KR101093799B1 - 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구 - Google Patents

가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구 Download PDF

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박상현
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Abstract

본 발명은 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구에 관한 것으로서, 모니터에 표시된 다양한 가상 운동 경로에 맞추어 자전거 운동기구가 기울어질 뿐만 아니라 바퀴에 가해지는 부하를 조절함으로써 사용자가 실제 도로를 주행하는 것과 유사한 느낌으로 운동을 할 수 있도록 한 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 제공하는 것이다.
본 발명은 하부에서 안정적인 지지구조를 형성하면서 좌우 회전동작이 이루어지는 것으로, 하측에 배치된 하단지지프레임(110)과, 하단지지프레임(110)의 상부에서 이격 배치된 하부프레임(120)과, 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)의 양 단부에서 고정 설치되는 지지다리(130)와, 하단지지프레임(110)과 하부프레임(120) 사이에 설치되는 탄성스프링(140)과, 하부프레임(120)의 어느 한 위치에서 상향으로 설치되는 수직프레임(160)을 포함하고, 상기 하부프레임(120)은 한 쌍의 지지다리(130)에 설치된 제1연결축(150)으로부터 회동 가능하게 연결된 하부본체(100)와; 상기 수직프레임(160)의 상부에서 제2연결축(220)으로부터 회동 가능하게 연결된 상부프레임(210)과, 상부프레임(210)의 상부에 형성된 핸들(230) 및 의자(240)를 포함하는 상부본체(200)와; 상기 제2연결축(220)을 중심으로 회동 가능하게 연결된 상부프레임(210)을 상향 또는 하향으로 이동시키면서 상부프레임(210)의 기울기를 조절하는 것으로, 일측에 설치된 상하구동모터(320)와, 상기 상하구동모터(320)의 회전축으로부터 수직으로 연장 설치된 이송스크류(330)와, 상기 이송스크류(330)의 회전운동을 상하 직선운동으로 변환 동작하는 승하강부재(340)를 포함하고, 상부프레임(210)의 일측은 상기 승하강부재(340)에 결합되어 이송스크류(330)의 회전시 상부프레임(210)이 상하 방향으로 이동 및 기울어지도록 구성된 기울기조절부(300)와; 사용자가 폐달을 통해 동력을 발생시킴에 따라 회전 동작하고 상부프레임(210)측에 고정 설치되는 것으로, 폐달의 동력을 전달받는 구동휠(430)과, 상기 구동휠(430)의 회전력을 전달받는 종동휠(450)과, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)을 연결하여 상호간에 동력을 전달하는 동력전달수단(470)을 포함하는 구동부(400)와; 상기 구동부(400)의 회전 동작에 부하를 발생시켜 운동 강약을 조절하는 것으로, 전자석부(610)와, 상기 전자석부(610)의 둘레에 권취된 코일(620)과, 제어부(800)의 동작 제어신호로부터 상기 코일(620)에 동작 전원을 공급하는 회로부(630)를 포함하는 것으로, 권취된 코일(620)에 전류를 가하면 전자석부(610)가 자화되어 자기장을 형성하고, 금속으로 이루어진 구동휠(430) 또는 종동휠(450)은 전자석부(610)의 인력에 의해 회전 부하가 발생하도록 하는 전자식제동부(600)와; 각종 영상을 출력하는 모니터(720)를 포함하는 디스플레이부(700)와; 상기 디스플레이부(700)에 영상자료를 제공하고, 출력 영상에 따른 가상현실에 대응하고자 기울기조절부(300) 및 전자식제동부(600)에 동작 신호를 인가하는 제어부(800);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구 {Cycling machine}
본 발명은 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전방에 설치된 모니터를 통해 디스플레이되는 다양한 가상 운동경로의 상황에 맞추어 운동기구 전체의 기울기 및 구동부에 걸리는 부하를 조절하여 실제 도로를 주행하는 것과 유사한 느낌으로 운동을 할 수 있게 한 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구에 관한 것이다.
현대 사회가 산업화 및 도시화되고 교통수단이 발달함에 따라 현대인은 걷거나 움직이는 시간이 점차 감소할 뿐만 아니라, 운동할 수 있는 시간적, 공간적 여유가 없기 때문에 운동량은 점차 감소하고 이에 따라 건강은 약해지고 있다.
