KR20190063837A - Multi degrees of freedom platform system for realistic exercise apparatus - Google Patents

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KR20190063837A KR1020170162905A KR20170162905A KR20190063837A KR 20190063837 A KR20190063837 A KR 20190063837A KR 1020170162905 A KR1020170162905 A KR 1020170162905A KR 20170162905 A KR20170162905 A KR 20170162905A KR 20190063837 A KR20190063837 A KR 20190063837A
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Abstract

The present invention relates to a multi-degree of freedom platform system. More particularly, the present invention relates to the multi-degree of freedom platform system for a realistic exercise apparatus, in which a linear back-and-forth motion generated by a linear actuator is converted into a vertical movement in a nonlinear guide portion. Therefore, it is possible to freely implement an uphill, downhill, or sideways inclined environment in the workout equipment while an external force, such as a load applied by a user during a workout, does not directly interfere with the linear motion of the linear actuator so that a user is allowed to experience a variety of off-line environment conditions even in an indoor environment using the workout equipment, thereby enhancing interest of exercise.

Description

실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템{MULTI DEGREES OF FREEDOM PLATFORM SYSTEM FOR REALISTIC EXERCISE APPARATUS}[0001] MULTI DEGREES OF FREEDOM PLATFORM SYSTEM FOR REALISTIC EXERCISE APPARATUS [0002]

본 발명은 다자유도 플랫폼 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어 액추에이터에 의해 발생되는 전후 직선운동을 비선형 유도부에서 상하 움직임으로 바꿔주어, 운동 중 사용자에 의해 가해지는 하중 등의 외력이 리니어 액추에이터의 직선운동을 직접 방해하지 않게 하면서도, 운동기구에 오르막이나 내리막 또는 측면으로 기울어진 환경을 자유롭게 구현할 수 있게 함으로써, 운동기구를 사용하는 실내에서도 오프라인상의 다양한 환경조건을 영상과 함께 체험할 수 있게 하여 운동의 흥미를 증가시킬 수 있게 한 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-degree of freedom platform system, and more particularly, to a multi-degree of freedom platform system in which a linear actuator generated by a linear actuator is changed into a vertical motion in a nonlinear induction unit, It is possible to freely implement an environment in which the upright, downward, or side inclined to the exercise apparatus can be freely implemented while preventing the direct motion from being directly disturbed, thereby enabling various environmental conditions on the off- And more particularly to a multi-degree of freedom platform system for a realistic exercise device.

일반적으로 다자유도 시스템은 회전이나 움직임이 요구되는 축마다 액추에이터가 별도로 구비되고, 다양한 제어 알고리즘에 따라 다자유도(Multi Degrees of Freedom) 구동을 수행하도록 이루어진다. 이러한 다자유도 시스템 등에 구비되는 리니어 액추에이터는 자동화설비나 로봇 구조 등 산업전반에 널리 적용되는 구동장치이지만, 주로 정밀 제어용으로 개발되어 있어 높은 가격대에서만 구매 가능할 수 있으므로, 다양한 장치에 대중적인 적용되기에는 어려움이 있었다.Generally, a multi-degree-of-freedom system is provided with a separate actuator for each axis for which rotation or motion is required, and performs multi-degrees of freedom drive according to various control algorithms. The linear actuator provided in such a multi-degree-of-freedom system is widely used in various industries such as automation equipment and robot structure. However, since it is mainly developed for precision control, it can be purchased only at a high price. There was difficulty.

이러한 다자유도 시스템은, 로봇의 관절구조에 이용될 수 있을 정도로, 좌우로 움직이는 롤링(rolling)이나, 전후로 움직이는 피치(pitch), 또는 상하 이동 등 다양한 움직임을 구현할 수 있지만, 그러한 움직임을 구현하기 위하여 고가의 액추에이터가 복잡한 관절 형성 구조에 연결되어 구동되어야 하는바, 제조비용의 상승을 초래하게 됨은 물론, 반복되는 부하나 하중에 노출될 경우 내구성이 저하되어 유지 보수에 많은 노력이 요구되는 문제점이 있었다.Such a multi-degree-of-freedom system can implement various motions such as rolling, moving forward or backward, or moving up and down to the extent that it can be used for the robot's joint structure. However, In addition, since expensive actuators are required to be connected to a complicated joint forming structure to increase the manufacturing cost, the durability is degraded when the actuator is repeatedly exposed to a load or a load, there was.

그에 따라, 이러한 다자유도 시스템은 고가의 로봇 관절구조나, 의료용 재활장치 등에 한정적으로 이용되거나, 4D체험수단에 구비되는 모션플랫폼처럼 일부 고가의 시설들에 한정적으로 이용될 뿐이었다.Accordingly, such a multi-degree-of-freedom system has been limitedly used in an expensive robot joint structure, a medical rehabilitation apparatus, or limited in some expensive facilities such as a motion platform provided in the 4D experience means.

특히 모션시스템은 전후, 좌우 또는 상하로 이동하는 움직임을 유발하여 4D 효과에서 가장 큰 부분을 차지하게 되므로, 영화, 엔터테인먼트, 군용 비행 조종훈련, 특수장비 전문가 양성 등에 이용되면서 그 적용영역이 확대되고 있으나, 리니어 액추에이터의 높은 가격과 복잡한 관절구조로 인한 내구성 저하 등으로 인해 보편화에 많은 문제점이 있었다.Particularly, since the motion system causes the motion to move back and forth, left and right, and up and down, it occupies the largest part in the 4D effect, and thus the application area is expanded as it is used in movies, entertainment, military flight control training, , High price of linear actuators and durability due to complicated joint structure, and so on.

또한, 최근 건강과 운동에 대한 관심이 높아짐에 따라 각종 운동기구를 이용하여 실내에서 운동하는 경우가 늘고 있는데, 사용자가 실내에서 혼자 운동할 경우 겪게 되는 지루함을 해소할 수 있게 하려는 여러 시도들이 이루어지고 있다. 그러나, 이러한 시도의 대부분은 트레드밀과 같은 운동기구 자체에 변화를 주기보다는 운동하면서 접할 수 있는 다양한 영상이나 오디오를 제공하는 콘텐츠 위주의 변화에 치중하곤 하였다.In recent years, as the interest in health and exercise has increased, there has been an increase in the number of exercises performed in the room using various exercise apparatuses. There have been various attempts to solve the boredom experienced when the user exercises alone in the room have. However, most of these attempts have focused on content-based changes that provide various images or audio that can be accessed while exercising rather than changing the exercise apparatus itself, such as a treadmill.

또한, 트레드밀과 같이 오랜 시간동안 동일한 동작을 반복해야 하는 운동기구들의 경우 속도를 변경시키거나, 경사를 증감시켜 운동하는 사용자가 겪어야 하는 부하 정도를 증감시킬 수 있게 할 수는 있지만, 제한된 공간에서 벨트가 회전해야 하는 트레드밀의 특성을 고려할 때 야외의 오프라인과 같은 다양한 환경 변화를 그대로 구현하기는 어려운 문제점이 있었다.In addition, in the case of the exercise apparatuses requiring a repetition of the same operation for a long period of time such as a treadmill, it is possible to change the speed or to increase or decrease the degree of load the user is required to exercise by increasing or decreasing the inclination. Considering the characteristics of the treadmill to be rotated, it is difficult to realize various environmental changes such as the off-line of the outdoor.

