으로, 트레드밀을 이용하여 걷기 또는 런닝 운동을 하는 사용자는 소 정의 운동 목적을 가지고 운동을 한다. 예를 들면, 다이어트를 하고자 하는 사람은 체지방 연소를 위하여 30분 이상의 빠른 걷기 운동을 하는 것이 바람직하고, 엉덩이의 살을 중점적으로 빼고자 하는 사람은 트랙부의 경사도를 소정치 이상으로 유지하면서 걷기 또는 런닝하는 것이 바람직하며, 심폐 기능을 강화하고자 하는 사람은 소정의 속도 이상으로 조깅 또는 런닝 운동을 하는 것이 좋고, 심장병을 앓고 있는 사람은 소정 속도 이상으로 걷거나 런닝 운동을 행하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이렇듯, 트레드밀을 사용하여 운동을 하는 사용자는 다양한 운동 목적에 따라 런닝 속도나 경사도 등이 소정의 범위 내로 유지하면서 걷기 또는 런닝 운동을 행할 필요가 있다.

그러나, 종래의 트레드밀은 사용자가 운동 중에 제어 판넬부를 조작하지 않는다면 런닝 속도나 경사도 등이 하나로 정해진 운동 조건 하에서 걷기 또는 런닝 운동을 행할 수 밖에 없으므로, 사용자로 하여금 걷기 또는 런닝 운동이 지루해지는 문제점을 야기할 뿐만 아니라, 걷기 또는 런닝 운동 중에 제어 판넬부를 조작하는 중에 런닝 중의 사용자의 기분에 따라 운동 조건을 임의로 변경시켜 사용자가 과도하고 무리한 운동을 하게 되어, 오히려 신체에 악영향을 미치는 운동을 행하게되는 문제점도 함께 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 환자나 어린이 등과 같이 소정의 제한된 조건 하에서만 운동을 해야 하거나, 복부지방의 연소 나 심폐 기능 강화와 같은 소정의 운동 목적을 효과적으로 달성하기 위하여, 사용자의 신체 조건이나 운동 목적에 대하여 최적화된 파라미터 구간을 제공하는 운동 프로그램에 따라 제어되는 트레드밀 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 사용자의 신체 조건이나 운동 목적에 따른 운동 프로그램의 파라미터를 소정의 구간으로 제한시킴으로써, 사용자가 운동 목적을 달성하기 위하여 하나로 정해진 운동 조건으로 걷기 또는 런닝 운동하는 것이 강제되지 않고 프로그램에 의해 설정된 구간 내에서는 자유롭게 런닝 속도나 경사도를 변화시킬 수 있어, 운동 목적을 신뢰성 있게 이룰 수 있으면서 사용자의 흥미를 유도할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 발명은, 트랙 벨트 상에서 걷기 또는 런닝 운동을 하는 중에 트랙 벨트의 이동 속도를 조작하지 않더라도, 사용자의 걷기 또는 런닝 운동 속도에 따라 자동으로 트랙 벨트의 이동 속도가 동기화되어 자동으로 조절되도록 함으로써, 사용자의 신체 조건과 운동 목적을 입력하기만 하면, 입력된 신체 조건과 운동 목적에 따라 최적화된 프로그램에 의해 트레드밀의 이동 속도, 경사도 및 사용자의 심박수 등이 프로그램에 의해 설정된 구간 내에서 자유롭게 변속할 수 있게 되므로, 사용자가 지루하지 않고 흥미를 가지고 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 운동 목적도 역시 보다 간편하게 실현시킬 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 사용자가 트레드밀에서 운동을 함에 있어서, 사용자의 신체에 무리가 되지 않는 범위 내에서 운동하는 것을 보장하기 위하여, 사용자의 심장박동수의 허용 구간 내에서만 구동되는 트레드밀을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바의 목적을 달성하기 위하여, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서, 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 제어하는 프로그램을 선택하는 제어키를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀을 제공한다.

이는, 상기 제어키를 통하여 사용자의 운동 목적에 따라 트랙 벨트의 이동 속도, 트랙 벨트의 경사도 등의 파라미터가 미리 정해진 구간 내에서만 제어되도록 미리 입력된 프로그램들 중 어느 하나를 선택함으로써, 사용자의 원하는 운동 목적을 손쉽게 구현할 수 있도록 하기 위함이다. 이 때, 상기 정해진 구간이란 운동 초기에 설정된 구간이 운동 종료시까지 일정하게 유지되는 구간만을 의미하는 것이 아니라, 주행 거리나 주행 시간에 따라 허용 구간이 가변되는 것도 포함한다. 그리고, 상기 파라미터는 트레드밀을 통해 제어되는 트랙 벨트의 이동 속도 및 경사도만으로 한정되는 것이 아니라, 사용자의 심장박동수도 포함된다.

아울러, 다이어트, 심폐기능강화, 가벼운 산책, 조깅, 경보, 런닝 등 다양한 운동 목적과 다양한 운동 모드에 부합하는 운동 프로그램을 미리 트레드밀의 메모리부에 저장하여, 상기 제어키를 이용하여 사용자가 간편하게 선택할 수 있도록 함 으로써, 사용자의 운동 목적을 실현하는 데 있어서 사용자의 편의성을 도모할 수 있게 된다.

이 때, 상기 제어키는 사용자의 신체 정보 및/또는 사용자의 운동 목적에 따라 서로 다르게 제어하는 프로그램을 선택하도록 다수로 형성된다. 예컨대, 사용자의 신체 조건이 허약한 사람과 건강한 사람이 동일한 강도로 런닝 운동을 행하는 것은 바람직하지 않으므로, 동일한 운동 목적을 얻고자 하더라도 사용자의 신체 상태에 따라 서로 다른 프로그램을 선택하도록 한다. 이를 통해, 각 사용자에게 가장 최적화된 운동 조건에 따라 사용자가 걷기 또는 런닝 운동을 행할 수 있다.

상기 제어키는, 신체 정보에 대한 항목이 하나의 축을 형성하고, 운동 목적에 대한 항목이 다른 하나의 축을 형성하여, 신체 정보와 운동 목적에 각각 대응하는 위치에 선택가능하게 각각 다수의 버튼 또는 키패드로 형성된다. 이를 통해, 사용자는 자신에게 해당하는 신체 정보와 운동 목적을 선택하여, 이에 대응하는 위치의 키를 누르면, 자신의 신체 정보와 운동 목적에 따라 파라미터들이 구간 설정된 운동 프로그램에 의하여 걷기 또는 런닝 운동을 행할 수 있게 된다.

이를 통해, 가벼운 산책, 소정치 이상의 속도로 걷는 파워 워킹, 마라톤과 같은 런닝 운동, 전력 질주 등 중의 어느 하나의 모드로 선택하여 운동을 하고자 하는 경우에, 각각의 운동 목적에 맞도록 트랙 벨트의 이동 속도의 허용 구간을 사전에 프로그램을 통해 미리 설정하여 두고, 사용자가 운동 모드를 선택하기만 하면, 사용자의 신체 상태를 감안하여 트랙 벨트의 이동 속도 및 경사도 등의 파라미터를 허용 구간 내에 있도록 제어함으로써, 사용자가 반강제적으로 설정된 작동 구 간의 런닝 속도로 운동할 수 있는 환경을 제공하게 된다.