이러한 운동의 부족은 근육의 노화와 경직 현상을 발생시키고, 쉽게 피로감을 느끼게 할 뿐만 아니라 성인병을 발생시키는 주요 원인이 되고 있다.
따라서, 보다 쉽게 접하여 운동을 할 수 있는 다양한 종류의 운동기구가 개발되어 보급되고 있는 추세에 있으며, 이러한 운동기구들 중에 자전거를 모방하여 만들어진 실내용 자전거가 있다.
그러나, 이러한 실내용 자전거는 한정된 공간에서 운동을 하기 때문에 운동시간이 지루하고 답답하게 느껴지는 단점이 있었다. 이러한 단점을 개선하여 운동기구의 전면에 영상장치나 음향장치를 설치하여 영화를 감상하거나 음악을 들을 수 있게 한 것이 있으나, 운동 과정이 단순히 페달을 작동시키는 동작을 반복하여 이루어지므로 이 또한 쉽게 지루함을 느끼게 되는 단점이 있었다.
그리고, 근래에 들어서는 가상 현실을 이용한 각종 운동기구 및 게임장치가 개발되고 있는데, 이러한 가상 현실이란 컴퓨터를 이용하여 만들어진 가상 공간(Virtual Environment)안에 인간의 오감(시각, 청각, 촉각, 미각, 후각)을 통한 상호 작용을 실현하여 현실 세계에서의 활동 또는 공간적, 물리적 제약에 의해 직접 경험하지 못하는 상황을 간접 체험할 수 있는 정보 활동의 새로운 패러다임에 관한 것이다.
가상 현실을 체험할 수 있도록 적용된 기존의 게임장치 등에는 요철이 형성된 도로의 노면을 체험할 수 있도록 진동을 발생시키는 정도의 기술이 적용된 사례는 있으나, 오르막 및 내리막 도로를 직접 체험할 수 있도록 장치 전체가 기울어지거나, 특히, 실내용 자전거를 구현함에 있어서 오르막 및 내리막 도로의 조건을 간접 체험할 수 있도록 자전거 폐달의 회전시 부하가 조절되도록 한 실내용 자전거는 제시된 바가 없었다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 모니터에 표시된 다양한 가상 운동경로에 맞추어 자전거 운동기구가 기울어질 뿐만 아니라 바퀴에 가해지는 부하를 조절함으로써 사용자가 실제 도로를 주행하는 것과 유사한 느낌으로 운동을 할 수 있도록 한 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 하부에서 안정적인 지지구조를 형성하는 하부본체와, 상기 하부본체로부터 상향으로 이격된 위치에서 한 축으로부터 회동 가능하도록 설치되는 상부본체와, 상기 상부본체가 한 축을 중심으로 회동하여 상부본체의 기울기가 형성되도록 하는 기울기조절부와, 사용자가 폐달을 통해 동력을 발생시킴에 따라 회전 동작하는 구동부와, 상기 구동부의 회전 동작에 부하를 발생시키는 전자식제동부와, 자전거 운동시 흥미를 돋기 위해 각종 영상물을 출력하는 디스플레이부와, 프로그램에 따른 영상을 모니터상에 제공하면서 기울기조절부 및 전자식제동부에 동작 신호를 인가하는 제어부를 포함하여 구성되는 자전거 운동기구를 제안한다.
또한, 상기 전자식제동부는 전자석의 원리를 적용하여 자기장 형성에 따른 인력 발생으로 금속으로 이루어진 구동휠 또는 종동휠의 회전에 부하를 발생시키고, 이로 인해 폐달의 회전 동작이 어렵게되어 운동효과를 증대시킬 수 있는 기술을 제안한다.
본 발명에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구에 의하면, 사용자가 모니터에 디스플레이되는 다양한 운동경로를 따라 실제로 자전거를 달리는 듯한 가상 체험을 할 수 있게 함으로써 운동의 재미를 증대시킬 수 있도록 한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 자전거 운동기구는 가상의 운동 경로에 맞춰 대응 동작하기에 재미와 더불어 가상의 운동 경로를 주행하면서 체험할 수 있는 동일한 운동효과를 제공하는 효과도 있다.
