초록

Ⅲ. 기술개발의 내용 및 방법
1) 목표운동궤적 및 구동 메커니즘의 도출
2) 기본 구조 배치 및 시뮬레이션에 의한 검증
3) 각 Link 및 조인트를 포함하는 구조설계
4) 샘플 제작 및 피드백을 통한 운동성 검증
5) 외형 디자인
6) 운동강도의 제어를 위한 전기적인 설계
7) 시스템 운용 Firmware 개발
8) 위탁연구기관을 통한 운동효과 검증

Abstract ▼

The new trend of world-leading cardio equipment manufacturers is that they have developed unique and creative product which is not like classical products such as treadmill, stepper, exercise bike and elliptical cross trainer. Most of them already possess, promote and merchandise their own product.

The new trend of world-leading cardio equipment manufacturers is that they have developed unique and creative product which is not like classical products such as treadmill, stepper, exercise bike and elliptical cross trainer. Most of them already possess, promote and merchandise their own product. In opposition to this new trend, domestic manufacturers still deal existing 4 lines only. In order to compete major companies in the world it is prerequisite that we develop this sort of creative product.
The new product, developed by this project, provides a simultaneous combination of upper body and lower body exercises as pedals and handles are synchronized. A user can choose either cardio or strength exercise by adjusting workout level. Also the machine has adjustable footstool trace and this allows a wide range of users to optimize to use the machine. The machine is ergonomically designed especially to reduce and absorb ankle joint fatigue from exercise. Adjustable pedal angle and many handles provide various workout pattern as well.
We researched muscle part which is being activated during exercise by analyzing exercise effect and features, and we built data based on human body dynamics by formulating required oxygen content and consumed energy content according to exercise.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 보고서 요약서 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• CONTENTS ... 5
• 목차 ... 9
• 제 1장 기술개발과제의 개요 ... 12
• 제 1절 개발기술의 개요 ... 12
• 1. 유산소 운동 및 유산소 운동기구의 종류 ... 12
• 가. 러닝머신(Treadmill) ... 13
• 나. 스텝퍼(Climber) ... 14
• 다. 자전거에르고미터(Cycle Ergometer) ... 14
• 라. 일립티컬 크로스트레이너(Elliptical Cross Trainer) ... 14
• 2. 기술개발의 필요성 ... 14
• 3. 개발기술의 활용방안 ... 15
• 4. 시장규모 ... 15
• 가. 목표시장 ... 15
• 나. 현재까지의 시장 규모 ... 16
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 제 1 절 국내외 개발 현황 ... 17
• 1. 국내 개발 현황 ... 17
• 2. 국외 개발 현황 ... 17
• 가. Precor사의 AMT ... 18
• 나. Life fitness사의 Summit Trainer ... 19
• 다. Technogym사의 Cardio Wave ... 21
• 라. Cybex사의 Arc Trainer ... 23
• 마. FreeMotion사의 s7.8 ... 24
• 바. SportArt사의 S770 ... 25
• 제 3 장 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 27
• 제 1절 원호궤적운동기구의 정의 ... 27
• 1. 원호궤적운동기구 ... 27
• 가. 개발 제품 ... 27
• 나. 기술 개요 ... 27
• 2. 원호궤적운동기구의 동작원리 ... 28
• 가. 원호궤적운동기구의 형태 ... 28
• 나. 원호궤적운동기구의 구동 메커니즘 ... 30
• 제 2 절 상세설계 및 검증 ... 33
• 1. 목표 운동궤적의 도출 ... 33
• 가. 1차 설계 및 검증 ... 33
• 나. 2차 설계 및 검증 ... 44
• 다. 3차 설계 및 검증 ... 58
• 라. 4차 설계 및 검증 ... 67
• 마. 5차 설계 및 검증 ... 80
• 2. 운동 손잡이 형상 도출 ... 87
• 가. 체형에 따른 운동손잡이의 기울기 ... 87
• 나. 페달에서 운동손잡이까지의 위치를 고려한 운동손잡이의 길이 ... 91
• 다. 운동손잡의 폭 결정 ... 93
• 라. 결론 ... 94
• 마. 제작 및 수정 ... 95
• 3. 디자인 ... 98
• 가. 구동부케이스 ... 98
• 나. 조작패널 ... 102
• 다. 프레임 ... 103
• 라. 디자인 선정 ... 103
• 4. 사출물 기구설계 ... 107
• 5. 금형 제작 ... 109
• 6. 내구성 테스트 ... 110
• 7. 양산 ... 111
• 제 3 절 운동효과 및 특징 도출 ... 115
• 1. 원호궤적 운동기구의 산소섭취량 및 에너지소비량에 대한 수식 도출 ... 115
• 가. 연구 방법 ... 115
• 나. 연구 결과 ... 118
• 2. 원호궤적 운동 시 발현되는 근력의 부위 평가 및 근전도 분석 ... 133
• 가. 연구 방법 ... 134
• 나. 연구 결과 ... 141
• 다. 결론 ... 142
• 제 4 절 제어시스템 ... 144
• 1. 제어부 및 전력제어 시스템의 block diagram ... 144
• 2. 발전기 및 와전류 브레이크의 특성 ... 145
• 3. 운동프로그램 ... 148
• 4. 제어보드 ... 151
• 제 5 절 원호궤적운동기구의 사양 및 특징 ... 152
• 1. 사양 ... 152
• 2. 특징 ... 153
• 제 6 절 문제점 및 향후과제 ... 155
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 156
• 제 1 절 목표달성도 ... 156
• 1. 목표달성도 ... 156
• 2. 전시회 참여 ... 157
• 가. 독일 FIBO 2010 전시회 출품 ... 157
• 3. 증빙자료 ... 159
• 가. 특허 ... 159
• 나. 학술대회발표 및 학회지논문투고 ... 163
• 제 2 절 관련분야에의 기여도 ... 164
• 제 5 장 기술개발결과의 활용계획 ... 165
• 제 6 장 기술개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 166
• 제 7 장 참고문헌 ... 167