KR20120079303A

KR20120079303A - 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너

Info

Publication number: KR20120079303A
Application number: KR1020110000530A
Authority: KR
Inventors: 정재준; 임상범; 최재원
Original assignee: 주식회사 브이플럭스
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2012-07-12
Also published as: KR101233974B1

Abstract

본 발명은 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너에 관한 것으로서, 자전거를 실내에서 사용할 수 있도록 거치하는 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 함으로써, 게임과 운동을 병행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자전거와, 상기 자전거 이용자들의 주행 정보 및 신체 리듬 정보를 확인할 수 있는 사이클링 컴퓨터에 의하여 제어되고 자전거의 전륜을 고정하는 전륜 트레이너와, 상기 사이클링 컴퓨터에 의하여 제어되고 자전거의 후륜을 고정하는 후륜 트레이너를 포함하는 자전거 거치형 트레이너에 있어서, 상기 전륜 트레이너는, 트레이너 받침판과, 상기 트레이너 받침판에 승강하도록 힌지축으로 일단이 설치되는 리프트 받침대와, 상기 리프트 받침대에 베어링을 이용하여 설치되고 전륜이 이탈하지 않도록 형성되는 전륜 좌대와, 상기 리프트 받침대를 사이클링 컴퓨터의 신호로 승강시킬 수 있도록 저면에 설치되는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너{CYCLING STANCHION TYPE TRAINER CONTROLLED CYCLING COMPUTER}

본 발명은 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 자전거를 실내에서 사용할 수 있도록 거치하는 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 함으로써, 게임과 운동을 병행할 수 있도록 하는 자전거 거치형 트레이너에 관한 것이다.

최근 자전거는, 운동을 위한 헬스 기구, 여가문화를 레져용 및 출퇴근용으로도 많이 사용되고 있다.

먼저, 상기 헬스용 자전거는 통상 회전 모멘트가 큰 하나의 회전륜 만을 구비한다.

사용자의 체중이 회전륜에 직접 인가되지 않음에도 불구하고 회전륜의 모멘트가 크기 때문에, 회전륜을 회전시키기 위해서는 사용자가 페달에 큰 힘을 가해야만 하고 이에 따라 20?30분간 운동을 하게 되는 경우 상당히 높은 운동 효과를 가져 올 수 있게 된다.

이러한 헬스용 자전거는, 사용자가 벽면을 쳐다보고 운동을 하게 되기 때문에 매일 20-30분 동안 운동을 하게 되는 경우 상당한 싫증을 느끼게 되고 따라서 매일 운동을 지속하기가 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근의 자전거는, 핸들 상부에 모니터를 설치하고 페달의 움직임에 따라 영상을 모니터에 나타냄으로써, 지루함을 해소하고 있다.

한편, 전자오락실에는 오토바이나 자동차 운전을 시뮬레이션하는 레이싱(Racing) 게임들이 많이 보급되어있다.

이러한 레이싱 게임들은, 스크린 전면에 놓여있는 오토바이형 좌석이나 자동차 시트형 좌석에 앉아 전방에 구비된 핸들을 조작하게 되고 핸들 조작에 따라 스크린 상에 표시되는 오토바이나 자동차를 움직이게 된다.

상기한 바와 같은, 레이싱 게임을 위시하여 일반적으로 전자오락실에 구비된 전자오락들은 단순한 오락에 불과하여 운동 효과를 전혀 기대할 수 없는 문제점이 있다.

더욱이 짧은 시간 동안의 오락은 스트레스를 푸는데 도움이 될 수 있지만, 장시간의 오락은 시각을 피로하게 하고 두뇌에 대한 스트레스를 오히려 가중시키는 문제점이 있다.

이러한 문제점의 원인은 상기 오락이 신체적인 운동이 거의 없는 상태에서 스크린을 응시하는 시각과, 시각을 통해 인지되는 스크린 상의 이미지 움직임을 제어하기 위한 두뇌 활동에 초점이 맞추어져 있다는 점을 들 수 있다.

따라서 상기한 레이싱 게임의 단점을 극복하고 흥미와 아울러 육체적인 운동을 수반함으로써 건강 효과를 가져다줄 수 있는 오락 장치가 요구되고 있다.

또한, 인터넷이 보편화됨에 따라 원격지에서 이-메일이나 프로그램 데이터를 주고받는 것이 매우 빈번해지고 있는데, 게임도 많은 사용자들이 원격지에서 하나의 게임에 같이 참여하여 즐기는 경우가 많아지고 있다.

그런데 이러한 머드 게임은 단순한 흥미 위주로 되어 있는 것이 대부분이며, 스포츠와 같이 두뇌뿐만 아니라 육체를 움직임으로써 운동효과를 가져다주는 게임으로 헬스 자전거를 이용한 게임이 제안된 바 있다.

