KR101675861B1

KR101675861B1 - 전자석으로 원심력을 발생시키는 전자훌라후프

Info

Publication number: KR101675861B1
Application number: KR1020150023980A
Authority: KR
Inventors: 이재환; 한명희
Original assignee: 이재환; 한명희
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-11-14
Also published as: KR20160101435A

Abstract

본 발명은 전자석으로 원심력을 발생시키는 전자훌라후프에 관한 것으로, 더 상세하게는 훌라후프의 본체 내부에 내측면을 따라 동일극성을 갖는 레일자석을 다수 배치하고 본체 내부의 외측부분에는 레일을 형성하고, 상기 레일에는 롤러가 설치된 회동차를 안치하여 레일을 따라 활주하도록 하되 상기 회동차의 일측에는 레일자석과 동일한 극성을 나타내는 회동자석을 설치하여 각도를 조절하게 함으로써 동일극의 반발에 의해 회동차의 활주속도를 변화시켜 훌라후프의 회동속도를 증감시키도록 하고, 회동차에는 송수신장치를 더 설치하고 리모콘 또는 스마트폰과 무선통신이 가능하게 함으로써 회동속도 조절은 물론 다양한 정보를 제공함으로 어플과 연결하여 다양한 서비스를 제공할 수 있는 전자석으로 원심력을 발생시키는 전자훌라후프에 관한 것이다.

Description

전자석으로 원심력을 발생시키는 전자훌라후프{ELECTRONIC HULA-HOOP FOR GENERATING A CENTRIFUGAL FORCE BY THE ELECTROMAGNET}

일반적으로 훌라 후프(HULA HOOP)는 허리 운동용 기구로 알려지고 있다. 상기 훌라 후프의 구조는 관체 또는 봉체를 허리보다 큰 직경을 갖도록 원형으로 감은 링형상을 갖는 것으로, 직경은 사용자의 허리에 위치된 상태에서 회동에 필요한 관성을 충분히 유지시키는 크기로 형성하며 일반적으로 약 1 m 내외로 형성한다. 이러한 훌라후프는 사용자의 허리에 위치시켜 원형으로 움직이는 허리에 의해 회전력을 전달받아 회동이 이루어지며, 상기 훌라후프를 지속적으로 회동시키기 위해서는 일정 수준 이상의 회동력을 지속적으로 제공해야 한다.

그러나 상기 훌라후프는 중량이 일정하기 때문에 허리를 회전하는 정도에 따라 훌라후프의 속도가 조절되는 것으로, 임의로 훌라후프에 의해 속도를 조절하게 하는 역방향으로의 진행은 어렵다. 즉, 사용자가 먼저 회전력을 조절해야만 후행적으로 훌라후프가 회전력이 변화되는 순으로 진행됨으로 운동시 변수가 낮아 재미를 추구하기 어렵기 때문에 장시간 운동용 기구로는 다소 적합하지 않았다.

한국공개실용신안 실1996-0005753호(1999.01.01;이하'선행문헌1'이라 함)은 허리운동용 유희구를 제시하였다. 상기 선행문헌1은 외측으로 레일홀이 형성된 도우넛형태의 링부와, 상기 링부에 안내되어 회동되는 중량체인 관성부와, 상기 링부의 레일홀을 따라 회동되도록 결합된 회동부와, 상기 회동부와 관성부를 연결하는 연결부를 포함하여 구성되며, 관성부에는 다수의 통공이 형성되어 회동시 공기가 통과하면서 발성음이 형성되도록 한 것이다. 상기 선행문헌1은 발성음을 생성하는 유희성을 추가한 특징이 있으나, 관성부의 회전속도 증감은 사용자의 허리회전에 의해 변화되도록 한 것으로 외부 요인에 의해 속도를 조절하지 못한다.

