KR20040082652A - 레이저 빔을 이용한 전자식 줄넘기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운동 시에 많이 사용되는 기존 줄넘기 도구의 줄을 전자적으로 구현하기 위한 레이저빔 구동장치와 줄넘기 도중에 줄이 발에 걸림을 감지하기 위한 레이저 빔 감지장치, 줄이 발에 걸렸을 때의 감각을 효과적으로 느끼도록 하기 위한 압축공기 분출장치, 그리고 전면 판의 기능 스위치와 표시등 및 스피커를 인터페이스하며 시스템의 전반적인 기능을 구현하는 제어장치로 구성됨을 특징으로 하는 전자식 줄넘기 수단을 제공한다.

본 발명에 의하면 운동이 부족하기 쉬운 현대인이 기존의 줄넘기를 사용하는 경우와는 달리 마음속으로 줄넘기 횟수를 기억하지 않고도 원하는 시간동안 적정한 운동량을 설정하여 좁은 공간에서도 전자적인 줄넘기가 가능하며 줄이 발에 걸렸을 경우에는 압축공기를 분사함으로서 실감있고 흥미롭게 운동이 가능하며, 따라서 하체운동이 부족하기 쉬운 골프연습장이나 기타 헬스클럽, 오락실, 사무실 등의 건물에서 편리하게 이용이 가능하다.

Description

레이저빔을 이용한 전자식 줄넘기장치 {Rope-Jumping Apparatus Using the Laser Beam}

줄넘기는 간단한 도구로서 좁은 공간에서 운동이 가능하고 전신운동 중에서도 특히 하체운동을 강화시켜 주기 때문에 줄넘기만으로도 현대인이 잃기 쉬운 건강을 지킬 수 있는 장점이 있으나 기존의 방법은 사용자가 적당한 길이나 무게의 줄넘기를 구비하여 다녀야 하는 번거로움이 있고 또한 줄넘기 도중에 줄넘기의 횟수를 마음속으로 기억하여야 하기 때문에 편한 상태에서 운동이 힘들고, 집과 같은 실내에서 사용할 경우에는 줄에 의해 천장에 설치된 전등 등이 손상되기 쉽고, 중장년 층이 사용하기에는 품위에 어울리지 않은 문제가 있다.

따라서 줄넘기가 갖는 운동의 장점을 살리면서도 줄넘기를 하는 동안 줄넘기 횟수를 기억할 필요가 없이 자동적으로 줄넘기의 횟수를 카운트하여 자신의 운동량을 파악할 수 있도록 하고 가능한 재미있게 장치의 사용이 가능하게 함으로서 줄넘기의 사용을 활성화할 수 있도록 하면 상체만 주로 사용하기 때문에 운동의 불균형을 가져오기 쉬운 골프연습장이나 장소가 좁은 헬스클럽, 사무빌딩 등과 같은 장소에서 널리 사용될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고 줄넘기가 갖는 장점을 살릴 수 있는 줄넘기 대체용 운동기구를 위한 것으로 실내에서도 줄넘기를 수행할 수 있고 줄넘기 횟수를 기억할 필요가 없이 전자적으로 줄넘기의 카운트가 가능하도록 하고, 줄이 발에 걸렸을 경우에는 이를 감지하여 줄이 발에 걸린 것과 같은 유사한 음향 및 감각적 효과를 내도록 하여 실제적으로 줄넘기를 하는 것과 같은 느낌을 갖도록 함은 물론 협소한 장소에서도 편리한 사용이 가능하도록 하는데 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치의 외형을 보이는 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치의 전면판 구성을 보이는 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치의 하드웨어 구성을 보이는 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치에서 줄넘기 동작을 발생하는데 필요한 시간에 따른 신호 파형과 장치의 작동을 설명하는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치에서 동작 프로그램의 기능적 흐름을 보이는 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전자식 줄넘기 본체 20 : 전면판

