KR20070090801A - 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상체 운동시에 제공되는 저항의 중량을 손스위치 또는 발스위치의 조작으로 저항의 중량을 조절할 수 있도록 하여 운동을 멈추지 않고 지속적으로 운동을 하면서 자신에게 맞는 저항의 중량으로 운동을 할 수 있도록 하고, 저항을 적절하게 분배하기 위해 사용되는 케이블과 도르레의 특성을 링크로 구현될 수 있도록 하고, 손잡이의 각운동 범위를 120∼225°로 확대할 수 있도록 4절 링크방식과 타이밍 벨트방식을 적용하여 유격없이 인체의 운동성에 부합할 수 있도록 한 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구에 관한 것이다.

본 발명은 상체 운동기구에 있어서, 수평프레임상에 설치된 길이조절이 가능한 안장과 등패드 후면에 수평프레임과 수직 교차되게 형성된 수직프레임 상단에 지지프레임을 구성하되, 상기 지지프레임상에 전방을 향해 일정한 기울기로 형성된 손잡이링크 지지대에 좌우로 대칭되게 제1고정축을 구비하여 손잡이링크가 상하로 원호원동을 하는 손잡이 구동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 제1고정축 지지대와 손잡이링크를 연결하는 보조링크에 의해 손잡이에 각운동이 발생되게 하는 손잡이 각운동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 저항조절수단을 통해 제공되는 일정한 저항을 좌우로 분배하여 밸런스를 유지하도록 링크로 상호 연결되는 저항분배수단; 상기 저항분배수단과 연결되어 손잡이 구동수단에 의한 상하 운동시, 손잡이에 형성된 스위치의 선택에 따라 저항의 중량이 자동으로 조절될 수 있도록 하는 저항조절수단;으로 구성되는 자동저항조절장치가 구비된 3 차원 상체 운동기구에 관한 것이다.

3차원, 상체, 운동기구, 각운동, 저항분배

Description

자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구{3 Dimensional sporting equipment for higher part of the body with automatic resistance regulator}

도1은 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 사시도

도2는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 배면 사시도

도3은 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 작동상태를 도시한 측면도

도4ab는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 저항배분수단을 통해 작동되는 상태를 도시한 정면도

도5ab는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도

도6ab는 본 발명에 적용되는 다른 실시예의 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도

도7ab는 본 발명에 적용되는 또 다른 실시예의 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1. 수평프레임 2. 수직프레임

3. 지지프레임 10. 손잡이 구동수단

11. 손잡이링크 지지대 12ab. 제1고정축 지지대

13ab. 제1고정축 14ab. 손잡이링크

15ab. 손잡이 16ab. 완충부재

16a'b'. 완충부재 17ab. 완충부재 고정대

20. 저항분배수단 21ab. 구동링크 고정대

22ab. 구동링크 23ab. 저항분배레버

24. 저항링크 고정대 25. 저항링크

26. 저항운반레버 27a. 저항운반레버 고정대

30. 저항조절수단 31. 제2고정축

32. 저항지지대 33. 저항조절부

34. 샤프트 35ab. 보조지지대

36. 저항체 37a. 저항증가 손스위치

37b. 정항감소 손스위치 38. 저항고정대

39. 발스위치 지지대 39a. 저항증가 발스위치

39a. 저항감소 발스위치 40. 안장

40a. 안장 길이조절부 41. 안장 지지대

42. 등패드 50. 손잡이 각운동수단

51ab. 보조링크A 51a'b'. 보조링크 지지대

52ab. 손잡이레버A 53ab. 보조링크B

54ab. 손잡이레버B 55ab. 손잡이 프레임

56ab. 손잡이 제1회전축 57ab. 손잡이 제2회전축

58. 타이밍벨트풀리A 59. 타이밍벨트풀리B

60. 타이밍벨트 61. 평기어A

62. 평기어B

본 발명은 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상체 운동시에 제공되는 저항의 중량을 손스위치 또는 발스위치의 조작으로 저항의 중량을 조절할 수 있도록 하여 운동을 멈추지 않고 지속적으로 운동을 하면서 자신에게 맞는 저항의 중량으로 운동을 할 수 있도록 하고, 저항을 적절하게 분배하기 위해 사용되는 케이블과 도르레의 특성을 링크로 구현될 수 있도록 하고, 손잡이의 각운동 범위를 120∼225°로 확대할 수 있도록 4절 링크방식과 타이밍 벨트방식을 적용하여 유격없이 인체의 운동성에 부합할 수 있도록 한 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구에 관한 것이다.

최근 들어 현대인들은 과중한 업무에 시달리면서 운동부족으로 인한 만성질환 및 기형적인 몸 체형으로 인해 부위별로 전문화된 운동처방 프로그램의 필요성이 대두되고 있으며, 특히 현대인들은 남녀노소 누구나 할 것 없이 복부비만으로 인해 복부 비만 체질개선을 위해 운동의 필요성을 느끼고 있지만, 단순히 런닝 등과 같이 전신운동을 하거나 일반적으로 알려진 윗몸 일으키기, 상체 근력 단련운동 등과 같이 부위별 운동으로 비만을 해결하려고 하고 있지만 별다른 실효성은 없는 실정이다.

