KR20070073847A

KR20070073847A - 골프 스윙 트레이너

Info

Publication number: KR20070073847A
Application number: KR1020077009934A
Authority: KR
Inventors: 레오 로케아흐; 알리나 그뢰데너
Original assignee: 레오 로케아흐; 알리나 그뢰데너
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-07-10
Also published as: DE102004048364B3; EP1807159A1; WO2006037455A1; EP1807159B1

Abstract

본 발명은 베이스70와 각각 가까운 쪽 단부(103)와 먼 쪽 단부(102)를 갖는 복수의 신장 부재를 가진 골프 스윙 트레이너에 관한 것이다. 또한 복수의 제1 운동 장치(48), (80)가 구비되어, 각각 복수의 신장 부재(S1 내지 S6) 중 하나의 가까운 쪽 단부(103)에 연결되고, 각 경우에 베이스(70)에 대하여 복수의 신장 부재(S1 내지 S6) 중 하나를 움직이도록 설계된다. 신장 부재(S1 내지 S6)의 먼 쪽 단부(102)는 플랫폼(8)에 움직일 수 있도록 연결된다.골프 스윙 트레이너는 커넥터 장치를 통해 신장 부재(S1 내지 S6)의 운동이 골프클럽(7) 및/또는 골퍼에 영향을 미칠 수 있도록 골프클럽(7) 및/또는 골퍼에 연결될 수 있다.

Description

골프 스윙 트레이너{GOLF SWING TRAINER}

본 발명은 골프 스윙 트레이너와 골프 스윙 트레이너를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

골프 스윙 트레이너는, 예를 들어 US 5,474,299의 결과로서 알려져 왔다. 상기 골프 스윙 트레이너는 골퍼가 골프 스윙을 연습하는 동안 회전축 둘레로 회전하는 로터를 가진다. 골퍼는 자신 또는 골프클럽 샤프트를 로터에 연결한다. 이러한 목적으로 로터는, 이상적인 경로에서 벗어난 골프 스윙은 로터의 비틀림을 일으키도록 유연할 수도 있다.

이와 같은 상기 기존의 골프 스윙 트레이너의 단점은 서로 다른 골퍼의 골프 스윙에 맞도록 조절하기 위한 옵션이 제한되어 있다는 것이다. 또한 US 5,474,299에 기술된 골프 스윙 트레이너의 세팅은 복잡하고 이상하다. 게다가 로터는 이미 설정된 회전축 둘레로 한 번만 회전하도록 되어있다. 그러나 골프클럽은 이상적인 골프 스윙 운동 중 원거리에서만 원형 경로를 추정하므로, 골프 스윙 트레이너는 이상적인 골프 스윙을 훈련시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 골프클럽 및/또는 서로 다른 골퍼에 의한 복수의 가능한 운동 시퀀스를 허용하는 골프 스윙 트레이너를 상술하는 것으로, 원형 운동에 해당하지 않는 골프 스윙이 훈련될 수 있다. 특히 골프 스윙의 움직이는 부분들은 낮은 관성 수준을 보여야 하며, 골프 스윙 트레이너는 빠른 골프 스윙 운동 중에 역학적으로 안정되어야 한다.

본 제안은 골프 스윙 트레이너용 병렬 기구학을 사용하기 위해 하는 것으로, 한쪽의 베이스와 다른 쪽의 골프클럽 및/또는 골퍼 사이의 힘 및/또는 토크는 복수의 기구학적 병렬 골프 스윙 트레이너 부재를 통해 전달된다. 이러한 목적에 대하여 여섯 개의 기구학적 병렬 부재의 배열을 이용한 병렬 기구학이 특히 유리하다는 것이 밝혀졌다. 그러나 일반적으로, 예를 들어 다섯 개의 기구학적 병렬 부재를 이용한 그러한 배열도 가능하다. 순수 직렬 기구학과 대조적으로 병렬 기구학은 중량이 작으면서도 역학적으로 매우 안정하다. 움직이는 부재들의 작은 중량으로 인해 관성이 거의 없다. 또한 병렬 기구학은 전반적으로 작은 중량에도 불구하고 운동 시 발생하는 진동이 억제되거나 배제될 수 있도록 매우 견고한 설계가 될 수 있다. 따라서 에너지를 거의 들이지 않고 일시적으로, 그리고 국소적으로 모두 골프 트레이너의 운동을 정밀하게 제어하는 것이 가능하다.

특히,

베이스와,

각각 가까운 쪽 단부 및 먼 쪽 단부를 가진 복수의 신장 부재(elongated element)와,

각각 복수의 신장 부재 중 하나의 가까운 쪽 단부에 연결되고 복수의 신장 부재 중 하나를 베이스에 대하여 움직이도록 설계된 복수의 제1 운동 장치와,

신장 부재의 먼 쪽 단부에 움직일 수 있도록 연결된 플랫폼과,

신장 부재의 운동이 골프클럽 및/또는 골퍼의 운동에 영향을 미칠 수 있도록, 골프 스윙 트레이너를 골프클럽 및/또는 골퍼와 연결하도록 설계된 커넥터 장치를 가진 골프 스윙 트레이너를 제안한다.

특히 베이스는, 골퍼가 한 곳에 서서 발을 움직이지 않는 한 골퍼의 발에 대하여 국소적으로 고정되도록 설계된다. 이러한 목적으로, 베이스는, 예를 들어 바닥에 위치한 아래쪽에 판을 가질 수도 있다. 또 다른 대안으로, 베이스는 제자리에서 바닥과 단순히 접촉할 수도 있다. 또한 베이스는 제1 운동 장치가 부착되는 프레임형 스탠드일 수도 있다.

플랫폼이라는 용어는 임의의 형태의 강성 건설 부재를 의미하는 것으로 이해된다. 비록 본 발명의 실시예의 경우에는 이렇게 했지만, 이것은 반드시 평면 표면을 갖는 건설 부재일 필요는 없다. 특히 신장 부재의 먼 쪽 단부(베이스에서 보았을 때)는 플랫폼의 한 지점에 맞물리고 및/또는 관절 형식으로 이 지점에 부착될 수 있는데, 모든 지점들이 하나의 공통 평면에 배열될 수도 있다. 만일(바람직함) 각 신장 부재가 카단 조인트(cardan joint)에 의해 플랫폼과 연결되면, 카단 조인트의 조인트 축의 교차 영역은 바람직하게는 동일한 공통 평면에 있다. 플랫폼은 중량 감소의 목적으로 컷아웃(cutout)을 가질 수도 있다. 플랫폼(강성 건설 부재)은 또한 여러 구조 부분들로 만들어질 수도 있다.

적어도 하나의 신장 부재는 카단 조인트를 통해 플랫폼 및/또는 베이스와 연결될 수도 있다. 카단 조인트는, 조인트가 움직임을 허용하는 서로에 대해 가로지르는 방향으로(바람직하게는 수직으로) 연장하는 두 개의 회전축을 가진 조인트를 의미하는 것으로 이해된다. 이렇게 함으로써 회전축들은 교차하고, 회전축 중에서 하나는 신장 부재의 길이 방향으로 연장한다.

특히 바람직한 실시예에서는, 상기 적어도 하나의 신장 부재는 카단 조인트에 의해 플랫폼 및 베이스에 연결된다. 여기에서 신장 부재는, 신장 부재의 가까운 쪽 단부와 먼 쪽 단부가 신장 부재의 종축(longitudinal axis) 둘레로 독립적으로 회전될 수 있도록 회전조인트(revolute joint)를 갖는다. 또한 각 신장 부재는 바람직하게는 관절조인트에 의해 그렇게 구비되고 연결된다. 이러한 실시예로 인해 힘은 전적으로 길이 방향, 즉 신장 부재의 종축 방향으로 베이스와 플랫폼 사이에 매우 근사적으로 전달된다.

플랫폼은 한쪽의 베이스와 다른 쪽의 골프클럽 및/또는 골퍼 사이에 힘과 토크를 전달하는 목적에 이바지한다. 바람직하게는 이들 힘과 모멘트는 전적으로 플랫폼을 통해서 전달된다. 이와 같은 경우 플랫폼에 대하여 기구학적 병렬 방식으로 배열되는 힘과 모멘트를 전달는 장치는 없다. 그러나 이것은 플랫폼에 대하여 직렬로 된 추가적인 힘 및/또는 모멘트의 발생을 막지 않는다.

