KR20000029181A - 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법에 관한 것으로서, 산책코스등의 주변 환경을 표시하는 표시수단; 바람을 발생하는 바람 발생 수단과; 주변 환경의 진행 방향을 선택하는 진행 방향 선택수단; 모터의 회전수, 브레이크의 눌림정도 및 회전속도를 감지하는 감지수단; 작동(회전) 저항의 크기를 선택하는 작동(회전) 저항 크기 선택수단; 및 감지수단의 감지값들을 입력받아 바람 발생수단의 풍속과 표시수단의 표시정보를 제어하고, 진행 방향 선택수단의 출력신호, 감지수단의 감지값들과 작동(회전) 저항 크기 선택수단의 출력신호를 입력받아 작동(회전) 저항 및 진행방향을 제어하는 제어수단을 포함하는 구성으로 되어 있으며; 운동하는 사람이 원하는 캐릭터 및 산책 코스를 선택하여, 실제의 환경과 동일한 조건하에서 오락을 즐기면서 운동을 할 수 있으며, 운동량을 정확히 알 수 있다.

Description

체력 단련 장치 및 체력 단련 방법{physical training apparatus and method}
본 발명은 자전거, 런닝 머신(running machine), 스텝퍼(stepper) 등과 같은 체력 단련 장치 및 이를 이용한 체력 단련 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 체력 단련에 사용되는 자전거 및/또는 스텝퍼에는 수동으로 조작되는 바퀴 및/또는 발판의 저항 조절 기능이 있고, 런닝 머신에는 머신의 진행 속도를 조절하는 기능이 있다. 또한, 자전거, 스텝퍼 및 런닝 머신은 모두 현재의 속도와 운동량을 나타내는 칼로리를 액정 화면에 표시하는 기능이 있다.
그리고, 이러한 자전거, 스텝퍼 및 런닝 머신 등과 같은 종래의 헬스 머신은 운동시 제공되는 데이터 속도, 운동 시간 및 소비 열량에 대한 데이터를 운동하는 사람이 볼 수 있도록 표시한다.
그런데, 상기한 바와 같은 종래의 헬스 머신은 소비 열량 계산시 바퀴 및/또는 발판의 작동에 대한 저항은 전혀 고려하지 않고 단지 바퀴의 회전수 또는 발판의 왕복운동수로 계산하므로, 운동시 제공되는 데이터에 대한 신뢰성이 없으며, 또한 사용자가 단순히 운동 만을 하게 되므로 사용자가 쉽게 지루함을 느낄 수 있고, 이에 따라 운동 효과가 현저히 반감될 수 있다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 운동하는 사람이 원하는 캐릭터(character)(예를 들면, 자전거 타입등) 및 산책코스(예를 들어, 올림픽 공원, 남한산성 및 통일로 등이 있음)를 선택하여, 실제의 환경과 동일한 조건하에서 운동을 하도록 하여 운동 효과를 높이는 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 진행방향을 임의로 조절하여 화면(예를 들면, 모니터 또는 본 체력단련장치에 연결된 텔레비젼 등이 있음) 상에 갑자기 나타나는 장애물 및 행인등을 피하는 인터액티브(Interactive) 게임을 즐기면서 운동을 할 수 있는 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 운동량을 사용자에게 정확히 알려 주어 사용자가 적당한 운동량으로 체력을 단련할 수 있는 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 따른 체력 단련 장치의 일실시예의 구성 블록도,
도2a 및 도2b는 본 발명에 따른 체력 단련 장치의 일실시예의 상세 회로도,
도3a는 가변저항을 이용하여 도1의 진행 방향 선택부를 구현한 다른 실시 예시도,
도3b는 도1의 회전수 감지부를 자전거에 장착한 일실시 예시도,
도3c는 도2a의 마그네틱 스위치를 자전거의 회전 바퀴에 장착한 일실시 예시도,
도3d는 도2a의 마그네틱 스위치를 런닝 머신의 회전 발판에 장착한 일실시 예시도,
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 체력 단련 방법에 대한 일 실시예 흐름도이다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
110 : 모니터 120 : 팬
130 : 진행방향 선택부 140 : 회전수 감지부
150 : 브레이크 눌림 감지부 160 : 회전속도 감지부
170 : 작동(회전) 저항 크기 선택부
180 : 제어부 181 : CPU
182 : 풍속 조절부 184, 185 : 제1 및 제2입력포트
183 : 작동(회전) 저항 및 회전방향 조절부
186 : 출력포트 187 : 디코딩부
상기 목적을 달성하기 위해 이루어진 본 발명에 의한 체력 단련 장치는, 바퀴 및/또는 발판을 갖는 체력 단련 장치에 있어서, 산책코스등의 주변환경 및 체력 단련 장치에 대한 속성정보를 표시하는 표시수단과; 상기 표시수단에 표시되는 주변환경 및 속성정보를 선택하는 선택수단과; 상기 바퀴 및/또는 발판의 속도를 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단에서 받은 감지값, 상기 표시수단의 표시정보등을 제어하는 제어수단을 포함하고 있다.