즉, 실용신안 등록 제20-0188622호의"컴퓨터에 연결되는 운동기구", 특허 공개 제10-2000-0056442호의 "컴퓨터와 데이터 통신을 할 수 있는 자전거", 특허 공개 제10-2000-0037168호의 "자전거 운동/게임 장치", 특허 등록 제10-0341206호 "자전거 모의 운동 연습기"등이 제안된 바 있다.

상기한 자전거를 이용한 운동 게임장치는, 대부분 헬스용 자전거와 컴퓨터를 이용하여 게임을 하도록 구성된다.

이러한 헬스용 자전거는, 바퀴가 없고 부하를 발생시키는 페달과, 안장, 핸들이 설치되는 프레임으로 구성되어 있어 실감나는 게임을 즐길 수 없는 문제점이 있다.

상기한 헬스용 자전거는 실내에서 유산소 운동을 할 수 있지만, 페달의 부하 조절을 통해 반복적으로 페달만을 밟도록 되어 있다. 이에 따라, 사용자는 시선을 어느 한 곳에 둔 상태에서 자전거를 타야하기 때문에 흥미를 잃고 지루해하는 문제점이 있다.

또한, 헬스용 자전거의 페달에 가해지는 부하를 조절하고 페달을 반복해서 밟도록 되어 있기 때문에 실감나는 운동을 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 실외의 기상 조건이 나쁠 경우 실내에서도 실외에서처럼 탈 수 있도록 하는 트레이너(Trainer)를 이용하게 된다.

상기한 트레이너(T)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 부하발생기가 없는 롤러(Roll)형 트레이너(2)를 구비한다. 상기한 롤러형 트레이너(2)는, 병렬로 배치되는 고정프레임(4)과, 고정프레임(4)사이에 전후로 간격을 두고 설치되는 전후륜 롤러(R1)(R2)와, 상기 전후륜 롤러(R1)(R2)를 연결하여 회전력이 전달되도록 하는 벨트(7)를 포함한다. 이러한 롤러형 트레이너(2)는, 자전거 탑승자가 스스로 중심을 잡으면서 자전거를 타도록 한 것이다.

즉, 자전거(B)에 탑승한 사용자가 페달(8)을 밟아 후륜(6)을 회전시키면, 후륜(6)은 접촉 상태에 있는 후륜 롤러(R2)를 회전시킨다. 상기한 후륜 롤러(R2)가 회전하면, 전륜 롤러(R1)는 후륜 롤러(R2)의 회전력을 전달하는 벨트(7)에 의하여 회전하게 된다.

상기한 트레이너(T)는, 롤러형 트레이너(2) 외에 도 2에 도시한 바와 같이, 자전거 거치형 트레이너(9)를 구비한다.

상기한 자전거 거치형 트레이너(9)는, 후륜 축에 고정 설치되고 절첩다리(13)를 구비한 고정프레임(4)에 후륜(6)이 놓일 수 있도록 부하발생기(11)를 구비한 후륜 트레이너(18)와, 후륜(6)의 부상 높이에 맞춰 전륜(3)을 올려놓을 수 있도록 형성되는 전륜 트레이너(60)를 포함한다.

상기한 자전거 거치형 트레이너(9)는, 롤러형 트레이너(2)처럼 중심을 잡는 불편 없이 용이하게 탑승할 수 있고 자전거(B)에 탑승한 후에는 페달(8)을 용이하게 작동시킬 수 있다.

이러한 자전거 거치형 트레이너(9)에는, 후륜(6)의 회전을 제한하는 부하발생기(11)가 후륜 트레이너(18)에 더 설치되어 있다.

상기한 후륜 트레이너(18)는, 후륜(6)을 지면에서 일정 높이로 부상시켜 후륜(6)의 회전이 용이하도록 후륜 축에 설치된다.

그리고, 상기 전륜 트레이너(60)는, 후륜(6)의 부상 높이에 맞춰 전륜(3)을 올려놓을 수 있는 형태로 형성된다.

즉, 자전거(B)의 후륜(6)을 후륜 트레이너(18)로 부상시켜 설치하고 전륜(3)을 전륜 트레이너(60)에 올려놓으면, 자전거(B)의 페달(8)을 용이하게 밟을 수 있도록 함으로써, 자전거 운동을 실내에서도 할 수 있다.

이러한 자전거(B)에는, 페달(8)을 회전시킴에 따라 후륜(6)의 회전수를 측정할 수 있도록 하는 휠/페달센서(PS)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 실내에서 자전거(B)를 탈 때에는, 실외의 주행환경과 비슷하도록 후륜(6)에 부하발생기(11)를 접촉시켜 페달(8)에 부하를 걸게 된다.