한국등록실용신안 제20-0235048호(2001.06.08; 이하 '선행문헌2'이라 함)는 훌라후프를 제시하였다. 상기 선행문헌2는 훌라후프에 있어서, 벨트; 상기 벨트에 끼워져 연속적으로 배열되어 고정된 복수의 레일부재; 상기 레일부재와 맞물려 그 상면을 활주운동하는 구름부재; 및 상기 구름부재와 연결되어 원심력에 의하여 상기 구름부재에 회전력을 제공하는 중량체를 포함하여 구성된다. 상기 선행문헌2는 기존 훌라후프의 외면을 따라 원형으로 활주하는 구름부재를 설치하고, 구름부재에는 중량체를 더 장착하여 회전력을 가속화하는 기능이 더 부가되었으나, 구름부재의 회전속도증감은 사용자의 허리회전에 의해 이루어지고 있다.

한국등록실용신안 제20-0248876호(2001.09.19;이하 '선행문헌3'이라 함)은 음성합성과 액정표시창을 갖춘 수지형 운동용 훌라후프를 제시하였다. 상기 선행문헌3은 훌라후프의 외부에 단단히 장착된 감지 유니트와, 훌라후프 내에 이동 가능하게 수용되어 있고, 감지 회로에 선택적으로 연결되어 신호를 발생시키는 중량 추와, 훌라후프에 단단히 부착되어 중량 추 및 사용자의 정보를 저장하고 음성 및 음악을 출력하는 제어 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 상기 선행문헌3도 중량체를 구비하여 회전속도를 가속화하는 기능은 갖추고 있으나, 회전속도증감은 사용자의 허리회전에 의해서만 이루어진다.

이와같이 상기 선행문헌들은 중량체를 구비하여 회전 속도를 가속화하는 기능이 추가되고 있으나, 사용자가 회전력을 가하는 방식이어서 사용자와는 무관하게 외부요인에 의한 회전속도증감효과를 제공하지는 못하여 흥미유발효과가 미비한 단점이 있으므로, 새로운 방식에 의한 흥미를 유발 할 수 있는 기능이 필요한 실정이다.

이에 본 발명의 전자훌라후프는,

관체를 감아 링형태로 제조된 훌라후프의 본체 내부에 중량체인 회동차를 안치하여 레일을 따라 활주하도록 하되, 훌라후프 본체 내벽면에는 일정간격으로 동일극성의 자석을 다수 설치한 레일자석을 구비하고, 레일자석과 동일극성의 회동자석을 회동차에도 설치하여, 회동자석을 회동시켜 레일자석과의 각도를 조절하게 함으로써 동일극성간 반발력에 의해 중량체의 회전속도를 변화시키게 함으로써 사용자가 의도하지 않아도 훌라후프의 회전속도를 증감시켜 운동 재미를 배가시킬 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 회동하는 회동차에 무선통신기능을 부가시켜 회동횟수에 대한 정보를 리모콘이나 스카트폰으로 전송하여 운동량에 대한 각종 정보를 제공하게 하는 장치의 제공을 다른 목적으로 한다.

상기 과제를 해소하기 위한 본 발명의 전자훌라후프는,

훌라후프에 있어서, 중공부가 형성된 관체를 원형으로 감아 형성된 본체; 상기 본체 중공부에서 작은 곡률반경을 갖는 내측내벽에 일정간격으로 설치된 동일극성을 갖는 다수의 레일자석; 상기 본체 중공부에서 원심력이 작용하는 외측내벽에 형성되되 본체 전체구간에 형성된 레일홈; 상기 레일홈에 지지되어 본체 중공부를 활주하여 회동하고, 일측에는 레일자석과 근접된 부분에 레일자석에 대한 각도조절이 가능하고 레일자석과 동일극성을 갖는 회동자석이 설치된 회동차;를 포함하여 구성된다.

상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 외측내벽에 근접한 상하부면에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수직레일홈이며, 상기 회동차는 상하부면에 수직회전축을 갖는 다수개의 수평지지롤러를 동일한 곡률반경을 갖도록 설치하여 수평지지롤러의 주면이 수직레일홈의 원심력이 전달되는 외각측벽에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지게 할 수 있다.