대한민국 등록특허 제10-1766576호Korean Patent No. 10-1766576 대한민국 공개특허 제10-2016-0129279호Korean Patent Publication No. 10-2016-0129279 대한민국 등록특허 제10-1419831호Korean Patent No. 10-1419831

본 발명은 리니어 액추에이터에 의해 발생되는 전후 직선운동을 비선형 유도부에서 상하 움직임으로 바꿔주어, 운동 중 사용자에 의해 가해지는 하중 등의 외력이 리니어 액추에이터의 직선운동을 직접 방해하지 않게 하면서도, 운동기구에 오르막이나 내리막 또는 측면으로 기울어진 환경을 자유롭게 구현할 수 있게 함으로써, 운동기구를 사용하는 실내에서도 오프라인상의 다양한 환경조건을 영상과 함께 체험할 수 있게 하여 운동의 흥미를 증가시킬 수 있게 한 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.In the present invention, the forward and backward linear motion generated by the linear actuator is changed into a vertical motion in the nonlinear guide portion so that the external force such as a load applied by the user during the motion does not directly interfere with the linear motion of the linear actuator, The user can freely implement an environment that is inclined downward or sideways or side-by-side. Thus, it is possible to experience various environmental conditions on the off-line in an indoor environment using a fitness device, And to provide a multi-degree-of-freedom platform system.

상기 과제를 해결하기 위한 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템은, To achieve the above object, there is provided a multi-degree of freedom platform system for a real-

바닥면에 위치하고 있는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임의 상부에 이격 설치되어 있으며 리니어 액추에이터의 구동에 의해 상하로 움직이는 플로팅 프레임; 상기 베이스 프레임과 플로팅 프레임 사이에서 상기 플로팅 프레임을 이격된 상태로 지지하고 있는 중앙지지부; 상기 베이스 프레임의 상부에 위치하고 있으며 모터의 구동에 의해 일 방향으로 전후 직선 운동하는 적어도 3개 이상의 리니어 액추에이터; 각 리니어 액추에이터의 직선 이동방향을 따라 상기 베이스 프레임의 내측에 설치되어 있으며, 아래에서 상부를 향하는 비선형의 곡면 홈이 형성되어 있는 비선형 유도부; 및 일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 프레임의 저면에 연결되어 있으며, 각 리니어 액추에이터가 전후로 이동할 때 각 비선형 유도부의 곡면 홈을 따라 슬라이딩하면서 상기 플로팅 프레임의 상승 또는 하강 움직임을 유도하는 슬라이딩 링크부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A base frame positioned on the floor; A floating frame mounted on the upper portion of the base frame and moving up and down by driving the linear actuator; A center support portion supporting the floating frame in a spaced-apart relationship between the base frame and the floating frame; At least three linear actuators positioned on the base frame and linearly moving back and forth in one direction by driving of the motor; A nonlinear induction part provided on the inner side of the base frame along a linear movement direction of each linear actuator and formed with a non-linear curved surface groove directed from the bottom to the top; And a sliding portion which is connected to the linear actuator at one end and is connected to a bottom surface of the floating frame, and which slides along curved grooves of the nonlinear guide portions when the linear actuators move back and forth, And a link portion.

이때, 상기 베이스 프레임은,At this time,

삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 베이스 지지대; 상기 3개의 베이스 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 베이스 프레임파이프; 및 삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대에 의해 상기 베이스 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 베이스 플랜지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Three base supports located at the apex of the triangle; Three base frame pipes connecting the three base supports and forming respective corners of the triangle; And a base flange which is connected to the base frame pipe by a reinforcing bar while being positioned at the center of the inside of the triangle.

또한, 상기 플로팅 프레임은,Further, in the floating frame,

삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 플로팅 지지대; 상기 3개의 플로팅 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 플로팅 프레임파이프; 및 삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대에 의해 상기 플로팅 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 플로팅 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.Three floating supports located at the vertices of the triangle; Three floating frame pipes connecting the three floating supports to each other and forming respective corners of the triangle; And a floating flange which is respectively positioned at an inner center of the triangle and connected to the floating frame pipe by a reinforcing bar.

또한, 상기 중앙지지부는, 일부 리니어 액추에이터의 구동시 상기 플로팅 프레임의 일부만 들리면서 기울어질 수 있도록 상기 플로팅 플랜지에 결합되어 있는 유니버셜 조인트와, 상기 플로팅 프레임을 전체적으로 상승시키거나 하강시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The center support portion may include a universal joint coupled to the floating flange so as to be tilted while only a part of the floating frame is being driven when a part of the linear actuator is driven and a cylinder for raising or lowering the floating frame as a whole .

또한, 상기 리니어 액추에이터는,Further, in the linear actuator,

외부에서 공급되는 전원에 의해 회전운동을 발생시키는 모터; 및 상기 모터의 회전축에 연결되어 있으며, 외주면에 나사산이 형성되어 있어 모터의 회전운동에 의해 나사산을 타고 오르내리며 전후 방향으로의 직선운동으로 변환시키는 스크류 축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A motor that generates rotational motion by an external power source; And a screw shaft connected to the rotating shaft of the motor and having a screw thread formed on an outer circumferential surface of the screw shaft to move up and down a screw thread by a rotational motion of the motor to convert the screw into a linear motion in the forward and backward directions.

또한, 상기 비선형 유도부는, 상기 베이스 지지대에서 플로팅 지지대를 향하여 상부로 갈수록 기울어진 기울기를 갖도록 관통된 곡면 홈이 형성되어, 상기 베이스 지지대 상에 수직하게 고정 설치되는 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 한다.The nonlinear guide portion is formed of a plate formed with a curved surface groove penetrating from the base support to the floating support so as to have an inclination tilted toward the upper portion and vertically fixed on the base support.

또한, 상기 슬라이딩 링크부는,In addition,

일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 지지대의 저면에 연결되어 있는 링크암; 상기 링크암을 상기 리니어 액추에이터의 스크류 축에 회동 가능하게 결합시키는 힌지부; 및 상기 힌지부에 결합된 상태로 상기 스크류 축의 전후 직선 이동에 의해 상기 곡면 홈을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A link arm having one end connected to the linear actuator and the other end connected to a bottom surface of the floating support; A hinge portion rotatably coupling the link arm to the screw shaft of the linear actuator; And a sliding portion that slides along the curved surface groove by linear movement of the screw shaft in a state coupled to the hinge portion.