또한, 상기 부하발생기(11)는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 후륜(6)이 접촉하는 마찰부(9F)를 구비한다. 상기 마찰부(9F)는, 원주형으로 형성되고 일측에 회전축(16)이 형성된다.

상기한 회전축(16)에는, 관성력이 작용하도록 하는 플라이휠(15)이 설치되어 있다. 그리고 상기 플라이휠(15)과 마찰부(9F)사이에는, 회전축(16)을 가변적으로 제동할 수 있도록 설치한 제동기(12)를 포함한 제동부(BR)를 구비한다.

상기한 제동부(BR)는, 핀(P)으로 회전 가능하게 조립되는 회전판(17)에 의하여 부하발생기(11)의 몸체에 제동기(12)가 설치된다. 이러한, 제동기(12)에는, 회전축(16)을 제동할 수 있도록 마찰패드(14)가 부착되어 있다.

그리고 상기 제동부(BR)는, 와이어(W)로 연결되는 제동 제어장치(C)의 제동레버(10L) 조작을 통해 작동하는 제동기(12)에 의하여 부하발생기(11)를 제동하게 된다.

상기한 제동 제어장치(C)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제동레버(10L)와, 제동레버(10L)가 설치된 와이어 감김축(52)과, 제동기(12)에 연결되고 상기 와이어 감기축(52)에 감기는 와이어(W)와, 자전거(B)의 핸들 바에 고정할 수 있도록 형성되는 그립(G)를 포함한다.

상기한 제동 제어장치(C)는, 제동레버(10L)의 조작을 통해 와이어(W)를 풀어주면 제동기(12)에 의하여 부하발생기(11)의 제동이 해제됨에 따라 마찰부(9F)가 자유 회전하게 된다.

상기한 제동레버(10L)를 조작해 와이어(W)를 감아 제동기(12)를 당기면 마찰패드(14)를 통해 회전축(16)을 제동하여 마찰부(9F)의 회전을 제한한다.

이에 따라, 회전축(16)의 일측에 형성되는 마찰부(9F)는, 회전이 억제됨에 따라 접촉 상태에 있는 후륜(6)의 회전을 제한하게 된다.

즉, 후륜(6)의 회전이 부하발생기(11)에 의하여 제한됨에 따라, 자전거의 페달(8)을 밟는데 힘을 쓰게 됨에 따라 운동이 되도록 한다.

이러한 자전거 거치형 트레이너(9)는, 제동레버(10L)를 수동으로 조작하도록 되어 있기 때문에 훈련 및 연습이 힘들면 제동레버(10L)의 조작을 쉽게 포기할 수 있어 강도 높은 훈련 및 연습을 하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 상기 자전거 거치형 트레이너(9)는 제동레버(10L)의 제동 및 해제가 수동조작으로 운영되기 때문에 훈련 설정을 다양하게 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 상기 자전거를 거치하는 트레이너(9) 및 자전거에 설치되는 사이클링 컴퓨터(Cycling Computer, 자전거 속도계)는, 각각 독립적으로 사용되고 별도로 자전거에 장착된다.

상기한 사이클링 컴퓨터(86)는, 본 출원인에 의하여 출원된 특허출원 제2010-109742호 "자전거버스용 사이클링 컴퓨터"에 기술된 바와 같이, 기능 선택용 키 버튼과; 키 버튼 조작음 및 경고음을 발생하는 스피커와; 외장메모리 및 PC에 연결할 수 있는 I/O단자와; 전원을 공급하는 배터리와; 위치 정보를 제공하는 GPS 모듈과; 주변장치와 송수신하는 근거리 및 장거리 무선 통신모듈을 구비한 다채널 무선 통신 모듈과; 속도/ 거리/ 심박수/ 위치 정보가 저장되는 메모리와; 송수신 정보를 처리하고 연산하는 마이크로 컨트롤 유닛과; 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의하여 정보가 표시되는 LCD를 제공하는 본체와, 상기 본체에 전방 주시용 카메라 모듈, 조향 감지용 자이로센서, 경사도 감시용 3축 가속도 센서, 본체의 내외부를 점멸하는 조도센서 및 온도센서를 구비하여 자전거 주행이 용이하도록 하는 부가 센서부를 포함한다.

