KR20170061537A - 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀 - Google Patents

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Abstract

트레드밀을 동작시키기 위한 제어패널로서 스마트폰이나 테블릿PC 등 스마트 기기를 연결하여 사용하는, 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 관한 것으로서, 모터로 구동되는 런닝벨트를 구비한 하부프레임; 상기 하부프레임의 일측에 수직 상방으로 설치되는 한 쌍의 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 설치되는 상부프레임; 상기 상부프레임의 중앙에 구비되고, 상기 스마트기기를 거치하는 스마트기기 거치대; 상기 상부프레임의 일측에 수직으로 설치되고, 상기 스마트기기로부터 영상을 입력받을 수 있는 영상입력 단자를 구비하는 모니터; 및, 상기 스마트기기와 연결하여 데이터 통신을 수행할 수 있는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터로 입력되는 제1 제어신호를 상기 모터를 구동하는 제2 제어신호로 변환하여, 상기 모터로 상기 제2 제어신호를 전달하는 신호변환장치를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 트레드밀에 의하면, 스마트폰이나 테블릿PC 등 스마트 기기를 트레드밀의 제어패널 및 제어장치로 이용함으로써, 트레드밀의 제작 비용을 줄일 수 있고, 제어패널에 대한 유지보수를 하지 않아도 된다.

Description

스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀 { A health exercise apparatus using the smart device as a control panel }
본 발명은 트레드밀을 동작시키기 위한 제어패널로서 스마트폰이나 테블릿PC 등 스마트 기기를 연결하여 사용하는, 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 트레드밀을 동작시키기 위한 명령 신호 또는 트레드밀에 내장된 센서에 의해 측정된 측정 신호 또는 상태 신호를 스마트 기기와 호환되도록 변환하는 신호 변환 장치를 구비하는, 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 관한 것이다.
일반적으로, 유산소 운동 장치 중에 하나인 런닝머신 또는 트레드밀은 모터의 구동력으로 회전하는 런닝벨트를 통해서 제자리에서 이용자가 걷거나 달릴 수 있는 장치로서 스포츠센터나 헬스클럽과 같은 실내 운동 공간에 설치되는 대표적인 유산소 운동 장치로 운동 기구 중에서 가장 널리 이용되고 있다.
이처럼 런닝머신 또는 트레드밀은 누구나 쉽게 유산소 운동을 할 수 있는 대표적인 운동 장치임에도 불구하고 제자리에서 일정 시간동안 걷거나 뛰는 동작을 반복함에 따라 이용자에게 흥미를 제공하지 못하고, 특히 운동 흥미 저감으로 인해 이용자가 원하는 운동량을 달성하기 쉽지 않은 문제가 있고, 꾸준히 트레드밀을 이용하여 운동하기가 어려운 문제가 있다. 즉, 런닝머신 또는 트레드밀은 런닝벨트위에서 이용자(운동자)가 걷거나 달리도록 설계되어 좁은 공간에서도 운동자가 효율적인 운동을 할 수 있는 장점이 있으나, 한정된 장소에서만 운동을 함으로 인해 운동이 쉽게 지루해지는 단점이 있고 운동 피로도가 빠르고 강하게 인식되는 문제가 있다.
또한, 이를 위해, 그동안 기존의 런닝머신 또는 트레드밀에 여러 가지 영상장치를 부가하여 화면을 보면서 운동을 할 수 있도록 하는 발명이 개발되었으나, 이러한 발명들은 제공되는 콘텐츠가 일방적이고 획일적이어서 사용자들이 콘텐츠의 유용성을 느끼는 데에는 여전히 한계가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 가상현실을 이용한 트레드밀 기술로서, 가상현실 모니터를 착용하고 모니터 상에 보이는 도로의 각도 및 상태에 따라 스피드와 높이를 자동으로 조절해주는 방법이 제시되고 있다[특허문헌 1]. 또한, 실제 코스를 주행하는 것과 같은 사실감을 느끼도록 하는, 가상주행 영상 장치를 구비하는 트레드밀에 대한 기술도 제시되고 있다[특허문헌 2]. 또한, 시뮬레이션 기능을 갖는 트레드밀에 대한 기술로서, 배경화면을 영상출력부에 출력하고 그 배경화면과 대응하도록 트레드밀의 기울기가 조절하는 기술도 제시되고 있다[특허문헌 3]. 또한, 트레드밀 전방에 주행 코스의 동영상을 출력할 뿐만 아니라, 사용자의 운동량을 관리하고 운동량 목표 달성을 유도하는 트레드밀에 대한 기술도 제시되고 있다[특허문헌 4].