11A-11B : 압축공기 노즐 12 : 전원스위치

21 : 세븐 세그먼트 디스플레이 22 : 동작시간 조절 스위치

23 : 1회/2회 넘기 스위치 24 : 속도변경 스위치

25 : 줄높이 변경 스위치 26 : 줄소리 표시등

27 : 스피커 28 : 발걸림 표시등

30 : 전자식 줄넘기 발판장치 31: 레이저 광원

32 : 레이저광 센서 33 : 레이저 빔

34 : 발판

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 운동 시에 많이 사용되는 일반적인 줄넘기의 줄을 전자적으로 구현하기 위한 레이저 빔 구동장치와 줄넘기 도중에 줄이 발에 걸림을 감지하기 위한 레이저 빔 감지장치, 줄이 발에 걸렸을 때의 감각을 생생하게 느끼도록 하기 위한 압축공기 분출장치, 그리고 전면 판의 기능 스위치와 표시등 및 스피커를 인터페이스하며 시스템의 전반적인 기능을 구현하는 제어장치로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 전자식 줄넘기 장치는 일반 줄넘기의 각 단계별 운동 동작에 따라 전자식 줄넘기 장치의 각 부분을 동작시키고 줄넘기의 줄은 레이저빔을 이용하여 줄넘기의 뜀 동작 중에 줄이 발에 걸렸는지 감지하도록 하며 줄이 발에 걸린 경우에는 이와 유사한 느낌과 감각을 가질 수 있도록 동작시킴으로써 실질적인 줄넘기 대체 장치가 되도록 한다.

이하 첨부된 도면을 사용하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

전자식 줄넘기 장치의 구성은 도 1에서 보는 바와 같이 제어부를 포함한 기본적인 하드웨어 및 압축공기 분출 노즐(11A-11B)이 설치된 전자식 줄넘기 본체(10)와 전자식 줄넘기 장치의 기능설정 및 상태표시를 위한 전면판(20), 그리고 줄넘기의 줄을 전자적으로 구현하고 줄넘기 도중에 줄이 발에 걸림을 감지하기 위한 레이저 빔 구동부와 레이저 빔 감지부가 포함된 전자식 줄넘기 발판장치(30)로 구성되며, 레이저 광원(31)에 의해 분출된 레이저 빔(33)은 발의 줄넘기 움직임이 빠르거나 늦어서 빔이 발에 접촉하게 되면 레이저 빔 센서(32)에 의해 이를 감지하여 이를 본체(10)에 전달하도록 한다.

본 발명에 따른 전자식 줄넘기 장치의 전면 판(20) 구성은 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 줄넘기 횟수, 동작속도, 줄넘기 높이, 동작시간 등을 표시할 수 있는 세븐 세그먼트 디스플레이(21)와 전자식 줄넘기 장치의 동작시간을 조정하는 동작시간 조절 스위치(22), 한번 점프하는 동안에 줄이 지나가는 횟수를 선택하기 위한 1회/2회 넘기 모드 스위치(23), 줄넘기의 속도를 변경하는 줄넘기 속도변경 스위치(24), 레이저 광원의 선택에 의하여 줄넘기의 높이를 변경가능 하도록 하는 높이변경 스위치(25), 줄넘기가 바닥에 접촉하는 소리를 표시하기 위한 줄 소리 표시등(26), 줄넘기 도중에 레이저빔에 의한 줄이 발에 걸릴 경우 이를 표시하기 위한 발 걸림 표시등(28), 그리고 전자식 줄넘기 장치에 필요한 줄 소리, 발 걸림 소리 및 기타 경보 소리 등을 사실감 있게 출력하는 스피커(27) 등으로 구성됨을 특징으로 한다.

상기에서 전자식 줄넘기 장치(10)에 구비되어 있는 제어수단은 도 3에서와 같이 제어부(40), 메모리부(41), 입출력부(42), 레이저신호 입출력부(43), 스위치 입력부(44), 램프 및 세븐 세그먼트 구동부(45), 스피커 구동부(46), 출력 선택부(47), 입력 선택부(52), 레이저센서 감지부(48), 레이저 구동부(49) 및 레이저 광원(50)과 레이저광 센서(51), 공기압축기(54), 압축공기노즐 제어부(53), 그리고 전원부(55)로 구성됨을 특징으로 한다.