이러한 산책코스등의 주변환경을 표시하는 표시수단을 가진 상기 본원발명의 구성은 사용자가 선택하는 주변환경(코스등)이 표시수단에 표시되면서 사용자는 실제의 산책코스를 산책하는 기분으로 운동을 할 수 있어 운동효과를 높일 수 있다.
상기 체력 단련 장치에는 바람을 발생하는 바람 발생 수단을 추가로 구비한 구성으로 실시 할 수 있다.
이러한 표시수단 및 바람 발생 수단을 가진 상기 본원발명의 구성은 사용자가 선택하는 주변환경(코스등) 및 속성정보가 표시수단에 표시되면서 적당량의 바람이 불면서 사용자가 최적의 조건으로 운동을 할 수 있게 한다. 이때, 사용자는 땀이 나는 정도에 따라 제어수단을 통해 풍속을 변화시키면서 운동을 할 수도 있게 한다.
상기 선택수단은 주변환경에 대해 사용자가 임의로 진행방향을 선택하는 진행방향 선택부를 추가로 구비하고, 상기 표시수단은 상기 진행방향 선택부에 의해 선택된 진행방향을 추가로 표시하는 구성으로 이루어 질 수도 있다. 이때, 감지수단은 상기 진행방향의 선택여부에 따라 브레이크의 눌림을 감지하는 브레이크 눌림 감지부를 추가로 구비하는 구성으로 실시할 수도 있다.
이러한 진행방향 선택부를 추가로 가진 구성은 표시수단에 갑자기 나타나는 장애물 및/또는 행인 등을 피하는 인터액티브(Interactive) 게임을 즐기면서 운동을 할 수 있게 한다.
상기 선택 수단은 운동량을 조절하도록 상기 바퀴 및/또는 발판의 작동에 대한 저항을 선택하는 작동 저항 크기 선택부를 추가로 구비하고, 상기 제어수단은 상기 작동 저항 크기 선택부의 선택에 따라 바퀴 및/또는 발판의 작동 저항을 조절하는 작동 저항 조절부를 추가로 구비하는 구성으로 실시할 수도 있다.
이러한 작동 저항 크기 선택부 및 작동 저항 조절부를 추가로 가진 구성은 사용자가 작동저항을 조절하여 운동량을 정확하게 조절하면서 운동을 할 수 있게 한다.
한편, 본 발명에 의한 체력 단련 방법은, 바퀴 및/또는 발판을 갖는 체력 단련 장치를 이용하여 체력을 단련하는 방법에 있어서, 모니터상에 주변환경(산책코스 등) 및 캐릭터(체력 단련 장치의 종류)을 표시하는 제1단계와; 상기 제1단계의 표시정보에 따라 주변환경 및 캐릭터를 사용자가 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계의 선택에 따라 선택상태를 상기 모니터 상에 표시하고 바퀴 및/또는 발판을 작동하는 제3단계와; 상기 제3단계의 작동상태(속도등)를 감지하여 표시수단에 표시하면서 풍속을 조절하는 제4단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 제3단계에서는 사용자가 임의로 진행방향을 추가로 선택하고, 제4단계에서는 상기 진행방향의 선택여부에 따라 모니터에 진행방향을 추가로 표시할 수도 있다.
상기 제3단계에서는 운동량을 조절하도록 상기 바퀴 및/또는 발판의 작동에 대한 저항을 추가로 선택하고, 제4단계에서는 상기 저항의 선택에 따라 작동(회전) 저항 조절부에 의해 작동저항을 변경하여 모니터에 추가로 표시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 산책코스등의 주변환경 및 체력 단련 장치에 대한 속성정보를 표시하는 표시수단과; 상기 표시수단에 표시되는 주변환경 및 속성정보를 선택하는 선택수단과; 상기 바퀴 및/또는 발판의 속도를 감지하는 감지수단과; 상기 감지수단에서 받은 감지값, 상기 표시수단의 표시정보를 제어하는 제어수단을 구비하는 기본적 구성으로 실시될 수 있으나, 하기에서는 주변환경과 속성정보 및 작동속도외에 풍속, 진행방향 및 작동(회전) 저항도 선택하여 표시하는 실시예로 설명한다.
