KR101529874B1 - 자전거형 운동기구 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내에서 운동효과를 제공하기 위한 자전거형 운동기구에 관한 것으로서 보다 상세하게는 사용자가 실외에서 자전거를 주행하는 것과 유사한 환경을 느낄 수 있도록 페달에 전달되는 저항을 소프트웨어로 제어할 수 있으며, 핸들의 조작에 따라 좌우로 기울어져 역동감 있는 운동효과를 내기 위한 자전거형 운동기구에 관한 것이다.

Description

자전거형 운동기구{Bicycle-type exercise device}
본 발명은 실내에서 운동효과를 제공하기 위한 자전거형 운동기구에 관한 것으로서 보다 상세하게는 사용자가 실외에서 자전거를 주행하는 것과 유사한 환경을 느낄 수 있도록 페달에 전달되는 저항을 소프트웨어로 제어할 수 있으며, 핸들의 조작에 따라 좌우로 기울어져 역동감 있는 운동효과를 내기 위한 자전거형 운동기구에 관한 것이다.
기술의 발전과 생활환경의 편리함으로 인해 현대인들은 이동수단에 종류인 차량이나 오토바이 등의 교통수단을 필수로 구비하고 있으며, 대중교통의 시스템이 발달함으로 인해 걷거나 움직이는 시간이 점차 감소되어 왔다. 이처럼 현대인들은 바쁜 일상 속에서 운동할 수 있는 시간적, 공간적 여유가 없기 때문에 운동량이 현저하게 부족하여 비만인 사람들이 늘어나고 있다. 비만은 만병의 근원이라고 할 수 있으며 성인병의 원인이기 때문에 현대인들의 건강을 위협하는 문제 있는 현상이다. 운동량이 부족하면 근육이 노화되어 급격하게 신체적인 능력이 저하되고 쉽게 피로감을 느껴 정삭적인 삶을 살 수 없게 되는 문제점을 발생시킨다. 이에 따라 집에서 쉽게 운동을 접할 수 있는 실내용 운동기구가 개발되어 현대인들에게 보급되고 있는 추세이다.
실내용 운동기구 중 쉽게 전신운동을 할 수 있는 자전거형 운동기구가 있다. 이러한 실내용 자전거형 운동기구는 한정된 공간에서 운동효과를 줄 수 있는 장점이 있는 반면에 운동시간이 지루하여 사용자가 쉽게 싫증을 내어 운동을 지속할 수 없게 되는 단점이 발생하였다. 이러한 단점을 개선하기 위해 종래에는 운동기구의 전방에 영상장치 및 음향장치 등을 설치하여 실외에서 운동을 하는 효과를 사용자가 느낄 수 있도록 상하좌우로 경사각이 조절되는 한국등록특허공보 제10-1093799호 '가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구' 및 한국공개특허공보 제10-2012-0088182호 '가변 부하 운동기구'가 개발되었다.
그러나 종래의 자전거형 운동기구는 사용자의 몸무게로 인해 경사각을 조절하는 회전축이 마모되어 유격이 발생하고 이로 인해 페달과 연결된 체인이 탈락되는 등의 잔고장이 발생하였다. 따라서 자전거형 운동기구의 구성품을 단순화하여 잔고장이 발생하지 않아 내구성이 향상되며 운동 중 지루하지 않아 운동지속기간이 증가될 수 있는 자전거형 운동기구의 개발이 필요한 실정이다.
1. 한국등록특허공보 제10-1093799호 '가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구' 등록일자 2011.12.07 2. 한국공개특허공보 제10-2012-0088182호 '가변 부하 운동기구' 공개일자 2012.08.08 3. 한국등록특허공보 제10-0637316호 '고정식 자전거 운동기구' 등록일 2006.10.16
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 사용자의 편의성이 향상되고 내구성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 역동감있는 운동효과를 제공하여 사용자가 흥미를 일으켜 운동을 지속할 수 있는 일수가 증가될 수 있는 자전거형 운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 자전거형 운동기구는 바닥면에 안착되는 복수개의 지지다리(110)와 상기 복수개의 지지다리(110) 사이에 위치하며 상기 지지다리(110)에 회전가능하도록 체결되는 중간프레임(121)을 포함하는 하부프레임(120)과 상기 하부프레임(120)과 상방향으로 일정간격 이격되는 상부프레임(130) 및 상기 하부프레임(120)과 상기 상부프레임(130)을 연결하는 연결프레임(140)을 포함하되, 상기 상부프레임(130)은 상기 연결프레임(140)에 상하방향으로 회전가능하도록 회전축(150)에 의해 체결되는 몸체(100); 상기 하부프레임(120)의 일측에 고정 설치되며, 상하방향으로 연장되는 안내프레임(210)과 상기 안내프레임(210)을 따라 상하방향으로 이동하는 이동하우징(220)을 포함하는 경사각 조절부(200); 상기 상부프레임(130)의 일측에 설치되되, 상기 상부프레임(130)이 상기 회전축(150)을 중심으로 상하방향 회전되도록 상기 이동하우징(220)과 결합되어 상기 이동하우징(220)의 이동방향 따라 상하방향으로 이동하는 상하이동부(300); 