특히 헬스장 등과 같이 일반인들이 자주 찾는 체력단련장에 구비된 헬스기구 중 주로 많이 사용되는 기구는 런닝머신이나 상체 단련 헬스기구를 많이 사용하게 되는데, 이로 인해 상체와 하체의 근육이 불균형하게 발달하게 되는 경우가 허다하고, 상체의 근육을 단련시키기 위해서 많이 사용되는 방식으로는 누워서 역기를 이용해 팔이 완전히 펴질때 까지 들어다가 가슴 부위로 내리는 동작을 반복하는 벤치 프레스(Bench Press)와 가슴 상부를 발달시킬 수 있도록 하는 운동기구로 디크라인 프레스머신, 체스트 프레스머신, 인트라인 프레스머신, 솔더 프레스머신 등의 상체운동기구를 많이 사용하고 있다.

상기의 상체 운동기구는 건강하고 균형잡힌 체력을 갖지 위한 일련의 운동으로 중량이나 저항에 의해 자신이 잠재적으로 가지고 있는 근육들을 자극하여 팽창시켜 줌으로써, 근섬유의 크기를 증가시키고, 파워를 높여주는 운동으로 혈류량 증가로 인하여 피의 공급을 원활하게 받지 못했던 신체 각 부분들에 혈액 공급으로 활력을 증대하고, 새로운 세포와 근육 조직이 확장되는 효과 및 노쇠현상을 줄일 수 있도록 해 주고, 근력과 심폐력의 향상으로 근육에 산소를 공급하는 순환기계통 및 심장과 폐의 능력을 향상시켜 준다.

인체의 상체를 단련하기 위한 선출원된 실용신안 제1996-16190호인 "종합운동기구"를 살펴보면, 전방받침과 후방받침을 "H"형으로 결합하여서 된 받침대를 등받이가 착설된 메인지지대를 입설하고, 상기 받침대의 후방받침에 말굽형 후방지지대를 입설하여 상기 메인지지대와 후방지지대 상단을 헤드후레임으로 결합하여서 구성한 몸체와, 상기 몸체의 메인지지대와 받침대에 시트가 구비된 시트후레임을 설치하고, 상기 시트후레임 선단 양측에는 한 쌍의 다리받침봉을 설치하여 그 사이에는 끝단에 한 쌍의 발걸이봉이 형성된 다리운동 후레임을 회동되도록 구성한 다리운동기구와, 상기 시트후레임의 시트에 앉아서 운동하기가 용이하도록 좌우양측에 전후회동하는 푸시암을 설치한 푸시운동기구와, 상기 시트에 앉아서 운동이 용이하도록 시트상측 좌우양측에 하단에는 홀더가 구비되고 전방으로 모아지는 한 쌍의 홀더암을 설치한 홀딩운동기구와, 상기 몸체의 후방지지대 일측에 회전되게 설치되어서 회동암을 이용하여 운동을 즐기도록 구성한 회전운동기구와, 상기 몸체의 후방지지후레임에 어깨로 들어올리면서 운동하도록 평행봉을 구비한 작동후레임을 상하회동되게 설치한 하체운동기구와 상기 몸체의 받침대와 헤드후레임 사이에 중량체안내봉을 설치하여 결합한 다수의 중량체와, 상기 중량체가 각 운동기구의 동작에 따라 들어올려지도록 각 운동기구와 중량체를 연결한 연결 로우프와, 상기 몸체의 헤드후레임 전방에 설치된 로울러에 홀딩되는 로우프의 단부에 걸어서 상체운동을 하도록 한 상체운동암과, 시트후레임 선단에 회동되게 설치된 다리운동후레임의 끝단에 홀딩되는 로우프의 단부에 걸어서 끌어당기도록 구성한 당김봉으로 구성되어 있다.

상기 종래의 상체 운동기구는 통상적으로 기체에 중량추를 구성하여 상기 중량추를 로우프로 연결하여 단부에 운동용 바와 연결되게 하여 상기 바를 밀거나 당기도록 하는 방식으로 중량추를 이동하게 되고, 이 때에 상기 바를 밀거나 당기는 힘으로 근육운동을 하는 것이고, 상기 선출원된 운동기구는 중량추를 연동하는 운 동암이 로우프로 연결되어 상기 운동암이 일정한 직선우농이 아닌 지그재그 운동을 일으키고, 또 다른 푸시핸들은 기체에 축설치된 힌지암으로 구성되어 상단의 이동부가 만곡된 선호운동을 하게 됨으로 인하여 이를 작동하는 양팔이나 가슴 등의 상체 근육의 경우 저항이 좌우로 동일하게 배분되지 않은 상태에서 운동하기 때문에 근육이 비대칭적으로 발달하게 되고, 상체의 근육 중 단련하기 원하는 근육에 대한 목표 접근성이 저하되는 문제점이 있다.