제어부(40)는 전자식 줄넘기 장치의 전반적인 동작을 제어하고, 메모리부(41)는 이를 위한 실행 프로그램을 저장하도록 하며, 입출력부(42)는 동작시간, 속도변경, 높이변경 등의 스위치를 인터페이스 하는 스위치 입력부(44), 줄넘기 표시등, 발 걸림 표시등과 줄넘기 횟수를 표시하는 세븐 세그먼트(21)를 구동하는 램프 및 세븐 세그먼트 구동부(45), 그리고 각종 음향을 생성하는 스피커 구동부(46)를 인터페이스 하는 역할을 담당한다.

또한 레이저신호 입출력부(43)를 통하여 제어부(40)에서 출력되는 레이저 빔 신호는 레이저 구동부(49A-49D)에 공통으로 인가되고, 이들 중에서 입출력부(42)와 입력 선택부(52)에 의해 선택된 레이저 구동부로 제어부에서 레이저신호 입출력부(43)를 통하여 출력하는 신호가 선택된 레이저광원(49)을 구동하고, 동일하게 레이저센서(50A-50D)의 신호를 감지하는 레이저센서 감지부(48A-48D)도 입출력부(42)와 출력 선택부(47)에 의해 이들 센서 중에서 하나 만이 동작되고 이때 수신된 레이저빔의 데이터를 레이저 신호 입출력부(43)를 통해 제어부에 전달 함으로서 레이저 빔에 의한 발의 줄걸림 여부를 점검하도록 한다.

입출력부(42)는 또한 압축공기 노즐 제어부(54)를 제어하여 공기압축기(54)에서 분사되는 압축공기가 레이저빔에 의하여 줄이 발에 걸렸을 경우에 분출되도록 제어하고, 전원부(55)는 이들 시스템에 필요한 모든 전원을 공급하도록 한다.

전자식 줄넘기 장치(10)가 실제로 줄넘기 동작을 실행하기 위하여는 도 4에서 보는 바와 같이 스텝 1에서 8까지의 줄넘기 동작에 의거하여 스텝 2에서 4까지는 스피커로 줄 소리를 출력하고 스텝 3에서는 레이저빔을 이용하여 줄이 발에 걸렸는지를 확인하며, 레이저 센서에 의해 줄이 발에 걸린 경우에는 이를 효과적으로 인지하도록 하기 위하여 압축공기를 분사하도록 하여 이에 대한 생생한 느낌을 가질 수 있도록 하고, 줄이 발에 걸리지 않은 경우에는 상기한 1에서 8까지의 스텝을 반복하도록 한다.

도 5에서와 같이 전자식 줄넘기 장치(10)의 동작루틴은 먼저 줄넘기 동작에 필요한 기본적인 동작속도, 동작시간 및 줄넘기 높이를 전면 판의 스위치를 통하여 입력하고(S60), 인터럽트 루틴을 통하여 줄넘기 동작주기 T 마다 줄이 지면에 접촉함을 나타내는 줄 소리 음향을 출력하도록 설정한다(S61).

줄 소리가 4회 이상 출력되면 이를 점검하여(S62) 전자식 줄넘기 장치의 발판에 줄넘기를 하려는 사람의 동작준비가 완료된 것으로 간주하고 도 4의 스텝 3 시점에서 스피커 출력 후 D시간 후에 레이저 펄스를 가동하여 발판에 위치한 레이저 센서 감지장치에 의해 빔의 유무를 감지함으로서 레이저 빔에 의한 줄이 발에 걸린 경우를 확인하여(S64) 발에 걸린 경우에는 줄걸림 횟수를 증가하고(S67), 줄에 걸림을 알리는 음향의 출력과 함께 줄걸림 램프를 구동하며(S68), 실제적인 효과를 극대화하기 위하여 압축공기를 분출하도록 한다(S69).

레이저빔에 의한 줄에 발이 걸리지 않은 경우에는 줄넘기가 제대로 이루어진 경우이므로 줄넘기 횟수를 증가하고(S65), 사용자가 이를 파악하기 위하여 줄넘기 횟수를 세븐 세그먼트에 디스플레이 한다(S66).

