KR20230089993A - Step fitness equipment with drop prevention and stable operation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구에 관한 것으로서, 좌우방향으로 서로 이격되게 배치되는 지지측벽을 포함하는 프레임과, 상기 지지측벽의 상단부와 하단부에 회전가능하게 결합되는 한 쌍의 스프로킷과, 상기 한 쌍의 스프로킷에 결합되어 무한궤도로 회전하는 동력전달부재와, 일측이 상기 동력전달부재 일측에 결합되고, 상기 동력전달부재가 회전하는 경우 하방으로 동반 이동되는 다수의 스텝과, 상기 한 쌍의 스프로킷 중 어느 하나의 스프로킷 회전축에 연결되고, 상기 스프로킷에 미리 설정된 속도로 회전력을 제공하는 동력부를 포함하며, 상기 동력부는 동력을 제공하고 동력축을 갖는 모터와, 상기 모터의 동력축 외면에 형성되거나 상기 모터의 회전축 일측에 결합되며, 일정 리드각을 갖는 웜 및 상기 한 쌍의 스프로킷 중 어느 하나의 스프로킷 회전축에 연결되고, 외면 일측이 상기 웜에 치차 결합되는 웜휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 모터의 회전축에 형성된 웜과 스프로킷에 결합된 웜휠을 결합하되, 웜의 마찰각이 리드각보다 크게 형성하여 사용자의 하중으로 인해 웜으로부터 모터로 힘이 전달되는 것을 방지하여 사용자가 스텝에 올라서거나 운동을 중지하고자 하는 경우 스텝의 위치를 안정적으로 고정할 수 있을 뿐 아니라 간단한 구조로 형성되어 제조원가 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving, a frame including support side walls spaced apart from each other in the left and right directions, and a pair of sprockets rotatably coupled to upper and lower ends of the support side wall. And, a power transmission member coupled to the pair of sprockets and rotating in an endless orbit, one side coupled to one side of the power transmission member, and a plurality of steps that move downward when the power transmission member rotates, the A power unit connected to a rotational shaft of any one of a pair of sprockets and providing rotational force to the sprocket at a preset speed; Formed or coupled to one side of the rotational axis of the motor, connected to a worm having a certain lead angle and the rotational axis of any one of the pair of sprockets, characterized in that it comprises a worm wheel whose outer surface is gearedly coupled to the worm Provides a stair exercise device capable of preventing fall and stably driving.
According to the present invention as described above, the worm formed on the rotating shaft of the motor and the worm wheel coupled to the sprocket are combined, but the friction angle of the worm is formed larger than the lead angle to prevent force from being transmitted from the worm to the motor due to the user's load When the user steps on the step or wants to stop the movement, the position of the step can be stably fixed, and the manufacturing cost increase can be minimized by being formed in a simple structure.
Description
본 발명은 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자 하중에 의해 스텝이 급하강하여 사용자가 낙상하는 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐 아니라 간단한 구조로 이루어져 제조원가의 상승을 최소화할 수 있는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a stair exercise device capable of preventing falls and being stably driven, and more particularly, it is composed of a simple structure as well as preventing safety accidents such as a user falling due to a sudden descent of a step by a user's load. It relates to a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving, which can minimize an increase in manufacturing cost.
근래 레저생활에 대한 관심과, 건강에 대한 관심이 크게 증가하면서 스포츠, 등산 등 다양한 야외 활동이 이루어지고 있는데, 일부 사람들은 바쁜 일과로 시간적 여유가 적어 새벽시간이나 퇴근 후 저녁 시간 등 시간을 쪼개어 헬스장과 같은 운동기구가 구비된 장소에서 운동을 즐기고 있으며, 이 또한 여유롭지 않은 사람들은 통상 다양한 운동 목적의 운동기구를 구입하여 가정에서 운동을 하고 있다.Recently, interest in leisure life and interest in health have increased significantly, and various outdoor activities such as sports and mountain climbing have been performed. People who enjoy exercising in a place equipped with exercise equipment such as, and those who do not have enough space usually buy exercise equipment for various exercise purposes and exercise at home.