이는, 역으로, 심장병 질환을 가지고 있는 사람들에게 적합한 운동 강도로 강제하고자 하는 경우에, 트랙 벨트의 이동 속도를 소정치 이하가 되도록 사전에 설정하여 심장병 질환을 가진 사용자가 설정된 범위 이내에서만 걷도록 하여, 심장에 무리가 가는 운동을 사전에 근본적으로 차단할 수 있다.

한편, 본 발명은, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서, 사용자의 신체 정보 및 사용자의 운동 목적에 따라 파라미터를 서로 다르게 제어하는 프로그램을 선택하도록 다수로 형성된 제어키를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀을 제공한다.

즉, 상기 운동 프로그램이 파라미터를 구간으로 설정하지 않음에 따라 사용자의 걷기 또는 런닝 운동이 다소 지루하더라도, 사용자의 신체 조건을 감안하여 사용자가 의도했던 운동 목적을 이룰 수 있도록, 하나의 운동 조건(예컨대, 경사도는 10%, 런닝 속도는 8.0km/hour으로 운동 초기부터 종료시까지 유지)으로 유지하거나, 사용자가 운동 조건을 조금이라도 변동시킬 수 없지만 주행 거리 또는 주행 시간에 따라 변동되는 운동 조건(예컨대, 초기에는 경사도 10%, 런닝 속도 8.0km/hour이었다가 주행 거리에 따라 경사도와 런닝 속도가 1%씩 가감되는 조건)으로 미리 정해질 수 있다.

상기 트레드밀은 소정의 정보를 화상으로 표시하는 화면부를 추가적으로 구비하여, 상기 화면부를 통해 상기 프로그램의 파라미터들의 정보의 일부 또는 전부를 선택적으로 표시한다. 즉, 사용자의 신체 정보와 운동 목적을 입력하면, 이에 따라 프로그램에서 미리 정해진 각 파라미터의 일부 또는 전부의 허용 구간 등이 화면부에 표시되어, 사용자가 현재 행하고 있는 걷기 또는 런닝 운동이 자신의 운동 목적을 이루기 위한 기설정된 허용 구간의 어느 정도의 위치에 있는 것인지를 알 수 있을 뿐만 아니라, 선택된 프로그램의 운동 조건이 어떤 구간으로 설정된 것인지에 대해서도 쉽게 파악할 수 있게 된다. 이를 위해, 상기 화면부는 상기 프로그램 파라미터의 일부 또는 전부의 상한치 및 하한치와, 상기 파라미터의 현재값을 함께 표시하는 것이 바람직하다.

한편, 사용자의 신체 정보는 혈압, 키, 몸무게, 연령, 특정 질환 등과 같이 고려해야 하는 요소가 많으므로, 이와 같은 다양한 변수를 트레드밀의 제어판넬에 미리 반영하여 선택하도록 하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 보다 정확한 사용자의 신체 정보를 반영하기 위하여, 사용자의 신체 정보가 저장된 매체를 트레드밀의 판독부에서 판독하여, 사용자의 신체 정보를 입력하도록 구성될 수도 있다. 이 경우에는, 사용자는 복부지방연소, 심폐기능향상, 마라톤, 파워 워킹 등과 같은 운동 목적을 이루는 운동 모드를 선택하기만 하면, 트레드밀은 읽혀진 사용자의 신체정보를 반영하여 선택된 운동 모드에 적합한 프로그램을 선택한다.

이와 같이 사용자의 신체 조건 뿐만 아니라 운동 목적을 반영한 운동 프로그램 정보를 아이씨칩이 내장된 아이디카드와 같은 매체에 저장하여 두어, 매체에 저장된 운동 프로그램 정보를 트레드밀의 판독부가 판독하여, 매체에 저장되어 있던 운동 프로그램 대로 트레드밀을 제어할 수도 있다. 이는, 최근에 비만 치료나 당뇨 등의 치료 목적을 이루기 위하여 약물에만 의존하지 않고 운동을 통해 치료하고자 하는 시도가 있는데, 환자의 신체 상태와 운동 목적을 감안하여 의사 또는 치료사가 정확한 운동량을 계산하여 이에 따른 운동 프로그램으로 처방하고, 그 환자는 처방받은 운동 프로그램을 정확히 준수하여 걷기 또는 런닝 운동을 행함으로써 운동 치료의 효과를 극대화시킬 수 있다.

상기 제어키는 사용자의 신체 정보 및 사용자의 운동 목적에 따라 주행 거리, 주행 시간, 소모된 칼로리 중 어느 하나 이상의 상한치가 미리 정해진 프로그램을 선택하도록 형성된다. 따라서, 사용자가 자신의 신체 상태를 감안한 운동 목적을 이루는 운동량을 모두 행하였다는 것을 주행 거리, 주행 시간, 소모된 칼로리 중 어느 하나 이상의 상한치로 설정해 두어, 의도했던 운동량을 모두 행한 이후에는 자동적으로 트레드밀의 작동이 정지되도록 한다. 이를 통해, 사용자가 과도한 운동량을 무리하게 행하는 것을 근본적으로 차단할 수 있다.

사용자가 트랙 밸트의 전방부에 치우치면 상기 트랙 벨트의 자동으로 가속하고, 사용자가 상기 트랙 벨트의 후방부에 치우치면 감속하는 자동속도조절기구를 더 포함하여, 사용자가 별도로 조작하지 않더라도, 사용자가 제어키로 선택한 프로그램 내에서 미리 정해진 트랙 벨트의 이동 속도의 허용 구간 내에서, 런닝 속도를 가감속 시키면서 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있게 된다. 이를 통해, 사용자는 제한된 범위에서 런닝 속도를 조절할 수 있으므로, 운동 목적을 달성하는 것 이외에도 박진감있고 흥미있는 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있게 된다.

상기 자동속도조절기구는, 상기 트랙 벨트 상에서 운동중인 사용자의 하중을 측정하도록 상기 트랙 벨트의 전방에 설치된 전방 하중 센서와; 상기 트랙 벨트 상에서 운동중인 사용자의 하중을 측정하도록 상기 트랙 벨트의 후방에 설치된 후방 하중 센서를; 포함하여, 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서에서 각각 측정된 값으로부터 상기 트랙 벨트 상의 사용자가 전방부 또는 후방부에 치우쳤는지를 감지하여 상기 구동부를 가속 또는 감속한다.

구체적으로는, 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서는 각각 1개 이상의 로드셀로 형성된다. 따라서, 로드셀로 형성된 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서는 사용자가 트랙 벨트의 전방부 또는 후방부에 치우치는 정도에 따라, 상이한 전압값을 출력하게 되며, 출력된 전압값을 각각 증폭기와 아날로그 디지털 변환기를 거쳐 각각의 하중값을 측정할 수 있게 된다.