또한, 상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 큰 곡률반경을 갖는 외측내벽에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수평레일홈이며, 상기 회동차는, 원심력이 작용하는 외측방향의 측면으로부터 수평회전축을 갖는 수직지지롤러를 상하에 각각 복수로 돌출시키고, 돌출된 수직지지롤러의 주면이 수평레일홈의 상하부면에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지게 할 수 있다.

또한, 상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 큰 곡률반경을 갖는 외측내벽에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수평레일홈이며, 상기 회동차는, 상기 수평레일홈에 일부 내입되고, 내입된 회동차의 상하부면에는 수평회전축을 갖는 수직지지롤러가 각각 복수로 돌출되고 돌출된 수직지지롤러의 주면이 수평레일홈의 상하부면에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지게 할 수 있다.

또한, 상기 회동차의 회동자석은 전자석일 수 있다.

또한, 상기 회동차는, 회동자석의 각도를 조절하는 각도조절부와; 상기 각도조절부에 전원을 공급하는 전원공급부와; 외부로부터 작동신호를 수신받는 송수신부와; 송수신부에 의한 신호흐름과 전원공급부의 전원공급과, 각도조절부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

여기서 상기 각도조절부는 서보모터 또는 엑츄에이터이고, 충전단자에 의해 전원공급부를 충전시키거나 송수신부에 의한 무선충전방식으로 전원공급부를 충전시킬 수 있다.

또한, 상기 회동차에는 회전수측정센서기 더 설치되고, 측정된 회전수는 리모컨 또는 스마트폰으로 무선전송시켜 회전수와 운동시간을 포함하는 운동정보가 제공되도록 할 수 있다.

상기 해결수단에 의한 본 발명의 전자훌라후프는,

회동속도를 증가시키는 중량체인 회동차가 관형본체 내부에 설치됨으로 중량체의 회동에 의해 주변인이 다치는 것을 방지할 수 있으며, 본체 내부에는 내벽면에 설치된 다수의 레일자석과, 중량체의 일측에 설치된 회동자석을 동일극성으로 형성하여 회동자석과 레일자석과의 형성각도에 의해 반발력의 전달량이 변화되어 회동차의 회전속도를 가변시킴으로써 사용자가 원하지 않아도 훌라후프의 떨어짐을 방지하기 위해 더 빠르게 움직이거나 느리게 움직이는 등 운동세기의 조절이 가능하게 할 수 있다.

특히 회동차에 무선통신기능을 부가함으로서 회동차의 회전량에 대한 기본정보를 리모콘 또는 스마트폰으로 전달하여, 리모콘 또는 스마트폰에 설치된 어플에 의해 수신받은 기본정보를 바탕으로 운동량이나 시간, 소모칼로리 등에 대한 상세한 정보를 제공하여 운동효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자훌라후프를 도시한 개략도.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 훌라후프 본체에 설치되는 회동차의 다양한 예를 도시한 개략단면도.
도 3은 본 발명에 따른 회동차의 실시예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 회동차의 개략구성도.
도 5a와 도 5b는 회동차의 회동자석을 도시한 개략단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 훌라후프의 확대단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 전자 훌라후프의 주요부 개략단면도이다.

도시된 바와같이 본 발명에 따른 전자 훌라후프(10)는, 원형으로 감긴 본체(20)와, 상기 본체 내부에 설치된 레일자석(30) 및 레일홈(40)과, 상기 레일홈을 따라 활주하고 레일자석과 반발력을 발생시키는 회동자석(51)이 설치된 회동차(50)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(20)는 중공부(21)가 형성된 관체로 구성되며, 다수의 보강익이 내설되어 구조강도를 강화시킬 수 있다. 또한, 도시된 바와같이 중공부와 본체 외면 사이의 두께가 두꺼운 부분에는 추가로 빈공간을 형성하여 본체 제조비용을 절감시킬 수 있다. 이러한 본체 내부의 설계는 구조강도를 저하시키지 않는 범위에서 필수형상을 제외한 영역은 다양한 빈공간을 형성해 제조비용을 절감시킬 수 있다.