또한, 본 발명에 의한 체력 단련 장치는 자전거, 런닝머신, 스텝퍼 등 실내에서 발을 움직여 운동하는 모든 체력 단련 기구에 적용할 수 있으나, 하기 실시예서는 주로 자전거와 런닝머신에 적용된 예에 대해서만 상세히 설명한다. 스텝퍼 등의 운동 기구에는 하기에 설명하는 구체적인 구성 및 작용을 동일 또는 유사하게 적용하여 실시할 수 있다.
도1, 도2a 및 도2b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 체력단련장치는, 주변 환경 및 상기 체력 단련 장치에 대한 속성정보를 표시하기 위한 모니터(110)와, 바람을 발생하기 위한 팬(Fan)(120)과, 모니터(110)에 표시되는 주변환경의 진행방향을 선택하기 위한 진행방향 선택부(130)와, 브레이크 벨트(Brake belt)를 구동하는 모터(motor)의 회전수를 감지하기 위한 회전수 감지부(140)와, 브레이크의 눌림 정도를 감지하기 위한 브레이크 눌림 감지부(150)와, 회전 바퀴 및 회전 발판의 회전속도를 감지하기 위한 회전속도 감지부(160)와, 운동량을 조절하기 위하여, 회전바퀴 및 회전발판의 속도에 대한 작동(회전) 저항(torque) 크기를 선택하는 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)와, 감지부(140, 150, 160)들의 감지값들을 입력 받아 모니터(110)에 표시정보와 팬(120)의 풍속을 제어하고, 진행방향 선택부(130)의 출력신호, 감지부(140, 150, 160)들의 감지값들과 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)의 출력신호를 입력받아 직류 모터(190)의 회전을 제어하여 작동(회전) 저항 및 진행방향을 조절하는 제어부(180)를 구비한다.
제어부(180)는, CPU(Central Processor Unit)(181)로부터 전달되는 풍속 제어신호에 따라, 팬(120)의 풍속을 조절하는 풍속 조절부(182)와, CPU(181)로부터 전달되는 속도 및 방향 제어신호에 따라, 브레이크 벨트를 구동하는 직류 모터(190)의 회전을 제어하여 작동(회전) 저항을 조절하기 위한 작동(회전) 저항 조절부(183)와, CPU(181)로부터 전달되는 읽기 제어신호에 따라, 진행 방향 선택부(130)의 출력신호와 감지부(140, 150, 160)들의 감지값들을 CPU로 전달하는 제1입력포트(184)와, CPU(181)로부터 전달되는 읽기 제어신호에 따라, 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)의 출력신호를 CPU(181)로 전달하는 제2입력포트(185)와, CPU(181)로부터 전달되는 쓰기 제어신호에 따라, CPU(181)로부터 전달되는 속도 및 방향 제어신호를 작동(회전) 저항 조절부(183)로 출력하고, CPU(181)로부터 전달되는 풍속 제어신호 및 회전저항 조절신호를 풍속 조절부(182) 및 작동(회전) 저항 조절부(183)로 출력하는 출력포트(186)와, CPU(181)로부터 전달되는 읽기 제어신호를 디코딩하여 제1 및 제2입력포트(184, 185)로 전달하고, CPU(181)로부터 전달되는 쓰기 제어신호를 디코딩하여 출력포트(186)로 전달하는 디코딩부(187)와, 읽기 제어신호를 제1 및 제2입력포트(184, 185)로 제공하여 진행 방향 선택부(130)의 출력신호, 감지부(140, 150, 160)들의 감지값들과 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)의 출력신호를 제1 및 제2입력포트(184, 185)를 통해 입력받아, 쓰기 제어신호를 출력포트(186)로 제공하여 진행속도 및 작동(회전) 저항 제어신호를 출력포트(186)를 통해 작동(회전) 저항 조절부(183)로 출력하고, 풍속 제어신호를 출력포트(186)를 통해 풍속 조절부(182)로 제공하는 CPU(181)를 구비한다.
한편, 제어부(180)는 PC를 자전거, 런닝 머신에 연결하여 구현할 수 있다.
이렇게 PC를 이용하여 본 발명의 체력단련장치를 구현할 경우, 모니터(110)는 PC상의 모니터를 이용할 수 있고, 또는 영상을 화면상에 출력하는 텔레비젼 등을 PC에 연결하여 구현할 수 있다.
그리고, 모니터(110)는 CPU(181)로부터 전달되는 현재 속도, 진행거리 및 칼로리 소모량 등과 같은 속성정보를 표시한다.
