KR20120128525A - 커빙 시뮬레이션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커빙 시뮬레이션 장치를 개시한다
본 발명의 커빙 시뮬레이션 장치는 장치의 하체를 이루는 하프레임과 중프레임; 상기 중프레임의 좌?우면이 상?하 방향으로 롤링구동하록 구비되는 회전구동체; 상기 중프레임에 장착된 베어링 유니트에 의해 좌?우 방향으로 회전되도록 구비되어 있는 발판 A와 발판 B; 상호 접촉에 의해 상기 발판 A와 발판 B의 회전력을 일으키는 휠과 트랙벨트; 상기 발판 B의 회전력을 상기 발판 A에 전달시키는 동력전달수단; 상기 트랙벨트를 전?후 방향으로 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 커빙 시뮬레이션 장치

Description

커빙 시뮬레이션 장치{Curving simulation machine}

본 발명은 사용자가 올라서거나 또는 앉을 수 있도록 구비되어 다양한 동작을 재현하는 커빙 시뮬레이션 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 좌?우 방향으로의 기울어짐 동작과 좌?우 회동 동작을 복합적으로 구현할 수 있도록 하여 현실감 있는 다양한 동작 재현을 가능하게 하는 커빙 시뮬레이션 장치에 관한 것이다

현대인은 과도한 음식섭취와 함께 운동량의 절대적인 부족 그리고 스트레스로 인한 각종 질환에 노출되어 있으며, 최근 들어 건강에 대한 관심이 고조됨에 따라 실내에서도 운동이 가능한 운동기구가 다양하게 출시되어 있다.

이러한 실내 운동기구로는 러닝머신(running machine), 실내 사이클(Cycle), 로잉머신(rowing machine)을 비롯한 각종 헬스기구 등이 있으며 유산소 운동이나 근력 운동을 위한 용도로 구분할 수 있다.

그러나 종래 대부분의 실내용 운동기구는 점위 공간에 제약을 받을 뿐만 아니라 이동 및 보관이 용이하지 않으며, 특히 특정의 운동효과를 목적으로 제작됨에 따라 이용자가 꾸준히 흥미를 갖기에는 부족한 점이 있었다.

일례로, 러닝머신의 경우 사용자가 벽이나 거울 등을 보면서 지루하게 달리도록 되어 있고, 실내 사이클의 경우 역시 벽이나 거울 등을 보면서 페달을 밟도록 되어 있으므로 사용자가 단조로운 동작을 지속하여 운동효과를 얻어야 하므로 흥미가 반감됨에 따라 지속적인 운동으로 이어지기 어려운 단점이 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위하여 러닝머신이나 실내 사이클의 앞에 대형 스크린을 설치하고 사용자가 실제 달리거나 주행하는 느낌을 갖도록 하는 시청각기기가 부가 설치된 시스템이 제안되고 있으나 이러한 시스템은 사용자가 실제 주행코스에 따른 실질적인 행동 변화가 일어나지 않고 단순히 시청각에 의존하는 것에 불과하여 운동효과와 사용자의 관심을 지속시키기에는 한계가 있는 단점이 있었다.

일례로, 러닝머신을 이용해 달리기를 하는 경우 시청각 시스템을 구성하는 스크린에서 좌?우로 굽은 길을 화면으로 표시할 수는 있으나 실질적으로 사용자가 체감할 수 있는 동작 변화는 일어나지 않으므로 결과적으로 시청각 시스템에 의한 운동효과의 상승을 기대하기 어려운 것이다.

또한, 종래 대부분의 운동기구는 동작구현이 간소한 런닝머신이나 사이클 등과 같이 단순한 동작을 반복 수행하는 운동 종목에 국한되어 있어 소비자의 관심과 흥미를 유발하는데 한계가 있는 단점이 있었다.

한편, 최근에는 가상현실(Virtual reality)을 응용한 다양한 가상현실 장치가 제안되고 있으며, 이들 가상현실 장치는 동작구현기기에 컴퓨터를 연결하여 프로그램에 의한 가상환경의 변화를 동작구현기기를 통하여 물리적인 변동을 나타나게 함으로써 사용자가 가상의 상황을 실제의 상황으로 인지하고 느낄 수 있도록 한 것이다.