상기 레일자석(30)은, 회동차가 이동되는 본체의 중공부(21) 중 상대적으로 작은 곡률반경(회전반경)을 갖는 내측내벽에 일정간격으로 설치된다. 상기 레일자석이 설치되는 면은 원심력에 의해 압박받는 외측과 대향되는 내측벽면이다.

본체 내부에 설치되는 레일자석(30)은 본체 내면과 접하는 일측면을 본체의 접하는 면과 같은 곡률을 갖는 곡면으로 형성하여 부착하거나, 레일자석을 평면으로 제조하고 레일자석이 부착될 위치에는 본체 중공부에 수직면인 수직보강대를 추가 형성하여 구조강도를 증가시키면서 레일자석이 접착될 면을 제공할 수 있는 등 본체 내부에 고정부착될 수 있는 다양한 모양으로 형성가능하다.

또한, 상기 레일자석(30)은 동일한 극성을 갖도록 하며, 이격되는 간격은 자력이 형성되는 범위인 것으로, 레일자석 폭에 대해 0.5~2 배의 간격으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 레일자석의 폭은 1~3cm의 범위로 형성하는 것이며, 이격되는 간격은 0.5~6cm의 간격을 갖도록 한 것이다. 상기 범위 이상으로 이격되어도 후술되는 회전자석에 의한 반발력을 제공할 수 있으나, 반발력을 연속적으로 제공하기 위해서는 상기 범위 이내로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 이격간격없이 연속적으로 이어서 부착할 수 있으나, 이는 반발력이 연속적으로 제공되어 급속한 속도변화가 발생되어 사용자가 속도변화에 맞춰 허리회전운동을 급속하게 올리기 어렵고 제조비용도 상승되는 단점이 있으므로 상기 간격이상 이격시켜 반발력에 의한 속도변화를 완화시키는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 레일홈(40)은 본체 중공부(21)의 내면에 형성된다. 상기 레일홈(40)은 환형태를 갖도록 본체의 내부 전구간에 형성되는 것으로 회동차(50)가 본체 중공부를 활주할 수 있도록 지지하는 홈이다.

이러한 레일홈(40)은 본체 중공부에서 원심력에 의해 가압력이 전달되는 상대적으로 큰 곡률반경을 갖는 외측내벽으로부터 원심력이 작용하는 외측방향으로 형성되는 수평레일홈(42)과, 상기 외측내벽에 근접한 상하부면으로부터 상측와 하측방향으로 형성되는 수직레일홈(41)으로 구분될 수 있으며, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와같이 수평레일홈(42)과 수직레일홈(41) 중 어느 하나의 레일홈에만 형성되도록 하거나, 도 2e에 도시된 바와같이 수평레일홈(42)과 수직레일홈(41) 모두 형성되도록 할 수 있다.

상기 회동차(50)는 훌라후프의 본체 중공부를 따라 환형으로 활주하여 회전하는 중량체로, 다수의 수평지지롤러(52) 또는 수직지지롤러(53,53a,53b)가 설치되어 상기 수평레일홈(42) 및/또는 수직레일홈(41)에 지지되어 본체 내면과 마찰을 최소화할 수 있고, 회동차의 크기는 훌라후프 본체 내부의 중공부가 형성하는 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성한다. 또한 상기 수평지지롤러(52) 또는 수직지지롤러(53,53a,53b)는 공지된 다양한 롤러형태를 적용할 수 있으며, 대표적으로는 도 2a 내지 도 2d의 형태로 설치하는 것이다.

도 2a를 참조한 바와같이 상기 회동차(50)는 상부면과 하부면에 수직회전축을 갖는 다수개의 수평지지롤러(52)를 동일한 곡률반경을 갖는 선상에 설치하여 수평지지롤러(52)의 주면이 수직레일홈(41)의 양측벽 중 원심력이 전달되는 외각측벽에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지도록 한다.

