KR20120023366A - 운동 기구를 위한 컴퓨터 입력장치와 이를 이용한 서비스 방법 - Google Patents

운동 기구를 위한 컴퓨터 입력장치와 이를 이용한 서비스 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운동기구를 위한 컴퓨터 입력장치로 컨트롤러와 스위치가 케이블로 분리되고, 리드 스위치, 누름 스위치, 광 감지 스위치, 휠 감지 스위치 등의 스위치를 고정부에 설치하고, 동작부에 자석, 휠의 움직임으로 컴퓨터로 키보드 또는 마우스 입력값으로 입력되게 된다.
러닝머신, 스텝퍼, 러닝매트 등의 운동기구에서 간단하게 동작 신호를 입력 받아 컴퓨터 게임, 가상 조깅 코스 등의 화면을 제공하고, 인터넷 서버를 통하여 실시간 다른 컴퓨터 사용자와 연동하거나, 자신의 운동 기록을 분석하여 제공받을 수 있다.

Description

운동 기구를 위한 컴퓨터 입력장치와 이를 이용한 서비스 방법 { Computer input device for exercising apparatus and service method using the same}
본 발명의 기술분야는 운동 기구를 활용하여 운동을 할 때 운동기구의 물리적 움직임을 컴퓨터에 전달하기 위한 컴퓨터 입력장치와 이를 이용하여 컴퓨터 모니터에 운동 정보를 표시하거나, 게임을 하거나, 운동 기록 서버에 전달하여 기록하거나, 다른 사용자와 네트워크로 연결하여 상호 운동 정보를 비교 확인할 수 있는 시스템과 서비스 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경 기술에는 운동을 하게 되는 근육을 포함하는 팔과 다리, 배, 목 등의 움직임을 컴퓨터 운영체제에서 기본이 되는 키보드와 마우스 등의 입력 방식으로 간단하게 변환하여 입력하는 컴퓨터 입력장치와 이를 이용한 서비스 방법에 관한 것이다.
종래의 디지털 입력이 가능한 운동기구는 각종 센서를 이용하여 전기적 신호를 수집하고, 수집된 신호를 간단한 LED, LCD 모니터에 표시하기 위하여 MCU와 메모리를 두고 데이터를 처리하여 표시하거나, 컴퓨터에 입력하기 위하여 MCU를 거쳐 RS232 직렬포트, 패러럴포트 등 입출력포트를 이용하고, 응용 프로그램에서 데이터를 수집 분석하여 운영체제 프로그램에 메시지를 전달하여 처리하였다.
그러나, 간단한 운동기구의 경우 이러한 복잡한 입출력이 필요 없고, 운동기구의 직선 운동과 회전 운동을 매개로 하고, 사람의 손 움직임을 기본으로 하는 키보드 또는 마우스의 입력 방식을 운동기구에 적용시켜 운영체제 메시지로 입력하게 되면 입력 장치가 간단하게 되고, 운영체제에서 키보드, 마우스로 인식을 하여 각종 응용프로그램에서 쉽게 공유할 수 있게 된다. 또, 이러한 입력 장치를 활용할 경우 쉽게 운동 정보를 표시하거나, 게임을 하거나, 네트워크 서비스가 가능하게 된다.
특허 문헌으로 대한민국 특허 1020080089139(2008.10.06) '컴퓨터 보조 입력장치', 특허 1020090129067(2009.12.16) '디지털 운동기구와 신체부착센서를 이용한 멀티게임 구동시스템', 특허 1020040072197(2004.08.18) '가상 걸음 장치', 특허 1020020095285(2002.12.26) '전자게임화된 제자리 달리기 운동기구' 등이 있다.
본 발명의 해결과제는 운동 기구마다 움직임이 다르고, 입력 개수와 입력 패턴이 달라 운동기구를 컴퓨터에 연결할 때 입력장치를 개발하고, 드라이버 또는 미들웨어를 제공해야 하는 불편이 있다. 이러한 문제는 운동기구의 여러 가지 운동 속성에서 공통점인 회전, 직선 운동을 입력 속성으로 하고, 운영체제에서 기본으로 제공하는 키보드와 마우스의 입력을 표준화할 경우 여러 운동기구를 간단하게 컴퓨터와 연동할 수 있게 된다.