예를 들어, 사용자가 트랙 벨트의 전방부에 치우치게 되면, 로드셀로 형성된 전방 하중 센서에 의하여 측정된 하중 F1은 사용자가 트랙 벨트의 중앙부에 위치한 경우에 비하여 그 절대값이 커지므로, 이로써 사용자가 트랙 벨트의 전방부에 치우쳐 있으므로 트랙 벨트의 이동 속도를 가속시키는 제어 명령을 내리게 된다. 마찬가지로, 사용자가 트랙 벨트의 후방부에 치우치게 되면, 로드셀로 형성된 후방 하중 센서에 의하여 측정된 하중 F2은 사용자가 트랙 벨트의 중앙부에 위치한 경우에 비하여 그 절대값이 커지므로, 이로써 사용자가 트랙 벨트의 후방부에 치우쳐 있으므로 트랙 벨트의 이동 속도를 감속시키는 제어 명령을 내리게 된다.

이에 반하여, 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서는 스트레인게이지로 형성될 수 있다. 이 때, 스트레인게이지는 전방 하중 센서와 후방 하중 센서에 각각 4개씩 형성되어, 로드셀과 마찬가지로 완전한 휘스톤브리지 회로를 각각 구성할 수도 있고, 전방 하중 센서와 후방 하중 센서에 2개씩 형성되어 전방 하중 센서용 스트레인게이지와 후방 하중 센서용 스트레인게이지가 합쳐져 하나의 휘스톤브리지 회로를 구성할 수도 있다.

즉, 상기 전방 하중 센서와 후방 하중 센서는 상기 트랙 벨트의 전방부의 좌,우측과 후방부의 좌,우측에 각각 1개의 스트레인게이지로 형성되고, 이들이 서로 마주보는 휘스톤브리지를 형성하여 하나의 브리지 전압차로 사용자의 위치를 파악할 수도 있다. 이를 통해, 4군데에서 측정한 스트레인게이지의 저항값의 변화를 하나의 브리지 전압차로 도출할 수 있게 되므로, 상대적으로 높은 비용이 소요되는 증폭기를 하나만 설치하여도 사용자의 위치를 정확하게 파악할 수 있게 된다.

전방 하중 센서와 후방 하중 센서가 2개의 스트레인게이지로 형성되고, 전방 하중 센서용 스트레인게이지(저항값 R2)와 후방 하중 센서용 스트레인게이지(저항값 R1)가 서로 마주보도록 휘스톤브리지가 형성된 경우에는, 인가 전원을 V라고 하면 브리지 전압차인 △V는 다음식에 의하여 표현된다.

따라서, 사용자가 트랙 벨트의 전방부로 치우치는 경우에는 R1값이 더욱 커지게 되고, 사용자가 트랙 벨트의 후방부로 치우치는 경우에는 R2값이 더욱 커지게 되어, 브리지 전압차 △V의 값의 부호와 절대값의 크기에 의하여 사용자가 전방 또 는 후방으로 치우쳐있는지, 그리고 어느정도 치우쳐있는지를 감지할 수 있게 된다. 이를 통해, 트랙 벨트를 구동하는 구동부의 구동 속도를 가속 또는 감속함으로써 사용자의 조작이 없더라도 자동으로 가속되거나 감속되는 자동속도조절장치를 구현할 수 있게 된다. 이 때, 전방 하중 센서용 스트레인게이지와 후방 하중 센서용 스트레인게이지의 저항값(R1, R2)은 동일한 저항값을 갖는 것이, 사용자가 트랙 벨트의 전후방부에 치우쳐 위치하는 경우에 △V의 부호가 변환되므로, 제어의 용이성 측면에서 바람직하다.

그리고, 상기 트랙 벨트 상에서 사용자가 보다 빨리 달리는 경우에는 사용자가 상기 트랙 벨트 상의 전방부에 치우치게 되는 데, 사용자의 치우치는 편차의 정도에 비례하여 상기 휘스톤브리지의 브리지 전압차 △V가 증감하므로, 상기 휘스톤브리지의 브리지 전압차 △V에 비례하여 상기 구동부의 구동 속도의 가감속량을 조절한다.

이 때, 가감속의 제어에 있어서 지나치게 민감도가 높아져 오작동되는 것을 방지하기 위하여, 상기 트랙 벨트 상에서 사용자가 소정의 양만큼 전방부 또는 후방부로 치우치지 않는 경우에는 상기 트랙 벨트의 이동 속도를 가속하거나 감속하지 않고, 사용자가 상기 트랙 벨트 상에서 소정의 양보다 전방부 또는 후방부로 더 치우친 경우에 한하여 상기 트랙 벨트의 이동 속도를 가속하거나 감속할 수도 있다.

그리고, 사용자가 트랙 벨트 상에서 걷기 또는 런닝 운동을 개시한 이후에, 소정의 시간동안 트랙 벨트의 이동 속도를 가속하거나 감속하지 않고 트랙 벨트의 전방부와 후방부의 하중을 각각 측정하여 이를 평균화하여 기준 브리지 전압차(△Vref)로 저장하여 둔다. 이는, 사용자의 성향별로 트랙 벨트 상의 런닝 위치가 서로 다르므로, 사용자의 성향에 따른 운동 위치를 초기에 정확하게 파악하여, 사용자의 성향에 따라 트랙 벨트의 이동 속도를 효과적으로 조절하기 위함이다. 예를 들어, 어느 사용자가 트랙 벨트의 전방부에 다소 치우친 위치에서 운동하는 성향을 가지고 있는 경우에, 그 사용자가 트랙 벨트의 전방부에 다소 치우쳐있다고 하더라도, 기준 브리지 전압차(△Vref)에 이미 그 성향이 고려되어 있으므로, 사용자가 전방부로 더욱 치우치지 않는다면 트랙 벨트의 이동 속도를 더이상 가속시키지 않는다.

그리고, 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서는 상기 트레드밀에서 사용자의 하중을 지지하도록 상기 트랙 벨트의 상하부 사이에 놓여진 데크를 지지하는 프레임과 접촉하여 설치된다. 즉, 상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서는 상기 프레임과 상기 데크의 사이에 설치될 수도 있으며, 상기 데크의 하중에 의하여 상기 프레임의 변형량을 측정하여 이로부터 상기 데크로부터의 하중을 산출하도록 설치될 수도 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀의 제어 방법으로서, 사용자의 신체 정보를 입력하는 단계와; 사용자의 운동 목적을 입력하는 단계와; 입력된 사용자의 신체 정보와 운동 목적에 따라 상기 트레드밀이 서로 다른 프로그램으로 제어하는 단계를; 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드밀의 제 어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 파라미터는 미리 정해진 수치에 따라 제어되기 보다는, 사용자의 지루함을 달래고 보다 흥미있는 운동이 되도록, 각 파라미터의 허용 구간 내에 가변할 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.

이 때, 사용자의 신체 정보를 입력하는 상기 단계는 상기 운동 목적을 입력하는 상기 단계보다 먼저 이루어지도록 함으로써, 다이어트 등의 운동 목적을 실현함에 있어서, 사용자의 신체 상태를 우선적으로 고려하여 파라미터의 구간을 설정하는 프로그램을 선택하도록 함으로써, 사용자의 건강과 안전에 해가 되지 않는 걷기 또는 런닝 운동이 되도록 한다.