또한, 본 발명은, 운동하고자 하는 지면의 높낮이와 기울기를 영상정보에 매치시켜 함께 저장하는 고도정보 저장부; 상기 고도정보 저장부에 저장되어 있는 지면의 높낮이와 기울기를 운동기구에서 구현하기 위해 리니어 액추에이터를 구동하는 제어신호를 생성하여 저장하는 구동정보 생성부; 및 모니터에서 표출되는 영상정보의 재생정도에 따라, 그 영상정보에 매치되어 있는 고도정보에 따른 높낮이와 기울기를 구현할 수 있는 제어신호를 도출하여 다자유도 플랫폼에 구비된 각 리니어 액추에이터로 전송하는 영상정보 연동부;를 포함하는 통합 컨트롤 보드를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus comprising: an altitude information storage unit for storing elevation and slope of a ground to be matched with image information; A driving information generating unit for generating and storing a control signal for driving the linear actuator to implement the elevation and tilt of the ground stored in the altitude information storage unit in the exercise machine; And a control signal generating unit that generates a control signal that can realize elevation and tilt according to the altitude information matched to the image information according to the degree of reproduction of the image information displayed on the monitor and transmits the control signal to each of the linear actuators provided in the multi- And an integrated control board including an information interlocking unit.

본 발명은 운동기구에 오르막이나 내리막 또는 측면으로 기울어진 환경을 자유롭게 구현할 수 있게 함으로써, 운동기구를 사용하는 실내에서도 오프라인상의 다양한 환경조건을 영상과 함께 체험할 수 있게 하여 운동의 흥미를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can freely implement an uphill, downhill, or side inclined environment in a fitness device, thereby enabling the user to experience a variety of environmental conditions in an off-line environment together with an image even in a room using a fitness device, There is an effect.

또한, 본 발명은 플로팅 프레임을 상승시키기 위한 복잡한 관절구조나 회전구조 대신 비선형 유도부에 형성된 곡면 홈을 따라 비스듬하게 이동하면서 상하 이동이 가능하게 함으로써, 운동하면서 가해지는 하중 등의 외력이 상하로 움직이는 리니어 액추에이터에 직접 가해지는 것을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention enables vertical movement while moving obliquely along a curved surface groove formed in a nonlinear guide portion instead of a complicated joint structure or a rotating structure for lifting a floating frame, so that an external force such as a load It is possible to prevent direct application to the actuator and improve durability.

도 1은 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템의 평면도.
도 3은 본 발명에 따라 플로팅 프레임이 가장 낮은 상태에 위치하고 있는 상태를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명에 따라 플로팅 프레임의 어느 한 쪽만이 상승한 상태를 나타내는 측면도.
도 5는 본 발명에 따라 플로팅 프레임이 가장 높은 상태에 위치하고 있는 상태를 나타내는 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 베이스 프레임의 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 플로팅 프레임의 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 비선형 유도부를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명에 따라 액추에이터와 링크암의 회동 가능한 연결 구조를 나타내는 링크힌지의 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템이 탑재된 트레드밀이 영상에 나타나는 경사에 따라 전후, 좌우 및 상하로 움직이는 것을 나타내는 예시도.
도 11은 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템이 탑재된 트레드밀이 구동되는 과정을 나타내는 플로우 차트.
1 is a perspective view of a multi-degree of freedom platform system for a feel type exercise machine in accordance with the present invention;
2 is a plan view of a multi-degree of freedom platform system for a feel type exercise machine in accordance with the present invention;
3 is a side view showing a state where the floating frame is positioned at the lowest state according to the present invention.
4 is a side view showing a state in which only one of the floating frames is raised according to the present invention.
5 is a side view showing a state in which the floating frame is positioned at the highest state according to the present invention.
6 is a perspective view of a base frame according to the present invention;
7 is a perspective view of a floating frame according to the present invention;
8 is a perspective view showing a non-linear guide portion according to the present invention.
9 is a perspective view of a link hinge showing a rotatable connection structure of an actuator and a link arm according to the present invention.
FIG. 10 is an exemplary view showing that a treadmill equipped with a multi-degree-of-freedom platform system for a real-feel type exercise machine according to the present invention moves forward, backward, right and left, and up and down according to a tilt appearing in an image.
FIG. 11 is a flowchart showing a process of driving a treadmill equipped with a multi-degree of freedom platform system for a sensation type exercise machine according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템의 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a multi-degree of freedom platform system for a real-feel type exercise machine according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a multi-degree of freedom platform system for a real-

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템은, 바닥면에 위치하고 있는 베이스 프레임(100)과, 상기 베이스 프레임의 상부에 이격 설치되어 있으며 리니어 액추에이터의 구동에 의해 움직이는 플로팅 프레임(200)과, 상기 베이스 프레임과 플로팅 프레임 사이에서 상기 플로팅 프레임을 이격된 상태로 지지하고 있는 중앙지지부(300)와, 상기 베이스 프레임의 상부에 위치하고 있으며 모터의 구동에 의해 일 방향으로 전후 직선 운동하는 적어도 3개 이상의 리니어 액추에이터(400)와, 각 리니어 액추에이터의 직선 이동방향을 따라 상기 베이스 프레임의 내측에 설치되어 있으며 아래에서 상부를 향하는 비선형의 곡면 홈이 형성되어 있는 비선형 유도부(500)와, 일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 프레임의 저면에 연결되어 있으며 각 리니어 액추에이터가 전후로 이동할 때 각 비선형 유도부의 곡면 홈을 따라 슬라이딩하면서 상기 플로팅 프레임의 상승 또는 하강 움직임을 유도하는 슬라이딩 링크부(600)를 포함하여 구성된다.1 and 2, a multi-degree of freedom platform system for a real-feel type exercise machine according to the present invention includes a base frame 100 positioned on a floor surface, A floating frame 200 which is driven by driving, a central support part 300 which supports the floating frame in a spaced relation between the base frame and the floating frame, At least three linear actuators (400) linearly moving back and forth in one direction and nonlinear curved grooves formed inside the base frame along a linear movement direction of each linear actuator (500) having one end connected to the linear actuator and the other end connected to the linear actuator And a sliding link unit 600 connected to the bottom surface of the floating frame and guiding the up or down movement of the floating frame while sliding along the curved groove of each non-linear guide unit when the linear actuators move back and forth.

상기 베이스 프레임(100)은, 상기 플로팅 프레임의 움직임에도 불구하고 다자유도 플랫폼을 안정적으로 지지할 수 있도록 바닥면 등에 설치되는 프레임으로 구성된다. 이러한 상기 베이스 프레임(100)은 상기 다자유도 플랫폼을 설치하고자 하는 장소에 따라 건물 내부 바닥에 직접 설치될 수 있음은 물론, 트레드밀이나 로잉머신과 같은 운동기구의 저면에 설치될 수도 있게 된다.The base frame 100 is composed of a frame installed on the bottom surface so as to stably support the multi-degree of freedom platform in spite of the movement of the floating frame. The base frame 100 may be installed directly on the floor of the building according to a place where the multi-degree of freedom platform is to be installed, or may be installed on the bottom of a fitness machine such as a treadmill or a rowing machine.

상기 베이스 프레임(100)은, 안정성을 높이기 위해 바닥면 등에 접하는 영역을 증가시킬 수 있도록 저면이 막혀 있는 판형의 플레이트로 구성될 수도 있으나, 운동기구 등에 탑재될 경우 전체 무게를 감소시킬 수 있도록 복수의 프레임이 상호 연결되어 있는 저면 개방 구조로 구성되는 것이 바람직하다.In order to increase stability, the base frame 100 may be formed of a plate-shaped plate having a bottom surface closed to increase the area of the base frame 100. However, It is preferable that the frame is formed with a bottom opening structure in which the frames are interconnected.

