KR102051936B1 - 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 시트를 기울이거나 손잡이를 밀고 당기는 동작 및 피칭 버튼을 조작하는 방식으로 롤, 요, 피칭 신호값을 발생시킬 수 있고, 이러한 신호값이 시뮬레이션 화면에 적용되어 나타나므로 실제 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌을 주며, 시트가 피칭 신호값에 따라 전후방으로 기울어지므로 시뮬레이션의 현실감을 증폭시킬 수 있고, 시트의 기울어진 상태에 따라 페달의 요구 토크가 가변됨으로써 더욱 현실감있는 시뮬레이션이 가능하고, 운동의 재미 및 효과가 상승되는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거에 관한 것이다.

Description

3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거{Health bike have 3-axis simulator}
본 발명은, 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 시트를 기울이거나 손잡이를 밀고 당기는 동작 및 피칭 버튼을 조작하는 방식으로 롤, 요, 피칭 신호값을 발생시킬 수 있고, 이러한 신호값이 시뮬레이션 화면에 적용되어 나타나므로 실제 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌을 주며, 시트가 피칭 신호값에 따라 전후방으로 기울어지므로 시뮬레이션의 현실감을 증폭시킬 수 있고, 시트의 기울어진 상태에 따라 페달의 요구 토크가 가변됨으로써 더욱 현실감있는 시뮬레이션이 가능하고, 운동의 재미 및 효과가 상승되는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거에 관한 것이다.
헬스장에는 시트에 착석하고 페달을 밟아 운동을 하는 헬스 자전거가 대부분 마련되어 있다. 이러한 헬스 자전거는 사용자가 착석 후 시트의 위치 및 페달의 강도를 조정한 후 무미 건조하게 페달을 장시간 밟아야만 했으므로 운동의 흥미가 떨어지고 지속적인 운동을 할 수 없는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하고자 종래에는 시뮬레이션 게임기와 연동하여 사용자가 페달을 밟는 속도에 따라 시뮬레이션상 대상체가 빠르게 또는 느리게 전진함으로써 사용자의 흥미를 유발하는 장치가 개발되었다.
그러나 이러한 장치 역시 사용자가 직접 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌보다는 시뮬레이션 대상체가 자동으로 움직이는 것에 약간의 일조를 할 뿐인듯한 위화감이 있어 사용자로 하여금 몰입을 하지 못하게 하는 문제가 있었다.
따라서, 사용자로하여금 시뮬레이션상의 대상체를 직접 조종하는 느낌이 들도록 하고, 현실감있는 시뮬레이션이 가능하여 운동의 재미 및 효과를 상승시킬 수 있는 장치의 개발이 필요로 하게 되었다.
KR10-1051039(등록번호) 2011.07.15.
본 발명은, 시트를 기울이거나 손잡이를 밀고 당기는 동작 및 피칭 버튼을 조작하는 방식으로 롤, 요, 피칭 신호값을 발생시킬 수 있고, 이러한 신호값이 시뮬레이션 화면에 적용되어 나타나므로 실제 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌을 주어 사용자의 흥미를 유발하고 운동의 재미를 상승시키는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 사용자의 착석감을 상승시킬 수 있는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 별도의 스티어링 휠과 같은 부품을 구비하지 않아도 되는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 시트가 전후방으로 기울어지므로 시뮬레이션의 현실감을 증폭시킬 수 있는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 시트의 기울어진 상태에 따라 페달의 요구 토크가 가변됨으로써 더욱 현실감있는 시뮬레이션이 가능하고, 운동의 효과가 상승되는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되는 메인 로드; 상기 메인 로드의 상단에 결합되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징의 일단에 구비되는 페달부; 상기 상부 하우징의 상단에 결합되는 슬라이딩 하우징; 상기 슬라이딩 하우징의 상부에 구비되는 센서 하우징; 상기 센서 하우징의 내부로부터 외부로 연장되도록 구비되는 손잡이; 상기 센서 하우징의 상단에 결합되는 시트; 상기 센서 하우징의 내부에 구비되어 상기 센서 하우징의 롤링 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 롤 센서; 상기 센서 하우징의 내부에 구비되어 상기 손잡이의 요잉 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 요 센서; 상기 손잡이의 일측에 구비되어 가압 또는 터치시 피칭 신호값을 발생시키는 피칭 버튼; 상기 롤센서, 상기 요 센서, 또는 상기 피칭 버튼으로부터 발생된 신호값을 토대로 시뮬레이션 제어 신호를 생성하는 제어부; 상기 제어부에서 생성된 시뮬레이션 제어 신호를 수신하여 시뮬레이션 화면을 디스플레이하는 시뮬레이션 장치;를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 슬라이딩 하우징상에 구비되는 댐퍼 받침; 상기 댐퍼 받침의 상단에 결합되는 롤 축; 상기 롤 축의 상부로부터 상기 롤 축에 좌우 회동 가능하게 결합되고, 상단에 상기 센서 하우징이 결합되는 롤 블록;을 포함하며, 상기 센서 하우징은, 하면 일측에 센서 홀이 형성되고, 상기 롤 센서는, 상기 센서 하우징에 결합되어 상기 센서 하우징의 내부에 구비되는 롤 센싱 모듈과, 상기 롤 축에 결합되어 상기 센서 홀을 관통하여 상기 롤 센싱 모듈의 센싱 범위 내에 위치되는 롤 센싱 핀을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 댐버 받침의 상단에 결합되어 상기 센서 하우징의 좌측 및 우측 하면을 지지하는 복수의 시트 댐퍼;를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 센서 하우징의 하면에 결합되어 상기 센서 하우징의 내측으로 구비되는 요 축; 상기 요 축에 회동 가능하게 결합되며, 일측에 상기 손잡이가 결합되는 요 블록;을 포함하며, 상기 요 센서는, 상기 요 블록의 일측에 결합되는 회전판과, 상기 센서 하우징의 내측에 구비되어 상기 회전판의 회전량을 측정하는 요 센싱 모듈을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 센서 하우징은, 상기 손잡이가 상기 요 축을 기준으로 회동될 때 상기 손잡이의 회동 공간이 확보되도록 측면 일부가 개구되어 요 홀이 형성되고, 상기 센서 하우징의 내부에서 상기 손잡이의 외주연에 접하도록 구비되어 상기 손잡이를 중립 위치로 복귀시키는 탄성 블록;을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 베이스 프레임의 상단에 결합되는 메인 블록; 상기 메인 블록에 구비되어 상기 메인 로드가 회동 가능하게 결합되는 메인 축; 상기 베이스 프레임의 상부에 구비되는 피칭 모터; 상기 베이스 프레임의 상부에 연직 방향으로 구비되어 상기 피칭 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 피칭 스크류; 상기 피칭 스크류와 평행하게 구비되는 피칭 레일; 상기 피칭 레일에 안내되어 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되되, 상기 피칭 스크류와 치합되어 상기 피칭 스크류의 회전에 따라 상하로 이동되는 피칭 블록; 상기 피칭 블록의 일측에 회동 가능하게 결합되는 피칭 커넥터; 상기 피칭 커넥터에 일단이 결합되고, 상기 메인 로드에 타단이 결합되는 피칭 로드;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 피칭 버튼에 입력이 감지되면 상기 피칭 모터를 정회전 또는 역회전시킨다.