상기 회전축(150)의 전방에 위치하도록 상기 상부프레임(130)에 고정되는 구동휠고정대(410)와 상기 구동휠고정대(410)에 회전가능하도록 체결되는 구동휠(420) 및 상기 구동휠(420)을 회전시키는 페달(430)을 포함하는 구동부(400); 상기 구동휠고정대(410)에 회전하도록 체결되며, 상기 구동휠(420)로부터 동력을 전달받아 회전하는 제동휠(510) 및 상기 제동휠(520)에 회전 부하가 발생하여 상기 구동휠(420)의 회전력을 조절하도록 전력을 인가받아 자기장을 발생시켜 상기 제동휠(510)의 회전력을 조절하는 전자석부(520)를 포함하는 제동부(500); 상기 상부프레임(130)의 상면에 체결되는 핸들(600); 상기 핸들(600)과 일정간격 이격되며 상기 상부프레임(130)의 상면에 체결되고 상하로 높이조절이 가능하도록 높이조절대(710)를 포함하는 안장(700); 상기 구동모터(220)의 작동을 제어하며, 상기 상하이동부(300)가 상방향으로 이동하여 상기 상부프레임(130)이 상방향으로 회전하면 상기 제동휠(510)의 회전 부하가 상승하고 상기 상하이동부(300)가 하방향으로 이동하여 상기 상부프레임(130)이 하방향으로 회전하면 상기 제동휠(510)의 회전 부하가 감소되도록 상기 전자석부(520)를 제어하는 제어부(800); 상기 중간프레임(121)이 회전하는 경우 상기 몸체(100)가 전도되는 것을 방지하기 위해 상기 중간프레임(121)과 상기 하부프레임(130) 사이에 위치하여 상기 중간프레임(121)을 지지하는 쿠션부(900);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 경사각조절부(200)는 상기 안내프레임(210)의 하측에 위치하는 구동모터(230); 상기 구동모터(230)에 의해 동력을 전달받아 회전하는 제1 스프라켓(241)을 포함하는 하부하우징(240); 상기 하부하우징(240)과 상방향으로 이격되며 회전가능하도록 설치되는 제2 스프라켓(251)을 포함하는 상부하우징(250); 상기 상부하우징(250)과 상기 하부하우징(240) 사이에 위치하며 상하방향으로 세워져 상기 이동하우징(220)의 이동을 안내하는 가이드봉(260); 상기 제1 스프라켓(241)과 상기 제2 스프라켓(251)에 연결되되, 상기 구동모터(230)의 회전 방향에 따라 상기 이동하우징(220)을 상하방향으로 이동시키기 위해 상기 이동하우징(220)의 일측면이 고정되는 연결체인(270);을 포함하며,
안내프레임(210)의 상하측에는 상기 이동하우징(220)의 상하 이동거리를 제한하는 상부스토퍼(211)와 하부스토퍼(212)가 각각 구비되되,상기 상부스토퍼(211)에는 상기 상부하우징(250)이 탄성부재(252)에 의해 탄성지지되어 상기 연결체인(270)의 장력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 상하이동부(300)는 일측이 상기 이동하우징(220)에 체결되는 연결봉(310); 상기 상부프레임(130)의 일측단에 형성되며, 상기 상부프레임(130)과 상기 이동하우징(220)이 연결되도록 상기 연결봉(310)의 타측이 삽입되되, 상기 상부프레임(130)의 회전반경에 따라 상기 연결봉(310)이 삽입과 인출을 반복하는 연결하우징(320);을 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 핸들(600)은 상부프레임(130)의 상면에 체결되는 연결바(610); 상기 연결바(610)의 끝단에 형성되는 바닥판(620); 상기 바닥판(620)에 안착되어 고정되며 상기 연결바(610)가 관통되는 베어링 하우징(630); 상기 연결바(610)와 상기 베어링하우징(630) 사이에 형성되며 상기 바닥판(620) 및 상기 베어링 하우징(630)이 상기 연결바(610)를 중심으로 좌우 회전가능하도록 내주면이 상기 연결바(610)에 억지끼움되는 베어링(640); 상기 베어링(640)의 이탈을 방지하도록 상기 연결바(610)의 상단에 체결되는 상부판(650); 상기 연결바(10)를 중심으로 원호형상을 그리며 형성되되, 외측 가장자리에 다수개의 돌기(661)가 돌출 형성되고, 상기 상부판(650)의 일측 상단에 설치되는 각도판(660); 상기 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)이 회전됨에 따라 상기 돌기(661)를 감지하여 상기 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)의 회전된 각도를 측정하도록 상기 돌기(661)와 인접하며 상기 베어링하우징(630)에 체결되는 각도측정센서(670);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 핸들(600)은 상기 바닥판(620)와 일체로 회전하도록 상기 바닥판(620)과 체결되는 핸들케이스(680); 일측이 상기 연결바(610)의 내주면에 체결되고, 타측이 상기 핸들케이스(680)의 