상기의 종래 상체 운동기구를 이용하여 상체 근육 운동을 할 때, 팔을 이용하여 운동구간의 상하운동 중에 중량추의 무게를 증가시키거나 감소시키고자 할 때에는 운동을 중단한 상태에서 중량추를 고정하고 있는 핀을 이용하여 운동하기 원하는 무게로 조절한 후, 다시 팔을 이용하여 상하운동을 하게 되는데, 이로 인해 근육의 피로도가 가중되어 운동의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 본 출원인에 의해 선출원된 특허 제2003-32110호인 "3차원 무산소 운동기구"의 경우 상체 운동시 손잡이의 각운동 범위를 50∼60°로 안출할 수 있도록 하여 3차원 궤적의 손잡이 각도변이를 통해 운동능률을 향상시키도록 한 것이지만 태권도의 정권찌르기의 경우 180도 이상의 비틸림 각운동에 비한다면 그 각운동범위가 현저히 낮은 수준이다

미국특허 제5,769,757호의 운동기구에서 제시된 기어방식의 접근을 살펴볼 경우 기어구동의 특성인 유격이 존재하는 단점으로 접근하기 이전에 손잡이 궤적의 불안전성과 손잡이 유효 각운동의 범위가 50∼60°정도의 수준에 그친다는 한계성이 있다.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 상하 반복운동을 통해 상체 운동시 제공되는 저항을 적절하게 분배하기 위해 링크로 단순하게 구현하여 등비의 운동성을 통해 근육이 고르게 발달되게 하고, 저항의 중량을 손스위치 또는 발스위치의 선택으로 자동으로 조절하여 운동의 지속성을 유지할 수 있도록 하되, 손잡이의 각운동 범위를 120∼225°로 확대할 수 있어 인체의 운동성에 부합할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 상체 운동기구에 있어서, 수평프레임상에 설치된 길이조절이 가능한 안장과 등패드 후면에 수평프레임과 수직 교차되게 형성된 수직프레임 상단에 지지프레임을 구성하되, 상기 지지프레임상에 전방을 향해 일정한 기울기로 형성된 손잡이링크 지지대에 좌우로 대칭되게 제1고정축을 구비하여 손잡이링크가 상하로 원호원동을 하는 손잡이 구동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 제1고정축 지지대와 손잡이링크를 연결하는 보조링크에 의해 손잡이에 각운동이 발생되게 하는 손잡이 각운동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 저항조절수단을 통해 제공되는 일정한 저항을 좌우로 분배하여 밸런스를 유지하도록 링크로 상호 연결되는 저항분배수단; 상기 저항분배수단과 연결되어 손잡이 구동수단에 의한 상하 운동시, 손잡이에 형성된 스위치의 선택에 따라 저항의 중량이 자동으로 조절될 수 있도록 하는 저항조절수단;으로 구성되는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구를 구현하고자 한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 적용되는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구에 대하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 사시도이고, 도2는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 배면 사시도이고, 도3은 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 작동상태를 도시한 측면도이고, 도4ab는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 저항배분수단을 통해 작동되는 상태를 도시한 정면도이고, 도5ab는 본 발명에 적용되는 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도이고, 도6ab는 본 발명에 적용되는 다른 실시예의 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도이고, 도7ab는 본 발명에 적용되는 또 다른 실시예의 3차원 상체 운동기구의 손잡이 각운동수단의 작동상태를 도시한 평면도이다.

도시된 바와 같이 수평프레임(1)의 일측 소정의 부위에 수직 교차되게 수직프레임(2)을 고정 설치하고, 상기 수직프레임(2) 상단에 형성된 지지프레임(3)상에 손잡이링크 지지대(11)를 구성하여 손잡이링크(14ab)를 통해 일정각의 상하 원호운동이 발생하는 손잡이 구동수단(10)을 구비하고, 상기 손잡이 구동수단(10)과 연계되어 손잡이의 각운동 범위를 확대할 수 있도록 하는 손잡이 각운동수단(50)을 구비하고, 상기 손잡이 구동수단(10)에 제공되는 일정한 저항을 좌우로 분배하여 밸런스를 유지하는 저항분배수단(20)을 구비하고, 상기 저항분배수단(20)을 통해 전달되는 상하 원호운동시, 저항력이 자동으로 조절되게 저항체(36)가 이동되게 하는 저항조절수단(30)을 구비하고, 수평프레임(1)의 타측 소정의 부위에 안장(40)과 등 패드(42)를 형성하여 사용자가 앉은 상태에서 상체운동을 할 수 있도록 구성한다.

상기 수평프레임(1)은 바닥에 맞닿아 수직프레임(2)과 안장지지대(41)를 지지할 수 있도록 안정된 구조로 이루어지고, 상기 수평프레임(1)의 일측 소정의 부위에 수직 교차되게 수직프레임(2)을 고정 설치하고, 상기 수직프레임(2)의 상단에 교차되어 수평상태를 유지하는 지지프레임(3)을 형성하고, 상기 지지프레임(3)상에 전방을 향해 일정한 기울기로 형성된 손잡이링크 지지대(11)에 좌우로 대칭되게 제1고정축(13ab)을 구비하여 손잡이링크(14ab)가 상하로 원호운동을 할 수 있도록 하는 손잡이 구동수단(10)을 구성한다.