또한, 구동부에 부하를 발생시키는 수단으로 전자석 원리를 적용한 전자식제동부를 제공함으로 간단한 설치구성 및 동작 원리로부터 다양한 부하를 발생시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 하부본체의 좌우 흔들림을 나타낸 동작 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부에 대한 요부 확대 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부에 대한 요부 확대 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부의 동작 상태도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 전자식제동부의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 전체 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구의 기울기 동작을 나타낸 동작 상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 전체 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 측면도이다.
상기와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구는, 하부에서 안정적인 지지구조를 형성하는 하부본체(100)와, 상기 하부본체(100)로부터 상향으로 이격된 위치에 배치되고 한 축으로부터 회동 가능하도록 설치되는 상부본체(200)와, 상기 상부본체(200)가 한 축을 중심으로 회동하여 상부본체(200)의 기울기가 형성되도록 하는 기울기조절부(300)와, 사용자가 폐달을 통해 동력을 발생시킴에 따라 회전 동작하는 구동부(400)와, 상기 구동부(400)의 회전 동작에 부하를 발생시키는 전자식제동부(600)와, 자전거 운동시 흥미를 돋기 위해 각종 영상물을 출력하는 디스플레이부(700)와, 프로그램에 따른 영상을 모니터상에 제공하면서 기울기조절부(300) 및 전자식제동부(600)에 동작 신호를 인가하는 제어부(800)를 포함하여 구성된다.
하부본체(100)의 상세한 구성은, 자전거 운동기구 하단에 배치된 하단지지프레임(110)과, 상기 하단지지프레임(110)으로부터 상향으로 이격된 위치에서 상호간 평행을 유지하면서 배치된 하부프레임(120)과, 상기 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)의 길이방향 양단부에 배치되어 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)을 고정 지지하면서 지면에 접촉되어 안정적인 지지구조를 형성하는 지지다리(130)와, 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)의 길이방향의 양단에서 하단지지프레임(110)과 하부프레임(120) 사이에 설치되는 탄성스프링(140)을 포함하여 구성된다.
이때, 상기 하단지지프레임(110)은 각각의 지지다리(130)와 움직임 없는 견고한 고정상태를 이루지만, 하부프레임(120)은 한 쌍의 지지다리(130)에 설치된 제1연결축(150)으로부터 회동 가능하도록 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 하부본체의 좌우 흔들림을 나타낸 동작 상태도이다.
상기와 같이, 하부프레임(120)이 제1연결축(150)을 중심으로 좌우 양방향으로 회동하는 동작에서 하단지지프레임(110)과 하부프레임(120) 사이에는 탄성스프링(140)이 설치되어 하부프레임(120)을 원위치로 복귀시키려는 탄성력이 작용되는 것으로, 이는 자전거 운동기구의 사용 중 좌우 방향의 흔들림 및 기울어짐을 사실감 있게 표현할 수 있는 구성이다.
바람직하게, 상기 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)의 길이방향인 전후 양 단부는 "T"자형과 같이 양측이 돌출된 공간부를 형성하고, 탄성스프링(140)은 양측으로 돌출된 공간부에 설치되도록 한다.
그리고, 상기 하부프레임(120)의 어느 한 위치에는 상향으로 수직프레임(160)이 더 설치되어 후술되는 상부본체(200)가 연결 및 지지될 수 있도록 하였다.
상부본체(200)의 상세한 구성은, 상기 수직프레임(160)의 상부에서 제2연결축(220)으로부터 회동 가능하게 연결 설치된 상부프레임(210)과, 상부프레임(210)의 상단에 형성되는 핸들(230) 및 의자(240)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 상부프레임(210)의 전방부는 수직 방향으로 관통된 공간부를 형성하고, 관통된 공간부를 중심으로 상부프레임(210)의 양 측면에 대한 대향하는 내측면에는 상하로 이격된 한 쌍의 수평바(211)가 좌우 양측의 내측면에 각각 형성되는 것으로, 이는 후술되는 승하강부재(340)의 베어링(342)이 한 쌍의 수평바(211) 사이에 배치되어 이송 동작할 수 있도록 한 것이다.