그러나 상기 종래기술들은 상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 트레드밀의 전방에 모니터 또는 디스플레이를 설치하고, 주행코스 등 동영상을 출력하고 트레드밀을 제어하는 제어장치를 구비해야 한다. 또한, 사용자가 트레드밀 위에서 주행코스 또는 속도 등을 제어하기 위한 제어패널을 구비해야 한다. 그런데 이러한 장비를 구비하면, 트레드밀의 제작비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 사용자는 런닝머신 또는 트레드밀 상에서 달리면서 제어패널을 입력하기 때문에, 제어패널에 과도한 충격이 가해지는 경우가 많다. 따라서 트레드밀의 제어패널은 자주 고장이 발생된다는 문제점이 있다.
[특허문헌 1] 한국 공개특허공보 제10-2010-0077938호(2010.07.08.공개) [특허문헌 2] 한국 공개특허공보 제10-2012-0132268호(2012.12.05.공개) [특허문헌 3] 한국 공개특허공보 제10-2010-0108926호(2010.10.08.공개) [특허문헌 4] 한국 공개특허공보 제10-2015-0118761호(2015.10.23.공개)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트레드밀을 동작시키기 위한 제어패널로서 스마트폰이나 테블릿PC 등 스마트 기기를 연결하여 사용하는, 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 트레드밀을 동작시키기 위한 명령 신호 또는 트레드밀에 내장된 센서에 의해 측정된 측정 신호 또는 상태 신호를 스마트 기기와 호환되도록 변환하는 신호 변환 장치를 구비하는, 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 관한 것으로서, 모터로 구동되는 런닝벨트를 구비한 하부프레임; 상기 하부프레임의 일측에 수직 상방으로 설치되는 한 쌍의 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 설치되는 상부프레임; 상기 상부프레임의 중앙에 구비되고, 상기 스마트기기를 거치하는 스마트기기 거치대; 상기 상부프레임의 일측에 수직으로 설치되고, 상기 스마트기기로부터 영상을 입력받을 수 있는 영상입력 단자를 구비하는 모니터; 및, 상기 스마트기기와 연결하여 데이터 통신을 수행할 수 있는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터로 입력되는 제1 제어신호를 상기 모터를 구동하는 제2 제어신호로 변환하여, 상기 모터로 상기 제2 제어신호를 전달하는 신호변환장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서, 상기 신호변환장치는 신호변환 회로를 구비하여, 상기 커넥터로부터 수신한 시리얼 통신 신호를 상기 모터의 인버터로 전송하는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서, 상기 신호변환장치는 상기 런닝벨트에 구비된 센서로부터 런닝벨트의 구동 상태에 대한 상태 데이터를 수신하여, 상기 커넥터로 상기 상태 데이터를 전달하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서, 상기 트레드밀은, 상기 스마트기기에 설치되는 트레드밀 제어장치를 더 포함하고, 상기 트레드밀 제어장치는, 사용자 인터페이스 화면을 생성하여 출력하고, 사용자의 명령을 입력받는 인터페이스부; 사용자를 인증하는 사용자 인증부; 상기 런닝벨트의 모터를 제어하는 머신제어부; 사용자의 운동량을 설정하고, 설정된 운동량에 따라 상기 머신제어부를 통해 상기 런닝벨트의 모터를 제어하는 운동량 제어부; 로드뷰 데이터를 저장하고, 저장된 로드부 데이터로부터 로드뷰 출력영상을 생성하는 로드뷰 생성부; 상기 모니터로 전송하기 위하여 상기 사용자 인터페이스 화면 또는 상기 로드뷰 출력영상을 출력하는 영상출력부; 및, 상기 런닝벨트가 구동되는 상태를 상기 사용자의 운동으로 기록하는 운동기록부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서, 상기 로드뷰 생성부는 상기 런닝벨트가 구동된 거리에 맞추어, 상기 로드뷰 데이터에서 구동된 거리에 대응되는 위치의 로드뷰 화면이 나타나도록, 상기 로드뷰 출력영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 상기 운동량 제어부는 실시간으로 측정된 사용자의 심박수를 수신하여, 사용자의 심박수에 따라 상기 런닝벨트의 속도를 제어하되, 다음 수식 1에 의해 목표심박수를 설정하고, 상기 목표심박수에서 사전에 정해진 범위를 벗어나는 경우 상기 런닝벨트의 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
[수식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002
여기서, 안정심박수 및 운동강도는 사전에 정해지는 수치임.