운동기구에서 컴퓨터 입력을 할 경우 운동기구의 움직임을 컴퓨터 키보드, 마우스의 표준 신호로 간단하게 입력받을 수 있도록 운동기구를 위한 컴퓨터 입력표준 장치를 제공하고, 이를 활용하여 컴퓨터 게임을 하거나, 화면에 자신의 운동 정보를 표시하거나, 입력 정보를 네트워크와 서버에 저장하여 운동 정보를 저장하여 표시하거나, 서버에 연결된 다른 사용자의 컴퓨터와 연동 되는 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 해결 수단으로 USB, PS2 등의 키보드, 마우스 컨트롤러와 키스위치와 휠, 발광부, 수광부를 분리하여 운동기구의 움직이는 부분, 고정 부분에 부착하여 입력하고, 운동량 표시, 게임, 걷기 달리기를 위한 코스 영상 제공이 가능한 응용 프로그램을 제공하고, 운동기구의 입력 정보를 인터넷 서버에 저장하여 다른 사용자 컴퓨터와 연동 사용할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 운동 기구마다 다른 입력장치를 개발할 필요가 없고, 회전, 직선 운동을 하는 운동기구의 공통 특성을 이용하여 특정 키보드, 마우스 키 형태로 변환하여 입력 장치로 사용하고, 운동량 표시, 게임, 가상 걷기 프로그램, 운동기록 저장 및 표시 서비스를 쉽게 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 리드 스위치를 이용한 운동기구의 컴퓨터 입력장치
도 2는 본 발명의 광반사 감지 스위치를 이용한 운동기구의 컴퓨터 입력장치
도 3은 본 발명의 휠 감지 스위치를 이용한 운동기구의 컴퓨터 입력장치
도 4는 본 발명의 러닝 매트 컴퓨터 입력장치
도 5는 본 발명의 스텝퍼 컴퓨터 입력장치
도 6은 본 발명의 트레드밀 컴퓨터 입력장치
도 7은 본 발명의 걷기, 달리기 코스 영상을 포함하는 컴퓨터 입력장치 시스템
일반적으로 운동 기구는 손과 다리, 목, 허리 등 인간의 신체 근육을 사용하여 움직이게 된다. 이 움직이는 운동기구에 스위치를 부착하고, 케이블을 이용하여 컨트롤러로 컴퓨터에 입력하게 되는데, 컴퓨터의 표준 입력장치인 USB, PS2 키보드 또는 마우스의 입력 값으로 입력할 경우 데이터를 분석하고, 변환하는 과정이 필요없고, 응용 프로그램에 바로 사용할 수 있고, 인터넷 서버에 입력 값을 저장하여 운동기록을 기록할 수 있다.
도 1에서, 운동 기구에서 동작부(16)에 자석(15)을 부착하고, 고정부(13)에 자석이 지나갈 경우 동작하는 리드 스위치(14)를 부착한다. 리드 스위치에는 연결 케이블(12)을 이용하여 키보드 또는 마우스 컨트롤러(11)에 연결한다. 키보드 또는 마우스 컨트롤러는 PS2, USB 케이블로 컴퓨터(10)에 연결할 경우 운동기구의 움직임에 따라 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 입력되게 된다.
본 발명의 키보드 또는 마우스 컨트롤러(11)는 커넥터가 포함되는 연결 케이블(12)로 운동기구와 연결, 분리 가능하다. 컨트롤러의 입력이 키보드 또는 마우스가 아닌 다른 입력 형태도 가능하지만, 운동기구의 특성상 키보드와 마우스의 입력 메시지로 처리할 경우 여러 형태의 운동기구를 쉽게 연결할 수 있고, 여러 형태의 게임, 데이터 저장, 전송 등을 쉽게 할 수 있게 된다.
자석과 리드 스위치에서 키보드와 마우스에서 사용되는 방식인 누름 스위치, 휠 감지 스위치, 광반사 감지 스위치로 대신할 수 있다.
도 2에서, 운동기구의 직선 운동을 감지하여 입력을 하고자 할 때, 운동기구의 고정부(21)와 동작부(20)가 상호 맞대어 움직일 경우 고정부에 발광부(23), 수광부(22)를 구성하고 광을 동작부 표면에 반사시켜 동작부의 움직임을 전기적 신호로 전달하여 입력할 수 있다. 운동기구의 이동 거리, 이동 속도 등을 감지하여 마우스 위치 좌표 이동 형태로 입력할 수 있다.
도 3에서, 운동기구의 회전축 운동을 감지하기 위하여 움직이는 회전축(33)이 있을 경우 회전축과 함께 돌아갈 수 있는 슬롯이 형성된 휠(30)을 구성하고, 휠의 각 반대 면에 발광부(31)와 수광부(32)를 두고 휠의 회전을 감지하게 된다. 휠이 회전할 경우 회전 방향과 속도 등을 감지하여 입력할 수 있게 된다.
도 4에서, 운동기구의 동작부 동작 상한 지점과 고정부가 닿는 면이 있을 경우 누름 스위치를 구성하고 운동기구가 동작을 하여 누름 스위치를 눌러 입력하게 된다. 누름 스위치는 기계 스위치, 멤브레인 스위치, 테이프 스위치 등 다양한 형태의 스위치가 가능하다.
