KR20060002724A - 헬스용 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 키보드에 신호연결된 전자제어유니트 및 페달들에 의해 작동되는 플라이휠, 센서에 의해 플라이휠의 속도를 측정하고 상기 속도를 표시하는 표시장치를 가진 헬스용 자전거에 관한 것이고, 트레이닝작업동안 사용자가 유지하려고 하는 속도가 전자제어유니트에 설정되면, 정해진 운동속도를 위해 플라이휠이 유지해야 하는 속도의 배수 또는 약수 또는 동일 각속도로 주파수를 전환함에 따라 전자제어유니트가 스트로보 광선을 형성하고, 플라이휠위에 장착되고 반사기능을 가진 한 개이상의 표시부들위로 상기 스트로보 광선이 향하는 것을 특징으로 한다.

Description

헬스용 자전거{GYM BIKE THAT USES THE EFFECT OF STROBOSCOPIC LIGHTS FOR THE IMMEDIATE VISUAL CONTROL OF THE USER'S FLYWHEEL REVOLUTION SPEED}
본 발명은 사용자가 작동시키는 플라이휠의 회전속도를 시각적으로 즉시 제어하기 위한 스트로보 광선효과를 이용하는 헬스용 자전거에 관한 것이다.
종래기술에 의하면, 헬스용 자전거가 과거 수년동안 크게 발전되어, 재활용 또는 경 트레이닝용 장치( 즉 종래기술의 정치식 자전거)로부터 몸관리 및 중 트레이닝용 장치( 즉 현대적인 스핀-바이크(spin bike)로 발전되었다.
상기 후자의 자전거를 이용한 (" 스피닝(spinning)이라고 알려진) 새로운 신체적 활동이 여러 그룹에서 수행되고, 수행해야 하는 운동 및 페달운동의 속도를 결정하는 트레이너의 엄격한 감독하에 운동선수들이 운동하고, 일부선수들은 자신의 자전거위에서 운동한다.
이와 관련하여 사용자에 의해 도달되는 페달운동 주파수 및 그 결과 속도를 참고하여 트레이너가 각 운동선수를 위한 운동상태를 실시간으로 평가하고, 구체적으로 지시에 따르는 운동선수들의 능력을 평가하기만 하면 상기 그룹의 활동은 양호한 결과를 보장할 수 있다.
활동과정에서 요구되는 작용을 운동선수들이 견딜 수 있는 지 여부가 점검되 어야 하기 때문에, 운동과정동안 운동선수들의 안전을 보장하기 위하여 트레이너의 즉각적인 관리가 중요하다.
특히 신체적 작용이 운동선수의 신체능력을 초과하여 결과적으로 운동선수의 심장박동수의 비정상적인 증가와 같은 위험한 결과를 초래하며 과도하게 이루어져서 운동선수는 페달운동의 리듬을 감당할 수 없다는 것을 즉시 발견하는 것은 트레이너에게 중요하다.
그러나 최신 모델의 스핀-바이크들은 트레이너로부터 순간적이고 "집중화된" 확인을 허용하지 못한다.
상기 스핀-바이크들은 페달운동의 주파수 ( 또는 사용자에 의해 도달되는 속도)가 핸들바아(handle bar)에 결합된 표시장치위에 표시된다. 트레이너는 여러명의 운동선수들의 페달운동 주파수를 동시에 확인하고자 해도, 상기 정보는 단지 스핀-바이크의 특정 사용자에 의해서만 이용될 뿐 트레이너는 이용할 수 없다.
종래기술을 고려하여 본 발명에 의하면, 스핀-바이크들위에서 운동선수들이 트레이닝훈련하기 위한 제어원리를 제공하고, 본 발명의 제어원리에 의해 트레이너는 운동선수들이 트레이너의 지시를 따르고 있는 지를 즉시 확인할 수 있다.
상기 형태의 자전거의 중량은 최소로 유지되고 간단하고 용이하게 이용될 수 있어야 하기 때문에, 스핀-바이크의 중량증가를 회피하기 위하여 정교한 장치에 의해 상기 제어원리의 선택이 조정된다.