따라서, 도2a 및 도2b에 도시된 본 발명의 체력 단련 장치에 대한 상세회로에서는, 모니터(110) 및 CPU는 생략하였다.
진행방향 선택부(130)은 모니터(110)에 전개되고 있는 산책 코스와 같은 주변환경에 대한 영상이 우측방향으로 진행하도록 사용자가 우측방향을 선택하기 위해 제1버튼형 스위치(131)와 모니터(110)에 전개되고 있는 주변환경에 대한 영상이 좌측방향으로 진행되도록 사용자가 좌측방향을 선택하기 위한 제2버튼형 스위치(132)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 사용자가 제1 버튼형 스위치(131) 또는 제2버튼형 스위치(132)를 누르고 있는 시간만큼 모니터(110)의 영상은 해당방향으로 움직인다.
이러한 진행방향 선택부(130)은 모니터(110)상에 전개되는 진행로(course)에서 좌측 또는 우측방향을 선택하거나, 또는 게임 진행중에 갑자기 나타나는 장애물 및 행인 등을 피하기 위해 진행방향을 바꾸는 데 이용된다.
한편, 도3a는 가변저항을 이용하여 상기 진행방향 선택부를 구현한 다른 실시 예시도로서, 핸들(handle) 회전축(311)에 부착된 가변저항(312)과, 핸들 회전축(311)의 회전에 따라 저항값이 변화되는 가변저항(312)의 아날로그 저항값을 디지털 값으로 변환하기 위한 A/D 컨버터(313)로 구성된다.
전술한 바와 같이, 가변저항(312)를 이용하여 구현한 진행방향 선택부(130)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
사용자가 모니터(110)에 전개되고 있는 진행로를 좌측으로 진행하기 위하여 핸들을 좌측으로 회전시키면, 핸들 회전축(311)은 사용자가 핸들을 회전한 만큼 좌측으로 회전하게 된다. 이때, 가변저항(312)의 저항값도 마찬가지로 핸들 회전축(311)이 회전된 만큼 가변된다.
이렇게 가변된 가변저항(312)의 아날로그 저항값은 디지털 저항값으로 변환된 후, 제어부(180)의 CPU(181)로 전달되게 된다.
이에 따라, 제어부(180)의 CPU(181)는 모니터(110)에 전개되고 있는 진행로를 핸들이 회전된 만큼 좌측으로 변경하게 되는 것이다.
한편, 사용자가 핸들을 오른쪽으로 회전하면, 상기한 바와 같은 과정을 거쳐 모니터(110)에 전개되고 있는 진행로는 오른쪽으로 변경된다.
회전수 감지부(140)는 직류 모터(190)의 회전수를 감지하기 위하여 직류 모터(190)의 회전축에 부착된 광 커플러(Photo Coupler)를 구비한다.
이러한 구조를 갖는 회전수 감지부(140)는 광 커플러(141)를 통해 직류 모터(190)의 1회전시마다 발생되는 펄스를 감지한 후, 감지값을 제1 입력포트(184)를 통해 CPU(181)로 전달한다.
이렇게, 회전수 감지부(140)에 의해 감지된 직류모터(190)의 단위 시간당 회전수 감지값이 입력되면, CPU(181)는 직류 모터(190)의 회전수 감지값에 따라 다시 직류모터(190)의 회전수를 조절하기 위한 제어신호를 출력포트(186)를 통해 작동(회전) 저항 및 작동(회전) 저항 조절부(183)로 전달한다.
이어서, 작동(회전) 저항 및 작동(회전) 저항 조절부(183)는 CPU(181)의 제어를 받아, 직류 모터(190)의 회전수를 조절하여, 브레이크 벨트가 브레이크를 강하게 조이도록 하거나 또는 브레이크를 느슨하게 조이도록 한다.
따라서, 본 발명의 체력단련장치는, 모니터(110)에 전개되고 있는 진행로의 상태에 따라 작동(회전) 저항 및 회전방향을 자동으로 조절하여 주므로써, 사용자가 실제로 자전거를 타고 있는 듯한 느낌을 줄 수 있는 것이다.
도3b는 상기 회전수 감지부를 자전거에 장착한 일실시 예시도로서, 직류 모터(190)와, 회전수 감지부(140)의 광 커플러(314)와, 브레이크 벨트(315)를 개략적으로 예시한 것이다.
브레이크 눌림 감지부(150)는 브레이크에 부착된 슬라이드(slide)식 가변저항(151)과, 가변저항(151)의 아날로그 저항값을 디지털 저항값으로 변환하기 위한 A/D컨버터(152 내지 155)를 구비한다.