특히 플랫폼은 커넥터 장치에 회전 가능하도록 연결될 수도 있는데, 플랫폼에 대하여 회전축 둘레로 커넥터를 회전시키도록 설계된 제2 운동 장치가 구비된다. 바람직하게는 플랫폼을 통해 베이스로부터 전달되는 힘과 토크가 전적으로 제2 운동 장치의 한 부분을 통해 골프클럽 및/또는 골퍼에게 전달되도록, 플랫폼 및 운동 장치에 의해 기구학적 직렬 연결이 형성된다. 상기 직렬 연결은 단순 실행 옵션이다. 이것은 병렬 기구학의 장점을 보유하면서, 또한 1자유도에 대하여 골프클럽 및/또는 골퍼의 운동에 매우 큰 운동 범위를 제공하는 장점을 가진다. 전술한 바와 같이 골프클럽의 타격 단부는 골프 스윙 중에 원거리에서만 원형 운동을 추정한다. 골프 스윙 트레이너는, 바람직하게는 매우 큰 운동 범위를 수반하는 자유도가 회전 운동에 상당하거나 이 회전 운동을 허용하는 회전 자유도가 되도록 설계된다. 그 결과, 운동 범위는 플랫폼의 적절한 회전 운동에 대해 더 작도록 설계될 수도 있다. 특히 신장 부재는 이로써 서로에 대해 더 가깝게 배열되고 및/또는 더 짧을 수 있고, 공간 절약 효과를 발생시킬 수 있다.

바람직하게는 골프클럽 샤프트는, 커넥터가 골프클럽에 연결될 때 종축 둘레로 회전가능하다. 종축 둘레로의 회전은 추가적인(예를 들어, 제3의) 운동 장치에 의해 구동될 수도 있고, 회전은 골프 스윙 트레이너의 제어 장치에 의해 제어될 수 있다.

신장 부재, 이들의 베이스와의 연결 및/또는 이들의 플랫폼과의 연결은 동일한 설계를 가져, 골프 스윙 트레이너의 제조에 있어서의 노력과 비용의 절감을 허용할 수도 있다. 특히 신장 부재는 바람직하게는 반드시 이들의 종축에 대하여 회전대칭적인 막대와 같은 부재(예를 들어, 적어도 부분적으로 튜브 형상)이다. 특히 신장 부재의 길이는 길이 방향에서 불변한다.

바람직하게는 신장 부재는, 소위 헥사포드(hexapod)를 형성한다. 즉 기구학적으로 병렬로 배열된 여섯 개의 신장 부재가 있다. 신장 부재는 플랫폼과 바닥을 직접 연결한다는 점에서 발이 될 필요는 없다. 헥사포드는 특히 가볍고 안정하게 구성될 수 있어서 골프 스윙 트레이너로서의 응용에 특히 적합하고, 제어가 단순하고 직접적이며 정밀하고(이런 맥락에서, 소위 스튜어트 플랫폼(Stewart Platform)의 장점은, 예를 들어 US 6,240,799 B1에 기술된 것과 같이 지적된다), 플랫폼에 모두 6독립 운동자유도에 대하여 큰 운동 범위를 제공한다.

제1 운동 장치 중 적어도 하나(바람직하게는 전부)는 복수의 신장 부재 중에서 하나를 특히 곧은 선, 즉 베이스에 대하여 국소적으로 고정된 직선을 따라서 선형으로 움직이도록 설계된 선형 운동 장치일 수도 있다. 제1 운동 장치는 예를 들어 톱니 벨트 포워드 피드(forward feed)(톱니 벨트를 통해 구동되는 선형 포워드 피드), 예를 들어 독일 36124 아이헨젤 부어거마이스터-에버트-쉬트라세 40 이셀 오토마치온 카게의 톱니 벨트 포워드 피드(짠리멘포슈브) 체트에프 3을 가질 수도 있다. 또한 헥사포드의 사용은 베이스에서 두 신장 부재가, 예를 들어 평행하게 진행하는 두 직선을 따라서 각각 움직이는 것을 허용한다. 특히 이 세 쌍의 직선 중 두 쌍은 병렬로 배열되고, 직선들은 플랫폼의 방향으로 상부에서 바닥으로 경사지게 이어질 수도 있다.

선형 운동 장치에 대한 대안으로서, 하나 또는 그 이상의 신장 부재는 길이 방향으로 길이가 조절가능할 수도 있는데, 즉 가까운 쪽 단부와 먼 쪽 단부 사이의 거리는 조절가능할 수도 있다. 제1 운동 장치는 적절하게 설계되고, 예를 들어 리프팅 운동과 관련된 제어가능한 리프팅 피스톤을 가진다. 예를 들어 신장 부재에 배치된 선형 모터처럼 다른 드라이브들도 가능하다. 일반적으로 적어도 하나의 신장 부재는 길이 조절이 가능한 끼워넣기식 부재일 수도 있다.

각 제1 운동 장치는 신장 부재 중 하나에 운동 및/또는 토크를 전달할 수 있으며, 특히 모터, 예를 들어 톱니 벨트와 같은 것을 통해 신장 부재의 운동을 구동하는 펄스 모터를 가질 수도 있다. 또한 제1 운동 장치의 운동 위치 및/또는 신장 부재는 계측 장치로써 결정할 수 있어야 하는 것이 바람직하다. 본 단락에 기술된 특성 및/또는 특징은 제2 운동 장치에 적절하게 적용될 수도 있다. 드라이브용 서보 모터의 사용이 본 경우에 바람직하다.

골프클럽은 비록 바람직하기는 하지만 골프 표준에 맞는 클럽을 가질 필요는 없다. 대신 골프클럽은, 예를 들어 골프 스윙 트레이너를 이용한 훈련을 위해 특별히 설계되고, 단지 골프 플레이어가 골프클럽을 잡기에 적합한 물체로서의 역할을 할 수는 있다. 특히 골프클럽은 손으로 쥐는 영역이 있는 샤프트를 포함한다.

커넥터 장치는 예를 들어 골프클럽의 샤프트를 붙들거나 골퍼의 적어도 한 팔 및/또는 적어도 한 손을 붙들기 위한 그립장치(gripping device)로, 그립장치는 플랫폼과 연결될 수도 있다.

가능한 운동 범위 내에서 골프 스윙 트레이너의 플랫폼은 임의로 위치시키고 방향을 정할 수도 있고, 운동 범위는 특히 회전 운동에 대하여 매우 클 수 있다. 그 결과 특히 다양한 체격의 골퍼에 의해 다양한 골프 스윙이 훈련될 수도 있다.

골프 스윙은 제어 장치를 가질 수도 있는데, 이 제어 장치는 각 경우에 운동 장치에 의한 운동들이 운동 장치에 의해 제어가능하도록 제어 커넥터를 통해 운동 장치와 연결된다.

또한 골프 스윙 트레이너(특히 전술한 실시예 중 하나에 있는 골프 스윙 트레이너)를 작동시키기 위한 방법을 제안하는데, 이 골프 스윙 트레이너는 복수의 신장 부재를 가지고, 이 신장 부재는 가까운 쪽 단부와 먼 쪽 단부를 가지며, 신장 부재의 가까운 쪽 단부는 국소적으로 고정된 베이스에 연결되고, 신장 부재의 먼 쪽 단부는 플랫폼에 움직임이 가능하도록 연결되며, 플랫폼은 연결 장치를 통해 골프클럽 및/또는 골퍼에 연결되고, 베이스에 대하여 먼 쪽 단부의 운동은 골프클럽 및/또는 골퍼의 골프 스윙 운동을 발생시키고/발생시키거나 골퍼에 의해 수행되는 골프 스윙 운동에 영향을 미친다.

