KR20030069941A - 런닝머신의 자동 속도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 런닝머신의 자동 속도 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 런닝 머신의 발판 위를 달리는 사용자의 거리를 감지하여 구간별로 자동으로 발판의 회전속도가 조절되도록 하여 키패드 조작이나 별도의 조절 동작 없이 사용자의 런닝 스피드에 따라 발판의 회전 스피드를 조절함으로써, 사용자의 무리한 운동을 자제토록 함은 물론, 런닝 머신의 조절 시에 몸의 균형이 흐트러지거나 정신 집중이 이루어지지 않아 발생되는 부주의 사고를 방지하도록 하는 런닝 머신의 자동 속도 조절 장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 광센서를 이용하여 속도 조절이 이루어지는 런닝머신의 속도 조절 장치에 있어서, 런닝머신의 제어패널 전방에 설치되는 발광부와 수광부로 이루어진 광센서와, 광센서의 발광부에서 발광된 빛이 피사체에 반사되어 수광부로 입력되는 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, A/D 변환기로부터 입력되는 신호에 따라 사전에 설정 저장된 프로그램에 의해 거리를 계산하고 사용자의 스피드를 산출하여 제어신호를 출력하도록 된 제어부와, 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 런닝벨트를 구동시키는 모터로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

런닝머신의 자동 속도 조절 장치{Auto speed control equipment of running machine}

본 발명은 런닝머신의 자동 속도 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 런닝 머신의 발판 위를 달리는 사용자의 거리를 감지하여 구간별로 자동으로 발판의 회전속도가 조절되도록 하여 키패드 조작이나 별도의 조절 동작 없이 사용자의 런닝 스피드에 따라 발판의 회전 스피드를 조절함으로써, 사용자의 무리한 운동을 자제토록 함은 물론, 런닝머신의 조절 시에 몸의 균형이 흐트러지거나 정신 집중이 이루어지지 않아 발생되는 부주의 사고를 방지하도록 하는 런닝 머신의 자동 속도 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 런닝머신은 제한된 실내 공간에서 거리를 달리는 것과 같은 운동효과를 얻을 수 있도록 제작된 장치로서, 모터에 의해 회전하는 발판(벨트) 위를 사용자가 달리도록 된 것이다.

이와 같은 런닝머신은 사용자의 기본 신체 조건 및 운동량에 따라 속도를 조절할 필요가 있으며, 이를 위해 제어패널상의 키패드 조작을 통해 모터의 속도를 조절하여 달리는 스피드를 제어하도록 하는 것이 보통이다.

상기와 같이 모터의 속도를 조절하도록 된 종래의 런닝 머신의 속도 조절 장치는 제어패널에서 키로 제어하는 방식 또는 프로그램에 의해 고정된 속도제어방식, 초음파에 의한 제어방식, 손잡이에 광센서를 부착하여 터치에 의한 제어방식 등이 있으나, 제어패널에서 키로 제어하는 방식일 경우에는 고속 운전 시 사용자가 제어패널의 키를 조작해야 하므로, 안전성에서 큰 위험성을 갖는 문제점이 있으며, 프로그램에 의한 방식일 경우에는 사용자가 마음데로 속도를 변경하기 못하고 오직프로그램된 속도만으로 운동을 하게 되므로, 사용자의 운동 신체 조건(예컨대, 기본 체력 및 운동이 진행된 시간 및 양 등)에 따라 사용자 자신이 조절할 수 없어, 무리한 운동이 진행되거나, 운동효과가 떨어지는 문제점이 있는 것이었다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 최근에 소개된 초음파에 의한 제어방식은 송신기, 수신기, 초음파 센서부로 구성되어 장치가 매우 복잡하고 별도의 전원( 송신기와 수신기는 +12V 제어패널+5V)이 필요하고 송신, 수신주파수를 초음파 센서와 매칭하기 위해 조정단자 필요하고 초음파의 특성상 온도에 따른 기본 오차를 있어 정밀도가 떨어지는 등 구조의 복잡 및 제조 원가 상승 등의 문제점이 있으며, 광센서에 의한 방식은 광센서가 설치된 부분을 사용자가 터치하거나 그 부위를 스쳐서 감지신호를 입력시켜야 하므로, 키패드 조작 보다는 다소 안전할 수는 있으나, 역시 운동중의 안전성에서 사용자의 장시간 운동에 따른 집중력 저하로 인한 조작상의 위험성을 갖는 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 문제점을 고려하여 안출한 본 발명은 런닝머신의 발판 위를 달리는 사용자의 거리를 감지하여 구간별로 자동으로 발판의 회전속도가 조절되도록 하여 키패드 조작이나 별도의 조절 동작 없이 사용자의 런닝 스피드에 따라 발판의 회전 스피드를 조절함으로써, 사용자의 무리한 운동을 자제토록 함은 물론, 런닝 머신의 조절 시에 몸의 균형이 흐트러지거나 정신 집중이 이루어지지 않아 발생되는 부주의 사고를 방지하도록 하는 런닝 머신의 자동 속도 조절 장치를 제공함을 기술적 과제로 삼는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명은 광센서를 이용하여 속도 조절이 이루어지는 런닝머신의 자동 속도 조절 장치에 있어서, 런닝 머신의 제어패널 전방에 설치되는 발광부와 수광부로 이루어진 광센서와, 광센서의 발광부에서 발광된 빛이 피사체에 반사되어 수광부로 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, A/D 변환기로부터 입력되는 신호에 따라 사전에 설정 저장된 프로그램에 의해 거리를 계산하고 사용자의 스피드를 산출하여 제어신호를 출력하도록 된 제어부와, 제어부로부터 입력되는 신호에 의해 런닝벨트를 구동시키는 모터로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명이 적용된 런닝 머신의 외관 사시도