이렇듯 실내 운동에 대한 관심 또한 높아지면서 최근에는 근력운동 뿐 아니라 주로 야외에서 행해지는 유산소 운동을 보조할 수 있는 실내 운동기구가 개발되어 판매되고 있다.As interest in indoor exercise has also increased, recently, indoor exercise equipment capable of assisting not only strength training but also aerobic exercise mainly performed outdoors has been developed and sold.
유산소 운동을 보조할 수 있는 실내 운동기구의 일예로, 러닝 또는 걷기 운동을 보조하는 트레드 밀과, 계단 운동을 유사하게 실시할 수 있도록 하는 계단 운동 기구 등이 개발되어 판매되고 있는데, 여기서 계단 운동 기구의 경우 유산소 운동과 함께 근력운동을 함께할 수 있어 헬스클럽 등의 시설에서 근력 운동 설비로서 널리 사용되고 있는데, 계단 운동 기구는 평면형 운동기구인 트레드밀과 달리 경사형 운동기구이므로 사용자 안전 목적에서 제동장치가 요구된다. 예시적으로 미국등록특허 제8702571호에는 플라이휠 옆에 배치된 제동 장치를 개시하고 있다. 제동 장치는 컨트롤러가 전송한 제어 신호에 의해 제어되는 것을 개시하고 있다. 여기서, 제동 장치는 제어기에 의해 제동력의 양이 증가 또는 감소되도록 조정이 가능한 것을 개시하고 있다. 이에 따라, 플라이휠이 회전하고, 제동 장치는 플라이휠에 반대되는 토크를 제공하여 플라이휠의 회전 속도와 스텝 속도를 늦춘다.As an example of indoor exercise equipment that can assist aerobic exercise, a treadmill that assists running or walking exercise and a stair exercise machine that can similarly perform stair exercise have been developed and sold. It is widely used as a strength exercise equipment in facilities such as health clubs because it can perform strength exercise together with aerobic exercise. Stair exercise equipment is an inclined exercise machine unlike a treadmill, which is a flat exercise machine, so a braking device is required for user safety. do. Illustratively, US Patent No. 8702571 discloses a braking device disposed next to a flywheel. It is disclosed that the braking device is controlled by a control signal transmitted by the controller. Here, it is disclosed that the braking device can be adjusted so that the amount of braking force is increased or decreased by a controller. As a result, the flywheel rotates, and the braking device provides an opposing torque to the flywheel to slow the flywheel's rotational speed and step speed.
이러한, 종래의 계단형 트레드밀의 제동 장치는 일반적으로 전자 제어에 의해 작동되고, 제동 장치의 저항은 제어기에 의해 제어되는데, 계단 운동 기구에 제공되던 전력 공급이 손실되는 경우 계단이 제어되지 않아 제동장치의 고장을 유발하거나 사용자에게는 안전상 위험한 상황이 발생하는 문제가 있다.The braking device of the conventional stair treadmill is generally operated by electronic control, and the resistance of the braking device is controlled by the controller. There is a problem that causes a failure or a safety hazard situation to the user.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술로서 도 1에 도시된 것과 같은 미국등록특허 제10596409호가 제시된 바 있다. As a technique for solving this problem, US Patent Registration No. 10596409 as shown in FIG. 1 has been proposed.