그리고 상기 사이클링 컴퓨터(86)와 같이 사용되는 주변장치는, 휠 마그네틱과 페달 마그네틱을 이용하여 자전거의 주행속도를 감지하는 휠/페달 센서와; 자전거 이용자의 심박수를 감지하는 심박계; 마이크를 통해 음성통신을 제어할 수 있는 누름 통화 버튼과, 상기 마이크를 통한 근거리 및 장거리 무선 신호를 수신하도록 형성되는 무선 이어세트와; 후방 교통 상황을 LCD를 통해 무선으로 수신된 정보를 파악할 수 있도록 자전거의 후방에 설치되는 후방 카메라와; 바퀴 회전 부하량을 수동으로 조절할 수 있는 자전거 거치형 트레이너와; PC 및 인터넷 웹싸이트와 무선으로 연결할 수 있도록 설치되는 온라인 연결모듈을 포함한다.

이러한 사이클링 컴퓨터(86)는, 주변장치 및 부가센서부를 통해 자전거 이용자들의 주행속도, 거리, 위치, 심박수 등 주행 정보 및 신체 리듬 관련 정보를 확인할 수 있도록 한다.

그리고 주변장치 중 자전거 거치형 트레이너(9)는, 후륜 트레이너(18)를 수동으로 조작할 수 있으나 무선 통신 제어가 불가하여 다양하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 상기 자전거(B)를 실내에서 이용하는 경우 주행 정보 및 신체 리듬 관련 정보를 웹싸이트 또는 영상을 통해 볼 수 없어 지루하게 자전거(B)를 타야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 자전거 거치형 트레이너(9)의 전륜 트레이너(60)는, 전륜(3)을 받치는 단순 기능에 그쳐 자전거(B) 운동을 다양하게 할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 자전거 거치형 트레이너(9)를 PC 및 사이클링 컴퓨터(86)로 제어할 수 없기 때문에 자전거 거치형 트레이너를 이용한 프로그램을 다양하게 실시할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, PC나 웹싸이트와 연결되는 사이클링 컴퓨터를 이용하여 실물 자전거를 실내에 거치하고 있는 트레이너를 제어함으로써, 웹싸이트를 통해 일대일 또는 다자간 게임을 온라인에서 용이하게 할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 자전거를 실내에 이용할 때 트레이너의 제어 및 이미지 표시를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 무선 통신을 이용하여 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어함으로써, 전륜의 부상 높이 및 조향을 용이하게 조절할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 자전거의 조향을 조향 감지용 자이로센서를 탑재한 사이클링 컴퓨터로 용이하게 감지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 사용자의 자전거 운동시 발생하는 파워(Power, 단위 :Watt) 소비량에 대해 사이클링 컴퓨터에 탑재된 3축 가속도 센서의 정보와 휠/페달의 회전수를 감지하는 휠/페달 센서의 정보를 이용하여 역학 계산되고 사이클링 컴퓨터 본체의 LCD 및 PC를 통해 사용자에게 결과를 용이하게 보여 줄 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 사이클링 컴퓨터에 의하여 무선 통신으로 후륜 트레이너의 부하발생기가 제어되도록 함으로써, 부하발생기를 다양한 모드로 제어할 수 있도록 하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자전거와, 상기 자전거 이용자들의 주행 정보 및 신체 리듬 정보를 확인할 수 있는 사이클링 컴퓨터에 의하여 제어되고 자전거의 전륜을 고정하는 전륜 트레이너와, 상기 사이클링 컴퓨터에 의하여 제어되고 자전거의 후륜을 고정하는 후륜 트레이너를 포함하는 자전거 거치형 트레이너에 있어서, 상기 전륜 트레이너는, 트레이너 받침판과, 상기 트레이너 받침판에 승강하도록 힌지축으로 일단이 설치되는 리프트 받침대와, 상기 리프트 받침대에 베어링을 이용하여 설치되고 전륜이 이탈하지 않도록 형성되는 전륜 좌대와, 상기 리프트 받침대를 사이클링 컴퓨터의 신호로 승강시킬 수 있도록 저면에 설치되는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 액츄에이터는, 힌지축의 타측에 리프트 받침대를 지지하도록 피스톤으로 연결 설치되는 유압실린더와, 상기 유압실린더에 유압을 제어부의 신호에 따라 공급하도록 연결 설치되는 유압펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 후륜 트레이너는, 지면에 지지되도록 후륜 축에 고정 설치되는 고정프레임과, 상기 고정프레임에 부하를 후륜에 가할 수 있도록 설치되는 부하발생기와, 상기 부하발생기를 사이클링 컴퓨터의 신호로 제어하는 제동 및 리프트 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 부하발생기는, 제동기를 용이하게 제어할 수 있도록 제동 및 리프트 제어장치가 일체로 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 자전거 거치형 트레이너는, 무선 통신 모듈을 통해 연결되는 PC 및 사이클링 컴퓨터로 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기한 제동 및 리프트 제어장치는, 전원이 인가되도록 케이스 내에 설치되는 전원부와, 상기 전원부에 전기적으로 연결되고 사이클링 컴퓨터의 신호로 제어되는 제동 및 리프트 제어부와, 상기 제동 및 리프트 제어부의 제어로 정역 회전하는 정역모터와, 상기 제동기에 연결되는 와이어를 감거나 풀 수 있도록 정역모터의 회전축에 설치되는 와이어 감김축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 제동 및 리프트 제어장치는, 수동으로 와이어 감김축을 회전시킬 수 있도록 정역모터에 제동레버가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 후륜 트레이너의 부하발생기를 사이클링 컴퓨터로 제어함으로써, 부하 발생을 다양하게 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 전륜 트레이너의 리프트 받침대를 사이클링 컴퓨터로 제어하여 주행코스를 다양하게 설정함으로써, 실내에서도 자전거를 실감나게 탈 수 있는 효과가 있다.