또, 본 발명은 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서, 상기 커넥터는 마이크로 유에스비(micro USB) 규약에 따라 데이터 통신을 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 의하면, 스마트폰이나 테블릿PC 등 스마트 기기를 트레드밀의 제어패널 및 제어장치로 이용함으로써, 트레드밀의 제작 비용을 줄일 수 있고, 제어패널에 대한 유지보수를 하지 않아도 되는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 의하면, 종래의 트레드밀인 경우에도 트레드밀의 제어신호를 변환하는 신호 변환 장치만 설치되면, 단순 기능의 트레드밀도 로드뷰나 운동 관리 등 스마트한 운동 환경을 갖춘 트레드밀으로 활용할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 트레드밀의 상부프레임의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀의 구성에 대한 블록도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 트레드밀의 제어 명령 또는 제어 신호를 나타낸 표.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기에 설치되는 트레드밀 제어장치의 구성에 대한 블록도.
도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 트레드밀 제어장치에 의한 인터페이스 화면의 예시도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 트레드밀 제어장치에 의한 로드뷰 선택 화면의 예시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 트레드밀 제어장치에 의한 로드뷰 출력영상 화면의 예시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 트레드밀 제어장치에 의한 운동기록 출력 화면의 예시도.
도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트기기에 설치되는 트레드밀 제어장치의 구성에 대한 블록도.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀의 구성을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 트레드밀(100)은 모터(12)로 구동되는 런닝벨트(11)가 구비된 하부프레임(10)과, 그 일측에 수직 상방으로 설치되는 한 쌍의 지지프레임(20)과, 상기 지지프레임(20)의 상부에 설치되는 상부프레임(30)으로 구성된다. 모터(12)는 인버터(13)에 의해 제어되어 구동된다.
한편, 모터(12)는 런닝벨트(11)를 회전시키기 위한 모터나, 런닝벨트(11)의 경사를 조절하는 모터 등을 포함한다. 즉, 모터(12)는 각 기능을 수행하기 위하여 다수의 모터를 구비할 수 있고, 각 모터별로 이를 제어하기 위한 인버터가 각각 구성될 수 있다.
또한, 런닝벨트(11)에는 센서(16)를 구비할 수 있다. 센서(16)는 런닝벨트(11)의 구동 상태를 센싱하거나, 런닝벨트(11)의 구동 상태에 대한 신호를 출력한다. 구체적으로, 센서(16)는 런닝벨트(11)의 회전 속도나 기울어진 각도에 대한 데이터를 센싱한다. 또는 센서(16)는 런닝벨트(11)의 현재 속도 또는 기울어진 각도에 대한 데이터를 저장하고 있다가 이를 출력한다.
또한, 도 2에서 보는 바와 같이, 트레드밀(100)의 상부프레임(30)은 중앙에 구비되는 스마트기기 거치대(40), 상방측에 수직으로 구비되는 모니터(50), 스마트 기기(70)와 연결하는 신호변환장치(60)로 구성된다. 또한, 중앙 양측에 설치되는 스피커(81), 컵홀더(82), 스마트폰 거치대(83) 등을 더 구비할 수 있다.
스마트기기 거치대(40)는 스마트기기(70)를 거치할 수 있는 거치대로서, 상부프레임(30)의 중앙부 상단에 설치된다. 스마트기기 거치대(40)는 런닝벨트(11) 방향으로 경사지게 설치되어, 사용자가 런닝벨트(11) 상에서 런닝할 때 보기 편하도록 설치된다.
또한, 스마트기기 거치대(40)에 거치되는 스마트기기(70)는 스마트폰, 태블릿PC, 패블릿 등 컴퓨팅 기능을 구비한 모바일 단말 또는 이동단말이다. 또한, 스마트기기(70)는 디스플레이와, 디스플레이에 구비된 터치스크린을 구비하여, 디스플레이 상에 화면을 출력하고 화면 상에 터치를 통해 입력을 받는다.