상기 미국등록특허의 계단 운동 기구(100)는 프레임(110)과, 프레임(110)에 경사지게 배치되고 풀리(121)와 체인(122)으로 구성되며 체인(122)이 무한궤도로 회전하는 구동부(120)와, 다수개가 체인(122)의 일측이 일정 단차를 두고 결합되며 체인(122)이 회전하는 경우 하방으로 이동되는 스텝(130)으로 구성된다.The
제동부(140)는 프레임(110) 일측에 회전가능하게 설치되고 풀리(121)와 연결된 플라이휠(141)과, 플라이휠(141)의 회전을 중지시키기 위해 중앙영역이 프레임(110) 일측에 회전가능하게 결합된 브레이크 블록(142a)을 구비한 브레이크 유닛(142)과, 플라이휠(141) 쪽 제1 전자석(143)과, 브레이크 유닛 쪽 제2 전자석(144) 및 프레임(110)과 브레이크 블록(142a) 상단부 사이에 개재되어 브레이크 블록(142a) 상단부에 플라이휠(141) 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(145)으로 구성된다.The
이에 종래의 계단 운동 기구(100)는 운동 중 제2 전자석(144)이 통전되는 경우 제1 전자석(143)과 제2 전자석(144)간 인력으로 인하여 제2 전자석(144)이 풀리(121)방향으로 당겨지고, 브레이크 블록(142a)의 하단부분을 플라이휠(141) 방향으로 가압하여 플라이휠(141)이 자유롭게 회전되도록 하며, 사용자가 스텝(130)에 올라서거나 운동을 중지하고자 하는 경우 제2 전자석(144)을 턴오프시킨다. 이에 브레이크 블록(142a)의 상단부가 스프링(145)에 가압되어 플라이휠(141)에 접촉되면서 이와 연결된 풀리(121)의 회전을 단속함으로써 스텝(130)의 위치를 임시 고정한다.Therefore, in the conventional
그러나, 종래의 계단 운동 기구(100)의 제동구조는 플라이휠(141), 스프링(145), 한 쌍의 전자석(143,144), 브레이크 블록(142a) 등 많은 부품이 요구되고 제동방식이 복잡하여 제조 원가가 크게 상승하고 장치가 대형화되는 문제점이 있다.However, the braking structure of the conventional
상술한 기술들과 달리, 풀리의 회전축에 연결된 모터에 의한 전기 회전력을 이용하여 통상의 트레드밀과 유사한 형태로 스텝이 무한궤도를 따라 회전하는 형태의 기술이 한국등록특허 제2141008호에 제시되어 있다. 그러나, 전기 회전식 방식에서도 제동장치가 요구되고 그에 따라 정전에 의한 인명 사고를 방지하기 위한 기술이 요구된다. Unlike the above-described technologies, a technology in which a step rotates along an endless track in a form similar to a conventional treadmill using electric rotational force by a motor connected to a rotation shaft of a pulley is proposed in Korean Patent Registration No. 2141008. However, even in the electric rotary type, a braking device is required, and accordingly, a technology for preventing human accidents due to power failure is required.
이에 한국등록특허 제2141008호에서는 3개의 제동수단(제1 ~ 3 제동부)를 구비하여, 전자석이 전력의 공급 및 손실에 따라 3개의 제동수단을 제어하여 정상 상태 및 정전 상태에서 적절한 제동 제어가 이루어지도록 하고 있다. Accordingly, Korean Patent Registration No. 2141008 includes three braking means (first to third braking units), and the electromagnet controls the three braking means according to power supply and loss, so that appropriate braking control is performed in normal and power failure conditions. making it happen
이와 같이, 종래 계단 운동 기구에서는 수동 회전방식과 모터에 의한 자동 회전방식을 불문하고 복잡한 구조의 제동장치가 요구되고 있어 비용 상승 및 장치 대형화의 요인이 되고 있다.As such, in the conventional stair movement mechanism, a braking device having a complicated structure is required regardless of a manual rotation method and an automatic rotation method by a motor, which is a factor in increasing cost and increasing the size of the device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조를 취하면서도 사용자가 스텝에 올라서거나 운동을 중지하고자 하는 경우 스텝의 위치를 안정적으로 고정하여 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to significantly improve safety by stably fixing the position of a step when a user steps on a step or stops an exercise while taking a simple structure. It is to provide a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 일정 경사각을 갖도록 형성되는 프레임과, 상기 프레임의 상단부에 설치된 제1 회전축과 상기 프레임의 하단부에 설치된 제2회전축에 결합되어 무한궤도로 회전하는 동력전달부재와, 일측이 상기 동력전달부재 일측에 결합되고, 상기 동력전달부재가 회전하는 경우 동반 이동되는 복수 개의 스텝과, 상기 제1 또는 제2 회전축에 연결되어 상기 회전축에 회전력을 제공하는 동력부 및 상기 동력부의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 동력부는 동력을 제공하고 동력축을 갖는 모터와, 상기 모터의 동력축 외면에 형성되거나 상기 모터의 동력축 일측에 결합되며, 일정 리드각을 갖는 웜 및 상기 제1 또는 제2 회전축에 연결되고, 외면 일측이 상기 웜에 치차 결합되는 웜휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구를 제공한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a frame formed to have a certain inclination angle, a first rotational shaft installed at the upper end of the frame and a second rotational shaft installed at the lower end of the frame are coupled to an infinite orbit A rotating power transmission member, one side coupled to one side of the power transmission member, a plurality of steps that are moved together when the power transmission member rotates, and are connected to the first or second rotational shaft to provide rotational force to the rotational shaft It includes a power unit and a controller for controlling driving of the power unit, wherein the power unit provides power and has a motor having a power shaft, formed on an outer surface of the power shaft of the motor or coupled to one side of the power shaft of the motor, and a constant lead It provides a stair movement mechanism capable of preventing falling and driving stably, characterized in that it comprises a worm having an angle and a worm wheel connected to the first or second rotation shaft and having one side of an outer surface geared to the worm.