현대적인 스핀-바이크의 구조를 고려할 때, 본 발명에 의하면 스핀-바이크의 플라이휠은 상당한 거리에서 눈으로 확인할 수 있기 때문에, 사용자의 페달운동 리듬에 관한 정보를 실시간으로 구하기 위하여 스핀-바이크의 플라이휠이 이용된다.
본 발명의 스핀-바이크에 의하면, 상기 플라이휠은 플라이휠의 전방에서 원형으로 배열되고 광학프리즘에 의해 반사기능의 표시부를 향하는 일련의 LED들에 의해 방출되는 스트로보 광선을 수용하고, 반경방향의 일부 표시부들이 적합하게 제공된다.
플라이휠의 속도를 확인하고 스트로보 효과를 위한 LED의 주파수에 관한 전환을 발생시키도록 본 발명의 스핀-바이크는 전자제어유니트를 가진다.
스핀-바이크를 이용하기 전에, 운동선수에 의해 전자제어유니트가 플라이휠의 특정 각속도에 해당하는 목표속도로 설정되어야 한다.
운동선수에 의해 페달운동이 개시될 때, 전자제어유니트는 플라이휠의 속도를 조정하기 시작하고 동시에 플라이휠의 각속도에 해당하는 LED의 주파수로 전환하며, 운동선수는 속도에 관해 트레이너에 의해 주어진 지시들을 준수해야 한다.
상기 과정이 발생하면, 즉 운동선수가 플라이휠에 관해 규정된 회전주파수를 유지하려고 할 때, 시각적 효과에 기인하여 플라이휠의 표시부들을 통해 마치 플라이휠이 정지해 있는 것으로 보여질 수 있다.
운동선수들이 규정된 속도를 유지하는 지를 확인하기 위해 트레이너가 간단히 플라이휠을 주시하면, 트레이너의 감독하에 트레이너는 운동선수들에 의해 수행되는 운동모드를 실시간으로 점검할 수 있다.
스핀-바이크에 구성된 플라이휠의 "가상정지상태"에서 모든 운동선수들은 규정된 각속도를 유지하고 있는 것을 트레이너가 확신할 수 있다.
운동선수가 페달운동리듬을 감소시키면, 플라이휠의 각속도는 LED의 주파수보다 작아지고, 이 경우 페달의 회전운동에 관하여 마치 플라이휠이 후방으로 회전하는 것과 같이 플라이휠에 배열된 반사기능의 표시부가 역방향으로 회전운동하는 것과 같은 광학적 효과가 발생된다.
반대로, 규정된 각속도보 높은 페달운동리듬을 운동선수가 유지하려고 하면, 발생되는 광학효과에 기인하여 마치 전체 플라이휠이 전방으로 회전하는 것과 같이 반사기능의 표시부들이 페달과 동일한 방향으로 회전운동한다.
규정된 페달운동리듬을 유지할 수 없거나 상대적으로 높은 페달운동리듬으로 페달운동하는 사용자들을 확인하기 위하여 트레이너는 상기 두가지 "광학효과"들을 이용할 수 있다.
본 발명을 더욱 명확히 이해하기 위하여 비제한적으로 설명을 위해 제공된 도면들을 참고하여 본 발명이 상세히 설명된다.
도 1은 원격광학조정기능을 가지고 본 발명을 따르는 헬스용 자전거를 제공하는 장치의 블록선도
도 2 및 도 3은 본 발명의 헬스용 자전거에 구성된 플라이휠의 정면도 및 측면도.
*부호설명*
1 : 프레임 2 : 체인
도 1을 참고할 때, 본 발명의 헬스용 자전거가 플라이휠(D)의 속도를 점검하고 스트로보(stroboscopic) 효과를 구하기 위해 LED의 주파수를 전환시키는 전자제어유니트(I)를 가진다.
트레이너(trainer)의 감독하에 운동선수들이 수행해야 하는 운동의 형태에 따라 스핀-바이크(spin-bike)의 플라이휠(D)의 속도가 상기 전자제어유니트(I)에 의해 프로그램된다.
상기 매개변수가 스핀-바이크에 제공된 키보드(M)에 의해 수동모드로 사용자에 의해 전자제어유니트에 설정되거나 트레이너에 의해 이용되는 중앙집중식 컴퓨터(N)를 이용하여 트레이너의 감독하에 정보가 모든 스핀-바이크에 전달되면 자동모드로 설정될 수 있다.
