KR20180010523A - 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트레드부를 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 별개로 구동함으로써 전방향으로 이동이 가능하도록 구성되는 2차원 트레드밀(treadmill)에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 종래, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제가 있고, 또한, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성됨으로써, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하여 Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공된다.

Description

측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀{2-dimensional treadmill using side power transmission wheel assembly}

본 발명은 트레드밀(treadmill)에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 트레드부를 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 별개로 구동함으로써 전방향으로 이동이 가능하도록 구성되는 2차원 트레드밀에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 종래, 2차원 트레드밀에 있어서, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제가 있고, 또한, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성됨으로써, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하여 Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀에 관한 것이다.

일반적으로, 트레드밀은, 동력에 의하여 일정 방향으로 이동하는 벨트를 이용하여, 벨트의 이동 속도에 맞추어 벨트 위에서 걷거나 달리는 것에 의해 좁은 공간에서도 걷거나 뛰는 운동효과를 가져올 수 있으며, 겨울철에도 실내에서 걷거나 뛰는 운동을 할 수 있으므로, 일반 가정이나 스포츠센터뿐만 아니라, 전신 지구성의 측정이나 심장맥 관계의 기능 테스트, 트레이닝 등의 전문적인 분야에까지 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

또한, 최근에는, 기존의 러닝머신과 같이 단순히 한 방향으로만 이동 가능한 형태에서 벗어나, 전후좌우 전방향으로 이동이 가능한 전방향 이동 플랫폼의 형태로 구성되는 트레드밀이 제시되어, 가상현실 체험이나 게임과 같은 민간 분야에서부터 훈련용 시뮬레이션을 위한 군사분야까지 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.

즉, 트레드밀은 이동방향에 따라 1차원 또는 2차원 트레드밀로 분류할 수 있으며, 1차원 트레드밀은 전진 및 후진의 단방향 이동이 가능한 시뮬레이션 장치로서, 전신 지구성의 측정, 심장맥 관계의 기능 테스트 및 트레이닝 등을 위한 러닝머신의 용도로 주로 사용된다.

반면, 2차원 트레드밀은, 전, 후, 좌, 우 360도 전방향으로의 자연스러운 보행이 가능하여, 체감 및 체력 훈련이 필요한 가상현실의 시뮬레이터뿐만 아니라, 병사들의 전투훈련, 가상 투어, 소방 안전 훈련 등의 다양한 시뮬레이터에 적용 가능한 장점이 있다.

또한, 일반적으로, 2차원 트레드밀은, Y축 방향으로 회전 가능한 복수의 유닛 몸체를 X축 방향으로 나란하게 연결하여 트레드부를 형성하고, 이러한 트레드부의 각 유닛 몸체를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 별개로 회전시킴으로써(X + Y), X축 방향과 Y축 방향의 회전을 조합하여 전 방향의 모션을 생성할 수 있다.

여기서, 상기한 바와 같이 X축 방향과 Y축 방향의 회전을 조합하여 전방향의 운동을 생성하는 2차원 트레드밀에 대한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 미국 등록특허공보 US 7,780,573호에 제시된 바와 같은 전방향 트레드밀이 있다.

더 상세하게는, 상기한 미국 등록특허공보 US 7,780,573호에 제시된 바와 같이, 일반적으로, 종래의 2차원 트레드밀은, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하며, Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성하거나, 또는, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식을 이용하여 구성된다.

그러나 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성하여 전달하는 방식은 동력 전달이 확실한 반면, 트레드부의 전체 무게가 증가함으로 인해 X축 방향으로의 가감속이 불리한 단점이 있다.

아울러, 상기한 미국 등록특허공보 US 7,780,573호에 제시된 전방향 트레드밀은 트레드부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식을 제시하고 있으나, 이와 같이 트레드부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식은, 트레드부의 무게가 가벼워지는 장점이 있는 반면, 동력 전달시 미끄러져 헛돌게 되거나, 저항이 발생하여 동력 전달이 효율적이지 못한 문제점이 있다.

따라서 상기한 바와 같이, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제가 있고, 또한, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위하여는, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하여 Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 2차원 트레드밀을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.

[선행기술문헌]

1. 미국 등록특허공보 US 7,780,573호 (2010.08.24.)

2. 국제 공개특허 WO 2012/016132호 (2012.02.02.)

3. 한국 등록특허공보 제10-1524513호 (2015.05.26.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제가 있고, 또한, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성됨으로써, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 트레드부의 전체 무게가 증가하고 동력 전달이 효율적이지 못하였던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 돌기가 형성된 치형 벨트로 형성하고, 트레드부를 Y축 방향으로 순환시키는 Y축 구동부에 기어 형태의 동력전달 휠을 트레드의 측면면에서 접하도록 배치하여 Y축 방향으로의 구동을 위한 동력의 전달이 효율적으로 이루어지는 동시에 트레드의 외측면과 접하는 면적이 커지도록 구성됨으로써, 종래에 비해 보다 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 트레드부와 Y축 구동부가 헛도는 현상을 방지하고 Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀에 있어서, 트레드밀 본체를 형성하는 메인프레임; 벨트 형태로 형성되는 복수의 트레드가 각각 개별적으로 회전 가능하도록 나란히 배치되어 전체적으로 각각의 상기 트레드의 회전방향과는 다른 방향으로 회전되는 무한궤도 형태로 형성되어 상기 메인프레임에 설치되는 트레드부; 상기 트레드부 전체가 회전되는 방향을 X축 방향으로 하고, 상기 트레드부를 구성하는 각각의 상기 트레드가 개별적으로 회전되는 방향을 Y축 방향으로 할 때, 상기 트레드부를 X축 방향으로 구동하기 위해 상기 메인프레임의 Y축 방향 양측에 설치되는 체인벨트의 형태로 형성되는 X축 구동부; 및 상기 트레드부의 각각의 상기 트레드를 Y축 방향으로 구동하기 위해 각각의 상기 트레드의 Y축 방향의 적어도 한쪽 측면에 접하도록 설치되는 동력전달 휠을 포함하여 상기 트레드부에 설치되는 Y축 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공된다.

