KR100789214B1 - 수직 진동 운동기의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치 - Google Patents

수직 진동 운동기의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치 Download PDF

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문종우
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Abstract

본 발명은 수직 진동 운동기의 외부 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법은 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 수직 진동형 운동 장치의 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계와, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계와, 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계와, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동부의 전원을 오프시키는 단계를 포함한다.
수직 진동 운동기, 외부 충격

Description

수직 진동 운동기의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치{METHOD AND APPARATUS OF CONTROLLING VERTICALLY VIBRATING APPARATUS FOR EXERCISE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치를 구동하는 단상 영구자석 전동기의 전기 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 기계 시스템을 도시한 도면,
도 3(a)은 수직 진동형 운동 장치에 외부 충격이 발생하지 않은 경우의 위치 파형 xn(t)을 도시한 도면,
도 3(b)은 외부 충격의 파형 xd(t)을 도시한 도면,
도 3(c)은 수직 진동형 운동 장치에 외부 충격이 발생한 경우의 위치 파형 x(t)을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 xn(t)과 x(t)의 위치 파형에서 한 주기의 최고점과 최저점을 비교하여 외부 충격 d의 영향을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법의 과정을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 개략 구성을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 제어 장치의 세부 구성을 도시한 도면,
도 8(a)은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서의 세부 구성을 도시한 도면,
도 8(b)은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서의 출력과 거리와의 관계를 도시한 도면,
도 9는 종래의 수직 진동형 운동 장치를 도시한 도면.
도면의 주요부에 관한 설명
10 : 진동판 20 : 위치 센서
30 : 제어 장치 40 : 구동부
50 : 사용자 인터페이스
본 발명은 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 수직 진동형 운동 장치의 외부로부터 가해진 충격을 검 출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치에 관한 것이다.
최근 칼로리 높은 음식을 섭취하는 양이 늘어나면서 비만 인구가 지속적으로증가하고 있다. 비만은 심장병, 고혈압, 당뇨병 등 다양한 성인병의 발병 원인으로 지적되고 있으며, 관절염 등의 외과 질환의 발병에도 관련성이 있는 것으로 알려져 있다.
비단 비만 인구뿐 아니라 일반인들 사이에서도 건강을 유지하기 위해 유산소 운동이 추천되고 있으며, 유산소 운동을 가능하게 하는 다양한 운동 장치가 사용되고 있다.
이러한 다양한 운동 장치 중 유산소 운동을 가능하게 하면서도 무릎 관절 등에 충격을 줄기기 위한 운동 장치로서 수직 진동형 운동 장치가 제안되어 있다.
수직 진동형 운동 장치는 예컨대, 사용자가 당해 운동 장치의 진동판에 탑승하여 운동 장치를 구동시키면 그 발판이 상하로 진동하여 사용자의 지방 및 근육에 자극을 주어 지방을 감소시키고 근육을 강화시키는 원리를 이용한다.
도 9는 종래의 수직 진동형 운동 장치를 도시한 도면이다.
종래의 수직 진동형 운동 장치는 L자형 프레임(70)의 하단에 진동판(72)이 설치되고, 프레임(70)의 상단에 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이(74) 및 구동 상태 등을 표시하기 위한 표시부(76)가 설치되어 있다. 진동판(72)은 그 하부에 단상 영구 자석 전동기의 원리를 이용한 진동 발생 장치를 포함하고 있다.
그런데, 이러한 수직 진동형 운동 장치는 영구 자석 전동기의 원리로 수직 방향의 진동을 발생시키는 것이므로, 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 외부로부터 충격이 가해진 경우, 예컨대, 탑승 중인 사용자 외에 다른 사용자가 추가로 탑승한 경우, 구동부에 무리한 충격을 주어 수직 진동형 운동 장치가 고장이 날 우려가 있다.
또한, 사용자가 운동 장치의 구동 중에 진동판에서 넘어지는 경우, 즉시 운동 장치의 전원을 오프시켜 비정상적인 자세에 있을 수 있는 탑승자에게 진동을 가하지 않도록 하여야 한다.
따라서, 수직 진동형 운동 장치가 자체적으로 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하는 기술적 수단이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 수직 진동형 운동 장치에 있어 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 함으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법 및 구동 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 측면은 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동 판에 수직 진동을 전달하는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 있어서, 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계와, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계, 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계와, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 단계를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법을 제공한다.
