KR102455300B1 - Smart cable machine capable of individually controlling load of both arms - Google Patents

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KR102455300B1 KR1020220040829A KR20220040829A KR102455300B1 KR 102455300 B1 KR102455300 B1 KR 102455300B1 KR 1020220040829 A KR1020220040829 A KR 1020220040829A KR 20220040829 A KR20220040829 A KR 20220040829A KR 102455300 B1 KR102455300 B1 KR 102455300B1
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엄희재
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최성혁
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주식회사 아진엑스텍
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Abstract

The present disclosure relates to a smart cable machine. The smart cable machine comprises: a main body; a first handle to which the force of a user's left hand is applied; a second handle to which the force of the user's right hand is applied; a first series elastic actuator system that generates a load to be applied to the first handle and is disposed within the main body; a second series elastic actuator system that generates a load to be applied to the second handle and is disposed within the main body; a display configured to receive user input and output information related to exercise; and a controller configured to individually control a load generated by the first series elastic actuator system and a load generated by the second series elastic actuator system, and to control an operation of the display.

Description

양팔 부하 개별 제어가 가능한 스마트 케이블 머신{SMART CABLE MACHINE CAPABLE OF INDIVIDUALLY CONTROLLING LOAD OF BOTH ARMS}Smart cable machine capable of individually controlling the load on both arms {SMART CABLE MACHINE CAPABLE OF INDIVIDUALLY CONTROLLING LOAD OF BOTH ARMS}

본 개시는 스마트 케이블 머신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양팔에 부여되는 부하를 개별 제어할 수 있는 스마트 케이블 머신에 관한 것이다.The present disclosure relates to a smart cable machine, and more particularly, to a smart cable machine capable of individually controlling a load applied to both arms.

최근 건강에 대한 관심이 증가함에 따라, 웨이트 트레이닝에 대한 관심도 증가하고 있다. 특히 웰빙 열풍, 몸짱 열풍과 함께 체지방의 감소를 위한 유산소 운동뿐 아니라, 근력 운동이 주목받고 있다.Recently, as interest in health increases, interest in weight training is also increasing. In particular, along with the well-being craze and the fitness craze, aerobic exercise for reducing body fat as well as strength training are attracting attention.

근력이라 함은 근육이 힘을 발휘하는 능력을 말할 수 있다. 근력 운동은 근육의 크기를 키우고 여러 개의 근섬유가 동시에 운동에 동원될 수 있도록 운동 단위를 증가시키는 것을 목적으로 한다.Strength refers to the ability of a muscle to exert force. Strength training aims to increase the size of the muscle and increase the motor unit so that several muscle fibers can be mobilized for the exercise at the same time.

근력 운동을 위한 운동기구는 크게 세 가지로 분류될 수 있다. 첫 번째가 체중을 이용한 운동이다. 체중을 이용하는 운동은 근력 운동 중 기본이 되는 운동 형태로 별다른 중량 도구를 사용하지 않고 자신의 체중을 이용하는 근력 운동이다. 예를 들어, 체중을 이용한 운동에는 스쿼트, 런지, 푸시업 등이 있다. 둘째는 머신을 이용한 운동이다. 머신을 이용한 운동은 웨이트 머신, 스미스 머신, 케이블 머신 등과 같은 다양한 머신을 이용하는 운동을 말한다. 머신을 이용하는 운동은 근력 운동 초보자에게 적합할 수 있다. 머신을 이용한 운동은 웨이트 운동에 비해 안전하고 편리할 뿐 아니라 취약한 근육 강화를 목표로 한 경우에 해당 근육군을 고립시켜 단련할 수 있는 장점이 있다. 셋째는 프리 웨이트 운동이다. 프리 웨이트 운동은 예를 들어, 덤벨, 바벨 등을 이용한 근력 운동을 말할 수 있다. 프리 웨이트 운동은 머신을 이용한 운동을 통하여 단련할 수 없는 근육을 단련할 수 있는 효과가 있다.Exercise equipment for strength training can be broadly classified into three categories. The first is exercise using your body weight. Exercise using body weight is a basic form of exercise among strength exercises, and it is a strength exercise using one's own body weight without using a special weight tool. For example, exercises using body weight include squats, lunges, and push-ups. The second is exercise using machines. The exercise using a machine refers to an exercise using various machines, such as a weight machine, a Smith machine, and a cable machine. Exercises using machines may be suitable for beginners in strength training. Exercise using a machine is safer and more convenient than weight training, and has the advantage of isolating and training the relevant muscle group when the goal is to strengthen weak muscles. The third is free weight exercises. The free weight exercise may refer to strength training using, for example, dumbbells and barbells. Free weight exercise has the effect of strengthening muscles that cannot be trained through exercise using a machine.

그러나, 종래의 케이블 머신은 물리적 저항을 사용하여 운동 중 저항력 조절이 불가능하거나, 큰 저항력을 발생시키기 위하여 소음이 동반되는 대용량의 모터가 필요한 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 운동기구가 필요한 실정이다.However, the conventional cable machine has a problem in that it is impossible to control the resistance force during movement using physical resistance, or a large-capacity motor accompanied by noise is required to generate a large resistance force. Therefore, there is a need for an exercise device capable of solving these problems.