또한, 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 무선 제어할 수 있도록 함으로써, 웹싸이트 상에서 1:1 또는 다자간 운동 및 게임을 실물 자전거로도 용이하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 함으로써, 게임의 난이도 및 운동 강도를 다양하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 자전거 거치형 트레이너를 제어하는 사이클링 컴퓨터는, 부가센서부 및 주변장치에서 수집된 정보를 사이클링 컴퓨터 본체의 LCD 및 PC 또는 웹사이트 화면에 출력시킴으로써, 게임 및 운동 중 이용자가 몸 상태를 용이하게 확인할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은, 종래기술에 따른 롤러형 트레이너를 도시한 도면.
도 2는, 종래기술에 따른 자전거 거치형 트레이너를 도시한 도면.
도 3(a)(b)는, 도 2에 나타낸 부하발생기를 개략적으로 도시한 부분 측단면도.
도 4은, 도 2에 나타낸 트레이너의 부하발생기를 제어하는 제동 제어부재를 도시한 도면.
도 5는, 본 발명에 따른 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너를 도시한 도면.
도 6(a)(b)는, 도 5에 나타낸 전륜 트레이너를 도시한 부분 측단면도.
도 7(a)(b)는, 도 5에 나타낸 후륜 트레이너를 도시한 부분 측단면도.
도 8(a)(b)는, 도 5에 나타낸 핸들 바 고정형 제동 및 리프트 제어장치를 도시한 도면.
도 9는, 도 5에 나타낸 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 10은, 도 8에 나타낸 핸들 바 고정형 제동 및 리프트 제어장치로 제어되는 자전거 거치형 트레이너를 도시한 도면.
도 11은, 도 5에 나타낸 자전거 거치형 트레이너에 연결되는 사이클링 컴퓨터를 이용하여 PC 및 웹사이트와 연결됨을 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).

자전거 거치형 트레이너(9)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 자전거(B)와, 상기 자전거(B) 이용자들의 주행 정보 및 신체 리듬 정보를 확인할 수 있는 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 제어되고 자전거의 전륜(3)을 고정하는 전륜 트레이너(60)와, 상기 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 제어되고 자전거의 후륜(6)을 고정하는 후륜 트레이너(18)를 포함한다.

상기한 후륜 트레이터(18)에는, 도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 후륜 축에 고정 설치되고 절첩다리(13)를 구비한 고정프레임(4)에 후륜(6)이 놓일 수 있도록 설치되는 부하발생기(11)를 구비한다.

상기한 부하발생기(11)는, 도 4에 도시한 바와 같은 제동레버(10L)의 조작을 통해 와이어(W)를 감거나 풀어주면 후륜(6)이 접촉하는 마찰부(9F)의 회전을 제한 할 수 있도록 함으로써, 후륜(6)에 부하가 형성되도록 한다.

다음으로, 본 발명에 따른 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너의 특징부를 도 5 내지 도 11을 참조하여 설명한다.

상기한 전륜 트레이너(60)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 트레이너 받침판(62)을 구비한다. 상기한 트레이너 받침판(62)은, 일정 크기로 형성되어 전륜(3)을 안정적으로 지지한다.

또한, 상기 전륜 트레이너(60)에는, 트레이너 받침판(62)의 일측에 타단이 승강하도록 힌지축(64)으로 일단이 설치되는 리프트 받침대(66)를 구비한다.

상기한 리프트 받침대(66)에는, 베어링(68)을 개재한 회전축부재(S1)에 체결수단으로 설치되고 전륜(3)이 이탈하지 않도록 형성되는 전륜 좌대(70)가 조립된다.

상기한 전륜 좌대(70)는, 브이자 형태의 홈이 형성되어 있어 바퀴를 견고하게 안착시킨다.

