KR20210055689A - 운동 장비를 위한 제동 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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resistance
flywheel
adjustment
load cell
bracket
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KR1020217006259A
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데이비드 윌리엄 페트릴로
토마스 필립 코르테세
존 체스터 콘시그리오
애쉬키 카샤프
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펠로톤 인터랙티브, 인크.
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Abstract

운동 장치 상에서의 저항을 조정하기 위한 시스템들 및 방법들은 조정 브라켓을 갖는 제 1 저항 장치, 조정 브라켓의 내부 표면 상에 장착되는 자기 부재들, 조정 샤프트를 가지며 조정 샤프트의 길이의 일부를 횡단하도록 작동 가능한 스테퍼 모터를 포함한다. 제 1 위치에서, 자기 부재들은 플라이휠 위에 배치되고, 제 2 위치에서 자기 부재들은 플라이휠의 대향 측면들 상에 배치되어 이에 저항을 제공한다. 로드 셀은 조정 브라켓을 프레임에 커플링시키고 조정 브라켓의 이동에 대응하는 신호를 생성한다. 컴퓨팅 시스템은 저항, rpm들, 로드 셀 신호로부터의 파워, 스테퍼 모터 위치, 샤프트 회전 위치 및 기타 센서 입력들을 계산한다.

Description

운동 장비를 위한 제동 시스템들 및 방법들
관련 출원에 대한 교차 참조
본 개시 내용은 2018년 8월 3일에 출원된 미국 가출원 제 62/714,635 호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이는 본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 참조로 통합된다. 본 개시 내용은 2018년 1월 17일에 출원된, "운동 장비를 위한 제동 시스템 및 방법" 이라는 명칭의 미국 가출원 제 62/618,581 호에 관한 것으로, 이는 본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 참조로 통합된다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 운동 장비 및 방법들의 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 운동 장비에서 저항을 감지 및/또는 조정하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
현대의 피트니스 장비는 종종 사용자가 개인 훈련 목표들에 따라 강도 및/또는 기타 설정들을 조정할 수 있도록 구성된다. 조정 작동은 특히 운동 중에 많은 사용자들에게 어렵고 번거로울 수 있다. 예를 들어, 스핀 바이크와 같은 운동 사이클은 토크 레귤레이터로 구성될 수 있어서, 사용자가 플라이휠(flywheel)에 인가될 토크의 정도를 조정함으로써 페달 저항을 조정하도록 허용한다. 토크 조정이 어렵고 정확한 설정에 오랜 시간이 소요되어 운동 중 사용자에게 불편을 줄 수 있다. 안전을 목적으로, 회전하는 플라이휠과 구동렬(drivetrain)을 정지시키기 위해, 사용자 경험을 더욱 복잡하게 만드는 보조 브레이크도 또한 포함될 수 있다. 이는 통상적으로 시스템을 완전히 정지시키기 위해 오직 간헐적으로만 사용되도록 설계되는 별도의 마찰 기반 브레이크에 의해 달성된다.
그러므로, 사용자 편의성을 높이고 운동 경험을 향상시키는 운동 장비를 작동하기 위한 개선된 시스템들 및 방법들이 필요하다.
본 개시 내용의 양태들 및 그의 이점들은 다음의 도면들 및 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 동일한 참조 번호들은 하나 이상의 도면에 도시된 동일한 요소들을 식별하는 데 사용되며, 여기서 도면에서 보여지는 것들은 본 개시 내용의 실시예들을 예시하기 위한 것이지, 이를 제한하기 위한 것이 아니라는 것은 이해되어야 한다. 도면들에서의 컴포넌트들은 반드시 축척대로 도시된 것은 아니며, 그 대신에 본 개시 내용의 원리들을 명확하게 설명하는 것에 중점을 두고 도시된 것이다.
도 1은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 보조 제동 시스템의 단면도이다.
도 3은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 보조 제동 시스템의 단면도이다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 도시한다.
도 4b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 측면도이다.
도 4c는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 측면도이다.
도 4d는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 정면도이다.
도 4e는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 배면도이다.
도 4f는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 평면도이다.
도 4g는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 저면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템의 작동을 도시한다.
도 5c 및 도 5d는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 보조 제동 시스템의 작동을 도시한다.
도 6a 및 6b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 도시한다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 구현하는 운동 장치에서 사용하기 위한 전기 컴포넌트들을 예시하는 블록도이다.
도 8은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 구현하는 운동 장치를 도시한다.
도 9는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 제동 시스템을 작동하는 방법을 도시한다.
도 10은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 운동 장치에서 케이던스(cadence) 및/또는 저항을 측정하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 11은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 운동 장치와 함께 사용하기 위한 시스템에 대한 예시적인 파워(power) 상태들을 도시한다.
도 12는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 운동 장치에 대한 예시적인 저항 보정 메커니즘을 도시한다.
본 개시 내용의 다양한 실시예들에 따르면, 운동 장비에서 토크를 감지 및 조정하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일부 실시예들에서, 제동 시스템은 운동 장치의 플라이휠과 관련하여 이동할 때 운동 저항을 변화시키는 것을 제공하는 복수의 자석들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제동 시스템은, 운동 중 저항을 조정하기 위한, 사용하기 쉽고 정확한 저항 조정 어셈블리와, 동일한 조정 노브(knob)를 통해 플라이휠을 완전히 정지시키기 위한 보조 브레이크 양방 모두를 포함하여, 조작자에게 편리함과 안전을 제공한다.
다양한 실시예들에서, 저항 조정 장치는 전자 시스템들 및 방법들을 사용하여 저항 브레이크에서의 저항의 레벨을 제어하도록 작동 가능하다. 게다가, 플라이휠에 인가되는 토크의 양과, 사용자에 의해 느껴지는 저항의 양을 물리적으로 측정하여, 순간 파워가 얼마나 많이 생성되고 있는지, 그리고 사용자에 의한 총 작업량이 얼마나 되었는지 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 인가된 저항의 레벨을 물리적으로 측정하는 것은, 플라이휠에 대한 제동 메커니즘의 위치를 측정함으로써 그리고 이 측정치를 이전에 측정되고 상관된 저항 레벨과 비교함으로써 인가된 저항의 양을 추론하는 기존 방법들에 비해, 측정의 정확도를 높인다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 당업자에게 명백할 바와 같이 이들 및 다른 이점들을 제공한다.
이제, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 개시 내용의 예시적인 실시예들이 설명될 것이다. 저항 시스템은 운동 장치의 플라이휠(5)에 인가되는 저항을 조정하도록 작동 가능한 전자 저항 어셈블리를 포함한다. 전자 저항 어셈블리는 저항 브레이크 어셈블리(2)를 구동하여 피벗 포인트(3)를 중심으로 플라이휠(5)을 향해 그리고 플라이휠(5)로부터 멀어지게 피벗하는 전기 구동 액추에이터(1)를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 피벗 포인트(3)는 저항 브레이크 어셈블리(2)를 사이클(9)의 프레임에 피벗 가능하게 부착하기 위해 하나 이상의 나사, 볼트 또는 다른 컴포넌트를 포함한다.
저항 브레이크 어셈블리(2)는, 자석들(4)이 플라이휠(5)의 중심에서 더 가깝게(예컨대, 플라이휠(5)의 에지를 가림) 그리고/또는 더 멀리 이동함에 따라 저항의 양이 최대 레벨로부터 0으로 조정될 수 있도록 선택되고 배열되는 둘 이상의 자석들(4)을 포함한다. 플라이휠(5)은 자석(4)의 필드를 통과하면서 저항력들을 생성할 수 있는 알루미늄 또는 기타 재료로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터(1)는 샤프트(6)를 포함하는 영구 자석 선형 스테퍼 모터와 같은 스테퍼 모터이다. 샤프트(6)는 사이클(9)의 프레임에 피벗 가능하게 부착되는 제 1 단부를 가져서, 스테퍼 모터가 샤프트(6)를 따라 횡단할 때 샤프트(6)가 피벗하는 것을 허용한다. 일 실시예에서, 고정 단부는 주축을 따라 회전하는 것을 방지하는 힌지형이다. 스테퍼 모터 본체(1)는 장착 지점(8)에서 저항 브레이크 어셈블리(2)에 피벗 가능하게 부착되어, 작동 중에 스테퍼 모터(1)가 저항 브레이크 어셈블리(2)에 대해 피벗하는 것을 허용한다. 작동시, 스테퍼 모터(1)는 나사산 샤프트(6)를 상하로 이동시키도록 작동 가능해서, 브레이크 어셈블리(2)로 하여금 피벗 포인트(3)를 중심으로 피벗하게 한다. 그 결과, 자석들(4)은 저항을 조정하기 위해 플라이휠(5)에 대해 선택적으로 상하로 이동된다.