이와 같은 구조를 갖는 브레이크 눌림 감지부(150)를 자전거의 브레이크에 부착하였을 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
사용자가 자전거의 브레이크를 걸면, 가변저항(151)의 저항값이 변하게 되는데, 이때 가변된 아날로그 저항값은 A/D 컨버터(152 내지 155)들에 의해 디지털 값으로 변환된 후, 입력포트(184)를 거쳐 CPU(181)로 전달된다.
이어서, 제어부(180)의 CPU(181)는 팬(120)의 풍속을 조절하기 위한 제어신호를 출력포트(186)를 통해 풍속 조절부(182)로 제공하면서, 사용자가 브레이크를 걸은 만큼 브레이크 벨트를 조이기 위한 제어신호를 출력포트(186)를 통해 작동(회전) 저항 및 작동(회전) 저항 조절부(183)로 전달한다.
즉, 사용자가 브레이크를 걸면, 자전거의 속도가 느려져 사용자가 바람의 저항을 적게 받게 되므로, 풍속 조절부(182)는 CPU(181)의 제어를 받아 자전거의 속도가 느려진 만큼 팬(120)의 풍속을 감소시키게 되는 것이다.
마찬가지로, 사용자가 브레이크를 걸 경우, 작동(회전) 저항 및 회전방향 조절부(183)는 CPU(181)의 제어를 받아 직류 모터(190)를 보다 빠르게 구동시켜 브레이크 벨트를 강하게 조이므로써, 사용자가 브레이크를 잡은 만큼 자전거의 속도가 느려지도록 한다.
회전속도 감지부(160)는 자전거의 회전 바퀴 및 런닝 머신의 회전 발판이 회전할 때 마다 발생하는 펄스를 감지하는 마그네틱(magnetic) 스위치(161)를 포함하여 이루어 진다.
여기서, 자전거의 회전 바퀴 및 런닝 머신의 회전 발판에 작은 영구자석을 부착한 후, 회전 바퀴 및 회전 발판의 이동 경로 부근에 마그네틱 스위치(161)를 장착한다.
그리고, 회전속도 감지부(160)의 마그네틱 스위치(161)는 회전 바퀴 및 회전 발판의 회전시 발생하는 펄스를 감지하여, 감지값을 입력포트(184)를 통해 CPU(181)로 전달하게 된다.
이렇게, 회전속도 감지부(160)의 감지값이 전달되면, CPU(181)는 회전속도 감지부(160)의 감지값을 이용하여 회전 바퀴 및 회전 발판의 단위 시간당의 회전수를 판단하고, 이 판단 결과에 따라 회전 바퀴 및 회전 발판의 회전 속도를 결정한다.
따라서, CPU(181)는 회전속도 감지부(160)를 통해 감지한 회전 바퀴 및 회전 발판의 회전속도를 모니터(110)에 표시하여 주면서, 팬(120)의 풍속을 조절하기 위한 제어신호를 출력 포트(186)를 거쳐 풍속 조절부(182)로 전달한다.
즉, 사용자가 현재의 회전 바퀴 및 회전 발판의 회전속도에 적합한 바람의 저항을 느낄 수 있도록, 풍속 조절부(182)는 CPU(181)의 제어를 받아 팬(120)의 풍속을 조절한다.
도3c는 자전거의 회전 바퀴에 상기 회전속도 감지부를 장착한 일실시 예시도로서, 회전 바퀴(316)와, 회전 바퀴(316)에 장착된 영구 자석(317)과, 영구 자석(317)와 이격되어 배치된 마그네틱 스위치(161)를 개략적으로 예시하고 있는 것이다.
도3d는 런닝 머신의 회전발판에 상기 회전속도 감지부를 장착한 일실시 예시도로서, 회전 발판(318)과, 회전 발판(318)에 장착된 영구 자석(319)과, 영구 자석(319)과 이격되어 배치된 마그네틱 스위치(161)를 개략적으로 예시하고 있는 것이다.
작동(회전) 저항 크기 선택부(170)는 사용자가 운동량을 조절하기 위해서 작동(회전) 저항의 크기를 선택하는 다단의 로타리(rotary) 스위치(171)와, 다단의 스위치(171)에 각각 연결된 다수의 저항(172 내지 176)을 구비한다.
즉, 다단의 로타리 스위치(171)의 선택위치에 따라, 선택된 임의의 접점만이 접지 전압으로 되고, 나머지 신호는 전원 전압(VCC)으로 되어 CPU(181)는 제2입력포트(185)를 통하여 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)의 출력값을 읽은 후, 접지 전압으로 된 전압값을 이용하여, 현재 다단의 로타리 스위치(171)의 선택위치를 감지 할 수 있다.