하면에 부착되어 상기 바닥판(620)이 좌우로 회전하는 경우 바닥판(620)이 원래 위치로 복귀할 수 있도록 상기 핸들케이스(680)를 탄성지지하는 탄성지지로드(690);를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 베어링 하우징(630)에는 상기 각도측정센서(670)와 마주보는 위치에 상방향으로 돌출 형성되는 스토퍼(631)가 형성되고, 상기 상부판(650)에는 상기 바닥판(620)의 회전반경을 조절하도록 상기 스토퍼(631)의 양측에 각각 접촉되며 상기 바닥판(620)의 회전을 저지하는 복수개의 걸림돌기(651)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상하이동부에 의해 몸체가 상하방향으로 이동하여 안장에 안착한 사용자가 운동의 흥미를 일으키도록 역동감을 제공할 수 있으며, 몸체가 사용자의 몸의 중심 이동에 따라 좌우로 회전하면 쿠션부가 몸체를 지지하여 안정감을 줄 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 핸들에 구비된 회전방지대에 의해 핸들이 회전할 수 있는 회전반경을 한정할 수 있으며 핸들이 탄성지지되어 있기 때문에 외력으로 핸들을 일측 또는 타측으로 회전시킨다 하더라도 외력을 해제하면 원위치로 핸들이 복귀될 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 자전거형 운동기구의 전체적인 모습을 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명의 자전거형 운동기구의 경사각조절부를 나타내기 위한 사시도.
도 3 은 본 발명의 경사각조절부와 상하이동부의 주요구성을 나타낸 부분 사시도.
도 4 는 본 발명의 경사각조절부와 상하이동부의 주요구성을 나타내기 위한 부분 저면 사시도.
도 5 는 본 발명의 자전거형 운동기구의 사용 실시예를 나타낸 측면도.
도 6 은 본 발명의 핸들부의 주요구성을 나타낸 부분 사시도.
도 7 은 본 발명의 핸들부의 탄성지지로드를 나타낸 부분 단면도.
도 8 은 본 발명의 자전거형 운동기구의 사용 실시예를 나타낸 정면도.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명의 자전거형 운동기구의 전체적인 모습을 나타낸 사시도, 도 2 는 본 발명의 자전거형 운동기구의 경사각조절부를 나타내기 위한 사시도, 도 3 은 본 발명의 경사각조절부와 상하이동부의 주요구성을 나타낸 부분 사시도, 도 4 는 본 발명의 경사각조절부와 상하이동부의 주요구성을 나타내기 위한 부분 저면 사시도, 도 5 는 본 발명의 자전거형 운동기구의 사용 실시예를 나타낸 측면도, 도 6 은 본 발명의 핸들부의 주요구성을 나타낸 부분 사시도, 도 7 은 본 발명의 핸들부의 탄성지지로드를 나타낸 부분 단면도, 도 8 은 본 발명의 자전거형 운동기구의 사용 실시예를 나타낸 정면도에 관한 것이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 본 발명의 자전거형 운동기구는 몸체(100)를 갖는다. 몸체(100)는 바닥면에 안착되는 지지다리(110)를 포함한다. 지지다리(110)는 일정간격 이격되어 복수개 형성될 수 있다. 지지다리(110) 사이에는 하부프레임(120)이 형성된다. 하부프레임(120)은 길이방향으로 연장형성되며, 하부프레임(120)의 상측에는 하부프레임(120)과 일정간격 이격되는 상부프레임(130)이 형성된다. 이때 하부프레임(120)과 지지다리(110)는 상호 체결되어 몸체(100)를 지지한다. 또한 지지다리(110)에는 이동바퀴(미도시) 등이 형성될 수 있다.
한편 하부프레임(120)은 중간프레임(121)을 포함한다. 중간프레임(121)의 일측과 타측은 지지다리(110)에 회전가능하도록 설치될 수 있다. 즉 하부프레임(120)은 지지다리(110)에 고정되고 중간프레임(121)은 하부프레임(120)의 상측에 위치함과 동시에 중간프레임(121)의 일측과 타측은 별도의 구성인 베어링 등에 의해 지지다리(110)에 체결되어 회전될 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 하부프레임(120)과 상부프레임(130)은 연결프레임(140)에 의해 연결된다. 연결프레임(140)은 하부프레임(120)과 상부프레임(130)의 양측에 각각 복수개 형성될 수 있다. 이때 상부프레임(130)은 연결프레임(140)에 상하방향으로 회전할 수 있도록 회전축(150)에 의해 체결된다. 따라서 몸체(100)는 중간프레임(121)을 중심축으로 하여 좌우방향으로 회전할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 하부프레임(120)은 상부프레임(130)보다 연장되는 길이가 더 길어지도록 형성될 수 있다. 이는 몸체(100)의 무게중심을 하방향으로 이동시켜 몸체(100)에 안정감을 부여할 수 있도록 하기 위함이다.