저항 시스템은 피벗 저항 브레이크 어셈블리(2)와는 독립적으로 작동할 수 있는 보조 브레이크 어셈블리(10)를 더 포함한다. 보조 브레이크 어셈블리(10)는 조정 노브(11)를 아래로 누름으로써 활성화될 수 있으며, 이는 세장형(elongated) 조정 샤프트(12)로 하여금 플라이휠을 향해 이동하게 할 것이며, 피벗 마찰 브레이크 어셈블리(10)로 하여금 플라이휠(5)을 향해 피벗하도록 하여, 결국 플라이휠의 에지와 접촉하고 제동력을 제공한다. 조정 노브(11)를 회전시키는 것은 세장형 조정 샤프트(12)로 하여금 (예컨대, 도 4a에 나타낸 바와 같이) 인코더에 연결되는 그의 주축을 중심으로 회전하게 할 것이다. 전기 인코더는 조정 노브(11)의 감지된 회전에 응답하여 신호를 생성하며, 이는 전자 제어 시스템에 의해 피벗 저항 브레이크 어셈블리(2)를 플라이휠(5)에서 더 가깝게 또는 더 멀리 이동하도록 전자 액추에이터(1)를 활성화하는 커맨드들을 생성하는 데 사용될 수 있다.
로드 셀(load cell)(13)은 피벗 브레이크 어셈블리(자석 유지 브라켓 및 그 내부에 유지되는 하나 이상의 자석을 포함)의 제 2 부분(14)으로부터 프레임에 장착되는 제 1 부분(7)으로 전달되는 반력을 측정한다. 다양한 실시예에서,로드 셀(13)은 금속 본체를 가질 수 있고, 접합된 금속 박 스트레인 게이지(strain gauge)들, 실리콘 스트레인 게이지들 및/또는 다른 컴포넌트들로 구성될 수 있다. 로드 셀(13)은 브레이크 어셈블리의 제 1 부분(7)을 브레이크 어셈블리의 제 2 부분(14)에 결합시킨다. 일 실시예에서, 브레이크 어셈블리(14)는 로드 셀(13)에 의해 지지되고 다른 디바이스들 또는 어셈블리들에 의해 지지되지 않는다.
자석 유지 브라켓(14) 및 로드 셀(13)의 구성은 로드 셀(13)에 의해 측정된 힘이 플라이휠(5)에 인가되는 하중에 비례하도록 될 것이다. 사용자에게 인가되는 토크를 계산하기 위해, 인가된 힘과 플라이휠 중심으로부터의 거리의 곱은 플라이휠에 인가된 토크를 산출할 것이다. 플라이휠의 회전 속도는 또한 당업계에 공지된 바와 같이 측정될 수 있다(예컨대, 하나 이상의 센서를 사용하여 . 들을 측정함). 그 다음, 저항 장치에 의해 흡수되는 파워는, 파워(W) = 샤프트 토크(N*m) * 스피드(RPM) * 0.10472 공식으로 주어진다.
이제, 도 4a 내지 도 4g를 참조하여 운동 장치용 제동 시스템의 추가 실시예들이 설명될 것이다. 예시된 실시예에서, 제동 시스템(20)은 조정 노력을 감소시키고 감지 시간을 단축할 수 있는 토크 감지 장치를 포함하는 운동 사이클을 위해 제공되며, 이에 의해 사용자를 위한 조작의 편의성을 증가시킨다.
제동 시스템(20)은 토크 조정 유닛(30) 및 링키지(linkage) 어셈블리(40)를 포함한다. 토크 조정 유닛(30)은 조정 브라켓(31), 조정 샤프트(34) 및 브레이크 압축 스프링(35)을 포함한다. 일부 실시예들에서는, 브레이크 압축 스프링(35)이 제공되어, 조정 샤프트(34)에 인가되는 하향 힘이 없는 상향 위치(플라이휠에 대한 저항 없음)에서 조정 샤프트(34)를 편향시킨다.
조정 브라켓(31)은 플라이휠(14)의 둘레에 배치되며, 조정 브라켓(31)의 일단은 로드셀(40)에 부착된다. 조정 샤프트(34)(일부 실시예들에서는, 푸시 로드 팁(push rod tip)(36)을 갖는 푸시 로드)는 조정 샤프트(34)의 회전을 감지하는 브레이크 인코더(37)를 통과한다. 푸시 로드 팁(36)은 브레이크 패드 어셈블리(50)의 일부와 상응하게 맞물리도록 적응되는 단부 부분을 포함한다. 일부 실시예들에서는, 푸시 로드 팁(36)과 브레이크 패드 어셈블리(50) 하우징 사이에 조인트가 형성된다. 예시된 실시예에서, 푸시 로드 팁(36)은 브레이크 패드 어셈블리(50) 하우징의 대응 오목 부분과 맞물리도록 둥근 팁을 갖는 실질적으로 원추형 형상이며, 푸시 로드가 플라이휠(14)에 대해 피벗 가능하게 회전하는 브레이크 패드 어셈블리(50)에 대해 하향 압력을 인가할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 푸시 로드 팁(36) 및 브레이크 패드 어셈블리(50) 하우징은 푸시 로드(34)가 브레이크 패드 어셈블리(50)를 플라이휠(14)을 향해 피벗 가능하게 이동할 수 있게 하는 다른 구성들로 상응하게 형성될 수 있다.
하나 이상의 실시예에서, 브레이크 패드(64)는 조정 브라켓(31)에 배치되어, 조정 브라켓(31)이 조정 샤프트(34)에 의해 플라이휠(14) 상으로 아래로 눌릴 때 플라이휠(14)에 추가 저항을 인가한다. 다양한 실시예들에서, 조정 브라켓은, 조정 브라켓이 조정 샤프트(34)에 의해 플라이휠(14) 내로 밀릴 때, 플라이휠에 저항을 인가하도록 배치되는 브레이크 패드를 포함한다. 노브, 핸들, 레버 또는 기타 메커니즘이 조정 샤프트(34)의 일 단부에 배치되어 플라이휠(14)과 접촉하도록 브레이크 패드 어셈블리(50)를 하강시키기 위한 힘의 인가를 용이하게 할 수 있다.
로드 셀(40)은 제 1 단부 상에서 조정 브라켓(31)에 연결되고 제 2 단부 상에서 제 1 장착 브라켓(60)에 연결된다. 스테퍼 모터(70)와 같은 액추에이터는 제 1 장착 브라켓(60)과 제 2 장착 브라켓(62) 사이에 피벗 가능하게 부착된다. 스테퍼 모터(70)는 브레이크 장착 브라켓(74)에 피벗 가능하게 부착되는 스테퍼 모터 로드(72)를 포함한다. 작동 시, 스테퍼 모터(72)는 스테퍼 모터 로드(72)를 따라 상하로 이동하도록 구동된다. 동시에, 장착 브라켓들(60 및 62)이 상하로 이동하여, 플라이휠(14)에 대한 조정 브라켓(31)의 대응 이동을 야기하여, 플라이휠의 대향 측면들 상에 배치되는 한 쌍 이상의 자성 부재들(32) 사이의 자속이 변경되어, 플라이휠(14)에 저항을 제공한다. 스테퍼 모터(74)가 구동될 때, 장착 브라켓들(60, 62) 및 로드 셀(40)이 그에 따라 조정된다. 토크 조정 유닛(30)은, 로드 셀(40)에 의해 감지될 수 있는 바와 같이, 스테퍼 모터(70)와 브레이크 장착 브라켓(74) 사이의 거리 및 배향이 변경되도록 브레이크 장착 브라켓(74)을 향하거나 이로부터 멀어지게 배향되도록 구동된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 제동 시스템(10)은 플라이휠(14)에 저항을 제공하기 위해 스테퍼 모터(70)에 응답하여 조정 브라켓(31)을 지지하고 이동시키도록 장착되는 로드 셀(40)을 포함한다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 장착 브라켓들(60 및 62)은 자전거 프레임에 피벗 가능하게 부착된다. 예시된 실시예에서, 장착 브라켓들(60 및 62)은 브레이크 어셈블리를 플라이휠 위에서 중앙에 위치시키기 위해, 하나 이상의 나사, 볼트 및/또는 스페이서를 포함할 수 있고 플라이휠에 대해 브레이크 어셈블리를 상하로 피벗하는 것을 허용할 수 있는 어셈블리에서, 자전거 프레임 용접물(64)을 통해 자전거 프레임에 피벗 가능하게 부착된다.
일 실시예에서, 브레이크 장착 브라켓은 장착 브라켓(60)을 프레임(64)에 연결하는 동일한 피벗 지점에서 브레이크 패드 어셈블리(50)를 프레임에 피벗 가능하게 연결한다. 일부 실시예들에서, 토크 스프링이 제공되어, 푸시 다운 로드(push down rod)(34)에 의해 인가되는 하향 힘 없이 브레이크 패드 어셈블리(50)를 상향으로 편향시킨다.