사용자의 신체 상태는 각 사람마다 변수들이 다양하여, 운동 목적과 신체 정보를 제어 판넬부와 같은 한정된 공간에 모두 표시하는 것은 한계가 있으므로, 사용자의 신체 정보를 입력하면, 입력된 신체 정보에 따라 선택할 수 있는 운동 목적 항목을 나열하여, 나열된 운동 목적 항목들 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 구성된다. 이를 통해, 보다 한정된 공간에서도 다양한 신체 조건에 대한 선택을 행할 수 있다. 또한, 사용자가 두 단계로 각 항목을 선택할 수 있도록 함으로써, 심장병 환자의 경우 소정의 속도 이상으로 런닝 운동하는 것이 제한되는 것과 같이, 신체 조건에 따라 허용되지 않는 운동 모드를 사전에 표시하지 않도록 함으로써, 사용자의 편의를 도모하고, 자신의 신체 상태에 따라 넘어서지 않아야 할 운동 조건에 대해서도 미리 숙지시키는 효과도 갖는다.

한편, 본 발명은, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트 랙 벨트를 구동하는 구동부와, 매체를 판독하는 판독부를 구비한 트레드밀의 제어 방법으로서, 사용자에 적합한 운동 프로그램 정보가 저장된 매체를 판독하여, 판독된 프로그램에 따라 상기 트레드밀이 제어되는 것을 특징으로 하는 트레드밀의 제어 방법을 제공한다.

이는, 사용자의 신체 조건 및 운동 목적을 반영한 운동 프로그램 정보를 아이씨칩이 내장된 아이디카드와 같은 매체에 저장하여 두어, 매체에 저장된 운동 프로그램 정보를 트레드밀의 판독부가 판독하여, 그 운동 프로그램 대로 트레드밀을 제어함으로써, 의사 또는 치료사의 운동 처방에 따른 운동량을 환자가 정확하게 준수할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때, 상기 프로그램은 상기 트랙 벨트의 이동 속도, 상기 트랙 벨트의 경사도, 사용자의 심박수 중 어느 하나 이상의 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에 있도록 제어하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 구성을 상술한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀의 구성을 도시한 사시도, 도2는 도1의 제어 판넬부를 도시한 평면도, 도3은 도2의 제어 판넬부를 이용한 제어 방법을 도시한 흐름도, 도4는 도3의 흐름도에 따라 트랙 벨트의 이동 속도를 제어하는 방법을 도시한 흐름도, 도5는 심장박동수에 따른 제어하는 경우에 지방연소와 심폐기능강화를 최대화하는 구간을 설명한 도식도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 트레드밀(100)은 사 용자가 걷기 또는 런닝 운동을 하기 위하여 무한 궤도로 트랙 벨트(111)를 이동시키도록 구성된 트랙부(110)와, 사용자의 허리 근방의 높이에서 트랙 벨트(111)의 작동 속도나 운동량에 따라 소모된 칼로리량 등을 표시하고 사용자의 신체 상태 및 운동 목적을 입력하고, 운동 프로그램이 미리 저장된 제어 판넬부(120)와, 트랙 벨트(111) 상에서 운동중인 사용자의 하중을 트랙 벨트(111)의 전방과 후방에서 각각 측정하는 하중 센서 모듈(190)과, 선택된 프로그램의 파라미터의 설정 범위 내에서 트랙 벨트(111)의 이동 속도 및 경사도를 제어하고 심박 측정 벨트(99)의 신호 송신부(99a)로부터 사용자의 심박수를 수신하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

상기 트랙부(110)는 무한 궤도로 이동하는 트랙 벨트(111)와, 트랙 벨트(111)의 양단에서 트랙 벨트(111)의 이동을 안내하는 구동 롤러(112)와, 구동 롤러(112)의 회전을 구동하는 구동부(112a)와, 트랙 벨트(111)의 상하부 사이에 사용자의 체중을 지지하도록 판(板)형상으로 형성된 데크(113)와, 사용자의 체중을 포함하여 데크(113)를 지지하도록 데크(113)의 양측면과 접촉하여 지지하는 프레임(114)과, 데크(113)와 프레임(114)의 사이에 충격을 흡수하도록 설치된 방진 고무(115)와, 프레임(114)이 외부에 노출되지 않도록 미감을 향상시키는 플라스틱이나 금속 재질로 프레임(114)의 양측면을 덮도록 형성된 데코 커버(116)와, 트레드밀(100)의 전방부를 지지하며 트랙부(110)의 경사도를 조절하는 링크의 끝단에 장착된 지지 롤러(117)와, 트레드밀(100)의 후방부를 지지하는 지지대(118)을 포함하여 구성된다.

여기서, 도12에 도시된 바와 같이, 트랙 벨트(111)는 구동 롤러(112) 사이에 서 무한 궤도로 이동 가능하게 설치되고, 트랙 벨트(111)의 상하면 사이에 데크(113)가 삽입 설치된다. 그리고, 사용자의 체중과 운동 충격을 지지하는 데크(113)는 프레임(114)으로부터 'ㄱ'자 형상으로 돌출 형성된 데크 지지대(114a)에 의하여 그 양측이 지지된다. 그리고, 데크 지지대(114a)와 데크(113) 사이에는 방진 고무(115)가 설치되어, 사용자의 충격 하중을 감쇠시켜 사용자의 무릎 등을 보호한다.

상기 제어 판넬부(120)는 파라미터의 수치를 표시하고 파라미터를 소정 범위로 설정하는 제어판(121)과, 제어판(121)의 하단으로부터 연장되어 사용자가 운동중이나 비상시에 잡을 수 있도록 돌출 형성된 손잡이(122)와, 제어판(121)이 사용자의 허리 높이에 설치되도록 트랙부(110)로부터 수직으로 세워져 고정된 연결 부재(124)와, 연결 부재(124)의 횡방향 강성을 보강하도록 연결 부재(124) 사이를 연결하는 수평 지지대(123)와, 입력된 신체 정보 및 운동 목적에 따른 프로그램의 파라미터의 정보를 상세하게 표시하는 화면부(125)와, 사용자 정보 및 신체 정보가 기록된 아이디 카드(88)를 수용하여 사용자의 신체 정보를 트레드밀에 입력하는 판독부(128)를 구비한다.

여기서, 제어판(121)에는, 도2에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 상태 및 운동 목적을 입력하도록 표 형상의 키패드(130)와, 심박수, 런닝 속도, 경사도와 같은 사용자의 현재 주행 상태 정보를 표시하는 표시창(141,142,143)이 형성된다. 상기 키패드(130)의 세로축에는 사용자의 신체 상태를 입력하는 신체 정보 항목(132)이 배열되고, 키패드(130)의 가로축에는 사용자의 운동 목적을 입력하는 운동 모드 항목(131)이 배열되며, 이들 항목(131,132)에 대응되는 위치에 선택 가능한 다수의 제어키(133)가 형성된다. 이 때, 'X'로 표시된 키(133b)는 대응하는 신체 정보와 운동 목적을 동시에 만족하는 프로그램이 없다는 것을 표시한 것이다.