또한, 상기 전륜 트레이너(60)에는, 상기 리프트 받침대(66)의 타단을 승강시킬 수 있도록 저면에 액츄에이터(72)가 설치되어 있다.

상기한 액츄에이터(72)는, 힌지축(64)의 타측에 리프트 받침대(66)를 지지하도록 피스톤(74)으로 연결되는 유압실린더(76)를 구비한다.

이러한 액츄에이터(72)의 유압실린더(76)에는, 유압을 제어부(46)의 신호에 따라 공급하도록 하는 유압펌프(80)가 설치되어 있다.

상기한 유압펌프(80)는, 사이클링 컴퓨터(86)로 제어되는 제어부(46)의 신호로 작동할 수 있도록 후륜 트레이너(18)의 전원부(45)에 전기적으로 연결된다.

이러한 액츄에이터(72)는, 상기 피스톤 및 실린더의 구동원을 유압 및 공압을 이용하는 유압식 및 공압식 외에 기어 및 모터를 이용한 전동식을 사용할 수도 있다.

즉, 상기 전륜 트레이너(60)는 후술되는 후륜 트레이너(18)와 전기적으로 연결되고, 사이클링 컴퓨터(86)의 신호로 제어되는 제어부(46)에 의하여 제어된다.

또한, 상기 후륜 트레이너(18)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 지면에 지지되도록 후륜 축에 고정 설치되는 고정프레임(4)과, 부하를 후륜(6)에 가할 수 있도록 상기 고정프레임(4)에 설치되는 부하발생기(11)와, 상기 부하발생기(11)의 제동기(12)를 사이클링 컴퓨터(86)의 신호시 제어하는 제동 및 리프트 제어장치(10)를 포함한다.

상기한 부하발생기(11)에는, 제동부(BR)의 제동기(12)를 용이하게 제어할 수 있도록 하는 제동 및 리프트 제어장치(10)가 일측에 설치된다. 상기 부하발생기(11)에 설치되는 제동 및 리프트 제어장치(10)는, 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 무선통신으로 제어된다.

그리고, 상기 제동 및 리프트 제어장치(10)는, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 부하발생기(11)에 설치되는 자동형(10a) 및 핸들 바에 설치되는 수동형(10b)을 포함한다.

상기한 자동형 제동 및 리프트 제어장치(10a)에는, 도 7에 도시한 바와 같이 전원이 인가되도록 케이스(44) 내에 전원부(45)가 구비된다. 상기한 전원부(45)는, 외부 전원과 연결되거나 배터리가 설치될 수 있다.

그리고 상기 자동형 제동 및 리프트 제어장치(10a)는, 제동 및 리프트 제어부(46)를 통해 PC(30) 및 사이클링 컴퓨터(86)와 연결된다.

즉, 상기 자동형 제동 및 리프트 제어장치(10a)는, 상기 전원부(45)에 전기적으로 연결되고 사이클링 컴퓨터(86)의 신호로 제어되는 제동 및 리프트 제어부(46)를 구비한다.

상기한 제동 및 리프트 제어부(46)는, 전원부(45)에 의하여 연결되는 유압펌프(80)를 제어하거나 정역모터(48)을 제어하여 부하발생기(11)를 가변적으로 제동하게 된다.

또한, 상기 자동형 제동 및 리프트 제어장치(10a)에는, 상기 제동 및 리프트 제어부(46)의 제어로 정역 회전하는 정역모터(48)가 설치된다.

상기한 자동형 제동 및 리프트 제어장치(10a)에는, 제동기(12)에 연결되는 와이어(W)를 감거나 이완시킬 수 있도록 정역모터(48)의 회전축(50)에 와이어 감김축(52)이 설치되어 있다.

또한, 상기 수동형 제동 및 리프트 제어장치(10b)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 자전거(b)의 핸들 바에 그립(G)으로 고정 설치되고 와이어 감김축(52)에 연결된 정역모터(48)에 제동레버(10L)를 더 설치한 것이다.

상기한 제동레버(10L)를 더 추가한 제동 및 리프트 제어장치(10b)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 사이클링 컴퓨터(86)로 무선 제어도 가능하지만 핸들 바에 그립(G)으로 설치된 제동레버(10L)를 수동 조작하면 후륜 트레이너(18)의 부하발생기(11)를 수동으로도 제어할 수 있다.제동레버(10L)를 사용할 경우 수동으로 부하발생기(11)를 작동시킬 수 있다.