그리고, 상기 웜의 마찰각이 리드각보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.Also, it is preferable that the friction angle of the worm is larger than the lead angle.
또한, 상기 모터는 상기 제1 또는 제2 회전축에 직결될 수 있다.In addition, the motor may be directly connected to the first or second rotation shaft.
아울러, 상기 컨트롤러는 상기 웜으로부터 상기 모터방향으로 인가되는 토크가 검출되는 경우 이에 대항하는 역기전력을 상기 모터에 인가하는 것이 바람직하다.In addition, the controller preferably applies counter-electromotive force to the motor when torque applied from the worm toward the motor is detected.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 모터의 회전축에 형성된 웜과 스프로킷에 결합된 웜휠을 결합하되, 웜의 마찰각이 리드각보다 크게 형성하여 사용자의 하중으로 인해 웜으로부터 모터로 힘이 전달되는 것을 방지하여 사용자가 스텝에 올라서거나 운동을 중지하고자 하는 경우 스텝의 위치를 안정적으로 고정할 수 있을 뿐 아니라 간단한 구조로 형성되어 제조원가 상승을 최소화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, the worm formed on the rotating shaft of the motor and the worm wheel coupled to the sprocket are combined, but the friction angle of the worm is formed larger than the lead angle to prevent force from being transmitted from the worm to the motor due to the user's load When the user steps on the step or wants to stop the movement, the position of the step can be stably fixed, and the manufacturing cost increase can be minimized by being formed in a simple structure.
그리고, 본 발명은 스텝에 사용자의 하중 외에 추가적인 힘이 가해지면서 웜휠로부터 웜으로 힘이 전달되어 모터의 동력축이 회전하려는 경우 컨트롤러를 통해 모터에 역기전력을 인가함으로써 스텝의 위치를 보다 안정적으로 고정할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the present invention, when an additional force is applied to the step in addition to the user's load and the power is transmitted from the worm wheel to the worm to rotate the power shaft of the motor, the controller applies counter-electromotive force to the motor to more stably fix the position of the step. There are possible effects.
도1은 종래의 계단 운동 기구를 도시한 도면
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구의 사시도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구의 측면도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 웜휠 및 웜이 형성된 모터의 동력축을 도시한 사시도,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스텝에 사용자가 올라서는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 웜휠에서 웜으로 사용자의 하중이 전달되는 것을 방지하는 상태를 도시한 도면,
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구를 도시한 도면.1 is a view showing a conventional stair movement mechanism
Figure 2 is a perspective view of a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving according to an embodiment of the present invention;
3 is a side view of a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view showing a power shaft of a motor in which a worm wheel and a worm are formed according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state in which a user steps on a step according to an embodiment of the present invention;
6 is a view showing a state in which a user's load is prevented from being transferred from a worm wheel to a worm according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing a stair movement mechanism capable of preventing falling and being stably driven according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구의 사시도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구의 측면도이며, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 웜휠 및 웜이 형성된 모터의 동력축을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a side view of a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving according to an embodiment of the present invention, 4 is a perspective view showing a power shaft of a motor in which a worm wheel and a worm are formed according to an embodiment of the present invention.