이러한 가상현실 체험을 위한 장치 중 대표적인 것으로 사용자가 앉은 자세에서 대형의 스크린에서 보여지는 영상에 따라 의자, 자동차, 헬리콥터, 말 모양을 갖는 탑승기구가 위치변위를 갖도록 한 탑승형이 널리 보급되어 있으며, 이러한 탑승형 시뮬레이션 장치는 의자나 말 모양의 탑승기구를 전?후?좌?우로 위치변위시키거나 진동시키기 위해 다수의 유압 또는 공압 실린더를 탑승기구의 하부에 설치하고, 이들 실린더에 제어신호를 인가하여 다양한 동작을 구현하도록 하고 있다.

그러나 유압이나 공압 실린더를 이용한 탑승형 시뮬레이션 장치는 위치제어신호를 공압 또는 유압제어신호로 변환하여야 하고 또한 압력 전달 매체의 압축조건이 충족되어야 하므로 설비가 복잡하고 제조비용이 높아지는 단점이 있으며, 이외에도 부피와 중량이 커짐에 따라 설치장소에 제약을 받을 뿐만 아니라 동작반응의 신속성이 떨어져 현실감을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하면서 소형화가 가능하고 설치공간의 제한을 최소화하여 대규모의 게임장 뿐만 아니라 가정에서도 쉽게 사용할 수 있도록 한 커빙 시뮬레이션 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 가상현실의 체감성을 높이기 위한 두발로 동작하는 절도감과 빠른 응답성을 보장하도록 하여 현실감을 극대화하면서 운동효과를 얻을 수 있는 커빙 시뮬레이션 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 좌?우면의 상?하 방향으로 경사구동과 같은 롤링동작과 좌?우 방향으로의 회동을 복합적으로 제어 가능하게 함으로써 가상현실에서의 다양한 동작을 사실감 있게 구현할 수 있는 커빙 시뮬레이션 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 커빙 시뮬레이션 장치는 하부에 위치하면서 장치를 지지하도록 구비되는 하프레임과; 상기 하프레임의 상부에서 상?하 방향으로 유동되는 탄성재에 의해 장착되어 있는 중프레임과; 상기 하프레임과 상기 중프레임의 사이에 연결되어 상기 중프레임의 좌?우면이 상?하 방향으로의 롤링구동이 되도록 구비되는 유니버셜 조인트 A, B 같은 회전구동체와; 상기 중프레임에 장착되어 있는 베어링 유니트 A, B에 의해 좌?우 방향으로 회전되도록 구비되어 있는 발판 A와 발판 B; 상기 발판 B의 하단에 장착되어 있는 휠과 트랙벨트의 접촉에 의한 마찰력으로 발생되는 상기 발판 B의 회전력을 발판 A에 전달시키는 동력전달수단과 상기 트랙벨트를 전?후 방향으로 회전시키는 구동모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 발판 A로 상기 발판 B의 회전력을 전달시키는 동력전달수단으로 풀리벨트에 연동하여 회전되는 경우 벨트풀리 A와 벨트풀리 B가 각각의 풀리외경이 달라서 발판 A와 발판 B의 회전각도가 서로 다른 것에 있다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 중프레임의 좌?우면이 롤링구동을 하기 위하여 구비되어 있는 유니버셜 조인트 A와 유니버셜 조인트 B가 전?후 방향의 일직선상으로 장착되어 중프레임의 전?후면이 상?하 방향으로 요잉동작을 하지 않는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 특징으로서, 상기 발판 A와 발판 B의 형상이 오른발과 왼발 중에서 어느 한발이 호환성 있게 밟을 수 있도록 구비되어 있고, 회전동작이 용이하도록 상기 발판 A, B의 상면으로부터 돌출되어 있는 회전지지구를 포함하여 구성되는 것에 있다.

본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치는 좌?우 방향으로의 회동, 장치의 좌?우 방향의 경사구동이 되는 복잡하고 다양한 동작구현을 통해 사실감 있는 가상현실의 제공이 가능한 이점이 있다.