따라서, 사용자가 제어키(133)들 가운데 도면 부호 133a로 표시된 키를 눌러 선택한 경우에는, 사용자의 신체 조건은 "20~30대"에 해당하고, 선택된 운동 모드는 "파워 워킹"을 하고자 한 것으로 입력되어, 상기 트레드밀(100)의 제어부는 선택된 조건에 대하여 적합한 파라미터의 구간 범위를 갖는 기저장된 운동 프로그램을 선택하여, 화면부(125)에 그 프로그램의 정보를 표시한다.

즉, 화면부(125)에는 선택된 프로그램에서 미리 설정된 사용자의 심박수와 런닝 속도의 하한치(125a)는 각각 108개와 7.0km/hour이고, 사용자의 심박수와 런닝 속도의 상한치(125b)는 각각 135개와 12.0km/hour이며, 각 파라미터의 상한치와 하한치를 연결하는 구간 밴드(125c)와, 설정된 구간 밴드(125c)상에 현재 걷기 또는 런닝을 행하고 있는 사용자의 심박수 등의 정보(125d)와, 사용자의 신체 정보(125e)와, 선택된 항목에 대한 주행 시간에 대한 변화 히스토리(125f)를 표시한다. 이를 통해, 사용자는 화면부(125)를 통해 자신이 선택한 신체 조건 및 운동 목적에 부합하는 각 파라미터의 구간과, 자신이 현재 행하고 있는 파라미터 및 심박수 등을 쉽게 알아볼 수 있다.

특히, 본 발명의 일실시예에 따른 트레드밀(100)은 사용자가 트랙 벨트(111)의 전방으로 치우치면 가속하고 트랙 벨트(111)의 후방으로 쳐지면 감속하는 자동속도조절기구를 구비하고 있으므로, 사용자가 운동을 개시하기 이전에 파라미터를 원하는 구간으로 설정하여 두기만 하면, 걷기 또는 런닝 운동 중에 사용자가 일일히 트랙 벨트의 이동 속도를 조작하지 않더라도, 초기에 설정된 속도 구간 내에서 사용자의 의도에 따라 가변되는 속도로 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있으므로, 보다 박진감 넘치고 흥미로운 걷기 또는 런닝 운동을 실현할 수 있다.

도12 내지 도18에 도시된 바와 같이, 상기 자동속도조절기구는 하중 센서 모듈(190)에서 측정된 하중을 기초로 사용자의 가감속 의도를 파악하여 트랙 벨트(111)의 속도를 조절한다. 구체적으로는, 상기 하중 센서 모듈(190)은 데크(113)에 전달되는 하중을 측정하기 위하여 데크(113)의 전방부와 후방부에 각각 설치되며, 프레임(114)으로부터 측방향으로 돌출 형성된 결합 부재(191)와, 결합 부재(191)와 결합되어 데크(113)로부터의 하중에 의하여 적당량의 굽힘 변형이 일어나도록 적당한 두께로 형성된 굽힘 부재(192)와, 굽힘 부재(192)의 저면에 부착되어 탄성 구간 내에서 굽힘 부재(192)와 함께 굽힘 변형되어 그 저항값이 변하도록 형성된 스트레인게이지(193a, 193b, 194a, 194b)를 구비한다. 여기서, 결합 부재(191)와 굽힘 부재(192)는 각각의 4개의 체결공(191a,192a)이 겹쳐진 상태에서 볼트 등의 체결 수단에 의하여 일체로 변형되도록 견고하게 고정된다. 그리고, 굽힘 부재(192)의 또 다른 관통공(192b)은 방진 고무(115)의 중앙에 형성된 관통공과 연통되어 방진 고무(115)를 고정하는 데 사용된다.

상기 제어부는, 도17에 도시된 바와 같이, 트랙 벨트(111)의 전방부의 하중을 측정하도록 저항값 R2의 값을 갖는 한 쌍의 스트레인게이지(194a,194b)와 트랙 벨트(111)의 후방부의 하중을 측정하도록 저항값 R1의 값을 갖는 한쌍의 스트레인 게이지(193a,193b)가 서로 마주보도록 형성된 휘스톤 브리지와, 상기 휘스톤 브리지의 전방 스트레인게이지(194a, 194b)와 후방 스트레인게이지(193a, 193b) 사이의 제1접점(181)과 제2접점(182) 사이의 브리지 전압차(△V)를 증폭하는 증폭기와, 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기를 포함하여 구성된다. 그리고, 아날로그/디지털 변환기를 통해 변환된 디지털 신호를 제어부에 전송하여, 이를 기초로 구동부(112a)의 구동 속도를 조절함으로써 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 조절하게 된다. 즉, 하중 센서 모듈(190)과 제어부에 의해 트랙 벨트(111)의 자동속도조절기구가 구현된다.

또한, 상기 제어부는, 전방 스트레인게이지(194a, 194b)와 후방 스트레인게이지(193a, 193b) 사이의 제1접점(181)과 제2접점(182) 사이의 브리지 전압차(△V)가 소정치보다 커지면, 사용자가 별도의 시작 버튼을 누르지 않더라도, 트랙 벨트(111)는 스스로 이동되도록 회전 구동된다. 그리고, 트랙 벨트(111) 상에서 걷기 또는 런닝 운동을 행하는 동안에 브리지 전압차(△V)가 일정한 주기의 파형을 형성하는 데, 소정 시간 동안 브리지 전압차(△V)가 일정한 주기의 파형을 형성하지 않거나 0 에 근접하면, 사용자가 트랙 벨트(111)상에 올라가 있지 않은 것으로 간주하여, 트랙 벨트(111)의 이동을 정지시킨다.

이를 통해, 사용자는 별도로 트랙 벨트(111)를 구동시키는 입력을 하지 않고, 트랙 벨트(111)에 올라가기만 하더라도 트랙 벨트(111)가 자동적으로 이동하기 시작하며, 사용자가 별도로 트랙 벨트(111)의 이동을 정지시키기 위한 별도 조작이 없이 사용자가 트랙 벨트(111) 상으로부터 내려오기만 하더라도, 트랙 벨트(111)의 이동이 스스로 정지되므로, 사용자의 편의성을 크게 도모하게 된다.

이 때, 상기 휘스톤브리지에 전원(POWER SUPPLY)을 V로 인가하면, 전방 스트레인게이지(194a)와 후방 스트레인게이지(193a) 사이의 제1접점(181)과 제2접점(182) 사이의 브리지 전압차(△V)는 전술한 수학식 1과 같이 표현된다.

따라서, 사용자가 트랙 벨트(111)의 전방부 또는 후방부로 치우치게 되면, 치우치는 쪽에 설치된 스트레인게이지는 그 저항값이 치우치지 않는 쪽의 스트레인게이지의 저항값보다 더 커지므로, 상기 △V의 부호는 사용자의 편심되는 방향에 따라 달라지게 된다. 또한, 어느 한쪽으로 치우치는 정도가 더욱더 커질 수록 치우치는 쪽의 스트레인게이지의 저항값은 보다 커지는 반면에, 치우지지 않는 스트레인게이지의 저항값은 상대적으로 더 작아지므로, 치우치는 정도에 비례하여 △V의 절대값이 변하게 된다. 따라서, △V의 부호와 절대값의 크기에 따라 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 가속 또는 감속하며, △V의 절대값의 크기가 동일하더라도 사용자에 의해 입력된 가감속도에 따라 트랙 벨트(111)의 이동 가속도 및 감속도가 다르게 제어된다.