본 개시는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 볼 스크류와 모터를 이용하여 양팔에 부여되는 부하를 개별 제어할 수 있는 스마트 케이블 머신을 제공한다.The present disclosure provides a smart cable machine capable of individually controlling the load applied to both arms using a ball screw and a motor in order to solve the above problems.

본 개시는 스마트 케이블 머신(20)으로서, 본체(400), 사용자의 왼손의 힘이 작용되는 제1 핸들(212), 사용자의 오른손의 힘이 작용되는 제2 핸들(214), 제1 핸들(212)에 부여될 부하를 생성하고, 본체(400) 내에 배치되는 제1 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템(220), 제2 핸들(214)에 부여될 부하를 생성하고, 본체 내에 배치되는 제2 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템(230), 사용자 입력을 수신하고, 운동과 관련된 정보를 출력할 수 있도록 구성된 디스플레이(270) 및 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성되는 부하와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)에 의해 생성되는 부하를 개별 제어하고, 디스플레이(270)의 동작을 제어하도록 구성된 제어부(260)를 포함한다.The present disclosure is a smart cable machine 20, including a main body 400, a first handle 212 to which the force of the user's left hand is applied, a second handle 214 to which the force of the user's right hand is applied, and a first handle ( 212), a first series elastic actuator system 220 disposed within the body 400, a second handle 214 to generate a load to be applied, and disposed within the body 400. A load generated by a second Series Elastic Actuator system 230 , a display 270 configured to receive user input, and output information related to movement, and a first Series Elastic Actuator system 220 . and a control unit 260 configured to individually control the load generated by the second series elastic actuator system 230 and to control the operation of the display 270 .

본 개시에 따른 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)은, 모터 및 모터에 연결되어 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시키는 볼 스크류를 포함하는 전동 실린더를 포함하고, 제어부는 모터의 회전을 제어함으로써 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성되는 부하를 제어하는 것을 포함한다.The first series elastic actuator system 220 according to the present disclosure includes a motor and an electric cylinder including a ball screw connected to the motor to convert the rotational force of the motor into a linear motion force, and the controller controls the rotation of the motor. and controlling the load generated by the first series elastic actuator system 220 .

본 개시에 따른 모터는, 브레이크 타입 모터이고, 모터가 회전하지 않는 경우, 사용자가 제1 핸들을 당기더라도 움직이지 않는 것을 포함한다.The motor according to the present disclosure is a brake type motor, and when the motor does not rotate, it does not move even if the user pulls the first handle.

본 개시에 따른 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)은, 본체에 고정된 제1 브라켓(510), 제1 브라켓(510)의 하측에 이동 가능하게 배치된 제2 브라켓(530) 및 제1 브라켓(510)과 제2 브라켓(530) 사이에 배치되어, 사용자가 제1 핸들(212)을 당겨서 제2 브라켓(530) 및 전동 실린더가 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 때 수축되는 스프링과 제2 브라켓(530) 및 전동 실린더가 이동함에 따라 스프링이 수축되는 정도를 측정하도록 구성된 제1 인코더 센서(540)를 더 포함하고, 제2 브라켓(530)의 일 측면에 스프링이 접하는 것을 포함한다.The first series elastic actuator system 220 according to the present disclosure includes a first bracket 510 fixed to the body, a second bracket 530 and a first bracket movably disposed below the first bracket 510 . It is disposed between the 510 and the second bracket 530, the user pulls the first handle 212 and the second bracket 530 and the electric cylinder are contracted when the second bracket 530 and the electric cylinder move in a direction away from the ground and the second bracket ( 530) and a first encoder sensor 540 configured to measure the degree of contraction of the spring as the electric cylinder moves, and includes a spring in contact with one side of the second bracket 530.

본 개시에 따른 제1 인코더 센서(540)는, 전동 실린더와 연결된 벨트 및 벨트의 움직임을 감지함으로써 스프링이 수축되는 정도를 측정하는 제1 센서(720)를 포함한다.The first encoder sensor 540 according to the present disclosure includes a belt connected to the electric cylinder and a first sensor 720 for measuring the degree of contraction of the spring by detecting the movement of the belt.

본 개시에 따른 제1 인코더 센서(540)는 스프링이 수축되는 정도를 측정함으로써 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘을 감지하는 것을 포함한다.The first encoder sensor 540 according to the present disclosure includes detecting a force that a user pulls on the first handle 212 by measuring the degree to which the spring is contracted.

본 개시는 볼 스크류의 너트(624)에 고정 연결되고, 사용자가 제1 핸들(212)을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동하는 제1 힘작용 연결부(242), 본체의 상부 하측에 고정된 제2 힘작용 연결부(244) 및 제1 힘작용 연결부(242)와 제2 힘작용 연결부(244)를 거쳐 일측이 제1 핸들(212)과 연결되고, 타측이 본체의 상부 하측에 고정되는 케이블을 더 포함한다.In the present disclosure, the first force action connection part 242 that is fixedly connected to the nut 624 of the ball screw, and moves away from the ground as the user pulls the first handle 212, is fixed to the upper and lower side of the body. A cable having one side connected to the first handle 212 through the second force acting connection part 244 and the first force acting connection part 242 and the second force acting connection part 244 and the other side being fixed to the upper and lower side of the body further includes