상기 손잡이 구동수단(10)은 손잡이링크 지지대(11)에 좌우로 대칭되게 제1고정축 지지대(12ab)를 형성하되, 상기 제1고정축 지지대(12ab)는 일정한 비틀림각을 가지고 형성되어 그 양측에 제1고정축(13ab)을 구비하며, 상기 제1고정축(13ab)에 일정길이의 손잡이링크(14ab)가 각각 축고정되어 형성되게 하고, 상기 손잡이링크(14ab)의 축고정된 제1고정축(13ab)을 기준으로 완충부재(16ab,16a'b')를 대칭되게 각각 형성하여 손잡이링크(14ab)의 상하운동시, 완충부재 고정대(17ab)와 맞닿을 수 있도록 하여 상하운동의 운동범위가 일정한 범위로 제한될 수 있도록 하고, 운동 종료시에는 완충부재(16a,a')에 의해 더 이상 하강하지 않고 고정될 수 있도록 한다.

상기 손잡이링크(14ab)의 양측에는 손잡이 각운동수단(10)을 형성하되, 손잡이 각운동수단(10)의 보조링크A(51ab)를 제1고정축 지지대(12ab)의 일측에 형성된 보조링크 지지대(51a'b')와 연결하여 손잡이 구동수단(10)에 의한 상하운동시, 상 기 손잡이 각운동수단(50)을 통해 손잡이(15ab)의 각운동범위가 120∼225°까지를 유지할 수 있도록 한다.

상기 손잡이 각운동수단(50)은 손잡이링크(14ab)의 양측에 손잡이 제1,2회전축(56ab,57ab)을 일정거리 이격되게 형성하여 상기 손잡이 제1회전축(56ab)에는 손잡이레버A(52ab)가 축고정되고, 상기 손잡이 제2회전축(57ab)에는 손잡이레버B(54ab)가 축고정되게 형성하되, 상기 손잡이레버A(52ab)가 손잡이레버B(54ab) 보다는 길이가 길게 형성하고, 상기 손잡이레버A(52ab)의 소정의 부위에 보조링크A(51ab)의 일측에 형성된 볼조인트가 결합되게 하고, 상기 보조링크A(51ab)의 타측에 형성된 볼조인트는 제1고정축 지지대(12ab)의 일측에 형성된 보조링크 지지대(51a'b')에 결합되게 하고, 상기 손잡이레버AB(52ab,54ab)의 각 일측은 보조링크B(53ab)의 양측에 형성된 볼조인트에 의해 결합되게 하고, 상기 손잡이레버B(54ab)가 축고정된 손잡이 제2회전축(57ab)에 손잡이 프레임(55ab)을 축고정되게 형성하여 손잡이(15ab)의 유효 각운동범위가 120∼225°정도를 유지하면서 손잡이 구동수단(10)에 의한 상하 운동이 이루어지게 한다.

상기 손잡이 각운동수단(50)의 다른 실시예를 살펴보면, 손잡이링크(14a)의 양측에 손잡이 제1,2회전축(56a,57a)을 일정거리 이격되게 형성하되, 상기 손잡이 제1회전축(56a)에 지름이 큰 타이밍벨트풀리A(58)와 손잡이레버A(52a)가 축고정되게 결합하고, 상기 손잡이레버A(52a)의 일측에는 보조링크A(51a)의 일측에 형성된 볼조인트가 결합되게 하고, 상기 보조링크A(51a)의 타측에 형성된 볼조인트는 제1고정축 지지대(12a)의 일측에 형성된 보조링크 지지대(51a')에 결합되게 하고, 상 기 손잡이 제2회전축(57a)에 지름이 작은 타이밍벨트풀리(59)와 손잡이 프레임(55a)이 축고정되게 결합하고, 상기 지름이 큰 타이밍벨트풀리A(58)와 지름이 작은 타이밍벨트풀리B(59)는 타이밍벨트(60)에 의해 연결 구동되게 형성하여 손잡이 제2회전축(57a)에 축고정된 손잡이 프레임(55a)은 지름이 작은 타이밍벨트풀리B(59)의 크기에 따라 손잡이(15a)의 각운동범위가 다양하게 확대될 수 있도록 한다.

상기 손잡이 각운동수단(10)의 또 다른 실시예를 살펴보면, 손잡이링크(14a)의 양측에 손잡이 제1,2회전축(56a,57a)을 일정거리 이격되게 형성하되, 상기 손잡이 제1회전축(56a)에 지름이 큰 평기어A(61)와 손잡이레버A(52a)가 축고정되게 결합하고, 상기 손잡이레버A(52a)의 일측에는 보조링크A(51a)의 일측에 형성된 볼조인트가 결합되게 하고, 상기 보조링크A(51a)의 타측에 형성된 볼조인트는 제1고정축 지지대(12a)의 일측에 형성된 보조링크 지지대(51a')에 결합되게 하고, 상기 손잡이 제2회전축(57a)에 지름이 작은 평기어B(62)와 손잡이 프레임(55a)이 축고정되게 결합하고, 상기 지름이 큰 평기어A(61)와 지름이 작은 평기어B(62)는 상호간에 맞물려 구동되게 형성하여 손잡이 제2회전축(57a)에 축고정된 손잡이 프레임(55a)은 지름이 작은 평기어B(62)의 크기에 따라 손잡이(15a)의 각운동범위가 다양하게 확대될 수 있도록 한다.