또한, 스마트기기(70)는 외부와 데이터 통신을 수행할 수 있는 연결단자(71)를 구비한다. 바람직하게는, 연결단자(71)는 마이크로 유에스비(micro usb) 방식의 규약에 따라 구성된다. 또는, 아이폰 등 외부와 데이터 통신을 위한 특수한 방식의 규약에 따라 구성될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 스마트기기(70)는 영상출력 단자(72)를 더 구비할 수 있다. 영상출력 단자(72)는 영상을 출력하기 위한 단자로서 HDMI 규약에 따른 단자나, 기타 영상을 출력하기 위한 단자이다.
모니터(50)는 상부프레임(30)의 전방부에 상방측으로 수직하게 구비된다. 바람직하게는, 모니터(50)는 트레드밀(100)의 전방에 일정한 거리를 두고 설치되어, 사용자가 편안하게 모니터(50)를 시청할 수 있게 구비된다. 또한, 모니터(50)는 그 크기에 제한이 없고, 사이즈가 큰 디스플레이도 설치 가능하다.
또한, 모니터(50)는 탈부착이 가능하도록 장착될 수 있다. 따라서 모니터(50)가 고장 등 문제를 발생시키면, 손쉽게 다른 모니터로 교체할 수 있다. 또한, 모니터(50)의 영상입력 단자(51)에는 케이블을 통해 스마트기기(70)의 영상출력 단자(72)와 연결될 수 있다. 영상출력 단자(72)를 통해 스마트기기(70)에서 출력하는 영상을 모니터(50)를 통해 출력할 수 있다. 바람직하게는, 영상출력은 HDMI(High Definition Multimedia Interface) 등 영상 송수신 방식에 의해 전송된다.
또한, 모니터(50)는 상부프레임(30)에 설치된 스피커(81)에 음성출력을 연결하여, 모니터(50)를 통해 들어오는 음향을 스피커(81)로 전송할 수 있다.
다음으로, 신호변환장치(60)는 스마트기기 거치대(40) 일측에 구비되고, 스마트기기(70)의 연결단자(71)와 연결될 수 있는 커넥터(61)를 구비한다. 바람직하게는, 커넥터(61)는 마이크로 유에스비(micro USB) 방식으로 구성된다. 또한, 커넥터(61)를 통한 데이터 송수신은 USB OTG(universal serial bus on-the-go) 등 시리얼 통신 방식으로 전송된다.
또한, 신호변환장치(60)는 신호변환 회로를 구비하여, 커넥터(61)로부터 수신한 시리얼 통신 신호를 모터의 인버터로 전송하는 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 신호변환장치(60)는 런닝벨트(11)의 모터(12)를 제어하는 인버터(13)와 연결되고, 인버터(13)로 변환된 신호를 전달한다.
즉, 커넥터(61)로부터 수신하는 신호는 스마트기기(70)에서 출력되는 트레드밀의 제어명령에 대한 신호이다. 따라서 변환되어 출력되는 신호는 모터(12)의 인버터(13)를 제어하는 신호이다.
또는, 런닝벨트(11)에 센서(16)가 구비된 경우에는 센서(16)와 연결되어, 센서(16)로부터 센싱된 데이터 또는 출력된 데이터를 수신하고, 수신된 데이터를 변환하여 커넥터(61)를 통해 스마트기기(70)로 전송한다. 앞서 설명한 바와 같이, 센서(16)는 런닝벨트(11)의 회전 속도나 기울어진 각도에 대한 데이터를 센싱하거나 기록된 상태 데이터를 전송하거나 출력한다.
신호변환장치에서 변환하여 트레드밀로 전송하는 제어 명령 또는 제어신호들이 도 4의 표에 나타내고 있다. 즉, 트레드밀의 런닝벨트(11)를 멈추거나 전진, 후진 등의 명령을 포함한다. 또한, 런닝벨트(11)의 속도를 증가시키거나 감소시키기 위한 명령도 포함되고, 경사 조절이 가능한 경우 경사 조절에 대한 명령 등도 포함된다.
