KR200216820Y1 - 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조깅이나 댄스 중에 발생하는 인체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 음향을 발생시킬 수 있도록 함으로써 장소적인 제약이 없이 운동 의욕을 고취시킬 수 있도록 한 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 조깅이나 댄스 중에 발생하는 인체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 음향을 발생시킬 수 있도록 함으로써 장소적인 제약이 없이 운동 의욕을 고취시킬 수 있도록 한 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치에 관한 것이다.

본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치는 인체의 적소에 부착되어 인체의 동작에 의해 교류 전력을 생성하는 발전기 유니트; 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 직류 발생부 및 상기 직류 전력을 공급받아 동작하는 음향 발생부를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 직류 발생부 및 상기 음향 발생부는 인체에 부착할 수 있도록 된 본체에 내장되며, 상기 발전기 유니트는 상기 본체에서 착탈 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

Description

인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치{sound producing apparatus using human exercise energy}

본 고안은 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치에 관한 것으로, 특히 조깅이나 댄스 중에 발생하는 인체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 음향을 발생시킬 수 있도록 함으로써 운동 의욕을 고취시킬 수 있도록 한 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치에 관한 것이다.

근래 들어, 식생활이 개선되고 국민 소득이 향상되는데다 산업화와 자가용의 보편화 등으로 인하여 운동량이 급격히 줄어들게 되어 국민 중에 비만자가 차지하는 비율이 점점 증가하는 추세에 있다. 더욱이, 여성의 경우에는 옷맵시 등을 위하여 날씬한 체형을 유지하고자 하는 욕망이 보편화되고 있고, 이를 반영하듯이 약물 요법, 식이 요법 및 운동 요법 등의 다양한 다이어트 방법이 방송 및 신문지상을 통하여 활발하게 소개되어 있다. 그리고, 이들 다이어트 요법 중에서는 운동 요법이 가장 실효성이 있고 부작용이 적은 것으로 알려져 있는데, 시/공간적인 제약, 심리적인 지루함 및 체력적인 어려움 등으로 인하여 운동을 지속적으로 못하게 되고, 이에 따라 어렵게 결심한 다이어트에 종종 실패를 보게 된다.

한편, 이러한 어려움을 감안하여 운동 의욕을 고취시키고 운동을 보다 즐겁게 할 수 있는 다양한 장치가 개발되어 있는 바, 예를 들어 노래를 부르는 동안의 칼로리 소모량을 산출하여 모니터에 표시해 주는 노래방 기기나 DDR(Dance Dance Revolution)로 알려져서 현재까지도 맹위를 떨치고 있는 스텝 유도 장치 등이 대표적인 것이다.

그러나, 전술한 노래방 기기는 고가이기 때문에 업소용으로 일부 보급되어 있을 뿐이고, 스텝 유도 장치의 경우에는 컴퓨터와 연결하여 사용해야 하기 때문에 컴퓨터가 없거나 컴퓨터에 문외한인 경우에는 접근이 어렵다고 하는 문제점이 있다.

또한, 이들 장치는 모두 상용 교류 전원에 연결하여 사용하도록 되어 있기 때문에 장소적인 제약을 많이 받는다고 하는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 조깅이나 댄스 중에 발생하는 인체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 음향을 발생시킬 수 있도록 함으로써 장소적인 제약이 없이 운동 의욕을 고취시킬 수 있도록 한 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치는 인체의 적소에 부착되어 인체의 동작에 의해 교류 전력을 생성하는 발전기 유니트; 상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 직류 발생부 및 상기 직류 전력을 공급받아 동작하는 음향 발생부를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 직류 발생부 및 상기 음향 발생부는 인체에 부착할 수 있도록 된 본체에 내장되며, 상기 발전기 유니트는 상기 본체에서 착탈 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 음향은 악곡이 되는 것이 바람직하고, 이 경우에 상기 음향 발생부는, 상기 본체에 내장되며 적어도 하나 이상의 악곡을 선택하는 악곡 저장부, 상기 악곡 저장부에 저장된 악곡을 선택하는 악곡 선택부, 선택된 악곡을 음향으로 출력하는 음향 출력부 및 상기 악곡 선택부를 통해 선택된 악곡을 파악하여 상기 악곡 저장부로부터 상기 선택된 악곡을 읽어 들인 후에 상기 음향 출력부로 출력하는 제어부를 포함하는 보조 기능부 및 독립 전원으로 구현되어 상기 보조 기능부에 동작 전원을 공급하는 기본 전원부를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 나아가 상기 음향 출력부는 상기 직류 발생부의 전력과 상기 기본 전원부의 전력의 합에 의해 구동되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 본체의 적소에 상기 직류 발생부에서 발생한 전력에 의거하여 산출된 운동량을 표시하는 운동량 표시기를 더 구비시키는 것이 바람직하다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 외관을 보인 사시도,