본 개시에 따른 제1 힘작용 연결부(242)는 적어도 하나의 움직 도르래를 포함하고, 제2 힘작용 연결부(244)는 적어도 하나의 고정 도르래를 포함한다.The first forcing connection 242 according to the present disclosure includes at least one movable pulley, and the second forcing connection 244 includes at least one stationary pulley.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자로부터 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력을 수신하고, 제1 인코더 센서(540)로부터 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 제1 사용자 입력 및 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 모터의 회전을 제어하도록 더 구성되는 것을 포함한다. The control unit 260 according to the present disclosure receives a first user input associated with the magnitude of a load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214 from the user, and receives the user input from the first encoder sensor 540 . is further configured to receive information related to a force for pulling the first handle (212), and to control rotation of the motor based on the first user input and the information related to the force with which the user pulls the first handle (212) do.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자가 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기보다 작은 힘으로 제1 핸들(212)을 당기는 경우, 모터를 회전시키지 않고, 사용자가 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기보다 큰 힘으로 제1 핸들(212)을 당기는 경우, 볼 스크류의 너트(624) 및 제1 힘작용 연결부(242)가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하도록 모터의 회전을 제어하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure does not rotate the motor when the user pulls the first handle 212 with a force smaller than the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214 . , when the user pulls the first handle 212 with a force greater than the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214, the nut 624 of the ball screw and the first force acting connection part ( 242 is further configured to control rotation of the motor to move away from the ground.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기 차이에 기초하여 모터의 회전 속도를 결정하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure controls the rotational speed of the motor based on a difference in the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214 and the force with which the user pulls the first handle 212 . further configured to determine.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자로부터 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성되는 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력과 연관된 제2 사용자 입력을 수신하고, 제1 사용자 입력, 제2 사용자 입력, 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)을 제어하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure receives, from a user, a second user input associated with the viscous force, the elastic force, and the inertial force of the load generated by the first series elastic actuator system 220 , the first user input, the second user and further configured to control the first series resilient actuator system 220 based on the input, information related to the force with which the user pulls the first handle 212 .

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자로부터 운동 보조 모드와 연관된 제3 사용자 입력을 수신하고, 사용자의 현재 운동 속도가 처음 운동 속도와 비교하여 미리 정해진 제1 임계값 이상 감소한 것으로 판단하는 것에 응답하여, 제3 사용자 입력에 따라 설정된 운동 보조 모드에 따라 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기를 상이하게 감소시키도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure receives a third user input related to the exercise assistance mode from the user, and responds to determining that the user's current exercise speed has decreased by more than a predetermined first threshold value compared to the initial exercise speed to differently reduce the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214 according to the exercise assistance mode set according to the third user input.

본 개시는 카메라 센서를 이용하여 사용자의 심박수를 측정하는 감지 센서(280)를 더 포함하고, 제어부(260)는 감지 센서(280)에 의해 측정된 사용자의 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수를 초과하면, 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시키도록 더 구성되는 것을 포함한다.The present disclosure further includes a detection sensor 280 for measuring a user's heart rate by using a camera sensor, and the controller 260 is configured such that the user's heart rate measured by the detection sensor 280 exceeds a preset heart rate input. and further configured to reduce the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 and the second handle 214 by a predetermined amount or a predetermined ratio.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘의 변화값이 사전에 입력된 설정 변화값에 도달하면, 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시키도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure, when the change value of the force that the user pulls the first handle 212 reaches a preset change value, the first handle 212 and the second handle 214 and being further configured to reduce the magnitude of the load to be imparted by a predetermined amount or a predetermined ratio.

본 개시는 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 거리를 측정하도록 구성된 제2 센서를 더 포함하고, 제어부(260)는 제2 센서로부터 사용자의 최초 운동 길이를 수신하고, 최초 운동 길이에 기초하여 운동 인정 거리를 산출하고, 사용자가 제1 핸들을 운동 인정 거리를 초과해서 당기는 경우, 1회 운동으로 인정하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The present disclosure further includes a second sensor configured to measure a distance at which the user pulls the first handle 212 , wherein the control unit 260 receives the user's initial exercise length from the second sensor, and based on the initial exercise length Calculating the exercise recognition distance, and when the user pulls the first handle beyond the exercise recognition distance, further configured to be recognized as a single exercise.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자로부터 1RM(Repetition Maximum) 테스트를 실행하기 위한 제4 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성되는 제1 핸들(212)에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨로 설정하고, 제1 핸들(212)에 부여될 부하의 크기, 사용자의 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 1RM 값을 산출하고, 산출된 사용자의 1RM 값을 디스플레이(270)에 표시하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure, in response to receiving a fourth user input for executing the 1RM (Repetition Maximum) test from the user, a first handle ( 212) set all of the viscous force, elastic force, and inertia force of the load to be given to the lowest level, and calculate the user's 1RM value based on the size of the load to be applied to the first handle 212, the number of exercise of the user, and the 1RM estimation model And, includes being further configured to display the calculated user's 1RM value on the display (270).

본 개시에 따른 1RM 추정 모델은, 수식 1에 기초하여 산출되는 것을 포함한다.1RM estimation model according to the present disclosure includes that calculated based on Equation 1.