또한, 본 발명은, 상기 피칭 블록의 승강 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 피칭 센서;를 포함하며, 상기 피칭 센서는, 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 상방 센싱 모듈과, 상기 상방 센싱 모듈의 하부에 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 하방 센싱 모듈과, 상기 상방 센싱 모듈과 상기 하방 센싱 모듈의 사이에 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 중립 센싱 모듈 및 상기 피칭 블록의 일측에 결합되어 상기 피칭 블록의 승강시 상기 상방 센싱 모듈, 상기 하방 센싱 모듈 또는 상기 중립 센싱 모듈의 센싱 범위에 위치되는 피칭 센싱 핀을 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 상부 하우징 또는 상기 슬라이딩 하우징의 내부에 구비되어 그 회전축이 상기 슬라이딩 하우징의 길이 방향으로 구비되는 전후 조절 모터; 상기 슬라이딩 하우징의 내부에 길이 방향으로 구비되어 상기 전후 조절 모터의 회전에 따라 회전되는 슬라이딩 스크류; 상기 슬라이딩 스크류와 평행하게 구비되는 슬라이딩 레일; 상기 슬라이딩 레일에 안내되어 전후로 슬라이딩 가능하게 구비되되, 상기 슬라이딩 스크류와 치합되어 상기 슬라이딩 스크류의 회전에 따라 전후로 이동되며, 그 상단에 상기 댐퍼 받침이 결합되는 슬라이딩 블록; 상기 슬라이딩 하우징의 일측에 구비되는 전후 조절 버튼;을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전후 조절 버튼에 입력이 감지되면 상기 전후 조절 모터를 정회전 또는 역회전시킨다.
또한, 본 발명은, 상기 슬라이딩 레일의 전단부에 구비되는 전방 스토퍼; 상기 전방 스토퍼의 후단에 구비되어 상기 슬라이딩 블록이 상기 전방 스토퍼에 근접할 때 신호값을 발생시키는 전방 센서; 상기 슬라이딩 레일의 후단부에 구비되는 후방 스토퍼; 상기 후방 스토퍼의 전단에 구비되어 상기 슬라이딩 블록이 상기 후방 스토퍼에 근접할 때 신호값을 발생시키는 후방 센서;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전방 센서 또는 상기 후방 센서로부터 신호값이 발생되면 상기 전후 조절 모터의 구동을 중지시킨다.
또한, 본 발명의 상기 페달부는, 상기 상부 하우징의 일단에 구비되는 페달 하우징; 상기 페달 하우징의 양측면 사이에 결합되는 크랭크 축; 상기 크랭크 축의 양단에 결합되는 크랭크; 상기 크랭크의 끝단에 회동 가능하게 결합되는 페달; 상기 크랭크에 결합되는 회전 검출링; 상기 페달 하우징의 일측에 결합되어 상기 회전 검출링의 회전량을 측정하는 회전 검출 센서; 상기 크랭크에 결합되는 스프라켓; 상기 상부 하우징 또는 상기 페달 하우징의 양측면 사이에 결합되는 드럼축; 상기 스프라켓의 회전 동력을 상기 드럼축에 전달하는 체인; 상기 드럼축에 결합되되 자성체가 원주 방향에 설정 간격으로 구비된 감속 드럼; 상기 감속 드럼의 일측에 구비되어 상기 감속 드럼의 자성체에 인력을 제공하는 감속 모듈;을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 제어부는, 상기 피칭 버튼에 입력이 감지되면 상기 감속 모듈의 인력을 증감한다.
본 발명은, 시트를 기울이거나 손잡이를 밀고 당기는 동작 및 피칭 버튼을 조작하는 방식으로 롤, 요, 피칭 신호값을 발생시킬 수 있고, 이러한 신호값이 시뮬레이션 화면에 적용되어 나타나므로 실제 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌을 주어 사용자의 흥미를 유발하고 운동의 재미를 상승시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 댐퍼 받침 및 댐퍼가 구비되어 센서 하우징 및 센서 하우징의 상단에 결합된 시트를 탄성적으로 지지하므로, 사용자의 착석감을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 손잡이를 잡고 밀거나 당기는 간단한 동작으로 요잉 회동 신호값을 획득할 수 있으므로, 별도의 스티어링 휠과 같은 부품을 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 피칭 모터의 회동에 의해 전후 방향으로 피칭 구동되는 메인 로드가 구비됨으로써, 시뮬레이션의 현실감을 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 마그네틱 브레이크가 적용된 페달부가 구비됨으로써, 메인 로드의 피칭 회전 상태에 따라 페달부의 요구 토크가 가변됨으로써 더욱 현실감있는 시뮬레이션이 가능하고, 운동의 효과가 상승되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 요부 분리 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 센서 하우징의 내부 사시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 슬라이딩 하우징의 외부 사시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 슬라이딩 하우징의 내부 사시도.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 요부 단면도.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 롤링 동작을 도시한 사용 상태도.
도 8 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 측면도.
도 9 는 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 하부 하우징의 내부 사시도.
도 10 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 피칭 동작을 도시한 사용 상태도.
도 11 은 본 발명의 실시예에 따른 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거의 페달부의 내부 사시도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 베이스 프레임(502)과, 베이스 프레임(502)의 상부에 구비되는 메인 로드(510)와, 메인 로드(510)의 상단에 결합되는 상부 하우징(401)과, 상부 하우징(401)의 일단에 구비되는 페달부(410)와, 상부 하우징(401)의 상단에 결합되는 슬라이딩 하우징(301)과, 슬라이딩 하우징(301)의 상부에 구비되는 센서 하우징(201)과, 센서 하우징(201)의 내부로부터 외부로 연장되도록 구비되는 손잡이(210)와, 센서 하우징(201)의 상단에 결합되는 시트(100)를 포함하며, 센서 하우징(201)의 내부에 구비되어 센서 하우징(201)의 롤링 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 롤 센서(230)와, 센서 하우징(201)의 내부에 구비되어 손잡이(210)의 요잉 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 요 센서(220)와, 손잡이(210)의 일측에 구비되어 가압 또는 터치시 피칭 신호값을 발생시키는 피칭 버튼(211)과, 롤센서, 요센서 또는 피칭 버튼(211)으로부터 발생된 신호값을 토대로 시뮬레이션 제어 신호를 생성하는 제어부(미도시) 및 제어부에서 생성된 시뮬레이션 제어 신호를 수신하여 시뮬레이션 화면을 디스플레이하는 시뮬레이션 장치(미도시)를 포함하여 구성된다.
베이스 프레임(502)은, 메인 로드(510), 피칭 모터(540), 피칭 스크류(520), 피칭 레일(530) 등 본 발명의 구성들을 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 판형 또는 블록형으로 형성되어 지면에 안착 설치된다. 이러한 베이스 프레임(502)은 상단에 메인 하우징(501)이 결합되어서 그 내측에 피칭 모터(540), 피칭 스크류(520), 피칭 레일(530), 피칭 블록(521), 피칭 커넥터(522), 피칭 로드(523) 등이 외부의 충격 또는 오염으로부터 보호될 수 있도록 한다. 이러한 베이스 프레임(502)에는 피칭 모터(540), 전후 조절 모터(310), 감속 모듈(422), 제어부, 롤 센서(230), 요 센서(220), 피칭 센서(550) 등에 전력을 공급하는 전력 공급 장치 등이 더 구비될 수 있다.
메인 로드(510)는, 상단에 상부 하우징(401)이 결합되어서 상부 하우징(401) 상부의 센서 하우징(201) 및 시트(100)가 지면으로부터 이격되어 지지될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 베이스 프레임(502)의 상단에 결합되거나 또는 베이스 프레임(502)의 상단에 결합된 메인 블록(512)의 메인 축(511)에 회동 가능하게 결합되어 구비된다.
이러한 메인 로드(510)는 제어부의 제어에 의해 전후 방향으로 회동하는 피칭 동작을 하게 되는데, 이를 위하여 베이스 프레임(502)의 상단에 결합되는 메인 블록(512)과, 메인 블록(512)에 구비되어 메인 로드(510)가 회동 가능하게 결합되는 메인 축(511)과, 베이스 프레임(502)의 상부에 구비되는 피칭 모터(540)와, 베이스 프레임(502)의 연직 방향으로 구비되어 피칭 모터(540)로부터 동력을 전달받아 회전하는 피칭 스크류(520)와, 피칭 스크류(520)와 평행하게 구비되는 피칭 레일(530)과, 피칭 레일(530)에 안내되어 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되되 피칭 스크류(520)와 치합되어 피칭 스크류(520)의 회전에 따라 상하로 이동되는 피칭 블록(521)과, 피칭 블록(521)의 일측에 회동 가능하게 결합되는 피칭 커넥터(522)와, 피칭 커넥터(522)에 일단이 결합되고 메인 로드(510)에 타단이 결합되는 피칭 로드(523)가 부가된다.
이러한 메인 로드(510)의 피칭 동작을 살펴보면, 손잡이(210)에 구비된 피칭 버튼(211)이 가압 또는 터치되었을 때 피칭 신호가 제어부에 전달된다. 제어부는 전달된 피칭 신호에 따라 피칭 모터(540)를 구동시킨다. 피칭 모터(540)가 정회전하게 되면, 피칭 모터(540)와 동력 전달 수단(541)으로 연결된 피칭 스크류(520)가 정회전하게 되고, 피칭 스크류(520)에 치합된 피칭 블록(521)이 피칭 레일(530)을 따라 상부 방향으로 이동된다. 이때, 피칭 블록(521)에는 피칭 커넥터(522)가 회동 가능하게 결합되어 있으므로, 피칭 블록(521)이 상승함에 따라 피칭 커넥터(522)가 피칭 블록(521)을 따라 상승되게 된다. 그리고, 피칭 커넥터(522)에는 피칭 로드(523)가 메인 로드(510)까지 연장되어 결합되어 있으므로, 피칭 커넥터(522)가 상승함에 따라 피칭 로드(523)의 일단이 피칭 커넥터(522)를 따라서 상부 방향으로 이동된다. 이러한 피칭 커넥터(522)의 타단은 메인 로드(510)에 의해 상승되지 못하고 그 높이가 고정되어 있으므로, 결국 피칭 로드(523)는 기울기를 갖게 되고, 피칭 로드(523)의 기울기는 메인 로드(510)를 기울어지게 만든다.
한편, 피칭 로드(523)의 타단부가 메인 축(511)을 기준으로 회동하며 그리는 호의 길이와, 피칭 로드(523)의 일단부가 피칭 커넥터(522)를 따라 이동되며 그리는 호의 길이에 차이가 발생된다. 따라서, 피칭 로드(523)의 일단부는 피칭 커넥터(522)에 완전히 결합되지 않고 피칭 로드(523)로부터 슬라이딩되어 인입 또는 인출 가능한 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 반대로 피칭 로드(523)의 일단부가 피칭 커넥터(522)에 완전히 결합되어 있고, 피칭 로드(523)의 타단부가 메인 로드(510)로부터 슬라이딩되어 인입 또는 인출 가능한 구조로 구성되는 것 역시 가능하며, 이러한 피칭 로드(523)의 일단부 또는 타단부의 슬라이딩 구조는 동시에 적용되지 않고 어느 한쪽 단부만 슬라이딩되도록 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 피칭 모터(540)가 역회전하는 경우에는 상술한 설명의 반대 방향으로 해석되는 것이 자명하므로 피칭 모터(540)의 역회전시의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 피칭 블록(521)이 제어부의 제어에 의해 무한정 상승될 수 없음은 자명하다. 따라서, 본 발명에서는 피칭 블록(521)의 최대 상승 높이 또는 최대 하강 높이를 제한하도록 피칭 센서(550)가 구비된다.
피칭 센서(550)는, 피칭 블록(521)의 승강 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 역할을 하며, 이를 위하여 피칭 블록(521)의 승강 루트와 이격되어 구비되는 상방 센싱 모듈(551a)과, 상방 센싱 모듈(551a)의 하부에 피칭 블록(521)의 승강 루트와 이격되어 구비되는 하방 센싱 모듈(551c)과, 상방 센싱 모듈(551a)과 하방 센싱 모듈(551c)의 사이에 피칭 블록(521)의 승강 루트와 이격되어 구비되는 중립 센싱 모듈(551b)과, 피칭 블록(521)의 일측에 결합되어 피칭 블록(521)의 승강시 상방 센싱 모듈(551a), 하방 센싱 모듈(551c) 또는 중립 센싱 모듈(551b)의 센싱 범위에 위치되는 피칭 센싱 핀(552)을 포함하여 구성된다.
이러한 피칭 센서(550)의 동작을 살펴보면, 피칭 버튼(211)으로부터 피칭 신호값이 발생되어 제어부가 피칭 모터(540)를 구동시켜 피칭 블록(521)이 상승되는 경우, 피칭 센싱 핀(552)은 피칭 블록(521)을 따라 상방으로 이동된다. 피칭 버튼(211)의 피칭 신호값이 지속적으로 유지되어 피칭 블록(521)이 계속적으로 상승되던 중 피칭 센싱 핀(552)이 상방 센싱 모듈(551a)의 센싱 범위에 도달되면 상방 센싱 모듈(551a)로부터 신호값이 생성되어 제어부에 전송된다.
제어부는 상방 센싱 모듈(551a)로부터 신호값이 전송되면 피칭 모터(540)의 구동을 중지하여 피칭 블록(521)이 더이상 상승되지 않도록 하고, 따라서 메인 로드(510)가 더이상 전방으로 기울어지지 않도록 한다. 반대로, 제어부는 하방 센싱 모듈(551c)로부터 신호값이 전송되면 피칭 모터(540)의 구동을 중지하여 피칭 블록(521)이 더이상 하강되지 않도록 하고, 따라서 메인 로드(510)가 더이상 후방으로 기울어지지 않도록 한다.
한편, 제어부는, 피칭 버튼(211)으로부터 신호값이 없거나, 시뮬레이션상에서 자동으로 피칭 동작이 중립으로 변경되거나, 또는 기기의 작동 중지시 메인 로드(510)를 중립 위치로 바로 세우기 위해 피칭 모터(540)를 정회전 또는 역회전하여 피칭 블록(521)이 중립 위치로 이동되도록 한다. 피칭 블록(521)이 상승 또는 하강되어 중립 위치에 도달되면 피칭 센싱 핀(552)이 중립 세싱 모듈의 센싱 범위에 도달되고, 중립 센싱 모듈(551b)로부터 신호값이 생성되어 제어부에 전송된다. 제어부는 중립 센싱 모듈(551b)로부터 신호값이 전송되면 피칭 모터(540)의 구동을 중지하여 피칭 블록(521)이 중립 위치에 고정되도록 한다.
상부 하우징(401)은, 페달부(410)를 고정하고 슬라이딩 하우징(301)을 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 로드(510)의 상단에 결합되어 구비된다. 상부 하우징(401)의 내부에는 슬라이딩 하우징(301)에 회전축(311)을 둔 전후 조절 모터(310)가 구비될 수 있다. 그리고, 상부 하우징(401)의 일단에는 페달부(410)가 구비되는데, 페달부(410)는 어느 독립적인 구성이 상부 하우징(401)에 결합되는 것도 가능하지만, 상부 하우징(401)의 일단부에 페달(411)링 가능하게 구비되는 일련의 구성들을 페달부(410)로 지칭하는 것 역시 가능하다.
페달부(410)는, 사용자로부터 회전 동력을 제공받아 회전하며, 회전량을 검출하여 제어부에 전송함으로써, 제어부로 하여금 시뮬레이션상에 진행 변수가 생성되도록 하는 역할을 한다.
이를 위하여 페달부(410)는, 상부 하우징(401)의 일단에 구비되는 페달 하우징(416)과, 페달 하우징(416)의 양측면 사이에 결합되는 크랭크 축(413)과, 크랭크 축(413)의 양단에 결합되는 크랭크(412)와, 크랭크(412)의 끝단에 회동 가능하게 결합되는 페달(411)과, 크랭크(412)에 결합되는 회전 검출링(432)과, 페달 하우징(416)의 일측에 결합되어 회전 검출링(432)의 회전량을 측정하는 회전 검출 센서(431)와, 크랭크(412)에 결합되는 스프라켓(414)과, 상부 하우징(401) 또는 페달 하우징(416)의 양측면 사이에 결합되는 드럼축(421)과, 스프라켓(414)의 회전 동력을 드럼축(421)에 전달하는 체인(415)과, 드럼축(421)에 결합되되 자성체가 원주 방향에 설정 간격으로 구비된 감속 드럼(420)과, 감속 드럼(420)의 일측에 구비되어 감속 드럼(420)의 자성체에 인력을 제공하는 감속 모듈(422)을 포함하여 구성된다.
즉, 페달부(410)는, 사용자가 페달(411)을 밟아 크랭크(412)를 회전시킬 때, 크랭크 축(413)의 회전량을 검출하여 제어부에 전송함으로써, 제어부로 하여금 시뮬레이션상 대상체의 속력을 가변할 수 있도록 하며, 이때, 제어부의 제어에 의해 감속 드럼(420)의 인력 강도를 조절하여 크랭크 축(413)의 회전에 필요한 답력이 증감된다.
슬라이딩 하우징(301)은, 상부에 구비된 센서 하우징(201) 및 시트(100)가 전후 방향으로 슬라이딩될 수 있도록 하는 역할을 하며, 이를 위하여 상부 하우징(401)의 상단에 결합되어서 상부에 센서 하우징(201)이 슬라이딩 가능하게 구비된다.
슬라이딩 하우징(301)은 산부의 센서 하우징(201)을 전후 방향으로 슬라이딩시키기 위해, 상부 하우징(401) 또는 슬라이딩 하우징(301)의 내부에 구비되어 그 회전축(311)이 슬라이딩 하우징(301)의 길이 방향으로 구비되는 전후 조절 모터(310)와, 슬라이딩 하우징(301)의 내부에 길이 방향으로 구비되어 전후 조절 모터(310)의 회전에 따라 회전되는 슬라이딩 스크류(320)와, 슬라이딩 스크류(320)와 평행하게 구비되는 슬라이딩 레일(330)과, 슬라이딩 레일(330)에 안내되어 전후로 슬라이딩 가능하게 구비되되 슬라이딩 스크류(320)와 치합되어 슬라이딩 스크류(320)의 회전에 따라 전후로 이동되며 그 상단에 댐퍼 받침(361)이 결합되는 슬라이딩 블록(321)과, 슬라이딩 블록(321)의 상단에 결합되는 댐퍼 받침(361)과, 댐퍼 받침(361)의 상단에 결합되는 롤축과, 롤축의 상부로부터 롤축에 좌우 회동 가능하게 결합되고 상단에 센서 하우징(201)이 결합되는 롤 블록(371)을 포함하여 구성된다. 그리고, 슬라이딩 하우징(301)의 일측에 전후 조절 버튼(303)이 구비되어서, 전후 조절 버튼(303)에 입력이 감지되면 제어부가 전후 조절 모터(310)를 정회전 또는 역회전 시키게 된다.
전후 조절 버튼(303)은 전후 조절 모터(310)를 정회전 시키는 신호값을 발생시키는 버튼과, 전후 조절 모터(310)를 역회전 시키는 신호값을 발생시키는 버튼으로 구분되어 구비될 수 있다. 그러나, 하나의 버튼으로서 구비되는 것 역시 가능하며, 이 경우 전후 조절 버튼(303)은 손가락을 이용하여 좌우로 기울이는 동작 또는 좌측부를 터치하거나 우측부를 터치함으로써 전후 조절 모터(310)의 정회전 또는 역회전 신호값을 발생시키는 구성 역시 가능하다.
이러한 슬라이딩 하우징(301)의 동작을 상세히 살펴보면, 전후 조절 버튼(303)에 입력이 감지되면 제어부가 전후 조절 모터(310)를 회전시킨다. 전후 조절 모터(310)가 회전되면, 전후 조절 모터(310)의 회전축(311)에 결합된 슬라이딩 스크류(320)가 회전되고, 슬라이딩 스크류(320)의 회전에 따라 슬라이딩 스크류(320)에 치합된 슬라이딩 블록(321)이 슬라이딩 레일(330)을 따라 전후 방향으로 이동하게 된다.
이러한 슬라이딩 블록(321)의 이동은, 슬라이딩 블록(321)의 상단에 결합된 댐퍼 받침(361), 롤 축(370), 롤 블록(371) 및 롤 블록(371)의 상단에 결합된 센서 하우징(201)과 센서 하우징(201)의 상단에 결합된 시트(100)가 전후 방향으로 이동하게 되는 것을 뜻한다. 즉, 슬라이딩 블록(321)은 시트(100)의 전후 포지션을 결정하는 역할을 하는 것이다.
이때, 슬라이딩 블록(321)이 전방 또는 후방으로 과도하게 이동되어 파손되는 것을 방지하기 위하여 슬라이딩 레일(330)의 전단부에 전방 스토퍼(340) 및 전방 센서(341)가 구비되고, 슬라이딩 레일(330)의 후단부에 후방 스토퍼(350) 및 후방 센서(351)가 구비된다.
전방 스토퍼(340)는 슬라이딩 레일(330)의 전단부에 구비되어 슬라이딩 블록(321)의 전방 이동을 물리적으로 억제하며, 전방 센서(341)를 고정하는 역할을 병행한다. 그러나 바람직하게는 슬라이딩 블록(321)의 전방 이동은 제어부의 제어에 의한 모터의 구동 중지로 이루어지는 것이 부품의 파손을 방지할 수 있다. 따라서, 전방 스토퍼(340)의 후단에 전방 센서(341)가 구비됨으로써, 전방 센서(341)로부터 신호값이 발생되면 제어부가 모터의 구동을 중지하여 슬라이딩 블록(321)의 과도한 전방 이동을 방지한다.
또한, 슬라이딩 레일(330)의 후단에는 후방 스토퍼(350)가 구비되고, 후방 스토퍼(350)의 전단에 후방 센서(351)가 구비됨으로써, 후방 센서(351)로부터 신호값이 발생되면 제어부가 모터의 구동을 중지하여 슬라이딩 블록(321)의 과도한 후방 이동을 방지한다.
또한, 슬라이딩 하우징(301)은 댐퍼 받침(361)이 좌우 방향으로 길게 형성될 때 댐퍼 받침(361)의 전후 이동을 위하여 양 측면에 전후 방향으로 슬라이딩 홀(302)이 형성될 수 있다.
한편, 롤 축(370)은 댐퍼 받침(361)의 상단에 결합되고, 상부에 롤 블록(371)이 회동 가능하게 결합되며, 롤 블록(371)의 상단에 센서 하우징(201)이 결합됨으로써, 시트(100)가 좌우 롤 회동이 가능해지는 형태가 된다. 그러나, 시트(100)를 좌우 롤 회동할 때 아무 저항이 없으면 사용자의 착석 상태가 매우 불안정해질 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서는 댐퍼 받침(361)의 상단에 결합되어 센서 하우징(201)의 하면을 지지하는 시트 댐퍼(360)가 롤 블록(371)의 좌우에 각각 구비된다.
시트 댐퍼(360)는 상협 하광의 형태로 형성된 탄성체로서, 하단은 댐퍼 받침(361)에 결합되고, 상단은 센서 하우징(201)의 하면 내측으로 삽입되어 구성된다. 이러한 시트 댐퍼(360)는 센서 하우징(201)이 좌우로 롤링할 때 이를 탄력적으로 지지하여 시트(100)의 착석 상태를 개선하는 역할을 하며, 센서 하우징(201)이 과도하게 좌우로 롤링될 때 시트 댐퍼(360)가 센서 하우징(201)의 내부로 밀려들어가는 것을 방지하기 위하여 센서 하우징(201)의 하단을 지지하는 댐퍼 링(362)이 외주연에 구비될 수 있다.
한편, 본 발명은, 센서 하우징(201)이 좌우로 롤링 회동할 때 센서 하우징(201)의 롤링을 측정할 수 있도록 롤 센서(230)가 구비되는데, 이러한 롤 센서(230)는 가속도 센서, 지자기 센서, 기울기 센서 등을 이용해도 되지만 페달(411)을 밟아 구동되는 헬스 자전거의 특성상 좌우 페달(411)을 구르기 위해 움직이는 미세한 움직임에 롤 센서(230)가 반응하면 의도치 않은 시뮬레이션 결과가 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 접촉, 근접 또는 적외선 센서로서 사용자의 의도가 확실한 경우에만 롤 센서(230)로부터 신호값을 발생시킨다.
이를 위하여 롤 센서(230)는 롤 센싱 모듈(231)과 롤 센싱 모듈(231)의 센싱 범위 내에 위치되는 롤 센싱 핀(232)으로 구성되되, 이러한 롤 센싱 모듈(231)과 롤 센싱 핀(232)은 동일한 축상에서 회동되어서는 센싱값을 발생시킬 수 없게 된다.
따라서, 본 발명에서는 롤 센싱 모듈(231)을 센서 하우징(201)의 내부에 고정하고, 롤 센싱 핀(232)을 롤 축(370)에 고정한 후, 롤 센싱 핀(232)의 끝단을 센서 하우징(201)을 관통하여 롤 센싱 모듈(231)의 센싱 범위까지 연장하여 구비한다. 이러한 구성에 의해 센서 하우징(201)이 롤 블록(371)에 결합되어 좌우 롤 회동할 때 롤 센싱 핀(232)의 끝단은 고정된 채 롤 센싱 모듈(231)이 롤 센싱 핀(232)의 좌우로 회동됨으로써 좌우 롤 회동시 센싱값을 발생시킬 수 있게 된다.
센서 하우징(201)은, 상단에 시트(100)가 결합되어 시트(100)를 지지하는 역할을 하며, 이를 위하여 롤 블록(371)의 상단에 결합되어 구비된다.
센서 하우징(201)에는 우선 상술한 바와 같이 롤 센싱 모듈(231)이 결합되어 구비되고, 롤 센싱 핀(232)이 관통할 수 있도록 센서 홀(202)이 하면에 천공된다. 그리고, 시트 댐퍼(360)가 하면을 관통하여 인입될 수 있는데, 시트 댐퍼(360)가 센서 하우징(201)의 하면 하단을 지지하도록 구성하는 것 역시 가능하며 이를 한정하는 것은 아니다.
센서 하우징(201)은, 손잡이(210)가 요잉 회동을 할 수 있도록 센서 하우징(201) 하면에 결합되어 센서 하우징(201)의 내측으로 구비되는 요 축(224)과, 요 축(224)에 회동 가능하게 결합되며 일측에 손잡이(210)가 결합되는 요 블록(223)이 구비된다. 그리고 요 블록(223)의 일측에는 요 센서(220)가 구비되는데, 요 센서(220)는, 요 블록(223)의 일측에 결합되는 톱니 형태의 회전판(222)과, 회전판(222)의 회전량을 측정하는 요 센싱 모듈(221)을 포함하여 구성된다. 요 센싱 모듈(221)과 회전판(222)은 페달부(410)의 회전 검출링(432)과 회전 검출 센서(431)의 구성과 마찬가지로 일반적인 엔코더 형태인 것이 바람직하다. 이때, 센서 하우징(201)의 하면에는 요 축(224)의 설치를 위한 설치 홀(203)이 천공될 수 있다.
따라서, 손잡이(210)를 잡고 전후 방향으로 밀거나 당기면 요 블록(223)에 결합된 손잡이(210)가 요 축(224)을 중심으로 요잉 회동을 하게 되고, 요 센서(220)로부터 신호값이 발생되어 제어부로 전송된다. 이때, 손잡이(210)가 요 축(224)을 기준으로 회동될 때 손잡이(210)의 회동 공간이 확보되도록 센서 하우징(201)의 측면 일부가 개구되어 요 홀(204)이 형성된다. 그리고, 센서 하우징(201)의 내부에서 손잡이(210)의 외주연에 접하도록 구비되어 손잡이(210)를 중립 위치로 복귀시키는 탄성 블록(212)이 구비된다. 탄성 블록(212)은 반드시 블록 형태의 탄성체 뿐만 아니라 스프링, 유압 또는 공압 쇽업쇼버 등도 가능하며 손잡이(210)에 가해지는 외력을 제거하였을 때 손잡이(210)를 중립 위치로 복귀시킬 수 있는 구성이면 어느 것이든 가능하다.
손잡이(210)는, 센서 하우징(201)의 내부로부터 외부로 연장되어 구비되며, 요 블록(223)에 결합되어서 요 축(224)을 기준으로 요잉 회동 가능하게 구비된다. 이러한 손잡이(210)는 센서 하우징(201)의 좌우 방향으로 쌍으로 구비되는 것이 바람직하며, 사용자는 시트(100)에 착석 후 양 손으로 손잡이(210)를 잡고 안정적인 자세를 취함과 동시에, 손잡이(210)를 전후 방향으로 밀고 당겨 손잡이(210)의 요잉 회동을 실시할 수 있게 된다.
이러한 손잡이(210)의 일측에는 피칭 버튼(211)이 구비된다. 피칭 버튼(211)은 양쪽 손잡이(210)에 하나씩 구비되며, 일측 손잡이(210)에는 전방 피칭 신호값을 발생시키는 피칭 버튼(211)이, 타측 손잡이(210)에는 후방 피칭 신호값을 발생시키는 피칭 버튼(211)이 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 일측 손잡이(210)에만 피칭 버튼(211)이 구비되는 것 역시 가능하며, 이 경우 피칭 버튼(211)은 손잡이(210)의 외주연에 구비되어서 손가락을 이용하여 전방으로 밀거나 후방으로 당기는 동작 또는 전방부를 터치하거나 후방부를 터치함으로써 전방 피칭 또는 후방 피칭 신호값을 발생시키는 구성 역시 가능하다.
한편, 센서 하우징(201)의 내부에는 롤 센서(230), 요 센서(220), 피칭 버튼(211)으로부터 발생된 신호값을 취합하여 제어부에 전송하는 센서 컨트롤러(240)가 더 구비될 수 있다. 그러나, 롤 센서(230), 요 센서(220), 피칭 버튼(211)으로부터 생성된 신호값이 직접 제어부에 전송되는 것 역시 가능하며 이를 하정하는 것은 아니다.
제어부는, 롤 센서(230), 요 센서(220), 또는 피칭 버튼(211)으로부터 발생된 신호값을 토대로 시뮬레이션 제어 신호를 생성하여 시뮬레이션 장치에 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 하우징(501)의 내부에 구비된다. 그러나, 제어부의 위치는 비교적 공간 확보 및 유지 보수가 용이한 메인 하우징(501)인 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.
이러한 제어부의 사용 상태를 살펴보면, 우선 사용자가 시트(100)에 착석 후 전후 조절 버튼(303)을 눌러 시트(100)의 포지션을 설정할 때 전후 조절 모터(310)로부터 발생된 신호값에 근거하여 전후 조절 모터(310)를 정회전 또는 역회전하여 시트(100)가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있도록 한다.
이후 제어부는 시뮬레이션 장치를 구동하여 시뮬레이션 화면이 디스플레이되도록 한다. 그리고, 페달부(410)의 회전 검출 센서(431)로부터 측정된 회전량을 토대로 시뮬레이션상의 대상체의 속도를 가감한다. 이때, 사용자가 시트(100)를 기울여 롤 센서(230)로부터 신호값이 발생되면 해당 신호값에 대응하여 시뮬레이션상의 대상체를 시트(100)가 기울어진 방향으로 기울이고, 요 센서(220)로부터 신호값이 발생되면 해당 신호값에 대응하여 시뮬레이션상의 대상체를 손잡이(210)가 회전된 방향으로 회전시킨다. 그리고, 피칭 버튼(211)으로부터 신호값이 발생되면 해당 신호값에 대응하여 시뮬레이션상의 대상체 전단부를 상방으로 들어올리거나 하방으로 내림과 동시에 피칭 모터(540)를 구동하여 메인 로드(510)가 후방으로 기울어지거나 전방으로 기울어지도록 한다. 따라서, 사용자는 시트(100)가 전후방 또는 좌우로 기울어지는 동작을 체감함으로써 더욱 현실감있는 4D 시뮬레이션을 수행하며 운동을 진행할 수 있게 된다.