또한, 상기 위치 정보는 시간에 따른 상기 진동판의 위치 파형일 수 있다.
또한, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계는 상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 단계와, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계는 상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단할 수 있다.
또한, 상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값이거나, 또는 상기 진동판의 위치의 평균값이거나, 또는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값일 수 있다.
또한, 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계는 상기 진동판에 광을 조사하는 단계와, 상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하는 단계와, 상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동판에 수직 진동을 전달하 는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치에 있어서, 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 위치 정보 검출 수단과, 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 위치 정보 변화 검출 수단과, 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 외부 충격 판단 수단과, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 전원 차단 수단을 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치를 제공한다.
또한, 상기 위치 정보는 시간에 따른 상기 진동판의 위치 파형일 수 있다.
또한, 상기 위치 정보 변화 검출 수단은 상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 데이터 산출 수단과, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단을 포함할 수 있으며, 상기 외부 충격 판단 수단은 상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단할 수 있다.
또한, 상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값이거나, 또는 상기 진동판의 위치의 평균값이거나, 또는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값일 수 있다.
또한, 상기 위치 정보 검출 수단은 위치 센서일 수 있으며, 상기 위치 센서는 발광부와 수광부를 가지며, 상기 발광부는 상기 진동판에 광을 조사하고, 상기 수광부는 상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하고, 상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 소모 전력을 최소로 하는 최적 구동 전류의 산출 원리를 이하에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치를 구동하는 단상 영구 자석 전동기의 전기 시스템을 도시한 도면이다.
이와 같은 단상 영구 자석 전동기의 전기 시스템의 동역학은 다음과 같다.
Figure 112007017092213-pat00001
(1)
Figure 112007017092213-pat00002
(2)
단, L 은 전동기의 인덕턴스, R 은 상저항, vE 는 역기전력을 의미하고, V 는 인가 전압을, I 는 권선 전류를 나타낸다.
또한, 도 2는 수직 진동형 운동 장치의 기계 시스템을 도시한 도면이다.
이와 같은 기계 시스템의 동역학은 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007017092213-pat00003
(3)
단, M 은 수직 진동형 운동 장치에 탑승한 사용자의 질량을 포함하는 부하 질량, B 는 점성 부하 상수, k 는 스프링의 탄성 계수, g 는 중력가속도, x 는 관성계에 대한 절대 위치를 나타낸다.
한편, 수직 진동형 운동 장치가 정지 상태일 때에는 중력가속도에 의한 힘과 스프링의 복원력이 평형을 이루게 되는데, 이 때의 평형 위치 x0 는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007017092213-pat00004
(4)
이와 같이, 평형 위치 x0 를 측정하면, 그에 따라, 부하 질량 M 을 구할 수 있으며, 또한, 부하 질량 M 을 파악하게 됨으로써, 사용자의 탑승 여부 또는 과부하 여부 등을 판별할 수 있다.
한편, x 를 평형 위치에 대한 상대 위치로 치환하고 부하가 평형 위치를 기준으로 일정한 진폭의 정현파 운동을 한다고 가정하면 위치 x 는 다음을 만족한다.
Figure 112007017092213-pat00005
(5)
이때, 식 (4) 및 (5)를 식 (3)에 대입하여 시간에 대한 전류값을 구하면 다음과 같다.
Figure 112007017092213-pat00006
(6)
다음에, 식 (6)을 미분하면 다음과 같은 식을 구할 수 있다.
Figure 112007017092213-pat00007
(7)
또한, 식 (2) 및 (5)에 의하여 다음과 같은 식이 성립한다.
Figure 112007017092213-pat00008
(8)
이때, 식 (6), (7) 및 (8)을 식 (1)에 대입하면 상전압 V 는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007017092213-pat00009
(9)
따라서, 식 (9)와 같은 전압을 전동기에 인가하여 식 (6)과 같은 전류로 전동기가 구동되는 경우, 수직 진동형 운동 장치는 안정 상태(steady state)에서 평형 위치를 기준으로 식 (5)와 같은 정현파 구동을 함을 알 수 있다.