또한, 본 발명은 다수의 모터를 구동원으로 하여 정확한 동작과 빠른 응답성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 종전의 유?공압 실린더를 이용한 시뮬레이션 장치에 비해 구조가 간단하므로 제작 및 유지보수의 편의성이 개선되며, 이외에도 중량과 부피의 소형화가 가능함에 따라 가정에서 사용할 수 있을 정도의 크기로 제작이 가능하여 상품성을 높일 수 있는 이점이 있다.

실내에서 안전하게 즐기면서 재미와 운동효과를 동시에 충족시킬 수 있는 새로운 형태의 운동기구 제공이 가능함에 따라 소비자의 관심과 흥미를 유도하고 만족시킬 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 운동기구로서 하체의 관절에 무리를 주지 않으면서 허리를 좌?우로 트위스팅시켜 복부의 다양한 율동을 유발시킴으로써 유산소 운동효과가 크며, 상기의 율동동작에 따라 신체 전체적인 바란스 유지 훈련이 가능하기 때문에 일반 가정 및 야외에서 일상적으로 사용할 수 있는 운동기구로서 뿐만 아니라 스케이트 보드의 초보 연습용으로도 활용효과가 클 것이다.

본 발명의 장치인 커빙 시뮬레이션 장치를 사용예에서 도시한 바와 같이 기본 구조와 시스템을 바탕으로 하여 실내 사이클과 같은 다양한 운동기기로도 활용 가능하다. 기존의 실내 사이클의 단조로운 패턴의 운동으로부터 야외에서 실제로 사이클을 타는 것과 같이 좌?우 회동과 롤링구동을 함으로써 더욱 현장감을 느낄 수 있기 때문이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로서만 해서되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 대한 전체 조립 사시도
도 2는 도 1에 대한 전체 분해 사시도
도 3은 도 2 중에서 벨트 트랙부에 대한 분해 사시도
도 4는 도 2 중에서 회동 및 롤링구동을 하는 회전축과 관련된 기능부품에 대한 분해 사시도
도 5는 도 2 중에서 프레임부에 대한 분해 사시도
도 6은 도 2 중에서 휠부에 대한 분해 사시도
도 7은 도 2 중에서 회전부에 대한 분해 사시도로써 발판 A와 발판 B의 회동동작과 휠부와의 연동동작에 관한 사시도
도 8은 발판 A와 발판 B의 좌회전시와 우회전시 동작 상태를 도시한 평면도
도 9는 트랙벨트상에서 휠과의 마찰력 및 구동력에 의한 회전력과 이송속도에 대한 분석도
도 10은 트랙벨트의 우측단에서 휠의 좌측 방향 전환시 발판 A와 발판 B의 동작 상태와 상?하로 경사지도록 동작하는 롤링구동에 대한 평면도 및 정면도
도 11은 트랙벨트의 좌측단에서 휠의 우측 방향 전환시 발판 A와 발판 B의 동작 상태와 상?하로 경사지도록 동작하는 롤링구동에 대한 평면도 및 정면도
도 12는 벨트풀리 A와 벨트풀리 B의 외경치수 차이로 인한 발판 A와 발판 B의 회전각도가 다르게 회동하는 상태를 도시한 평면도
도 13은 왼발과 오른발을 발판 A와 발판 B에 호환성 있도록 밟을 수 있는 구조와 회동시 미끄러짐이 없이 발로 힘을 가할 수 있도록 발판 A와 발판 B의 상면으로부터 돌출되어 있는 회전지지구에 대한 사시도
도 14는 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 대한 동작 프로세스를 나타내는 플로우 챠트(FLOW CHART)
도 15는 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치를 실내 사이클에 적용하기 위하여 발판 A와 발판 B를 변형하고 상부에 종전의 실내 사이클과 동일한 외장세트를 장착한 일실시예에 대한 전체 조립 사시도
도 16은 도 15에 대한 주요 기능 조립품으로 세분하여 도시한 전체 분해 사시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치를 설명하면 다음과 같다. 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 대한 구성은 크게 프레임부(10), 벨트 트랙부(20), 회전부(30), 휠부(40), 그리고 기타부(50) 등으로 이루어져 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 장치에 대한 전체 조립 및 분해 사시도를 나타내고, 도 3은 도 2 중에서 벨트 트랙부(20)를, 도 4와 도 5는 프레임부(10)를, 도 6은 휠부(40)를, 도 7은 회전부(30)를 나타내는 분해 사시도들이다.