다음으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기(70)에 설치되는 트레드밀 제어장치(90)를 도 5를 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 트레드밀 제어장치(90)는 스마트기기(70)에 설치되는 어플리케이션(또는 모바일 어플리케이션, 모바일 앱, 어플)으로 구현된다. 따라서 트레드밀 제어장치(90)는 스마트기기(70)의 입출력장치를 이용하여 결과를 출력하거나 명령 등을 입력받는다. 특히, 스마트기기(70)는 터치스크린이 구비되어, 트레드밀 제어장치(90)는 터치스크린을 통해, 디스플레이 상에 화면을 출력하고, 화면을 터치하여 명령 또는 데이터를 입력받는다.
도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 트레드밀 제어장치(90)는 사용자의 명령을 입력받거나 메뉴 등을 출력하는 인터페이스부(98), 사용자를 인증하는 사용자 인증부(91), 트레드밀을 제어하는 머신제어부(92), 사용자의 운동량을 제어하는 운동량 제어부(93), 로드뷰를 생성하는 로드뷰 생성부(94), 모니터(50)로 전송하기 위한 영상을 출력하는 영상출력부(95), 및, 사용자의 운동을 기록하는 운동기록부(96)로 구성된다. 또한, 필요한 데이터를 저장하기 위한 저장부(99)를 더 포함하여 구비된다.
먼저, 인터페이스부(98)는 사용자의 명령을 입력받기 위한 화면(또는 사용자 인터페이스)을 제공한다. 도 6에서 보는 바와 같이, 인터페이스부(98)는 화면 상에 메뉴 등을 표시하고, 사용자에 의해 선택된 메뉴를 입력받는다. 특히, 인터페이스부(98)는 통상의 터치스크린 방식의 사용자 인터페이스(UI) 또는 터치에 의한 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 제공한다. 이하에서 트레드밀 제어장치(90)의 기능들 중 사용자와의 인터페이스가 필요한 부분은 인터페이스부(98)를 통해 입력을 받거나 결과를 출력한다.
다음으로, 사용자 인증부(91)는 사용자를 등록하고 인증한다. 사용자 등록시 사용자 정보를 입력받는다. 사용자 정보는 사용자 아이디 등 사용자 식별자와, 사용자 이름, 성별 등 인적사항을 포함한다. 또한, 사용자 인증을 위한 인증정보는 비밀번호, 제스쳐 등이나, 지문, 음성 등 생체인증도 포함한다.
스마트기기(70)가 다수의 사용자에게 이용되는 공용인 경우, 사용자 인증부(91)에 의해 각 사용자를 인증하고 식별한다. 그러나 스마트기기(70)가 1명만 사용하는 경우, 즉, 사용자가 기본적으로 사전에 설정되는 경우, 사용자 인증부(91)는 별도의 사용자 인증을 수행하지 않고, 제어 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 머신제어부(92)는 런닝벨트(11)를 구동하기 위한 명령을 화면을 통해 입력받아 해당 명령을 런닝벨트(11)의 모터(12)로 전달하거나, 런닝벨트(11)의 센서(16)로부터 런닝벨트(11)의 상태를 가져와서 화면에 출력한다. 또는 머신제어부(92)는 런닝벨트(11)가 구동되는 진행 상황 또는, 사용자(운동자)가 운동한 운동량 등을 화면에 표시한다.
구체적으로, 머신제어부(92)는 운동 속도나 시간 등 입력된 운동관련 명령을 해석하여, 해당 운동을 위한 런닝벨트(11)의 모터 인버터(13)에 전달되는 제어신호를 생성한다. 그리고 머신제어부(92)는 생성된 제어신호를 연결단자(71)로 출력한다. 연결단자(71)로 출력된 제어신호는 신호변환장치(60)를 통해 인버터(13)에 적합한 디지털 제어신호로 변환되어 송출된다.
또한, 머신제어부(92)는 런닝벨트(11)에 센서(16)가 구비된 경우, 센서(16)에서 출력하는 신호를 연결단자(71)를 통해 수신하여, 수신된 상태 정보를 화면에 표시하거나 출력한다.
다음으로, 운동량 제어부(93)는 사용자에 맞춘 운동량 목표를 설정하고, 설정된 목표에 맞추어, 런닝벨트(11)의 속도나 시간을 제어한다. 이때, 운동량 제어부(93)는 런닝벨트(11)에 직접적인 제어는 머신제어부(92)를 통해 제어한다.