도 1 을 참조하면 중간프레임(121)과 하부프레임(120) 사이에 위치하여 상기 중간프레임(121)을 지지하는 쿠션부(900)가 형성된다. 쿠션부(900)는 중간프레임(121)이 회전하는 경우 몸체(100)가 전도되는 것을 방지하기 위한 목적을 갖는다. 한편 쿠션부(900)는 하부프레임(120)의 측면에 돌출 형성되는 제1 하부지지대(910)를 포함하며, 중간프레임(121)에는 제1 하부지지대(910)와 상호 마주보는 제2 하부지지대(920)가 돌출 형성된다.
또한 도 1 및 도 8 을 참조하면 제1 하부지지대(910)와 제2 하부지지대(920) 사이에는 쿠션부(930)가 설치될 수 있다. 쿠션부(930)는 몸체(100)가 좌우방향으로 회전할 때 몸체(100)를 탄성지지하여 몸체(100)가 전도되는 것을 방지할 수 있으며 쿠션부(930)의 크기 및 높이에 따라 몸체(100)가 회전되는 회전각도를 조절할 수 있다. 또한 쿠션부(930)를 통해 몸체(100)로 전달되는 진동을 감쇄시켜 사용자에게 안락함을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 하부프레임(120)의 전방에는 경사각 조절부(200)가 구비된다. 경사각 조절부(200)는 하부프레임(120)의 일측에 고정설치되며 상하방향으로 연장되는 안내프레임(210)을 포함하며, 안내프레임(210)은 상호 마주보는 복수개로 구비될 수 있다. 또한 경사각 조절부(2000는 각각의 안내프레임(210) 사이에 위치하며 안내프레임(210)을 따라 상하방향으로 이동하는 이동하우징(220)을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상부프레임(130)의 일측에 설치되는 상하이동부(300)가 구비된다. 상하이동부(300)는 이동하우징(220)과 결합되어 상부프레임(130)이 상기 회전축(150)을 중심으로 상하방향 회전되도록 이동하우징(220)의 이동방향 따라 상하방향으로 이동한다.
도 2 및 도 3 을 참조하면 경사각조절부(200)는 구동모터(230), 하부하우징(240), 상부하우징(250), 가이드봉(260) 및 연결체인(270)을 포함한다.
구동모터(230)는 안내프레임(210)의 하측에 위치한다. 구동모터(230)는 하부프레임(120) 또는 안내프레임(210)의 측면에 고정되며 외부로부터 전력을 인가받아 회전력을 제공한다. 구동모터(230)는 정방향 및 역방향의 회전이 가능한 스텝모터(stepper motor) 또는 서보 모터(Servo motor) 등으로 형성될 수 있다.
하부하우징(240)은 안내프레임(210)의 하측에 형성되며, 구동모터(230)와 연결되어 구동모터(230)로부터 회전 동력을 전달받아 회전하는 제1 스프라켓(241)을 포함한다.
상부하우징(250)은 하부하우징(240)과 상방향으로 이격되는 안내프레임(210)의 상측에 형성되고, 상부하우징(250)에 회전가능하도록 설치되는 제2 스프라켓(251)을 포함한다.
가이드봉(260)은 상부하우징(250)과 하부하우징(240) 사이에 위치하며 상하방향으로 세워져 이동하우징(220)의 이동을 안내하도록 이동하우징(220)과 체결된다. 또한 가이드봉(260)은 원통형의 봉형상으로 제작될 수 있다.
연결체인(270)은 제1 스프라켓(241)과 제2 스프라켓(251)을 연결하도록 폐루프 형상으로 형성되된다. 즉 제1 스프라켓(241)이 회전하면 제2 스프라켓(251)도 연결체인(270)을 통해 함께 회전하며 연결체인(270)은 구동모터(230)의 회전방향에 따라 상방향 또는 하방향으로 이동된다. 이때 이동하우징(220)은 연결체인(270)의 일측에 고정될 수 있는데, 이는 구동모터(230)의 회전방향에 따라 이동하우징(220)을 상하방향으로 이동시키기 위함이다.
도 2 내지 도 4 를 참조하면 안내프레임(210)의 상측에는 상부하우징(250)을 고정하는 상부스토퍼(211)가 구비되고, 안내프레임(210)의 하측에는 하부하우징(240)과 이동하우징(220) 사이에 위치하는 하부스토퍼(212)가 구비된다. 상부스토퍼(211)와 하부스토퍼(212)는 이동하우징(220)의 상하이동거리를 제한하기 위해 형성된다.