도2 내지 도4에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구(1)는 프레임(10)과, 한 쌍의 스프로킷(20)과, 동력전달부재(30)와, 다수의 스텝(40)과, 동력부(50) 및 컨트롤러(60)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 2 to 4, the
프레임(10)은 한 쌍이 좌우방향으로 일정간격 이격상태로 배치되는 측벽(11)과, 양단이 한 쌍의 측벽(11) 내측면에 각각 결합되는 다수의 연결봉(12)을 포함하여 구성될 수 있다.The
이러한 프레임(10)은 설치대상영역에 배치되며, 후술하는 각 구성의 설치영역을 제공함과 아울러 이들을 지지하는 역할을 한다.The
스프로킷(20)은 동력전달부재(30)를 통해 스텝(40)에 회전력을 제공하기 위한 것으로서, 한 쌍이 각각 제1 회전축(21) 및 제2 회전축(22)을 갖고, 프레임(10)의 상단부와 하단부에 각각 회전가능하게 결합된다.The
동력전달부재(30)는 상하부에 배치된 스프로킷(20)의 외주에 결합되고 스프로킷(20)이 회전하는 경우 무한궤도로 동반 회전하여 후술하는 스텝(40)에 회전력을 전달하는 것으로서, 일반적인 체인이 사용될 수 있다.The
여기서, 스프로킷(20)과 동력전달부재(30)는 한 쌍의 측벽(11) 내면과 대응되는 위치에 각각 설치되되, 후방으로 갈수록 상향경사지게 배치되어 후술하는 다수의 스텝(40)간 상하방향으로 단차가 형성되도록 설치된다.Here, the
한편, 스프로킷(20)과 동력전달부재(30)인 체인은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.On the other hand, it is obvious that the chain, which is the
스텝(40)은 사용자의 발을 지지하기 위한 지지면이 형성되고 후단 양측부가 체인 일측에 회전가능하게 결합되는 플랫폼(41)과, 일단부가 플랫폼(41)의 선단 일측에 회전가능하게 결합되며 타단부가 동력전달부재(30)의 타측에 회전가능하게 결합되는 라이저(42)를 포함하여 구성된다.(도면에 41, 42 번호 없음)
이러한 스텝(40)은 사용자의 발이 지지되는 지지영역을 제공하며, 동력전달부재(30)가 회전하는 경우 하방으로 동반이동하면서 사용자에게 계단오르기와 유사한 경험을 제공하는 역할을 한다.These
동력부(50)는 동력축(51a)을 갖는 모터(51)와, 동력축(51a) 외면에 일정 리드각을 갖도록 형성되는 웜(52) 및 중앙영역이 스프로킷(20)의 제1 회전축(21)에 결합되고 외면 일측이 웜(52)에 치차결합되는 웜휠(53)을 포함하여 구성되어 스프로킷(20)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.The
모터(51)는 일반적인 스텝 모터(51)가 사용될 수 있으며, 일측에는 외부로 동력을 전달하기 위한 동력축(51a)이 형성되어 있다.A
웜(52)은 모터(51) 동력축(51a) 외면에 일정 리드각을 갖도록 형성되며, 후술하는 웜휠(53)과 치차 결합되어 모터(51)가 구동되는 경우 웜휠(53)을 통해 스프로킷(20)에 회전력을 제공한다.The
한편, 본 실시예에서는 웜(52)이 모터의 동력축(51a) 외면에 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 웜(52)이 별도의 몸체를 갖도록 형성되고 모터의 동력축(51a)에 결합되어 구성될 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the
웜휠(53)은 대략 휠 형상으로 형성되고, 그 중앙이 스프로킷(20)에 연결되고 외면 일측에 상기한 웜(52)과 대응되는 형상의 기어가 형성되어 웜(51aa)에 치차 결합되며, 모터(51)의 구동력을 스프로킷(20)으로 전달한다.The
한편, 본 실시예는 상기한 웜(52)의 마찰각이 리드각보다 크게 형성되어 동력축(51a)을 통해 모터(51)로 힘이 전달되는 것을 방지한다. 다시 설명하면, 사용자의 하중이 스텝(40)에 가해지면서 스프로킷(20), 웜휠(53) 및 웜(52)을 통해 모터(51)로 그 하중이 전달되는 경우 웜휠(53)과 웜(52)에서 모터(51)의 회전을 방지함으로써 스텝(40) 급하강에 따른 사용자의 낙상을 미연에 방지할 수 있는데, 그 원리는 이하 동작설명에서 상세하게 설명하도록 한다.Meanwhile, in this embodiment, the friction angle of the
아울러, 본 실시예에 따른 동력부(50)는 스프로킷(20)에 직결되는 것이 바람직하다. 이는 동력부(50)와 스프로킷(20)가 동력전달부재(30)에 의해 연결되는 경우 벨트, 기어 등 동력전달부재(30)로 사용되는 유닛간 유격 및 그로부터 발생되는 진동으로 인해 고정된 스텝(40)에 흔들림이 발생하는 것을 방지하여 사용자가 보다 안정적으로 스텝(40)에 올라서거나 스텝(40)으로부터 내려올 수 있도록 하기 위함이다.In addition, the
컨트롤러(60)은 동력부(50)와 전기적으로 연결되어 동력부(50)의 구동을 제어하는 역할을 한다.
