KR101937228B1 - 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단면상 상부면이 중앙부로부터 양측으로 하향 경사진 형태를 이루며 중심회전축으로부터 소정 이격된 간격마다 연삭부가 적용된 원형의 회전테이블과, 상기 회전테이블의 중앙으로부터 기 설정된 외측 위치로 외주를 따라서 상향 돌출되게 구비되는 내측림부와, 상기 내측림부의 내주면을 따라서 구비되는 링형상의 기어부와, 상기 회전테이블을 중심축을 기준으로 회전시키는 구동모터 및 상기 회전테이블 상부에 배치되며 상기 기어부에 기어물림되도록 외주면이 기어형상으로 이루어진 링형의 판상으로 이루어짐과 동시에 실린더 블럭이 관통 배치되는 배치공이 편심되게 구비되는 캐리어부를 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치를 제공한다.

Description

컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치{Measuring device for sweeping force and rotating angle of curling brush}

본 발명은 운동 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컬링 경기에 사용되는 컬링 브러쉬에 적용되는 스위핑 힘 및 각도를 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 컬링경기는 동계올림픽 공식경기로서, 1팀에 4명의 선수가 각각 2개의 스톤을 굴려 2팀이 총 16개의 스톤을 굴린 후 정지한 상태에서 득점을 계산하는 운동으로서, 이와 같은 컬링(curling)은 얼음 위에서 스톤(stone)이라 불리우는 물체(원형의 돌)를 목표 지점에 밀어 넣는 경기이다.

이와 같은 컬링은, 스톤의 진행 방향 전면에서 선수들이 얼음 표면을 별도의 브러쉬를 이용 수십 회 닦아내는 방법으로 스톤의 이동 거리 및 경로를 조절하는 작업을 하는데 이를 스위핑(sweeping)이라 한다. 즉, 스위핑 작업은 인력으로 사용자(선수)에 의하여 수행되며, 이때 사용하는 장비를 브룸(broom) 또는 브러쉬(brush)라 한다.

브러쉬는 얼음면과 직접 접촉하는 패드(pad)와 사람이 손으로 잡는 브러쉬 스틱(stick) 및 브러쉬 스틱과 패드를 결합시켜주는 패드 홀더(holder)로 구성 된다.

상술한 바와 같이 컬링 종목에 있어서 스위핑 동작은 경기력을 결정하는 중요한 동작이며, 스위핑 시에 패드에 가해지는 힘과 속도가 중요한 변수로 작용한다. 따라서 선수별로 스위핑 시 패드에 가해지는 힘과 스위핑 속도를 측정하는 것이 컬링 시합에 좋은 결과를 위한 중요한 변수가 된다.

그러므로, 개개의 선수 별로 스위핑 시 패드에 가해지는 힘을 측정하는 연구가 다양하게 시도 되고 있다.

한편, 최근까지 수행된 대부분의 연구는 패드에 가해지는 수직 방향의 힘 만을 측정하고 있으나, 실제 스위핑 동작에서 선수가 브러쉬 스틱을 지면과 수직으로 잡고 스위핑을 하는 경우는 거의 없기 때문에서, 선수가 스위핑에 사용하고 있는 힘을 보다 자세히 알기 위해서는 브러쉬 스틱과 지면이 이루는 각도 등은 물론 보다 다양한 변수를 확보할 수 있는 장치 개발이 필요하다.

일본특허공개 특개2014-23920

본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 컬링 종목에 사용되는 브러쉬패드에 가하여지는 선수별 힘 그리고 스틱의 각도 등을 이용하여 최적의 스위핑 동작을 위한 데이타 확보가 가능하도록 구성된 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다양한 신체 사이즈를 가지는 선수들이 각각 용이하게 사용이 가능하면서도 선수들마다 최적의 스위핑 등 결과를 가져오기 위한 브러쉬패드에 전하여지는 힘 및 각도 등을 추출할 수 있도록 구성된 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 빙판 표면에 면상 접촉하여 마찰을 일으키는 사각판상의 브러쉬패드와, 상기 브러쉬패드 상부에 설치되는 사각판상의 상부브라켓과, 상기 브러쉬패드와 상기 상부브라켓 사이에 구비되어 상기 상부브라켓을 하측으로 가압 시 가압력을 측정하는 로드셀과, 상기 상부브라켓 중앙부에 회전 가능하게 힌지 결합되는 스틱부 및 빙판 표면으로부터 상기 스틱부의 회전 각도를 측정하도록 상기 상부브라켓과 상기 스틱부의 힌지 결합부의 회전축에 연결되게 설치되는 엔코더를 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치를 제공한다.