도 2는 본 발명의 회로 구성을 개략적으로 보인 회로 블록도

도 3은 본 발명 중 광센서의 구성을 보인 회로 블럭도

도 4는 본 발명의 작동과정을 보인 작동 순서도

도 5는 본 발명의 센싱 설정하는 과정을 보인 순서도

도 6은 본 발명의 작동 상태를 보인 작동 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 : 속도조절장치 11 : 광센서

12 : 발광부 13 : 수광부

14 : A/D 변환기 15 : 제어부

16 : 인버터제어부 17 : 인버터

18 : 런닝벨트 19 : 모터

20 : 런닝머신

본 발명의 설명에 참고가 되는 첨부 도면 도 1은 본 발명이 적용된 런닝 머신의 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명의 회로 구성을 개략적으로 보인 회로 블럭도이고, 도 3은 본 발명 중 광센서의 구성을 보인 회로 블록도이고, 도 4는 본 발명의 작동과정을 보인 작동 순서도이고, 도 5는 본 발명의 센싱 설정하는 과정을 보인 순서도이며, 도 6은 본 발명의 작동 상태를 보인 작동 예시도로서, 이중 도면 부호 10은 본 발명인 속도 조절 장치를 나타낸 것이며, 20은 본 발명이 적용된 런닝머신을 나타낸 것이다.

본 발명은 첨부 도면 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 광센서를 이용하여 속도 조절이 이루어지는 런닝머신(20)의 자동 속도 조절 장치에 있어서, 런닝머신(20)의 제어패널(21) 전방에 설치되는 발광부(12)와 수광부(13)로 이루어진 광센서(11)와, 광센서(11)의 발광부(12)에서 발광된 빛이 피사체에 반사되어 수광부(13)로 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(14)와, A/D 변환기(14)로부터 입력되는 신호에 따라 사전에 설정 저장된 프로그램에 의해 거리를 계산하고 사용자의 스피드를 산출하여 제어신호를 출력하도록 된 제어부(15)와, 제어부(15)로부터 신호를 입력받은 인버터제어부(16)가 인버터(17)를 동작시키고, 인버터(17)로부터 입력되는 신호에 의해 런닝벨트(18)를 구동시키는 모터(19)로 구성된 것이다.

상기, 광센서(11)의 구성을 회로적으로 더욱 상세히 설명하면 첨부 도면 도 3에서 보는 바와 같이, 발광소자(12-1)와 발광소자 구동회로(12-2)로 이루어진 발광부(12)와, 수광소자(13-1)와 수광소자 제어회로(13-2)로 이루어진 수광부(13)와, 발광부(12)와 수광부(13)로 작동 전원을 공급하는 전원부(11-1)와, 펄스를 발생시키는 발진부(11-2)와, 수광부(13)로부터 출력되는 신호를 A/D 변환기(14)로 입력토록 하는 신호 출력부(11-3)로 구성된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 첨부 도면 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 런닝머신(20)의 제어패널(21) 전방에 설치되는 발광부(12)와 수광부(13)로 이루어진 광센서(11)와, 광센서(11)의 발광부(12)에서 발광된 빛이 피사체에 반사되어 수광부(13)로 입력되는 아날로그 신호 즉, 발광부(12)에서 입사되는 빛이 사용자(피사체)에게 반사되어 수광부(13)가 수신할 때의 그 반사각을 디지털 시간 신호로 변환하는 A/D 변환기(14)와, A/D 변환기(14)로부터 입력되는 신호에 따라 사전에 설정 저장된 프로그램에 의해 거리를 계산하고 사용자의 스피드를 산출하여 제어신호를 출력하도록 된 제어부(15)와, 제어부(15)로부터 신호를 입력받은 인버터제어부(16)가 인버터(17)를 동작시키고, 인버터(17)로부터 입력되는 신호에 의해 런닝벨트(18)를 구동시키는 모터(19)로 구성된 속도 조절 장치(10)를 런닝머신(20)의 제어패널(21)의 전방에 설치하여서 된 것으로, 사용자의 위치 즉, 광센서(11)와의 거리에 따라 사용자로부터 반사되는 빛의 각도로 사용자의 거리를 산출하여 속도를 자동 조절하도록 된 것이다.