(수식 1)(Formula 1)

Figure 112022035030346-pat00001
Figure 112022035030346-pat00001

{

Figure 112022035030346-pat00002
는 제1 핸들에 부여될 부하의 크기,
Figure 112022035030346-pat00003
은 사용자의 운동 횟수}{
Figure 112022035030346-pat00002
is the magnitude of the load to be applied to the first handle,
Figure 112022035030346-pat00003
is the number of workouts by the user}

본 개시에 따른 제4 사용자 입력은, 사용자의 몸무게 및 성별과 연관된 정보를 포함하고, 제1 핸들(212)에 부여될 부하의 크기는 사용자의 몸무게 및 성별에 기초하여 결정되는 것을 포함한다.The fourth user input according to the present disclosure includes information related to the user's weight and gender, and the magnitude of the load to be applied to the first handle 212 is determined based on the user's weight and gender.

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자의 운동 횟수가 미리 설정된 제2 임계값을 초과하는 경우, 산출된 사용자의 1RM 값 및 1RM 추정 모델에 기초하여 핸들에 부여될 새로운 부하의 크기를 산출하고, 산출된 새로운 부하의 크기, 사용자의 신규 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 보정된 1RM 값을 산출하고, 산출된 사용자의 보정된 1RM 값을 디스플레이(270)에 표시하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The controller 260 according to the present disclosure calculates the size of a new load to be given to the handle on the basis of the calculated user's 1RM value and the 1RM estimation model when the number of workouts of the user exceeds a preset second threshold value, , Calculate the user's corrected 1RM value based on the calculated new load size, the user's new exercise number and 1RM estimation model, and further configured to display the calculated user's corrected 1RM value on the display 270 include

본 개시에 따른 제어부(260)는, 산출된 사용자의 1RM 값 및 사용자의 몸무게에 기초하여, 사용자의 운동 숙련 단계를 산출하고, 산출된 사용자의 운동 숙련 단계를 디스플레이(270)에 표시하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure is further configured to calculate the exercise skill level of the user based on the calculated user's 1RM value and the user's weight, and display the calculated exercise skill level of the user on the display 270 include being

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자의 운동 목표를 수신하는 것에 응답하여, 사용자의 운동 목표, 산출된 사용자의 1RM 값 및 사용자의 몸무게에 기초하여 운동 루틴을 결정하도록 더 구성되고, 운동 루틴은 제1 및 제2 핸들(212, 214)에 부여될 부하의 크기, 세트당 운동 반복 횟수, 세트 횟수 및 세트 사이의 휴식 시간을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure, in response to receiving the user's exercise goal, is further configured to determine the exercise routine based on the user's exercise goal, the calculated user's 1RM value, and the user's weight, the exercise routine includes the magnitude of the load to be applied to the first and second handles 212 and 214, the number of repetitions of the exercise per set, the number of sets, and the rest time between sets.

본 개시에 따른 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)은, 사용자가 제2 핸들(214)을 당기는 힘을 측정하도록 구성된 제2 인코더 센서를 포함하고, 제어부(260)는 제1 인코더 센서(540)로부터 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 관련된 정보 및 제2 인코더 센서로부터 사용자가 제2 핸들(214)을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이(1040)의 제1 영역에 출력하고, 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이(1040)의 제2 영역에 출력하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The second series elastic actuator system 230 according to the present disclosure includes a second encoder sensor configured to measure a force that a user pulls on the second handle 214 , and the control unit 260 includes the first encoder sensor 540 . Receive information related to the force of the user pulling the first handle 212 from the second encoder sensor and information related to the user pulling the second handle 214 from the second encoder sensor, and information related to the user pulling the first handle 214 . and outputting to the first area of the display 1040 , and outputting information related to the force of the user pulling the second handle to the second area of the display 1040 .

본 개시에 따른 제어부(260)는, 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 제2 핸들(214)을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 제3 임계값을 초과하는 경우, 경고 표시를 디스플레이(22)에 출력하도록 더 구성되는 것을 포함한다.The control unit 260 according to the present disclosure may display a warning indication when a difference between the user pulling force of the first handle 212 and the force of pulling the second handle 214 exceeds a preset third threshold value. (22) is further configured to output.

본 개시에 따른 디스플레이(1040)의 제1 영역은, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고, 디스플레이(1040)의 제2 영역은 사용자가 제2 핸들에 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 상기 제3 임계값을 초과하는 경우, 제1 영역과 제2 영역이 서로 상이한 색상으로 표시되는 것을 포함한다.The first area of the display 1040 according to the present disclosure displays the user's pulling force on the first handle as a bar graph, and the second area of the display 1040 displays the user's pulling force on the second handle as a bar graph. and displaying the first region and the second region in different colors when the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds the preset third threshold value. do.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 사용자의 양 팔이 핸들을 당기는 힘의 크기를 각각 사용자에게 실시간 제공함으로써, 사용자가 운동 상태를 실시간으로 모니터링하고, 매 운동 회차마다 적절한 크기의 힘으로 운동하도록 할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, by providing the user with the magnitude of the force pulling the handle by both arms of the user in real time, the user can monitor the exercise state in real time and exercise with an appropriate amount of force for every exercise cycle. can