바람직하게는, 운동량 목표는 운동 거리, 운동 시간, 운동 속도 중 어느 하나 이상 또는 어느 하나 이상의 조합으로 구성된다.
한편, 운동량 제어부(93)는 운동량 목표를 사용자의 입력을 통해 입력받거나, 사전에 설정되어 저장된 운동량 목표를 가져와서 해당 운동량 목표로 설정할 수 있다.
다음으로, 로드뷰 생성부(94)는 로드뷰 데이터를 가져와서, 현재 런닝벨트(11)의 속도에 맞추어, 로드뷰 출력영상을 생성한다.
로드뷰 생성부(94)는 저장된 다수의 로드뷰 데이터 중 출력을 할 데이터를 선택받는다. 예를 들어, 도 7에서 보는 바와 같이, 사용자는 다수의 트랙 또는 주행 코스 중에서 자신이 원하는 트랙을 선택한다.
로드뷰 생성부(94)는 선택된 로드뷰 데이터를 가져와서, 런닝벨트(11)가 구동된 거리에 맞추어 로드뷰 출력영상을 생성한다. 즉, 로드뷰는 실제 주행 코스를 주행하면서 촬영된 영상이다. 따라서 사용자가 소정의 거리를 런닝하면, 런닝한 거리에 해당하는 위치의 로드뷰 영상이 화면에 출력되어야 한다.
따라서 로드뷰 생성부(94)는 런닝벨트(11)가 구동된 거리에 대응되는 위치에서 촬영된 로드뷰 영상을 출력한다. 이때, 런닝벨트(11)가 구동된 거리는 런닝벨트(11)의 속도와 구동된 시간을 누적하여 산출된다.
도 8은 생성된 로드뷰 출력영상의 예들을 도시하고 있다.
다음으로, 영상출력부(95)는 스마트기기(70)의 디스플레이 상에 표시되는 화면(사용자 인터페이스 화면) 또는 출력영상을 영상출력 단자(72)를 통해 출력한다. 출력된 영상은 모니터(50)로 입력되어, 모니터(50) 상에 영상이 출력되어 표시된다.
다음으로, 운동기록부(96)는 런닝벨트(11)가 구동되는 속도와 구동 시간을 기록한다. 이때, 운동기록부(96)는 런닝벨트의 구동속도와 구동시간을 사용자의 운동의 운동시간 또는 운동속도 등으로 기록한다.
또한, 런닝벨트(11)의 기울기가 시간에 따라 변화되면, 기울기에 대한 데이터도 함께 기록한다. 구동 속도 및, 구동시간(또는 기울기도 포함)은 일정한 시간 간격으로 저장한다. 또는 구동 속도와 해당 구동 속도로 구동되는 시간을 기록하되, 구동속도가 변화될 때마다 추가로 기록한다.
한편, 앞서와 같이, 구동 속도, 구동시간, 또는 기울기는 실시간 데이터로서 운동기록의 기초 데이터에 해당된다. 또한, 구동속도와 구동시간을 곱하여 누적하여, 구동 거리를 산출한다. 즉, 기초 데이터를 이용하여, 평균 속도, 최대 속도, 최소 속도, 주행 거리, 소모 열량(칼로리) 등 가공 데이터나 통계 데이터를 산출하여 저장할 수 있다.
도 9과 같이, 운동기록부(96)는 사용자의 요청에 따라, 저장된 운동기록을 정리하여 출력한다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트기기(70)에 설치되는 트레드밀 제어장치(90)를 도 10를 참조하여 설명한다.
도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 트레드밀 제어장치(90)는 사용자의 명령을 입력받거나 메뉴 등을 출력하는 인터페이스부(98), 심박 등 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부(97), 사용자를 인증하는 사용자 인증부(91), 트레드밀을 제어하는 머신제어부(92), 사용자의 운동량을 제어하는 운동량 제어부(93), 로드뷰를 생성하는 로드뷰 생성부(94), 모니터(50)로 전송하기 위한 영상을 출력하는 영상출력부(95), 및, 사용자의 운동을 기록하는 운동기록부(96) 로 구성된다. 또한, 필요한 데이터를 저장하기 위한 저장부(99)를 더 포함하여 구비된다.