The
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 스텝에 사용자가 올라서는 상태를 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 웜휠에서 웜으로 사용자의 하중이 전달되는 것을 방지하는 상태를 도시한 도면이다.Figure 5 is a view showing a state in which a user climbs on a step according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a state in which the user's load is prevented from being transferred from the worm wheel to the worm according to an embodiment of the present invention It is an illustrated drawing.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구(1)의 동작을 첨부된 도5 및 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the
도5에서 보는 바와 같이 모터(51) 구동이 중지된 상태에서 사용자가 스텝(40)을 딛고 스텝(40) 위로 올라선다.As shown in FIG. 5, in a state in which the driving of the
다음, 모터(51)가 미리 정해진 속도로 회전하면 모터(51)의 구동력이 모터(51)의 동력축(51a), 즉 웜(52)을 통해 웜휠(53)로 전달되고, 그 힘은 다시 웜휠(53)을 통해 스프로킷(20)과 동력전달부재(30)인 체인으로 전달되어 체인이 무한궤도로 회전한다.Next, when the
그리고, 체인에 결합된 다수의 스텝(40)은 체인의 회전동작에 따라 하방으로 이동하게 되는데, 사용자는 하방으로 이동되는 스텝(40)을 순서대로 딛으면서 클라임 운동을 실시하게 된다.In addition, the plurality of
이후, 운동을 종료하고자 하는 경우에는 모터(51)의 구동을 중지시키고 사용자가 스텝(40)에서 내려온다.Thereafter, when the exercise is to be ended, driving of the
한편, 기존의 계단 운동 기구는 모터(51)가 중지된 상태에서 사용자가 스텝(40)에 올라서 있는 경우, 즉 사용자가 운동을 시작하고자 스텝(40)을 딛고 올라서거나 운동을 종료하고자 하는 경우 모터(51)가 중지된 상태에서 사용자의 하중이 동력전달부재(30), 스프로킷(20), 웜휠(53) 및 웜(52)을 통해 모터(51)의 동력축(51a)으로 전달되고 전달된 힘에 의해 모터(51) 동력축(51a)이 회전되어 스텝(40)이 급하강함에 따라 스텝(40) 위에 위치한 사용자가 스텝(40)으로부터 낙하하여 상해를 입는 등의 문제가 발생된다.On the other hand, in the existing stair exercise equipment, when the user stands on the
이때, 웜휠(53)을 통해 웜(51aa)이 형성된 동력축(51a)을 회전시키는 경우를 살펴보면, 웜(51aa)에 회전력 F1을 주어서 웜휠(53)에 F2의 회전력이 생기도록 할 때, 웜(51aa)이 형성된 동력축(51a)의 회전토크 T는 아래의 식과 같다.At this time, looking at the case of rotating the
[식 1][Equation 1]
(Dw는= 웜의 피치원 지름,β=웜의 마찰각, ρ=웜의 리드각)(Dw = diameter of pitch circle of worm, β = friction angle of worm, ρ = lead angle of worm)
이에 웜의 효율 η은Therefore, the efficiency η of the worm is
[식 2][Equation 2]
이를 다시 T에 대입하여 보면, Substituting this into T again,
[식 3][Equation 3]
이 됨을 알 수 있다.It can be seen that this
그리고, 웜휠(53)을 구동하여 웜(51aa)이 형성된 모터(51)의 동력축(51a)을 회전시키려고 하는 경우 웜휠(53)에 주어지는 에너지는 F2l이고, 웜(51aa)이 형성된 모터(51)의 동력축(51a)이 회전하는 일은 2πT'이다. 이때, 동력축(51a)이 반대방향으로 회전하므로 마찰력의 방향이 반대가 되고, 반대 방향으로 회전하는 모터 동력축(51a)의 효율 η는 아래의 식과 같다.And, when trying to drive the
[식 4][Equation 4]