도 3 을 참조하면 상부스토퍼(211)에는 상부하우징(250)을 탄성지지하는 탄성부재(251)가 구비된다. 탄성부재(251)는 연결체인(270)의 장력을 조절하기 위한 목적을 가지며, 이동하우징(220)의 상하이동시 상부프레임(130)으로 전달되는 진동을 감쇄시켜 사용자에게 불쾌감을 유발하는 것을 방지하기 위한 목적을 가질 수 있다.
도 2 내지 도 4 를 참조하면 상하이동부(300)는 연결봉(310), 연결하우징(320)을 포함한다.
연결봉(310)은 일측이 이동하우징(220)에 상하방향으로 회전가능하도록 체결된다.
연결하우징(320)은 상부프레임(130)과 이동하우징(220)이 연결되도록 연결봉(310)의 타측이 삽입될 수 있으며, 상부프레임(130)의 일측단에 체결된다. 즉 이동하우징(220)이 상하방향으로 이동하면 상부프레임(130)도 회전축(150)을 중심으로 일정한 회전반경을 그리며 상하이동하는데, 이때 상부프레임(130)의 회전반경에 따라 연결봉(310)이 연결하우징(320)에서 삽입과 인출을 반복한다. 또한 연결봉(310)과 연결하우징(320) 사이에는 베어링(330)이 구비되어 연결봉(310)과 연결하우징(320)의 마찰력을 감소시킬 수 있다.
도 5 를 참조하면 이와 같은 경사각조절부(200) 및 상하이동부(300)를 통해 몸체(100)가 상하방향으로 이동할 수 있어 사용자에게 역동감을 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 몸체(100)에는 구동부(400)가 형성된다. 구동부(400)는 구동휠고정대(410)와 구동휠(420) 및 페달(430)을 포함한다. 구동휠고정대(410)는 상부프레임(130)에 고정 설치되되 회전축(150)의 전방에 위치한다. 구동휠(420)은 구동휠고정대(410)에 회전가능하도록 체결되며 구동휠(430)은 페달(430)에 의해 동력을 전달받아 회전한다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 몸체(100)에는 제동부(500)가 형성된다. 제동부(500)는 제동휠(510) 및 전자석부(520)를 포함한다.
제동휠(510)은 구동휠고정대(410)에 회전가능하도록 체결된다. 이때 제동휠(510)은 구동휠(420)로부터 동력을 전달받아 회전할 수 있도록 체인, 벨트, 타이밍벨트 등에 의해 연결된다. 또한 제동휠(510)은 사용자가 페달(430)을 회전시키면 전력을 발생시킬 수 있도록 직류발전기 또는 교류발전기일 수 있다.
상부프레임(130)을 고정하는 회전축(150)의 전방에 제동휠(510) 및 구동휠(420)이 위치하면 상부프레임(130)이 상하방향으로 이동하여도 상호간 간섭을 받지 않고 자유롭게 구동휠(420) 및 제동휠(510)이 회전할 수 있고 체인 및 벨트가 이탈되는 현상을 방지할 수 있다.
전자석부(520)는 제동휠(510)에 회전 부하를 발생시켜 구동휠(420)의 회전력을 조절하기 위해 전력을 인가받아 자기장을 발생시키고 제동휠(510)의 회전력을 조절한다. 전자석부(520)의 내부에는 전자석 둘레에 다수개의 코일이 권취되어 있고 코일에는 전력이 인가된다. 코일에 전력이 인가되면 전자석이 자화되어 자기장을 형성하고 금속으로 이루어진 제동휠(510)은 전자석에 의해 발생한 인력(引力)에 의해 회전 부하가 발생한다. 따라서 페달(430)의 회전 동작이 어렵게 되어 운동효과를 향상시킬 수 있다. 상기와 같은 전자석부(520)는 공급 전력의 크기에 따라 자기력의 크기를 조절할 수 있기 때문에 제동휠(510)에 가해지는 회전 부하를 조절할 수 있다.
도 1 및 도 6 을 참조하면 상부프레임(130)의 상면에는 핸들(600)이 형성된다. 핸들(600)은 연결바(610), 바닥판(620), 베어링하우징(630), 베어링(640), 상부판(650), 각도판(660) 및 각도판측정센서(670)를 포함한다.
먼저 도 6 의 (a)를 참조하면 연결바(610)는 원통형의 봉 형상으로 내부가 중공되도록 형성된다. 연결바(610)는 일측단이 일정각도 절곡되어 후술하는 바닥판(620)의 각도를 조절할 수 있다.
도 6 의 (a)를 참조하면 바닥판(620)은 연결바(610)의 끝단에 형성되며, 소정의 두께를 갖는 얇은 판 형상으로 형성될 수 있다. 바닥판(620)에는 사용자가 파지할 수 있는 손잡이가 구비된다.
도 6 의 (b)를 참조하면 베어링하우징(630)은 바닥판(620)의 상면에 안착된 후 바닥판(620)에 고정된다. 또한 베어링하우징(630)은 중앙에 상기 연결바(610)의 끝단이 관통될 수 있도록 링 형상으로 형성될 수 있다.