상기 손잡이링크(14ab)의 소정의 부위에 구동링크 고정대(21ab)를 형성하여 저항분배수단(20)의 구동링크(22ab)와 연결하여 손잡이 구동수단(10)에 의한 상하운동시, 저항조절수단(30)을 통해 제공되는 일정한 저항력을 좌우로 분배하여 밸런 스를 유지할 수 있도록 저항분배수단(20)을 구비한다.

상기 저항분배수단(20)은 손잡이링크(14ab)의 소정의 부위에 형성된 구동링크 고정대(21ab)에 구동링크(22ab)의 일측에 형성된 볼조인트가 결합되게 하고, 상기 구동링크(22ab)의 타측에 형성된 볼조인트는 수평상태를 유지하고 있는 저항분배레버(23)의 양측에 결합이 되게 하고, 상기 저항분배레버(23)의 중심부 하측에 형성된 저항링크 고정대(24)에 저항링크(25)의 일측에 형성된 볼조인트가 결합되게 하고, 상기 저항링크(25) 타측에 형성된 볼조인트는 저항운반레버(26)의 일측과 결합될 수 있도록 하고, 상기 저항운반레버(26)의 타측은 저항지지대(32)의 일측에 형성된 저항운반레버 고정대(26a)에 볼조인트로 결합되게 하는데, 상기 저항운반레버(26)는 저항분배레버(23)와 수직 교차되어 일정거리 이격되도록 형성하여 저항조절수단(30)에서 제공되는 일정한 저항력을 제공할 수 있도록 한다.

상기 저항운반레버(26)와 결합되는 저항지지대(32)는 수직프레임(2) 배면의 소정의 부위에 형성될 수 있도록 하여 손잡이 구동수단(10)의 상하 원호운동시, 일정한 저항력이 자동으로 조절되면서 제공될 수 있도록 하는 저항조절수단(30)을 구비하는데, 상기 저항조절수단(30)은 수직프레임(2)의 상부 소정의 위치에 고정 설치된 제2고정축(31)에 저항지지대(32)가 축고정되게 결합하고, 상기 저항지지대(32)의 일측은 저항운반레버 고정대(26a)에 의해 저항운반레버(26)와 결합되게 하며, 상기 저항지지대(32)의 타측은 저항조절부(33)가 고정 설치되게 구성한다.

상기 저항조절부(33)는 기어드모터를 사용하여 저항체(36)의 위치를 자동으로 조절이 가능하도록 한 것인데, 이는 지렛대의 저항이동특성을 이용한 것으로, 지렛대의 중심을 기준으로 특정 중량의 이송이 있는 경우 지렛대의 중심으로 가까워질 수록 저항이 작아지고, 지렛대의 중심에서 멀어질 수록 저항이 증대되는 특성을 이용한 것이다.

상기 저항조절부(33)인 기어드모터에는 나사산이 일정 간격으로 형성된 샤프트(34)가 일정 속도로 정회전 또는 역회전이 가능한데, 상기 샤프트(34)는 일정 중량의 저항체(36) 내를 관통되게 결합하여 샤프트(34)의 정회전 또는 역회전에 따라 상승 또는 하강이 될 수 있도록 하되, 양쪽 손잡이 일측에 저항증가 및 저항감소 손스위치(37ab)를 형성하고, 안장(40) 부위의 수평프레임(1) 일측에 발스위치 지지대(39)를 형성하여 사용자의 발이 요입되는 작동되는 저항증가 및 저항감소 발스위치(39ab)를 형성하여 기어드모터와 전기적인 신호로 연결될 수 있도록 함으로써, 해당 스위치(37ab,39ab)의 작동에 의해 저항체가 기어드모터의 중심에서 자동으로 멀어지거나 가까워지도록 설정될 수 있도록 하고, 상기 샤프트(34)의 좌우에 보조지지대(35ab)를 형성하여 저항체의 상승 또는 하강시 떨림을 방지하여 안정적으로 이동이 가능하도록 하며, 상기 샤프트(34)의 보조지지대(35ab)의 일측은 기어드모터에 고정되도록 하고, 타측은 저항제공대(38)를 동일한 길이만큼 형성하여 저항고정대(38)의 일측에 고정될 수 있도록 한다.

상기 수평프레임(1)의 앞쪽에는 안장지지대(41)를 형성하여 길이조절부(40a)가 구비된 안장(40)이 형성되게 하고, 안장(40) 후위에는 사용자의 등부위를 지지할 수 있는 등패드(42)를 형성하여 사용자가 안장(40)에 앉은 상태에서 편안하게 손잡이구동수단(10)을 구동하여 상체운동이 가능하도록 한다.

이상과 같이 본 발명의 일실시예에 의해 구성된 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구의 작용에 대햐여 상세히 설명한다.