이러한 방법의 장점과 관련하여 전술한 병렬 기구학의 장점을 참고한다. 또한 신장 부재만 움직여야 하므로, 골프 스윙 트레이너를 기술된 바와 같이 작동시키는 것이 쉽다. 이런 유형의 운동이 복잡한 골프 스윙 운동보다 실질적으로 더 쉬울 수 있다. 특히 신장 부재는 직선으로만 움직일 수 있다. 충분한 수의 신장 부재나 추가적인 배열이 있으면, 이에 따라 전체 여섯 개의 독립 운동자유도에 대하여 조절 가능한 골프 스윙 운동이 발생 될 수 있다.

바람직하게는 신장 부재 중 적어도 일부의 길이는 불변하며, 이러한 신장 부재의 먼 쪽 단부의 운동은 베이스에 대하여 가까운 쪽 단부를 움직임으로써 발생한다. 이러한 운동은 특히 베이스에 대하여 고정 위치에 위치한 직선축을 따라 움직임으로써 가까운 쪽 단부가 움직일 때 쉽게 발생한다.

각 경우에 베이스와 플랫폼 사이의 힘은 바람직하게는 전적으로 신장 부재의 종축 방향으로 전달된다.

특히 바람직한 한 실시예에서는 전체 여섯 개의 신장 부재가 사용된다.

커넥터 장치는 플랫폼에 대하여 골프 스윙 운동의 부분 성분들이 실행되고/실행되거나 영향을 받도록 회전될 수도 있다. 부분 성분들이란 운동 성분이나 성분의 부분들을 의미하는 것으로 이해되며, 성분들은 기하학적 성분들(예를 들어, 운동의 속도벡터 성분)을 의미하려는 의도가 있다.

첨부된 도면을 참조하여 골프 스윙 트레이너가 특히 바람직한 형태로 구현된 본 발명의 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예들에 한정되지 않는다. 실시예들의 개별 특징이나 특징들의 조합은 전술한 실시예 및 본 발명의 설계와 조합될 수도 있다. 각 개별 도면은 다음을 도시한다.

도 1 드라이브 장치와 베이스가 생략된 골프 스윙 트레이너의 특히 바람직한 실시예의 삼차원 개략도

도 2 도 1에 도시된 배열 부분의 기구학적 설계도

도 3 도 2에 도시된 한 선형축 상의 선형 운동에 대한 벡터 표현

도 4 구동부(압트립(Abtrieb))와 플랫폼을 위한 좌표계

도 5 절단 도면으로 도시된 플랫폼 상의 하중

도 6 골프 스윙 트레이너의 작동을 제어하기 위한 어레이

도 7 예를 들어 도 1에 도시된 어레이가 부착될 수도 있는 베이스

도 8 신장 부재의 선형 운동을 위한 선형 포워드 피드, 특히 톱니 벨트 포워드 피드의 측면도

도 9 위에서 내려다 본 도 8에 도시된 선형 포워드 피드

도 10 길이 방향 부분이 절단되어 도시된 신장 부재의 특히 바람직한 실시예

도 11 베이스와 신장 부재 사이에 기계적 움직임이 가능한 연결을 위한 연결 부재

도 12 신장 부재가 부착된 도 11에 도시된 연결 부재

도 13 커넥터 장치와 골프클럽 샤프트를 가진 플랫폼

도 1에 도시된 골프 스윙 트레이너는 여섯 개의 신장 부재(S1 내지 S6)를 가지며, 각 길이는 불변적이다. 또한 골프 스윙 트레이너는 여섯 개의 직선축(1 내지 6)을 가지며, 이들 축을 따라서 부재(S1 내지 S6)들의 가까운 쪽 단부는 직선으로 움직일 수도 있다. 예를 들어, 부재(S1 내지 S6)는 축(1 내지 6)과 각각 축(1 내지 6)을 따라 유도하는 연결 부재(예를 들어, 축(5)과 신장 부재(S5)에 대하여 A5로 표시된 것)를 통해 연결되며, 연결 부재(A5)는 제1 카단 조인트(예를 들어, 부재(S5)에 대해 G5a로 표시한 것)를 통해 부재(S1 내지 S6)와 연결된다. 부재(S1 내지 S6)의 먼 쪽 단부는 예를 들어 카단 조인트 (예를 들어, 부재(S5)에 대해 G6b로 표시한 것)를 통해 플랫폼(8)과 연결된다. 따라서 전체 여섯 개의 제1 카단 조인트 및 여섯 개의 제2 카단 조인트가 있다. 그 결과 플랫폼(8)은 여섯 개의 독립자유도(세 개의 병진자유도와 세 개의 회전자유도)를 가진 가까운 쪽 부재의 선형 운동에 의해서만 움직일 수 있다.

제2 운동 장치(9)는 운동 장치(9)의 작동이 플랫폼(8)에 대하여 고정된 회전축 둘레로 커넥터(10)가 회전되는 것을 허용하도록 플랫폼(8)에 배열된다. 골프클럽은 커넥터 장치(10)의 먼 쪽 단부에 부착되는데, 골프클럽(7)은 커넥터 장치(10)에 대하여 샤프트의 종축 둘레로 자유롭게 회전할 수 있다. 이러한 목적으로 적절하게 회전할 수 있는 베어링을 가진, 커넥터 장치(10)를 위한 체결 부재가 샤프트에 움직이지 못하도록 부착될 수도 있다.

골프 스윙 트레이너의 구체적인 특히 바람직한 실시예의 상세 내용은 하기와 같다.

헥사포드, 즉 힘의 전달을 위해 기구학적 병렬 배열을 이룬 여섯 개의 신장 부재를 가진 골프 스윙 트레이너의 기구학은 하기와 같이 기술할 수 있다. 이 맥락에서, 각 경우 운동 장치는 직선축(이하: 선형 드라이브 또는 선형축)을 따라서 신장 부재의 가까운 쪽 단부를 움직인다고 가정한다. 또한 신장 부재는 고정된(즉, 운동에도 불구하고 불변하는) 길이 방향의 길이(이하 사용되는 신장 부재는 막대와 다르지만, 단순히 "막대 길이"라고 부름)를 갖는다. 골프 스윙 트레이너의 실시예에서는 각 신장 부재의 카단 조인트의 초점 간의 공간이 고정된다.

헥사포드에서의 기구학을 먼저 고려한다. 그 다음 추가적인 회전자유도를 가진 헥사포드를 설명하는데, 이 회전은 플랫폼과 커넥터 장치 사이에 가능하다. 따라서 헥사포드가, 소위 보조 회전축에 직렬로 배열되는 직렬 기구학이 존재한다. 보조 회전축 둘레로의 운동은 제2 운동 장치에 의해 구동된다.

먼저, 선형 드라이브로써 선형축 상의 운동들을 제어하기 위해 필요한, 기본 적인 사항들을 설명한다. 이러한 목적(소정의 플랫폼의 위치 및/또는 플랫폼의 방향에 달려있음)으로 신장 부재의 가까운 쪽 단부의 위치는 여섯 개의 선형축 상에서 결정되어야 한다.

도 2는 전역(global)좌표계 g(실험실 시스템), 플랫폼에 대하여 국소적으로 고정된 국소(local)좌표계 l, 플랫폼 P, 플랫폼 P와 선형축(1 내지 6)을 연결하는 여섯 개의 신장 부재(S1 내지 S6)를 가진 기구학적 설계도를 도시한다. 신장 부재의 가까운 쪽 단부는 선형축(1 내지 6)을 따라서 선형으로 움직일 수 있다. 도 3은 선형축(1)에 대한 기구학적 연쇄(kinematic chain)의 실례를 도시한다.

플랫폼 P의 위치와 방향은 두 좌표계의 소스를 연결하는 국소좌표계 l의 국소벡터

에 의해, 그리고 국소좌표계 l의 단위벡터

를 사용하여 분명하게 기술될 수 있다(도 3). 적절한 데이터가 미리 결정될 수 있다. 플랫폼 P의 임의의 선형 변위는 첨자 "neu"(=신)와 "alt"(=구)가 변위 전과 변위 후의 국소좌표계의 국소벡터를 나타내도록 하여 변위벡터

에 의해(전역좌표계에서) 표현될 수 있다.