상기한 위의 과정이 완료되면 도4의 타이밍 도에 의하여 음향 스피커와 표시등 그리고 압축공기 분출 동작을 차례로 완료하여(S70) 줄넘기 동작의 시뮬레이션이 가능하도록 하고, 동작 주기의 종료마다 전면 판에 위치한 스위치의 변화를 점검하여(S71) 스위치의 눌림에 따라서 줄넘기의 동작속도, 시간 및 줄넘기 높이의 변경이 이루어지도록 하거나(S72) 전자식 줄넘기 장치의 동작을 종료하도록 한다(S73).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 레이저빔을 사용하여 실제적으로 기존의 줄넘기와 동일한 효과를 가질 수 있는 전자적인 줄넘기 장치의 구현이 가능하며, 줄넘기 장치의 동작시간과 줄 높이의 설정을 할 수 있고, 줄넘기 횟수의 카운트를 표시할 수 있기 때문에 본인이 직접 줄넘기 횟수를 카운트할 필요가 없어 운동 시에 집중이 가능하다.

또한 본 발명은 실내와 같은 좁은 장소에서 사용 가능하고 2번 연속 줄넘기 기능이나 줄넘기 시간간격의 변경을 다양하게 프로그래밍 할 수 있기 때문에 골프 연습장에서와 같이 운동 전에 준비운동을 하거나 하체운동에 이용 가능하고 장치의 변경 시에는 여러 명이 동시에 사용하거나 게임장치로 사용이 가능하기 때문에 효과적인 운동의 효과를 기대할 수 있으며, 따라서 골프연습장, 헬스클럽, 체육관, 오락실, 사무실 빌딩 등과 같은 다양한 장소에서 이용할 수 있다.

Claims (4)

1. 운동 시에 많이 사용되는 기존의 줄넘기를 전자적으로 구현하기 위한 전자식 줄넘기 장치에 있어서 줄을 전기적으로 구현하는 레이저 빔 구동수단 및 줄넘기 중에 줄이 발에 걸림을 감지하기 위한 레이저 빔 감지수단과,

   줄이 발에 걸렸을 경우에 이러한 감각을 사실감 있게 효과를 내기 위한 압축공기 분출수단과,

   전면 판의 기능스위치와 표시등 및 스피커로 구성된 디스플레이 수단과,

   시스템을 제어하고 동작에 필요한 전반적인 기능을 구현하는 제어장치로 구성됨을 특징으로 하는 전자식 줄넘기장치.
2. 제 1항에 있어 레이저빔을 이용한 전자식 줄넘기 장치에 있어서 전면 판의 스위치를 이용하여 동작시간을 설정하거나 줄넘기의 속도 및 줄넘기의 높이 변경이 가능하고 한번에 1회 또는 2회의 줄넘기 동작을 설정하는 등의 기능을 갖음을 특징으로 하는 전자식 줄넘기 장치.
3. 제1 항에 있어 시간에 흐름에 따른 기존 줄넘기의 동작적 변화를 흉내내어 줄넘기의 줄이 지면에 접촉하는 동작과 줄이 발에 걸리는지의 여부, 그리고 줄이 발에 걸리면 이를 감지할 수 있는 동작을 레이저빔과 레이저 빔 센서, 그리고 스피커 음향과 압축공기의 분출에 의해 실제적으로 기존 줄넘기와 동일한 운동동작이 가능하도록 시뮬레이션 함을 특징으로 하는 전자식 줄넘기 장치.
4. 제 1항의 레이저빔을 이용한 전자식 줄넘기 장치에 있어서 설정된 동작주기 따라 줄넘기 음향을 출력하는 단계와;

   줄넘기 소리 발생 후 레이저빔을 구동하여 줄넘기의 줄을 전기적으로 발생하는 단계와;

   레이저 센서를 이용하여 줄넘기의 줄이 발에 걸리는지 여부를 감지하는 단계와;

   줄이 발에 걸리지 않는 경우에는 줄넘기의 카운트를 증가하고 이를 전면 판에 디스플레이하고, 줄이 발에 걸리는 경우에는 압축공기를 분사하여 줄에 발이 걸리는 것과 같은 효과를 갖도록 하는 단계와;

   줄넘기 동작에 따라 줄넘기의 동작 음향, 상태등, 압축공기의 분출동작을 멈추는 단계와;

   전면 판의 스위치 상태에 따라 동작주기, 동작시간, 줄넘기 높이 및 기타 동작모드를 설정 및 변경하는 단계를 특징으로 하는 전자식 줄넘기 장치.