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 사용자는 진행하는 운동의 종류에 따라 사용자는 최적의 자세로 운동을 수행할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, the user may perform the exercise in an optimal posture according to the type of the exercise being performed.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 사용자가 양 팔에 힘을 다르게 가하는 경우, 사용자는 이와 관련된 경고 메시지를 다양한 형태로 제공받아 양 팔에 동일한 힘을 가하도록 쉽게 조절할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 상체가 불균형하게 단련되는 것을 방지할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, when the user applies different force to both arms, the user may receive a warning message related thereto in various forms to easily adjust the same force to be applied to both arms. Accordingly, it is possible to prevent the user's upper body from being unbalanced.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 부하의 여러 특성 및 세기를 조합하여 사용자의 운동 목적에 맞는 다양한 운동 프로그램을 제공할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 운동 효과를 극대화시킬 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, various exercise programs suitable for the user's exercise purpose may be provided by combining various characteristics and strength of the load. Accordingly, it is possible to maximize the exercise effect of the user.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 운동 부하량이 사용자가 핸들을 당기는 힘에 대응하여 실시간으로 가변되기 때문에 운동 중 사고의 위험을 감소시킬 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, since the amount of exercise load varies in real time in response to the user pulling the handle, the risk of an accident during exercise can be reduced.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 소형화된 모터 및 볼 스크류를 포함하는 직렬 탄성 구동기 시스템을 2개 포함하여 기존 케이블 머신보다 무게와 크기를 대폭 축소할 수 있고, 사용자의 운동 무게 변경 시 무게 추 등과의 직접적인 접촉에 따른 부상을 방지할 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, by including two series elastic actuator systems including a miniaturized motor and a ball screw, the weight and size can be significantly reduced compared to the existing cable machine, and when the user's exercise weight is changed, the weight and the like Injuries resulting from direct contact with

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 기존 케이블 머신의 소음 문제를 해결할 수 있고, 대용량의 모터 사용에 따른 전력 낭비를 줄일 수 있다.According to some embodiments of the present disclosure, it is possible to solve the noise problem of the existing cable machine and reduce power consumption due to the use of a large-capacity motor.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 스마트 케이블 머신은 등장성, 등척성 및 등속성 운동을 구현할 수 있는 특징을 갖고 있어 운동 뿐만 아니라 재활분야 에도 충분히 활용이 가능하다.According to an embodiment of the present disclosure, the smart cable machine has features that can implement isotonic, isometric and isokinetic movements, so that it can be fully utilized not only in exercise but also in the field of rehabilitation.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 스마트 케이블 머신은 모터와 볼 스크류를 포함하는 일체형의 전동 실린더를 갖고 있어 별도의 장치를 필요로 하지 않기 때문에, 다양한 스마트 헬스 운동 기구를 만드는 데 적합하다.According to an embodiment of the present disclosure, the smart cable machine has an integrated electric cylinder including a motor and a ball screw and does not require a separate device, so it is suitable for making various smart fitness exercise equipment.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 스마트 케이블 머신은 발생되는 저항력이 실시간으로 제어가 가능할 뿐만 아니라 사용자의 저항운동 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the smart cable machine can not only control the resistance force generated in real time, but also monitor the resistance exercise state of the user in real time.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 스마트 케이블 머신은 직렬 탄성 구동기 시스템에서 힘 제어 시에 직렬 탄성 구동기 시스템이 운동하면서 본체에 발생하는 반복적인 충격 및 진동 문제를 해결할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the smart cable machine can solve the problem of repeated shock and vibration occurring in the main body while the series elastic actuator system moves during force control in the series elastic actuator system.

본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 개시에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, '통상의 기술자'라 함)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effect of the present disclosure is not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned are those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description of the claims (hereinafter referred to as 'person of ordinary skill') can be clearly understood by

본 개시의 실시예들은, 이하 설명하는 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 요소들을 나타내지만, 이에 한정되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신 사용 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 개략적인 개념도를 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 제어부의 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 가상 지지대 제어 방법을 나타내는 도면이다.
도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 감응 민감도별 가상 지지대 제어 그래프를 나타내는 도면이다.
도 3d는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 힘제어 영역 및 가상 지지 영역을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 설계도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 직렬 탄성 구동기 시스템의 상세 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 전동 실린더의 상세 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자가 제1 핸들을 설정된 부하 보다 센 힘으로 당길 때, 제1 힘작용 연결부와 제1 전동 실린더의 움직임을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 상세 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자의 운동과 관련된 정보를 입력하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자의 운동과 관련된 정보를 출력하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 제어부가 사용자에게 적절한 부하 및 운동과 관련된 정보를 제공하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings described below, wherein like reference numerals denote like elements, but are not limited thereto.
1 is a diagram illustrating an example of using a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a view showing a schematic conceptual diagram of a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
3A is a diagram illustrating a control method of a controller applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
3B is a diagram illustrating a virtual support control method applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
3C is a diagram illustrating a virtual support control graph for each sensitivity sensitivity applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
3D is a diagram illustrating a force control region and a virtual support region applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a design diagram of a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a perspective view illustrating a detailed configuration of a first series elastic actuator system according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a perspective view illustrating a detailed configuration of a first electric cylinder according to an embodiment of the present disclosure.
7 is a view showing the movement of the first force acting connection portion and the first electric cylinder when the user pulls the first handle with a force greater than a set load according to an embodiment of the present disclosure.
8 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure.
9 is a diagram illustrating an example of inputting information related to a user's exercise according to an embodiment of the present disclosure.
10 is a diagram illustrating an example of outputting information related to a user's exercise according to an embodiment of the present disclosure.
11 is a flowchart illustrating a method in which a controller provides information related to an appropriate load and exercise to a user according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, specific contents for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the following description, if there is a risk of unnecessarily obscuring the gist of the present disclosure, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted.

첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.In the accompanying drawings, identical or corresponding components are assigned the same reference numerals. In addition, in the description of the embodiments below, overlapping description of the same or corresponding components may be omitted. However, even if descriptions regarding components are omitted, it is not intended that such components are not included in any embodiment.

개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.Advantages and features of the disclosed embodiments, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the present disclosure is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments allow the present disclosure to be complete, and those of ordinary skill in the art to which the present disclosure pertains. It is only provided to fully inform the person of the scope of the invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail. The terms used in the present specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present disclosure, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the contents of the present disclosure, rather than the simple name of the term.

본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.Expressions in the singular herein include plural expressions unless the context clearly dictates the singular. Also, the plural expression includes the singular expression unless the context clearly dictates the plural. In the entire specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

또한, 명세서에서 사용되는 '모듈' 또는 '부'라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어 구성요소를 의미하며, '모듈' 또는 '부'는 어떤 역할들을 수행한다. In addition, the term 'module' or 'unit' used in the specification means a software or hardware component, and 'module' or 'unit' performs certain roles.

그렇지만 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '모듈' 또는 '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '모듈' 또는 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 또는 변수들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들은 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '모듈' 또는 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '모듈' 또는 '부'들로 더 분리될 수 있다.However, 'module' or 'unit' is not meant to be limited to software or hardware. A 'module' or 'unit' may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to reproduce one or more processors. Thus, as an example, a 'module' or 'unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, may include at least one of procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, database, data structures, tables, arrays or variables. Components and 'modules' or 'units' are the functions provided within are combined into a smaller number of components and 'modules' or 'units' or additional components and 'modules' or 'units' can be further separated.

본 개시의 일 실시예에 따르면 '모듈' 또는 '부'는 프로세서 및 메모리로 구현될 수 있다. '프로세서'는 범용 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 제어기, 마이크로제어기, 상태 머신 등을 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. 몇몇 환경에서는, '프로세서'는 주문형 반도체(ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스(PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 등을 지칭할 수도 있다. '프로세서'는, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들의 조합, DSP 코어와 결합한 하나 이상의 마이크로프로세서들의 조합, 또는 임의의 다른 그러한 구성들의 조합과 같은 처리 디바이스들의 조합을 지칭할 수도 있다. 또한, '메모리'는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트를 포함하도록 넓게 해석되어야 한다. '메모리'는 임의 액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 비-휘발성 임의 액세스 메모리(NVRAM), 프로그램가능 판독-전용 메모리(PROM), 소거-프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM), 전기적으로 소거가능 PROM(EEPROM), 플래쉬 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장장치, 레지스터들 등과 같은 프로세서-판독가능 매체의 다양한 유형들을 지칭할 수도 있다. 프로세서가 메모리로부터 정보를 판독하고/하거나 메모리에 정보를 기록할 수 있다면 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다고 불린다. 프로세서에 집적된 메모리는 프로세서와 전자 통신 상태에 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a 'module' or a 'unit' may be implemented with a processor and a memory. 'Processor' should be construed broadly to include general purpose processors, central processing units (CPUs), microprocessors, digital signal processors (DSPs), controllers, microcontrollers, state machines, and the like. In some contexts, a 'processor' may refer to an application specific semiconductor (ASIC), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), or the like. 'Processor' refers to a combination of processing devices, such as, for example, a combination of a DSP and a microprocessor, a combination of a plurality of microprocessors, a combination of one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other such configurations. You may. Also, 'memory' should be construed broadly to include any electronic component capable of storing electronic information. 'Memory' means random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), programmable read-only memory (PROM), erase-programmable read-only memory (EPROM); may refer to various types of processor-readable media, such as electrically erasable PROM (EEPROM), flash memory, magnetic or optical data storage, registers, and the like. A memory is said to be in electronic communication with the processor if the processor is capable of reading information from and/or writing information to the memory. A memory integrated in the processor is in electronic communication with the processor.

본원 명세서 전체에서, '네트워크 상에' 또는 '네트워크 상에서'라는 용어는 유선/무선 통신이 가능한 임의의 전자 기기를 통해 검색 또는 접근 가능한 상태를 지칭할 수 있다. 예를 들어, '네트워크 상에' 또는 '네트워크 상에서'라는 의미는 임의의 전자 기기와 유무선으로 연결된 임의의 장치 내에 저장된 임의의 콘텐츠 및/또는 이와 연관된 정보를 검색 또는 접근 가능한 상태를 나타낼 수 있다.Throughout this specification, the term 'on a network' or 'on a network' may refer to a state that is searchable or accessible through any electronic device capable of wired/wireless communication. For example, 'on a network' or 'on a network' may indicate a state in which any content stored in any device connected to any electronic device via wire or wirelessly and/or information related thereto can be searched for or accessed.