(1.1)

공간에서의 플랫폼 P의 회전은 국소단위벡터의 변환에 의한 직교변환행렬 에 의해 기술될 수도 있다.

(1.2a)

(1.2b)

(1.2c)

플랫폼 P의 국소좌표계에서 플랫폼 조인트(신장 부재(S1 내지 S6)가 플랫폼 P에 움직일 수 있도록 연결되어 있음)의 위치들(예를 들어, 카단 조인트의 교점들)은 국소벡터

에 의해, 첨자 i가 신장 부재((S1 내지 S6))의 번호와 보조를 맞추어 1 내지 6의 값을 가질 수 있도록 하여 미리 결정된다. 첨자 L은 국소벡터가 국소좌표계에서 정의되었다는 사실을 나타낸다. 이들 여섯 개의 국소벡터는 플랫폼이 움직일 때 변하지 않는다.

가 조인트 "i" 의 플랫폼 좌표이면, 이것은 전역좌표계에서도 표현될 수 있다.

(1.3)

축 조인트(신장 부재가 선형 드라이브와 연결됨)에 대한 국소벡터

는 이제 전역좌표계에서 선형축(도 3에서 선형축1) 상의 미지의 위치 재설정 길이

를 이용하여 표현할 수 있다.

(1.4)

여기에서

는 축 위치 재설정 경로의 출발점 위에 있는 전역좌표계 상의 국소벡터이고,

는 축 위치 재설정 경로 상의 단위벡터(선형축의 위치 재설정 경로 방향에 있음)이다. 막대 길이가 일정하다는 것을 알고 있으므로 미지의 위치 재설정 길이

는 다음과 같이 결정할 수 있다.

(1.5)

이것은 2차 방정식의 풀이를 요구하는데,

에 대해 두 개의 해가 존재하며, 이 중 하나만 룰(rule)로서 의미있는 값을 나타낸다.

길이

는 이제 설정값으로서 동기식 도달을 위해 전자제어시스템에 입력될 수 있다.

헥사포드 플랫폼의 운동 자유 및 특히 가능한 회전각은 신장 부재 기하학에 의해 제한된다. 특히 플랫폼의 현저한 비틀림이 신장 부재들 간의 접촉과 부재의 운동 방해를 일으킬 수 있는 위험이 존재한다. 뿐만 아니라, 가능한 회전각의 범위의 한계에 도달하는 것과 추가적인 회전 운동이 실행되지 못하는 일이 발생할 수도 있다. 주로 한 축 둘레로의 회전이 요구되면, 가능한 회전각은, 예를 들어 기어형 서보 모터로부터 나온(예를 들어, 제2 운동 장치의 경우처럼) 제어된 회전 드라이브를 갖는 추가 회전축으로써 달성될 수 있다. 움직이게 되는 물체, 예를 들어 골프클럽은 이제 이 회전축(예를 들어, 모터(46)의 구동되는 부분)의 구동되는 부분(=압트립(Abtrieb))에 부착될 수 있다.

도 4는 플랫폼 P, 플랫폼 P에 견고하게 부착된 제2 운동 장치의 부분(31), 및 모터에 의해 구동되는 부분들의 일부분(33)을 도시한다.

구동되는 부분(=압트립)의 좌표계(첨자 h는 도 4의 좌표계를 가리킨다)

와 플랫폼 좌표계

(첨자 p는 플랫폼을 가리킨다) 사이의 변환은 직교행렬로써 달성될 수도 있다. 회전가능한 드라이브만으로 달성가능한 속도보다 높은 회전 속도에 도달하려는 목적으로 플랫폼 P를 같이 회전시키는 것(신장 부재를 움직음으로써)도 가능하다.

플랫폼 P에 가해지는 힘은 다음 알고리즘에 의해 기술될 수 있다(도 5 참조)

(2.1)

이 경우

는 신장 부재 S_i 상의 길이방향 힘이다.신장 부재의 길이 방향에 대하여 가로지르는 방향으로 발생하는 가로방향 힘을 무시할 수 있으면(바람직한 실시예에서 매우 높은 근사치의 경우처럼), 모든 길이 방향 힘은 종축에 평행하다. 즉 다음이 성립한다.

(2.2)

이 경우

는 신장 부재 S_i의 단위벡터이다(도 3 참조). 이 길이 방향 힘들은 길이 방향 신장(예를 들어, 스트레인 게이지로 측정된 것) 및/또는 주어진 드라이브 모터의 전압을 이용하여 결정될 수도 있다. 힘

(식 2.1 참조)는 중력, 질량관성력, 및 외력(플랫폼에 작용하는 골퍼)으로 인해 발생할 수도 있다.

이와 비교하여 발생된 모멘트는 다음 식에 의해 결정될 수도 있는데,

(2.3)

여기에서 모멘트

은 질량 관성모멘트와 외부 모멘트(골퍼의 작용)로 인해 발생할 수 있으며, 여기에서

는 연산 전후에 나타나는 벡터의 외적을 나타낸다. 이 경우

은 힘

의 시점 상의 국소벡터이고,

은 외부 모멘트, 예를 들어 회전 드라이브의 모터 모멘트이다.

골퍼에 의해 발생된 힘이 식 2.1에 따라 결정되면, 플레이어가 소정의 운동 경로 방향으로 또는 이 방향에 대해 가로지르는 방향으로 힘을 발생시켰는지 결정할 수 있다. 이 정보는 소정의 운동 방향에서의 힘 성분의 평가에 의한 가속 또는 감속에 의해 상호작용적으로 뒤따를 수 있다. 또한 골프 드라이브는 소정의 운동 방향에 대해 가로지르는 힘 성분을 평가하는 것에 의한 골프 스윙의 품질 평가가 뒤따를 수 있다.

도 6에 도시된 배열에는 예를 들어 상기에 명명한 데이터가 저장되는 데이터 메모리(44)를 가진 제어 컴퓨터(41)가 구비된다. 제어 컴퓨터(41)는 골프 스윙 트레이너, 예를 들어 전술한 실시예의 골프 스윙 트레이너의 작동을 제어하는 역할을 한다. 제어 컴퓨터(41)는 예를 들어 상업적으로 이용가능한 컴퓨터일 수 있다. 제어 컴퓨터(41)는 모니터(42) 및 입력 수단(43), 특히 키보드 및/또는 포인팅 장치(예를 들어, 컴퓨터 마우스)에 연결된다. 이와 같은 방식으로 신호가 초기화되고, 골프 스윙 트레이너의 제어를 위해 적절한 명령이 발생될 수 있다. 모니터(42)는 이러한 목적으로 표면을 터치하면 초기화되도록 터치 방식의(touch sensitive) 표면을 가질 수도 있다.

제어 컴퓨터(41)는 제어 케이블(47a 내지 47f)을 통해 각 드라이브 모터(48 내지 53)와 연결된다. 드라이브 모터(48 내지 53)는 신장 부재를 움직이기 위한 제1 운동 장치의 각 부분이다. 또한 특정 실시예에서는 각 경우에 신장 부재에서의 길이 방향효과를 가진 힘을 측정하고, 적절한 측정 신호를 제어 컴퓨터(41)로 전달하기 위해 고안된 계측 시설이 있을 수 있다.

또한 도 6의 구체적 실시예는 플랫폼에 대한 커넥터 장치의 회전 운동을 구동하기 위한 모터(46)를 제공한다. 모터(46)는 제어 케이블(45)을 통해 제어 컴퓨터(41)로부터 제어가능하다.

전술한 실시예를 제한하지 않으면, 골프 스윙 트레이너는 골프 스윙(예를 들어, 이상적인 곡선 경로 상에서) 동안 골퍼 및/또는 골프클럽의 운동을 실행시키도록 설계될 수도 있다. 여기에서 운동 속도는 예를 들어 골프공을 치는 동안 이상적인 스윙 운동과 같을 필요는 없다. 대신 스윙 운동은 일정하고 및/또는 낮은 속도로 실행될 수도 있다. 그러나 골프 스윙 트레이너가 실제 골프에서 발생하는 실제 속도로 스윙 운동을 실행시키는 것이 바람직하다.