여기서, 상기 트레드밀은, 상기 X축 구동부와 상기 Y축 구동부의 동작을 각각 개별적으로 제어하기 위해 상기 트레드밀과 연결되는 컴퓨터 또는 상기 트레드밀의 외부에 구비되는 별도의 제어장치의 형태로 구성되는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 X축 구동부는, 상기 메인프레임에 장착하기 위한 프레임의 형태로 형성되는 X축 구동부 몸체; 상기 X축 구동부 몸체의 X축 방향 양단에 X축 방향으로 회전 가능하도록 각각 설치되는 X축 회전체; 및 상기 X축 회전체의 회전에 의해 X축 방향으로 순환하는 체인부를 포함하여 구성되고, 상기 트레드부의 Y축 방향의 양단과 연결되어 상기 트레드부를 전체적으로 X축 방향으로 순환시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 트레드부는, 복수 개를 연결 가능하도록 형성되는 단위프레임; 상기 단위프레임의 양단측에 배치되는 회전롤러; 및 상기 단위프레임과 상기 회전롤러를 둘러싸는 벨트 형태로 형성되어 상기 회전롤러의 회전에 의해 Y축 방향으로 순환 가능하도록 형성되는 트레드를 포함하여 이루어지는 트레드 유닛이 트레드 유닛이 상기 단위프레임에 의해 X축 방향으로 각각 나란하게 결합 및 연결되어 무한궤도의 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 트레드부는, 상기 트레드부가 표면에 돌기가 형성된 치형 벨트의 형태로 형성되고, 상기 동력전달 휠은 상기 치형 벨트의 형태로 형성되는 상기 트레드에 맞물릴 수 있는 기어 형태로 형성되어 상기 트레드의 측면에 복수 개 배치되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 트레드부는, 상기 트레드부가 표면에 돌기가 형성된 치형 벨트의 형태로 형성되고, 상기 동력전달 휠이 상기 트레드부의 X축 길이만큼의 길이로 일체로 형성되는 기어축의 형태로 이루어지며, 기어홈 부분에는 코팅처리가 수행되거나 또는 윤활유가 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 회전롤러는, 별도의 동력에 의해 구동되지 않고 단순히 상기 Y축 구동부에 의한 상기 트레드의 Y축 방향으로의 순환을 돕는 역할만 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 동력전달 휠은, 상기 트레드의 측면에 상기 회전롤러의 중심보다 상부의 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 동력전달 휠은, 상기 트레드의 측면에 상기 회전롤러의 중심 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 동력전달 휠은, 상기 트레드의 측면의 상기 회전롤러의 중심보다 하부의 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트레드밀은, 상기 트레드의 내측에 벨트의 텐션을 유지하기 위한 텐션롤러를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 Y축 구동부는, Y축 방향으로 순환되는 상기 트레드의 정확한 속도 제어를 위해 상기 트레드부의 Y축 방향 양단에 한 쌍이 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 트레드 유닛은, 상기 회전롤러 대신에, 상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 상부의 내측면과 접하도록 형성되는 상부 트레드회전체; 상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 하부의 내측면과 접하도록 형성되는 하부 트레드회전체; 및 상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 중앙의 내측면과 접하도록 형성되는 중앙 트레드회전체를 포함하여 이루어지는 트레드회전체를 포함하여 구성되며, 상기 상부 트레드회전체 및 상기 하부 트레드회전체 보다 상기 중앙 트레드회전체의 직경이 더 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트레드회전체는, 스프링을 포함하는 탄성 부재를 이용하여 상기 상부 트레드회전체와 상기 하부 트레드회전체 중 적어도 하나가 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따르면, 걷기나 달리기를 포함하는 운동에 대한 실험이나 시뮬레이션을 수행하기 위한 운동 시뮬레이션 시스템에 있어서, 각종 설정을 입력하기 위한 입력부; 운동에 따른 사용자의 상태를 측정하기 위한 측정부; 측정 결과를 출력하기 위한 출력부를 포함하여 구성되고, 상기 측정부는, 상기에 기재된 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 운동 시뮬레이션 시스템이 제공된다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 사용자에게 게임이나 가상현실을 포함하는 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 가상현실 시스템에 있어서, 사용자의 이동이나 동작에 의해 해당하는 명령을 입력하기 위한 입력부; 상기 입력부에 의해 입력된 명령에 따른 처리가 수행되는 처리부; 상기 처리부에 의해 처리된 결과를 사용자에게 시각 및 청각을 통해 전달하기 위한 출력부를 포함하여 구성되고, 상기 입력부는, 상기에 기재된 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실 시스템이 제공된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성되어, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공됨으로써, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제 및 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 트레드부를 돌기가 형성된 치형 벨트로 형성하고, 트레드부를 Y축 방향으로 순환시키는 Y축 구동부에 기어 형태의 동력전달 휠을 트레드의 측면에서 접하도록 배치하여 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공됨으로써, Y축 방향으로의 구동을 위한 동력의 전달이 효율적으로 이루어지는 동시에, 트레드의 외측면과 접하는 면적이 커지는 것에 의해 종래에 비해 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 트레드부와 Y축 구동부가 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 분해도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 트레드부의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 트레드부의 트레드 및 Y축 구동부의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 나타낸 트레드부의 다른 실시예의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 트레드부의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 Y축 구동부에 구비되는 동력전달 휠의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 도 7에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 트레드부의 트레드 및 Y축 구동부의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7 및 도 9에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 트레드 유닛의 다른 실시예의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.