본 개시의 실시예들을 상술하기에 앞서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다.Prior to describing the embodiments of the present disclosure in detail, the upper side of a drawing may be referred to as "upper" or "upper side", and the lower side thereof as "lower" or "lower side" of the configuration shown in the drawing. In addition, in the drawings, the remaining portion between the upper and lower portions of the illustrated configuration or except for the upper and lower portions may be referred to as “side” or “side”.

본 개시의 실시예들에서 도면의 왼쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "좌" 또는 "좌측", 그 오른쪽은 "우" 또는 "우측" 이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.In embodiments of the present disclosure, the left side of the drawing may be referred to as “left” or “left”, and the right side may be referred to as “right” or “right” of the configuration shown in the drawing. Relative terms such as “upper” and “upper” may be used to describe the relationship between the components shown in the drawings, and the present disclosure is not limited by such terms.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신(20) 사용 예시를 나타내는 도면이다. 본 개시의 스마트 케이블 머신(20)은 본체, 사용자(10)의 왼손의 힘이 작용되는 제1 핸들, 사용자(10)의 오른손의 힘이 작용되는 제2 핸들, 제1 핸들에 부여될 부하를 생성하고 본체 내에 배치되는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템, 제2 핸들에 부여될 부하를 생성하고 본체 내에 배치되는 제2 직렬 탄성 구동기 시스템, 사용자 입력을 수신하고 운동과 관련된 정보를 출력할 수 있도록 구성된 디스플레이(22), 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하를 개별 제어하고, 디스플레이(22)의 동작을 제어하도록 구성된 제어부를 포함할 수 있다. 사용자는 제1 핸들 및 제2 핸들을 당기고, 스마트 케이블 머신(20)의 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템은 사용자의 왼팔과 오른팔이 제1 핸들과 제2 핸들을 각각 당기는 힘에 따라 부하를 개별적으로 생성할 수 있다.1 is a diagram illustrating an example of using a smart cable machine 20 according to an embodiment of the present disclosure. The smart cable machine 20 of the present disclosure includes a main body, a first handle to which the force of the user's 10 left hand is applied, a second handle to which the force of the user's 10 right hand is applied, and a load to be applied to the first handle. a first series resilient actuator system generating and disposed within the body, a second series resilient actuator system generating a load to be imparted to the second handle and disposed within the body, a display configured to receive user input and output information related to movement (22), a control unit configured to separately control the load generated by the first series elastic actuator system and the load generated by the second series elastic actuator system, and to control the operation of the display 22 . The user pulls the first handle and the second handle, and the first series elastic actuator system and the second series elastic actuator system of the smart cable machine 20 have the user's left and right arms pulling the first handle and the second handle, respectively. Loads can be created individually according to

일 실시예에서, 디스플레이(22)는 사용자의 입력을 수신하고, 사용자의 운동과 관련된 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 디스플레이(22)에 부하의 크기, 부하의 점성력, 부하의 탄성력, 부하의 관성력, 운동 보조 강도, 1RM 측정 모드 진입 등과 연관된 사용자 입력을 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 수행하고자 하는 운동과 연관된 사용자 정보(키, 성별, 몸무게 등)를 입력할 수 있다. 일 실시예에서, 디스플레이(22)는 사용자 입력을 수신하고, 정보를 출력할 수 있는 터치스크린일 수 있다.In one embodiment, the display 22 may be configured to receive a user's input and output information related to the user's exercise. For example, the user may input a user input related to the size of the load, the viscous force of the load, the elastic force of the load, the inertial force of the load, the strength of the exercise assistance, the 1RM measurement mode entry, etc. on the display 22 . In addition, the user may input user information (height, gender, weight, etc.) related to the exercise to be performed. In one embodiment, the display 22 may be a touch screen capable of receiving user input and outputting information.

일 실시예에서, 제1 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템은 사용자가 제1 핸들을 당기기 시작하는 시점 및/또는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 감지하도록 구성될 수 있다. 제1 직렬 탄성 구동기 시스템은 모터 및 모터에 연결되어 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시키는 볼 스크류를 포함하는 전동 실린더를 포함할 수 있다. 여기서, 모터는 브레이크 타입 모터일 수 있다. 브레이크 타입 모터를 사용하는 경우, 모터가 회전하지 않으면 사용자가 제1 핸들을 당기더라도 움직이지 않는다.In one embodiment, the first Series Elastic Actuator system may be configured to sense when the user begins to pull the first handle and/or the force with which the user pulls the first handle. The first series elastic actuator system may include a motor and an electric cylinder including a ball screw connected to the motor to convert a rotational force of the motor into a linear motion force. Here, the motor may be a brake type motor. In the case of using the brake type motor, if the motor does not rotate, it does not move even if the user pulls the first handle.

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 설정된 무게보다 큰 힘으로 제1 핸들을 당기면 모터를 회전시켜서 제1 핸들이 움직일 수 있다. 모터가 빠르게 회전할수록 사용자가 제1 핸들을 당길 때 느끼는 부하가 적고, 모터가 느리게 회전할수록 사용자가 제1 핸들을 당길 때 느끼는 부하가 크다.In an embodiment, when the user pulls the first handle with a force greater than the set weight, the controller rotates the motor to move the first handle. The faster the motor rotates, the less the load the user feels when pulling the first handle, and the slower the motor rotates, the greater the load the user feels when pulling the first handle.