그런데, 식 (3)으로 표현되는 기계시스템은 선형 시불변 시스템(Linear Time-Invariant System)이므로 선형 시스템 이론에 의해 외부 충격(외란)이 가해진 시스템의 출력 즉, 위치 x(t)는 외부 충격이 없는 시스템의 출력 xn(t)에 외부 충격만을 입력으로 갖는 시스템의 출력 xd(t)를 합한 것과 같다.
따라서 x(t) 는 다음과 같이 표현된다.
Figure 112007017092213-pat00010
(10)
여기서 xn(t) 및 xd(t) 는 다음과 같은 식을 만족한다.
Figure 112007017092213-pat00011
(11)
Figure 112007017092213-pat00012
(12)
도 3(a), 도 3(b), 도 3(c)은 각각 xn(t), xd(t) 및 x(t)의 파형을 도시하고 있다.
xn(t)는 예컨대, 정현파의 파형을 가진다. 또한, xd(t)는 외부 충격 d(t)에 의해 초기에 정현파 파형을 가지다가 시간이 지남에 따라 점차 진폭이 감소된다. 이에 따라, x(t)는 외부 충격이 발생한 시점부터 xn(t)보다 큰 진폭을 갖다가 시간이 지남에 따라 점차 xn(t)와 유사한 파형을 갖게 된다.
즉, 외부 충격이 있는 경우의 위치 파형은 외부 충격이 없는 경우의 위치 파형과 외부 충격에 의한 위치 파형의 합으로 결정된다.
따라서, 위치 파형의 변화를 관찰하여 외부 충격을 검출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 xn(t)과 x(t)의 위치 파형에서 한 주기의 최고점과 최저점을 비교하여 외부 충격 d의 영향을 도시한 도면이다.
xn(t)는 외부 충격이 발생하지 않은 경우의 진동판의 위치 파형이며, x(t)는 외부 충격이 발생한 경우의 진동판의 위치 파형이다.
수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 발생하는 외부 충격으로, 예컨대 사용자가 진동판 위에서 넘어져서 발생하는 충격 또는 제3자에 의한 충격 등이 있다.
이러한 종류의 충격은 수직 진동형 운동 장치의 진동 운동에 비해 주파수가 상대적으로 크므로, 한 주기 내의 위치 파형을 어느 한쪽으로 큰 폭으로 이동시킨다. 그에 따라, 외부 충격이 발생한 경우 한 주기의 위치 파형의 최고점 또는 최저점의 크기에 영향을 미치게 된다.
따라서, 외부 충격이 발생한 후의 한 주기 내의 위치 파형의 최고점과 최저점을 측정하여, 외부 충격이 발생하기 전의 한 주기 내의 위치 파형의 최고점과 최저점과 비교함으로써, 외부 충격을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진동판의 위치 파형이 예컨대, 정현파인 경우, 한 주기 동안의 진동판의 위치의 평균값을 산출하여, 외부 충격 발생 전의 위치의 평균값과 외부 충격 발생 후의 위치의 평균값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수 있다.
즉, 외부 충격이 발생하면, 진동판의 위치 파형이 변화되고, 그에 따라, 한 주기 동안의 위치의 평균값도 변화되므로, 그 평균값의 변화량에 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 진동판의 위치 파형이 예컨대, 정현파인 경우, 한 주기 동안의 임의의 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 진동판의 위치값을 산출하여, 외부 충격 발생 전의 위치값과 외부 충격 발생 후의 위치값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수도 있다.
즉, 위치 센서 등에 의해 진동판의 위치 파형을 검출한 후, 검출된 위치 파형을 기초로, 한 주기 동안의 진동판의 위치의 평균값을 구하면 다음과 같다.
Figure 112007017092213-pat00013
(13)
이러한 방식으로, 외부 충격이 발생하기 전의 진동판 위치의 평균값과 외부 충격이 발생한 후의 진동판 위치의 평균값을 비교함으로써, 외부 충격의 발생 여부를 검출할 수도 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법의 과정을 도시한 도면이다.
수직 진동형 운동 장치가 구동하고 있는 동안, 위치 정보 검출 단계(S100)에서 위치 센서 등에 의해 진동판의 위치 정보, 예컨대, 시간에 따른 진동판의 위치 파형을 검출한다. 즉, 시간에 대한 진동판 위치의 함수를 검출한다.