또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.

즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제가 있고, 또한, 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성됨으로써, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀에 관한 것이다.

아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 트레드부의 전체 무게가 증가하고 동력 전달이 효율적이지 못하였던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결하기 위해, 트레드부를 돌기가 형성된 치형 벨트로 형성하고, 트레드부를 Y축 방향으로 순환시키는 Y축 구동부에 기어 형태의 동력전달 휠을 트레드의 측면에서 접하도록 배치하여 Y축 방향으로의 구동을 위한 동력의 전달이 효율적으로 이루어지는 동시에 트레드의 외측면과 접하는 면적이 커지도록 구성됨으로써, 종래에 비해 보다 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 트레드부와 Y축 구동부가 헛도는 현상을 방지하고 Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀에 관한 것이다.

계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 실시예에서는, 트레드부가 회전되는 방향을 X축 방향으로 하고, X축 방향에 직교하는 방향, 즉, 복수의 트레드로 이루어지는 트레드부의 각각의 트레드가 개별적으로 회전되는 방향을 Y축 방향으로 나타내었으나, 본 발명은 반드시 이러한 경우로만 한정되는 것은 아님에 유념해야 한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 크게 나누어, 트레드밀(10) 본체를 형성하는 메인프레임(11)과, 메인프레임에 설치되어 사용자가 운동할 수 있는 공간을 형성하는 트레드부(12)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기한 메인프레임(11)에는 트레드부(12)를 X축 방향으로 구동하기 위한 구동수단이 구비되고, 또한, 상기한 트레드부(12)는 벨트 형태로 이루어지는 복수의 트레드 및 각각의 트레드를 Y축 방향으로 구동하기 위한 구동수단이 설치되어, 후술하는 바와 같이 하여 각각의 트레드가 개별적으로 구동되는 것에 의해 사용자에게 전방향으로의 운동을 구현 가능하도록 구성된다.

여기서, 상기한 사용자는 반드시 사람으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 본 발명은, 예를 들면, 인공관절을 가지는 로봇이나 운송장치 또는 운동 시뮬레이션 시스템 등과 같이, 필요에 따라 여러 분야에 다양하게 적용 가능한 것임에 유념해야 한다.

더 상세하게는, 도 2를 참조하면, 도 2는 도 1에 나타낸 트레드밀(10)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 분해도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 상기한 메인프레임(11)에는 트레드부(12)를 전체적으로 X축 방향으로 순환시키는 X축 구동부(21)가 설치되며, 상기한 트레드부(12)는, 복수의 트레드가 X축 방향으로 나란히 연결되어 X축 구동부(21)에 의해 전체적으로 X축 방향으로 순환되는 동시에, 각각의 트레드가 Y축 방향으로 개별적으로 순환되도록 구성된다.

여기서, 상기한 X축 구동부(21)는, 예를 들면, 무한궤도 등과 같이, 체인이나 벨트와 기어 또는 풀리 등을 이용하여, 도시되지 않은 모터에 의해 X축 방향으로 트레드부(12)를 구동하도록 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 상기한 X축 구동부(21)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 메인프레임(11)에 장착하기 위한 프레임의 형태로 형성되는 X축 구동부 몸체(22)와, X축 구동부 몸체(22)의 X축 방향 양단에 X축 방향으로 회전 가능하도록 각각 설치되는 X축 회전체(23) 및 X축 회전체(23)의 회전에 의해 X축 방향으로 순환하는 체인부(24)를 포함하여, 메인프레임(11)의 양측에 설치되는 체인벨트의 형태로 이루어지고, 트레드부(12)의 Y축 방향의 양단과 연결되어 트레드부(12)를 전체적으로 X축 방향으로 순환시키도록 구성될 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구성으로부터, 모터(도시되지 않음)로부터 공급된 동력에 의해 X축 회전체(23)가 회전되면, X축 회전체(23)에 결속된 체인부(24)가 X축 방향으로 순환되고, 이에 따라 체인부(24)의 외측에 접하여 있는 트레드부(12)가 X축 방향으로 순환됨으로써, 트레드부(12)의 X축 방향으로의 이동을 구현할 수 있다.

여기서, 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에서는, 상기한 X축 회전체(23)가 메인프레임의 양단에 2개 설치되는 경우를 예로 하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉 본 발명은, 예를 들면, 트레드밀의 크기나 이동속도 등과 같이, 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

또한, 도 3을 참조하면, 도 3은 도 1에 나타낸 트레드밀(10)의 트레드부(12)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

즉, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기한 트레드부(12)는, 서로 결합되어 복수 개를 연결 가능하도록 형성되는 단위프레임(31)과, 단위프레임(31)의 양단측에 배치되는 회전롤러(32) 및 단위프레임(31)과 회전롤러(32)를 둘러싸는 벨트 형태로 형성되어 회전롤러(32)의 회전에 의해 Y축 방향으로 순환 가능하도록 형성되는 트레드(33)를 포함하여 이루어지는 트레드유닛(34)이 트레드(33)의 측면에서 트레드(33)를 Y축 방향으로 순환시키기 위한 동력을 인가하는 Y축 구동부(35)와 함께 각각 X축 방향으로 나란하게 결합 및 연결되어 무한궤도와 같은 형태로 형성됨으로써, 전체적으로 X축 방향으로 순환되고 개별적으로는 Y축 방향으로 순환 가능하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 바와 같이 Y축 방향으로의 이동 구현을 위해 각각의 트레드(33)가 Y축 방향으로 순환 가능한 동시에, X축 방향으로의 이동 구현을 위해 트레드부(12)가 X축 방향으로 순환되어야 하므로, 트레드유닛(34)의 X축 방향으로의 길이는 트레드부(12)의 X축 방향 순환에 방해되지 않을 만큼의 길이로 형성되는 것이 바람직하고, 또한, 트레드유닛(34)의 Y축 방향으로의 길이는 상대적으로 X축 방향으로의 길이에 비해 크게 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아님에 유념해야 한다.