따라서, 사용자가 다단의 로타리 스위치(171)를 선택하여 작동(회전) 저항치를 변화시키므로써, 자신의 운동량에 적합한 작동(회전) 저항의 크기를 선택할 수 있는 것이다.
사용자가 로타리 스위치(171)의 1단을 스위칭시키면, 접지 전압에 의해 강하된 전압이 제2입력포트(185)를 거텨 CPU(181)로 전달되고, 이어서 CPU(181)는 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)로부터 전달된 현재 선택된 다단 스위치(171)의 접점 위치(예를 들어 1단)에 적합한 작동(회전) 저항을 유지시키기 위한 제어신호를 출력포트(186)를 통해 작동(회전) 저항 및 작동(회전) 저항 조절부(183)로 전달한다.
이렇게, 작동(회전) 저항 및 작동(회전) 저항 조절부(183)는 CPU(181)의 제어를 받아 직류모터(190)의 회전수를 조절한다.
이때, 브레이크 벨트는 직류 모터(190)의 회전수에 따라 브레이크를 조이므로써, 작동(회전) 저항의 값을 높이거나 또는 낮추게 된다.
예를 들어, 작동(회전) 저항 크기 선택부 (170)를 자전거에 장착한 경우, 로타리 스위치(171)가 1단으로 선택되면, 가장 쉬운 운동 모드로 되며, 만일 로타리 스위치(171)가 5단으로 선택되면, 운동량이 가장 많은 모드로 된다.
한편, 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)를 런닝 머신에 장착한 경우, 로타리 스위치(171)가 1단으로 선택되면, 회전발판이 최저속으로 회전하고, 만일 로타리 스위치(171)가 5단으로 선택되면, 회전발판이 최고속으로 회전하게 된다.
CPU(181)는 진행방향, 회전속도, 브레이크 눌림 정도 및 운동량 조절을 위한 작동(회전) 저항의 변화하는 값을 폴링(Polling) 방식 또는 인터럽트(Interrupt) 방식을 이용하여 주기적으로 입력한 후, 모니터(110)상에서의 진행 속도 및 진행 방향 등을 결정하여 모니터(110)상에 표시한다.
풍속 조절부(182)는 CPU(181)로부터 출력포트(186)를 통해 전달된 디지털 전압을 아날로그 전압으로 변환하기 위한 D/A 변환부(188)와, D/A 변환부(188)로부터 아날로그 전압을 입력받아 팬(120)에 인가되는 전압의 듀티(duty)를 조절해 팬의 펄스 폭을 조절하는 듀티 조절부(189)를 구비한다.
도4a 및 도4b를 참조하여 상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 체력 단련장치에 대한 동작을 상세하게 설명한다.
도4a 및 도4b는 본 발명에 따른 체력이용장치를 이용하여 체력단련을 단련하는 방법을 나타내는 일실시예 흐름도이다.
도4a 및 도4b를 참조하면, 500번지의 입출력 어드레스를 통하여 브레이크 벨트를 구동하여 작동(회전) 저항을 제어하는 직류모터(190)를 구동시킨(401) 후, 5초 이내에 회전수 감지부(140)에 의해 직류 모터(190)의 회전수가 감지되었는지를 판단하여(402), 5초 이내에 직류 모터(190)의 회전수가 감지되지 않았으면 600번지의 입출력 어드레스를 통하여 직류 모터(190)를 다시 구동시킨다(403).
직류 모터를 구동하는 과정(403)에서 직류 모터를 구동한 후, 5초 이내에 직류모터의 회전수가 감지되었는지를 판단하여(404), 5초 이내에 직류 모터(190)의 회전수가 감지되지 않았으면 700번지의 입출력 어드레스를 통하여 직류 모터(190)를 다시 구동시킨다(405).
마찬가지로, 직류 모터를 구동하는 과정(405)이 수행된 후, 5초 이내에 직류모터의 회전수가 감지되었는지를 판단하여(406), 오류 발생을 알리는 메시지를 모니터(110)상에 모니터링한다(407).
한편, 직류 모터(190)의 회전수가 감지되었는지를 판단하는 과정(402)에서, 직류 모터(190)의 회전수가 감지되었으면, 사용자가 선택할 수 있는 캐릭터(예를 들어, 자전거 및 런닝 머신 등이 있음) 및 진행로(course)를 모니터(110)상에 모니터링한(408) 후, 사용자에 의해 캐릭터 및 진행로가 선택되었는지를 판단하여(409), 캐릭터 및 진행로가 선택되지 않았으면, 캐릭터 및 진행로를 모니터링하는 과정(408)으로 넘어간다.