즉, 본 발명의 제2 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예에 비하여, 생체신호를 수신하는 생체신호 수신부(97)를 더 포함하여 구성된다. 또한, 운동량 제어부(98)는 심박 등 생체신호를 수신하여, 생체신호에 따라 운동량을 제어한다. 이하에서, 제2 실시예에 대한 설명으로, 생체신호 수신부(97)와 운동량 제어부(98)에 보다 구체적으로 설명하고, 나머지 구성요소에 대한 설명은 제1 실시예의 설명을 참조한다.
생체신호 수신부(97)는 사용자의 신체에 부착된 생체신호 센서(미도시)로부터 생체신호를 수신한다. 생체신호 수신부(97)는 블루투스 등 스마트기기(70)에 구성된 무선 통신 기능을 활용하여, 생체신호 센서와 통신을 수행한다.
바람직하게는, 수신하는 생체신호는 심박 데이터이다. 즉, 사용자는 심박 센서를 신체에 부착하고 런닝벨트(11) 상에서 운동을 하면, 심박 센서에 의해 측정된 심박 데이터 등 생체신호가 스마트기기(70)에 전송된다. 따라서 생체신호 수신부(97)는 실시간으로 생체신호를 수신한다.
다음으로, 운동량 제어부(98)는 수신된 심박 등 생체신호를 이용하여, 사용자의 운동량을 제어한다. 즉, 운동량 제어부(98)는 생체신호 데이터에 따라 운동량 목표를 설정하거나 운동량의 최대 한계치를 설정하고, 설정된 목표량 또는 한계량에 따라 런닝벨트(11)의 속도 및 시간을 제어한다.
바람직하게는, 운동량 제어부(98)는 사전에 심박 한계치를 설정하고, 수신된 심박 정보가 상기 심박 한계치를 넘어가면, 런닝벨트(11)의 속도를 감소시킨다. 이때, 위험상태를 알람 등으로 출력할 수 있다.
운동시 목표 심박수는 다음 [수학식 1]과 같이 설정한다.
[수학식 1]
Figure pat00003
이때, 최대심박수는 다음 [수학식 2]에 의해 구한다.
[수학식 2]
Figure pat00004
또한, 안정 심박수는 사용자의 정상적일 때의 심박수 또는 정상인의 심박수로서, 60 ~ 100의 수치를 갖는다. 바람직하게는, 안정 심박수를 80으로 설정한다.
또한, 운동 강도는 100% 이내에서 사용자가 설정하는 강도로 설정된다. 바람직하게는, 운동강도는 60 ~ 80 % 범위 내에서 설정되도록 한다.
한편, 목표 심박수가 설정되면, 목표 심박수에서 소정의 범위를 유지 목표 심박수로 설정한다. 바람직하게는, 소정의 범위는 목표 심박수에서 -5 % ~ 10% 범위로 설정한다.
그리고 현재 측정되는 사용자의 심박수가 상기 유지 목표 심박수 보다 크면, 런닝벨트(11)의 속도를 감소시킨다. 반대로 사용자의 심박수가 유지 목표 심박수 보다 작으면, 런닝벨트(11)의 속도를 증가시킨다.
일례로서, 나이가 20인 사용자가 운동 강도를 60%로 정하면 다음과 같이 목표 심박수가 산출된다.
((220-20) - 80)×0.6 + 80 = 152
그리고 유지 목표 심박수는 145 ~ 167로 설정되어, 운동시 심박수가 145보다 낮으면 속도를 증가시키고, 167보다 높으면 속도 감소시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 트레드밀(100)을 활용하는 방법 및, 그 효과에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 트레드밀(100)는 스마트기기 거치대(40) 및, 신호변환장치(60)를 구비하여, 스마트기기(70)를 거치하고 스마트기기(70)를 신호변환장치(60)와 연결하도록 구성된다. 그리고 스마트기기(70)에서 신호변환장치(60)를 통해 직접 런닝벨트(11)의 구동을 제어한다.
따라서 사용자는 운동을 할 때에는 스마트기기(70)를 트레드밀(100)에 거치하고, 운동을 종료하면 스마트기기(70)를 분리하여 가져갈 수 있다. 헬스 클럽과 같이, 다수의 사용자가 하나의 트레드밀(100)을 공유할 때, 각 사용자는 자신만의 스마트기기(70)를 보유하고, 보유한 스마트기기(70)를 트레드밀(100)에 거치함으로써 운동을 시작할 수 있다.