본 발명은 지렛대의 저항이동특성인 지렛대의 중심을 기준으로 중심에 가까워질 수록 저항이 작아지고, 멀어질 수록 저항이 증대되는 특성을 이용하여 저항조절부(33)인 기어드모터에 형성된 저항체(36)를 손잡이(15ab)에 형성된 손스위치(37ab) 또는 발스위치(39ab)를 이용하여 자동으로 조절이 가능하도록 하고, 좌우로 분리된 손잡이링크(14ab)의 저항배분을 위해 종래의 케이블의 특성인 탄성과 도르레의 특성인 운동방향의 일치와 같은 조건을 링크로 구현하여 저항을 적절히 배분될 수 있도록 구성하고, 손잡이링크(14ab)에 의한 상하 운동시 손잡이(15ab)의 유효 각운동범위가 확대될 수 있도록 한 것인데, 이에 대해 도면을 참조하여 본 발명에 의해 상체 운동시, 저항이 자동 조절되며, 저항이 분배되고, 손잡이의 각운동이 발생하게 되는 작동상태를 중심으로 살펴보기로 한다.

사용자는 안장 길이조절부(40a)를 통해 적정한 높이로 안장(40)을 조절한 후, 안장(40)에 착석하여 등부위를 등패드(42)에 밀착시켜 운동하기 위한 안정적인 자세를 유지하여 양손에 각 손잡이(15ab)를 잡고 상승시켜 구동하게 되는데, 이 때 제1고정축(13ab)에 축고정된 손잡이링크(14ab)는 완충부재(16a,16a')에 의해 완충부재 고정대(17뮤에 맞닿아 정지된 상태에서 상승하여 구동하면서 완충부재(16b,16b')에 의해 완충부재 고정대(17ab)에 맞닿게 되면, 상승되는 운동이 정지하게 된다.

상기와 같이 사용자가 손잡이(15ab)를 잡고 손잡이링크(14ab)를 상승시켜 손 잡이 구동수단(10)이 구동하게 되면, 도5ab에 도시된 바와 같이 제1고정축 지지대(12a) 일측의 보조링크 지지대(51a')에 연결된 보조링크A(51a)가 상승하면서 구동하게 되어 손잡이 제1회전축(56a)에 축고정된 손잡이레버A(52a)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 손잡이레버A(52a)에 보조링크B(53a)로 연결된 손잡이레버B(54a)도 동일하게 반시계방향으로 회전하게 되면서 손잡이 제2회전축(57a)에 축고정된 손잡이 프레임(55a) 또한 반시계방향으로 회전하게 되어 손잡이(15a)는 상승하면서 반시계방향으로 120∼225°정도를 유지하는 각운동이 발생하게 된다.

상기 손잡이 구동수단(10)이 상승 또는 하강하는 상하 운동을 하게 될 때, 손잡이(15ab)는 손잡이 각운동수단(50)에 의해 각운동을 할 수 있도록 안출하여 인체의 상체 운동시 손잡이의 각운동이 인체의 운동방향에 적합하도록 적절한 비틀림 각운동을 구현할 수 있도록 한다.

상기 손잡이 각운동수단(50)의 다른 실시예의 작동을 살펴보면, 사용자가 손잡이(15ab)를 잡고 손잡이링크(14ab)를 상승시켜 손잡이 구동수단(10)이 구동하게 되는 경우 도6ab에 도시된 바와 같이 제1고정축 지지대(12a) 일측의 보조링크 지지대(51a')에 연결된 보조링크A(51a)가 상승하면서 구동하게 되어 손잡이 제1회전축(56a)에 축고정된 지름이 큰 타이밍벨트풀리A(58)는 손잡이레버A(52a)에 의해 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 지름이 큰 타이밍벨트풀리A(58)에 타이밍벨트(6 0)로 연결된 지름이 작은 타이밍벨트풀리B(59)도 동일하게 반시계방향으로 회전하게 되면서 손잡이 제2회전축(57a)에 축고정된 손잡이 프레임(55a) 또한 반시계방향으로 회전하게 되어 손잡이(15a)는 상승하면서 반시계방향으로 운동하는 각운동이 발생하게 된다.

상기 손잡이 각운동수단(50)의 또 다른 실시예의 작동을 살펴보면, 사용자가 손잡이(15ab)를 잡고 손잡이링크(14ab)를 상승시켜 손잡이 구동수단(10)이 구동하게 되는 경우 도7ab에 도시된 바와 같이 제1고정축 지지대(12a) 일측의 보조링크 지지대(51a')에 연결된 보조링크A(51a)가 상승하면서 구동하게 되어 손잡이 제1회전축(56a)에 축고정된 지름이 큰 평기어A(61)가 손잡이레버A(52a)에 의해 반시계방향으로 회전하게 되고, 상기 지름이 큰 평기어A(61)에 맞물려 구동되는 지름이 작은 평기어B(62)는 반대로 시계방향으로 회전하게 되면서 손잡이 제2회전축(57a)에 축고정된 손잡이 프레임(55a) 또한 시계방향으로 회전하게 되어 손잡이(15a)는 상승하면서 시계방향으로 운동하는 각운동이 발생하게 된다.

상기와 같이 사용자가 손잡이(15ab)를 잡고 손잡이링크(14ab)를 상승시켜 손잡이 각운동수단(50) 및 손잡이 구동수단(10)이 구동하게 되면, 손잡이링크(14ab)는 제1고정축(13ab)에 축고정된 상태에서 상승하게 되고, 이에 따라 상기 손잡이링크(14ab)와 구동링크(22ab)로 연결된 저항분배수단(20)이 상승하게 되면서 제2고정축(31)에 축고정된 저항조절수단(30)에 힘을 전달하여 상기 제2고정축(31)을 중심으로 동일한 상승운동을 하면서 그에 따른 일정한 저항력을 제공하게 된다.