한 가지 가능한 것은 골프클럽 및/또는 골퍼가 커넥터 장치를 통해 골프 스윙 트레이너와 연결되어 있는 동안 골프클럽 및/또는 골퍼의 운동을 실행시킴으로써 골프 스윙 트레이너에 실행될 운동을 가르치는 것이다. 여기에서, 예를 들어 개별 운동 장치의 복수의 운동 위치들은 제어 장치에 의해 감지되고, 적절한 데이터 가 예를 들어 좌표용 메모리에 저장된다.

그러나 이러한 데이터는 다른 방식으로(예를 들어, 하기와 같이 제어 장치에 정보를 직접 입력함으로써) 발생키시고, 이들을, 예를 들어 좌표용 메모리에 저장하는 것이 바람직하다.

또한 운동 위치들의 시간 및/또는 운동 위치들 간의 타임 랩스(time lapse)가 설정되고 메모리에 저장될 수도 있다. 또 각각의 두 개의 연속된 운동 위치 사이의 일정한 타임 랩스로써 운동 위치가 저장될 수도 있다.

골프 스윙 트레이너는 바람직하게는 좌표 메모리에 저장된 데이터를 판독하고, 예를 들어 메모리에 저장된 운동 위치에 따라 골프 스윙 운동을 실행시킬 수 있다. 저장된 데이터의 활용은 예를 들어 연속 운동 위치에 대한 데이터 값들을 스캔하는 빈도를 높이거나 낮춤으로써 운동을 더 빠르거나 더 느리게 실행시키는 것도 허용한다. 바람직한 실시예에서 운동 장치의 좌표는, 일정한 빈도로 연속 운동 위치들에 대한 데이터 값을 스캔하는 것과 적절한 순간 운동 실행이 자동으로 원하는(바람직하게는 이상적인) 운동 속도를 일으키도록 메모리에 저장된다.

연속 운동 위치들의 데이터는 예를 들어 기계 공학에서 사용되는 CAD(컴퓨터 보조 설계) 소프트웨어의 방식으로 작동하는 컴퓨터 프로그램에 의해 발생 될 수도 있다. 이 경우 운동 경로의 곡선 및/또는 운동 속도는 개별 골퍼의 특징 및/또는 기술에 맞추어졌을 수도 있다. 복수의 데이터 세트는 각 데이터 세트가 한 골프 스윙에 해당하도록 제어 장치에 저장되고 접근가능할 수도 있다.

제어 장치의 적절한 입력 장치로써 하나 또는 여러 개의 운동 위치들을 변화 시킴으로써, 저장된 운동 곡선을 변화시키는 바람직한 옵션이 있다. 예를 들어 입력 장치는 컴퓨터 키보드 및/또는 포인팅 장치(예를 들어, 컴퓨터 마우스)를 갖는다. 이것은 적절한 표현 장치(예를 들어, 컴퓨터 모니터)에 의한 잠시 저장된 데이터에 해당하는 운동 및/또는 변경된 데이터의 가시적 표현을 허용한다.

예를 들어, 바람직한 한 실시예에서는 상기의 입력 장치가 이상적인 운동 경로 상에 지점들을 설정할 수 있으며, 이들은 골프 스윙 중에 통과되어야 한다. 제어 장치는 이 점들에 상당하는 운동 장치의 운동 위치들을 계산하고 저장할 수 있다. 또한 제어 장치는 설정된 점들에 기초하여(예를 들어, 스플라인 보간법(spline interpolation)으로써) 이상 운동 경로에 대한 추가 점들을 자동으로 발생시킨다.

메모리에 데이터를 저장하기 전 또는 저장한 후의 운동 경로 곡선을 교정할 목적으로 그래픽 유저 인터페이스(graphic user interface)가 사용될 수도 있다. 여기에서 스윙 곡선은, 예를 들어 골프 스윙 중에 골프클럽이 통과하는 평면에 도시된다. 이 평면은 골프 스윙 중 실험실 좌표계(예를 들어, 바닥 좌표계)와 관련하여 국소적으로 고정되지 않기 때문에, 운동 위치 좌표의 적절한 변환이 표현의 목적상 실행될 수도 있다. 또한 경로 곡선의 기하학은 평면에 대하여 수직으로 변경될 수도 잇다. 이러한 목적으로 베지어 커브(Bezier Curve)의 사용을 통해 경로 곡선의 부분 세그먼트들이 교정될 수도 있다. 이에 따라 경로 곡선 상의 개별 점들로부터,

a) 위치를 변경하는 것과

b) 스윙 경로의 접선을 변경하는 것과

c) 곡선의 곡률을 변경하는 것 및/또는

d) 골프클럽 샤프트의 각도를 변경하는 것이 가능하다.

또한 신장 부재 상에 길이 방향으로 작용하는 힘이 측정되는 것(예를 들어, 스트레인 게이지를 이용해서)이 바람직하다. 특히 신장 부재는 각각, 적절한 신장 부재 상의 길이 방향으로 힘이 전달되는 동안, 길이 방향으로 순간적으로 작용하는 힘에 상당하는 신장 부재의 길이 및/또는 길이의 변화의 측정을 용이하게 하기 위해 고안된 계측 센서를 가질 수 있다. 측정 장치의 계측 센서는 바람직하게는 신장 부재의 먼 쪽 단부에 배열된다. 본 실시예에서 계측 센서와 골퍼 및/또는 골프클럽 사이에 존재하는 질량은, 보다 작고 측정된 값에 기초한 커넥터 장치에 의해 수행된 운동의 더 정밀한 계산을 허용한다. 더 큰 측정 신호를 얻으려면, 신장 부재를 측정 위치(계측 센서가 부착되는 곳)에서의 길이 방향 힘에 의한 길이 방향 변화에 대한 저항력과 관련하여 신장 부재의 다른 길이 방향 부분들 보다 더 약화 되도록 설계할 것을 제안한다. 예를 들어 막대가 신장 부재로 이용될 때는 단지 재료의 두 대향 영역만 두날 포크(two-pronged fork)와 같이 길이 방향에 대하여 가로지르는 방향으로 남도록 측정 위치의 재료가 제거된다.

이와 달리 또는 이에 더하여, 드라이브 장치(모터 및 이에 연결된 톱니 벨트와 같은 드라이브 부재)에 의해 발생 된 힘 및/또는 모멘트는 드라이브 장치를 제어하기 위한 제어 신호로부터 측정되고 및/또는 계산될 수도 있다. 예를 들어 신장 부재를 따라 길이 방향으로 작용하는 힘은 베이스와 플랫폼 사이에 작용하는 전체 힘에(벡터로서) 추가될 수 있다. 제2 운동 장치가 제공되면, 이것에 의해 가해지는 힘 및/또는 이것에 의해 가해지는 토크 모멘트가 측정될 수 있다.

모든 경우에, 측정값으로부터 스윙 운동 중에 어떤 힘 및/또는 모멘트가 골퍼에 의해 가해졌는지 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 적절히 계산된 값 또는 골퍼 없이 실행된 스윙 운동에서 유도된 측정값(예를 들어, 골퍼에 대해 이상적인 것)들에 의해 비교가 가능해진다. 이러한 목적으로, 예를 들어 골프클럽은 커넥터 장치에 단순하게 연결되고 스윙 운동이 실행된다. 골퍼에 의해 가해진 힘 및/또는 모멘트의 결정은, 골퍼에 의해 실행된 스윙 운동을 분석하고 및/또는 골프 트레이너로 이들을 자동으로 수정하는 것을 가능하게 한다. 특히 비교는 골프 스윙을 특징짓는 값들, 예를 들어 가속도 값 및/또는 너무 세거나 약한 부적절하게 실행된 힘 및/또는 모멘트를 운동 경로 상의 각 지점 및/또는 영역에 지정하는 하는 것을 허용한다. 좀 더 일반적으로 말해서, 이에 따라 운동 경로 및/또는 골프 스윙의 개별 세그먼트와 관련하여 분석이 가능하다. 여기에서, 분석은 바람직하게는 제어장치에 의해, 가능하다면 설정된 모드에 따라 완전히 자동화된 방식으로 수행된다.

특히, 골프 스윙 트레이너의 하기 모드들이 선택될 수 있다.