도 4와 도 5에 도시되어 있는 프레임부(10)는 제품의 하단에 위치하여 전체적인 제품의 기반을 이루는 하프레임(11), 상기 하프레임(11)의 상부에서 스프링(13)과 스프링 가이드핀(15)에 의해 탄성력을 받아, 상?하 유동성을 갖는 중프레임(12), 상기 하프레임(11)의 전면부에 고정되어 디스플레이(65)와 핸들(64)를 지지해주는 지지대(66)와 디스플레이 고정판(68), 상기 하프레임(11)과 중프레임(12)의 사이에 연결되어 있는 유니버셜 조인트 A, B(14, 18)와 베어링 유니트 A, B(16, 17), 상기 유니버셜 조인트 A, B(14, 18)를 구성하고 있는 회전축(14A)과 볼케이스 A(14B)와 회전볼(14C)와 그리고 볼케이스 B(14D), 상기 베어링 유니트 A, B(16, 17)를 구성하고 있는 고정축(16A)과 베어링(16B) 그리고 베어링 부싱(16C), 등으로 구성되어 있다.

도 3에 도시된 벨트 트랙부(20)에는 외장케이스를 이루는 트랙바디(21), 본 발명의 장치의 구동원인 구동모터(27), 상기 구동모터(27)로부터 회전력을 전달하는 감속기(26)와 워엄기어(25)가 있으며, 또한 상기 워엄기어(25)로부터 회전력을 받아 회전하는 구동롤러(28)와 아이들롤러(23), 상기 구동롤러(28)와 아이들롤러(23)에 의해 전후로 회전되는 트랙벨트(22), 상기 트랙벨트(22) 사이에서 평탄면을 유지해주는 디딤판(24) 등으로 구성되어 있다.

도 7에 도시되어 있는 회전부(30)는 풀리 A 원판(31A, 31B)과 일체가 되어 회전하는 벨트풀리 A(31), 상기 벨트풀리 A(31)에 회전력을 전달시켜 주는 풀리벨트(36), 상기 벨트풀리 A(31)와 풀리벨트(36)에 회전력을 전달시켜주며 회전되는 회전판(35)과 벨트풀리 B(34), 그리고 상기 벨트풀리 B(34)와 회전판(35)와 일체로 조립되는 발판 B(33), 상기 벨트풀리 A(31)와 일체로 조립되는 발판 A(32) 등으로 구성되어 있다.

그리고 상기 회전판(35)와 벨트풀리 A(31)에는 회전축을 이루는 부싱 A(37), 부싱 B(38), 그리고 부싱 C(39)가 장착되어 있다.

도 6에 도시된 휠부(40)는 상기 트랙벨트(22)의 상부면에 접촉되어 마찰력을 일으키며 회전하는 휠(42), 상기 휠(42)에 내장되어 회전이 원활하도록 하는 휠베어링(44), 또한 상기 휠(42)를 베어링부싱(45)과 베어링볼트(46)로 고정시키는 휠고정판(41), 그리고 상기 회전판(35)에 장착되어지며 발판 B(33)를 지지하며 고정시켜주는 부싱고정판(43) 등으로 구성되어 있다.