상기 저항분배수단(20)은 손잡이구동수단(10)이 상승하게 될 때, 일정한 저항을 전달할 수 있도록 하는데, 구동링크(22ab)의 일측은 손잡이링크(14ab) 소정의 부위에 형성된 구동링크 고정대(21ab)에 볼조인트로 연결되고, 타측은 저항분배레버(23)의 양측에 볼조인트로 연결될 수 있도록 함으로써, 도4ab에 도시된 바와 같 이 한 쪽 손잡이링크(14ab)의 일정각의 상승 운동은 도르레의 운동특성인 1/2 분할 운동거리 효과를 저항운반레버(26)로 전달하여 그에 따른 일정각의 상승운동이 이루어질 수 있도록 하고, 양 쪽 손잡이링크(14ab)의 상승운동은 등비의 운동성을 안출할 수 있도록 한다.

상기와 같이 손잡이 구동수단(10)을 통해 손잡이링크(14ab)를 상승 및 하강하는 과정을 반복하면서 운동을 하게 되는데, 이 때 사용자가 저항조절수단(30)을 통해 제공되는 저항의 중량을 증가하고 싶을 때는 오른쪽 손잡이(15a)에 형성된 저항증가 손스위치(37a) 또는 저항증가 발스위치(39a)를 선택하는데, 상기 저항증가 스위치(37a,39a)의 선택으로 저항조절부(33)인 기어드모터는 작동하게 되고, 이에 따라 샤프트(34)가 정회전하게 되면, 저항체(36)는 기어드모터의 중심으로부터 멀어지면서 손잡이 구동수단(10)에 증가된 저항을 제공할 수 있게 된다.

상기 손잡이 구동수단(10)을 통해 운동구간의 상하 반복운동 중 근육의 피로도에 따라 저항의 중량을 감소시키기 위해서는 왼쪽 손잡이(15b)에 형성된 저항감소 손스위치(37b) 또는 저항감소 발스위치(39b)를 선택하는데, 상기 저항감소 스위치(37b,39b)의 선택으로 저항조절부(33)인 기어드모터는 작동하게 되고, 이에 따라 샤프트(34)가 역회전하게 되면, 저항체(36)는 기어드모터의 중심으로 가까워지면서 손잡이 구동수단(10)에 감소된 저항을 제공할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 손잡이 구동수단(10)을 통해 상하로 반복 운동시에 제공되는 저항을 증가 또는 감소시키기 위해 운동을 멈춘 후에 저항을 조절한 후, 운동을 하는 것이 아니라 지속적으로 운동하면서 스위치의 조작으로 저항을 자동으 로 조절할 수 있도록 하고, 손잡이부에 4절링크, 타이밍벨트, 평기어방식을 적용하여 유격없이 손잡이의 각운동이 발생할 수 있도록 하고, 저항배분을 위한 케이블과 도르레의 특성을 링크로 구성하여 단순한 구조로 구현할 수 있도록 한 것으로, 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 손잡이링크를 상하로 반복하여 운동할 때, 제공되는 저항을 분배하여 등비의 운동성을 안출할 수 있도록 링크로 구형되게 하여 근육이 대칭적으로 고르게 발달되며, 제품의 효용성을 향상시키도록 하고, 상체 운동 중 제공되는 저항의 중량을 증가 또는 감소시키기 위해 손잡이에 형성된 스위치의 선택으로 저항을 조절할 수 있도록 하여 지속적인 운동이 가능하여 운동 효율성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 손잡이 각운동수단에 4절링크, 타이밍벨트, 평기어방식을 적용하여 손잡이의 각운동이 유격없이 120∼225°의 범위를 안출할 수 있도록 함으로써, 손잡이의 흔들거리는 현상을 미연에 방지하여 운동 효율성을 향상시키도록 한다.

Claims (8)

1. 상체 운동기구에 있어서,

   수평프레임상에 설치된 길이조절이 가능한 안장과 등패드 후면에 수평프레임과 수직 교차되게 형성된 수직프레임 상단에 지지프레임을 구성하되, 상기 지지프레임상에 전방을 향해 일정한 기울기로 형성된 손잡이링크 지지대에 좌우로 대칭되게 제1고정축을 구비하여 손잡이링크가 상하로 원호원동을 하는 손잡이 구동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 제1고정축 지지대와 손잡이링크를 연결하는 보조링크에 의해 손잡이에 각운동이 발생되게 하는 손잡이 각운동수단; 상기 손잡이 구동수단에 의한 상하운동시, 저항조절수단을 통해 제공되는 일정한 저항을 좌우로 분배하여 밸런스를 유지하도록 링크로 상호 연결되는 저항분배수단; 상기 저항분배수단과 연결되어 손잡이 구동수단에 의한 상하 운동시, 손잡이에 형성된 스위치의 선택에 따라 저항의 중량이 자동으로 조절될 수 있도록 하는 저항조절수단;으로 구성됨을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
2. 제1항에 있어서,