또한, 상기한 트레드(33)는, 실제 사용자의 운동이 행해지는 곳으로서, 예를 들면, 굴곡성을 가지고 장력유지가 가능한 나일론, 폴리에스터, 우레탄, 직포 등의 재질로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 사용자의 이동에 따른 강도를 지탱할 수 있고 운동에 장애가 발생하지 않는다면 상기한 재질 외에 고무나 플라스틱 등과 같이 필요에 따라 다양한 재질을 사용 가능한 것임에 유념해야 한다.

아울러, 도 4를 참조하면, 도 4는 도 3에 나타낸 트레드부(12)의 트레드(33) 및 Y축 구동부(35)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 트레드(33)는, 표면에 돌기가 형성된 치형 벨트의 형태로 구성될 수 있으며, 또한, 상기한 Y축 구동부(35)는, 이러한 치형 벨트에 맞물릴 수 있도록 기어 형태로 형성되는 동력전달 휠(41)이 트레드(33)의 측면에 배치되어, 모터(도시되지 않음) 및 동력축(도시되지 않음)과 같은 구동수단에 의해 동력전달 휠(41)이 구동되는 것에 의해 트레드(33)를 Y축 방향으로 순환시키도록 구성될 수 있다.

이때, 상기한 회전롤러(32)는, Y축 방향으로 회전되어 트레드(33)의 Y축 방향으로의 순환을 돕는 역할을 하며, 즉, 상기한 회전롤러(32)는, 트레드부(12)의 전체적인 무게 증가 및 장치가 복잡해지는 것을 방지하기 위해, 별도의 동력에 의해 구동되기 보다는 단순히 Y축 구동부(35)에 의한 트레드(33)의 Y축 방향으로의 순환을 돕는 역할로 한정되는 것이 바람직하다.

즉, 상기한 트레드부(12)는, 치형 벨트 형태로 형성되는 트레드(33)의 측면에 설치된 기어 형태의 동력전달 휠(41)을 포함하여 이루어지는 Y축 구동부(35)에 의해 트레드(33)가 Y축 방향으로 순환됨으로써 Y축 방향으로의 이동을 구현할 수 있으며, 상기한 X축 구동부(21)에 의해 트레드부(12)가 전체적으로 X축 방향으로 순환됨으로써 X축 방향으로의 이동을 구현할 수 있고, 이때, X축 방향과 Y축 방향의 구동속도를 각각 개별적으로 제어함으로써 2차원 전 방향으로의 이동을 구현할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 도시되지는 않았으나, X축 구동부(21)와 Y축 구동부(35)의 동작 및 속도를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 제어부는, 예를 들면, 트레드밀(10)과 연결되는 컴퓨터 또는 트레드밀(10)의 외부에 구비되는 별도의 제어장치 등과 같이, 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

또한, 상기한 Y축 구동부(35)는, Y축 방향으로 순환되는 트레드(33)의 정확한 속도 제어를 위해 트레드부(32) Y축 방향 양단에 한 쌍이 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 위치 및 수로 구비될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

아울러, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 도시되지는 않았으나, 트레드(33)의 내측에 벨트의 텐션을 유지하기 위한 텐션롤러를 더 포함하여, 트레드(33)와 동력전달 휠(41) 사이의 마찰계수를 크게 하여 동력전달이 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

더욱이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 바람직하게는, 마찰력 향상을 위해 각각의 트레드유닛(34) 마다 기어 형태의 동력전달 휠(41)을 다수 개 배치하여 구성될 수 있으며, 이때, 필요에 따라 기어의 수를 적절히 선택하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 이러한 구성에 더하여, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 동력전달 휠(41)을 기어축과 같은 형태로 트레드부(12)의 X축 길이만큼의 길이로 일체로 형성하고, 이때, 기어 홈 부분에는 트레드(33)가 기어홈을 따라 용이하게 슬라이드 될 수 있도록 코팅이나 윤활유 등이 공급되도록 구성될 수도 있다.

더욱이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 상기한 Y축 구동부(35)의 동력전달 휠(41)이 설치되는 위치를 필요에 따라 다양하게 선택하여 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 먼저, 도 4에서 A1의 위치에 Y축 구동부(35)가 설치되는 경우는 Y축 구동부(35)의 하향 하중만으로 트레드(33)와 면접될 수 있고, A2의 위치에 Y축 구동부(35)가 설치되는 경우에는 사용자의 운동에 방해나 간섭을 발생시키지 않는 동시에 유지보수가 용이한 이점이 있으며, A3의 위치에 Y축 구동부(35)가 설치되는 경우에는 하향 하중과 상향 외력을 동시에 전달할 수 있으므로 A1의 위치에 비해 더욱 큰 마찰력을 발생시킬 수 있고, 그것에 의해, 트레드(33)에의 동력전달이 보다 확실하고 원활하게 이루어질 수 있다.