즉, 제동레버(10L)를 수동으로 조작하면, 와이어(W)는 견인 및 이완됨으로써부하발생기(11)의 제동기(12)를 수동으로 작동시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 자전거(b)의 핸들 바에 설치되는 제동 및 리프트 제어장치(10b)는, 수동형 또는 수동 및 자동을 겸하도록 다양하게 제조할 수 있다.

또한, 상기 자전거 거치형 트레이너(9)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 자전거(B)의 핸들 바에 설치된 사이클링 컴퓨터(86)와 후륜 트레이너(18)에 설치된 제어부(46)와 통신으로 연결된다.

이러한 사이클링 컴퓨터(86)는, 주변장치인 온라인 연결모듈 및 통신모듈을 통해 PC(30) 및 웹사이트와 연결된다. 이에 따라, 휠/페달센서, 심박계, 자이로센서를 통해 연산된 정보는, 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 사이클링 컴퓨터 본체의 LCD(82) 및 PC와 연결된 모니터(26) 또는 웹사이트 상에 표시된다.

상기한 자전거 거치형 트레이너(9), PC(30) 및 웹사이트에 연결된 사이클링 컴퓨터(86)는, 자전거(B)를 타고 페달(8)을 밟으면 다양하게 구비된 부가센서 및 휠/페달센서(PS) 등의 주변장치를 통해 주행 정보 및 심박수를 모니터(26)상에 출력하게 된다.

이러한 사이클링 컴퓨터(86)는, 모니터(26)에 출력되는 가상의 주행 코스에 따라 부하발생기(11) 및 리프트 받침대(66)를 작동시키고 주행정보를 표시함으로써, 이용자가 실물 자전거(B)를 이용한 게임 및 운동을 실감나게 즐길 수 있도록 한다.

또한, 상기 제동 및 리프트 제어부(46)는, 무선 통신 모듈을 통해 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 제어됨으로써, 전후륜 트레이너(60)(18)를 용이하게 제어하게 된다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 자전거 거치형 트레이너(9)가 설치된 자전거(B)를 타고 페달(8)을 밟으면, 후륜(6)은 접촉 상태에 있는 후륜 트레이너(18)의 부하발생기(11)를 회전시킨다.

이때, 부가센서부 및 주변장치의 통신 정보를 연산한 사이클링 컴퓨터(86)는, 본체의 LCD(82)에 표시하거나 PC(30)가 연결되어 있으면 모니터(26)에 출력함으로써, 자전거(B) 이용자가 용이하게 확인할 수 있도록 한다.

그리고, 웹사이트에 무선 통신모듈을 통해 사이클링 컴퓨터(86)가 연결되어 있으면, 1:1 또는 다자간 게임을 할 수 있다.

이때, 1:1 또는 다자간 게임에서 구현되는 주행코스 중 언덕길 및 내리막길 상황에서는, 리프트 받침대(66) 및 부하발생기(11)를 제동 및 리프트 제어부(46)가 주행코스에 맞춰 제어한다.

상기한 리프트 받침대(66) 및 부하발생기(11)가 평탄길, 언덕길 및 내리막길의 상태에 맞춰 작동함으로써, 이용자는 자전거(B)를 실감나게 탈 수 있게 된다.

상기한 바와 같이, 실물 자전거(B)를 이용하여 게임이 가능하게 됨에 따라 운동도 병행할 수 있게 된다.

예를 들어, 자전거(B)를 실감나게 탈 수 있는 것은, 제동 및 리프트 제어부(46)의 신호로 유압펌프(80)를 작동시켜 유압실린더(76)의 피스톤(74)으로 리프트 받침대(66)를 승강시키면, 이용자는 전륜(3)이 승강하게 됨에 따라 언덕길 주행을 느끼게 된다.

이때, 전륜(3)이 승강하게 되면, 사이클링 컴퓨터(86)는 부하발생기(11)를 제동하여 후륜(6)의 회전을 방해함으로써, 이용자가 언덕길 주행을 느낄 수 있도록 한것이다.

또한, 곡선 주행코스에서 핸들 바를 조작하면, 사이클링 컴퓨터(86)의 자이로센서는, 모니터(26) 및 웹사이트 상에 연산된 조향방향을 표시하게 된다.

그리고, 상기 주행코스를 주행할 때 부가센서 및 주변장치를 통해 입력된 주행정보, 조향각도 및 심박수 등 연산된 정보들은, 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 본체의 LCD(82) 및 모니터(26) 또는 웹사이트 상에 표시하게 되거나 제동 및 리프트 제어부(46)를 제어할 수 있도록 한다.

그리고 제동레버(10L), 제동 및 리프트 제어부(46) 중 조작수단이 어느 것이든 와이어 감김축(52)을 회전시키면, 부하발생기(11)의 제동기(12)는 감기거나 풀리는 와이어(W)에 의하여 핀(P)으로 설치된 회전판(17)에 의하여 회전함으로써 마찰패드(14)로 회전축(16)을 가압하여 제동하게 된다.