   상기 손잡이 구동수단은 손잡이링크 지지대에 좌우로 대칭되게 일정한 비틀림각이 형성된 제1고정축 지지대를 구성하되, 상기 제1고정축 지지대는 좌우로 대칭된 손잡이링크가 축고정되는 제1고정축을 구비하며, 상기 제1고정축을 기준으로 대칭되게 형성된 완충부재를 손잡이링크상에 형성하여 완충부재 고정대에 맞닿아 상하운동의 운동범위가 제한되게 하고, 상기 손잡이링크 양측에는 손잡이 각운동수단이 형성되게 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
3. 제1항에 있어서,

   상기 손잡이 각운동수단은 손잡이링크의 양측에 손잡이 제1,2회전축을 일정거리 이격되게 형성하여 상기 손잡이 제1회전축에는 손잡이레버A가 축고정되고, 상기 손잡이 제2회전축에는 손잡이레버B가 축고정되게 형성하되, 상기 손잡이레버A가 손잡이레버B 보다는 길이가 길게 형성하고, 상기 손잡이레버A의 소정의 부위에 보조링크A의 일측이 결합되게 하고, 상기 보조링크A의 타측은 제1고정축 지지대 일측에 형성된 보조링크 지지대에 결합되게 하고, 상기 손잡이레버AB의 각 일측은 보조링크B의 양측에 결합되게 하고, 상기 손잡이레버B가 축고정된 손잡이 제2회전축에는 손잡이가 형성된 손잡이 프레임이 축고정되게 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
4. 제1항에 있어서,

   상기 손잡이 각운동수단은 손잡이링크의 양측에 손잡이 제1,2회전축을 일정거리 이격되게 형성하되, 상기 손잡이 제1회전축에 지름이 큰 타이밍벨트풀리A와 손잡이레버A가 축고정되게 형성하고, 상기 손잡이레버A의 일측에 보조링크A의 일측이 결합되게 하고, 상기 보조링크A의 타측은 제1고정축 지지대의 일측에 형성된 보 조링크 지지대에 결합되게 하고, 상기 손잡이 제2회전축에 지름이 작은 타이밍벨트풀리B와 손잡이가 형성된 손잡이 프레임이 축고정되게 결합하고, 상기 지름이 큰 타이밍벨트풀리A와 지름이 작은 타이밍벨트풀리B는 타이밍벨트에 의해 연결 구동되게 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
5. 제1항에 있어서,

   상기 손잡이 각운동수단은 손잡이링크의 양측에 손잡이 제1,2회전축을 일정거리 이격되게 형성하되, 상기 손잡이 제1회전축에 지름이 큰 평기어A와 손잡이레버A가 축고정되게 형성하고, 상기 손잡이레버A의 일측에 보조링크A의 일측이 결합되게 하고, 상기 보조링크A의 타측은 제1고정축 지지대의 일측에 형성된 보조링크 지지대에 결합되게 하고, 상기 손잡이 제2회전축에 지름이 작은 평기어B와 손잡이가 형성된 손잡이 프레임이 축고정되게 결합하고, 상기 지름이 큰 평기어A와 지름이 작은 평기어B는 상호간에 맞물려 구동되게 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
6. 제1항에 있어서,

   상기 저항분배수단은 손잡이링크 소정의 부위에 형성된 구동링크 고정대에 구동링크의 일측이 결합되게 하고, 상기 구동링크의 타측은 수평상태를 유지하고 있는 저항분배레버의 양측에 각각 결합되게 하고, 상기 저항분배레버의 중심부 하측에 형성된 저항링크 고정대에 저항링크의 일측이 결합되며, 상기 저항링크 타측 은 저항분배레버와 수직 교차되게 일정거리 이격된 저항운반레버의 일측과 결합되게 하고, 상기 저항운반레버의 타측은 저항지지대의 일측에 형성된 저항운반레버 고정대에 결합되게 하여 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
7. 제1항에 있어서,

   상기 저항조절수단은 수직프레임의 상부 소정의 위치에 형성된 제2고정축에 저항지지대가 축고정되게 결합하되, 상기 저항지지대의 일측은 저항운반레버 고정대에 의해 저항운반레버와 결합되고, 타측은 저항조절부가 고정 설치되게 구성하며, 상기 저항조절부는 내부에 모터와 기어가 장착되어 전기적인 신호에 의해 작동하되, 일정속도로 정회전 또는 역회전이 가능하도록 나사산이 일정간격으로 형성된 샤프트가 결합되고, 상기 샤프트의 회전에 의해 이송되도록 내부에 나사산이 형성되어 샤프트와 상기 샤프트 좌우에 대칭되게 형성된 보조지지대가 관통되게 저항체를 형성하고, 상기 저항조절부와 전기적인 신호로 연결되어 작동시키는 손잡이에 형성된 손스위치와 발스위치 지지대에 형성된 발스위치로 구성함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.
8. 제7항에 있어서,

   상기 저항조절부는 기어드모터를 사용함을 특징으로 하는 자동저항조절장치가 구비된 3차원 상체 운동기구.

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