이제, 본 개시 내용의 다른 실시예들이 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명될 것이다. 도 5a는 브레이크 장착 브라켓(74)에 인접한 제 1 위치에 있는 스테퍼 모터(70)를 도시한다. 이 제 1 위치에서, 조정 브라켓(31)에서의 자석들은 플라이휠(14) 위의 위치에 유지되어, 플라이휠(14) 상에 최소한의 저항을 제공한다. 도 5b는 스테퍼 모터 로드(72)의 제 2 단부에 인접한 제 2 위치에 있는 스테퍼 모터(70)를 도시한다. 이 제 2 위치에서, 조정 브라켓(31)에서의 자석들이 하강하여 플라이휠이 각각의 대응하는 자석 쌍 사이에 있게 되고, 이에 의해 운동 중 자기 저항을 최대화한다. 플라이휠(14)에 대한 자석들의 위치는 로드 셀(40)을 통해 감지된다.
도 5c는 플라이휠 상에 저항을 제공하지 않는 제 1 위치에 있는 보조 브레이크를 도시한다. 제 1 위치에서, 브레이크 패드 어셈블리(50)는 플라이휠(14)로부터 떨어져 편향된다. 도 5d는 브레이크 패드(64)는 조정 로드(34) 상에 사용자에 의해 인가되는 하향 압력을 통해 플라이휠(14)에 대해 눌린, 제 2 위치에 있는 보조 브레이크를 도시한다. 보조 브레이크의 작동은 스테퍼 모터(70)에 의해 제어되는 조정 브라켓(31)의 자석들에 의해 인가되는 저항에 영향을 미치지 않는다는 것은 이해될 것이다. 특정 이점들이 개시 실시예들에서 달성된다는 것은 이해될 것이다. 예를 들어, 사용자는 스테퍼 모터(70)를 제어하여, 저항 제동 어셈블리를 상승시키거나 하강시키도록 회전될 수 있고 제 2 제동 어셈블리를 통해 보조 브레이크를 활성화하기 위해 눌릴 수 있는, 단일 노브를 제공받을 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은, 자전거 대 자전거 와트 가변성(및 메트릭스(metrics) 정확도)을 감소시키는 것, 그리고 사용자가 운동 중에 저항을 정확하게 조정할 수 있는 간단하고 용이한 방식을 위한 정확한 교정을 제공하는 것을 포함하는 다양한 설계 목표들을 달성한다. 다양한 실시예들에서, 제동 메커니즘은 사용자 제어 조정 노브 및 사용자 노브 조정들을 감지하기 위한 브레이크 인코더를 포함하는 저항 제어 시스템을 포함할 수 있다. 감지된 노브 조정들은 전기 액추에이터를 구동하여 저항을 변화시키기 위한 신호들로 변환될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 정확도는 +/-1%에 접근하고/하거나 이를 초과할 것이다.
다양한 실시예들에서, 액추에이터는 인간의 제어를 능가하는 속도 및 정밀도로 플라이휠을 향해 그리고 플라이휠로부터 멀어지게 브레이크 어셈블리를 선택적으로 구동하도록 작동할 수 있는 스테퍼 모터를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자에게 브레이크 레벨을 완전히 프로그래밍 방식으로 제어하는 것이 제공된다.
일부 실시예들에서, 제동력은 제동 메커니즘 내에서 직접 생성된 힘들을 측정하도록 작동할 수 있는 저비용, 고정밀 로드 셀을 포함할 수 있는 로드 셀을 통해 측정된다. 제동력은 측정된 플라이휠 속도와 함께 사용되어 사용자 파워 출력을 정확하게 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 액추에이터는 35mm 영구 자석, 비-캡티브(non-captive)의 선형 스테퍼 모터를 포함하여 제동 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 다양한 실시예들에서, 로드 셀은, 로드 셀이 자석 유지 브라켓을 나머지 제동 메커니즘에 연결하는 유일한 부재가 되도록 배열되는 저비용 알루미늄, 단일 지점 로드 셀을 포함할 수 있다. 스테퍼 모터는 전류 제어를 이용하는 통합형 스테퍼 드라이버를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 12n, 500-900mA에서 작동 가능한 스테퍼 모터가 사용될 수 있다. 부드럽고 정숙한 작동을 위해 마이크로스테핑(microstepping)이 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 로드 셀로부터의 신호는 통합형 증폭기들 및 로드 셀 증폭을 위해 호환되는 고분해능 아날로그-디지털 변환기(ADC: Analog-to-Digital Converter)들을 통해 컨디셔닝될 수 있다. 대안적으로, 독립형(standalone) 증폭기가 마이크로컨트롤러 상에서 내장형 ADC와 함께 사용될 수 있다. 대안적으로, 로드 셀들이 컨디셔닝 회로를 포함하고 디지털 출력을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 저항 자석들은 3개의 대응하는 자석 쌍들(또는 다른 쌍 배열)로 배열되는 6개의 저항 자석들을 포함할 수 있다. 각 자석은 예를 들어 직경 25mm, 두께 8mm의 소결 네오디뮴 희토류 자석들, 등급 N32일 수 있다. 저항 장치는 일체형으로 형성되고, 본 명세서에서 설명된 바와 같이 사용하기 위한 형상으로 가공되고 구부러진 자석 홀더를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개의 대향 선형 베어링들이 측정 서브어셈블리(subassembly)를 운반하고 공통 서랍형 슬라이드(drawer slide)들 또는 유사한 엔벨로프(envelope)를 갖는 선형 베어링들이 사용될 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 플라이휠(620)에 저항을 제공하는 제 1 위치(도 6a) 및 자석들이 플라이휠(620) 위의 위치에 유지되어 플라이휠(620) 상에서 최소 저항을 제공하는 제 2 위치(도 6b)에 있는 브레이크 메커니즘(600)의 대안적인 실시예를 도시한다. 브레이크 메커니즘(600)은 액추에이터(602), 브라켓(604), 브라켓(604) 상에 배치된 자석 브레이크 컴포넌트들(606), 브라켓과 장착 브라켓(610) 사이에 배치된 로드 셀(도시되지 않음)을 포함하며, 이는 서랍형 슬라이드들(614)에 슬라이딩 가능하게 장착된다.
다양한 실시예들에서, 보조 장치(예컨대, 비상 브레이크)는 케이블, 플런저 또는 기타 기계 시스템을 통해 활성화될 수 있다. 비상 브레이크를 저항 장치 내에 통합함으로써, 여분의 활성 인터페이스 없이 사이클이 더 깔끔하게 보인다.
이제, 본 명세서에 개시된 제동 시스템을 갖는 운동 장치에서 사용하기 위한 전기 컴포넌트들의 다양한 실시예들이 도 7을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 실시예들에서, 논리적 컴포넌트들은 로드 셀 신호들을 평가하고 운동 전반에 걸쳐 소음, 정확도, 정밀도, 분해능 및 드리프트를 조정하도록 작동 가능하다. 논리적 컴포넌트들은 교정 절차, 파워 계산 방법, 디스플레이, 태블릿 또는 기타 연결된 디바이스로의 데이터의 보고 및/또는 운동 장치의 작동과 연관된 기타 특징들을 포함할 수 있다. 논리적 컴포넌트들은 또한 액추에이터 어셈블리 동작, 정확도, 속도 및 가청 소음을 평가하고 튜닝하는 기능을 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 태블릿 또는 디스플레이와의 통신이 용이해질 수 있다(예컨대, RS-232 표준을 사용). 논리적 컴포넌트들은, 원하는 저항이 감지될 때까지 저항을 조정하도록 스테핑 모터/액추에이터를 표시하는 "저항으로 이동" 옵션을 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시 내용의 다양한 실시예들에 따른 예시적인 운동 장치에 대한 전기 및 처리 컴포넌트들을 도시한다. 시스템(700)은 운동 장치 전기 컴포넌트들(710) 및 조작자 단말(750)을 포함한다. 운동 장치 전기 컴포넌트들(710)은 조작자 단말(750)과의 통신들, 다양한 컴포넌트들(예컨대, 선형 액추에이터)을 제어하는 것, 그리고 센서 데이터를 수신 및 처리하는 것을 포함하는 운동 장치의 작동을 용이하게 한다.
다양한 실시예들에서, 운동 장치 전기 컴포넌트들(710)은 제어기(712), 파워 서플라이(714), 통신 컴포넌트들(722), 선형 액추에이터(732)를 제어하기 위한 스테퍼 모터 구동기(716), 로드 셀(734)로부터의 신호를 수신하고 신호를 컨디셔닝하기 위한 로드 셀 회로(718)(예컨대, PGA 및/또는 ADC), 그리고 기타 센서들(736)과의 인터페이스들을 포함하되, 기타 센서들(736)은 본 명세서에 개시된 바와 같이 플라이휠 . 들을 검출하기 위한 센서들 및/또는 사용자 조정들에 응답하여 노브 위치의 변화들을 측정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다.