다음에, 데이터 산출 단계(S200)에서는 위치 정보 검출 단계(S100)에서 검출한 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 데이터, 예컨대, 진동판의 위치의 최고값 및 최저값을 산출한다. 여기서, 사전 설정된 기간은 한 주기인 것이 바람직하다.
이와 달리, 상기 데이터로서 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 진동판의 위치의 평균값을 산출할 수도 있다. 또한, 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 위치값을 산출할 수도 있다.
다음에, 데이터 변화량 산출 단계(S300)에서는 데이터 산출 단계(S200)에서 산출한 데이터들을 상호 비교하여, 그 변화량(d), 즉, 차이를 산출한다.
다음에, 판단 단계(S400)에서는 데이터 변화량 산출 단계(S300)에서 산출한 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과하는지 여부를 판단한다. 만일, 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과한다고 판단되면, 전원을 오프시키는 한편(S500), 변화량(d)이 사전 설정된 값(dc)을 초과하지 않는다고 판단되면, 위치 정보 검출 단계(S100)로 돌아가서, 다시 진동판의 위치 파형을 검출한다.
이와 같이, 진동판의 위치 파형에 변화가 생긴 경우, 그 변화량을 검출하여, 검출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는 경우, 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하여 구동부의 전원을 오프시킴으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 개략 구성을 도시한 도면이다.
위치 센서(20)는 진동판(10)의 위치 정보, 예컨대, 위치 파형을 검출하여, 검출된 위치 파형을 제어 장치(30)로 전송한다.
제어 장치(30)는 위치 센서(20)로부터 전송받은 위치 파형을 기초로 위치 파형의 변화를 검출하고, 검출된 위치 파형의 변화에 근거하여 외부로부터 진동판에 충격이 가해졌는지 여부를 판단한다. 만일, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우에는, 구동부(40)에 공급되고 있던 구동 전류를 차단한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치의 제어 장치(30)의 세부 구성을 도시한 도면이다.
데이터 산출부(32)는 위치 센서(20)로부터 전송받은 위치 정보, 예컨대, 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 데이터, 예컨대, 진동판의 위치의 최고값 및 최저값을 산출한다.
이와 달리, 데이터 산출부(32)는 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 진동판의 위치의 평균값을 산출할 수도 있으며, 또한, 진동판의 위치 파형을 기초로 사전 설정된 기간마다 n개(n은 임의의 자연수)의 임의의 시점에서의 위치값을 산출할 수도 있다.
다음에, 데이터 변화량 산출부(34)는 데이터 산출부(32)에서 산출된 데이터들 간의 변화량(d), 즉, 차이를 산출한다.
다음에, 판단부(36)는 데이터 변화량 산출부(34)에서 산출된 데이터 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는지 여부를 판단한다. 만일, 변화량이 사전 설정된 값을 초과한다고 판단되면, 구동부에 공급되고 있던 구동 전류를 차단하도록 전류 공급부(38)에 명령한다.
이와 같이, 진동판의 위치 파형에 변화가 생긴 경우, 그 변화량을 검출하여, 검출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과하는 경우, 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하여 구동부의 전원을 오프시킴으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고 장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서에 대해 설명한다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 위치 센서(20)의 세부 구성을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 센서(30)는 발광부(12), 수광부(14), 연산 증폭기(OP-AMP)(16), 필터(18)를 구비한다.
발광부(12)는 진동판(10)으로 예컨대 적외선을 조사하며, 조사된 적외선은 진동판(10)에 의해 반사되어 수광부(14)로 돌아온다.
수광부(14)는 진동판(10)에 의해 반사된 적외선의 광량을 측정하고, 측정된 광량에 따라 출력 전류를 변화시킨다. 즉, 수광부(14)는 반사된 적외선의 광량에 비례하는 출력 전류를 출력한다. 여기서, 반사된 적외선의 광량은 진동판(10)과 위치 센서(20)간 거리에 반비례하므로, 위치 센서(20)의 출력 전류는 도 2b에 도시되어 있는 바와 같은 거리의 함수로 된다. 이와 같은 관계를 이용하여 위치 센서(20)는 진동판(10)의 위치를 검출할 수 있다. 이 경우, 발광부(12)는 적외선 다이오드를, 수광부(14)는 적외선 트랜지스터를 사용하여 구성하는 것이 바람직하다. 발광부(12)와 수광부(14)가 각각 적외선 다이오드와 적외선 트랜지스터를 사용하여 구성되는 경우 저렴한 비용으로 위치 센서(10)를 구성할 수 있다는 장점이 있다.