또한, 헬스 클럽 등에서 사용자는 클럽에 비치된 스마트기기(70)를 대여하는 경우, 스마트기기(70)에서 사용자 인증을 수행하고, 자신의 운동량에 대한 데이터를 서버로부터 수신하거나, 진행된 운동량에 대한 데이터를 서버에 전송하여 보관할 수 있다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 트레드밀
10 : 하부프레임 11: 런닝벨트
12 : 모터 13 : 인버터
16 : 센서 20 : 지지프레임
30 : 상부프레임 40 : 스마트기기 거치대
50 : 모니터 51 : 영상입력 단자
60 : 신호변환장치 61 : 커넥터
70 : 스마트기기 71 : 연결단자
72 : 영상출력 단자 81 : 스피커
82 : 컵홀더 83 : 스마트폰 거치대
90 : 트레드밀 제어장치 91 : 사용자 인증부
92 : 머신제어부 93 : 운동량 제어부
94 : 로드뷰 생성부 95 : 영상출력부
96 : 운동기록부 98 : 인터페이스부
99 : 저장부

Claims (7)

  1. 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀에 있어서,
    모터로 구동되는 런닝벨트를 구비한 하부프레임;
    상기 하부프레임의 일측에 수직 상방으로 설치되는 한 쌍의 지지프레임;
    상기 지지프레임의 상부에 설치되는 상부프레임;
    상기 상부프레임의 중앙에 구비되고, 상기 스마트기기를 거치하는 스마트기기 거치대;
    상기 상부프레임의 일측에 수직으로 설치되고, 상기 스마트기기로부터 영상을 입력받을 수 있는 영상입력 단자를 구비하는 모니터; 및,
    상기 스마트기기와 연결하여 데이터 통신을 수행할 수 있는 커넥터를 구비하고, 상기 커넥터로 입력되는 제1 제어신호를 상기 모터를 구동하는 제2 제어신호로 변환하여, 상기 모터로 상기 제2 제어신호를 전달하는 신호변환장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호변환장치는 신호변환 회로를 구비하여, 상기 커넥터로부터 수신한 시리얼 통신 신호를 상기 모터의 인버터로 전송하는 디지털 신호로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 신호변환장치는 상기 런닝벨트에 구비된 센서로부터 런닝벨트의 구동 상태에 대한 상태 데이터를 수신하여, 상기 커넥터로 상기 상태 데이터를 전달하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트레드밀은, 상기 스마트기기에 설치되는 트레드밀 제어장치를 더 포함하고,
    상기 트레드밀 제어장치는,
    사용자 인터페이스 화면을 생성하여 출력하고, 사용자의 명령을 입력받는 인터페이스부;
    사용자를 인증하는 사용자 인증부;
    상기 런닝벨트의 모터를 제어하는 머신제어부;
    사용자의 운동량을 설정하고, 설정된 운동량에 따라 상기 머신제어부를 통해 상기 런닝벨트의 모터를 제어하는 운동량 제어부;
    로드뷰 데이터를 저장하고, 저장된 로드부 데이터로부터 로드뷰 출력영상을 생성하는 로드뷰 생성부;
    상기 모니터로 전송하기 위하여 상기 사용자 인터페이스 화면 또는 상기 로드뷰 출력영상을 출력하는 영상출력부; 및,
    상기 런닝벨트가 구동되는 상태를 상기 사용자의 운동으로 기록하는 운동기록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 로드뷰 생성부는 상기 런닝벨트가 구동된 거리에 맞추어, 상기 로드뷰 데이터에서 구동된 거리에 대응되는 위치의 로드뷰 화면이 나타나도록, 상기 로드뷰 출력영상을 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 운동량 제어부는 실시간으로 측정된 사용자의 심박수를 수신하여, 사용자의 심박수에 따라 상기 런닝벨트의 속도를 제어하되, 다음 수식 1에 의해 목표심박수를 설정하고, 상기 목표심박수에서 사전에 정해진 범위를 벗어나는 경우 상기 런닝벨트의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
    [수식 1]
    Figure pat00005

    Figure pat00006

    여기서, 안정심박수 및 운동강도는 사전에 정해지는 수치임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 마이크로 유에스비(micro USB) 규약에 따라 데이터 통신을 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트 기기를 제어패널로 이용하는 트레드밀.
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