도 6 의 (b)를 참조하면 베어링(640)은 연결바(610)와 베어링하우징(630) 사이에 형성되며, 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)이 연결바(610)를 중심으로 좌우 회전가능하도록 내주면이 연결바(610)에 억지끼움 된다. 즉 사용자가 손잡이를 파지한 후 좌측 또는 우측으로 회전시키면 베어링(640)에 의해 바닥판(620)과 베어링하우징(630)은 손잡이와 일체로 연결바(610)를 중심으로 회전된다.
도 6 의 (c)를 참조하면 연결바(610)의 상단에는 상부판(650)이 형성된다 상부판(650)은 연결바(610)의 상단에 고정되며 베어링(640) 및 바닥판(620)이 연결바(610)에서 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
도 6 의 (c)를 참조하면 상부판(650)의 일측 상단에는 연결바(10)를 중심으로 원호형상을 그리며 형성되는 각도판(660)이 구비된다. 각도판(660)은 외측 가장자리를 따라 다수개의 돌기(661)가 돌출 형성될 수 있다.
도 6 의 (c)를 참조하면 각도측정센서(670)는 베어링하우징(630)에 체결되어 고정된다. 즉 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)이 회전됨에 따라 각도측정센서(670)는 각도판(660)의 가장자리인 돌기(661)와 인접하며 회전된다. 따라서, 각도측정센서(670)는 각도판(660)의 돌기(661)를 인식하여 바닥판(620) 및 베어링하우징(630)이 얼마만큼 회전되었는지를 감지할 수 있다.
도 6 의 (c), (d)를 참조하면 핸들(600)은 핸들케이스(680)와 탄성지지로드(690)를 더 포함한다.
핸들케이스(680)는 상기된 핸들(600)의 주요구성품을 수용할 수 있도록 하면이 개방된 형상으로 형성되며, 개방된 하면의 끝단이 바닥판(620)에 안착되며 핸들(600)의 주요구성품을 핸들케이스(680)의 내부에 수용한다. 또한 핸들케이스(680)의 상면에는 LED 모듈창이 구비되어 사용자에게 정보를 전달할 수 있다.
도 7 을 참조하면 탄성지지로드(690)는 일측이 연결바(610)의 내주면에 체결되고, 타측이 핸들케이스(680)의 내측면에 부착되어 고정된다. 즉 바닥판(620)이 좌우로 회전하는 경우 바닥판(620)이 원래 위치로 복귀할 수 있도록 핸들케이스(680) 및 바닥판(620)을 탄성지지한다. 탄성지지로드(690)는 우레탄이나 고무 등으로 제작될 수 있으며, 코일스프링 및 비틀림스프링 등으로 대체될 수 있다. 또한 탄성지지로드(690)는 일측에 관통홀(691)이 형성되고 연결바(610)의 일측을 관통하며 관통홀(691)에 삽입되는 체결핀(692)에 의해 탄성지지로드(690)가 고정될 수 있다.
한편 도 6 의 (c)를 참조하면 베어링 하우징(630)의 일측에는 스토퍼(631)가 돌출 형성된다. 스토퍼(631)는 각도측정센서(670)와 마주보는 위치에 상방향으로 돌출되며 베어링하우징(630)과 일체로 회전할 수 있다.
상부판(650)의 가장자리에는 걸림돌기(651)가 돌출 형성된다. 걸림돌기(651)는 복수개로 형성되되 상호 일정한 거리를 유지함과 동시에 일정한 각도를 이루도록 배치된다. 이때 스토퍼(631)는 걸림돌기(651) 사이에 위치하며, 바닥판(620)이 좌우로 회전하는 경우 각각의 걸림돌기(651)가 스토퍼9631)의 일측과 타측에 각각 접촉되어 바닥판(620)의 회전반경을 제어 및 조절한다. 걸림돌기(651)가 이루는 각도에 따라 바닥판(620)의 회전반경을 조절할 수 있다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 상부프레임(130)에는 안장(700)이 설치된다. 안장(700)은 핸들(600)과 일정간격 이격되며 상하로 높이조절이 가능한 높이조절대(710)의 상측에 설치된다. 높이조절대(710)는 유압실린더 및 공압실린더로 형성될 수 있으며 외부에서 레버(미도시)를 조작하면 높이가 조절되는 방식으로 구성된다.
도 1 및 도 2 를 참조하면 구동모터(230) 및 전자석부(520)의 작동을 제어하는 제어부(800)가 형성된다. 제어부(800)는 상부프레임(130)을 상하방향으로 이동시킬 수 있도록 구동모터(230)에 동작 제어신호를 인가하여 회전을 조절할 수 있다. 즉 오르막길의 경우 상부프레임(130)이 상방향으로 회전하고, 내리막길일 경우 상부프레임(130)이 하방향으로 회전한다.