따라서 상기한 바와 같은 구성에 의해, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 트레드밀(10)에 따르면, 트레드부(12)의 Y축 방향으로의 순환을 위한 동력을 자체적으로 구비하지 않고 Y축 구동부(35)를 통해 간접적으로 동력을 공급받아 순환함으로써 불필요한 트레드부(12)의 무게를 감소시켜 X축 방향으로의 가감속이 유리할 뿐만 아니라, 치형 벨트의 형태로 형성되는 트레드(33)에 맞물리는 기어 형태로 형성되는 동력전달 휠(41)이 트레드(33)의 측면에 배치되어 Y축 구동부(35)가 구성됨으로써 트레드(33)와 동력전달 휠(41) 사이의 동력전달을 원활히 하는 동시에, 접촉면적을 증가시키고 미끄러짐이나 헛도는 현상을 방지하여 동력전달이 효율적으로 이루어질 수 있는 장점을 가지는 것이다.

계속해서, 도 5를 참조하면, 도 5는 도 3 및 도 4에 나타낸 트레드부(12)의 트레드 유닛(34)의 다른 실시예의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 트레드 유닛(34)은, 상기한 회전롤러(32) 대신에, 단위프레임(31)의 Y축 방향 양단에서 트레드(33)의 상하부 및 중앙의 내측면과 각각 접하도록 형성되는 상부 트레드회전체(51), 하부 트레드회전체(52) 및 중앙 트레드회전체(53)를 포함하여 이루어지는 트레드회전체(50)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 트레드회전체(50)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상부 및 하부 트레드회전체(51, 52) 보다 중앙 트레드회전체(53)의 직경이 더 작게 형성됨으로써, 트레드(33)의 외측면이 Y축 구동부(35)의 동력전달 휠(41)을 감싸도록 하여 트레드(33)의 외측면과 동력전달 휠(41)이 접하는 면적을 증가시키고, 그것에 의해, 트레드(33)의 외측면과 동력전달 휠(41)과의 마찰력을 극대화하여 Y축 구동부(35)에 의한 트레드부(12)로의 동력전달이 더욱 원활하고 확실하게 이루어질 수 있다.

아울러, 상기한 트레드회전체(50)는, 도시되는 않았으나, 예를 들면, 스프링 등과 같은 탄성 재질의 장력을 이용하여, 상부 트레드회전체(51)와 하부 트레드회전체(52) 중 적어도 하나가 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, 이러한 구성 의해, Y축 구동부(35)의 동력전달 휠(41)과 트레드(33)의 외측면 사이의 유격을 최소화함으로써 마찰력을 더욱 극대화하여 Y축 구동부(35)의 동력을 트레드부(12)로 더욱 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라, Y축 구동부(35)가 헛도는 현상을 방지할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 이용한 2차원 트레드밀(10)은, 상기한 동력전달 휠(41)의 전체적인 형태를 원형에 가깝도록 형성함으로써, Y축 구동부(35)의 유지 보수가 용이한 동시에, 트레드밀(10)의 전체적인 소형화가 용이하도록 구성될 수 있다.

계속해서, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 이용한 2차원 트레드밀의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.

즉, 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

여기서, 이하에 설명하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해, 도 1 내지 도 5를 참조하여 상기한 제 1 실시예와 동일 내지 유사한 부분에 대하여는 그 상세한 설명을 생략하고, 다른 부분에 대하여만 설명하였음에 유념해야 한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)은, 크게 나누어, 트레드밀(60) 본체를 형성하는 메인프레임(61)과, 메인프레임에 설치되어 사용자가 운동할 수 있는 공간을 형성하는 트레드부(62)를 포함하여 구성되며, 상기한 메인프레임(61)에는 X축 구동부 몸체(63), X축 회전체(64) 및 체인부(65)를 포함하여 트레드부(62)를 X축 방향으로 순환시키도록 구성되는 X축 구동부(66)가 구비되고, 트레드부(62)는 벨트 형태로 이루어지는 복수의 트레드 및 각각의 트레드를 Y축 방향으로 구동하기 위한 Y축 구동부가 설치되어, 각각의 트레드가 개별적으로 구동되는 것에 의해 사용자에게 전방향으로의 운동을 구현 가능하도록 구성되는 점은 상기한 제 1 실시예와 같다.

그러나 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(50)은, Y축 구동부에 제 1 실시예에서 제시된 치형 벨트 형태의 트레드(33)와 기어 형태의 동력전달 휠(41) 대신에, 평벨트 형태의 트레드와, 전방향 구동이 가능한 옴니휠의 형태로 형성되는 동력전달 휠을 포함하여 구성되는 점이 다르다.

더 상세하게는, 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)의 트레드부(62)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 트레드부(62)는, 서로 결합되어 복수 개를 연결 가능하도록 형성되는 단위프레임(71)과, 단위프레임(71)의 양단측에 배치되는 회전롤러(72) 및 단위프레임(71)과 회전롤러(72)를 둘러싸는 벨트 형태로 형성되어 회전롤러(72)의 회전에 의해 Y축 방향으로 순환 가능하도록 형성되는 트레드(73) 및 트레드(73)의 하부에서 트레드(73)를 포함하여 이루어지는 트레드유닛(74)이 트레드(63)의 측면에서 트레드(63)를 Y축 방향으로 순환시키기 위한 동력을 인가하는 Y축 구동부(75)와 함께 각각 X축 방향으로 나란하게 결합 및 연결되어 무한궤도와 같은 형태로 형성됨으로써, 전체적으로 X축 방향으로 순환 가능하도록 구성되는 점은 상기한 제 1 실시예와 같으나, 상기한 트레드(73)가 치형이 아닌 평벨트 형태로 형성되고, Y축 구동부(75)의 동력전달 휠이 기어가 아닌 옴니휠의 형태로 구성되는 점이 다르다.