그에 따라, 상기 베이스 프레임(100)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 베이스 지지대(110)와, 상기 3개의 베이스 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 베이스 프레임파이프(120)와, 삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대(140)에 의해 상기 베이스 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 베이스 플랜지(130)를 포함하여 구성될 수 있다.6, the base frame 100 includes three base supports 110 positioned at the vertexes of the triangle, and a pair of base supports 110 connected to each other to form respective corners of the triangle And a base flange 130 connected to the base frame pipe by a reinforcing bar 140 positioned at the center of the inside of the triangle.

이때, 상기 베이스 지지대(110)는 상부에 상기 비선형 유도부(500)가 설치되는 플레이트로 구성되며, 상기 베이스 플랜지(130)는 상기 중앙지지부(300)가 설치되는 플레이트로 구성된다.The base support 110 is formed of a plate on which the non-linear guide unit 500 is installed. The base flange 130 is formed of a plate on which the center support unit 300 is installed.

도 6에서는 상기 리니어 액추에이터(400)에 의해 상기 플로팅 프레임(200)이 3 방향에서 상하로 움직일 수 있도록 상기 베이스 프레임(100)이 대략 삼각형의 형상으로 이루어진 것을 나타내었으나, 상기 베이스 프레임이 이러한 삼각형의 형상으로 제한되지 않고 리니어 액추에이터에 의해 플로팅 프레임을 움직이고자 하는 방향의 개수에 따라 3방향 이상에서 상하 이동의 움직임을 구현할 수 있는 사각형이나 오각형 또는 방사형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있음은 물론이다.6 shows that the base frame 100 has a substantially triangular shape so that the floating frame 200 can be moved up and down in three directions by the linear actuator 400. However, It is needless to say that the present invention is not limited to the shape and may be formed in various shapes such as a rectangle, a pentagon, and a radial shape capable of realizing the upward / downward motion in three or more directions depending on the number of directions in which the floating frame is moved by the linear actuator.

상기 플로팅 프레임(200)은, 상기 리니어 액추에이터의 구동에 의해 상기 슬라이딩 링크부가 움직일 수 있는 공간을 형성할 수 있도록 상기 베이스 프레임(100)과는 이격 설치된다. 이러한 상기 플로팅 프레임(200)은 리니어 액추에이터(400)의 전후 직선운동에 의해 상기 베이스 프레임(100) 상부에서 상하로 이동할 수 있게 된다.The floating frame 200 is spaced apart from the base frame 100 in order to form a space in which the sliding link portion can be moved by driving the linear actuator. The floating frame 200 can be moved up and down from above the base frame 100 by linear movement of the linear actuator 400.

이러한 상기 플로팅 프레임(200)도 도 7에 도시된 바와 같이, 삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 플로팅 지지대(210)와, 상기 3개의 플로팅 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 플로팅 프레임파이프(220)와, 삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대(240)에 의해 상기 플로팅 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 플로팅 플랜지(230)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 7, the floating frame 200 includes three floating supports 210 located at the vertexes of the triangle, three floating supports 210 connected to each other, A floating frame pipe 220 and a floating flange 230 connected to the floating frame pipe by the reinforcing bar 240 at the center of the interior of the triangle.

이때, 상기 플로팅 지지대(210)는 상기 비선형 유도부의 곡면 홈을 따라 이동하는 슬라이딩 링크부의 링크암(610) 일단이 저면에 결합될 수 있는 플레이트로 구성되며, 상기 플로팅 플랜지(230)는 저면에 상기 중앙지지부(300)의 상부가 위치하여 상기 플로팅 프레임 전체를 중앙에서 지지할 수 있는 플레이트로 구성된다.At this time, the floating support 210 is composed of a plate to which one end of the link arm 610 of the sliding link portion moving along the curved groove of the non-linear guide portion can be coupled to the bottom surface, and the floating flange 230 has And a plate capable of supporting the entirety of the floating frame from the center by locating the upper part of the center support part 300.

이러한 상기 플로팅 프레임(200)도, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 베이스 프레임과 같은 삼각형의 형상으로 구성될 수 있음은 물론, 다자유도 플랫폼이 설치되는 운동기구의 종류에 따라 다양한 형상으로 구성될 수 있다.7, the floating frame 200 may have a triangular shape similar to that of the base frame, and may be formed in various shapes depending on the type of a fitness instrument in which the multi-degree of freedom platform is installed .

상기 중앙지지부(300)는, 일부 리니어 액추에이터(400)의 구동시 상기 플로팅 프레임(200)의 일부만 들리면서 기울어질 수 있도록 상기 플로팅 플랜지(230)에 결합되어 있는 유니버셜 조인트로 구성된다.The center support part 300 is composed of a universal joint that is coupled to the floating flange 230 so that only a part of the floating frame 200 can be tilted while some linear actuators 400 are driven.

이러한 상기 중앙지지부(300)는, 모든 리니어 액추에이터가 동시 또는 이시에 구동되어 상기 슬라이딩 링크부(600)에 구비된 슬라이딩부가 상기 비선형 유도부에 구비된 곡면 홈(510)의 끝단에 이르게 된 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 프레임이 상승하거나 하강한 상태를 구현할 수 있는 실린더를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.When the sliding portion provided on the sliding link portion 600 reaches the end of the curved surface groove 510 provided in the non-linear guide portion, all the linear actuators of the center support portion 300 are simultaneously or simultaneously driven, And a cylinder capable of realizing a state in which the floating frame is lifted or lowered as shown in FIG. 5.

상기 리니어 액추에이터(400)는, 모터의 구동에 의해 일 방향으로 독립적인 전후 직선 운동을 하면서 상기 슬라이딩부를 비선형 유도부에 형성된 곡면 홈을 따라 이동시키는 동력을 제공하는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 프레임(100)과 플로팅 프레임(200) 사이 공간에서 상기 중앙지지부(300) 둘레에 설치되는 것이 바람직하다.The linear actuator 400 provides power for moving the sliding portion along a curved surface groove formed in a nonlinear guide portion while performing a back and forth linear motion independently in one direction by driving of a motor. As shown in FIG. 2, And is installed around the central support part 300 in a space between the base frame 100 and the floating frame 200.

즉, 이러한 상기 리니어 액추에이터(400)는 전후로 이동하면서 상기 비선형 유도부에 형성된 곡면 홈을 따라 상기 플로팅 프레임(200)을 상승 또는 하강시키는 동력을 제공하기 위한 것으로서, 상기 플로팅 프레임의 움직임을 유도하는 비선형 유도부(500)의 개수에 대응되는 개수만큼 구비되는 것이 바람직하다.That is, the linear actuator 400 is provided for moving up and down the floating frame 200 along a curved groove formed in the nonlinear induction part, and is provided with a nonlinear induction part It is preferable to provide a number corresponding to the number of the optical fibers 500.

도 1 및 도 2에서는 대략 정삼각형의 꼭지점에 위치하고 있는 베이스 지지대(110) 상부에 각각 비선형 유도부(500)를 형성하였는바, 상기 리니어 액추에이터(400)도 직선 운동방향이 대략 정삼각형의 꼭지점을 향하여 이루어질 수 있게 설치된다.1 and 2, the nonlinear induction unit 500 is formed on the upper portion of the base supporter 110 located at the vertex of a substantially equilateral triangle. The linear actuator 400 may also be configured such that the linear motion direction is directed toward a substantially equilateral triangle. Respectively.