한편, 피칭 버튼(211)의 신호값을 분석한 결과 시뮬레이션상 대상체의 전단부가 상방으로 들어올려진 경우, 즉, 메인 로드(510)가 후방으로 피칭 회동된 경우에는 시뮬레이션상 대상체가 자전거, 오토바이, 자동차 등의 육상 이동 수단의 경우 오르막 구간이 되고, 비행기 등의 이동 수단의 경우 고도가 상승되는 추력발생 구간이 된다. 이 경우 중립 위치에 있을 때보다 더욱 강한 페달(411)링이 요구되고, 따라서 제어부는 메인 로드(510)가 후방으로 피칭 회동된 경우에는 페달부(410)의 감속 모듈(422)의 인력을 증가시키고, 반대로 메인 로드(510)가 전방으로 피칭 회동된 경우에는 감속 모듈(422)의 인력을 감소시켜 더욱 실감나는 시뮬레이션 및 운동이 수행될 수 있도록 한다.
한편, 시뮬레이션상 대상체가 자전거, 오토바이, 자동차, 스키, 스노보드 등 육상 이동 수단인 경우, 메인 로드(510)의 피칭 동작은 제어부에 의해 자동으로 실시될 수 있다. 제어부는 시뮬레이션 데이터의 맵 정보와 시뮬레이션상 대상체의 현재 위치 정보를 이용하여 대상체가 오르막 구간에 있는지 내리막 구간에 있는지를 판별하고, 해당 오르막 구간의 경사 또는 내리막 구간의 경사에 대응되도록 피칭 모터(540)를 구동하여 메인 로드(510)를 전방 또는 후방으로 피칭 회동 시키게 된다.
따라서, 사용자는 시뮬레이션상 지형에 따라 대상체가 오르막 또는 내리막에 접어들었을 때 시트(100)가 뒤로 기울어지거나 앞으로 기울어져 실감나는 시뮬레이션을 경험할 수 있으며, 이러한 흥미는 운동의 피로감을 잊고 마치 게임을 하듯이 운동을 지속할 수 있는 장점이 된다.
또한, 제어부는, 시뮬레이션상 지형에 따라 오르막 또는 내리막 구간에서 메인 로드(510)가 후방 또는 전방으로 피칭 회동하였을 때, 페달부(410)의 감속 모듈(422)의 인력을 증감하여 시뮬레이션의 현실감을 더욱 증폭시킬 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션상 대상체가 오르막 구간에 도달하면 메인 로드(510)가 후방으로 피칭 회동되고, 동시에 감속 모듈(422)의 인력이 증가되어 사용자로 하여금 실제 오르막을 오르는 듯한 느낌을 받게 하는 것이다. 이러한 감속 모듈(422)의 인력 가감 제어는 꾸준한 힘으로 페달(411)을 밟을 때보다 강약을 반복하여 밟을 때 운동 효과가 더욱 상승되는 효과를 갖게 된다.
한편, 이러한 메인 로드(510)의 자동 피칭 제어는 사용자에 의해 선택될 수 있다. 사용자는 시뮬레이션의 시작 전 또는 시뮬레이션 도중에 자동 피칭 제어의 옵션을 해제할 수 있으며, 이 경우 사용자가 피칭 버튼(211)을 별도로 조작하지 않는 경우 메인 로드(510)가 중립 상태를 유지하게 된다. 만일 사용자가 메인 로드(510)의 자동 피칭 제어를 선택한 경우에는 임의로 피칭 버튼(211)을 조작하여도 피칭 동작이 이루어지지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 시트(100)를 기울이거나 손잡이(210)를 밀고 당기는 동작 및 피칭 버튼(211)을 조작하는 방식으로 롤, 요, 피칭 신호값을 발생시킬 수 있고, 이러한 신호값이 시뮬레이션 화면에 적용되어 나타나므로 실제 시뮬레이션 대상체를 조종하는 느낌을 주어 사용자의 흥미를 유발하고 운동의 재미를 상승시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 댐퍼 받침(361) 및 시트 댐퍼(360)가 구비되어 센서 하우징(201) 및 센서 하우징(201)의 상단에 결합된 시트(100)를 탄성적으로 지지하므로, 사용자의 착석감을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 손잡이(210)를 잡고 밀거나 당기는 간단한 동작으로 요잉 회동 신호값을 획득할 수 있으므로, 별도의 스티어링 휠과 같은 부품을 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 피칭 모터(540)의 회동에 의해 전후 방향으로 피칭 구동되는 메인 로드(510)가 구비됨으로써, 시뮬레이션의 현실감을 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 마그네틱 브레이크가 적용된 페달부(410)가 구비됨으로써, 메인 로드(510)의 피칭 회전 상태에 따라 페달부(410)의 요구 토크가 가변됨으로써 더욱 현실감있는 시뮬레이션이 가능하고, 운동의 효과가 상승되는 효과가 있다.