이때 상기 수평지지롤러는 도 2b에 도시된 바와같이 회동차의 상부면과 하부면에서 설치되되 회전하는 반경의 내측과 외측 방향으로 2열로 다수의 수평지지롤러(52)를 설치하여, 설치된 다수의 수평지지롤러의 일측열과 타측열은 각각 수직레일홈(41)의 양측벽에 각각 지지되도록 하여 본체 중공부 내에서 회동차가 원심력이 작용하는 방향인 좌우 폭방향으로 간격이 발생되어 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

상기 회동차(50)는 도 2c를 참조한 바와같이 상대적으로 큰 곡률반경으로 회전하는 회동차의 일측면에 수평회전축을 갖는 수직지지롤러(53,53a)를 상하 2열로 각각 복수로 돌출되도록 설치하여 돌출된 수직지지롤러(53,53a)의 주면이 수평레일홈(42)의 상하부면에 접촉지지되어 회동차의 활주가 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 도 2d를 참조한 바와같이 수평레일홈(42)에 회동차(50) 일부가 내입되고, 내입된 회동차의 상하부면에는 각각 둘이상의 수평회전축을 갖는 수직지지롤러(53,53b)가 돌출되도록 설치하여 수직지지롤러(53,53b)의 주면이 수평레일홈(42)의 상하부면에 접촉 지지되어 회동차의 활주가 이루어지도록 할 수 있다. 이와같이 수평지지롤러(52)나 수직지지롤러(53,53a,53b)를 복수의 열로 형성하거나, 수직지지롤러의 설치위치를 변경한 도 2d의 경우에는 회동차가 본체 중공부 내에서 좌우 폭방향이나 전후 방향이 상하로 기울여지는 것을 방지할 수 있으므로, 활주과정은 물론 원심력이 작용하지 않아도 중공부 내벽면에 걸리는 것을 방지할 수 있다. 이는 평상시 훌라후프의 취급과정에서 회동차가 중공부 내면에 부딪혀 파손되는 것을 방지함으로 파손에 의한 활주시의 저항을 예방할 수 있다.

또한, 도 2e를 참조한 바와같이 본체의 중공부(21)에는 수직레일홈(41)과 수평레일홈(42)이 모두 형성하고, 회동차에는 상부면과 하부면에 단일열 또는 복수열의 수평지지롤러(52)를 설치하여 수직레일홈(41)의 측벽과 접하여 수평방향으로의 지지가 이루어지도록 하고, 회동차의 측면 중 곡률반경이 큰 측면에는 수직지지롤러(53,53a)를 설치하여 수평레일홈(42)의 상하벽과 접하여 수직방향으로의 지지가 이루어지도록 하여 상하 또는 좌우 진동없이 활주가 가능하게 할 수 있다.

도 3 내지 도 5b를 참조한 바와같이 본 발명의 회동차(50)에는 회동자석(51)이 더 설치되고, 내부에 각도조절부(54)와, 전원공급부(55), 송수신부(56) 및 제어부(57)가 구비될 수 있다.

상기 회동자석(51)은 회동가능하게 회동차(50)에 설치되는 것으로, 레일자석(30)과 동일한 극성을 갖고, 상시 자성을 갖는 영구자석이거나 전원공급에 의해 자성을 갖는 전자석이며, 바람직하게는 단극전자석일 수 있다. 이러한 회동자석(51)은 레일자석의 자력이 도달하는 영역에 배치되어 레일자석과의 동일한 극성에 의해 반발력이 발생되고, 상기 반발력은 레일자석과의 배치되는 각도에 의해 회동차의 회전속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 따라서 상기 레일자석과의 반발력이 일정하게 발생되도록 레일자석과 대향되는 면을 평면으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 회동자석은 도시된 사각단면 이외에 원형단면 등 다양한 단면으로 형성될 수 있으며, 회동차의 상부면에서 돌출되는 길이를 축소시키기 위해 회동자석이 설치되는 회동차에 함몰된 홈을 형성하여 홈 내부에 회동자석을 회동가능하게 설치함으로써 회동자석이 설치된 회동차 전체 두께를 축소시킬 수 있다.