이와 같이, 상기 하부프레임(120)은 좌우 양방향으로 회전 동작할 수 있는 구성이며, 상기 상부프레임(210)은 상하 양방향으로 회전 동작할 수 있는 구성인 것으로, 본 발명에 따른 자전거 운동기구는 실제 자전거 주행시 움직일 수 있는 다방향에 대하여 유사한 동작을 제공한다.
기울기조절부(300)는 상기 제2연결축(220)을 중심으로 회동 가능하게 연결된 상부프레임(210)을 상향 또는 하향으로 이동시키면서 상부프레임(210)의 기울기를 조절하는 것으로, 도 4는 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부에 대한 요부 확대 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부에 대한 요부 확대 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 기울기조절부의 동작 상태도이다.
상기와 같이, 기울기조절부(300)는 하부프레임(120)의 일측 단부에서 수직방향으로 설치된 가이드프레임(310)과, 상기 가이드프레임(310)의 내측 하부에 설치된 상하구동모터(320)와, 상기 상하구동모터(320)의 회전축에서 수직 방향으로 연장 설치된 이송스크류(330)와, 이송스크류(330)의 회전운동을 상하 직선운동으로 변환 동작하는 승하강부재(340)를 포함하여 구성된다.
상기 승하강부재(340)는 내측에 상하 방향으로 관통되고 관통된 내측면에는 암나사가 형성된 연결통공(341)을 형성하여 이송스크류(330)가 수직 방향으로 치합 설치되는 것이며, 좌우 양측면에는 베어링(342)이 설치되어 상기 수평바(211) 사이에서 이송 동작하는 것이다.
이와 같은 기울기조절부(300)는, 승하강부재(340)의 양 측면에 설치된 베어링(342)이 레일 역할을 하는 수평바(211) 사이에 배치되는 것으로, 상하구동모터(320)의 동작시 이송스크류(330)가 회전하면서 승하강부재(340)는 상하 방향으로 직선운동을 하고, 승하강부재(340)는 수평바(211)를 밀어 올리거나 내리면서 이송 동작을 할 때 수평바(211)와 일체로 연결된 상부프레임(210)은 상승 또는 하강 동작하는 것이다. 또한, 상부프레임(210)은 제2연결축(220)을 통해 연결되어 있기에 상부프레임(210)은 제2연결축(220)을 중심으로 회동하며 기울기를 형성하는 것이다.
구동부(400)는 사용자가 폐달(480)을 통해 동력을 발생시킴에 따라 회전 동작하는 것으로, 상부프레임(210)의 승,하강 동작시에도 상호간 간섭을 받지 않고 자유롭게 회전 동작할 수 있도록 상부프레임(210)측에 구동부(400)가 고정 설치됨을 특징으로 한다.
이와 같은 구동부(400)의 상세한 구성은, 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 구동휠지지부(410)가 연장 설치되고, 상기 구동휠지지부(410)에서 일측으로 이격된 위치에는 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 종동휠지지부(420)가 연장 설치되며, 상기 구동휠지지부(410)에는 제3연결축(440)으로부터 구동휠(430)이 회전 가능하게 설치되고, 상기 종동휠지지부(420)에는 제4연결축(460)으로부터 종동휠(450)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)은 벨트 또는 체인 등의 동력전달수단(470)으로부터 상호 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성된다.
본 발명의 제 1실시예에 따른 자전거 운동기구는 좌식 자전거를 구성하는 것으로, 폐달(480)은 상기 제3연결축(440)의 양 단부에 설치되어 사용자가 폐달(480)을 이용하여 회전력을 발생시키면 이는 제3연결축(440)을 통해 구동휠(430)로 회전력이 전달되고, 구동휠(430)의 회전력은 동력전달수단(470)을 통해 종동휠(450)로 전달되는 동작 구성을 갖는 것이다.
전자식제동부(600)는 상기 구동부(400)의 회전 동작에 부하를 발생시킴으로 사용자가 폐달(480)을 회전시키는 과정에서 운동 강약을 조절할 수 있도록 한 것으로 상부프레임(210)의 하측에서 구동휠(430) 또는 종동휠(450)의 일측에 설치되는 것이며, 바람직하게는 종동휠(450)의 일측에서 이격 설치된다.
도 7은 본 발명에 따른 자전거 운동기구에서 전자식제동부의 구성을 나타낸 것이다. 상기와 같은 전자식제동부(600)는 전자석부(610)의 둘레에 다수의 코일(620)이 권취되고, 제어부(800)의 동작 제어신호로부터 상기 코일(620)에 동작 전원을 공급하는 회로부(630)를 포함한다.
본 발명에 따른 전자식제동부(600)의 동작은, 상기 권취된 코일(620)에 전류를 가하면 전자석부(610)가 자화되어 자기장을 형성하고 금속으로 이루어진 구동휠(430) 또는 종동휠(450)은 전자석부(610)의 자기력으로부터 발생한 인력에 의해 회전 부하가 발생하는 것으로, 이는 폐달(480)의 회전 동작이 어렵게되어 운동효과를 증대시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기와 같은 구성의 전자식제동부(600)는 공급 전압의 크기에 따라 자기력의 크기가 변화될 수 있기에 다양한 부하 조절이 가능하다.
디스플레이부(700)는, 본 발명에 따른 자전거 운동기구의 전방측 어느 한 부위에 설치된 거치대(710) 및 거치대(710)의 상단에 연결된 모니터(720)를 포함하여 구성되는 것으로, 제어부(800)를 통해 제공된 각종 영상 데이터를 모니터(720)를 통해 출력 제공하여 가상 현실을 시각적으로 보여주는 역할을 한다.
제어부(800)는 통상의 컴퓨터가 적용될 수 있으며, 각종 영상 및 음향 데이터를 보관하면서, 구축된 프로그램의 구동을 통해 영상 및 음향 제어신호를 출력할 수 있는 것으로, 음향신호는 도면에 도시되지 않았지만 스피커의 연결을 통해 출력될 수 있는 것이다.
또한, 제어부(800)는 자전거 운동 프로그램을 구축 후 이를 실행하면서 다양한 운동효과를 제공하는 것으로, 영상신호는 모니터(720)를 통해 출력되고, 영상신호를 제공하면서 자전거가 오르막 또는 내리막 상황을 연출하고자 할 때에는 기울기조절부(300)의 상하구동모터(320)에 동작 제어신호를 인가하여 상부프레임(210)이 상향 또는 하향으로 기울어지는 동작이 연출되는 것이다.
또한, 자전거가 오르막 동작일 경우에는 폐달(480)에 더욱 큰 힘이 인가되어야 하기에 제어부(800)에서는 전자식제동부(600)의 회로부(640)에 동작 제어신호를 인가하여 전자석부(630)가 종동휠(450)측으로 이동 접촉하여 종동휠(450)과 전자석부(630)의 접촉으로 인해 상호간의 마찰력을 증대시켜 종동휠(450)의 회전 동작에 부하를 발생시키는 것이다.
이와 같이, 제어부(800)에서는 각종 영상을 제공하면서, 그 영상에 대응하는 자전거의 상태를 조절함으로 가상 현실에 대응하는 자전거 운동기구를 제공하는 것이다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 전체 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구를 나타낸 측면도이며, 도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구의 기울기 동작을 나타낸 동작 상태도이다.
상기와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 자전거 운동기구는 누워서 폐달을 구동시키는 와식 형태의 자전거 운동기구에 대한 것으로, 전체적인 구성은 제 1실시예의 것과 동일하나 사용자로부터 동력을 전달받아 회전하는 폐달(480) 및 구동휠(430)의 위치가 전방측이 위치하여 사용자가 폐달(480)을 회전시키는 자세가 누워서 구동시키는 형태가 되는 것이다.
즉, 본 발명의 제 1실시예에 의하면 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 종동휠지지부(420)가 연장 설치되고, 상기 종동휠지지부(420)에는 제4연결축(460)으로부터 회전 가능하도록 설치된 종동휠(450)이 설치되며, 상기 종동휠(450)의 위치를 기준으로 후방측으로는 구동휠지지부(410)가 상부프레임(210)으로부터 하측으로 연장 설치되고, 상기 구동휠지지부(410)에는 제3연결축(440)으로부터 구동휠(430)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)은 동력전달수단(470)으로부터 상호 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되고, 제3연결축(440)의 양단에는 폐달(480)이 설치되어 사용자로부터 구동력을 전달받는다. 이러한 구성은 사용자가 허리를 펴고 의자(240)에 앉아서 폐달(480)을 회전시키게 되는 통상의 좌식형 자전거의 형태가 되는 것이다.
반면, 본 발명의 제 2실시예에 의하면 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 종동휠지지부(420)가 연장 설치되고, 상기 종동휠지지부(420)에는 제4연결축(460)으로부터 회전 가능하도록 설치된 종동휠(450)이 설치되며, 상기 종동휠(450)의 위치를 기준으로 전방측으로는 구동휠지지부(410)가 상부프레임(210)으로부터 하측으로 연장 설치되고, 상기 구동휠지지부(410)에는 제3연결축(440)으로부터 구동휠(430)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)은 동력전달수단(470)으로부터 상호 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되고, 제3연결축(440)의 양단에는 폐달(480)이 설치되어 사용자로부터 구동력을 전달받는다. 이러한 구성은
이러한 구성은 사용자의 착석 위치와 폐달(480)과의 이격 거리가 길기 때문에 사용자는 폐달(480)을 회전시키기 위해서 다리를 전방측으로 뻗어야하며, 이때 사용자는 거의 누운 형태를 취하게 되는 것으로 이는 와식형 자전거의 형태가 되는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.
100 : 하부본체 110 : 하단지지프레임
120 : 하부프레임 130 : 지지다리
140 : 탄성스프링 150 : 제1연결축
160 : 수직프레임 200 : 상부본체
210 : 상부프레임 211 : 수평바
220 : 제2연결축 230 : 핸들
240 : 의자 300 : 기울기조절부
310 : 가이드프레임 320 : 상하구동모터
330 : 이송스크류 340 : 승하강부재
341 : 연결통공 342 : 베어링
400 : 구동부 410 : 구동휠지지부
420 : 종동휠지지부 430 : 구동휠
440 : 제3연결축 450 : 종동휠
460 : 제4연결축 470 : 동력전달수단
480 : 폐달 600 : 전자식제동부
610 : 전자석부 620 : 코일
630 : 회로부 700 : 디스플레이부
710 : 거치대 720 : 모니터
800 : 제어부

Claims (4)

  1. 하부에서 안정적인 지지구조를 형성하면서 좌우 회전동작이 이루어지는 것으로, 하측에 배치된 하단지지프레임(110)과, 하단지지프레임(110)의 상부에서 이격 배치된 하부프레임(120)과, 하단지지프레임(110) 및 하부프레임(120)의 양 단부에서 고정 설치되는 지지다리(130)와, 하단지지프레임(110)과 하부프레임(120) 사이에 설치되는 탄성스프링(140)과, 하부프레임(120)의 어느 한 위치에서 상향으로 설치되는 수직프레임(160)을 포함하고, 상기 하부프레임(120)은 한 쌍의 지지다리(130)에 설치된 제1연결축(150)으로부터 회동 가능하게 연결된 하부본체(100)와;
    상기 수직프레임(160)의 상부에서 제2연결축(220)으로부터 회동 가능하게 연결된 상부프레임(210)과, 상부프레임(210)의 상부에 형성된 핸들(230) 및 의자(240)를 포함하는 상부본체(200)와;
    상기 제2연결축(220)을 중심으로 회동 가능하게 연결된 상부프레임(210)을 상향 또는 하향으로 이동시키면서 상부프레임(210)의 기울기를 조절하는 것으로, 일측에 설치된 상하구동모터(320)와, 상기 상하구동모터(320)의 회전축으로부터 수직으로 연장 설치된 이송스크류(330)와, 상기 이송스크류(330)의 회전운동을 상하 직선운동으로 변환 동작하는 승하강부재(340)를 포함하고, 상부프레임(210)의 일측은 상기 승하강부재(340)에 결합되어 이송스크류(330)의 회전시 상부프레임(210)이 상하 방향으로 이동 및 기울어지도록 구성된 기울기조절부(300)와;
    사용자가 폐달을 통해 동력을 발생시킴에 따라 회전 동작하고 상부프레임(210)측에 고정 설치되는 것으로, 폐달의 동력을 전달받는 구동휠(430)과, 상기 구동휠(430)의 회전력을 전달받는 종동휠(450)과, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)을 연결하여 상호간에 동력을 전달하는 동력전달수단(470)을 포함하는 구동부(400)와;
    상기 구동부(400)의 회전 동작에 부하를 발생시켜 운동 강약을 조절하는 것으로, 전자석부(610)와, 상기 전자석부(610)의 둘레에 권취된 코일(620)과, 제어부(800)의 동작 제어신호로부터 상기 코일(620)에 동작 전원을 공급하는 회로부(630)를 포함하는 것으로, 권취된 코일(620)에 전류를 가하면 전자석부(610)가 자화되어 자기장을 형성하고, 금속으로 이루어진 구동휠(430) 또는 종동휠(450)은 전자석부(610)의 인력에 의해 회전 부하가 발생하도록 하는 전자식제동부(600)와;
    각종 영상을 출력하는 모니터(720)를 포함하는 디스플레이부(700)와;
    상기 디스플레이부(700)에 영상자료를 제공하고, 출력 영상에 따른 가상현실에 대응하고자 기울기조절부(300) 및 전자식제동부(600)에 동작 신호를 인가하는 제어부(800);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부(400)는, 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 종동휠지지부(420)가 연장 설치되고, 상기 종동휠지지부(420)에는 제4연결축(460)으로부터 회전 가능하도록 설치된 종동휠(450)이 설치되며, 상기 종동휠(450)의 위치를 기준으로 후방측으로는 구동휠지지부(410)가 상부프레임(210)으로부터 하측으로 연장 설치되고, 상기 구동휠지지부(410)에는 제3연결축(440)으로부터 구동휠(430)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)은 동력전달수단(470)으로부터 상호 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되고, 제3연결축(440)의 양단에는 폐달(480)이 설치되어 사용자로부터 구동력을 전달받도록 구성된 것을 특징으로 하는 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부(400)는, 상부프레임(210)의 어느 한 위치에서 하측 방향으로 종동휠지지부(420)가 연장 설치되고, 상기 종동휠지지부(420)에는 제4연결축(460)으로부터 회전 가능하도록 설치된 종동휠(450)이 설치되며, 상기 종동휠(450)의 위치를 기준으로 전방측으로는 구동휠지지부(410)가 상부프레임(210)으로부터 하측으로 연장 설치되고, 상기 구동휠지지부(410)에는 제3연결축(440)으로부터 구동휠(430)이 회전 가능하게 설치되며, 상기 구동휠(430)과 종동휠(450)은 동력전달수단(470)으로부터 상호 연결되어 동력을 전달할 수 있도록 구성되고, 제3연결축(440)의 양단에는 폐달(480)이 설치되어 사용자로부터 구동력을 전달받도록 구성된 것을 특징으로 하는 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기울기조절부(300)는, 하부프레임(120)의 일측 단부에서 수직방향으로 설치된 가이드프레임(310)과, 상기 가이드프레임(310)의 내측 하부에 설치된 상하구동모터(320)와, 상기 상하구동모터(320)의 회전축에서 수직 방향으로 연장 설치된 이송스크류(330)와, 상기 이송스크류(330)의 회전운동을 상하 직선운동으로 변환 동작하는 것으로 상하 방향으로 관통된 통공의 내측면에는 암나사가 형성된 연결통공(341)을 형성하여 이송스크류(330)와 결합되고, 좌우 양측면에는 베어링(342)이 회전 가능하도록 설치된 승하강부재(340)를 포함하여 구성되고,
    상기 상부프레임(210)의 전방부는 수직 방향으로 관통된 공간부를 형성하고, 관통된 공간부를 중심으로 상부프레임(210)의 대향하는 내측면에는 상하로 이격된 한 쌍의 수평바(211)가 각각 형성되는 것으로, 상기 승하강부재(340)의 베어링(342)은 한 쌍의 수평바(211) 사이에 배치되어 이송 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 가상 현실에 대응 동작하는 자전거 운동기구.
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