또한, 이러한 상기 리니어 액추에이터(400)는, 외부에서 공급되는 전원에 의해 회전운동을 발생시키는 모터(410)와, 상기 모터의 회전축에 연결되어 모터의 회전운동을 전후방향으로의 직선운동으로 바꿔주는 스크류 축(420)을 포함하여 구성된다. 그에 따라, 상기 리니어 액추에이터(400)는 모터의 동력으로 회전하면서 상기 스크류 축(420)의 외주면에 형성된 나사산을 타고 오르거나 내리면서 직선운동을 발생시킬 수 있게 된다.The linear actuator 400 includes a motor 410 that generates rotational motion by a power source supplied from the outside, and a linear motor 400 that is connected to the rotational shaft of the motor and converts the rotational motion of the motor into linear motion in the forward and backward directions. And a screw shaft (420). Accordingly, the linear actuator 400 can be linearly moved while raising or lowering the screw thread formed on the outer peripheral surface of the screw shaft 420 while being rotated by the power of the motor.

이때, 상기 리니어 액추에이터(400)는, 중심에 있는 중앙지지부(300)에서 상기 베이스 지지대(110)의 설치 위치를 향하여 외곽으로 갈수록 상승하는 기울기를 갖도록 설치되어, 모터의 동력에 의해 전후로 이동하는 직선운동이 상기 베이스 프레임(100)에서 플로팅 프레임(200)을 향하여 비스듬하게 기울어진 형태로 이루어질 수 있게 하는 것이 바람직하다.At this time, the linear actuator 400 is installed so as to have a slope rising from the center support portion 300 at the center toward the installation position of the base supporter 110 toward the outer periphery, It is preferable that the movement can be made obliquely inclined from the base frame 100 toward the floating frame 200.

이때 상기 리니어 액추에이터(400)는 상기 비선형 유도부에 구비된 곡선 홈(510)을 따라 전후로 직선 운동하는 상기 스크류 축(420)이 상기 슬라이딩 링크부의 위치에 따라 일정한 범위 내에서 상하로 회동 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.The linear actuator 400 is configured such that the screw shaft 420 linearly moving back and forth along a curved groove 510 provided in the nonlinear guide portion is vertically rotatable within a predetermined range according to the position of the sliding link portion .

상기 리니어 액추에이터(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 프레임(200)이 가장 낮은 상태에 있다가, 3개의 리니어 액추에이터가 동시에 함께 구동되면서 도 5에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 프레임(200)을 수직 방향으로 상승시킬 수 있음은 물론, 어느 하나 또는 두 개의 리니어 액추에이터만 구동하여 도 4에 도시된 바와 같이 상기 플로팅 프레임(200)을 일 측으로 기울어지게 할 수도 있게 된다. 이후 나머지 리니어 액추에이터가 구동되면서 상기 플로팅 프레임(200)이 전체적으로 상승된 상태가 되게 할 수 있게 된다.4, the linear actuator 400 is in the lowest state, and the three linear actuators are simultaneously driven together to move the floating frame 200 as shown in FIG. As well as one or two linear actuators alone may be driven to tilt the floating frame 200 to one side as shown in FIG. And then the remaining linear actuators are driven, so that the floating frame 200 can be in a raised state as a whole.

이와 같이 3개 또는 그 이상의 리니어 액추에이터(400)들을 순차적으로 또는 동시에 구동하면서 플로팅 프레임(200)의 상승 정도를 다르게 또는 같이하며 플로팅 프레임이 기울기를 다양하게 구현할 수 있게 된다.As described above, the three or more linear actuators 400 are driven sequentially or simultaneously, so that the floating frame 200 can be raised or lowered in different degrees or the slope of the floating frame can be variously realized.

상기 비선형 유도부(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 지지대(110) 상에 수직하게 고정 설치되는 플레이트에 상기 베이스 지지대에서 플로팅 지지대를 향하여 상부로 갈수록 점차 급격하게 기울어진 기울기를 갖도록 관통된 곡면 홈(510)이 형성되어 이루어진다.As shown in FIG. 8, the nonlinear inducing unit 500 is installed on a plate vertically fixed on the base support 110 so that the nonlinear induction unit 500 has a slope gradually tilted from the base support to the floating support, And a curved surface groove 510 penetrating therethrough is formed.

상기 비선형 유도부(500)는 단일의 플레이트에 곡면 홈을 관통 형성하여 구성될 수도 있으나, 상기 리니어 액추에이터에 의한 움직임 중 링크암(610)이 이탈되는 것을 방지하기 위해 가운데에 상기 링크암(610)이 놓일 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 이격되어 있는 두 개의 플레이트로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 비선형 유도부(500)를 이루는 두 개의 플레이트에는 동일한 위치에 곡면 홈(510)이 관통 형성되어 있어야 함은 물론이다. 도 6에 도시된 베이스 지지대(110) 상의 평행한 두 직선은 상기 비선형 유도부(500)를 이루는 두 개의 플레이트가 각각 설치되는 위치를 나타낸다.In order to prevent the link arm 610 from being disengaged during movement by the linear actuator, the link arm 610 may be formed at the center of the non-linear guide portion 500, It is preferable to be composed of two plates spaced apart so as to provide a space that can be settled. In this case, it is needless to say that the curved grooves 510 are formed at the same positions in the two plates constituting the nonlinear induction part 500. The two parallel straight lines on the base supporter 110 shown in FIG. 6 indicate positions where the two plates constituting the nonlinear induction part 500 are respectively installed.

이러한 상기 비선형 유도부(500)는 리니어 액추에이터에서 발생된 평면상의 전후 직선 운동을 상하 운동으로 변형하여 상기 플로팅 프레임의 상하 움직임을 생성하기 위한 것이다.The nonlinear inducing unit 500 is for generating a vertical motion of the floating frame by modifying the back and forth rectilinear motion on the plane generated by the linear actuator into up and down movements.

즉, 다자유도 플랫폼이 탑재된 운동기구를 이용할 경우 사용자가 고도변화를 체험하게 하기 위해서는 운동이 이루어지는 영역의 상하 움직임이 필요하게 되는바, 상하 움직임이 필요한 위치에 상하로 이동하는 리니어 액추에이터를 설치할 수도 있으나, 이 경우 운동하면서 가해지는 하중 등의 외력이 상하로 움직이는 리니어 액추에이터에 직접 지속적으로 가해지게 되므로, 잦은 고장을 초래하게 된다.That is, when using a fitness instrument equipped with a multi-degree-of-freedom platform, the user needs to move up and down the area in which the motion is performed in order to experience the altitude change, and a linear actuator that moves up and down However, in this case, an external force such as a load applied during motion is continuously applied directly to the linear actuator moving up and down, resulting in frequent failure.