즉, Y축 구동부(75)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 크게 나누어, 트레드(73)의 측면에서 외측면에 면접되도록 X축 방향으로 나란히 배열된 복수의 옴니휠로 이루어지는 동력전달 휠(76)과, 각각의 옴니휠을 고정하고 외부의 모터(도시되지 않음)와 같은 구동수단에 의해 전달되는 회전력을 전달하기 위한 동력전달축(77)을 포함하여, 각각의 옴니휠이 Y축 방향으로 회전되어 트레드(73)를 Y축 방향으로 순환시키도록 구성될 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)의 Y축 구동부(75)에 구비되는 동력전달 휠(76)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 상기한 동력전달 휠(76)은, 동력전달축(77)에 의해 전달되는 회전력(동력)에 의해 Y축 방향으로 회전 가능하게 형성되는 롤러몸체(81)와, 롤러몸체(81) 외주면에 X축 방향으로 회전 가능하게 형성되는 다수의 옴니롤러(82)를 포함하여, 트레드(73)를 Y축 방향으로 순환시키기 위해 트레드(73)의 측면에서 면접하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 동력전달 휠(76)은, 마찰력 향상을 위해 다수의 옴니휠이 구비되는 것이 바람직하나, 필요에 따라 옴니휠의 수를 적절히 구성할 수 있는 것임에 유념해야 한다.

아울러, 상기한 Y축 구동부(75)는, Y축 방향으로 순환되는 트레드(73)의 정확한 속도 제어를 위해 트레드부(62) Y축 방향 양단에 한 쌍이 설치되는 것이 바람직하나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 위치 및 수로 구비될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

더욱이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)에도, 도시되지는 않았으나, 트레드(73)의 내측에 벨트의 텐션을 유지하기 위한 텐션롤러를 더 포함하여, 트레드(73)와 동력전달 휠(76) 사이의 마찰계수를 크게 하여 동력전달이 더욱 원활히 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 Y축 구동부(75)의 구체적인 구성 이외의 나머지 구성에 대한 내용은 상기한 제 1 실시예와 마찬가지로 하여 구성될 수 있으므로, 여기서는 설명을 간략히 하기 위해 중복되는 내용에 대한 상세한 설명은 생략하였음에 유념해야 한다.

따라서 상기한 바와 같은 구성에 의해, Y축 방향으로 회전 가능하게 형성되는 롤러몸체(81)가 Y축 방향으로 회전되면 이에 대응하여 롤러몸체(81)와 면접하는 트레드(73)가 Y축 방향으로 순환되고, 이때, 상기한 옴니롤러(82)는 롤러몸체(81)와는 달리 별도의 회전력을 공급받아 회전하지 않고 자유회전 운동이 가능하도록 형성되어 X축 방향으로도 회전되도록 구성됨으로써, 이와 같이 X축 방향으로의 자유회전운동이 가능한 옴니롤러(82)에 의해 X축 구동부(66)에 의한 X축 방향으로의 이동에도 간섭 없이 Y축 방향의 이동이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 이를 위해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(60)은, 도시되지는 않았으나, X축 구동부(66)와 Y축 구동부(75)의 동작 및 속도를 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 제어부는, 예를 들면, 트레드밀(60)과 연결되는 컴퓨터 또는 트레드밀(60)의 외부에 구비되는 별도의 제어장치 등과 같이, 필요에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다.

아울러, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀(10)은, 상기한 Y축 구동부(75)의 동력전달 휠(76)이 설치되는 위치를 필요에 따라 다양하게 선택하여 구성될 수 있다.

더 상세하게는, 도 9를 참조하면, 도 9는 도 7에 나타낸 트레드부(62)의 트레드(73) 및 Y축 구동부(75)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 먼저, 도 9에서 A1의 위치에 Y축 구동부(75)가 설치되는 경우는 Y축 구동부(75)의 하향 하중만으로 트레드(73)와 면접될 수 있고, A2의 위치에 Y축 구동부(75)가 설치되는 경우에는 사용자의 운동에 방해나 간섭을 발생시키지 않는 동시에 유지보수가 용이한 이점이 있으며, A3의 위치에 Y축 구동부(75)가 설치되는 경우에는 하향 하중과 상향 외력을 동시에 전달할 수 있으므로 A1의 위치에 비해 더욱 큰 마찰력을 발생시킬 수 있고, 그것에 의해, 트레드(73)에의 동력전달이 보다 확실하고 원활하게 이루어질 수 있다.

계속해서, 도 10을 참조하면, 도 10은 도 7 및 도 9에 나타낸 트레드부(62)의 트레드 유닛(74)의 다른 실시예의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 트레드 유닛(74)은, 상기한 회전롤러(72) 대신에, 단위프레임(71)의 Y축 방향 양단에서 트레드(73)의 상하부 및 중앙의 내측면과 각각 접하도록 형성되는 상부 트레드회전체(101), 하부 트레드회전체(102) 및 중앙 트레드회전체(103)를 포함하여 이루어지는 트레드회전체(100)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기한 트레드회전체(10는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 상부 및 하부 트레드회전체(101, 102) 보다 중앙 트레드회전체(103)의 직경이 더 작게 형성됨으로써, 트레드(73)의 외측면이 Y축 구동부(75)의 동력전달 휠(76)을 감싸도록 하여 트레드(73)의 외측면과 동력전달 휠(76)이 접하는 면적을 증가시키고, 그것에 의해, 트레드(73)의 외측면과 동력전달 휠(76)과의 마찰력을 극대화하여 Y축 구동부(75)에 의한 트레드부(72)로의 동력전달이 더욱 원활하고 확실하게 이루어질 수 있다.