1. 골프 스윙, 또는 이것의 부분 세그먼트는 여러 번 반복될 수 있다. 여기에서 골프 스윙은 설정된 속도로 소정의 경로 곡선을 따라 골프 스윙 트레이너에 의해 실행될 수 있다.

2. 이 모드는 골퍼가 힘을 가하여 소정의 경로 곡선상의 속도를 결정하고 및/또는 변경할 수 있다는 것을 제외하고 모드 1과 같이 진행한다. 예를 들어 가하는 힘은 상기 식 2.1에 의하여 결정된다. 여기에서 힘

는 골퍼에 의해 가해진 외력, 질량 관성력, 및 중력으로 구성된다. 무게는 저울 상에서 또는 골프 스윙 트레이너의 시험 작동에 의해 측정된다. 질량 관성력은 가속도로부터 분석적으로 결정할 수 있다. 또한 힘

는 기술한 바와 같이 신장 부재에서 스트레인 게이지를 사용하여 측정될 수도 있다. 따라서 짧은 시간 내에서 반복적으로 외력을 결정하는 것이 가능하다. 외력의 힘 성분이 순간적으로 결정된 경로 곡선 방향에서 결정되면, 경로 곡선 상의 운동 속도는 힘 성분이 변화되는 방향에 따라 증가하거나 감속한다. 여기에서, 예를 들어 속도는 힘 성분에 비례하여 증가될 수 있다. 다시 말해서, 골퍼가 운동을 가속시켜 경로 곡선 방향으로 힘 성분을 가진 추가 외력을 가하기를 원하면, 이것이 주시되고, 골프 스윙 트레이너는 속도를 증가시킨다.

3. 이 모드에서는, 골퍼는 힘을 가하여 경로 곡선을 바꿀 수 있다. 그러나 운동이 소정의 경로 곡선을 따라 실행된다면 요구되는 힘은 운동 중에 언제든지 최소이다. 바람직하게는 골프 트레이너는 이와 같은 경우 이상적인 경로 곡선의 방향으로, 예를 들어 이상적인 경로 곡선의 위치에서 실제 수행된 경로 곡선의 순간 위치까지의 거리 비례한 복원력을 가한다. 이상적인 경로 곡선의 해당 위치는, 예를 들어 순간 위치의 바로 옆 위치이거나 이상적인 골프 스윙이 순간적으로 이상적인 속도로 실행되었을 경우에 도달했을 위치일 수 있다. 여기에서 비례 요소는 순간 위치 및/또는 이에 상당하는 이상 경로 곡선의 위치에 종속될 수 있다.

모드 사이의 전환은 자유롭게 가능하다. 예를 들어 플레이어에 대한 이상적인 골프 스윙은 우선 모드 1에서 연습되고 그 다음 모드 2 및/또는 모드 3에서 반복적으로 연습될 수 있다. 연습 과정은 "근육 메모리(muscle memory)"를 발달시킨 다. 즉 플레이어는 무의식적으로 이상적인 골프 스윙을 유지하게 된다.

바람직한 과정에서는 골프 스윙의 경로 곡선 상의 특정 지점들(예를 들어, 골프 용어로, 소위 "9시" 지점)은 골퍼 및/또는 골프클럽이 커넥터 장치에 연결되어 있는 동안 골퍼에 의해 점유된다. 이제 두 가지 가능성이 존재한다. 하나는 제어장치의 데이터에 설정된 지점이 변경되도록 제어장치에 적절한 명령을 내림으로써(예를 들어, 그래픽 인터페이스를 통해서) 사람(예를 들어, 전문가)에 의해 위치가 수정될 수 있다는 것이다. 또 다른 하나는 적절한 힘 및/또는 모멘트가 골프 스윙 트레이너에 가해지도록 플레이어(예를 들어, 전문가가 내린 지시를 따르는 플레이어)가 신체 자세를 바꿀 수 있다는 것이다. 이 힘 및/또는 모멘트는 측정될 수 있고(예를 들어, 전술한 것과 같이 스트레인 게이지로써), 제어장치는 이에 기초하여, 결정될 경로 곡선 상의 지점의 수정된 위치를 계산할 수 있다.

도 7에 도시된 베이스(70)는 바닥판(71)과 각각 두 개의 발(75a, 75b 및 75c, 75d)를 가진 두 프레임(72a, 72b)을 갖는다. 다리들(75a, 75b 및 75c, 75d)은 바닥판(71)에 부착되어 있다. 프레임(72a, 72b)은 각각, 프레임(72a) 개구부의 낮은 쪽 엣지가 프레임(72b)의 낮은 쪽 엣지 보다 바닥판에 더 가깝게 배치되도록 액자식의 창문형 개구부를 형성한다. 두 프레임(72a, 72b)의 낮은 쪽 엣지는 대향 단부양쪽에서 대각선 위로 이어지는 프레임 섹션(76a, 76b 및 76c, 76d)과 결합한다. 프레임(72a, 72b)의 위쪽 엣지는 바닥판(71) 위에 대략적으로 동일한 높이에 위치된다.

베이스(70)는 신장 부재(예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 부재들(S1 내지 S6)가 선형적으로 움직일 수 있는 선형축을 정의하는 전체 세 쌍의 두 개의 선형 가이드 장치(73a, 73b와 73c, 73d와 73e,73f)를 갖는다. 두 개의 선형 가이드 장치(73a, 73b와 73c, 73d와 73e,73f)는 모두 서로에 대하여 평행하다. 그러나 다른 실시예에서는 이들은 서로에 대하여 평행하지 않을 수도 있다. 선형 가이드 장치(73c, 73d)는 뒤쪽 상부에서 앞쪽 바닥으로 수평한 쪽으로 약간 기운다. 이것은 선형 가이드 장치(73c, 73d)를 프레임(72a, 72)의 위쪽 엣지에 붙임으로써 달성된다. 반면에 선형 가이드 장치(73a, 73b 및 73e,73f)는 바닥판(71) 쪽으로 기울여진다. 이것은 선형 가이드 장치(73a, 73b 및 73e,73f)를 앞 부분은 대각선으로 위로 이어지는 프레임 섹션(76a, 76b)에, 그리고 뒷부분은 대각선으로 위로 이어지는 프레임 섹션(76, 76d)에 붙임으로써 달성된다.

적어도 베이스(70)의 프레임(72a, 72b)은 바람직하게는 금속, 특히 강철 프로파일로 만들어져야 한다.

도 8 및 도 9에 도시된 선형 포워드 피드(80)는 직선으로, 즉 도면에서는 왼쪽에서 오른쪽으로 움직일 수 있는 슬라이드(81)를 갖는다. 해당 선형축을 따라 연장하는 선형 포워드 피드의 중간영역(82)은 대향 단부 피스(83, 84)에서 각각 회전하는 두 톱니 벨트(91a, 91b)를 고정시킨다. 이러한 톱니 벨트 드라이브 대신, 예를 들어 볼 스크류 드라이브(=밸쯔쉬라웁트립(Waelzschraubtrieb)) 또는 롤러 스크류 드라이브(=밸쯔쉬라웁트립(Waelzschraubtrieb))가 사용될 수도 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 샤프트(93)는 드라이브 모터(48)와 연결된다. 선형 포워드 피드(80)는 드라이브 모터(48)와 함께 신장 부재의 가까운 쪽 단부를 움직이기 위한 제1 운동 장치를 구성한다. 특히, 도 7에 도시된 모든 선형 가이드 장치(73)는 이런 유형의 선형 포워드 피드(80)의 방식으로 형성될 수 있다.

톱니 벨트(91a, 91b)는 샤프트(93)의 회전 운동이 선형축 상의 선형 운동으로 전환되도록 샤프트(93)를 통해 드라브 모터(48)에 의해 구동된다. 예를 들어 슬라이드(81)는 선형 운동 중에 롤러가 움직이는 바깥쪽에서 중간 영역(82)을 통해 지나간다.

도 10에 도시된 신장 부재(100)는 예를 들어 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 신장 부재(S1 내지 S6)로서 사용된다. 이것은 회전축이 부재(100)를 따라 길이 방향으로 연장하는 막대 형상의 중공실린더 중간영역(101)을 갖는다. 중간영역(101)은 도 10에 완전히 도시되어 있지 않다. 일반적으로 이것은 도면에서보다 훨씬 더 길다.

부재(100)의 제1 단부(103)는 조인트(특히, 카단 조인트)를 통해 베이스와 연결되도록 설계된다. 제1 단부(103)와 길이 방향으로 대향하는 제2 단부(102)는 조인트(특히, 카단 조인트)를 통해 플랫폼과 연결되도록 설계된다. 제2 단부(102)는 솔리드 실린더로 만들어지고, 비회전 방식으로 중간영역(101)과 연결되는데, 예를 들어, 단부 부분(101a)에서 부재(100)의 중간부분이 회전축과 일치하는 종축(105)의 방향으로 중간영역(101)에 용접되며. 제2 단부(102)를 중간영역(101)에 붙이기 전에 두 대향 평행 표면(106a,106b)이 생성되도록 포켓홀이 형성되고 재료가 두 대향 측면으로부터 길이 방향(105)에 수직하게 제거되었다. 길이 방향(105)으로 연장하고 재료가 제거되면, 포켓홀을 가진 길이 방향의 영역들이 겹친다. 따 라서 한 쪽 표면(106a)에서 다른 쪽 표면(106b)까지 연장하는 겹치는 영역에 창(107)이 생성되었다. 이에 따라 길이 방향(105)으로 평행한 두 링크(108a, 108b)가 창(107)의 엣지로서 생성되었다. 힘은 길이 방향(105)으로 발생하므로, 이 링크들(108a, 108b)은 부재(100)에서 가장 약한 영역을 나타낸다. 따라서, 힘에 의해 발생된 부재(100)의 길이 변화는 이들 영역에서 최적으로 측정될 수 있다. 스트레인 게이지(99)는 길이 방향(105)에 평행하게, 바람직하게는 링크(108a, 108b) 중 하나의 내부에 부착된다.

바람직하게는 스트레인 게이지(99)가 사용되는데, 링크(108)와 연결된 스트레인 게이지(99)의 재료의 전기 저항은 길이 방향(105)에 평행한 링크(108)의 길이와 함께 변한다. 이 전기 저항은, 예를 들어 전기 저항 브릿지를 통해 측정된다. 이런 유형의 스트레인 게이지는 상업적으로 이용가능하고, 신장 부재의 다른 실시 유형에도 이용될 수 있다.

스트레인 게이지의 전기 연결 케이블은 바람직하게는 플랫폼으로 이어지고, 이로써 전방으로, 특히 제2 운동 장치의 연결 케이블과 함께 이어진다. 스트레인 게이지(99)는 스트레인 게이지(99)의 측정 신호가 평가되는 도 6에서 설명된 제어 장치(41)와 연결될 수 있다.

회전조인트(104) 부분들의 가능한 예외를 가지고서, 부재(100)는 바람직하게는 알루미늄 및/또는 탄소 섬유 강화플라스틱으로 만들어져야 한다.

부재(100)의 단부(102, 103)에는, 각각 핀(예를 들어, 도 12 참조)이 부재(100)의 다른 구조 부재와의 움직임이 가능한 기계적 연결을 용이하게 하는 구 멍(109a, 109b)을 통해 삽입될 수 있도록, 길이 방향(105)에 대하여 가로질러 이어지는 관통 구멍(109a, 109b)이 구비된다. 이 점은 하기에 더 자세히 논의된다. 마찰 베어링(friction bearing)은 각 관통 구멍(109a, 109b) 안으로 눌린다.

또한 부재(100)는 예를 들어 중간영역(101)의 한 쪽 단부를 단부(103)와 연결하는 회전조인트(104)를 갖는다. 회전조인트(104)는 바람직하게는 적어도 하나의 볼 베어링을 갖는 조인트이다.

도 11 및 도 12에 도시된 결합 피스는 예를 들어, 도 1에 도시된 결합 피스(A5)처럼 사용된다. 이것은 제1 운동 장치에 연결된 이동 피스(113)를 갖는다.

결합 피스는 회전조인트(110)도 갖는다. 바람직하게는 회전조인트(110)는 슬라이드(81)로부터, 여기에 부착될 경우 멀리 배치된다. 배열은 도 8에 도시된 바와 같이 회전조인트(110)가 슬라이드(81) 위에 배열되도록 구현된다. 여기에서 이동 피스(113)의 낮은 쪽 엣지는 대략적으로 선형축의 방향으로 이어진다. 이것이 신장 부재의 운동을 위한 큰 운동 범위를 보장한다.

회전조인트(110)은 엘보우(elbow) 피스(112)를 통해 이동 피스(113)에 부착된다. 여기에서 회전조인트(110)의 회전축(117)은 이동 피스(113)의 낮은 쪽 엣지에서 바라보았을 때 위쪽으로 경사진다. "아래"와 "위"라는 표현은 도 8, 도 11, 및 도 12 만을 가리킨다. 골프 스윙 트레이너의 작동 중에 이동 피스(113)의 낮은 쪽 엣지는 예를 들어, 상부에도(예를 들어, 이것이 선형 가이드 장치(73c)에 부착된 경우) 있을 수 있다.

회전조인트(110)는 엘보우 피스 (112)에 대하여 회전축(117) 둘레로 회전될 수 있는 포크(111)를 가진다. 바람직하게는 회전조인트(110)에는 볼 베어링이 장착된다. 포크(111)는 자유 단부가 엘보우 피스(112)로부터 바깥쪽으로 향한 두 개의 프롱(prong)(114, 115)을 가진다. 각 프롱(114, 115)은 회전축(117)에 대하여 수직한 관통구멍(116a, 116b)을 가지며, 서로 높이가 맞다. 도 12에서 볼 수 있듯이, 신장 부재, 예를 들어 도 10에 도시된 것과 같은 신장 부재(100)는 단부(예를 들어 단부(103))가 프롱(114, 115) 사이에 삽입되고, 관통 구멍, 볼트 또는 핀, 및 회전조인트(110)에 의해 카단 조인트가 형성되도록 핀 또는 볼트(121)가 관통 구멍(116a, 116b)과 관통 구멍(109b) 안으로 삽입될 수 있다.

예를 들어 이동 피스(113)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 슬라이드(81)에 연결되고, 관통 구멍(118a)은 슬라이드(81)의 영역 a에 배치되고(도 9 참조), 관통 구멍(118b)는 슬라이드(81)의 영역 b에, 관통 구멍(118c)는 슬라이드(81)의 영역 c에, 그리고 관통 구멍(118d)는 슬라이드(81)의 영역 d에 배치되도록 이동 피스(13)의 관통 구멍들(118a, 118b, 118c, 118d)에 의해 슬라이드(81)에 연결된다. 이동 피스(118)를 안정적으로 고정하고 지지하기 위해서 추가 구조 부재가 사용될 수도 있다. 따라서 도 9에서 회전조인트(10)은 슬라이드(81)의 위쪽 엣지를 넘어 연장하고, 회전축(117)은 오른쪽으로 대각선 상방향으로 향한다. 이 때 선형 포워드 피드(80)는 예를 들어, 베이스(70)의 선형 가이드 장치(73b)로서 사용되며, 이 경우 도 7의 도면에서 모터(48)를 갖는 단부는 뒷쪽 상부에 배치되게 된다. 공간을 절약하기 위해서 모터(48)는 샤프트(93)의 맞은편 결합 부재에 배치될 수도 있다.

골프 스윙 트레이너는 바람직하게는 신장 부재(도 12)가 회전조인트(110)의 회전축(117) 방향으로 최소 10도, 최대 80도의 각으로, 특히 최소 20도, 최대 70도의 각으로 기울도록 설계된다. 이것이 플랫폼 운동의 정밀하고 안정적인 제어를 보장하고/보장하거나 신장 부재를 통한 선형 포워드 피드로부터 플랫폼으로의 동요하지 않는 힘의 전달을 용이하게 한다.