키보드(M)에 연결되고 전자제어유니트(I)에 연결된 표준 표시장치(R)에 의해 운동에 관한 실행모드 및 매개변수들이 운동선수에 의해 점검될 수 있다.
트레이너의 컴퓨터(N)로부터 운동선수의 스핀-바이크까지 정보가 무선으로 전달되는 것이 선호된다. 즉 정보가 적합한 2방향 라디오 트랜스미터(transmitter)에 의해 전달되고, 한 개의 라디오 트랜스미터(Q)가 각각의 스핀-바이크위에 설치되고 다른 한 개의 라디오 트랜스미터(P)가 트레이너의 컴퓨터(N)에 설치된다.
플라이휠(D)의 속도에 관한 매개변수를 입력한 후에 플라이휠과 적합하게 상 호연결된 센서(L)에 의해 상기 전자제어유니트(I)가 속도를 조정하기 시작한다. 사용자의 표시장치(R)에 의해 사용자는 즉시 플라이휠(D)의 현재속도 및 트레이너의 지시에 따르기 위해 플라이휠이 유지해야 하는 속도를 확인할 수 있다.
동시에, 스트로보 효과를 위한 LED(F)의 주파수가 전환될 수 있고, 적합한 광학프리즘에 의해 페리미터 경계부위에서 반사 표시부(H)에 의해 광선방출이 플라이휠(D)의 표면을 향한다.
플라이휠(D)위에서 표시부(H)의 운동을 간단히 확인하면 스트로보 효과가 플라이휠(D)위에서 즉시 눈으로 확인된다. 플라이휠(D)의 각속도가 상기 LED(F)의 주파수에 관해 전자적으로 결정된 전환과 동일하면 상기 표시부들이 정지한 것으로 보여진다. 플라이휠(D)의 각속도가 상기 LED(F)의 주파수에 관한 전환보다 크거나 작으면 표시부들은 전방 또는 후방으로 회전하는 것으로 보여진다.
각각의 스핀-바이크의 작동모드들에서 상기 전자제어유니트(I)에 의해 요구되는 데이터가 컴퓨터(N)에 전달되고, 상기 컴퓨터(N)는 비디오 프로젝터 시스템(O)을 이용하여 모든 운동 매개변수와 관련한 플라이휠(D)상의 표시부(H)들의 (디지털 형태의 )이미지를 투사한다.
상기 구성에 의해 운동선수들의 페달작동 리듬이 (트레이너, 이용자, 트레이닝 작업을 개시하려는 다른 운동선수들을 포함한) 인원들의 트레이닝 작업을 감독하는 모든 사람들에게 보여진다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 "시각적" 모니터링 기능을 가진 스핀-바이크의 구조를 도시한다.
상기 스핀-바이크는 종래기술의 관형 프레임(1)을 가지고, 페달들 및 종래기술의 체인(2)을 이용하여 사용자에 의해 회전구동되는 플라이휠(D)이 상기 프레임에 의해 지지된다.
관형 프레임(1)에 의해 지지되는 수평축(3)을 가진 축과 함께 상기 플라이휠(D)이 회전되고, 체인(2)이 연결된 피니온이 프레임에 결합된다.
플라이휠(D)의 페리미터 경계부의 회전운동을 감지하기 위하여 사용위치에서 센서(L)를 지지하는 지지대(1a)가 상기 프레임(1)에 구성된다.
원형판을 가진 고정상태의 광학프리즘(E)이 플라이휠(D)의 외측부와 마주보게 장착되고, 고정상태의 디스크(4)가 외측위치에 장착되며, 페리미터위에서 전자회로 및 LED(F)를 가지고, 상기 광학프리즘(E) 및 디스크(4)는 플라이휠(D)에 대해 서로 평행하고 동심구조로 배열된다.
페리미터 경계부에 위치하고 LED(F)에 의해 발생한 광선을 반사시키는 일부 표시부(H)들이 플라이휠(D)의 외측부에 제공된다.