아울러, 상기한 트레드회전체(100)는, 도시되는 않았으나, 예를 들면, 스프링 등과 같은 탄성 재질의 장력을 이용하여, 상부 트레드회전체(101)와 하부 트레드회전체(102) 중 적어도 하나가 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, 이러한 구성 의해, Y축 구동부(75)의 동력전달 휠(76)과 트레드(73)의 외측면 사이의 유격을 최소화함으로써 마찰력을 더욱 극대화하여 Y축 구동부(75)의 동력을 트레드부(72)로 더욱 정확하게 전달할 수 있을 뿐만 아니라, Y축 구동부(75)가 헛도는 현상을 방지할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측면 동력전달 휠을 이용한 2차원 트레드밀(60)은, 상기한 동력전달 휠(76)의 전체적인 형태를 원형에 가깝도록 형성함으로써, Y축 구동부(75)의 유지 보수가 용이한 동시에, 트레드밀(60)의 전체적인 소형화가 용이하도록 구성될 수 있다.

따라서 상기한 바와 같이 하여, 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 구현할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 트레드부를 Y축 방향으로 구동하는 Y축 구동부에 트레드의 측면에서 트레드의 외측면에 접하는 동력전달 휠을 구비하여 동력전달을 원활히 하는 것과 함께 트레드와의 접촉면적을 넓히도록 구성되어, 간단한 구성으로 트레드부의 경량화가 가능한 동시에, Y축 구동부가 미끄러지거나 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공됨으로써, X축 방향으로 회전운동은 체인에 체결하여 동력을 전달하고 Y축 방향으로의 회전은 트레드부 내부에 모터를 탑재하여 자체 동력을 생성함으로 인해 트레드부의 전체 무게가 증가하여 X축 방향으로의 가감속이 용이하지 못한 문제 및 트레드부 내부에 마찰력을 제공하는 구동부를 설치하여 간접적으로 동력을 전달하는 방식으로 구성됨으로 인해 동력 전달이 효율적이지 못한 문제가 있었던 종래기술의 2차원 트레드밀들의 문제점을 해결할 수 있다.

아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 트레드부를 돌기가 형성된 치형 벨트로 형성하고, 트레드부를 Y축 방향으로 순환시키는 Y축 구동부에 기어 형태의 동력전달 휠을 트레드의 측면에서 접하도록 배치하여 구성되는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀이 제공됨으로써, Y축 방향으로의 구동을 위한 동력의 전달이 효율적으로 이루어지는 동시에, 트레드의 외측면과 접하는 면적이 커지는 것에 의해 종래에 비해 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 트레드부와 Y축 구동부가 헛도는 현상을 방지하고, Y축 방향으로의 회전을 위한 동력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀은, 단순한 러닝머신의 기능에 더하여, 예를 들면, 맥박이나 심박수, 혈압 등과 같이 인체의 상태 변화를 측정하는 각종 센서 및 컴퓨터 등과 같은 정보처리장치와 연계하여, 걷기나 달리기와 같은 운동시 사용자의 신체 변화를 측정하고 측정 결과에 근거하여 여러 가지 분석을 수행하는 운동 시뮬레이션 시스템으로도 활용될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀은, 예를 들면, 각종 게임 콘솔이나 컴퓨터 등과 연계하여, 사용자에게 보다 실감나는 게임이나 가상현실과 같은 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 사용자의 이동을 게임이나 가상현실 내에 그대로 반영하기 위한 가상현실 입력 인터페이스로서 사용될 수도 있으며, 비단 게임과 같은 민간분야뿐만 아니라 군사훈련용 시뮬레이터로서 활용될 수도 있는 등, 다양한 분야에 폭넓게 활용될 수 있는 것임에 유념해야 한다.

이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.

10. 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀
11. 메인프레임 12. 트레드부
21. X축 구동부 22. X축 구동부 몸체
23. X축 회전체 24. 체인부
31. 단위프레임 32. 회전롤러
33. 트레드 34. 트레드유닛
35. Y축 구동부 41. 동력전달 휠
51. 트레드회전체 51. 상부 트레드회전체
52. 하부 트레드회전체 53. 중앙 트레드회전체
60. 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀
61. 메인프레임 62. 트레드부
63. X축 구동부 몸체 64. X축 회전체
65. 체인부 66. X축 구동부
71. 단위프레임 72. 회전롤러
73. 트레드 74. 트레드유닛
75. Y축 구동부 76. 동력전달 휠
77. 동력전달축 81. 롤러몸체
82. 옴니롤러

Claims (16)