그에 따라, 본 발명에서는 리니어 액추에이터(400)에 의해 발생되는 전후 직선운동을 상기 비선형 유도부(500)에서 상하 움직임으로 바꿔주게 되므로, 운동 중 사용자에 의해 가해지는 하중 등의 외력이 리니어 액추에이터의 직선운동 방향을 직접 방해하지 않게 되어 잦은 고장의 발생을 방지할 수 있게 된다.Accordingly, in the present invention, the forward and backward linear motions generated by the linear actuator 400 are changed into upward and downward movements in the nonlinear guide portion 500, so that an external force such as a load, So that the occurrence of frequent failures can be prevented.

상기 슬라이딩 링크부(600)는, 일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 지지대의 저면에 연결되어 있는 링크암(610)과, 상기 링크암을 상기 리니어 액추에이터의 스크류 축에 회동 가능하게 결합시키는 힌지부(620)와, 상기 힌지부에 결합된 상태로 상기 스크류 축의 전후 직선 이동에 의해 상기 곡면 홈을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩부를 포함하여 구성된다.The sliding link unit 600 includes a link arm 610 having one end connected to the linear actuator and the other end connected to the bottom surface of the floating support, and a link arm 610 rotatably coupled to the screw shaft of the linear actuator And a sliding portion that slides along the curved surface groove by linear movement of the screw shaft in a state of being coupled to the hinge portion.

이러한 슬라이딩 링크부(600)는, 상기 힌지부(620)를 축으로 하여 상기 리니어 액추에이터의 스크류 축(420)과 관절구조를 이루면서 넓게 벌어진 영문자 ‘V’의 형상을 이루게 되며, 상기 리니어 액추에이터(400)의 구동에 의해 슬라이딩부가 밀려올 때 더 이상 밀리지 못하는 링크암(610)의 일단이 힌지부(620)에서 대략 90° 정도가 되도록 꺾이며 상기 플로팅 프레임(200)을 상승시키게 된다.The sliding link unit 600 has a shape of an alphabetical letter 'V' that is widened in a joint structure with the screw shaft 420 of the linear actuator with the hinge unit 620 as an axis, and the linear actuator 400 The one end of the link arm 610, which can no longer be pushed when the sliding portion is pushed by the driving of the sliding portion, is folded so as to be approximately 90 degrees at the hinge portion 620, thereby raising the floating frame 200.

이를 위하여 상기 플로팅 지지대(210)의 저면에 연결되는 링크암(610)의 타단에는 수평방향으로는 더 이상 밀리지 않으면서, 상기 플로팅 지지대(210)의 저면과 이루는 각도를 변화시킬 수 있도록 고정된 위치에서 회전 가능한 볼베어링이나 유니버셜 조인트가 구비되어 있는 것이 바람직하다.To this end, the other end of the link arm 610 connected to the bottom of the floating support 210 is fixed to the fixed end of the floating support 210 so as to change the angle with the bottom of the floating support 210, It is preferable that a ball bearing or a universal joint rotatable is provided.

또한, 상기 힌지부(620)는, 상기 리니어 액추에이터의 스크류 축(420) 말단과 상기 링크암(610)의 일단이 회동 가능한 관절구조로 결합될 수 있도록, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 스크류 축 말단의 링크힌지(622)와 상기 링크암(610) 말단이 힌지핀에 의해 결합되어 이루어진다. 도 9에서 (a)는 링크암 말단에 힌지핀이 삽입될 수 있는 홀이 형성된 것을 나타내고, (b)는 스크류 축 말단에 힌지핀이 삽입될 수 있는 홀이 형성된 링크힌지를 나타낸다.9, the hinge unit 620 may be coupled to the screw shaft 420 of the linear actuator so that one end of the link arm 610 and the other end of the link arm 610 can be coupled to each other, The link hinge 622 at the distal end and the distal end of the link arm 610 are coupled by a hinge pin. FIG. 9A shows a link hinge having a hole into which a hinge pin can be inserted, and FIG. 9B shows a link hinge having a hole into which a hinge pin can be inserted at a screw shaft end.

또한, 상기 슬라이딩부는 회동 가능한 관절구조를 형성하는 상기 힌지핀의 외주면을 감싸며 상기 비선형 유도부를 이루는 곡면 홈에 걸려서 상기 힌지부를 밀어 올리거나 끌어내리는 원통형 파이프로 구성된다.The sliding portion may include a cylindrical pipe that surrounds the outer circumferential surface of the hinge pin forming a rotatable joint structure, and is hung by a curved surface groove constituting the non-linear guide portion to push up or down the hinge portion.

이와 같이 상기 슬라이딩부가 상기 곡면 홈에 접하게 되는 면이 마찰이 적은 원통형의 곡면을 형성하고 그 내부 공간에 힌지핀이 수납되게 됨으로써, 관절 구조를 이루는 힌지부의 회전에 영향 받지 않으면서 적은 힘으로 상기 플로팅 프레임을 상승시킬 수 있게 된다.Since the sliding surface of the sliding portion is in contact with the curved surface of the curved surface, the sliding surface of the sliding surface forms a curved surface with less friction and the hinge pin is received in the inner space. Thus, The frame can be raised.

이러한 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템은, 적어도 세 방향 이상에서 플로팅 프레임의 상하 움직임을 생성할 수 있게 되므로, 도 10에 도시된 바와 같이 트레드밀에 적용할 경우, 운동 중인 트레드밀 벨트의 단순한 전방 상승을 벗어나 후방도 상승시킬 수 있으므로, 오르막뿐만 아니라 내리막 경사 환경도 트레드밀로 적절하게 구현할 수 있게 된다.The multi-degree of freedom platform system for a real-sensible exercise apparatus according to the present invention can generate a vertical movement of the floating frame in at least three directions. Therefore, when applied to a treadmill as shown in FIG. 10, The belt can be raised beyond the simple forward movement of the belt, so that the downward inclined environment as well as the upshift can be appropriately implemented with a treadmill.

또한, 트레드밀에서 운동 중 두 개의 리니어 액추에이터를 상승시키는 것에 의해 좌측으로 기울어진 환경을 구현할 수 있고, 상승시키는 액추에이터를 바꿈으로써 우측으로 기울어진 환경도 구현할 수 있게 된다.Further, by raising the two linear actuators during the movement in the treadmill, an environment tilted to the left side can be realized, and an environment tilted to the right side can be realized by changing the actuator to be raised.

그에 따라, 단순히 평지를 걷거나 운동효과를 높이기 위해 진행방향의 경사도를 높이기만 하던 종래의 트레드밀에서는 구현할 수 없었던 내리막길 경사와 좌우로 기울어진 환경도 구현할 수 있으므로, 실내에서 운동하면서도 마치 등산하는 것과 같은 체험을 통하여 운동의 흥미를 증가시킬 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to realize a downhill slope and an inclined environment that can not be realized in the conventional treadmill, which simply increases the inclination of the walking direction to increase the walking effect or the motion of the flat ground, Experience can increase the interest of the movement.