여기서, 상기 로드셀은 상기 힌지 결합부를 중심으로 양측으로 한 쌍이 설치될 수 있다.

또한, 상기 스틱부의 기 설정된 위치에 설치되는 악력측정모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 악력측정모듈은 상기 스틱부의 기 설정된 위치로 상기 스틱부 외주를 덮어 감싸도록 설치되는 메인덮개부 및 상기 메인덮개부와 상기 스틱부 사이에 설치되어 상기 메인덮개부 외부를 누르는 힘을 측정하는 악력센서를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인덮개부 외부를 덮어 감싸는 심박측정용 전극를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가압력을 측정하는 로드셀 및 상기 스틱부의 회전 각도를 측정하도록 설치되는 엔코더로부터 측정되는 정보를 외부 모바일 단말기와 무선 통신이 가능하도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치에 의하면, 컬링 종목에 사용되는 브러쉬패드에 가하여지는 선수별 힘 그리고 스틱의 각도 등을 이용하여 최적의 스위핑 동작을 위한 데이타 확보가 가능하게 된다.

특히, 본 발명은 다양한 신체 사이즈를 가지는 선수들이 각각 용이하게 사용이 가능하면서도 선수들마다 최적의 스위핑 등 결과를 가져오기 위한 브러쉬패드에 전하여지는 힘 및 각도 등을 추출할 수 있게 되어 실제 시합에서 최적의 효과를 얻을 수 있는 효과를 가져온다.

나아가 선수별 악력은 물론 최대 힘을 발휘하기 위한 스틱부를 잡는 위치 선정도 가능하게 되는 효과를 가져온다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.

그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 및 도 2에서와 같이, 본 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치(100)는 브러쉬패드(110), 상부브라켓(120), 로드셀(141, 142), 스틱부(150) 및 엔코더(160)를 포함한다.

상기 브러쉬패드(110)는 사각판상의 블록 형태로 이루어져 빙판 표면에 면상 접촉하여 마찰을 일으키는 역할을 하게 된다.

즉, 상기 브러쉬패드(110)는 스위핑(sweeping) 동작 시 얼음 표면과 마찰을 일으켜, 얼음 표면의 온도를 변화 시킴과 동시에 얼음 표면의 이물질 제거 및 얼음 표면의 연마를 수행 하여 스톤이 빙판에서 용이하게 미끄러져 이동 가능하도록 하는 역할을 수행하게 된다. 공지된 기존 브러쉬패드가 적용될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 상기 상부브라켓(120)은 상기 브러쉬패드(110) 상부에 설치되는 사각판상의 블록 형태로 이루어진다. 평면상 상기 상부브라켓(120)은 브러쉬패드(110)와 동일한 크기로 이루어짐이 바람직하다.

상기 로드셀(141, 142)은 상기 브러쉬패드(110)와 상기 상부브라켓(120) 사이에 설치되되 상기 상부브라켓(120)을 하측으로 가압 시 상기 브러쉬패드(110)에 전달되는 가압력을 측정 가능하도록 설치된다.

이때, 상기 로드셀(141, 142)은 상기 브러쉬패드(110)의 중앙부로부터 양측으로 한 쌍의 로드셀(141, 142)이 설치됨이 바람직하다.

상기 스틱부(150)는 상기 상부브라켓(120) 중앙부에 회전 가능하게 힌지 결합된다.

이를 위해, 상기 상부브라켓(120)의 중앙부에는 상측으로 돌출되며 힌지공이 형성된 힌지브라켓(130) 한 쌍이 구비되며 상기 힌지브라켓(130) 사이로 상기 힌지공(135)에 연결되는 관통부가 구비된 관 형태의 힌지연결관(152)이 설치된다.

또한 상기 힌지연결관(152)의 중앙부에 중앙연결관(151)이 구비되되, 상기 중앙연결관(151)에 상기 스틱부(150)가 고정되어 상기 스틱부(150)는 상기 힌지연결관(152)의 회전에 따라 함께 회전된다.

상기 힌지공(135)과 상기 힌지연결관(152)은 상기 힌지연결관(152)과 함께 회전하도록 설치되는 축고정핀(138)에 의하여 상대 회전 가능하게 연결되며, 상기 축고정핀(138)의 단부에 상기 엔코더(160)가 연결된 형태를 이룬다.

여기서, 상기 엔코더(160)는 상기 상부브라켓(120) 일측 상부에 설치되되 상기 축고정핀(138)의 회전 각도를 측정 가능하도록 구성되며 공지된 엔코더 중 일 형태가 적용될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치(100)는 상기 스틱부(150)의 기 설정된 위치로 한 쌍의 악력측정모듈이 설치된다. 이하 악력측정모듈에 대하여 설명한다.

도 3은 본 실시예에 적용되는 악력측정모듈을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 3에서와 같이, 상기 스틱부(150)는 내부가 중공된 파이프 형태를 이루되 상기 스틱부(150)의 기 설정된 위치로는 상기 스틱부(150)의 내외부를 관통하여 스틱부(150)이 길이방향을 따라서 소정 길이를 가지는 슬릿공(158) 한 쌍이 소정 이격된 위치로 구비된다.

그리고, 상기 스틱부(150)의 길이방향을 따라서 이동가능하게 스틱부(150) 내주면에 대응되는 크기의 링 형상으로 이루어진 링부(103)가 스틱부(150) 내부에 설치되며, 상기 링부(103)의 일부 외측으로 상기 슬릿공(158)을 따라서 외부로 노출되는 노출단자(105)가 구비된다.

상기 악력측정모듈은 메인덮개부(170)와 악력센서(190)를 포함하여 구성되되, 상기 메인덮개부(170)는 상기 스틱부의 슬릿공(158) 외측으로 상기 스틱부 외주를 덮어 감싸도록 설치되며, 상기 악력센서(190)는 상기 메인덮개부(170)와 상기 스틱부(150) 사이에 스틱부(150) 외부 원주방향을 따라서 소정 이격된 간격마다 복수 개가 설치된다.

한편, 상기 메인덮개부(170)는 외부에 노출단자(105)가 관통될 수 있도록 하는 관통공(178)이 구비된 설치홈부(175)가 구비되고, 상기 메인덮개부(170) 외부를 덮어 감싸며 상기 설치홈부(175)에 설치되는 심박측정용 전극(180)을 더 포함한다. 여기서, 상기 심박측정용 전극(180)은 소정 금속성 재질로 이루어지며, 상기 심박측정용 전극(180)과 상기 메인덮개부(170)는 상기 스틱부(150) 외부에 스틱부(150) 길이방향을 따라서 슬라이딩 이동 가능하게 설치됨과 동시에, 자세히 도시되어 있지는 않으나, 억지끼움 또는 나사결합 방식으로 상기 스틱부(150) 외부에 설치된 상기 심박측정용 전극(180)과 상기 메인덮개부(170)가 임의의 위치에서 고정될 수 있도록 구성된다.

한편 상기 악력센서(190)와 심박측정용 전극(180)은 상기 노출단자(105)에 전기적으로 연결되는 구조를 이루며 상기 노출단자(105)는 상기 스틱부(150) 또는 상부브라켓(120)에 별도로 구비되는 전원부(미도시) 및 제어부와 전기적으로 연결된 상태를 이루게 된다.

또한 외부에서 상기 심박측정용 전극(180)를 사용자가 가압 시 상기 악력센서(190)를 통하여 사용자가 스틱부(150)를 잡는 악력을 측정 가능하도록 상기 메인덮개부(170)와 심박측정용 전극(180)의 재질 및 두께가 정하여진다.

도 4는 본 실시예에 적용되는 주요 구성들의 연결관계를 나타낸 블록도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치(100)는 별도의 제어부(195)가 상기 스틱부(150) 또는 상부브라켓(120)에 설치되되 상기 제어부(195)와 상기 한 쌍의 로드셀(141, 142), 악력센서(190), 심박측정용 전극(180) 및 엔코더(160)가 전기적으로 연결된 구성을 이루게 된다.

이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치를 나타낸 분해사시도로서, 도 1 내지 도 도 5에 도시된 바와 같이, 선수가 상기 한 쌍의 심박측정용 전극(180)이 위치된 부위를 잡고 스위핑 작업을 실시하는 경우, Fs를 사용자(선수)가 브러쉬패드(110)에 가하는 총 힘, Ft는 총 힘 중 수평 방향 성분의 힘, Fv는 수직 방향 성분의 힘을 나타내게 되며, 빙판 표면과 스틱부 사이의 소정의 각 (θ)이 형성되는 경우 각 힘의 성분은 다음과 같은 수식으로 표현 된다.

Ft = Fs sinθ

Fv = Fs sinθ

Fs = Fv / cosθ

한편, 본 실시예에 따르면 상기 브러쉬패드(110)에 작용하는 Fv를 상기 로드셀(141, 142)을 이용하여 측정할 수 있게 되고, 상기 엔코더(160)를 이용 빙판 표면과 스틱부(150)가 이루는 각도를 측정할 수 있게 됨으로써, 상술한 각 구성들에서 측정된 신호를 이용하여 선수가 스틱에 가하는 전체 힘 Fs와 지면과 수평한 방향으로 가하는 힘 성분인 Ft를 측정할 수 있게 된다.

이에 따라서 선수별로 스위핑을 행하는 경우 전체 힘을 세부적으로 파악할 수 있게 되며, 선수별로 어떠한 각도에서 스위핑이 이루어지고 그에 따른 힘의 크기가 나오는지를 파악하여 연습 및 자세 등의 보정 용도로 활용이 가능하게 된다.

나아가, 본 실시예의 경우 선수별 악력 측정 및 심박수 측정이 가능한데, 상기 악력센서 및 심박수 측정을 위한 메인덮개부(170)와 심박수측정 전극(180) 위치를 상기 스틱부(150)의 길이방향을 따라서 이동시키면서 악력 및 심박수와 상술한 다양한 힘의 분포 크기를 측정할 수 있게 되어 다양한 신체 조건을 가지는 선수별로 최적의 효과를 가져올 수 있는 스틱부의 손잡이 위치를 정할 수 있게 된다.

또한, 상기 가압력을 측정하는 로드셀(141, 142) 및 상기 스틱부(150)의 회전 각도를 측정하도록 설치되는 엔코더(160), 그리고 악력과 심박수 등 측정되는 정보를 외부 모바일 단말기와 블루투스 등을 이용 무선 통신이 가능하도록 구성하여 사용상의 편리함을 극대화할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

예를 들어 상기 브러쉬패드의 저부에 온도측정모듈 및 별도이 중력센서 등을 적용하여 스위핑 동작 시 가하여지는 힘 및 횟수 등에 따라서 빙판 표면의 용융 온도 등을 측정할 수도 있으며 이때 브러쉬패드 저면에 시온안료를 적용하여 빙판이 녹을 때 브러쉬패드의 색상이 변하도록 할 수도 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치
103: 링부 105: 노출단자
110: 브러쉬패드 120: 상부브라켓
141, 142: 로드셀 150: 스틱부
151: 중앙연결관 152: 힌지연결관
158: 슬릿공 160: 엔코더
170: 메인덮개부 180: 심박측정용 전극
190: 악력센서

Claims (6)

1. 빙판 표면에 면상 접촉하여 마찰을 일으키는 사각블록 형태의 브러쉬패드;
   상기 브러쉬패드 상부에 설치되는 사각블록 형태의 상부브라켓;
   상기 브러쉬패드와 상기 상부브라켓 사이에 구비되어 상기 상부브라켓을 하측으로 가압 시 가압력을 측정하는 로드셀;
   상기 상부브라켓 중앙부에 회전 가능하게 힌지 결합되는 스틱부; 및
   빙판 표면으로부터 상기 스틱부의 회전 각도를 측정하도록 상기 상부브라켓과 상기 스틱부의 힌지 결합부의 회전축에 연결되게 설치되는 엔코더;
   를 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 로드셀은 상기 힌지 결합부를 중심으로 양측으로 한 쌍이 설치되는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 스틱부의 기 설정된 위치에 설치되는 악력측정모듈을 더 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 악력측정모듈은,
   상기 스틱부의 기 설정된 위치로 상기 스틱부 외주를 덮어 감싸도록 설치되는 메인덮개부; 및
   상기 메인덮개부와 상기 스틱부 사이에 설치되어 상기 메인덮개부 외부를 누르는 힘을 측정하는 악력센서;
   를 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 메인덮개부 외부를 덮어 감싸는 심박측정용 전극를 더 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가압력을 측정하는 로드셀 및 상기 스틱부의 회전 각도를 측정하도록 설치되는 엔코더로부터 측정되는 정보를 외부 모바일 단말기와 무선 통신이 가능하도록 하는 제어부를 더 포함하는 컬링 브러쉬 스위핑 힘 및 각도 측정 장치.

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