이 때, 사용자의 걷기 또는 런닝 운동 패턴에 비추어 볼 때, 브리지 전압차(△V)는 일정한 주기의 파형을 형성하므로, 상기 브리지 전압차(△V)의 증감을 판단함에 있어서는 브리지 전압차(△V)의 RMS(Root mean square)값이나 피크값을 기준으로 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 조절하는 것이 바람직하다.

이때, 도16을 참조하여 상기 자동속도조절기구의 제어 방법을 살펴보면 다음과 같다. 사용자의 트랙 벨트(111) 상의 위치가 어느 정도 벗어난 경우에 가감속을 할 것인지를 브리지 전압차 △V로 환산하여 초기 설정값(△Vset)으로 제어부에 입력하여 둔다.

그리고, 사용자가 트랙 벨트(111) 위로 올라가 운동 시작 버튼을 누르고 걷기 또는 런닝 운동을 시작하면, 운동 시작후 약 15초의 일정 시간 동안 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 자동으로 가감속하지 않은 채, 트랙 벨트(111)의 전방부와 후방부에서 하중 센서 모듈(190)로 각각 하중을 측정한다. 이를 통해, 현재 트랙 벨트(111)상에서 런닝 운동 중인 사용자가 트랙 벨트(111)상의 어느 위치에서 런닝 운동을 하는 성향을 가지고 있는지를 파악한다. 구체적으로는, 운동 시작후 약 15초동안 도17에 도시된 휘스톤 브리지회로의 브리지 전압차△V의 평균값을 구하여 이를 가감속 기준 브리지 전압차 △Vref 로 기억하여 둔다.

그리고 나서, 사용자가 런닝 속도가 빨라져 사용자의 몸이 트랙 벨트(111)의 전방부에 치우치게 되는 경우에는, 사용자의 전방에 설치된 굽힘 부재(192)에는 후방에 설치된 굽힘 부재(192)에 비하여 보다 많은 굽힘 변형이 발생되므로, 전방부의 스트레인게이지(194a, 194b)의 저항값 R2는 커지는데 반하여, 후방에 설치된 굽힘 부재(192)는 거의 굽힘 변형이 일어나지 않으므로, 후방 스트레인게이지(193a, 193b)의 저항값 R1은 거의 변화하지 않는다. 따라서, 수학식 1에 따라 △V는 부호가 (-)가 되며, 사용자가 트랙 벨트(111)의 전방부에 치우칠 수록 그 절대값은 커진다. 이 때, (△V-△Vref)의 절대값이 상기 초기 설정값(△Vset)의 절대값을 초과한 경우에는, 사용자가 전방부로 치우친 정도가 초기 설정값(△Vset)을 통해 설정해 둔 정도를 치우친 것이므로, (△V-△Vref)의 절대값의 크기에 비례하여 트랙 벨 트(111)의 이동 속도를 가속시키는 지령을 제어부로 전송함으로써, 사용자의 별도의 조작이 없더라도 사용자의 트랙 벨트(111) 상의 위치를 감지하여 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 가속하게 된다.

마찬가지로, 사용자가 운동중에 지치게 되어 런닝 속도가 느려짐에 따라 사용자의 몸이 트랙 벨트(111)의 후방부에 치우치게 되는 경우에는, 사용자의 후방에 설치된 굽힘 부재(192)에는 전방에 설치된 굽힘 부재(192)에 비하여 보다 많은 굽힘 변형이 발생되므로, 후방부의 스트레인게이지(193a, 193b)의 저항값 R1는 커지는데 반하여, 전방에 설치된 굽힘 부재(192)는 거의 굽힘 변형이 일어나지 않으므로, 전방 스트레인게이지(194a, 194b)의 저항값 R1은 거의 변화하지 않는다. 따라서, 수학식 1에 따라 △V는 부호가 (+)가 되며, 사용자가 트랙 벨트(111)의 후방부에 치우칠 수록 그 절대값은 커진다. 이 때, (△V-△Vref)의 절대값이 상기 초기 설정값(△Vset)의 절대값을 초과한 경우에는, 사용자가 후방부로 치우친 정도가 초기 설정값(△Vset)을 통해 설정해 둔 정도를 치우친 것이므로, (△V-△Vref)의 절대값의 크기에 비례하여 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 감속시키는 지령을 제어부로 전송함으로써, 사용자의 별도의 조작이 없더라도 사용자의 트랙 벨트(111) 상의 위치를 감지하여 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 감속하게 된다.

이 때, 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 가속할 것인지 감속할 것인지의 여부는 (△V-△Vref)의 부호에 따라 달라진다. 상기의 트랙 벨트의 이동 속도의 조절은 사용자의 런닝 운동이 종료될 때까지 지속된다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동 원리를 상술한다.

사용자는 트레드밀을 이용하여 걷기 또는 런닝 운동을 행하기에 앞서, 사용자 자신의 신체 조건을 키패드(130)의 세로축(132)의 항목들 중에서 찾고, 사용자가 운동하고자 하는 운동 모드를 키패드(130)의 가로축(133)의 항목들 중에서 찾아, 대응되는 제어키(133)를 선택한다. 사용자가 도면 부호 133a로 표시된 제어키를 선택한 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

사용자의 신체 조건과 운동 모드를 제어키(133)에 의해 선택하여 트레드밀의 제어부에 입력하면, 입력된 조건에 부합하는 기저장되어 있던 운동 프로그램을 호출한다. 이와 동시에, 선택된 운동 프로그램에서의 파라미터 들의 전부 또는 일부의 정보를 화면부(125)에 표시하여, 사용자는 운동에 앞서 앞으로 행하게 될 운동 프로그램의 개요를 파악할 수 있도록 한다. 즉, 화면부(125)에는 선택된 프로그램에 의해 설정된 심박수 및 런닝 속도의 제어 구간(125a-125d)이 표시된다.

사용자가 트레드밀(100)의 트랙 벨트(111)상에서 걷기 또는 런닝 운동을 행하는 중에, 파라미터들 중 어느 하나 이상이 구간으로 설정된 파라미터의 설정 구간의 밖으로 벗어나면, 트랙 벨트(111)의 이동 속도 및 경사도를 조절하여 벗어난 파라니터가 설정 구간내로 복귀하도록 한다.