제어기(712)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(ASIC: Application Specific Integrated Circuit), 프로그래밍 가능 논리 소자(PLD: Programmable Logic Device)(예컨대, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)들, 복합 프로그래밍 가능 논리 소자(CPLD: Complex Programmable Logic Device)들, 필드 프로그래밍 가능 시스템 온 칩(FPSC: Field Programmable Systems on a Chip), 또는 기타 유형들의 프로그램 가능 소자들), 또는 운동 장치의 작동들을 제어하는 데 사용되는 기타 처리 소자들로 구현될 수 있다.
통신 컴포넌트들은 유선 및 무선 인터페이스들을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스들은 운영자 단말(750)과의 통신 링크들을 포함할 수 있으며, 하나 이상의 물리적 네트워크 또는 디바이스 연결 인터페이스들로 구현될 수 있다. 무선 인터페이스들은 무선 통신들을 위한 하나 이상의 WiFi, 블루투스, 셀룰러, 적외선, 라디오 및/또는 다른 유형들의 네트워크 인터페이스들로 구현될 수 있으며, 조작자 단말 및 기타 무선 디바이스들과의 통신들을 용이하게 할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 제어기(712)는 제어 신호들 및 조작자 단말(750)과의 통신을 제공하도록 작동 가능하다.
조작자 단말(750)은 사용자 입력에 응답하여 운동 장치 전기 컴포넌트들(710)과 통신하고 그것의 작동을 제어하도록 작동 가능하다. 조작자 단말(750)은 제어기(760), 운동 및 사용자 제어 로직(770), 디스플레이 컴포넌트들(780), 사용자 입력/출력 컴포넌트들(790) 및 통신 컴포넌트들(792)을 포함한다.
프로세서(760)는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 주문형 집적 회로(ASIC), 프로그래밍 가능 논리 소자(PLD)(예컨대, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA)들, 복합 프로그래밍 가능 논리 소자(CPLD)들, 필드 프로그래밍 가능 시스템 온 칩(FPSC), 또는 기타 유형들의 프로그램 가능 소자들), 또는 조작자 단말을 제어하는 데 사용되는 기타 처리 소자들로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 프로세서(760)는 메모리에 저장된 기계 판독 가능 명령어들(예컨대, 소프트웨어, 펌웨어 또는 다른 명령어들)을 실행할 수 있다.
운동 로직(770)은 다양한 머신 판독 가능 명령어들 및 데이터를 저장하는 회로 및/또는 머신 판독 가능 매체로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 운동 로직(770)은 본 명세서에 설명된 다양한 작동들을 수행하기 위해 제어기(760)에 의해 판독 및 실행될 수 있는 기계 판독 가능 명령어들로서 운영 체제 및 하나 이상의 애플리케이션을 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 운동 로직(770)은 비휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 또는 다른 비일시적 기계 판독 가능 매체들), 휘발성 메모리, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 운동 로직(770)은 본 명세서에 개시된 다양한 제어 특징들을 포함할 수 있는 상태, 구성 및 제어 특징들을 포함할 수 있다.
통신 컴포넌트들(792)은 유선 및 무선 인터페이스들을 포함할 수 있다. 유선 인터페이스는 조작자 단말(750)을 운동 장치 전기 컴포넌트들(710)과 연결하도록 구성되는 하나 이상의 물리적 네트워크 또는 디바이스 연결 인터페이스들(예컨대, 이더넷 및/또는 다른 프로토콜들)로 구현될 수 있다. 무선 인터페이스들은 무선 통신들을 위한 하나 이상의 WiFi, 블루투스, 셀룰러, 적외선, 라디오 및/또는 다른 유형들의 네트워크 인터페이스들로 구현될 수 있다.
디스플레이(780)는 조작자 단말(750)의 사용자에게 정보를 제시한다. 다양한 실시예들에서, 디스플레이(780)는 LED 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 및/또는 임의의 다른 적절한 디스플레이로 구현될 수 있다. 사용자 입력/출력 컴포넌트들(790)은 사용자 입력을 수신하여 조작자 단말(750)의 기능들을 작동시킨다.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 제동 시스템의 실시예를 포함하는 예시적인 운동 장치가 도시된다. 도시된 바와 같이, 고정식 자전거(102)는 적어도 하나의 디스플레이 스크린(104)을 포함하는 통합형 또는 연결형 디지털 하드웨어를 포함한다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 고정식 자전거(102)는 프레임(106), 핸들 바(handlebar)들(110)을 지지하기 위한 핸들 바 포스트(108), 시트(114)를 지지하기 위한 시트 포스트(112), 후방 지지부(116) 및 전방 지지부(118)를 포함할 수 있다. 페달(pedal)들(120)은 벨트, 체인 또는 기타 구동 메커니즘을 통해 플라이휠(122)을 구동하는 데 사용된다. 플라이휠(122)은 중금속 디스크 또는 다른 적절한 메커니즘일 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 플라이휠(122)을 스핀회전(spin)시키는 데 필요한 페달들 상에서의 힘은 본 명세서에 개시된 제동 시스템과 같은 저항 메커니즘(126)을 조정하는 저항 조정 노브(124)를 사용하여 조정될 수 있다. 저항 조정 노브는 조정 샤프트를 회전시켜 저항 메커니즘(126)을 제어하여 회전에 대한 플라이휠(122)의 저항을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 저항 조정 노브를 시계 방향으로 회전하는 것은, 저항 메커니즘(126)의 자석 세트로 하여금 플라이휠(122)에 대해 이동하게 하여, 회전에 대한 그것의 저항을 증가시키고 사용자가 플라이휠을 스핀회전시키기 위해 페달들(120)에 인가해야 하는 힘을 증가시킬 수 있다.
고정식 자전거(102)는 또한 시트(114), 핸들 바(110) 등의 위치를 조정하는 것을 허용하는 다양한 기능들을 포함할 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 디스플레이 스크린(104)은 사용자의 전방에 있는 핸들 바들의 앞쪽에 장착될 수 있다. 이러한 디스플레이 스크린은 탑승자에 대한 디스플레이 스크린의 위치 또는 배향의 조정을 허용하는 힌지 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다.
고정식 자전거(102)와 연관된 디지털 하드웨어는 고정식 자전거(102)에 연결되거나 통합될 수 있거나, 또는 고정식 자전거에 원격으로 위치되고 무선으로 연결될 수 있다. 디지털 하드웨어는 고정식 자전거에 부착될 수 있는 디스플레이 스크린(104)과 통합될 수 있거나 별도로 장착될 수 있지만 고정식 자전거를 사용하는 사람의 시선에 위치결정되어야 한다. 디지털 하드웨어는 디지털 저장, 처리 및 통신 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 디스플레이 스크린, 카메라, 마이크, 키보드, 터치 스크린, 헤드셋 및/또는 오디오 스피커와 같은 하나 이상의 미디어 입력/출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서 이러한 컴포넌트들은 고정식 자전거와 통합될 수 있다. 이러한 컴포넌트들 간의 모든 통신들은 적절한 프로토콜 또는 기술을 사용하여 다중 채널, 다중 지향성, 그리고 무선 또는 유선일 수 있다. 다양한 예시적인 실시예들에서, 시스템은 로컬 또는 원격 개인용 컴퓨터, 랩톱, 모바일 디바이스 또는 임의의 다른 디지털 디바이스로부터 사용자들에게 계정, 성능 및 기타 관련 정보에 대한 액세스를 제공하는 연관 모바일 및 웹 기반 애플리케이션 프로그램들을 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예들에서, 고정식 자전거(102)에는, 고정식 자전거와 탑승자 양방 모두로부터 순간적으로 그리고/또는 시간의 경과에 따른 성능 메트릭스의 범위를 측정할 수 있는 다양한 센서들이 구비된다. 예를 들어, 저항 메커니즘(126)은 저항 메커니즘의 위치에 대한 저항 피드백을 제공하는 센서들을 포함할 수 있다. 고정식 자전거는 또한 자기 저항 파워 측정 센서들과 같은 파워 측정 센서들 또는 사용 중에 지속적인 파워 측정을 제공하는 와전류 파워 모니터링 시스템을 포함할 수 있다. 고정식 자전거는 또한 속도, 페달 케이던스(pedal cadence), 플라이휠 회전 속도 등을 측정하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 고정식 자전거는 또한 탑승자의 심박수, 호흡, 수분 공급 또는 임의의 다른 신체적 특성을 측정하기 위한 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 센서들은 유선(이를테면, 유선 연결부(128)) 또는 무선 연결들을 사용하여 자전거, 근처 또는 원격 위치에 있는 저장 및 처리 시스템들과 통신할 수 있다.