매트의 고무 상판 아래 하판에 누름 스위치를 각각 좌우(40, 41) 분리하여 각 하나씩 두고, 연결 케이블(42)로 키보드 또는 마우스 컨트롤러로 연결하게 된다. 좌측 누름 스위치(40)와 우측 누름 스위치(41)는 걷거나 달릴 때 발을 떼야 하므로 입력 스위치로서 동작하게 되는 러닝매트 컴퓨터 입력장치가 된다.
도 5에서, 스텝퍼에 고정부의 리드 스위치(51)는 스텝퍼의 발판 아래의 동작부 자석(52)의 움직임으로 동작하게 되고, 키보드 또는 마우스 컨트롤러에 연결할 수 있는 연결 케이블(50)을 두게 된다. 운동 기구의 특성상 컨트롤러는 커넥터를 포함하는 연결 케이블(50)을 이용하여 연결과 분리가 가능하다.
도 6에서, 트레드밀에서 벨트를 회전시키는 축에 자석(60)을 부착하고, 리드 스위치(61)와 연결 케이블(62)을 이용하여 키보드 또는 마우스 컨트롤러에 연결하여 입력하게 된다. 그러나, 벨트 회전축의 경우 회전 속도가 0~4000rpm 정도로 표준 키보드 또는 마우스 컨트롤러에서 인식할 수 있는 속도보다 빠를 수 있어 4:1 등 특정 비율로 축소할 수 있는 변환부를 두고 컨트롤러에 연결한다.
도 7에서, 본 발명의 러닝 시스템은 상판을 눌러 하판에 고정되어 있는 좌측 누름스위치(70), 우측 누름스위치(71), 연결 케이블(72), 키보드 또는 마우스 컨트롤러(73), 걷기 달기기 코스를 보여주는 동영상 표시부(74), 운동 정보 표시부(75)로 구성되는 응용 프로그램으로 구성된다.
연결 케이블(72)은 커넥터를 포함하여 분리와 연결이 가능하고, 입력 방식이 컴퓨터의 특정 키보드 또는 마우스 입력 값으로 입력되기 때문에 본 발명의 도 4의 러닝매트, 도 5의 스텝퍼, 도 6의 트레드밀 등의 다른 형태의 운동기구라도 키보드 또는 마우스 컨트롤러(73)와 응용 프로그램을 함께 사용할 수 있는 것이다.
본 발명의 운동기구의 컴퓨터 입력장치는 특정 키 값 1개 또는 2개의 입력으로 가능한 컴퓨터 게임으로 구성하고, 100미터 달리기 기록 경쟁하거나, 스텝퍼 좌우 발판을 눌러 게임 등을 할 수 있게 된다. 또, 본 발명의 운동기구의 컴퓨터 입력장치는 운동 정보를 실시간 저장하고 상호 전달할 수 있는 인터넷 서버를 두고, 서버에 연결된 다른 사용자의 컴퓨터 화면에 운동 정보를 표시하여 함께 운동할 수 있고, 실시간 운동 기록을 저장하여 인터넷을 통하여 운동 정보를 분석한 정보를 열람할 수 있게 된다.
일반적인 트레드밀(러닝머신)의 경우 걷고 달리는 동안 실제 조깅 코스 등의 화면을 보여주거나, 네트워크를 통하여 여러 사람이 같이 운동하는 정보를 공유하게 하여 함께 같은 지점으로 뛰는 등의 가상 화면을 제공하기 어렵다. 그러나, 본 발명은 기존의 트레드밀, 스텝퍼, 러닝매트 등에 간단한 스위치를 부착하여 네트워크가 가능한 컴퓨터와 연결하여 컴퓨터 화면을 제공할 수 있게 된다.
또, 다양한 종류의 운동기구에 표준화된 입력장치를 제공하고, 컴퓨터에 연결되어 있는 인터넷 서버를 통하여 자신의 운동 기록을 인터넷으로 분석하여 볼 수 있는 서비스가 가능하게 된다.