도 4를 참조하여 보다 구체적으로 살펴보면, 파라미터가 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 포함하는 경우에는, 사용자가 전방부로 치우치면 자동속도조절기구에 의해 사용자에 동기화되어 트랙 벨트의 이동 속도가 가감속되지만, 사용자의 파워 워킹 속도가 12.0km/hour를 초과한 경우에는 사용자가 전방부로 치우치더라도 12.0km/hour를 초과하는 속도로는 트랙 벨트(111)의 이동속도가 가속되지 않는다. 또한, 사용자의 워킹 속도가 7.0km/hour 이하로 떨어진 경우에는 사용자가 후방부로 처지더라도 7.0km/hour 이하의 속도로 트랙 벨트(111)의 이동 속도가 감속되지 않는다. 이를 통해, 사용자는 반강제적으로라도 런닝 속도의 구간을 7.0km/hour 내지 12.0km/hour의 구간을 유지할 수 있게 되므로, 운동을 마친 상태에서 사용자는 초기에 의도하였던 운동 목적을 충분히 이룰 수 있게 된다.

그리고 나서, 선택된 프로그램의 파라미터에 소모 칼로리, 주행 시간, 주행 거리의 상한치의 제한이 있다면, 사용자의 운동에 의해 이 중 하나의 상한치에 도달하면, 운동은 자동적으로 종료된다. 이를 통해, 사용자가 의도한 운동 목적을 초과하여 무리한 운동이 되는 것을 근본적으로 차단한다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 사용자의 심장박동수의 구간을 제어하는 경우에는, 프로그램에 의해 설정된 심장박동수의 상한치와 하한치 범위에 있도록 트랙 벨트(111)의 이동속도와 경사도를 제어한다. 즉, 사용자의 심장박동수가 상한치를 초과하면 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 낮추고 경사도도 낮춘다. 다만, 자동속도조절기구가 장착되어 있으므로, 우선적으로 트랙 벨트(111)의 경사도로 사용자의 심장박동수를 조절하되, 트랙 벨트(111)의 경사도만으로 사용자의 심장박동수가 설정된 구간을 벗어나는 경우에는 트랙 벨트(111)의 이동속도를 가감시켜 설정된 심장박동수의 구간을 만족시킨다.

이 때, 도5에 도시된 바와 같이, 사용자의 최대 심장박동수의 60% 내지 75%의 구간(I구간)은 사용자의 지방을 연소하는데 적합한 것으로 알려져 있고, 사용자 의 최대 심장박동수의 75% 내지 90%의 구간(II구간)은 사용자의 심폐기능을 향상시키는 데 적합한 것으로 알려져 있으므로, 위 프로그램은 운동 목적에 따라 도5의 I구간 또는 II구간을 조금씩 변동시키면서 심장박동수의 설정 구간을 정하는 것이 효과적이다. 사용자의 심장 박동수의 구간을 제어함으로써, 사용자는 자신의 신체 조건을 고려하여 무리한 운동을 하는 것을 근본적으로 방지하면서 다이어트 또는 심폐기능향상과 같은 원하는 운동 목적을 동시에 달성할 수 있게 된다.

도6은 도1의 다른 형태의 제어 판넬부를 도시한 평면도, 도7 내지 도9는 도6의 제어 판넬부를 이용하여 운동 프로그램을 선택하는 방법을 도시한 도면이다.

도6 내지 도9에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 조건과 운동 목적을 트레드밀에 입력함에 있어서, 터치 패드로 형성된 입력 화면(230)을 통하여 사용자의 신체 정보를 입력하는 단계와, 사용자의 운동 목적을 입력하는 단계를 순차적으로 행할 수도 있다.

즉, 도7에 도시된 바와 같이, 트레드밀을 이용하여 걷기 또는 런닝 운동을 행하기 이전에 사용자의 신체 조건 항목(231)을 선택하라는 첫번째 단계의 화면이 출력되면, 신체 조건 항목(231)들 가운데 사용자에게 해당하는 항목(231a)을 손가락으로 접촉하여 선택한다. 그 다음에는, 도8에 도시된 바와 같이, 운동 모드 항목(232)들 가운데 사용자의 운동 목적에 부합하는 항목(232a)을 손가락으로 접촉하여 선택한다. 그러면, 도9에 도시된 바와 같이, 입력 화면(230)에서는 사용자의 입력한 항목에 의해 선택된 운동 프로그램에 의해 설정된 파라미터의 설정 범위를 보여준다.

도 5 내지 도9에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체 조건과 운동 목적을 순차적으로 입력함으로써, 사용자의 신체 상태를 우선적으로 고려하여 파라미터의 구간을 설정하는 프로그램을 선택하게 되므로, 사용자의 건강과 안전에 해가 되지 않는 걷기 또는 런닝 운동을 안정적으로 보장한다. 아울러, 한정된 크기의 입력 화면(230)을 통하여 다양한 항목을 선택할 수 있으며, 신체 상태에 따라 선택할 수 없는 운동 목적 항목이 표시되지 않으므로, 간결하고 세련된 이미지의 화면 조작을 행할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도10 및 도11에 도시된 바와 같이, 또 다른 형태의 제어 판넬부에 의하여 사용자의 신체 정보 및 운동 목적을 입력할 수도 있다. 즉, 사용자의 신체 정보를 아이디 카드(88)와 같은 매체에 코드화하여 보다 상세하고 세분화하여 저장하여 두고, 트레드밀(100)의 판독부(128)에 아이디 카드(88)를 읽힘으로써 사용자의 상세한 신체 정보를 트레드밀(100)에 입력한다. 이를 통해, 다양한 사용자의 신체 정보를 간편하게 입력시킬 수 있으며, 제어 판넬부(320)에는 운동 모드를 선택할 수 있는 제어키(330)만을 형성하므로, 간단한 제어 판넬부(320)를 구현할 수 있도록 한다.

이하, 도 11을 참조하여, 아이디 카드(88)를 이용하여 사용자의 신체 정보를 입력하여 트레드밀을 구동시키는 제어 방법을 상술한다.

사용자는 트레드밀을 이용하여 걷기 또는 런닝 운동을 행하기에 앞서, 사용자 자신의 신체 조건이 코드화되어 저장된 아이디카드(88)를 트레드밀(100)의 판독부(128)에 끼워 읽힌다. 그리고나서, 사용자의 운동 목적에 따라 제어키(330) 중 어느 하나를 선택하면, 판독부(128)에서 읽혀진 사용자의 신체 조건과 제어키(330)를 통해 입력된 운동 목적에 부합하는 기저장된 운동 프로그램을 호출한다. 이 때, 전술한 실시예와 마찬가지로, 선택된 프로그램에서의 파라미터들의 전부 또는 일부의 정보를 화면부(125)에 표시하여, 사용자로 하여금 앞으로 운동할 파라미터의 범위를 미리 파악할 수 있도록 한다.

여기서, 운동 프로그램에는 다양한 파라미터를 포함하며, 동시에 여러 파라미터들이 동시에 설정된 허용 구간 내에 있도록 제어된다. 선택된 프로그램의 파라미터가 트랙 벨트(111)의 이동 속도를 포함하는 경우에는, 사용자가 전방부로 치우치면 자동속도조절기구에 의해 사용자에 동기화되어 트랙 벨트의 이동 속도가 가감속되지만, 사용자의 런닝 속도가 설정된 구간의 상한치를 초과한 경우에는 사용자가 전방부로 더욱 치우치더라도 트랙 벨트(111)의 이동속도는 가속되지 않는다. 마찬가지로, 사용자의 런닝 속도가 설정된 구간의 하한치를 하회한 경우에는 사용자가 후방부로 더욱 처지더라도 트랙 벨트(111)의 이동속도는 더이상 감속되지 않는다. 이를 통해, 사용자는 반 강제적으로 자신의 신체 조건과 운동 목적에 부합하는 소정의 운동을 성공적으로 행할 수 있게 되므로, 예정된 운동 효과를 신뢰성있게 얻을 수 있게 된다.