광범위한 상태 및 성능 정보를 계산하고 저장하기 위해 센서들 내부에 또는 별도의 처리 시스템에 있는 하드웨어 및 소프트웨어가 제공될 수 있다. 측정되거나 계산될 수 있는 관련 성능 메트릭스는 저항, 거리, 속도, 파워, 총 작업, 페달 케이던스, 심박수, 호흡, 수분 공급, 칼로리 소모 및/또는 개발될 수 있는 임의의 사용자 지정 성능 점수들을 포함한다. 적절한 경우, 이러한 성능 메트릭스는 현재/순간 값들, 최대, 최소, 평균 또는 시간 경과에 따른 총계로 계산되거나, 또는 임의의 다른 통계 분석을 사용하여 계산될 수 있다. 동향(trend)들이 또한 결정되고 저장되고, 사용자, 강사 및/또는 다른 사용자들에게 디스플레이될 수 있다. 디스플레이되는 정보에 대한 언어, 단위들 및 기타 특성들을 사용자가 제어할 수 있도록 사용자 인터페이스가 제공될 수 있다.
이제, 도 9를 참조하여, 본 개시 내용의 실시예들에 따른 제동 시스템을 작동하기 위한 프로세스(900)가 설명될 것이다. 단계 902에서, 조정 샤프트의 회전이 브레이크 인코더를 사용하여 감지되고 전기 제어 컴포넌트들에 의해 수신된다(단계 904). 감지된 회전에 따라, 전기 제어 컴포넌트들은 플라이휠에 인가된 저항을 조정하기 위해 선형 액추에이터를 구동하기 위한 신호를 생성한다(단계 906). 그 다음, 선형 액추에이터는 생성된 신호에 응답하여 작동되어, 저항 컴포넌트들을 플라이휠을 향해 그리고/또는 플라이휠로부터 멀어지게 이동시킴으로써 저항을 변화시킨다(단계 908). 로드 셀은 저항 컴포넌트들과 프레임 사이에 연결되며 저항 어셈블리에 인가되는 부하를 감지한다. 로드 셀 데이터는 전기 제어 컴포넌트들에 의해 수신되며, 순간 파워 또는 플라이휠에 인가되는 저항의 측정과 같은 하나 이상의 작동 파라미터가 결정된다(단계 912).
예시적인 구현예
이제, 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 브레이크 구현예가 도 10 내지 도 13을 참조하여 설명될 것이다. 예시된 실시예들은, 브레이크, 인코더를 위한, 그리고 사용자에게 디스플레이될 수 있는 파워, 케이던스 및 저항에 대한 값들을 유도하기 위한 예시적인 기준들을 제공한다. 데이터는 클라우드 저장 서비스와 같은 중앙 서버에 저장될 수 있다.
도 10은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 시스템을 도시한다. 처리 시스템(1000)은 운동 장치의 복수의 센서들 및/또는 컴포넌트들로부터 신호들을 수신 및 처리하고 컴포넌트들과 컴퓨팅 디바이스 간의 통신들을 용이하게 하도록 구성되는 제어 유닛(1050)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 제어 유닛(1050)은 브레이크 조정 샤프트(1010)의 회전을 감지하도록 구성되는 회전식 인코더(1012), 자기 제동 어셈블리에 의해 플라이휠에 인가되는 힘을 측정하도록 구성되는 로드 셀(1020), 플라이휠(1030)의 회전(예컨대, 회전의 속도)을 추적하도록 배치될 수 있는 홀 효과 센서(1032), 그리고 현재 브레이크 위치에 관한 정보를 제공하는 스테퍼 모터(1040)에 전기적으로 연결된다.
제어 유닛(1050)은 통신 링크(1060)(예컨대, 제어 유닛에 24V 파워를 제공하는 USB-C 연결)를 통해 다른 디바이스들에 연결될 수 있다. 제어 유닛(1050)은 (예컨대, 디스플레이 디바이스(1072)를 통한) 사용자로의 디스플레이를 위한 데이터(1052), 이를테면 분당 회전 수(RPM), 파워, 저항 및 브레이크 위치를 생성하기 위해 센서 입력들을 처리한다. 다양한 실시예들에서, 제어 유닛(1050)은, 센서들과, 처리 시스템, 센서 보드, 데이터 로거, 컴퓨팅 디바이스 및/또는 시스템 요구 사항에 따라 구성되는 기타 하드웨어 및/또는 소프트웨어 사이의 인터페이스를 제공하는 회로로 구현될 수 있다.
도 11은 도 10의 시스템(100)과 같은 운동 장치의 효율적인 작동을 위한 예시적인 파워 상태들을 도시한다. 파워 상태들(1100)은 생산 시스템 상태들, 상태 천이, 그리고 터치 디스플레이/태블릿, 브레이크 컨트롤러 및 기타 시스템 컴포넌트들을 포함하는 서브시스템 상태들에 대한 매핑(mapping)을 포함한다. 파워 없음(NO POWER) 상태(1110)에서는 시스템에 전원이 공급되지 않고(예컨대, 벽면 전원 콘센트에 연결되지 않음) 모든 컴포넌트들이 꺼진다. 시스템이 전원에 연결되는 경우, 시스템은 오프(OFF) 상태(1120)에 진입한다. 이는 저파워 상태(예컨대, .5W 미만을 소비)이며 처리가 수행되지 않는다. 파워가 수신되고 있음을 사용자에게 표시하기 위해 발광체(예컨대, LED)에 전원이 공급될 수 있다. (예컨대, 태블릿의 버튼을 누르는 것, 터치스크린 디스플레이를 탭하는 것, 기타 사용자 입력에 의해) 시스템이 켜지면, 시스템은 시스템 및 운동 장치의 완전한 작동을 위해 어웨이크(AWAKE) 상태(1130)에 진입한다. 시스템은 사용자 입력(예컨대, 태블릿 상의 버튼을 누르는 것) 또는 시스템이 일정 시간 동안 유휴 상태에 있는 것에 응답하여 스립(SLEEP) 모드(1150)에 진입할 수 있다. 사용자는 태블릿 상에서의 제어를 누름으로써 그리고 시스템에 의해 검출되는 다른 입력을 제공함으로써 슬립 모드(1150)를 종료할 수 있다. 어웨이크(디스플레이 오프; DSP OFF) 상태(1140)는 시스템 갱신들, 데이터 처리, 다른 디바이스들과의 데이터 통신들과 같은 백그라운드 처리를 제공하는 한편, 사용자에게 슬립 모드(예컨대, 태블릿 디스플레이가 꺼져 있음)에 있는 것처럼 보인다.
RPM
다시 도 10을 참조하면, 이제, 센서 입력 처리가 다양한 실시예들에 따라 설명될 것이다. 홀 센서(1032)로부터의 데이터는 작동 중 운동 장치의 RPM들을 계산하는 데 사용된다. 시스템은 플라이휠 상에 위치되는 홀 효과 센서 입력을 사용하여 케이던스를 계산할 수 있다. 홀 센서(1032)는 운동 장치 상의 고정된 위치에 배치되어 플라이휠이 회전할 때마다 플라이휠(1030) 상의 자석을 감지할 수 있다. 샘플 레이트(sample rate)는 인터럽트 구동 방식일 수 있으며 플라이휠 RPM에 비례하는 크랭크 RPM을 나타낼 수 있다. 일 구현예에서 크랭크 RPM은 플라이휠 RPM을 상수로 나눔으로써 계산된다(예컨대, 예시적인 구현예에서 4.395). 홀 효과 센서 입력의 하강 에지에 인터럽트 루틴이 부여된다. 루틴은 플라이휠 rpm, 크랭크 rpm 및/또는 운동 장치에 특정된 기타 레이트(rate) 정보를 나타내는 변수들을 계산하고 갱신할 수 있다. 루틴은 디바운싱(debouncing) 방법을 통합하여 자석을 한 번 통과할 때 두 개 이상의 하강 에지들이 검출된다면 잘못된 트리거링을 거부할 수 있다. 시스템은 또한 명확하게 잘못된 데이터(예컨대, 미리 결정된 임계치를 초과하는 RPM)를 생성할 인터럽트들을 거부하도록 구성될 수 있다. 루틴은, 플라이휠이 갑자기 멈춘게 된다면, 측정된 RPM을 자연스럽게 0으로 감소시키는 프로세스를 더 통합할 수 있다.