1. 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀에 있어서,
   트레드밀 본체를 형성하는 메인프레임;
   벨트 형태로 형성되는 복수의 트레드가 각각 개별적으로 회전 가능하도록 나란히 배치되어 전체적으로 각각의 상기 트레드의 회전방향과는 다른 방향으로 회전되는 무한궤도 형태로 형성되어 상기 메인프레임에 설치되는 트레드부;
   상기 트레드부 전체가 회전되는 방향을 X축 방향으로 하고, 상기 트레드부를 구성하는 각각의 상기 트레드가 개별적으로 회전되는 방향을 Y축 방향으로 할 때, 상기 트레드부를 X축 방향으로 구동하기 위해 상기 메인프레임의 Y축 방향 양측에 설치되는 체인벨트의 형태로 형성되는 X축 구동부; 및
   상기 트레드부의 각각의 상기 트레드를 Y축 방향으로 구동하기 위해 각각의 상기 트레드의 Y축 방향의 적어도 한쪽 측면에 접하도록 설치되는 동력전달 휠을 포함하여 상기 트레드부에 설치되는 Y축 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 트레드밀은,
   상기 X축 구동부와 상기 Y축 구동부의 동작을 각각 개별적으로 제어하기 위해 상기 트레드밀과 연결되는 컴퓨터 또는 상기 트레드밀의 외부에 구비되는 별도의 제어장치의 형태로 구성되는 제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 X축 구동부는,
   상기 메인프레임에 장착하기 위한 프레임의 형태로 형성되는 X축 구동부 몸체;
   상기 X축 구동부 몸체의 X축 방향 양단에 X축 방향으로 회전 가능하도록 각각 설치되는 X축 회전체; 및
   상기 X축 회전체의 회전에 의해 X축 방향으로 순환하는 체인부를 포함하여 구성되고,
   상기 트레드부의 Y축 방향의 양단과 연결되어 상기 트레드부를 전체적으로 X축 방향으로 순환시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 트레드부는,
   복수 개를 연결 가능하도록 형성되는 단위프레임;
   상기 단위프레임의 양단측에 배치되는 회전롤러; 및
   상기 단위프레임과 상기 회전롤러를 둘러싸는 벨트 형태로 형성되어 상기 회전롤러의 회전에 의해 Y축 방향으로 순환 가능하도록 형성되는 트레드를 포함하여 이루어지는 트레드 유닛이 상기 단위프레임에 의해 X축 방향으로 각각 나란하게 결합 및 연결되어 무한궤도의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 트레드부는,
   상기 트레드가 표면에 돌기가 형성된 치형 벨트의 형태로 형성되고,
   상기 동력전달 휠은 상기 치형 벨트의 형태로 형성되는 상기 트레드에 맞물릴 수 있는 기어 형태로 형성되어 상기 트레드의 측면에 복수 개 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 트레드부는,
   상기 트레드가 표면에 돌기가 형성된 치형 벨트의 형태로 형성되고,
   상기 동력전달 휠은 상기 트레드부의 X축 길이만큼의 길이로 일체로 형성되는 기어축의 형태로 이루어지며,
   기어홈 부분에는 코팅처리가 수행되거나 또는 윤활유가 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
7. 제 4항에 있어서,
   상기 회전롤러는,
   별도의 동력에 의해 구동되지 않고 단순히 상기 Y축 구동부에 의한 상기 트레드의 Y축 방향으로의 순환을 돕는 역할만 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
8. 제 4항에 있어서,
   상기 동력전달 휠은,
   상기 트레드의 측면에 상기 회전롤러의 중심보다 상부의 위치에 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
9. 제 4항에 있어서,
   상기 동력전달 휠은,
   상기 트레드의 측면에 상기 회전롤러의 중심 위치에 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
   
10. 제 4항에 있어서,
    상기 동력전달 휠은,
    상기 트레드의 측면의 상기 회전롤러의 중심보다 하부의 위치에 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
    
11. 제 4항에 있어서,
    상기 트레드밀은,
    상기 트레드의 내측에 벨트의 텐션을 유지하기 위한 텐션롤러를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
    
12. 제 4항에 있어서,
    상기 Y축 구동부는,
    Y축 방향으로 순환되는 상기 트레드의 정확한 속도 제어를 위해 상기 트레드부의 Y축 방향 양단에 한 쌍이 설치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
    
13. 제 4항에 있어서,
    상기 트레드 유닛은,
    상기 회전롤러 대신에, 상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 상부의 내측면과 접하도록 형성되는 상부 트레드회전체;
    상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 하부의 내측면과 접하도록 형성되는 하부 트레드회전체; 및
    상기 단위프레임의 Y축 방향 양단에서 상기 트레드의 중앙의 내측면과 접하도록 형성되는 중앙 트레드회전체를 포함하여 이루어지는 트레드회전체를 포함하여 구성되며,
    상기 상부 트레드회전체 및 상기 하부 트레드회전체 보다 상기 중앙 트레드회전체의 직경이 더 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
    
14. 제 13항에 있어서,
    상기 트레드회전체는,
    스프링을 포함하는 탄성 부재를 이용하여 상기 상부 트레드회전체와 상기 하부 트레드회전체 중 적어도 하나가 Y축 방향으로 이동 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀.
    
15. 걷기나 달리기를 포함하는 운동에 대한 실험이나 시뮬레이션을 수행하기 위한 운동 시뮬레이션 시스템에 있어서,
    각종 설정을 입력하기 위한 입력부;
    운동에 따른 사용자의 상태를 측정하기 위한 측정부;
    측정 결과를 출력하기 위한 출력부를 포함하여 구성되고,
    상기 측정부는,
    청구항 1항 내지 청구항 14항 중 어느 한 항에 기재된 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 운동 시뮬레이션 시스템.
    
16. 사용자에게 게임이나 가상현실을 포함하는 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 가상현실 시스템에 있어서,
    사용자의 이동이나 동작에 의해 해당하는 명령을 입력하기 위한 입력부;
    상기 입력부에 의해 입력된 명령에 따른 처리가 수행되는 처리부;
    상기 처리부에 의해 처리된 결과를 사용자에게 시각 및 청각을 통해 전달하기 위한 출력부를 포함하여 구성되고,
    상기 입력부는,
    청구항 1항 내지 청구항 14항 중 어느 한 항에 기재된 측면 동력전달 휠을 구비한 2차원 트레드밀을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가상현실 시스템.
    

Images