또한, 직류 모터(190)의 회전수가 감지되었는지를 판단하는 과정(404, 406)에서, 직류 모터(190)의 회전수가 감지되었으면, 캐릭터 및 진행로를 모니터링하는 과정(408)으로 넘어간다.
만일, 캐릭터 및 진행로가 선택되었는지를 판단하는 과정(409)에서, 캐릭터 및 진행로가 선택되었으면, 모니터(110)상에는 선택된 진행로가 전개되기 시작하고, 좌측 방향을 선택하는 제 2 버튼형 스위치(132)가 스위칭되었는지를 판단하여(410), 제 2 버튼형 스위치(132)가 스위칭되지 않았으면, 다시 우측 방향을 선택하는 제 1 버튼형 스위치(131)가 스위칭되었는지를 판단한다(411).
이때, 제 1 버튼형 스위치(131)가 스위칭되지 않았으면, 브레이크 눌림이 감지되었는지를 판단하여(412), 브레이크 눌림이 감지되지 않았으면,브레이크 벨트에 의해 브레이크가 전혀 눌려있지 않은 상태인지를 판단한다(413).
한편, 제 2 버튼형 스위치(132)가 스위칭되었는지를 판단하는 과정(410)에서, 제 2 버튼형 스위치(132)가 스위칭되었으면, 모니터(110)상의 진행로를 좌측으로 진행시킨(414) 후, 브레이크 눌림이 감지되었는지를 판단하는 과정(412)으로 넘어간다.
이와 마찬가지로, 제 1 버튼형 스위치(131)가 스위칭되었는지를 판단하는 과정(141)에서, 제 1 버튼형 스위치(131)가 스위칭되었으면 모니터(110)상의 진행로를 우측으로 진행시킨(415) 후, 브레이크 눌림이 감지되었는지를 판단하는 과정(412)으로 넘어간다.
또한, 브레이크 눌림의 감지되었는지를 판단하는 과정(412)에서, 브레이크 눌림이 감지되었으면, 직류 모터(190)를 정방향으로 회전시켜 회전 바퀴 및 회전 발판에 대한 작동(회전) 저항 또는 발판 진행속도를 높인다(416).
그리고, 브레이크 눌림이 해제된 상태인지를 판단하는 과정(413)에서, 브레이크 눌림이 해제되어 있지 않으면, 작동(회전) 저항 크기 선택부(170)의 로타리 스위치(171)의 접점위치가 이전과 비교하여 변경되었는지를 판단하여(417), 로타리 스위치(171)의 접점위치가 변경되지 않았으면, 회전속도 감지부(160)에 의해 회전속도가 감지되었는지를 판단한다(418).
한편, 브레이크 눌림이 해제된 상태인지를 판단하는 과정(413)에서, 브레이크 눌림이 해제되어 있으면, 직류 모터(190)를 역방향으로 회전시켜 회전 바퀴 및 회전 발판에 대한 작동(회전) 저항을 줄인(419) 후, 로타리 스위치(171)의 접점위치가 변경되었는지를 판단하는 과정(417)으로 넘어간다.
이어서, 로타리 스위치(171)의 접점 위치가 변경되었는지를 판단하는 과정(417)에서의 판단 결과, 로타리 스위치(171)의 접점 위치가 이전과 비교하여 변경되었으면, 직류 모터(190)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 브레이크 벨트의 조임 상태를 조절한(420) 다음, 회전 속도 감지부(160)에 의해 회전속도가 감지되었는지를 판단하는 과정(418)으로 넘어간다.
그리고, 회전속도 감지부(160)에 의해 회전속도가 감지되었는지를 판단하는 과정(418)에서, 회전속도가 감지되지 않았으면, 모니터(110)상에서 진행되고 있는 해당 진행로의 목표지점에 도달하였는지를 판단하여(421), 목표지점에 도달하였으면 캐릭터 및 진행로를 모니터링하는 과정(408)으로 넘어간다.
만일, 해당 진행로의 목표지점에 도달하였는지를 판단하는 과정(421)에서, 목표 지점에 도달하지 못하였으면, 제 2 버튼형 스위치(132)가 스위칭되었는지를 판단하는 과정(410)으로 넘어간다.
한편, 회전속도가 감지되었는지를 판단하는 과정(418)에서, 회전속도가 감지되었으면, 모니터(110)상의 진행 속도를 조절하여 표시하고(422), 거의 동시에 팬(120)의 풍속을 조절한(423) 다음, 해당 진행로의 목표지점에 도달하였는지를 판단하는 과정(421)으로 넘어간다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여햐 한다. 또한 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 체력 단련 장치 및 체력 단련 방법은 다음과 같은 매우 우수한 효과를 갖는다.