로드 셀
일부 실시예들에서 로드 셀(1020)은 미리 결정된 샘플 레이트(예컨대, 4Hz)로 작동하고 자기 제동 어셈블리에 의해 (예컨대, 데카그램(decagram) 또는 유사한 측정 단위로) 플라이휠에 인가되는 힘을 측정한다. 제어 유닛(1050)은 I2C 와 같은 표준 프로토콜을 사용하여 로드 셀(1020)과 통신한다. 로드 셀(1020)로부터의 힘 측정치들은 파워를 계산하는 데 사용된다. 예를 들어, 파워는 로드 셀(1020)로부터 유도된 힘 및 RPM 데이터로부터 계산된 플라이휠의 속도(또는 다른 레이트 계산)의 함수로 계산될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어 유닛(1050) 및/또는 태블릿/디스플레이(1072)는 로드 셀 교정 루틴을 포함한다. 루틴은 플라이휠이 정지된 상태에서 브레이크의 동일한 간격 위치들(예컨대, 10개의 위치들)에서 로드 셀 측정 값들의 테이블을 생성한다. 이 데이터는, 브레이크를 '홈(home)' 위치로 이동시키지 않고도 로드 셀을 "제로화(zeroing)" 하는 것을 허용한다. 루틴은 정확한 위치 데이터를 얻기 위해 플라이휠의 에지를 터치하는 것을 포함한다. 오프셋 테이블은 데이터 무결성을 보장하기 위해 crc 체크섬(checksum)을 포함하는 비휘발성 메모리에 저장될 수 있다.
전원을 켤 때, 컴퓨팅 시스템(예컨대, 태블릿, 제어 유닛 또는 기타 처리 디바이스)이 메모리에서 유효한 로드 셀 테이블을 점검한다. 테이블이 존재하면, 표준 원점 복귀(standard homing) 절차가 수행된다. 유효한 테이블이 메모리에서 발견되지 않으면, 교정 루틴이 실행되어 새로운 테이블을 구축하고 새로운 테이블을 메모리에 저장한다. 테이블을 사용하여 현재 로드 셀 판독치를 사용하여 테이블로부터 위치 정보를 보간하여 위치/오프셋을 계산할 수 있다.
일부 실시예들에서, 로드 셀 제로화는 운동 세션의 시작 시점 또는 그 부근에서 수행된다. 부하 측정 디바이스들에서 흔히 볼 수 있는 바와 같이, 로드 셀(1032)로부터의 판독치는 제어될 수 없는 많은 요인들에 기초하여 시간의 경과에 따라 드리프트될 수 있다. 로드 셀(1032)로부터의 미래 판독치들에 부가될 수 있는 "오프셋" 을 생성하기 위해 또는 다음 번에 로드 셀이 제로화될 때까지 루틴이 수행될 수 있다. 임의의 브레이크 위치에서 제로화를 허용하기 위해, 오프셋 테이블을 사용하여 적용할 오프셋을 계산한다. 예를 들어, "오프셋" 을 계산하기 위한 공식은 현재 판독치에 테이블로부터의 위치로부터의 출력의 보간을 더한 것이다. 본 명세서에 설명된 절차는 대략 1초 이내에 실행될 수 있으며 센서 펌웨어 내에서 자동으로 수행될 수 있다. 일부 구성에서, 매 탑승 전에 절차가 수행된다. 펌웨어는, 예를 들어, 허용 가능한 파워 인출에 의해 결정되는 바와 같이, 일정한 간격들(예컨대, 몇 분마다)로 깨어나서 판독치를 취할 수 있다. 플라이휠이 움직이면 판독치들이 부정확해질 수 있다. 따라서, 플라이휠이 깨어날 때(예컨대, > 10RPM), 너무 오래되지 않은 경우(예컨대, 10분 이하), 마지막으로 기록된 값이 사용될 수 있다.
노브 위치
조정 가능한 샤프트의 위치(예컨대, 노브 위치)는 인터럽트들을 통한 레이트로 샘플링되고 회전식 인코더(1012)에 의해 회전에 관하여 측정될 수 있다. 노브 위치는 회전식 인코더(1012)의 컴포넌트들을 사용하여 계산되고 추적될 수 있다.
스테퍼 모터 구동
스테퍼 모터(1040)는 브레이크의 위치 제어를 제공하기 위해 스테퍼 모터를 초기화, 구성 및 구동하기 위해 집적 회로 또는 다른 제어 컴포넌트들로부터 작동하도록 구성된다. 초기 시작 루틴을 통해 스테퍼 모터 상에서 원점 복귀 프로세스가 수행된다. 앞에서 논의된 바와 같이, 스테퍼 모터 위치는 위치 값들과 로드 셀 측정 값들의 오프셋 테이블을 채우는 데 사용된다.
원점 복귀 루틴은 매 파워 주기마다(예컨대, 전원 플러그를 뽑는 것/다시 끼우는 것) 수행될 수 있다. 원점 복귀 루틴은 브레이크 메커니즘을 플라이휠의 에지에 터치시켜 원점 복귀를 달성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원점 복귀는 스테퍼 드라이버 내의 통합된 스톨 검출을 사용하여 달성된다. 브레이크 위치 대 제로 위치를 계속 추적하기 위해 개방 루프 위치 제어 루틴이 제공될 수 있다. 원점 복귀 루틴은 브레이크의 동작의 범위의 상한 및 하한을 결정하는 데 사용될 수 있다. 스테퍼 모터 위치는, 올라설 때, 그리고 자석 홀더와 플라이휠의 에지 사이의 접촉으로부터 멀어질 때 계수될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 플라이휠의 운동을 검출하기 위한, 그리고 홀 효과 센서로부터 플라이휠의 운동이 검출되는 경우 원점 복귀 루틴이 실행되는 것을 방지하기 위한 로직이 제공된다. 이 경우, 사용자는 원점 복귀 루틴이 실행되는 동안 페달링을 정지하라는 알림을 받을 수 있다. 일부 구현예들에서, 본 명세서에 개시된 원점 복귀 루틴들은 대략 5초 이내에 완료될 수 있다.
스테퍼 모터(1040) 위치는 풀 스텝(full step)들의 단위들로 브레이크 어셈블리의 위치 값을 결정하는 데 사용된다. 예를 들어, 0 내지 1000 단계들의 눈금이 사용될 수 있는데, 여기서 1000은 브레이크가 플라이휠에 접촉할 때이고 0은 작동 중 이동의 범위의 최상단 근방이다. 스테퍼 모터(1040)는, 플라이휠과의 접촉을 방지하기 위해 그리고 운동 장치의 작동 범위를 매칭시키기 위해 위치 0과 1000 미만의 값(예컨대, 750) 사이에서 작동하도록 구성된다.
하나 이상의 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(예컨대, 태블릿/디스플레이(1072)), 저항 제어기, 제어 유닛 또는 다른 디바이스/회로는, "위치결정 구동(Drive to Position)" 커맨드를 생성하는 것을 포함하여, 스테퍼 모터(1040)에 명령들을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, (예컨대, 사용자에 의해 설정되거나 지형 특징에 따라 운동 장치에 의해 제어되는 바와 같이) 저항 설정이 소망될 때, 대응 위치가 결정되고 위치결정 구동 커맨드가 발행된다. 스테퍼 모터(1040)는 원하는 위치 값을 포함하는 "위치결정 구동" 커맨드를 수신하도록 구성되고, 스테퍼 이동기에게 현재 위치와 목표 위치 사이에 대응하는 수의 단계들을 실행하도록 명령하도록 구성된다. 저항은 오프셋 테이블로부터 역방향 조회(reverse lookup)를 사용하여 일 위치로 변환될 수 있다. 그 다음, 커맨드는, 원하는 사용자 경험을 위해 부드러운 운동 제어 프로필을 사용하여 위치결정하도록 구동하는 데 사용되어야 한다.
인코더는 (예컨대, 100 저항 백분율 포인트 당 7.5 회전의 고정 선형 비율에 따라) 저항 설정값을 갱신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시작 시 펌웨어는 상대적인 노브 위치에 기초한 저항 설정값에 대한 임의의 오프셋을 야기하지 않는다. 이 실시예에서, 노브는 제로 레퍼런스가 없는 증분 인코더로서 동작한다. 인코더를 이동시킬 때 정의된 비율에 따라 저항 설정값이 갱신된다. 인코더 이동 로직은 사용자들이 노브 상에 그들의 손을 위치시킬 때 이동을 방지하기 위해 작은 입력치들(예컨대, 1도 미만의 변경들)을 거부하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 스테퍼 모터의 가속도, 속도 및 현재 위치 값은 스테퍼 감독자에 의해 관리되어 다양한 속도 및 부하 조건들 하에서 동기식 스테핑을 달성하고, 사용자가 높은 부하에서 오랫동안 스테퍼를 연속적으로 순환시키는 경우 스테퍼 모터가 과열되지 않도록 보호한다. 스테퍼의 가속 및 실행 속도 및 사용자 지정 현재 프로필들을 튜닝하는 것은 부드러운 느낌의 사용자 경험을 가능하게 한다. 스테퍼 모터의 작동은 스테퍼 모터에 대한 열 보호를 제공하기 위한 보호 회로 및/또는 제어 로직을 더 포함할 수 있다.