이를 위하여, 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템은, 운동하고자 하는 지면의 높낮이와 기울기를 영상정보에 매치시켜 함께 저장하는 고도정보 저장부와, 상기 고도정보 저장부에 저장되어 있는 지면의 높낮이와 기울기를 운동기구에서 구현하기 위해 리니어 액추에이터를 구동하는 제어신호를 생성하여 저장하는 구동정보 생성부와, 모니터에서 표출되는 영상정보의 재생정도에 따라 그 영상정보에 매치되어 있는 고도정보에 따른 높낮이와 기울기를 구현할 수 있는 제어신호를 도출하여 다자유도 플랫폼에 구비된 각 리니어 액추에이터로 전송하는 영상정보 연동부를 포함하는 통합 컨트롤 보드(미도시)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.To this end, a multi-degree of freedom platform system for a real-feel type exercise apparatus according to the present invention includes an altitude information storage unit for storing elevation and slope of a ground to match with image information, A driving information generator for generating and storing a control signal for driving the linear actuator in order to realize the elevation and tilt of the ground surface of the moving object, and a controller for controlling the altitude matched to the image information according to the degree of reproduction of the image information displayed on the monitor And an integrated control board (not shown) including a video information interfacing part for deriving a control signal capable of realizing elevation and inclination according to information and transmitting the control signal to each linear actuator provided in a multi-degree of freedom platform .

도 11은 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템이 탑재된 트레드밀이 구동되는 과정을 나타내는 플로우 차트이다.FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of driving a treadmill equipped with a multi-degree of freedom platform system for a realistic feel type exercise machine according to the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템이 탑재된 트레드밀이 모니터상의 영상으로 보이는 지면의 경사변경이나 기울기 변경에 따라 트레드밀 벨트의 기울기가 변경될 수 있게 하기 위하여, 먼저 지면의 전후 경사 변경에 의한 높낮이 변화와 지면의 좌우 경사 변경에 따른 기울기 변화를 해당 지면에 대한 고도정보로 저장하되, 모니터상에 해당 지면의 영상을 나타낼 수 있는 영상정보에 고도정보를 매치시켜 저장(S10)하도록 구성된다.11, in order to change the tilt of the treadmill belt according to the inclination change or the inclination change of the ground viewed by the image on the monitor, the treadmill equipped with the multi-degree of freedom platform system for the real- First, the altitude change due to the change of the slope of the ground and the change of the slope due to the change of the slope of the ground are stored as the altitude information for the ground, and the altitude information is matched with the image information that can display the image of the ground on the monitor (S10).

그리고, 이러한 고도정보에 따른 전후 경사 변경과 좌우 기울기 변화를 플로팅 프레임 상에 구현하기 위해 구동해야 하는 리니어 액추에이터를 특정하고, 특정된 리니어 액추에이터를 구동시켜 높이를 변화시켜야 하는 정도를 산출한 후, 각 리니어 액추에이터를 구동하기 위한 제어신호를 생성(S20)하여 저장하도록 구성된다.Then, the linear actuator to be driven to implement the change of the inclination in the longitudinal direction and the change of the inclination in the lateral direction according to the altitude information is specified on the floating frame, and the degree to which the specified linear actuator is driven to change the height is calculated, Generates a control signal for driving the linear actuator (S20) and stores the generated control signal.

이후, 트레드밀에서 영상정보를 보며 실감형 운동을 체험하고자 하는 사용자가 영상정보를 선택하여 재생(S30)하면, 선택된 영상정보가 트레드밀에 구비되어 있는 모니터를 재생됨과 아울러, 그 영상정보에 매치되어 함께 저장되어 있는 고도정보와 제어신호도 함께 도출(S40)된다.Thereafter, when a user who wishes to experience the sensation-type exercise while viewing the image information on the treadmill selects and reproduces the image information (S30), the selected image information is reproduced on the monitor provided in the treadmill, The stored altitude information and the control signal are also derived (S40).

이와 같이 영상정보와 함께 도출된 고도정보와 제어신호는, 영상이 재생되는 동안 트레드밀에 구비된 제어부에 의해 각 리니어 액추에이터로 전송(S50)되고, 이러한 제어신호를 수신한 각 리니어 액추에이터는 제어신호에 따라 미리 설정된 정도만큼 구동(S60)되면서 슬라이딩 링크부를 이동시켜 플로팅 프레임을 상승 또는 하강(S70)시키면서, 트레드밀 벨트상에 전후 경사나 좌우 기울기를 구현하게 된다.The altitude information and the control signal derived together with the image information are transmitted to the respective linear actuators (S50) by the control unit provided in the treadmill during the reproduction of the image (S50). The linear actuators receiving the control signals transmit the control signals (S60), the sliding link portion is moved so that the floating frame is raised or lowered (S70), and a front-rear inclination or a left-right inclination is realized on the treadmill belt.

그에 따라, 실내에서 트레드밀을 이용하여 운동하는 사용자로서는 전후 경사나 좌우 기울기의 변화가 있는 코스의 영상을 보면서 그 영상처럼 전후 경사나 좌우 기울기가 변하는 트레드밀 벨트 상에서 운동하게 되어 보다 현실감 있는 운동을 수행할 수 있게 된다.Accordingly, as a user who exercises using a treadmill in the room, a user can perform a more realistic exercise by exercising on a treadmill belt in which a forward / backward slope or a left / right slope is changed, .

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

100 : 베이스 프레임 110 : 베이스 지지대
120 : 베이스 프레임파이프 130 : 베이스 플랜지
200 : 플로팅 프레임 210 : 플로팅 지지대
220 : 플로팅 프레임파이프 230 : 플로팅 플랜지
300 : 중앙지지부
400 : 리니어 액추에이터 410 : 모터
420 : 스크류 축
500 : 비선형 유도부 510 : 곡면 홈
600 : 슬라이딩 링크부 610 : 링크암
620 : 힌지부 622 : 링크힌지
100: Base frame 110: Base support
120: base frame pipe 130: base flange
200: Floating frame 210: Floating support
220: Floating frame pipe 230: Floating flange
300: Central Branch
400: linear actuator 410: motor
420: screw shaft
500: nonlinear induction unit 510: curved groove
600: sliding link portion 610: link arm
620: Hinge section 622: Link hinge

Claims (11)