(η=모터 동력축의 효율, T=모터 동력축의 토크, F2=웜휠에 주어지는 에너지, β=웜의 마찰각, ρ=웜의 리드각)(η = Efficiency of the motor power shaft, T = Torque of the motor power shaft, F 2 = Energy given to the worm wheel, β = Friction angle of the worm, ρ = Lead angle of the worm)
위 식을 참고하면, 웜휠(53)을 구동축으로 하여 웜(52)이 형성된 동력축(51a)을 회전시키려면 효율이 양수이어야 하고, η'>0 이려면 β>ρ'이어야 한다. Referring to the above equation, in order to rotate the
그런데, 본 실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구(1)는 웜(52)의 마찰각이 리드각보다 크게 형성(ρ'≥β)되기 때문에 웜휠(53)을 구동축으로 하는 경우 도8과 같이 동력축(51a)이 회전되지 않는다.However, in the
따라서, 본 실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구(1)는 모터(51)의 구동이 중지된 상태에서 사용자가 스텝(40)을 딛고 올라서거나, 스텝(40)으로부터 내려오고자 할 때 사용자의 하중에 의해 모터(51)의 동력축(51a)이 회전되지 않고 스텝(40)이 해당 위치에서 사용자를 견고하게 지지할 수 있으므로 사용자는 스텝(40)에 안정적으로 올라서거나 스텝(40)으로부터 내려올 수 있는 특징을 갖는다.Therefore, in the
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구를 도시한 도면이다.7 is a view showing a stair movement device capable of preventing falling and being stably driven according to another embodiment of the present invention.
도7 실시예의 기본적인 구성은 도2 내지 도6의 실시예와 동일하나, 웜(52)으로부터 모터(51)로 사용자의 하중이 인가되어 동력축(51a)이 회전되는 것을 보다 안정적으로 방지할 수 있는 구조로 형성된 것이다.The basic configuration of the embodiment of FIG. 7 is the same as that of the embodiments of FIGS. 2 to 6, but the user's load is applied from the
전 실시예에서는 사용자의 하중이 스텝(40)에 가해지면서 스프로킷(20)을 통해 웜휠(53)로 전달되는 경우 웜(52)의 효율을 0 이하로 형성하여 사용자의 하중이 웜휠(53)에서 웜(52)으로 전달되는 것을 방지하는 구조로 이루어져 있으나, 사용자의 움직임이나 동력전달부재(30)의 관성 등으로 인해 설정된 효율에 변화가 발생하여 웜휠(53)에서 웜(52)으로 사용자의 하중이 전달되어 동력축(51a)이 회전하는 경우가 발생될 수 있다.In the previous embodiment, when the user's load is applied to the
이에 본 실시예에서는 도7에서 보는 바와 같이 모터(51)의 구동을 제어하는 컨트롤러(60)가 웜(52)으로부터 모터(51) 방향으로 인가되는 토크가 검출되는 경우, 미리 설정된 크기 또는 검출된 토크에 대응하는 크기의 역기전력을 모터(51)에 인가하도록 한다.Accordingly, in this embodiment, as shown in FIG. 7, when the
따라서, 모터(51)에서는 모터(51)로 인가되는 토크에 대항하는 역회전력이 발생하여 웜(52)으로부터 전달되는 토크에 저항함으로써 설령 웜(51)으로부터 모터(51)로 사용자의 하중이 일부 인가되더라도 동력축(51a)의 회전을 안정적으로 방지할 수 있다.Therefore, in the
그 외의 구조는 전술한 기본 실시예와 동일하므로 나머지 설명은 생략하기로 한다.Since other structures are the same as those of the above-described basic embodiment, the rest of the description will be omitted.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described with respect to the preferred embodiments mentioned above, various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the appended claims will include such modifications and variations as fall within the scope of this invention.