파워
다양한 실시예들에서, 태블릿/디스플레이(1072) 상에 계산되고 디스플레이되는 파워는, 다항식을 사용하여 그리고 계수들을 변수들과 매칭시켜 계산된다. 예를 들어, 파워 계산은 저항 장치의 위치 값 및 플라이휠의 RPM들의 판독치들을 사용한다. 파워를 계산하기 위해, 시스템은 값들의 2개의 목록들의 요소 별 곱셈의 모든 항들을 더할 수 있다. 센서 데이터가 유효하지 않은 경우, 저항 및 RPM만에 기초한 폴백(fallback) 파워 맵에 기초한 파워 값이 제공될 수 있다.
저항
이제, 저항 보정 기구를 이용한 운동 장치의 작동이 도 12를 참조하여 설명될 것이다. 디폴트(default) 구성에서는, 현재 브레이크가 위치되는 위치에 대응하는 저항이 사용자에게 디스플레이된다. 이것은 저항 값에 대한 브레이크 위치에 대응하는 조회 테이블을 사용하여 수행된다. 역방향 조회는, 처리 시스템이 스테퍼 모터에 특정 저항/위치로 구동하라는 명령들을 제공할 때, 사용된다. 사용자 인터페이스는 목표 저항 값(예컨대, 저항 설정값)을 나타내고 현재 저항 값이 매칭할 때까지 표시(예컨대, 깜박이는 값을 디스플레이)를 제공하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 제동 시스템을 포함하는 운동 장치(1210)는 양방향성 디스플레이를 포함한다. 사용자가 운동 장치(1210)를 탑승할 때, 테이블(1230)에 도시된 바와 같이, 제동 위치와 저항의 매핑에 기초하여 저항이 사용자에게 디스플레이된다(단계 1220). 동시에, 고정식 맵(1240)에 대해 값들이 검사되고 단계 1222에서 오류 값이 계산된다. 단계 1264에서, 오류 값들은 새로운 오류 맵(1260)에 저장된다. 그 다음, 디스플레이 테이블(1230)은 단계 1262에서 갱신되게 된다. 결과적인 저항 값은 스크린 샷(1270)에 나타낸 바와 같이 사용자를 위해 디스플레이된다.
도시된 바와 같이, 도 12의 절차는, (예컨대, 오래된 자전거가 본 개시 내용에 따라 새로운 자전거로 교체될 때 또는 다른 유형들의 자전거들로부터의 데이터가 더 큰 시스템에서 공유/비교될 때) 주어진 케이던스/저항 쌍들에 대한 파워 출력에서 자전거 대 자전거 가변성을 제거하도록 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 위치 테이블은 도 12의 자동 보정 절차를 통해 갱신되며, 이는, 예를 들어, 분당 한 번 그리고 노브가 적어도 5% 포인트를 돌려진 후에만 발생할 수 있다.
저항 결정은 (i) 능동 저항 및 위치 테이블(예컨대, 테이블(1230)) 및 (ii) 기준 자전거 또는 조회 테이블(예컨대, 고정식 테이블(1240))에 매우 밀접하게 매칭되는, 정적(static)이고 이상적인 파워/저항/케이던스 모델로 지칭될 수 있는 두 개의 테이블들을 사용하는데, 이는 오류 신호를 계산하는 데 사용될 것이다. 실제 맵이 클 수 있기 때문에, 해당 관계의 모델이 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 브랜드의 자전거에 동일한 모델이 사용될 수 있다.
저항 자동 보정은 도 12의 절차를 사용하여 달성된다. 초기 작동 도중에 그리고 정상 작동 동안에, 저항과 제동 위치 간의 관계는 저항 및 위치 테이블(1230)에 저장된다. 저항 설정값으로부터 브레이크 위치로 구동하기 위해 또는 현재 위치 값으로부터 현재 저항 값을 보고하기 위해, 조회 테이블이 둘 사이를 변환하는 방법으로 사용된다. 사용 중에, 오류 신호가 생성되고 실행 평균 기법을 사용하여 계속 추적된다. 오류 신호는, 현재 조회 테이블로부터 생성된 저항과, 테이블(1240)의 정적이고 이상적인 파워/저항/케이던스 콤보들을 사용하여 찾은 것 사이의 차이이다.
오류는 주기적으로 계산된다(예컨대, 초당 한 번). 일부 실시예들에서, RPM이 20 미만이거나 파워가 22W 미만인 경우, 플라이휠의 가속도가 임계치(예컨대, 3회전/분2) 이상이면 오류가 계산되지 않는다. 실행 평균은 다양한 길이들(예컨대, 30개의 값들)을 가질 수 있다. 실행 평균의 길이와 빈도를 조정하여 원하는대로 성능을 개선할 수 있다. 명령된 변경이 5% 포인트들을 초과하는 저항 설정값 변경들이 실행되는 경우, 오류의 실행 평균에 대한 값이 백분율 테이블에 대한 저항의 테이블을 갱신하여 오류를 제로화하는 데 사용된다. 실행 평균이 아직 판독치의 임계 수치(예컨대, 30회 판독치 내내)에 도달하지 않는다면, 제로화가 일어나지 않을 것이다. 오류 신호가 2% 포인트들보다 크면, 그것은 상이한 이동들로 분리될 수 있다.
도 12의 저항 계산 절차를 구현하기 위한 프로그램 로직은 백분율 설정값(예컨대, 0-100%의 저항의 값)을 위치 설정값으로 변환하는 함수를 포함한다. 이 함수는 특정 수의 단계들(예컨대, 38개의 전체 단계들) 또는 약 5% 포인트들보다 큰 이동들에 대한 오류 보정을 억제한다. 이 함수는 시스템이 인코더로부터 또는 태블릿/디스플레이로부터 새로운 백분율로 이동을 실행할 때 호출될 수 있다. 예시적인 함수는 다음과 같이 예시된다:
Figure pct00001
시간이 경과함에 따라 누적된 오류들을 핸들링하기 위한 예시적인 함수는 다음과 같이 예시된다:
Figure pct00002
본 실시예의 구현예에 사용되는 다양한 범위들(예컨대, RPM, W, 속도 안정성을 결정하기 위한 임계치, 실행 평균의 크기, 함수 호출 빈도)는 시스템에 따라 다르며 실험적으로 결정될 수 있다. 5rpm/초2 미만의 초기 값이 시작하는 데 사용될 수 있다. 셋째, 실행 평균의 크기와 그 함수를 호출하는 빈도는 실험적으로 결정되어야 한다.
다양한 실시예들에서, 본 명세서에 개시된 시스템들은 진단 및 기타 데이터를 캡처하고 추가 처리를 위해 데이터를 중앙 서버, 클라우드 또는 다른 처리 시스템으로 전송하는 데 사용될 수 있으며, 이는 하나 이상의 운동 장치에 걸쳐 데이터를 추적하는 것을 포함할 수 있다. 진단 데이터는 비휘발성 메모리에서 캡처 및 최신 상태로 유지될 수 있으며, 주기적으로(예컨대, 웨이크(wake) 주기 당 한 번) 태블릿/컴퓨팅 디바이스 및/또는 클라우드로 전달될 수 있다. 진단 데이터는 다음을 포함할 수 있다: 1. 주행 거리계(총 회전 수); 2. 시간들(분); 3. 교정 주기들; 4. 웨이크 주기들; 5. 인코더 이동들(인코더가 이동된 총 수); 6. 이동들을 위치결정하기 위한 구동(태블릿 지향성 이동의 총 수); 7. 평균 모터 위치(0-768); 8. 모터 위치 측면에서 평균 인코더 이동 크기(0-768); 9. 모터 위치 측면에서 최대 인코더 이동 크기(0-768).
파워/저항/케이던스 모델
기존 운동 장비에 사용된 케이던스 저항 출력 값들은 디바이스들과 기타 요인들 간의 고유한 제조 변동들로 인해 파워의 정확한 판독치들을 제공하지 않는다. 본 명세서에 개시된 시스템들은, 브레이크의 위치의 개선된 감지를 제공하고 자기 브레이크에 의해 플라이휠에 인가되는 부하를 측정하는, 신규한 로드 셀 배열 및 위치결정 스테퍼 모터를 포함한다. 시스템으로부터의 부하, 위치 및 케이던스 값들은 사용자에 의해 입력되는 파워를 계산하는 데 사용된다. 이것은 토크 및 파워에 대한 경험적 방정식들, 그리고 부하 센서의 알려진 기하학적 구조 및 구성으로 수행될 수 있다. 개발 중에 시스템을 정의하는 계수들/관계들은 사용 중에 정확한 결과를 위해 신중하게 측정, 교정 및 조정될 수 있다.