이러한 회동자석(51)은 도 5a를 참조한 바와같이 회동자석부(511)와, 회동자석부를 감싸는 케이스(512)와, 일단이 상기 케이스에 결합되고 회동차에 회전가능하게 결합된 회동자석회전축(513)으로 구성될 수 있다. 여기서 각도조절부로부터 동력을 전달받아 회동자석을 회동시키는 수단으로는 도 5b를 참조한 바와같이 회동자석회전축(513) 하단을 회동차 내부로 연장시키고, 연장된 회동자석회전축 하단에는 각도조절부(54)의 회전축에 결합된 구동기어(541)와 치합되는 피동기어(514)를 결합시켜 기어결합에 의해 동력을 전달받아 회전되도록 할 수 있는 것으로 사용되는 기어는 평기어 베벨기어 웜기어 등 다양한 기어결합에 의해 동력전달이 이루어질 수 있다. 이외에는 회동자석의 케이스 일면에 기어치를 형성하고, 상기 기어치는 각도조절부의 회전축에 결합된 기어와 치합되어 회동이 이루어지게 할 수 있는 등 공지된 다양한 방식에 의해 회전자석의 각도회전 조절이 이루어지게 할 수 있다.

상기 각도조절부(54)는 회동자석에 결합되는 구동축과, 상기 구동축에 회전력을 전달하는 회전력전달수단으로 구성될 수 있으며, 대표적으로는 서보모터 또는 엑츄에이터를 사용하여 각도를 미세하게 조절해 회동자석과 레일자석과의 대향되는 각도를 조절할 수 있다. 즉, 회동차의 진행방향으로 회동자석 면을 배치시키면 회동차의 진행방향과 반대방향으로 반발력이 발생되어 회동차의 회전속도가 감소하고, 회동차의 진행방향과 역방향으로 회동자석면을 배치시키면 회동차의 원심력에 반발력이 추가됨으로 회전속도가 더욱 빨라지게 되며, 이러한 반발력의 세기는 회동자석과 레일자석의 면이 형성하는 각도에 의해 점진적으로 증감된다.

상기 전원공급부(55)는 1차전지를 삽설하여 전원이 공급되도록 하거나, 2차전지를 삽설하여 외부로부터 유선을 연결하여 충전되도록 하거나, 무선에 의한 충전이 가능하게 할 수 있다.

상기 송수신부(56)는 외부로부터 신호를 전송받아 회동자석의 각도를 조절하도록 한 것으로, 상기 회동차가 본체 내부에서 연속 활주함으로 외부 조작기기와는 블루투스를 포함하는 무선에 의해 신호전송이 이루어지게 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 회동자석의 각도를 조절하기 위한 조작패널은 훌라후프 본체 외면중 어느 일측에 형성되거나, 훌라후프 본체와는 별도로 분리되어 리모컨 또는 스마트폰으로 제공되어 회동차와는 블루투스 또는 NFC를 포함하는 근거리무선통신 방식으로 신호전송이 이루어지게 할 수 있다.

상기 제어부(57)는 인쇄회로기판에 cpu와 메모리 연상장치 등이 포함된 제어모듈일 수 있으며, 외부로부터 신호수신된 신호를 처리하거나 외부로 신호를 송신하도록 제어하고, 수신된 신호에 따라 전원공급부(55)의 전원을 각도조절부(54)로 공급하여 각도조절부(54)에 의해 회동자석(51)의 각도가 조절되도록 하고, 외부의 전원을 유선 또는 무선으로 공급받아 전원공급부(55)를 충전시키는 등 각종 신호흐름을 제어한다.