연산 증폭기(16)는 수광부(14)로부터 전송된 출력 전류를 증폭하여 필터로 전송하고, 필터(18)는 연산 증폭기로부터 전송된 출력 전류 중 노이즈 성분을 제거하여 수직 진동형 운동 장치의 제어 장치(30)로 전송한다.
또한, 수직 진동형 운동 장치의 제어 장치(30)는 위치 센서(20)의 수광부(14)가 수광한 적외선의 광량과 이에 대응하는 진동판(10)과 위치 센서(20) 간의 거리를 테이블로 데이터베이스부(도시 생략)에 저장해두고, 위치 센서(20)의 수광부로부터 전송 받은 적외선의 광량에 대응하는 진동판(10)과 위치 센서(20) 간의 거리를 상기 테이블로부터 판독하여 산출할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 수직 진동형 운동 장치의 외부로부터 가해진 충격을 검출하여 그에 대해 적절히 대응하도록 수직 진동형 운동 장치를 구동함으로써, 수직 진동형 운동 장치의 고장을 방지하고, 사용자의 안전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동판에 수직 진동을 전달하는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법에 있어서,
    (a) 상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계와,
    (b) 상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계와,
    (c) 상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계와,
    (d) 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 단계
    를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보는 시간에 따른 상기 진동판의 위치 파형인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 위치 정보의 변화를 검출하는 단계(b)는
    상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 단계와, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 단계를 포함하며,
    상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 단계(c)는
    상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하는
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 평균값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 데이터는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 파형은 임의의 진폭 및 주파수를 갖는 정현파인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 사전 설정된 기간은 한 주기인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계(a)는
    상기 진동판에 광을 조사하는 단계와,
    상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하는 단계와,
    상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 단계
    를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 방법.
  10. 진동판과, 지면에 고정되는 바닥 지지부와, 상기 진동판과 상기 바닥 지지부 사이에 구비되어 상기 진동판에 수직 진동을 전달하는 구동부를 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치에 있어서,
    상기 수직 진동형 운동 장치의 구동 중에 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는 위치 정보 검출 수단과,
    상기 위치 정보의 변화를 검출하는 위치 정보 변화 검출 수단과,
    상기 검출된 위치 정보의 변화에 근거하여 상기 진동판에 외부로부터 충격이 가해졌는지 여부를 판단하는 외부 충격 판단 수단과,
    외부로부터 충격이 가해졌다고 판단된 경우, 상기 구동부의 전원을 오프시키는 전원 차단 수단
    을 포함하는 수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위치 정보는 시간에 따른 진동판의 위치 파형인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위치 정보 변화 검출 수단은 상기 위치 파형에 근거하여 사전 설정된 기간마다 데이터를 산출하는 데이터 산출 수단과, 상기 산출된 데이터 간의 변화량을 산출하는 변화량 산출 수단을 포함하며,
    상기 외부 충격 판단 수단은 상기 산출된 변화량이 사전 설정된 값을 초과한 경우, 외부로부터 충격이 가해졌다고 판단하는
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 최고값 및 최저값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 진동판의 위치의 평균값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 데이터는 n(n은 임의의 자연수)개의 임의의 시점에서의 위치값인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 파형은 임의의 진폭 및 주파수를 갖는 정현파인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 사전 설정된 기간은 한 주기인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 위치 정보 검출 수단은 위치 센서를 구비하는
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 위치 센서는 발광부와 수광부를 가지며,
    상기 발광부는 상기 진동판에 광을 조사하고,
    상기 수광부는 상기 진동판으로부터 반사된 광량을 측정하고, 상기 측정된 광량에 근거하여 상기 진동판의 위치 정보를 검출하는
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 발광부는 적외선 다이오드이고,
    상기 수광부는 적외선 트랜지스터인
    수직 진동형 운동 장치의 구동 제어 장치.
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