또한, 선택된 프로그램의 파라미터가 사용자의 심장 박동수를 포함하는 경우에는, 사용자가 전방부로 치우치면 자동속도조절기구에 의해 사용자에 동기화되어 트랙 벨트의 이동 속도가 가감속되지만, 심장측정벨트(99)에 의해 계측된 사용자의 심장박동수가 설정된 구간의 상한치를 초과한 경우에는 트랙 벨트(111)의 경사도와 이동 속도를 낮추며, 심장측정벨트(99)에 의해 계측된 사용자의 심장박동수가 설정된 구간의 하한치를 하회한 경우에는 트랙 벨트(111)의 경사도와 이동 속도를 높인다. 이를 통해, 사용자는 자신의 운동 욕구에도 불구하고 반강제적으로 자신의 심장박동수에 무리가 가는 걷기 또는 런닝 운동을 행하는 것을 근본적으로 차단할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서, 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 제어하는 프로그램을 선택하는 제어키를 포함하여 구성되어, 사용자가 신체 정보 및 사용자의 운동 목적을 입력하기만 하면, 입력된 정보로부터 미리 정해진 파라미터가 소정의 허용 구간 내에만 있도록 제어하는 운동 프로그램에 의해 런닝 속도나 경사도 등이 제어됨으로써, 사용자가 원하는 운동 목적을 신뢰성있게 실현할 수 있는 트레드밀 및 그 제어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 트랙 벨트 상에서 걷기 또는 런닝 운동을 하는 중에 트랙 벨트의 이동 속도를 조작하지 않더라도, 사용자의 걷기 또는 런닝 운동 속도에 따라 자동으로 트랙 벨트의 이동 속도가 동기화되어 자동으로 조절되도록 함으로써, 사용자의 신체 조건과 운동 목적을 입력하기만 하면, 입력된 신체 조건과 운동 목적에 따라 최적화된 프로그램에 의해 트레드밀의 이동 속도, 경사도 및 사용자의 심박수 등이 프로그램에 의해 설정된 구간 내에서 자유롭게 변속할 수 있게 되므로, 사용자가 지루하지 않고 흥미를 가지고 걷기 또는 런닝 운동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 운동 목적도 역시 보다 간편하게 실현시킬 수 있게 된다.

특히, 특히 당뇨나 심장병 등의 질환을 앓고 있는 환자들이나 노약자 등과 같이 제한된 운동 조건 하에서만 운동이 허용되는 경우에, 사용자는 구체적인 운동 조건을 모르더라도 자신의 신체 정보와 운동 목적을 트레드밀에 입력하기만 하면, 신체 정보와 운동 목적에 최적화된 운동 프로그램에 따라 신체에 무리가 가해지거나 위험해지지 않는 범위 내에서만 걷기 또는 런닝 운동을 행하게 되므로, 환자들이나 노약자도 안심하고 안전하게 사용할 수 있는 트레드밀을 제공한다.

Claims (20)

1. 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서,

   파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 상기 트레드밀을 제어하는 프로그램;

   여기서, 상기 프로그램은 상기 허용 구간을 달리하여 복수 개가 마련되며,

   상기 복수의 프로그램 중 어느 하나를 선택하도록 마련된 제어키;

   상기 제어키에 의해 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 정보의 일부 또는 전부를 표시하는 화면부;를 포함하되,

   상기 화면부는 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 상한치 및 하한치와, 상기 파라미터의 현재값을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 트레드밀.
2. 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서,

   사용자의 신체정보 및 상기 사용자의 운동목적에 따라 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 상기 트레드밀을 제어하는 프로그램;

   여기서, 상기 프로그램은 상기 허용 구간을 달리하여 복수 개가 마련되며,

   상기 복수의 프로그램 중 어느 하나를 선택하도록 마련된 제어키;

   상기 제어키에 의해 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 정보의 일부 또는 전부를 표시하는 화면부;를 포함하되,

   상기 화면부는 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 상한치 및 하한치와, 상기 파라미터의 현재값을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 트레드밀.
3. 무한 궤도로 회전 가능하게 설치된 트랙 벨트와, 상기 트랙 벨트를 구동하는 구동부를 구비한 트레드밀에 있어서,

   사용자의 신체정보 및 상기 사용자의 운동목적에 따라 파라미터가 미리 정해진 허용 구간 내에만 있도록 상기 트레드밀을 제어하는 프로그램;

   여기서, 상기 프로그램은 상기 허용 구간을 달리하여 복수 개가 마련되며,

   상기 복수의 프로그램 중 어느 하나를 선택하도록 마련된 제어키;

   상기 제어키에 의해 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 정보의 일부 또는 전부를 표시하는 화면부;를 포함하되,

   상기 제어키는 상기 신체정보에 대한 항목이 하나의 축을 형성하고, 상기 운동목적에 대한 항목이 다른 하나의 축을 형성하여, 상기 신체정보와 상기 운동목적에 각각 대응하는 위치에 각각 키가 마련되어 다수의 키로 형성된 표 형상으로 이루어지며,

   상기 화면부는 선택된 상기 프로그램의 파라미터의 상한치 및 하한치와, 상기 파라미터의 현재값을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 트레드밀.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 사용자의 신체 정보가 저장한 매체를 판독하여 상기 사용자의 신체 정보를 입력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 트레드밀.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어키는 사용자의 신체 정보 및 사용자의 운동 목적에 따라 주행 거리, 주행 시간, 소모된 칼로리 중 어느 하나 이상의 상한치가 미리 정해진 프로그램을 선택하도록 형성된 것을 특징으로 하는 트레드밀.
9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파라미터는 상기 트랙 벨트의 이동 속도, 상기 트랙 벨트의 경사도, 사용자의 심박수 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 트레드밀.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 사용자가 트랙 밸트의 전방부에 치우치면 상기 트랙 벨트의 자동으로 가속하고, 상기 사용자가 상기 트랙 벨트의 후방부에 치우치면 감속하는 자동속도조절기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트레드밀.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 자동속도조절기구는,

    상기 트랙 벨트 상에서 운동중인 상기 사용자의 하중을 측정하도록 상기 트랙 벨트의 전방에 설치된 전방 하중 센서와;

    상기 트랙 벨트 상에서 운동중인 상기 사용자의 하중을 측정하도록 상기 트랙 벨트의 후방에 설치된 후방 하중 센서를; 포함하여,

    상기 전방 하중 센서와 상기 후방 하중 센서에서 각각 측정된 값으로부터 상기 트랙 벨트 상의 상기 사용자가 전방부 또는 후방부에 치우쳤는지를 감지하여 상기 구동부를 가속 또는 감속하는 것을 특징으로 하는 트레드밀.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

Images