그리고 도 2에 도시되어 있는 기타부(50)에는 전원을 공급하고 구동모터(27)의 동작과 회전속도를 제어하는 콘트롤박스(51)와 본 발명에 따른 장치의 외체를 이루는 바디(52), 그리고 바닥면에 접촉되는 탄성재로 이루어진 레그(53) 등으로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 대한 동작과 기능을 도시한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 도 2 중에서 회전부(30)에 대한 사시도로써 발판 A(32)와 발판 B(33)의 회동동작과 휠부(40)와의 연동동작에 관한 구동상태를 도시하였고, 도 8은 발판 A(32)와 발판 B(33)의 좌회전시와 우회전시 동작상태를 도시한 것이고, 도 9는 트랙벨트(22) 상에서 휠(42)과의 마찰력과 구동력에 의한 회전력과 이송각도에 대한 분석도이며, 도 10은 트랙벨트(22)의 우측단에서 휠(42)의 좌측 방향 전환시 발판 A(32)와 발판 B(33)의 동작 상태와 상?하로 경사지도록 동작하는 롤링구동에 대해 도시되었으며, 도 11은 트랙벨트(22)의 좌측단에서 휠(42)의 우측 방향 전환시 발판 A(32)와 발판 B(33)의 동작 상태와 상?하로 경사지도록 동작되는 롤링구동에 대해 나타내었고, 도 12에는 벨트풀리 A(31)와 벨트풀리 B(34)의 외경치수 차이로 인한 발판 A(32)와 발판 B(33)의 회전각도가 다르게 회동하는 상태가 도시되어 있으며, 도 13은 왼발과 오른발을 발판 A(32)와 발판 B(33)에 호환성 있도록 밟을 수 있는 구조와 회동이 미끄러짐 없이 원활하도록 발판 A(32)와 발판 B(33)의 상면으로부터 돌출되어 있는 회전지지구(32A, 32B, 32C, 33A, 33B)를 도시하였고, 도 14는 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 대한 동작 프로세스를 나타낸 플로우 챠트이다.

다음으로 도시된 도면에 대해 상세히 동작상태와 기능에 관련하여 설명을 하면, 도 7에는 구동모터(27)에 의해 전?후 방향으로 회전하는 트랙벨트(22) 상면에 휠(42)이 접촉되어 있기 때문에 마찰력이 발생하고 이 마찰력은 상기의 휠(42)를 구동시켜 휠(42)을 좌?우로 회전시키면서 휠(42)에 고정되어 있는 회전판(35)과 발판 B(33)이 동시에 회전이 되고 또한 이 회전력은 벨트풀리 B(34), 풀리벨트(36), 그리고 벨트풀리 A(31)에 의해 발판 A(32)가 회전되는 연동 동작상태가 도시되었다.

상기 마찰력과 구동력에 대해서는 도 9에서 상세히 후술하기로 하고 도 8에는 이미 설명한 바와 같이 마찰력에 의한 구동력으로 우회전을 하는 경우 풀리벨트(36)는 시계방향으로 회전하면서 벨트풀리 B(34)의 회전력을 벨트풀리 A(31)에 전달해주고 벨트풀리 A(31)에 전달된 회전력은 발판 A(32)를 회전시키게 된다.

또한, 오른발과 왼발이 발판 A(32)와 발판 B(33)에는 발이 놓여지는 위치가 도시되어 있다.

그리고 마찬가지로 좌회전을 하는 경우에는 상기의 구동이 풀리벨트(36)가 반시계 방향으로 회전하며 회전력이 벨트풀리 B(34)로부터 벨트풀리 A(31)에 전달되며 발판 A(32)의 회전이 이루어진다.

도 9에는 도시된 바와 같이 휠(42)에 Y축 방향으로 가해지는 트랙벨트(22)의 회전에 의한 힘을 'F'라고 하고, 휠(42)이 트랙벨트(22)의 상면에서 이동각도를 X축을 기준으로 하여 'θ'라 하고 휠(42)의 반경을 'ℓ'이라 하면 휠(42)의 회전 방향으로 가해지는 접선 방향의 힘, 즉 구동력 'F₁'은 다음과 같다.

F₁ = F sinθ

또한 휠(42)에 접선의 수직 방향으로 가해지는 마찰력 F₂는 다음과 같다.

F₂ = F cosθ

따라서, 휠(42)을 회전시키는 회전력 M은 다음과 같다.

M = F₁ × ℓ

= F sinθ × ℓ

여기서 트랙벨트(22)의 회전속도를 'V'라고 하면 마찰력 F₂는 회전속도 'V'에 비례하므로, 트랙벨트(22)의 회전속도 'V'가 커지면 마찰력 F₂도 상승하게 되며 X축과 이루는 이동각도 θ는 점차 작아지게 된다. 따라서, 휠(22)의 이동 방향은 X축과 가깝게 완만해지면서 회전하게 된다.