아울러 상기 회동차(50)에는 회전수측정센서(58)가 더 설치될 수 있다. 도 1과 도 4를 참조한 바와같이 상기 회전수측정센서(58)는 실용화된 다양한 센서가 적용되어 회동차가 본체 내부를 1회전 또는 사용자를 중심으로 훌라후프가 1회회전하는 것을 측정하여 측정된 값을 제어부 및 송수신부를 통해 조작기기인 리모컨 또는 스마트폰으로 전송하게 할 수 있다. 대표적인 회전수 측정센서는 근접센서나 접촉센서일 수 있으며, 근접센서의 예로는 본체 일측에 반사경을 형성하고 회동차에 발광부 및 수광부를 형성하여 발광부에서 조사된 광이 반사경에 반사되어 수광부로 수광될 때 1회 회전됨을 확인하여 회전될 때 마다 신호를 조작기기로 전송할 수 있다. 이외에 자석의 자석에 의해 1회회전을 확인하는 자석형태로도 제공될 수 잇다. 또한, 접촉센서의 예로는 본체와 회동차에 각각 접촉센서를 설치하여 회동차가 활주하여 회동하는 과정에서 두 접촉센서가 접촉되는 횟수를 조작기기로 전송시켜 회전횟수를 측정할 수 있다.

상기 회전횟수를 전송받은 조작기기인 리모컨(60:스마트폰)은 앱이 설치되어 회동차로부터 전송받은 회전수정보를 가공하여 다양한 추가정보를 제공할 수 있다.

예컨대 운동을 시작한 회전수와, 운동시간을 제공할 수 있고, 상기 회전수에 의해 소모한 열량을 개략적으로 계산하여 제공할 수 있고, 훌라후프를 정지하지 않고 연속적으로 회전시킨 기록을 측정하여 제공할 수 있다.

아울러 상기 회동차(50)는 무게를 증가시키기 위해 보조중량체를 더 장착할 수 있다. 상기 보조중량체는 회동차의 회동진행방향의 전단 또는 후단에 연속결합 할 수 있는 것으로, 50g 또는 100g 등 일정단위로 구성하며, 회동차와 보조중량체가 면접하는 면 중 어느 일측에는 걸림고리가 형성된 결합돌기를 형성하고, 타측에는 결합돌기에 대응되는 결합홈을 형성하여 착탈가능하게 함으로써 사용자의 선택에 의해 훌라후프의 중량감을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 전자훌라후프의 작동상태를 간단하게 설명하면,

사용자가 훌라후프(10)를 이용하여 후프운동을 시작하면 훌라후프의 회전에 따라 회동차(50)는 훌라후프 본체(20) 내부에서 활주되어 회동이 이루어진다.

이때 리모컨(60) 또는 스마트폰에 의해 회전속도를 증감시키는 조작신호를 발생시키면 회동차(50)의 송수신부(56)에서는 조작신호를 수신받아 제어부(57)로 이동시키고, 제어부에서는 전원공급부(55)의 전원을 각도조절부(54)로 공급하여 작동되도록 하고, 각도조절부(54)의 작동으로 동력이 전달된 회동자석(51)이 회전하여 회동자석(51)과 레일자석(30)간의 대향되는 각도를 변경시킨다.

상기 회동자석(51)의 각도변경으로 인해 레일자석(30)간의 반발력은 회동차의 활주하는 회동력에 추가되어 작용하거나 회동력에 저항되도록 작용하여 회동차의 회전속도를 변화시켜 사용자의 운동속도를 증감시킬 수 있고 밸런스를 유지하기 위한 감각을 더욱 증대시킬 수 있다.

여기서 상기 회동차(50)는 회전수측정센서(58)에 의해 1회 회동시마다 회전수를 측정하여 제어부(57)로 이송하고, 제어부(57)에서는 회전수정보를 송수신부(56)를 통해 리모컨(60) 또는 스마트폰으로 전송하여 리모컨 또는 스마트폰의 어플 또는 프로그램에 의해 정보가 가공되어 전체운동량, 에너지 소모량, 난이도수행정도, 기록시간 등 에 대한 정보를 제공한다.