바닥면에 위치하고 있는 베이스 프레임;
상기 베이스 프레임의 상부에 이격 설치되어 있으며 리니어 액추에이터의 구동에 의해 상하로 움직이는 플로팅 프레임;
상기 베이스 프레임과 플로팅 프레임 사이에서 상기 플로팅 프레임을 이격된 상태로 지지하고 있는 중앙지지부;
상기 베이스 프레임의 상부에 위치하고 있으며 모터의 구동에 의해 일 방향으로 전후 직선 운동하는 적어도 3개 이상의 리니어 액추에이터;
각 리니어 액추에이터의 직선 이동방향을 따라 상기 베이스 프레임의 내측에 설치되어 있으며, 아래에서 상부를 향하는 비선형의 곡면 홈이 형성되어 있는 비선형 유도부; 및
일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 프레임의 저면에 연결되어 있으며, 각 리니어 액추에이터가 전후로 이동할 때 각 비선형 유도부의 곡면 홈을 따라 슬라이딩하면서 상기 플로팅 프레임의 상승 또는 하강 움직임을 유도하는 슬라이딩 링크부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
A base frame positioned on the floor;
A floating frame mounted on the upper portion of the base frame and moving up and down by driving the linear actuator;
A center support portion supporting the floating frame in a spaced-apart relationship between the base frame and the floating frame;
At least three linear actuators positioned on the base frame and linearly moving back and forth in one direction by driving of the motor;
A nonlinear induction part provided on the inner side of the base frame along a linear movement direction of each linear actuator and formed with a non-linear curved surface groove directed from the bottom to the top; And
Wherein the linear actuator is connected to the linear actuator and the other end is connected to the bottom surface of the floating frame, and when the linear actuators move back and forth, sliding links along curved grooves of the non- And a plurality of degrees of freedom platform system for a realistic feel type exercise machine.
제1항에 있어서,
상기 베이스 프레임은,
삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 베이스 지지대;
상기 3개의 베이스 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 베이스 프레임파이프; 및
삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대에 의해 상기 베이스 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 베이스 플랜지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
The method according to claim 1,
The base frame includes:
Three base supports located at the apex of the triangle;
Three base frame pipes connecting the three base supports and forming respective corners of the triangle; And
And a base flange disposed at the center of the interior of the triangle and connected to the base frame pipe by a reinforcement bar, respectively.
제2항에 있어서,
상기 플로팅 프레임은,
삼각형의 꼭지점 부분에 위치해 있는 3개의 플로팅 지지대;
상기 3개의 플로팅 지지대 상호간을 연결하며 삼각형의 각 모서리를 형성하는 3개의 플로팅 프레임파이프; 및
삼각형의 내부 중앙에 위치하면서 보강대에 의해 상기 플로팅 프레임파이프에 각각 연결되어 있는 플로팅 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
3. The method of claim 2,
The floating frame includes:
Three floating supports located at the vertices of the triangle;
Three floating frame pipes connecting the three floating supports to each other and forming respective corners of the triangle; And
And a floating flange, which is positioned at the center of the inside of the triangle and connected to the floating frame pipe by a reinforcing bar, respectively.
제3항에 있어서,
상기 중앙지지부는, 일부 리니어 액추에이터의 구동시 상기 플로팅 프레임의 일부만 들리면서 기울어질 수 있도록 상기 플로팅 플랜지에 결합되어 있는 유니버셜 조인트와, 상기 플로팅 프레임을 전체적으로 상승시키거나 하강시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
The method of claim 3,
The center support portion includes a universal joint coupled to the floating flange so that only a part of the floating frame can be tilted while driving a part of the linear actuator and a cylinder for totally raising or lowering the floating frame. A multi-degree of freedom platform system for realistic exercise equipment.
제4항에 있어서,
상기 리니어 액추에이터는,
외부에서 공급되는 전원에 의해 회전운동을 발생시키는 모터; 및
상기 모터의 회전축에 연결되어 있으며, 외주면에 나사산이 형성되어 있어 모터의 회전운동에 의해 나사산을 타고 오르내리며 전후 방향으로의 직선운동으로 변환시키는 스크류 축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
5. The method of claim 4,
The linear actuator includes:
A motor that generates rotational motion by an external power source; And
And a screw shaft connected to the rotation shaft of the motor and having a thread formed on an outer circumferential surface thereof and moving up and down a thread by a rotational motion of the motor and converting the linear motion into a linear motion in a forward and backward direction. Multi-degree-of-freedom platform system.
제4항에 있어서,
상기 리니어 액추에이터는, 중심에 있는 중앙지지부에서 상기 베이스 지지대의 설치 위치를 향하여 외곽으로 갈수록 상승하는 기울기를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the linear actuator is installed so as to have a slope that rises from the center support portion in the center toward the installation position of the base support member toward the outer periphery.
제4항에 있어서,
상기 비선형 유도부는, 상기 베이스 지지대에서 플로팅 지지대를 향하여 상부로 갈수록 기울어진 기울기를 갖도록 관통된 곡면 홈이 형성되어, 상기 베이스 지지대 상에 수직하게 고정 설치되는 플레이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the nonlinear induction portion is formed of a plate formed with a curved surface groove penetrating from the base support to the floating support so as to have an inclination tilted toward the top and vertically fixed on the base support, Multi - degree of freedom platform system for instruments.
제7항에 있어서,
상기 비선형 유도부는, 상기 슬라이딩 링크부가 놓일 수 있는 공간을 형성하도록, 상기 곡면 홈이 각각 형성된 두 개의 플레이트가 이격 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the nonlinear inducing portion is provided with two plates spaced apart from each other, the two plates each having the curved surface recesses formed so as to form a space in which the sliding link portion can be placed.
제7항에 있어서,
상기 슬라이딩 링크부는,
일단이 상기 리니어 액추에이터에 연결되고 타단이 상기 플로팅 지지대의 저면에 연결되어 있는 링크암;
상기 링크암을 상기 리니어 액추에이터의 스크류 축에 회동 가능하게 결합시키는 힌지부; 및
상기 힌지부에 결합된 상태로 상기 스크류 축의 전후 직선 이동에 의해 상기 곡면 홈을 따라 슬라이딩하는 슬라이딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
8. The method of claim 7,
The sliding link portion includes:
A link arm having one end connected to the linear actuator and the other end connected to a bottom surface of the floating support;
A hinge portion rotatably coupling the link arm to the screw shaft of the linear actuator; And
And a sliding portion that slides along the curved surface groove by linearly moving back and forth of the screw shaft while being coupled to the hinge portion.
제9항에 있어서,
상기 플로팅 지지대의 저면에 연결되는 링크암의 타단에는, 수평방향으로는 더 이상 밀리지 않으면서 상기 플로팅 지지대의 저면과 이루는 각도를 변화시킬 수 있도록, 고정된 위치에서 회전 가능한 볼베어링이나 유니버셜 조인트가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
10. The method of claim 9,
The other end of the link arm connected to the bottom of the floating support is provided with a rotatable ball bearing or universal joint at a fixed position so as to change the angle formed with the bottom surface of the floating support without any further pushed in the horizontal direction And a plurality of degrees of freedom platform systems for realistic feelers.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
운동하고자 하는 지면의 높낮이와 기울기를 영상정보에 매치시켜 함께 저장하는 고도정보 저장부;
상기 고도정보 저장부에 저장되어 있는 지면의 높낮이와 기울기를 운동기구에서 구현하기 위해 리니어 액추에이터를 구동하는 제어신호를 생성하여 저장하는 구동정보 생성부; 및
모니터에서 표출되는 영상정보의 재생정도에 따라, 그 영상정보에 매치되어 있는 고도정보에 따른 높낮이와 기울기를 구현할 수 있는 제어신호를 도출하여 다자유도 플랫폼에 구비된 각 리니어 액추에이터로 전송하는 영상정보 연동부;를 포함하는 통합 컨트롤 보드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실감형 운동기구용 다자유도 플랫폼 시스템.
11. The method according to any one of claims 1 to 10,
An altitude information storage unit for storing altitude and slope of the ground to be matched with the image information and storing the information together;
A driving information generating unit for generating and storing a control signal for driving the linear actuator to implement the elevation and tilt of the ground stored in the altitude information storage unit in the exercise machine; And
A control signal that can realize elevation and tilt according to the altitude information matched to the image information is derived according to the degree of reproduction of the image information displayed on the monitor and the image signal to be transmitted to each linear actuator provided in the multi- And an integrated control board including an interlocking portion. The multi-degree of freedom platform system for a real-time fitness instrument.
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