도 12에 도시된 시스템은 저항 값들을 갱신하기 위한 케이던스 파워 모델을 포함한다. 이제, 운동 기구들(현재로는 자전거)의 출력 파워를 측정하기 위한 파워 센서의 효율적이고 정확한 시뮬레이션/모델링을 위한 시스템 및 방법이 설명될 것이다. 경험적 공식들 및/또는 계수들 대신에 통계 모델이 사용될 수 있다. 이 모델은 저항, 케이던스 및 부하를 고려하면 출력 파워를 예측할 것이다.
이 방법은 고정밀 다이나미터(dynameter)를 사용하여 다양한 레벨들의 케이던스, 저항 및 부하에서 자전거에 의해 생성된 출력 파워를 측정하는 것에 의해 시작된다. 이 데이터는 클라우드 데이터 저장소에 수집된다. 이 데이터는 서버/원격/호스트 머신에 다운로드되어 이 데이터에 대한 탄력적 네트 모델(또는 적절한 다른 통계 모델)을 훈련시켜 출력 파워와 다른 변수들 간의 근본적인 관계들을 학습한다. 탄력적 네트는 정규화를 사용하여 훈련되는 선형 모델이며, 과적합을 감소시키는 큰 모델 계수들/가중치들에 페널티를 부과하는 기법이며, 그리고 탄력적 네트를 통한 정규화 및 변수 선택이다. 일부 실시예들에서, 이러한 가중치들은 더 큰 값들에 맞추기 위해 높은 수치 정밀도 및/또는 메모리를 갖지 않을 수 있는 칩들의 펌웨어 레벨에 내장된다. 이러한 중량 값들은 데이터 저장소에 업로드될 것이고, 결국 운동 기구/자전거 펌웨어에 로드될 것이다.
본 실시예의 이점은, 본 명세서에 개시된 실시예들이 사용자 동작의 감소를 효과적으로 달성할 수 있고 요구되는 감지 시간을 단축할 수 있다는 것을 포함하여, 당업자에게 명백할 것이다.
전술한 개시 내용은 본 발명을 개시된 정확한 형태들 또는 특정 사용 분야들로 제한하려는 것이 아니다. 이와 같이, 본 개시 내용에 비추어 본 명세서에 명시적으로 설명되거나 암시된 것이든, 본 개시 내용에 대한 다양한 대안적인 실시예들 및/또는 수정예들이 가능하다는 것이 고려된다. 따라서, 본 개시 내용의 실시예들을 설명하였으므로, 당업자는 종래의 접근법들에 비해 이점을 인식할 것이며, 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않으면서 형태와 세부 사항이 변경될 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (20)

  1. 프레임 및 플라이휠을 갖는 운동 장치용 저항 시스템으로서, 상기 저항 시스템은 제 1 저항 장치를 포함하며,
    상기 제 1 저항 장치는,
    조정 브라켓;
    상기 조정 브라켓의 내면 상에 장착되는 적어도 2개의 자성 부재들;
    조정 샤프트를 갖는 액추에이터로서, 상기 조정 샤프트는 상기 프레임에 피벗 가능하게 부착되는 제 1 단부를 가지며, 상기 액추에이터는 상기 조정 샤프트의 일부를 횡단하도록 작동 가능하며, 제 1 위치에서 상기 2개의 자성 부재들은 상기 플라이휠 위에 배치되고, 제 2 위치에서, 상기 2개의 자성 부재들은 상기 플라이휠의 대향 측면들 상에 배치되어 이에 저항을 제공하는, 상기 엑추에이터; 및
    상기 조정 브라켓을 상기 프레임에 커플링시키는 로드 셀(load cell)로서, 상기 조정 브라켓의 이동에 대응하는 신호를 생성하는, 상기 로드 셀을 포함하는, 저항 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 저항 시스템은 제 2 저항 장치를 더 포함하며,
    상기 제 2 저항 장치는,
    브레이크 패드를 포함하는 브레이크 패드 어셈블리; 및
    상기 브레이크 패드를 상기 플라이휠에 대해 편향시키도록 작동 가동하여 이에 저항을 제공하는 활성 장치를 포함하는, 저항 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주축 상에서 회전하도록 작동 가능한 사용자 조정 샤프트; 및
    상기 사용자 조정 샤프트의 회전을 감지하도록 작동 가능한 브레이크 인코더를 더 포함하는, 저항 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 저항 시스템의 작동을 제어하도록 작동 가능한 제어 컴포넌트들을 더 포함하며;
    상기 감지된 회전을 나타내는 신호는 상기 제어 컴포넌트들에 의해 수신되는, 저항 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감지된 회전은 상기 제어 컴포넌트들에 의해 처리되며, 상기 제어 컴포넌트들은 그에 따라 상기 조정 샤프트를 따라 이동하도록 상기 액추에이터에 대응 명령들을 생성하도록 작동 가능한, 저항 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 셀은 상기 제 1 단부 상에서 상기 조정 브라켓에 그리고 제 2 단부 상에서 상기 프레임에 장착되는, 저항 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드 셀은 제 2 단부 상에서 장착 브라켓에 장착되며, 상기 장착 브라켓은 상기 프레임에 피벗식으로 장착되는, 저항 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 자석 부재들은 상기 조정 브라켓이 하강 위치에 있을 때 상기 플라이휠에 상기 저항을 인가하는, 저항 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    브레이크 패드 어셈블리 및 그 상에 배치되는 브레이크 패드를 더 포함하며, 상기 조정 샤프트는 상기 브레이크 패드가 상기 플라이휠과 접촉하도록 상기 플라이휠을 향해 상기 브레이크 패드 어셈블리를 편향시키도록 작동 가능한, 저항 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정 샤프트의 일 단부에 배치되고 상기 조정 샤프트의 수동 회전을 용이하게 하는 노브(knob)를 더 포함하는, 저항 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임에 피벗 가능하게 연결되는 장착 브라켓을 더 포함하되, 상기 로드 셀은 상기 장착 브라켓에 장착되는 제 2 단부를 갖는, 저항 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    케이던스(cadence) 및 파워(power)의 고정 매핑, 저항에 대한 위치의 동적 매핑 및 오류 매핑을 저장하는 메모리를 더 포함하되; 상기 저항 시스템은 저항 값들에서의 오류를 계산하고 상기 오류를 보상하기 위해 상기 저항에 대한 위치의 동적 매핑을 갱신하도록 구성되는 논리 소자를 더 포함하는, 저항 시스템.
  13. 프레임 및 플라이휠을 갖는 운동 장치에서의 저항 조정 방법으로서,
    조정 샤프트의 회전을 감지하는 것;
    제어 컴포넌트들에서 감지된 회전을 수신하는 것;
    액추에이터를 구동하기 위한 신호를 생성하는 것으로서, 상기 액추에이터는 상기 플라이휠에 인가되는 저항을 변화시키도록 작동 가능한, 상기 생성하는 것;
    상기 신호에 응답하여 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 플라이휠에 인가되는 상기 저항을 변화시키기 위해 상기 플라이휠을 향해 그리고/또는 상기 플라이휠로부터 멀어지게 저항 컴포넌트들을 구동시키는 것; 및
    상기 저항 컴포넌트들과 상기 프레임 사이에 연결되는 로드 셀을 통해 감지하는 것을 포함하는, 저항 조정 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 조정 샤프트를 수동으로 회전시켜, 상기 회전에 응답하여 상기 플라이휠에 인가되는 상기 저항을 조정하는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 방법은, 조정 브라켓의 내면 상에 한 쌍의 자성 부재들을 배치하는 것을 더 포함하고, 상기 자성 부재들은 상기 플라이휠의 폭보다 더 큰 거리로 이격되는, 저항 조정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 저항 조정은, 상기 플라이휠의 대향 측면들 상에 배치되는 상기 한 쌍의 자성 부재들 사이에 자속을 생성하는 상기 조정 브라켓을 조정하는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    피벗 가능하게 조정하는 것은 상기 프레임에 연결되는 장착 브라켓 상에 로드 셀을 피벗 가능하게 장착하는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 저항 조정은, 조정 브라켓의 내면 상에 브레이크 패드를 배치하고 상기 조정 샤프트로부터 상기 조정 브라켓에 압력을 인가하여 상기 브레이크 패드를 상기 플라이휠 내로 밀어 넣는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 저항 조정은, 상기 조정 샤프트의 일 단부에 배치되는 노브를 수동으로 돌리는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 액추에이터의 위치에 적어도 부분적으로 기초하여 저항 값을 결정하는 것을 더 포함하는, 저항 조정 방법.
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