반면에, 구동력 F₁은 상승되기 때문에 회전력 M도 비례적으로 상승하므로 휠(42)은 결국 트랙벨트(22)의 속도 'V'가 커지면 발판 A(32)와 발판 B(33)은 X축과 가깝게 완만한 각도를 이루도록 힘을 받으며 휠(42)의 회전속도는 더욱 빠르게 회전하면서 이동된다는 것을 도 9에 의거해 인지할 수가 있다.

상기에서 설명한 마찰력 F₂는 도 10에서 설명할 좌?우면의 상?하 방향으로 롤링구동하는 것에 직접적인 영향을 준다.

도 10에는 발판 B(33)가 우측단에서 좌측으로 방향전환을 하기 위해 휠(42)이 좌측방향인 반시계 방향으로 회전하는 것이 나타나 있다.

우측으로 회전하고 있던 발판 B(33)가 휠(42)이 반시계 방향인 좌측 방향으로 회전하게 되면 휠(42)은 전진 방향으로 회전하기 때문에 발판 B(33)도 좌측으로 회전하기 시작하는 것이다.

즉, 트랙벨트(22)가 속도 'V'로 회전하면 휠(42)의 방향전환에 따라 발판 B(33)과 발판 A(32)는 연동하여 방향전환이 된다.

이와 같은 사실은 실제 운동동작에 대한 검증결과와 동일하게 나타난다는 것을 알 수 있다.

그리고 발판 B(33)가 트랙벨트(22)의 좌측단에서 우측으로 방향전환하는 경우에도 동일한 원리가 적용되어진다. 이에 대한 동작상태에 대해서는 도 11에 잘 명시되어 있다.

그리고 상기에서 언급한 마찰력 F₂는 휠(42)의 접선 방향과 수직 방향으로 작용하기 때문에 발판 B(33)의 상?하 방향으로 경사지도록 롤링구동이 시작된다.

일반적으로 굽어있는 코스를 회전하는 경우에 발판 A(32)에 놓여 있는 발의 힘이 발판 B(33)를 누르는 발의 힘보다 강하면 도 10에 도시된 바와 같이 중프레임(12)의 좌측면이 하향으로 내려가면서 롤링구동이 시작될 것이다.

도 11에서 상기와 반대로 트랙벨트(22)의 좌측단에서 우측 방향으로 방향전환을 하게 될 때 몸의 중심을 발판 A(32)측으로 이동하여 발판 A(32)를 누르면 중프레임(12)의 우측부 스프링(13)을 누르게 되면서 상기의 마찰력 F₂와 더불어 하향으로 중프레임(12) 우측면이 롤링구동하기 시작한다는 것을 알 수가 있다.

도 12에서 벨트풀리 A(31)의 직경을 'd₁'이라 하고 벨트풀리 B(34)의 직경을 'd₂'라고 하면, d₁이 d₂보다 작기 때문에 발판 A(32)가 회전각도 θ₁만큼 회전하면 발판 B(33)의 회전각도 θ₂는 θ₁ 보다 작게 된다.

즉, 구동원이 되는 발판 B(33)의 회전각도 θ₂가 작더라도 발판 A(32)의 회전각도 θ₁이 커지므로 운동효과가 배가 된다는 것을 알 수가 있다.

도 13에는 발판 B(33)에 실선으로 도시한 것과 같이 왼발을 놓을 수도 있고, 점선으로 도시한 것과 같이 오른발을 놓을 수 있도록 구비되어 있고, 마찬가지로 발판 A(32)에 발판 B(33)의 발이 아닌 다른 발, 어느쪽이든 상관없이 번갈아 사용할 수 있도록 구비된 것이 나타나 있다.

또한 발판 A(32)와 발판 B(33)에 발을 놓고 미끄러짐 없이 힘을 가할 수 있도록 발판 A(32)와 발판 B(33)의 상면에 돌출되어 있는 회전지지구(32A, 32B, 32C, 33A, 33B)가 구비되어 있는 것도 나타나 있다.