10: 컴퓨터, 11: USB PS2 키보드 또는 마우스 컨트롤러, 12: 연결 케이블, 13: 운동기구 고정부, 14: 리드 스위치, 15: 자석, 16: 운동기구 동작부
20: 동작부, 21: 고정부, 22: 수광부, 23: 발광부
30: 휠, 31: 발광부, 32: 수광부, 33: 회전축
40: 좌측 누름 스위치, 41: 우측 누름 스위치, 42: 연결 케이블
50: 연결 케이블, 51: 리드 스위치, 52: 자석
60: 자석, 61: 리드 스위치, 62: 연결 케이블
70: 좌측 누름 스위치, 71: 우측 누름 스위치, 72: 연결케이블, 73: 키보드 또는 마우스 컨트롤러, 74: 동영상 표시부, 75: 운동 정보 표시부

Claims (11)

  1. 운동기구의 컴퓨터 입력장치에서,
    운동기구의 동작부에 부착되는 자석;
    상기 자석과 스치게 되는 운동기구의 고정부에 자석이 접근할 경우 접점을 연결하는 리드 스위치;
    상기 리드 스위치와 키보드 또는 마우스 컨트롤러를 연결하는 연결 케이블;
    상기 리드 스위치의 신호를 특정 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 변환하여 입력하는 키보드 또는 마우스 컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  2. 운동기구의 컴퓨터 입력장치에서,
    운동기구의 동작부에 맞닿게 되는 고정부에 누름 스위치를 구성하고;
    상기 누름 스위치와 키보드 또는 마우스 컨트롤러를 연결하는 연결 케이블;
    상기 누름 스위치의 신호를 특정 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 변환하여 입력하는 키보드 또는 마우스 컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  3. 운동기구의 컴퓨터 입력장치에서,
    운동기구의 고정부에 운동기구 동작부 표면에 광선을 반사시킬 수 있는 발광부;
    상기 발광부의 반사광을 수신하여 운동기구의 이동을 감지할 수 있는 수광부;
    상기 수광부와 키보드 또는 마우스 컨트롤러를 연결하는 연결 케이블;
    상기 수광부의 신호를 특정 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 변환하여 입력하는 키보드 또는 마우스 컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  4. 운동기구의 컴퓨터 입력장치에서,
    운동기구의 회전 운동을 하는 회전축 부분에 부착되고 일정하게 슬롯이 형성되어 회전축과 함께 회전하는 휠;
    상기 휠을 통과하여 수광부에 광선을 전달할 수 있는 발광부;
    상기 발광부의 광을 수신하여 휠의 움직임을 감지할 수 있는 수광부;
    상기 수광부에서 키보드 또는 마우스 컨트롤러를 연결하는 연결 케이블;
    상기 수광부의 신호를 특정 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 변환하여 입력하는 키보드 또는 마우스 컨트롤러;로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  5. 제 1항에 있어서, 동작부는 자석을 포함하는 스텝퍼 발판, 고정부는 리더 스위치를 포함하는 스텝퍼의 프레임으로 구성되고, 스텝퍼 발판의 움직임으로 리드 스위치를 동작시켜 스텝퍼로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  6. 제 1항에 있어서, 동작부는 트레드밀의 회전축, 고정부는 트레드밀의 프레임으로 구성되고, 트레드밀의 회전축의 자석이 지나갈 때 트레드밀의 고정부에서 동작하는 리드 스위치로 구성되고, 리드 스위치의 빠른 입력 주기 신호를 특정 비율로 입력 주기를 축소 변환할 수 있는 변환부를 포함하는 트레드밀로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  7. 제 2항에 있어서,
    운동기구의 동작부는 매트의 고무 상판, 고정부는 매트의 고무 하판으로 구성되고, 상기 하판에 누름 스위치를 좌우 2개 영역으로 구분 배치하여 매트 위에서 신체의 일부로 누를 경우 좌우 각 1개의 특정 키보드의 키 값 또는 마우스의 입력 값으로 변환하여 입력하는 러닝 매트로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  8. 제 5항 또는 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    운동기구 사용자가 상기 운동 기구 위에서 걷기, 달리기를 할 경우 입력 값에 따라 운동 정보를 표시하는 운동 정보 표시부, 실제 걷기, 달리기 코스 영상 또는 가상 걷기, 달리기 코스 영상을 보여 줄 수 있는 동영상 표시부를 포함하는 응용프로그램으로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  9. 제 5항 또는 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    운동기구 사용자가 상기 운동 기구 위에서 걷기, 달리기를 할 경우 입력 값에 따라 컴퓨터 게임을 할 수 있는 응용프로그램으로 구성되는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치
  10. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항 또는 제 4항 또는 제 5항 또는 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    운동기구 사용자가 상기 운동 기구를 동작하여 입력된 값을 저장하여 운동 정보를 누적 저장하여 보여 줄 수 있고, 실시간 다른 사용자의 컴퓨터와 연동하여 상호 화면에 표시할 수 있는 인터넷 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동기구의 컴퓨터 입력장치 시스템
  11. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항 또는 제 4항 또는 제 5항 또는 제 6항 또는 제 7항에 있어서, 운동기구 사용자가 상기 운동 기구를 동작하기 전 사용자 아이디로 인터넷 서버에 접속하고, 상기 운동기구의 컴퓨터 입력장치를 선택하고, 운동기구를 동작시켜 입력 값을 인터넷 서버에 기록하게 하고, 인터넷을 통하여 운동 정보를 보여주는 서비스 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106605183A (zh) * 2014-07-01 2017-04-26 安德烈·瓦莱里维赫·格鲁兹杰夫 运动系统控制装置

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