첫째, 운동하는 사람이 실제로 가고 싶은 곳의 코스(예를 들면, 올림픽 공원, 남한산성 및 통일로 등이 있음)나 또는 캐릭터(예를 들면 자전거 타입등이 있음)을 선택하여 모니터나 대형 텔레비젼으로 그곳의 경치를 눈으로 보면서 런닝하거나 산책하는 느낌을 받고 바람을 받으면서 운동의 효율성을 매우 높일 수 있다.
둘째, 언덕길, 내리막길 및 길의 요철부위들이 화면상에 나오면, 이 부분들의 데이터가 헬스 머신에 입력되어 자전거나 런닝 머신의 회전방향 및 풍속 등이 자동적으로 현상이 맞게 조절되어 운동하는 사람이 실제의 장소에서 조깅하거나 자전거를 타는 것과 동일한 효과를 얻으면서, 여행하는 기분을 느낄 수 있다.
셋째, 운동량을 조절하기 위한 스위치를 이용하여 기본 작동(회전) 저항값을 조절하므로써, 사용자가 자신에 적합한 운동량으로 운동할 수 있다.
넷째, 사용자가 진행 방향 선택부를 통해 가고자 하는 방향을 선택하거나 화면 전개중 갑자기 장애물 또는 행인등이 나타났을 때, 진행방향 또는 브레이크 등을 조절하여 그것을 피할 수 있는 인터액티브 게임을 즐기면서 운동을 병행할 수 있다.
다섯째, 헬스 머신에 기존의 컴퓨터 기술, 게임 프로그램, 센서 기술, 제어기술 및 네트웍 기술을 접목하여 체력 단련에 대한 운동효과를 현저하게 증진하면서 오락을 즐길 수 있다.
여섯째, 2인이 경주를 통해 운동을 할 수 있도록 하여, 운동시 느낄 수 있느 지루함을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라, 2사람 사이의 인간적 친목을 도모할 수 있다.

Claims (8)

  1. 바퀴 및/또는 발판을 갖는 체력 단련 장치에 있어서,
    산책코스등의 주변환경 및 체력 단련 장치에 대한 속성정보를 표시하는 표시수단과;
    상기 표시수단에 표시되는 주변환경 및 속성정보를 선택하는 선택수단과;
    상기 바퀴 및/또는 발판의 속도를 감지수단과;
    상기 감지수단에서 받은 감지값, 상기 표시수단의 표시정보등을 제어하는 제어수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체력 단련 장치는 바람을 발생하는 바람 발생 수단을 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선택수단은 주변환경에 대해 사용자가 임의로 진행방향을 선택하는 진행방향 선택부를 추가로 구비하고,
    상기 표시수단은 상기 진행방향의 선택부에 의해 선택된 진행방향을 추가로 표시하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감지수단은 상기 진행방향의 선택여부에 따라 브레이크의 눌림을 감지하는 브레이크 눌림 감지부를 추가로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 선택수단은 운동량을 조절하도록 상기 바퀴 및/또는 발판의 작동에 대한 저항을 선택하는 작동 저항 크기 선택부를 구비하고,
    상기 제어수단은 상기 작동 저항 크기 선택부의 선택에 따라 바퀴 및/또는 발판의 작동 저항을 조절하는 작동 저항 조절부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 장치.
  6. 바퀴 및/또는 발판을 갖는 체력 단련 장치를 이용하여 체력을 단련하는 방법에 있어서,
    모니터상에 주변환경 및 캐릭터를 표시하는 제1단계와;
    상기 제1단계의 표시정보에 따라 주변환경 및 캐릭터를 사용자가 선택하는 제2단계와;
    상기 제2단계의 선택에 따라 선택상태를 상기 모니터 상에 표시하고 바퀴 및/또는 발판을 작동하는 제3단계와;
    상기 제3단계의 작동상태를 감지하여 표시수단에 표시하면서 풍속을 조절하는 제4단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 체력 단련 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3단계에서는 사용자가 임의로 진행방향을 추가로 선택하고,
    상기 제4단계에서는 상기 진행방향의 선택여부에 따라 모니터에 진행방향을 추가로 표시하는 것을 특징으로 하는 체력 단련 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제3단계에서는 운동량을 조절하도록 상기 바퀴 및/또는 발판의 작동에 대한 작동 저항의 크기를 추가로 선택하고, 상기 제4단계에서는 상기 저항 크기의 선택에 따라 작동 저항 조절부에 의해 작동저항을 변경하여 모니터에 추가로 표시하는 것을 특징으로 하는 체력 단련 방법.
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