또한 제어부(800)는 영상을 출력하는 디스플레이부(미도시)와 연결되어 몸체(100)가 좌우 또는 상하 이동할 때 몸체(100)의 위치를 감지하여 출력된 영상에 표현되는 케릭터의 동작을 제어할 수 있는 시물레이터 기능을 포함할 수 있다.
또한 제어부(800)는 상하이동부(300)가 상방향으로 이동하여 상부프레임(130)이 상방향으로 회전하면 전자석부(520)에 큰 전력을 인가하여 제동휠(510)의 회전 부하를 상승시키고, 이와 반대로 상하이동부(130)가 하방향으로 이동하여 상부프레임(130)이 하방향으로 회전하면 전자석부(520)에 전달되는 전력을 차단 또는 감소시켜 제동휠(510)의 회전 부하를 감소시킨다.
도 8 을 참조하면 몸체(100)는 좌우방향으로 회전할 수 있는데 이는 핸들(600)의 좌우 조작에 따라 몸체(100)가 일정각도 기울어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 자전거형 운동기구는 상하이동부(300)에 의해 몸체(100)가 상하방향으로 이동할 수 있어 안장(700)에 안착한 사용자가 운동의 흥미를 일으키도록 역동감을 제공할 수 있고, 몸체(100)가 사용자의 몸의 중심 이동에 따라 좌우로 회전하면 쿠션부(900)가 몸체(100)를 지지하여 안정감을 줄 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 핸들(600)에 구비된 핸들(600)이 회전할 수 있는 회전반경을 한정할 수 있으며 핸들(600) 탄성지지로드(690)에 의해 탄성지지되어 있기 때문에 외력으로 핸들(600)을 일측 또는 타측으로 회전시킨다 하더라도 외력을 해제하면 원위치로 핸들(600)이 복귀될 수 있는 장점이 있다.
100 : 몸체 110 : 지지다리
121 : 중간프레임 120 : 하부프레임
130 : 상부프레임 140 : 연결프레임
150 : 회전축 200 : 경사각 조절부
210 : 안내프레임 220 : 이동하우징
230 : 구동모터 240 : 하부하우징
250 : 상부하우징 260 : 가이드봉
270 : 연결체인 300 : 상하이동부
310 : 연결봉 320 : 연결하우징
400 : 구동부 410 : 구동휠고정대
420 : 구동휠 500 : 제동부
510 : 제동휠 520 : 전자석부
600 : 핸들 610 : 연결바
620 : 바닥판 630 : 베어링하우징
640 : 베어링 650 : 상부판
660 : 각도판 670 : 각도측정센서
680 : 핸들케이스 690 : 탄성지지로드
700 : 안장 710 : 높이조절대
800 : 제어부 900 : 쿠션부

Claims (7)

  1. 바닥면에 안착되는 복수개의 지지다리(110)와 상기 복수개의 지지다리(110) 사이에 위치하며 상기 지지다리(110)에 회전가능하도록 체결되는 중간프레임(121)을 포함하는 하부프레임(120)과 상기 하부프레임(120)과 상방향으로 일정간격 이격되는 상부프레임(130) 및 상기 하부프레임(120)과 상기 상부프레임(130)을 연결하는 연결프레임(140)을 포함하되, 상기 상부프레임(130)은 상기 연결프레임(140)에 상하방향으로 회전가능하도록 회전축(150)에 의해 체결되는 몸체(100);
    상기 하부프레임(120)의 일측에 고정 설치되며, 상하방향으로 연장되는 안내프레임(210)과 상기 안내프레임(210)을 따라 상하방향으로 이동하는 이동하우징(220)을 포함하는 경사각 조절부(200);
    상기 상부프레임(130)의 일측에 설치되되, 상기 상부프레임(130)이 상기 회전축(150)을 중심으로 상하방향 회전되도록 상기 이동하우징(220)과 결합되어 상기 이동하우징(220)의 이동방향 따라 상하방향으로 이동하는 상하이동부(300);
    상기 회전축(150)의 전방에 위치하도록 상기 상부프레임(130)에 고정되는 구동휠고정대(410)와 상기 구동휠고정대(410)에 회전가능하도록 체결되는 구동휠(420) 및 상기 구동휠(420)을 회전시키는 페달(430)을 포함하는 구동부(400);
    상기 구동휠고정대(410)에 회전하도록 체결되며, 상기 구동휠(420)로부터 동력을 전달받아 회전하는 제동휠(510) 및 상기 제동휠(510)에 회전 부하가 발생하여 상기 구동휠(420)의 회전력을 조절하도록 전력을 인가받아 자기장을 발생시켜 상기 제동휠(510)의 회전력을 조절하는 전자석부(520)를 포함하는 제동부(500);
    상기 상부프레임(130)의 상면에 체결되는 핸들(600);
    상기 핸들(600)과 일정간격 이격되며 상기 상부프레임(130)의 상면에 체결되고 상하로 높이조절이 가능하도록 높이조절대(710)를 포함하는 안장(700);
    상기 상하이동부(300)가 상방향으로 이동하여 상기 상부프레임(130)이 상방향으로 회전하면 상기 제동휠(510)의 회전 부하가 상승하고 상기 상하이동부(300)가 하방향으로 이동하여 상기 상부프레임(130)이 하방향으로 회전하면 상기 제동휠(510)의 회전 부하가 감소되도록 상기 전자석부(520)를 제어하는 제어부(800);