예컨대, 사용자가 광센서(11)와 가까이(가속구간)에 있으면, 반사 각도가 커지고, 사용자가 광센서(11)와 멀리(감속구간)에 있으며, 반사 각도가 작아지는 것을 이용하여 그 반사 각도에 따라 사용자의 구간을 산출하여, 만약 사용자가 광센서(11)와 가까이로 다가오면 제어부(15)는 사용자가 달리는 속도를 높인 것으로 판단(실제로 그러하며)하여 모터(19)의 회전속도를 증가하도록 신호를 출력하고, 이와 반대로 사용자가 광센서(11)와 멀어지면 제어부(15)는 사용자가 달리는 속도를 늦춘 것으로 판다하여 모터(19)의 회전 속도를 증가시키도록 신호를 출력하여 사용자의 달리는 상태에 따라 바로 속도를 맞추어 사용자가 무리한 운동을 하지 않도록 한다.

상기와 같이 되는 본 발명의 동작 상태를 상세히 설명하면 첨부 도면 도 4에서 보는 바와 같이, 사용자가 기본 속도, 운동 시간 및 운동량 등을 설정하는 프로그램 모드 선택한 후, 또는 바로 스타트키를 누르게 되면 기본 속도 예컨대, 모터의 회전을 2.0Km/h의 속도로 운전하여 런닝벨트(18)를 구동시켜 사용자가 워밍업을 하도록 하고, 사용자가 프로그램 모드에서 설정한 시간이 경과되면 광센서(11)의 발광부(12)가 빛을 발생시키고 사용자에게서 반사되어 되돌아온 빛을 수광부(13)가감지하여 A/D 변환기(14)가 거리값을 디지털 신호로 변환하여 제어부(15)로 입력하면, 제어부(15)는 사용자의 구간 즉, 광센서(11)와 거리에 따라 사전에 프로그램된 상태에 따라 사용자가 가속 구간, 감속구간, 정속구간 및 정지구간에 있는지를 판단하여 모터(19)의 동작을 제어하게 된다.

이때, 사용자가 어떠한 구간에 있더라도 스톱키를 누르게 되면, 광센서(11)의 감지 동작을 정지하고, 모터(19)를 프로그램 모드에서 설정한 정지 진행 속도값에 따라 서서히 정지하게 된다.

첨부 도면 도 5는 본 발명의 광센서(11) 동작의 이해에 도움을 주기 위 참고적으로 도시한 것이다.

상기와 같이 되는 본 발명은 첨부 도면 도 6에서 보는 바와 같이, 광센서(11)가 런닝머신(20)의 런닝벨트(18)를 달리는 사용자를 감지하여, 거리를 계산하고, 계산된 거리값에 따라 사용자가 가속구간에 있는지 감속구간에 있는지 정속구간에 있는지 아니면, 정지구간에 있는지를 판단하여 모터(19)의 회전 속도를 자동 조절하도록 함으로써, 사용자의 현재 운동 신체 조건에 따라 운동량을 조절할 수 있어 무리한 운동이 이루어지지 않도록 하는 것이다.

본 발명에서는 광센서(11)를 런닝머신(20)의 제어패널(21) 전방에 설치하였으나, 광센서(11)를 별도로 런닝머신(20)의 런닝벨트(18) 구간의 상단 즉, 즉 실내의 천정 부분에 구간별로 설치하여 사용자를 감지하는 것도 바람직한 실시예가 될 것이다.

이와 같이 되는 본 발명은 런닝 머신의 발판 위를 달리는 사용자의 거리를 감지하여 구간별로 자동으로 발판의 회전속도가 조절되도록 하여 키패드 조작이나 별도의 조절 동작 없이 사용자의 런닝 스피드에 따라 발판의 회전 스피드를 조절함으로써, 사용자의 무리한 운동을 자제토록 함은 물론, 런닝 머신의 조절 시에 몸의 균형이 흐트러지거나 정신 집중이 이루어지지 않아 발생되는 부주의 사고를 방지하는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 광센서를 이용하여 속도 조절이 이루어지는 런닝 머신(20)의 속도 조절 장치에 있어서, 런닝 머신(20)의 제어패널(21) 전방에 설치되는 발광부(12)와 수광부(13)로 이루어진 광센서(11)와, 광센서(11)의 발광부(12)에서 발광된 빛이 피사체에 반사되어 수광부(13)로 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(14)와, A/D 변환기(14)로부터 입력되는 신호에 따라 사전에 설정 저장된 프로그램에 의해 거리를 계산하고 사용자의 스피드를 산출하여 제어신호를 출력하도록 된 제어부(15)와, 제어부(15)로부터 신호를 입력받은 인버터제어부(16)가 인버터(17)를 동작시키고, 인버터(17)로부터 입력되는 신호에 의해 런닝벨트(18)를 구동시키는 모터(19)로 구성됨을 특징으로 하는 런닝머신의 자동 속도 조절 장치.