예로서, 골프 스윙 트레이너의 플랫폼(8)은 도 13에 도시된 것과 같이 설계된다. 슬래브(slab) 형상의 부재(130)는 중앙 컷아웃(131)을 가진다. 슬래브 형상의 부재(130)의 표면평면에 위치한 연장부분(132a, 132b, 132c, 132d)은 세 방향으로 연장한다. 짝을 이루는 이 방향들은 서로 120도의 각을 포함한다. 회전조인트의 회전축들(134a 내지 134f)은 이 방향들과 평행하고, 회전조인트 쌍들은 서로에 대해 평행하게 연장부분(132a, 132b, 132c, 132d)의 하나에 부착된다. 도 11에 도시된 회전조인트(110)와 유사한 방식으로 회전조인트는 각각 두 개의 프롱을 가진 포크(133a 내지 133f)를 가지고, 도 12에 도시된 것과 유사한 방식으로 각 경우에 카단 조인트가 생성되도록, 신장 부재의 먼 쪽 단부가 핀 또는 볼트에 의해 포크(133a 내지 133f)에서 안정적으로 움직이는 것을 허용한다.

모터(9)(특히 서보 모터)의 몸체는 중앙 컷아웃(131)을 통해 삽입되고, 모터(9)는 플랫폼(8)에 대하여 회전할 수 있으며, 커넥터 장치(137)(예를 들어, 도1에 도시된 커넥터 장치(10))는 플랫폼(8)에 연결된다. 회전축은 슬래브 형상의 부재(130)의 표면의 표면평면에 대하여 예를 들어, 20 내지 30도의 각으로 기울어진다. 바람직하게는 회전축은 골프 스윙 중에 골프클럽(7)의 샤프트가 움직이는 평면에 대하여 대략 수직으로 배열된다. 이러한 평면은 근사적으로만 존재한다. 그러나 골프 스윙 중의 샤프트의 위치 및 방향은 플랫폼(8)의 운동에 의해 수정된다.

슬래브 형상의 부재(130)는, 도 13에 두 개만 도시한 세 개의 커넥터 막대(139a, 139b)를 통해 고정 장치(135, 136)에 연결된다. 모터(3)의 스테이터(stator)는 서로에 대해 평행하게 배열된 두 원형 디스크를 가진 이 고정 장치(135, 136)에 부착된다. 모터(9)의 로터는 적절한 모멘트를 전달받기 위해 크랭크 형식으로 설계된 커넥터 장치(137)에 연결된다.

로터는 힘을 받지 않는 모터(9) 샤프트가 회전축에 대하여 가로지르는 방향으로 계속 이어지도록 하기 위해 이중 헬리컬 볼베어링으로써 원형 디스크(136)에 안착된다.

Claims

베이스(70)와,

각각 가까운 쪽 단부(103)와 먼 쪽 단부(102)를 가진 복수의 신장 부재(elongated element)(S1 내지 S6)와,

상기 복수의 신장 부재(S1 내지 S6) 중 하나의 가까운 쪽 단부(103)에 각각 연결되고, 상기 복수의 신장 부재(S1 내지 S6) 중 하나를 상기 베이스(70)에 대하여 각각 움직이도록 설계된 복수의 제1 운동 장치(48, 80)와,

상기 신장 부재(S1 내지 S6)의 먼 쪽 단부(102)에 이동가능하도록 연결된 플랫폼(8)과,

상기 신장 부재(S1 내지 S6)의 운동이 골프클럽(7) 및/또는 골퍼의 운동에 영향을 미칠 수 있도록, 골프 스윙 트레이너를 골프클럽(7) 및/또는 골퍼에 연결하도록 설계된 커넥터 장치(10)를 구비한 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항에 있어서,

제어 장치(41)를 구비하여, 상기 제어장치는 제어 커넥션(47)을 통해 상기 운동 장치(48 내지 53)의 각각에 연결되어 상기 운동 장치들의 운동이 상기 제어 장치에 의해 제어될 수 있는, 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신장 부재(100) 중 적어도 하나가 카단(cardan) 조인트를 통해 상기 플랫폼에 및/또는 카단 조인트를 통해 상기 베이스(70)에 연결되는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 신장 부재(100) 중 적어도 하나가 카단 조인트를 통해 플랫폼에 그리고 카단 조인트를 통해 베이스(70)에 연결되고, 상기 신장 부재에 회전 조인트(104)가 구비되어, 상기 신장 부재(100)의 가까운 쪽 단부(103)와 먼 쪽 단부(102)가 상기 신장 부재(100)의 종축 둘레로 독립적으로 회전할 수 있는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스와 플랫폼 사이의 힘이, 각 경우에 상기 신장 부재의 종축 방향으로만 전달되도록, 상기 골프 스윙 트레이너가 설계되는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

전체 여섯 개의 상기 신장 부재(S1 내지 S6)가 구비되는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플랫폼은 상기 커넥터 장치(10)에 회전가능하도록 연결되고, 제2 운동 장치(9)가 상기 플랫폼(8)에 대하여 회전축 둘레로 상기 커넥터 장치를 회전시키도록 설계되어 구비된 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 회전축은 상기 플랫폼(8)의 충격면에 대한 수직 방향에 대하여 기울고, 상기 신장 부재의 먼 쪽 단부는 상기 충격면에서 상기 플랫폼(8)에 적용된 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 신장 부재는 각 경우에 하나의 카단 조인트를 통해 상기 플랫폼(8)에 연결되고, 상기 각 카단 조인트의 조인트축의 교차부는 상기 충격면에 놓이는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 운동 장치는 직선을 따라 선형으로 상기 복수의 신장 부재의 각각 하나를 움직이도록 설계된 선형 운동 장치이고, 상기 직선은 국소적으로 상기 베이스에 대하여 고정된 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신장 부재의 각각은, 상기 각 신장 부재의 길이 방향으로 힘을 전달하 는 동안 길이 방향의 순간 유효 힘에 상당하는 상기 신장 부재의 길이의 측정 및/또는 길이의 변화의 측정을 가능하게 하도록 설계된 측정 센서(99)를 갖는 골프 스윙 트레이너.
선행하는 청구항에 있어서,

측정 센서(99)가 상기 신장 부재(100)의 먼 쪽 단부(102)에 배치되는 골프 스윙 트레이너.
골프 스윙 트레이너 작동 방법으로서, 상기 골프 스윙 트레이너는 복수의 신장 부재(S1 내지 S6)를 가지고, 상기 신장 부재는 가까운 쪽과 먼 쪽 단부를 가지며, 상기 신장 부재의 가까운 쪽 단부는 국소적으로 고정된 베이스(70)에 연결되고, 상기 신장 부재의 먼 쪽 단부는 플랫폼(8)에 이동가능하게 연결되며, 상기 플랫폼은 커넥터 장치(10)를 통해 골프클럽(7) 및/또는 골퍼에 연결되고, 상기 베이스에 대한 상기 먼 쪽 단부의 운동은 상기 골프클럽 및/또는 골퍼의 골프 스윙 운동을 발생시키고 및/또는 상기 골퍼에 의해 수행된 골프 스윙 운동에 영향을 미치는 골프 스윙 트레이너 작동 방법.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 신장 부재(S1 내지 S6)의 적어도 일부 길이는 불변하고, 이들 신장 부재의 먼 쪽 단부의 운동은 상기 베이스에 대한 가까운 쪽 단부를 움직이는 것에 의 해 초래되는 방법.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 가까운 쪽 단부는 상기 베이스(70)에 대하여 국소적으로 고정된 직선축을 따라 움직임으로써 움직이게 되는 방법.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스(70)와 상기 플랫폼(8) 사이의 힘이 각 경우에 상기 신장 부재(S1 내지 S6)의 종축 방향으로만 전달되는 방법.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

전체 여섯 개의 상기 신장 부재가 사용되는 방법.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 커넥터 장치(137)가 상기 플랫폼(8)에 대하여 회전하여, 상기 골프 스윙 운동의 부분 성분들이 실행되고 및/또는 영향을 받는 방법.
선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 신장 부재의 길이 방향으로 작용하는 힘은 계측에 의해 측정되는 방법.
선행하는 청구항에 있어서,

상기 골프 스윙 트레이너의 작동은 측정 결과에 따라 제어되는 방법.