도 14는 제품에 탑승하면서부터 운동이 종료될 때까지 동작 순서별로 운동동작과 신호를 도시한 플로우 챠트로 이에 대해 상세한 설명을 하면 다음과 같다.

우선 제품에 탑승하게 되면 몸의 중심을 잡고 바란스를 조정해 본다.

다음 몸균형이 잡혔는지 확인해보고 불안정한 자세라고 생각되면 체중중심을 이동시키고 그것마저도 여유치 않으면 핸들(64)을 잡고 몸균형을 제대로 잡는다.

그리고 나서 운동시작을 하면 '삐' 소리와 함께 트랙벨트(22)가 정상속도로 회전하면서 시작된다.

시작하면 발판 A(32)와 발판 B(33)는 정면을 향하고 있기 때문에 트랙벨트(22)와 휠(42)과의 마찰력은 생기지 않는다. 따라서 발판 A(32)와 발판 B(33)는 회전하지 않고 정지된 상태에 있게 된다.

그리고 나서 사용자의 마음과 자세가 안정되어 운동준비가 다 되면 발판 B(33)를 발로 우측 또는 좌측으로 회전시켜 주면 그때부터 트랙벨트(22)와 휠(42)과의 마찰력으로 구동력과 휠(42)의 회전력이 발생된다.

이때 발판 A(32)도 연동하여 회전하게 되면서 발판 B(33)과 발판 A(32)가 동시에 회전하게 되고 이에 따라 몸의 균형은 다시 불안정해지게 된다.

또 다시 몸균형 여부를 확인하고 전과 같이 불안정한 경우에는 전과 마찬가지로 체중 중심 이동과 함께 핸들(64)을 잡고 몸균형을 제대로 잡는다.

그렇게 운동을 지속하고 있으면 '삐' 소리와 함께 트랙벨트(22)의 회전속도가 변화한다. 변속되는 속도에 대한 선택은 무작위로 결정되며, 속도는 저속, 정상속도, 그리고 고속 등 다양하게 설정되어질 수가 있다.

이와 같은 운동은 예약운동시간까지 지속적으로 반복되어지고 예약된 시간이 다 되면 '삐' 소리와 함께 운동이 종료된다.

도 15는 본 발명에 따른 커빙 시뮬레이션 장치에 있어서 발판 A(32)에 실내 사이클을 탑재하고, 발판 B(33)에 핸들(64)과 핸들지지대(67)를 탑재한 것으로 실내 사이클과 같은 운동효과를 이룰 수 있도록 도시하였다.

즉, 본 발명에 따른 장치의 일실시예로써 종전의 발로 방향전환을 하던 역할을 핸들(64)을 손으로 잡고 운전하면서 종전의 실내 사이클을 탑재하고 좌?우 회동과 롤링구동이 구현되게 하여 실제 야외에서 사이클 타는 재미를 느끼도록 하는 것이다.

도 16은 도 15에 관하여 주요기능 부품으로 세분하여 좀 더 상세히 도시한 것이다.

기존의 프레임부(10), 벨트 트랙부(20), 휠부(40), 그리고 기타부(50)에 대한 구성은 종전과 동일하며, 다만 회전부(30)에서 발판 A(32)와 발판 B(33)의 형상이 변형되어지고 변형된 발판 A(32)의 상부에 사이클 바디(61)가 탑재되고 발판 B(33)의 상부에 전술한 바와 같이 핸들(64)와 핸들지지대(67)가 탑재된 것이 자세히 도시되어 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기에서 실내 사이클용 커빙 시뮬레이션 장치를 예시하였으나, 승마용 안장, 자동차, 수상보트 등과 같은 다양한 탑승기구의 형태를 사용해도 무방하다 할 것이다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고 적용부위를 변경하여 사용하는 것이 가능하고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 기술과 지식을 가진 자에게는 자명하다.