LED(F)를 지지하는 디스크(4) 및 플라이휠(D)사이에서 광학프리즘(E)의 위치 및 구조에 의하면, LED(F)가 스위치온 될 때 LED(F)에 의해 방출되는 광선은 플라이휠(D)의 표시부(H)를 향한다.
도 2에 도시된 플라이휠의 실시예를 참고할 때, 가상 정지상태에서 플라이휠위에서 시각적 표시부의 개수가 전자적으로 정의된 스캐닝주파수에 의존하기 때문에, 서로 다른 개수의 표시부들이 정규간격으로 배열될 수 있더라도 90°간격으로 배열된 네 개의 표시부(H)들이 플라이휠에 구성된다.
예를 들어, 플라이휠(D)의 정해진 각속도가 60rpm 이고 플라이휠이 설정된 속도로 회전되며 LED(F)에 의해 발생된 광선임펄스가 플라이휠(D)의 정해진 각속도와 동일하면, 표시부(H)의 개수가 플라이휠(D)의 표시부갯수와 동일한 것으로 확인될 수 있다.
선택적 실시예들로서, 플라이휠(D)의 정해진 각속도보다 두 배의 속도로 LED(F)의 주파수가 전환되도록 전자제어유니트(I)가 설정되면, 표시부의 개수가 플라이휠(D)의 표시부갯수의 두 배로 확인되고, 플라이휠(D)의 각속도에 대해 절반의 속도로 LED(F)의 주파수가 전환되도록 전자제어유니트(I)가 설정되면, 표시부의 개수가 플라이휠(D)의 표시부갯수의 절반으로 확인된다.
그러나 전자제어유니트(I)를 이용하여 플라이휠(D)의 각속도에 대해 배수 또는 약수에 해당하는 LED(F)의 주파수에 관한 전환이 설정될 수 있을 때 상기 두 개의 선택적 실시예들이 가능한다.

Claims (5)

  1. 키보드(M)에 신호연결된 전자제어유니트(I) 및 페달들에 의해 작동되는 플라이휠(D), 센서(L)에 의해 플라이휠(D)의 속도를 측정하고 상기 속도를 표시하는 표시장치(R)를 가진 헬스용 자전거에 있어서,
    트레이닝작업동안 사용자가 유지하려고 하는 속도가 전자제어유니트(I)에 설정되면, 정해진 운동속도를 위해 플라이휠(D)이 유지해야 하는 속도의 배수 또는 약수 또는 동일 각속도로 주파수를 전환함에 따라 전자제어유니트(I)가 스트로보 광선을 형성하고, 플라이휠(D)위에 장착되고 반사기능을 가진 한 개이상의 표시부(H)들위로 상기 스트로보 광선이 향하는 것을 특징으로 하는 헬스용 자전거.
  2. 제 1 항에 있어서, 플라이휠(D)과 마주보는 위치에서 평행하고 동심을 이루며 고정상태의 디스크(4)에 부착되고 원형배열을 이루는 일련의 LED(F)들 및, 반사기능의 표시부(H)들을 가진 플라이휠(D)의 페리미터 경계부를 향해 상기 LED(F)들에 의해 방출된 광선을 전달하는 광학프리즘(E)을 이용하여 상기 스트로보 광선이 발생되는 것을 특징으로 하는 헬스용 자전거.
  3. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 사용자에 의해 페달운동과정동안 유지되어야 하는 속도가 키보드(M)에 의해 전자제어유니트(I)에 설정되는 것을 특징으로 하는 헬스용 자전거.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 한 항에 있어서, 사용자에 의해 페달운동과정동안 유지되어야 하는 속도가, 2방향 라디오 트랜스미터(P,Q)들을 이용하여 무선으로 자전거와 연결된 컴퓨터(N)에 의해 전자제어유니트(I)에 설정되는 것을 특징으로 하는 헬스용 자전거.
  5. 전항들 중 한 항에 있어서, 트랜스미터(Q)에 의해 전자제어유니트(I)가 스핀-바이크의 운동모드에 관한 데이터를 중앙의 컴퓨터(N)에 전달하고, 자전거에 구성된 플라이휠(D)의 표시부(H)들에 관한 (디지털형태의 ) 이미지를 상기 컴퓨터가 표시장치(O)에 투영하는 것을 특징으로 하는 헬스용 자전거.
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