이와같이 구성되는 훌라후프는 회동차에 의해 원심력이 작용하여 적은 힘으로도 훌라후프의 회전이 가능하게 하며, 필요에 의해서는 반발력에 의해 회동차의 회전속도를 증가 또는 감소시켜 후프운동의 강약 조절이 가능하게 하다. 또한 프로그램된 난이도에 의해 회동차의 속도를 증감시킴으로써 최장 후프운동시간을 기록하는 기록게임도 가능하게 하는 등 다양한 운동형태를 제공하여 흥미를 유발시켜 꾸준한 운동이 가능하게 할 수 있다.

10 : 전자 훌라후프
20 : 본체
21 : 중공부
30 : 레일자석
40 : 레일홈
41 : 수직레일홈 42 : 수평레일홈
50 : 회동차
51 : 회동자석 52 : 수평지지롤러
53,53a,53b : 수직지지롤러 54 : 각도조절부
55 : 전원공급부 56 : 송수신부
57 : 제어부 58 : 회전수측정센서
511 : 회동자석부 512 : 케이스
513 : 회동자석회전축 514 : 피동기어
541 : 구동기어
60 : 리모컨(스마트폰)

Claims

훌라후프에 있어서,
중공부가 형성된 관체를 원형으로 감아 형성된 본체; 상기 본체 중공부에서 작은 곡률반경을 갖는 내측내벽에 일정간격으로 설치된 동일극성을 갖는 다수의 레일자석; 상기 본체 중공부에서 원심력이 작용하는 외측내벽에 형성되되 본체 전체구간에 형성된 레일홈; 상기 레일홈에 지지되어 본체 중공부를 활주하여 회동하고, 일측에는 레일자석과 근접된 부분에 레일자석에 대한 각도조절이 가능하고 레일자석과 동일극성을 갖는 회동자석이 설치된 회동차;를 포함하여 구성되되,
상기 회동차는
회동자석의 각도를 조절하는 각도조절부와;
상기 각도조절부에 전원을 공급하는 전원공급부와;
각종 신호를 송수신하는 송수신부와;
신호흐름과 전원공급부의 전원공급과, 각도조절부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 외측내벽에 근접한 상하부면에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수직레일홈이며,
상기 회동차는 상하부면에 수직회전축을 갖는 다수개의 수평지지롤러를 동일한 곡률반경을 갖도록 설치하여 수평지지롤러의 주면이 수직레일홈의 원심력이 전달되는 외각측벽에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 큰 곡률반경을 갖는 외측내벽에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수평레일홈이며,
상기 회동차는, 큰 곡률반경으로 회전하는 일측면으로부터 수평회전축을 갖는 수직지지롤러를 상하에 각각 복수로 돌출시키고, 돌출된 수직지지롤러의 주면이 수평레일홈의 상하부면에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 레일홈은 본체 중공부를 형성하는 양측벽 중 원심력에 의해 가압받는 큰 곡률반경을 갖는 외측내벽에 형성되어 본체 축을 따라 환형태로 형성된 수평레일홈이며,
상기 회동차는, 상기 수평레일홈에 일부 내입되고, 내입된 회동차의 상하부면에는 수평회전축을 갖는 수직지지롤러가 각각 복수로 돌출되고 돌출된 수직지지롤러의 주면이 수평레일홈의 상하부면에 지지되어 회동차의 활주가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 회동차의 회동자석은 전자석인 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
삭제
제1항에 있어서,
상기 각도조절부는 서보모터 또는 엑츄에이터인 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 회동차에는 충전단자에 의해 전원공급부를 충전시키거나, 송수신부에 의한 무선충전방식으로 전원공급부를 충전시키는 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.
제1항에 있어서,
상기 회동차에는 회전수측정센서기 더 설치되고,
측정된 회전수는 회동자석의 각도를 조절하는 리모컨 또는 스마트폰으로 무선전송시켜 회전수와 운동시간을 포함하는 운동정보가 제공되도록 한 것을 특징으로 하는 전자 훌라후프.