100 : 시트 201 : 센서 하우징
201 : 손잡이 211 : 피칭 버튼
220 : 요 센서 230 : 롤 센서
301 : 슬라이딩 하우징 303 : 전후 조절 버튼
310 : 전후 조절 모터 320 : 슬라이딩 스크류
321 : 슬라이딩 블록 330 : 슬라이딩 레일
340 : 전방 스토퍼 341 : 전방 센서
350 : 후방 스토퍼 351 : 후방 센서
360 : 시트 댐퍼 361 : 댐퍼 블록
370 : 롤 축 371 : 롤 블록
401 : 상부 하우징 410 : 페달부
416 : 페달 하우징 501 : 메인 하우징
510 : 메인 로드 511 : 메인 축
512 : 메인 블록 520 : 피칭 스크류
521 : 피칭 블록 522 : 피칭 커넥터
523 : 피칭 로드 530 : 피칭 레일
540 : 피칭 모터 550 : 피칭 센서

Claims (11)

  1. 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임의 상부에 구비되는 메인 로드;
    상기 메인 로드의 상단에 결합되는 상부 하우징;
    상기 상부 하우징의 일단에 구비되는 페달부;
    상기 상부 하우징의 상단에 결합되는 슬라이딩 하우징;
    상기 슬라이딩 하우징의 상부에 구비되는 센서 하우징;
    상기 센서 하우징의 내부로부터 외부로 연장되도록 구비되는 손잡이;
    상기 센서 하우징의 상단에 결합되는 시트;
    상기 센서 하우징의 내부에 구비되어 상기 센서 하우징의 롤링 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 롤 센서;
    상기 센서 하우징의 내부에 구비되어 상기 손잡이의 요잉 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 요 센서;
    상기 손잡이의 일측에 구비되어 가압 또는 터치시 피칭 신호값을 발생시키는 피칭 버튼;
    상기 롤 센서, 상기 요 센서, 또는 상기 피칭 버튼으로부터 발생된 신호값을 토대로 시뮬레이션 제어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 제어부에서 생성된 시뮬레이션 제어 신호를 수신하여 시뮬레이션 화면을 디스플레이하는 시뮬레이션 장치;
    상기 슬라이딩 하우징상에 구비되는 댐퍼 받침;
    상기 댐퍼 받침의 상단에 결합되는 롤 축;
    상기 롤 축의 상부로부터 상기 롤 축에 좌우 회동 가능하게 결합되고, 상단에 상기 센서 하우징이 결합되는 롤 블록;
    을 포함하며,
    상기 센서 하우징은, 하면 일측에 센서 홀이 형성되고,
    상기 롤 센서는, 상기 센서 하우징에 결합되어 상기 센서 하우징의 내부에 구비되는 롤 센싱 모듈과, 상기 롤 축에 결합되어 상기 센서 홀을 관통하여 상기 롤 센싱 모듈의 센싱 범위 내에 위치되는 롤 센싱 핀을 포함하며,
    상기 센서 하우징의 하면에 결합되어 상기 센서 하우징의 내측으로 구비되는 요 축;
    상기 요 축에 회동 가능하게 결합되며, 일측에 상기 손잡이가 결합되는 요 블록;
    을 포함하며,
    상기 요 센서는, 상기 요 블록의 일측에 결합되는 회전판과, 상기 센서 하우징의 내측에 구비되어 상기 회전판의 회전량을 측정하는 요 센싱 모듈을 포함하며,
    상기 베이스 프레임의 상단에 결합되는 메인 블록;
    상기 메인 블록에 구비되어 상기 메인 로드가 회동 가능하게 결합되는 메인 축;
    상기 베이스 프레임의 상부에 구비되는 피칭 모터;
    상기 베이스 프레임의 상부에 연직 방향으로 구비되어 상기 피칭 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 피칭 스크류;
    상기 피칭 스크류와 평행하게 구비되는 피칭 레일;
    상기 피칭 레일에 안내되어 상하로 슬라이딩 가능하게 구비되되, 상기 피칭 스크류와 치합되어 상기 피칭 스크류의 회전에 따라 상하로 이동되는 피칭 블록;
    상기 피칭 블록의 일측에 회동 가능하게 결합되는 피칭 커넥터;
    상기 피칭 커넥터에 일단이 결합되고, 상기 메인 로드에 타단이 결합되는 피칭 로드;를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 피칭 버튼에 입력이 감지되면 상기 피칭 모터를 정회전 또는 역회전시키거며,
    상기 페달부는,
    상기 상부 하우징의 일단에 구비되는 페달 하우징;
    상기 페달 하우징의 양측면 사이에 결합되는 크랭크 축;
    상기 크랭크 축의 양단에 결합되는 크랭크;
    상기 크랭크의 끝단에 회동 가능하게 결합되는 페달;
    상기 크랭크에 결합되는 회전 검출링;
    상기 페달 하우징의 일측에 결합되어 상기 회전 검출링의 회전량을 측정하는 회전 검출 센서;
    상기 크랭크에 결합되는 스프라켓;
    상기 상부 하우징 또는 상기 페달 하우징의 양측면 사이에 결합되는 드럼축;
    상기 스프라켓의 회전 동력을 상기 드럼축에 전달하는 체인;
    상기 드럼축에 결합되되 자성체가 원주 방향에 설정 간격으로 구비된 감속 드럼;
    상기 감속 드럼의 일측에 구비되어 상기 감속 드럼의 자성체에 인력을 제공하는 감속 모듈;
    을 포함하는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐퍼 받침의 상단에 결합되어 상기 센서 하우징의 좌측 및 우측 하면을 지지하는 복수의 시트 댐퍼;
    를 포함하는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 하우징은, 상기 손잡이가 상기 요 축을 기준으로 회동될 때 상기 손잡이의 회동 공간이 확보되도록 측면 일부가 개구되어 요 홀이 형성되고,
    상기 센서 하우징의 내부에서 상기 손잡이의 외주연에 접하도록 구비되어 상기 손잡이를 중립 위치로 복귀시키는 탄성 블록;
    을 포함하는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 피칭 블록의 승강 동작을 측정하여 신호값을 발생시키는 피칭 센서;를 포함하며,
    상기 피칭 센서는, 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 상방 센싱 모듈과, 상기 상방 센싱 모듈의 하부에 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 하방 센싱 모듈과, 상기 상방 센싱 모듈과 상기 하방 센싱 모듈의 사이에 상기 피칭 블록의 승강 루트와 이격되어 구비되는 중립 센싱 모듈 및 상기 피칭 블록의 일측에 결합되어 상기 피칭 블록의 승강시 상기 상방 센싱 모듈, 상기 하방 센싱 모듈 또는 상기 중립 센싱 모듈의 센싱 범위에 위치되는 피칭 센싱 핀을 포함하는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 하우징 또는 상기 슬라이딩 하우징의 내부에 구비되어 그 회전축이 상기 슬라이딩 하우징의 길이 방향으로 구비되는 전후 조절 모터;
    상기 슬라이딩 하우징의 내부에 길이 방향으로 구비되어 상기 전후 조절 모터의 회전에 따라 회전되는 슬라이딩 스크류;
    상기 슬라이딩 스크류와 평행하게 구비되는 슬라이딩 레일;
    상기 슬라이딩 레일에 안내되어 전후로 슬라이딩 가능하게 구비되되, 상기 슬라이딩 스크류와 치합되어 상기 슬라이딩 스크류의 회전에 따라 전후로 이동되며, 그 상단에 상기 댐퍼 받침이 결합되는 슬라이딩 블록;
    상기 슬라이딩 하우징의 일측에 구비되는 전후 조절 버튼;
    을 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전후 조절 버튼에 입력이 감지되면 상기 전후 조절 모터를 정회전 또는 역회전시키는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 슬라이딩 레일의 전단부에 구비되는 전방 스토퍼;
    상기 전방 스토퍼의 후단에 구비되어 상기 슬라이딩 블록이 상기 전방 스토퍼에 근접할 때 신호값을 발생시키는 전방 센서;
    상기 슬라이딩 레일의 후단부에 구비되는 후방 스토퍼;
    상기 후방 스토퍼의 전단에 구비되어 상기 슬라이딩 블록이 상기 후방 스토퍼에 근접할 때 신호값을 발생시키는 후방 센서;
    를 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전방 센서 또는 상기 후방 센서로부터 신호값이 발생되면 상기 전후 조절 모터의 구동을 중지시키는 3축 연동 시뮬레이션 헬스 자전거.
  10. 삭제
  11. 삭제
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