따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10 : 프레임부
11 : 하프레임 12 : 중프레임
13 : 스프링 14 : 유니버셜 조인트 A
14A : 회전축 14B : 볼케이스 A
14C : 회전볼 14D : 볼케이스 B
15 : 스프링 가이드핀 16 : 베어링 유니트 A
16A : 고정축 16B : 베어링
16C : 베어링부싱 17 : 베어링 유니트 B
18 : 유니버셜 조인트 B
20 : 벨트 트랙부
21 : 트랙바디 22 : 트랙벨트
23 : 아이들롤러 24 : 디딤판
25 : 워엄기어 26 : 감속기
27 : 구동모터 28 : 구동롤러
29 : 롤러고정판
30 : 회전부
31 : 벨트풀리 A 31A, 31B : 풀리 A 원판
32 : 발판 A 32A, 32B, 32C : 회전지지구
33 : 발판 B 33A, 33B : 회전지지구
34 : 벨트풀리 B 35 : 회전판
36 : 풀리벨트 37 : 부싱 A
38 : 부싱 B 39 : 부싱 C
40 : 휠부
41 : 휠고정판 42 : 휠
43 : 부싱고정판 44 : 휠베어링
45 : 베어링부싱 46 : 베어링볼트
50 : 기타부
51 : 콘트롤 박스 52 : 바디
53 : 레그
60 : 외장세트부
61 : 사이클 바디 62 : 페달
63 : 의자 64 : 핸들
65 : 디스플레이 66 : 지지대
67 : 핸들지지대 68 : 디스플레이 고정판

Claims (4)

1. 장치의 하부에 위치하면서 장치를 지지하도록 구비되는 하프레임(11);
   상기 하프레임(11)의 상부에서 상?하 방향으로 유동되도록 스프링(13)과 같은 탄성재로 상기 하프레임(11)과 조립되어 있는 중프레임(12);
   상기 하프레임(11)과 상기 중프레임(12)의 사이에 연결되어 상기 중프레임(12)의 좌?우부가 상?하 방향으로 롤링구동이 되도록 구비되는 유니버셜 조인트 A, B(14, 19)와 같은 회전 구동체;
   상기 중프레임(12)에 장착되어 있는 베어링 유니트 A, B(16, 17)에 의해 좌?우 방향으로 회전되도록 구비되어 있는 발판 A(32)와 발판 B(33);
   상기 발판 B(33)의 하부에 장착되어진 휠(42)과 접촉하며 전?후 방향으로 회전되는 트랙벨트(22);
   상기 발판 B(33)의 회전력을 상기 발판 A(32)에 전달시키는 벨트풀리 A, B(31, 34)와 풀리벨트(36)와 같은 동력전달수단;
   상기 트랙벨트(22)를 전?후 방향으로 회전시키는 구동모터(27)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 커빙 시뮬레이션 장치
2. 제 1항에 있어서
   상기 발판 B(33)의 회전력을 상기 발판 A(32)로 전달시키는 동력전달수단에 있어서 풀리벨트(36)에 의해 벨트풀리 A(31)와 벨트풀리B(34)가 연동하여 회전되는 경우 서로의 풀리외경 치수차로 발판 A(32)와 발판 B(33)의 회전각도가 서로 다른 것을 특징으로 하는 커빙 시뮬레이션 장치
3. 제 1항에 있어서
   상기 중프레임(12)의 좌?우부가 롤링구동을 하기 위하여 구비되어 있는 유니버셜 조인트 A(14)와 유니버셜 조인트 B(19)가 전?후 방향의 일직선상으로 하프레임(11)에 장착되어 중프레임(12)의 전?후부가 상?하 방향으로 요잉(rowing) 동작을 하지 않는 것을 특징으로 하는 커빙 시뮬레이션 장치
4. 제 1항에 있어서
   상기 발판 A(32)와 발판 B(33)의 판재 형상이 오른발과 왼발 중에서 어느 한쪽 발을 호환성 있게 놓을 수 있도록 구비되어 있고, 미끄러짐 없이 회전동작이 용이하도록 상기 발판 A, B(32, 33)의 상면에 돌출되어 있는 회전지지구(32A, 32B, 32C, 33A, 33B)를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 커빙 시뮬레이션 장치

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