10 : 프레임
11 : 측벽
12 : 연결봉
20 : 스프로킷
30 : 동력전달부재
40 : 스텝
41 : 플랫폼
42 : 라이저
50 : 동력부
51 : 모터
51a : 동력축
51aa : 웜
53 : 웜휠
60 : 컨트롤러10: frame 11: side wall
12: connecting rod 20: sprocket
30: power transmission member 40: step
41: platform 42: riser
50: power unit 51: motor
51a: power shaft 51aa: worm
53: worm wheel 60: controller
Claims (4)
상기 프레임의 상단부에 설치된 제1 회전축과 상기 프레임의 하단부에 설치된 제2회전축에 결합되어 무한궤도로 회전하는 동력전달부재와;
일측이 상기 동력전달부재 일측에 결합되고, 상기 동력전달부재가 회전하는 경우 동반 이동되는 복수 개의 스텝과;
상기 제1 또는 제2 회전축에 연결되어 상기 회전축에 회전력을 제공하는 동력부; 및
상기 동력부의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하며,
상기 동력부는
동력을 제공하고 동력축을 갖는 모터와;
상기 모터의 동력축 외면에 형성되거나 상기 모터의 동력축 일측에 결합되며, 일정 리드각을 갖는 웜; 및
상기 제1 또는 제2 회전축에 연결되고, 외면 일측이 상기 웜에 치차 결합되는 웜휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구.
a frame formed to have a predetermined inclination angle;
a power transmission member coupled to a first rotational shaft installed at an upper end of the frame and a second rotational shaft installed at a lower end of the frame to rotate in an endless orbit;
a plurality of steps, one side of which is coupled to one side of the power transmission member and moves together when the power transmission member rotates;
a power unit connected to the first or second rotational shaft to provide rotational force to the rotational shaft; and
And a controller for controlling the driving of the power unit,
the power unit
a motor providing power and having a power shaft;
A worm formed on an outer surface of the power shaft of the motor or coupled to one side of the power shaft of the motor and having a predetermined lead angle; and
A stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving, characterized in that it comprises a worm wheel connected to the first or second rotation shaft and having one side of the outer surface geared to the worm.
상기 웜의 마찰각이 리드각보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구.
According to claim 1,
A stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving, characterized in that the friction angle of the worm is formed larger than the lead angle.
상기 모터는 상기 제1 또는 제2 회전축에 직결되는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구.
According to claim 1,
The motor is a stair movement mechanism capable of preventing falling and stably driving, characterized in that directly connected to the first or second rotation shaft.
상기 컨트롤러는 상기 웜으로부터 상기 모터방향으로 인가되는 토크가 검출되는 경우 이에 대항하는 역기전력을 상기 모터에 인가하는 것을 특징으로 하는 낙하방지 및 안정적인 구동이 가능한 계단 운동 기구.
According to claim 1,
Wherein the controller applies counter-electromotive force to the motor when torque applied from the worm toward the motor is detected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210178848A KR20230089993A (en) | 2021-12-14 | 2021-12-14 | Step fitness equipment with drop prevention and stable operation |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102631449B1 (en) | 2023-08-21 | 2024-01-29 | 김재윤 | Stair exercise device |
| KR102676788B1 (en) | 2024-01-05 | 2024-06-18 | 한중희 | A stair exercise equipment |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102141008B1 (en) | 2019-08-23 | 2020-08-05 | 비클시스템주식회사 | Stair Exerciser Treadmill |
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2021
- 2021-12-14 KR KR1020210178848A patent/KR20230089993A/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102141008B1 (en) | 2019-08-23 | 2020-08-05 | 비클시스템주식회사 | Stair Exerciser Treadmill |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. 미국등록특허 제8702571호 "Stair exerciser apparatus" |
| 2. 미국등록특허 제10596409호 "Stair exerciser apparatus" |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102631449B1 (en) | 2023-08-21 | 2024-01-29 | 김재윤 | Stair exercise device |
| KR102676788B1 (en) | 2024-01-05 | 2024-06-18 | 한중희 | A stair exercise equipment |
| KR20250107702A (en) | 2024-01-05 | 2025-07-14 | 한중희 | A stair exercise equipment |
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Patent event date: 20240424 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20240122 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |