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 발전기 유니트를 개략적으로 보인 정면도,

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 발전기의 내부 구성을 개략적으로 보인 단면도,

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 전력 계통도,

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 전기적인 기능 블록도,

도 6은 본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 착용 상태도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***,

10: 본체, 11: 악곡 선택키,

12: 선곡 번호 표시기, 13: 스피커 홀,

14: 벨트 연결편, 15: 벨트,

16: 고정 부재, 17a: 발전기 잭,

17b: 이어폰 잭, 17c: 마이크로폰 잭,

18: 전지 교체용 덮개, 19: 운동량 표시기,

19a: 리세트 스위치, 19b: 전원 스위치,

20: 발전기 유니트, 21: 발전기,

22: 중공 통체, 22a: 통공,

23: 충격 흡수 부재, 24: 영구 자석,

25: 유도용 코일, 26: 수납 자루,

27: 연결 부재, 27a: 고정 부재,

28: 나선형 전선, 29: 핀 플러그,

30: 마이크로폰, 31: 고정 클립,

40: 기본 전원부, 50: 직류 발생부,

60: 디지털 회로부, 61: 제어부,

62: 악곡 선택부, 63: 운동량 감지부,

64: 악곡 저장부, 65: 표시기 구동부,

66: D/A 변환부, 67: 리세트 회로부,

70: 아날로그 회로부, 71: 믹서,

72: 증폭부, 73: 스피커,

74: 이어폰

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 외관을 보인 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 악곡 재생 장치는 크게 악곡 재생과 관련된 각종 전기/전자 부품이 내장된 본체(10) 및 본체(10)에 전선으로 연결된 채로 인체의 적소, 예를 들어 손목 또는 발목에 부착되어 댄스나 조깅 중에 인체에서 발생하는 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기 유니트(20)로 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 본체(10)의 적소, 예를 들어 상면에는 악곡 선택키(11)가 배치되는데, 이러한 악곡 선택키(11)는 예를 들어 선곡 가능한 십진 자릿수 만큼의 업/다운 키로 구현될 수 가 있다. 본체(10)의 상면에는 또한 현재 선택된 악곡을 시각적으로 확인할 수 있는 표시기(12)가 배치되어 있는데, 이러한 표시기(12)는 액정 등으로 구현될 수 있을 것이다. 본체(10)의 적소, 예를 들어 정면에는 스피커(미도시)에서 발생한 음향이 본체(10)의 외부로 효율적으로 흘러나올 수 있도록 다수개의 스피커 홀(13)이 형성되어 있다. 본체(10)의 적소, 예를 들어 하부에는 후술하는 기본 전원부를 구성하는 전지를 삽입 또는 교체하는데 사용하는 전지 교체용 덮개(18)가 마련되어 있다.

한편, 발전기 유니트(20)는 인체의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는데, 이렇게 변환된 전기 에너지는 전선(28)을 경유하여 본체(10)에 연결된다. 그리고, 이러한 발전기 유니트(20)는 본체(10)에서 분리하여 보관할 수 있도록 하는 것이 바람직한 바, 이를 위해 전선(28)의 자유 단부에는, 예를 들어 핀 플러그(29)가 설치되어 있고, 본체(10)에는 이러한 핀 플러그(29)가 삽입되는 발전기 잭(17a)이 설치되어 있다.

나아가, 본체(10)를 인체의 적소, 예를 들어 허리에 부착할 수 있도록 하는 것이 바람직한 바, 이를 위해 본체(10)의 양 측면에는 벨트 연결편(14)이 마련되고, 이러한 벨트 연결편(14)에는 각각의 단부에 고정 부재(16)가 마련되어 있는 벨트(15)가 연결되어 있다. 도시하지는 않았지만, 인체의 허리 사이즈의 다양함을 감안하여 벨트(15)의 길이를 조절할 수 있는 길이 조절 부재가 더 구비될 수 있는 바, 이러한 고정 부재(16) 및 길이 조절 부재는 혁대, 가방 또는 배낭 등에서 채택된 여러 공지의 기술 중 적절한 것을 사용할 수 있을 것이다.

도면에서 미설명 부호 17c와 17b는 각각 마이크로폰(30)을 연결할 때 사용되는 마이크로폰 잭과 이어폰(후술함)을 연결할 때 사용하여 이어폰 잭을 나타내고, 미설명 부호 19는 순시 또는 누적 운동량을 표시하는 운동량 표시기를 나타내며, 19a는 운동량 표시기(19)를 리세트시키는 리세트 스위치를 나타내며, 19b는 전원 스위치를 나타낸다.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 발전기 유니트를 개략적으로 보인 정면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 발전기 유니트(20)는 발전기(21)가 수납되는 자루(26), 수납 자루(26)로부터 연장되어 인체의 손목 또는 발목에 감겨지는 연결 부재(27), 연결 부재(27)에 마련되는 고정 부재(27a) 및 발전기(21)에서 생성된 전기 에너지를 본체(10)로 전달하는 전선(28)으로 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 전선(28)은 인체의 활동성을 충분히 보장하기 위해 전화기에서 본체에 송수화기를 연결하는 전선과 같은 나선형으로 구현하는 것이 바람직하다. 또한, 본체(10)와 마찬가지로 손목이나 발목의 다양한 사이즈를 충분히 수용할 수 있도록 길이 조절 부재를 구비시킬 수도 있다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 발전기의 내부 구성을 개략적으로 보인 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 발전기(21)는 예를 들어 마찰계수가 극히 작은 플라스틱 재질로 이루어진 중공의 통체(22)의 내부 양단에 충격 흡수 부재(23), 바람직하게는 플라스틱제 스프링이 설치되고, 이들 충격 흡수 부재(23) 사이에 영구 자석(24)이 왕복 운동할 수 있도록 자유 삽입되며, 통체(22)의 외측에 유도용 코일(25)이 권취되어 이루어질 수 있다. 그리고, 통체(22)의 적소에는 영구 자석(24)의 왕복 운동이 원활히 이루어질 수 있도록 통공(22a)을 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 전력 계통도이고, 도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 전기적인 기능을 설명하기 위한 블록도이다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 전력 계통은 악곡의 선택 제어나 운동량 표시와 관련된 디지털 회로부(60), 선택된 악곡의 출력과 관련된 아날로그 회로부(70), 디지털 회로부(60)에 동작 전력을 제공하는 기본 전원부(40), 발전기(21) 및 발전기(21)에서 생성된 교류 전력을 직류 전력으로 변환시키며 아날로그 회로부(70)에 대해 기본 전원부(40)와 직렬로 연결된 직류 발생부(50)로 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 기본 전원부(40)는 예를 들어 건전지나 축전지로 이루어질 수 있고, 디지털 회로부(60)는 악곡을 선택하는 악곡 선택부(62), 인체의 운동량을 감지하는 운동량 감지부(63), 다수의 악곡을 저장하는 악곡 저장부(64), 악곡 선택부(62)에 의해 선택된 곡 번호를 표시하는 선곡 번호 표시기(12), 운동량을 숫자로 표시하는 운동량 표시기(19), 선곡 번호 표시기(12)와 운동량 표시기(19)를 구동하는 표시기 구동부(65), 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환하는 D/A 변환부(66) 및 운동량 감지부(63)에서 감지된 신호 및 악곡 선택부(62)에서 선택된 번호에 의거하여 자체에서 산출한 순시 또는 누적 운동량을 표시하도록 표시기 구동부(65)를 제어하며 선택된 번호에 해당하는 악곡을 악곡 저장부(64)에서 읽어 들여 D/A 변환부(66)에 제공하는 제어부(61)로 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 운동량 감지부(63)는, 예를 들어 직류 발생부(50)에서 발생된 전압 신호를 이용하는 형태로 구현될 수 있는 바, 제어부(61)는 이러한 전압 신호를 순시적으로 이용하거나 또는 매 샘플링 시간마다 누적하여 얻어진 값을 운동량으로 취할 수 있을 것이다. 이 때, 운동량을 칼로리를 표시하는 것이 바람직할 것인 바, 이를 위해 실험에 의해 미리 정해져서 제어부(61)에 탑재된 전압 신호대 칼로리 변환 테이블을 이용할 수도 있을 것이다. 악곡 저장부(64)는 예를 들어, ROM(Read Only Memory)이나 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리로 구현될 수 있다.

아날로그 회로부(70)는 D/A 변환부(66)에서 변환된 아날로그 악곡 신호를 마이크로폰(30)을 통하여 입력된 음성 신호와 혼합하는 믹서(71), 믹서(71)에서 혼합된 아날로그 신호를 소정의 비율로 증폭하는 증폭부(72) 및 증폭부(72)를 통해 증폭된 전기 신호를 음파의 형태로 출력하는 스피커(73) 또는 이어폰(74) 등으로 구현될 수 있다.

한편, 아날로그 회로부(70)의 내부 구성은 운동 의욕을 고취시키기 위하여 기본 전원부(40)만으로는 동작이 되지 않고, 발전기(21)에 의해 생성된 전원이 직류 발생부((50)를 경유하여 기본 전원부(40)에 합쳐질 때에만 동작하도록 구현하는 것이 바람직하다. 따라서, 발전기(21)에 의해 생성된 전기 에너지가 크면 클수록 스피커 또는 이어폰을 통해 출력되는 음향이 커지게 될 것이다. 도 5에서 미설명 부호 67은 운동량 표시기(19)를 리세트시키는 리세트 회로부를 나타낸다.

도 6은 본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 악곡 재생 장치의 착용 상태도를 보인 사시도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 고안의 장치를 사용하기 위해 사용자는 본체(10)를 자신의 허리에 차고, 발전기 유니트(20)를 손목에 찬 상태에서 본체(10)에 연결하게 된다. 이어서, 마이크로폰(30)이나 이어폰(74)을 필요에 따라 본체(10)에 연결한 상태에서, 전원 스위치(19b)를 온시킴으로써 장치를 동작 대기 상태로 만든다. 다음에, 선곡 번호 표시기(12)를 통해 확인하면서 악곡 선택키(11)를 조작하여 원하는 악곡을 입력하게 되는데, 원하는 악곡은 예를 들어 매뉴얼 형태로 주어지는 악곡 리스트를 참조하여 선정할 수가 있다. 다음으로, 제어부(61)에서는 선택된 악곡을 악곡 저장부(64)에서 읽어들여 D/A 변환부(66)로 출력하게 되고, D/A 변환부(66)에서는 이렇게 입력받은 디지털 악곡 데이터를 아날로그 데이터로 변환하여 믹서(71)로 출력하게 된다.

한편, 이 상태에서는 기본 전원부(40) 전력만이 아날로그 회로부(70)에 인가되어, 즉 전력이 충분하지 못하여 스피커(73)를 구동할 수 없는 상태로 되는데, 인체가 댄스 중에 손동작을 함에 따라 영구 자석(24)이 중공 통체(22) 내에서 왕복 운동하게 됨으로써 유도용 코일(25)에 교류 전력이 생성된다. 그리고, 이렇게 생성된 교류 전력이 직류 발생부(50)에서 직류로 변환되어 아날로그 회로부(70)에 기본 전원부(40)의 전력과 함께 공급됨으로써 스피커(73)를 통하여 음파가 출력되게 된다. 따라서, 인체가 손동작을 크고 빠르게 하면 할수록 스피커(73)에 공급되는 전력이 증가되어 스피커에서 출력되는 소리도 커지게 된다. 한편, 이렇게 댄스가 진행되는 동안 제어부(61)에서는 직류 발생부(50)에서 생성된 전압의 크기를 소정의 샘플링 시간 간격마다 읽어 들여 누적하고, 이를 미리 탑재된 전압 신호대 칼로리 변환 테이블에서 읽어들인 후에 표시기 구동부(65)를 통하여 운동량 표시기(19)에 출력함으로써 사용자가 소모한 칼로리의 량을 확인할 수 있게 된다.

본 고안의 인체의 운동 에너지를 이용한 음향 생성 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 본체(10)의 벨트(15)나 발전기 유니트(20)의 연결 부재(27)를 고정 부재(16),(27a)가 없는 단일의 신축성 벨트로 구현할 수도 있고, 이외에도 본체(10)를 바닥 거치형이나 어깨에 매는 형태로 변형시킬 수도 있을 것이다.

본체(10)의 내부 구성과 관련하여서는, 라디오, MP(Media Player)3 플레이어, 카세트 테이프 플레이어 또는 콤팩트 디스크 플레이어 등을 본 고안의 취지에 맞도록 변형시켜 구현할 수도 있을 것인 바, 이 경우에 직류 발생부(50)에서 생성된 전력이 아날로그 회로부(70)에 영향을 미치도록 변형하는 것이 바람직할 것이다. 더 나아가, 음향 발생 장치를 아주 단순화시켜서 라디오로 한 경우에는 기본 전원부를 별도로 두지 않고 직류 발생부에서 생성된 전력만을 사용할 수도 있을 것이다.

한편, 발전기 유니트(20)를 두 개 이상으로 구현하여 양 손목이나 발목에 부착할 있도록 하거나 하나의 발전기 유니트(20)에 두 개 이상의 발전기(21)를 직렬 또는 병렬로 연결함으로써 보다 큰 전력이 생성되도록 할 수도 있을 것이고, 직류 발생부(50)를 발전기 유니트(20)에 내장시킬 수도 있을 것이다.

마지막으로, 후술하는 실용신안 등록청구의 범위에서의 '음향 발생부'는 본 고안의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 라디오와 같은 단순한 기기에서부터 카세트 테이프 플레이어, 콤팩트 디스크 플레이어 또는 MP3 플레이어 등과 같이 상대적으로 복잡한 기기가 될 수 있으며, 이외에도 도면에 도시한 실시예에서와 같이 전용의 오디오 기기가 될 수도 있음을 밝혀 둔다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치에 따르면, 사용자의 몸놀림에 의해 장치에서 재생되는 음향의 크기가 변화됨으로써 운동 의욕을 고취시킬 수가 있으며, 건전지나 축전지 등의 기본 전원과 인체의 몸놀림에 의해 생성된 전기 에너지를 구동 전원으로 이용하기 때문에 사용 장소 상의 제약을 받지 않는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 인체의 적소에 부착되어 인체의 동작에 의해 교류 전력을 생성하는 발전기 유니트;

   상기 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 직류 발생부 및

   상기 직류 전력을 공급받아 동작하는 음향 발생부를 포함하여 이루어진 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 직류 발생부 및 상기 음향 발생부는 인체에 부착할 수 있도록 된 본체에 내장되며, 상기 발전기 유니트는 상기 본체에서 착탈 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 음향은 악곡이고,

   상기 음향 발생부는, 상기 본체에 내장되며 적어도 하나 이상의 악곡을 선택하는 악곡 저장부, 상기 악곡 저장부에 저장된 악곡을 선택하는 악곡 선택부, 선택된 악곡을 음향으로 출력하는 음향 출력부 및 상기 악곡 선택부를 통해 선택된 악곡을 파악하여 상기 악곡 저장부로부터 상기 선택된 악곡을 읽어 들인 후에 상기 음향 출력부로 출력하는 제어부를 포함하는 보조 기능부 및 독립 전원으로 구현되어 상기 보조 기능부에 동작 전원을 공급하는 기본 전원부를 더 포함하여 이루어지며,

   상기 음향 출력부는 상기 직류 발생부의 전력과 상기 기본 전원부의 전력의 합에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 인체의 운동 에너지를 활용한 음향 발생 장치.
4. 제 1 항에 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 본체의 적소에 상기 직류 발생부에서 발생한 전력에 의거하여 산출된 운동량을 표시하는 운동량 표시기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 인체의 운동 에너지를 활용하는 음향 발생 장치.