또한, 다자간 게임이나 1:1 게임을 예로 들어 설명하고 있지만, 부가 센서부를 구비한 사이클링 컴퓨터(86), 자전거 거치형 트레이너(9) 및 다양한 주변장치를 자전거(B)에 설치하면, 실물 자전거를 이용한 운동 및 게임을 용이하게 할 수 있다.

본 발명은 자전거를 거치하는 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 함으로써, 1:1 또는 다자간 게임 및 운동을 실물 자전거를 이용하여 할 수 있어 실내에서도 유산소 운동을 할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 자전거를 실내에서 사용할 수 있도록 거치하는 자전거 거치형 트레이너를 사이클링 컴퓨터로 제어할 수 있도록 함으로써, 게임 및 운동을 병행할 수 있도록 한 것으로, 자전거 제조 산업 분야에 널리 이용될 수 있다.

B: 자전거 2: 롤러형 트레이너(Roller Type Trainer)
3: 전륜 6: 후륜
10: 제동 및 리프트 제어장치 10L: 제동레버
11: 부하발생기 18: 후륜 트레이너
46: 제동 및 리프트 제어부 48: 정역모터
60: 전륜 트레이너(Trainer) 62: 트레이너 받침판
64: 힌지축 72: 액츄에이터(Actuator)
86: 사이클링 컴퓨터(Cycling Computer)

Claims

자전거(B)와, 상기 자전거(B) 이용자들의 주행 정보 및 신체 리듬 정보를 확인할 수 있는 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 제어되고 자전거(B)의 전륜(3)을 고정하는 전륜 트레이너(60)와, 상기 사이클링 컴퓨터(86)에 의하여 제어되고 자전거(B)의 후륜(6)을 고정하는 후륜 트레이너(18)를 포함하는 자전거 거치형 트레이너에 있어서,
상기 전륜 트레이너(60)는,
트레이너 받침판(62)과, 상기 트레이너 받침판(62)에 승강하도록 힌지축(64)으로 일단이 설치되는 리프트 받침대(66)와, 상기 리프트 받침대(66)에 베어링(68)을 개재한 회전축부재(S1)에 체결수단으로 설치되고 전륜(3)이 이탈하지 않도록 형성되는 전륜 좌대(70)와, 상기 리프트 받침대(66)를 사이클링 컴퓨터(86)의 신호로 승강시킬 수 있도록 저면에 설치되는 액츄에이터(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 1 항에 있어서,
상기 액츄에이터(72)는,
힌지축(64)의 타측에 리프트 받침대(66)를 지지하도록 피스톤(74)으로 연결 설치되는 유압실린더(76)와, 상기 유압실린더(76)에 유압을 제동 및 리프트 제어부(46)의 신호에 따라 공급하도록 연결 설치되는 유압펌프(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 1 항에 있어서,
상기한 후륜 트레이너(18)는,
지면에 지지되도록 후륜 축에 고정 설치되는 고정프레임(4)과, 상기 고정프레임(4)에 부하를 후륜(6)에 가할 수 있도록 설치되는 부하발생기(11)와, 상기 부하발생기(11)를 사이클링 컴퓨터(86)의 신호로 제어하는 제동 및 리프트 제어장치(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 3 항에 있어서,
상기 부하발생기(11)는,
제동기(12)를 용이하게 제어할 수 있도록 제동 및 리프트 제어장치(10)가 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 1 항에 있어서,
상기 자전거 거치형 트레이너(9)는,
무선 통신 모듈을 통해 연결되는 PC(30) 및 사이클링 컴퓨터(86)로 제어되는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 3 항에 있어서,
상기 제동 및 리프트 제어장치(10)는,
전원이 인가되도록 케이스(44)내에 설치되는 전원부(45)와, 상기 전원부(45)에 전기적으로 연결되고 사이클링 컴퓨터(86)의 신호로 제어되는 제동 및 리프트 제어부(46)와, 상기 제동 및 리프트 제어부(46)의 제어로 정역 회전하는 정역모터(48)와, 상기 제동기(12)에 연결되는 와이어(W)를 감거나 풀 수 있도록 정역모터(48)의 회전축(50)에 설치되는 와이어 감김축(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.
제 6 항에 있어서,
상기 제동 및 리프트 제어장치(10)는,
수동으로 와이어 감김축(52)을 회전시킬 수 있도록 정역모터(48)에 제동레버(10L)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 사이클링 컴퓨터로 제어되는 자전거 거치형 트레이너.