    상기 중간프레임(121)이 회전하는 경우 상기 몸체(100)가 전도되는 것을 방지하기 위해 상기 중간프레임(121)과 상기 하부프레임(120) 사이에 위치하여 상기 중간프레임(121)을 지지하는 쿠션부(900);를 포함하되,
    상기 경사각조절부(200)는
    상기 안내프레임(210)의 하측에 위치하는 구동모터(230);
    상기 구동모터(230)에 의해 동력을 전달받아 회전하는 제1 스프라켓(241)을 포함하는 하부하우징(240);
    상기 하부하우징(240)과 상방향으로 이격되며 회전가능하도록 설치되는 제2 스프라켓(251)을 포함하는 상부하우징(250);
    상기 상부하우징(250)과 상기 하부하우징(240) 사이에 위치하며 상하방향으로 세워져 상기 이동하우징(220)의 이동을 안내하는 가이드봉(260);
    상기 제1 스프라켓(241)과 상기 제2 스프라켓(251)에 연결되되, 상기 구동모터(230)의 회전 방향에 따라 상기 이동하우징(220)을 상하방향으로 이동시키기 위해 상기 이동하우징(220)의 일측면이 고정되는 연결체인(270);을 포함하고,
    상기 안내프레임(210)의 상하측에는 상기 이동하우징(220)의 상하 이동거리를 제한하는 상부스토퍼(211)와 하부스토퍼(212)가 각각 구비되되,
    상기 상부스토퍼(211)에는 상기 상부하우징(250)이 탄성부재(252)에 의해 탄성지지되어 상기 연결체인(270)의 장력을 조절하는 것을 특징으로 하는 자전거형 운동기구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하이동부(300)는
    일측이 상기 이동하우징(220)에 체결되는 연결봉(310);
    상기 상부프레임(130)의 일측단에 형성되며, 상기 상부프레임(130)과 상기 이동하우징(220)이 연결되도록 상기 연결봉(310)의 타측이 삽입되되, 상기 상부프레임(130)의 회전반경에 따라 상기 연결봉(310)이 삽입과 인출을 반복하는 연결하우징(320);을 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 운동기구.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸들(600)은
    상기 상부프레임(130)의 상면에 체결되는 연결바(610);
    상기 연결바(610)의 끝단에 형성되는 바닥판(620);
    상기 바닥판(620)에 안착되어 고정되며 상기 연결바(610)가 관통되는 베어링 하우징(630);
    상기 연결바(610)와 상기 베어링하우징(630) 사이에 형성되며 상기 바닥판(620) 및 상기 베어링 하우징(630)이 상기 연결바(610)를 중심으로 좌우 회전가능하도록 내주면이 상기 연결바(610)에 억지끼움되는 베어링(640);
    상기 베어링(640)의 이탈을 방지하도록 상기 연결바(610)의 상단에 체결되는 상부판(650);
    상기 연결바(610)를 중심으로 원호형상을 그리며 형성되되, 외측 가장자리에 다수개의 돌기(661)가 돌출 형성되고, 상기 상부판(650)의 일측 상단에 설치되는 각도판(660);
    상기 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)이 회전됨에 따라 상기 돌기(661)를 감지하여 상기 바닥판(620) 및 베어링 하우징(630)의 회전된 각도를 측정하도록 상기 돌기(661)와 인접하며 상기 베어링하우징(630)에 체결되는 각도측정센서(670);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거형 운동기구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 핸들(600)은 상기 바닥판(620)와 일체로 회전하도록 상기 바닥판(620)과 체결되는 핸들케이스(680);
    일측이 상기 연결바(610)의 내주면에 체결되고, 타측이 상기 핸들케이스(680)의 하면에 부착되어 상기 바닥판(620)이 좌우로 회전하는 경우 바닥판(620)이 원래 위치로 복귀할 수 있도록 상기 핸들케이스(680)를 탄성지지하는 탄성지지로드(690);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자전거용 운동기구.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 베어링 하우징(630)에는 상기 각도측정센서(670)와 마주보는 위치에 상방향으로 돌출 형성되는 스토퍼(631)가 형성되고,
    상기 상부판(650)에는 상기 바닥판(620)의 회전반경을 조절하도록 상기 스토퍼(631)의 양측에 각각 접촉되며 상기 바닥판(620)의 회전을 저지하는 복수개의 걸림돌기(651)가 형성되는 것을 특징으로 하는 자전거형 운동기구.
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