일 실시예에서, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템은 본체에 고정된 제1 브라켓, 제1 브라켓의 하측에 이동 가능하게 배치된 제2 브라켓, 제1 브라켓과 제2 브라켓 사이에 배치되어, 사용자가 제1 핸들을 당겨서 제2 브라켓 및 전동 실린더가 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 때 수축되는 스프링, 그리고 제2 브라켓 및 전동 실린더가 이동함에 따라 스프링이 수축되는 정도를 측정하도록 구성된 제1 인코더 센서를 포함할 수 있다. 이 때, 제2 브라켓의 일 측면에 스프링이 접하고, 제2 브라켓의 타 측면에 상기 전동 실린더가 접할 수 있다.In one embodiment, the first series elastic actuator system includes a first bracket fixed to the body, a second bracket movably disposed below the first bracket, and disposed between the first bracket and the second bracket, so that the user 1 may include a first encoder sensor configured to measure a spring contracted when the second bracket and the electric cylinder move in a direction away from the ground by pulling the handle, and a first encoder sensor configured to measure a degree to which the spring contracts as the second bracket and the electric cylinder move have. At this time, the spring may be in contact with one side of the second bracket, and the electric cylinder may be in contact with the other side of the second bracket.

일 실시예에서, 제1 인코더 센서는 전동 실린더와 연결된 벨트 및 벨트의 움직임을 감지함으로써 스프링이 수축되는 정도를 측정하는 제1 센서를 포함할 수 있다. 제1 인코더 센서는 스프링이 수축되는 정도를 측정함으로써 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 감지할 수 있다.In one embodiment, the first encoder sensor may include a belt connected to the electric cylinder and a first sensor for measuring the degree of contraction of the spring by detecting the movement of the belt. The first encoder sensor may detect a force that the user pulls on the first handle by measuring the degree to which the spring is contracted.

일 실시예에서, 스마트 케이블 머신은 볼 스크류의 너트에 고정 연결되고, 사용자가 제1 핸들을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동하는 제1 힘작용 연결부, 본체의 상부 하측에 고정된 제2 힘작용 연결부 및 제1 힘작용 연결부와 제2 힘작용 연결부를 거쳐 일측이 제1 핸들과 연결되고, 타측이 본체의 상부 하측에 고정되는 케이블을 더 포함할 수 있다. 제1 힘작용 연결부(242)는 적어도 하나의 움직 도르래를 포함하고, 제2 힘작용 연결부(244)는 적어도 하나의 고정 도르래를 포함할 수 있다.In one embodiment, the smart cable machine is fixedly connected to the nut of the ball screw, the first force action connection part that moves away from the ground as the user pulls the first handle, the second force fixed to the upper and lower side of the body It may further include a cable having one side connected to the first handle through the action connection part and the first force action connection part and the second force action connection part, and the other side is fixed to the upper and lower side of the main body. The first forcing connection 242 may include at least one moving pulley, and the second forcing connection 244 may include at least one stationary pulley.

일 실시예에서, 제어부는 모터의 회전을 제어함으로써 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하를 제어할 수 있다.In one embodiment, the controller may control the load generated by the first series elastic actuator system by controlling the rotation of the motor.

일 실시예에서, 제어부는 사용자로부터 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력을 수신하고, 제1 인코더 센서로부터 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 제1 사용자 입력 및 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 모터의 회전을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 작은 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 모터를 회전시키지 않을 수 있다. 또한, 제어부는 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 큰 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 볼 스크류의 너트 및 제1 힘작용 연결부가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하도록 모터의 회전을 제어할 수 있다. 추가로, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기 차이에 기초하여 모터의 회전 속도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기 차이가 클수록 모터를 빠르게 회전시킬 수 있다.In one embodiment, the control unit receives a first user input associated with the magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle from the user, and receives information related to a force that the user pulls on the first handle from the first encoder sensor. and control the rotation of the motor based on the first user input and information related to the force of the user pulling the first handle. Specifically, when the user pulls the first handle with a force smaller than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the control unit may not rotate the motor. In addition, when the user pulls the first handle with a force greater than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the control unit controls the motor so that the nut of the ball screw and the first force acting connection part move in a direction away from the ground. Rotation can be controlled. In addition, the control unit may determine the rotation speed of the motor based on a difference between the user's pulling force on the first handle and the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle. For example, the controller may rotate the motor faster as the difference between the user's pulling force on the first handle and the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle increases.

일 실시예에서, 제어부(260)는 사용자로부터 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력과 연관된 제2 사용자 입력을 수신하고, 제1 사용자 입력, 제2 사용자 입력, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템을 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit 260 receives, from the user, a second user input associated with the viscous force, the elastic force, and the inertial force of the load generated by the first series elastic actuator system, the first user input, the second user input, the user may control the first series elastic actuator system based on the information related to the pulling force of the first handle.

일 실시예에서, 제어부는 사용자로부터 운동 보조 모드와 연관된 제3 사용자 입력을 수신할 수 있다. 이 경우, 사용자의 현재 운동 속도가 처음 운동 속도와 비교하여 미리 정해진 제1 임계값 이상 감소한 것으로 판단하는 것에 응답하여, 제어부는 제3 사용자 입력에 따라 설정된 운동 보조 모드에 따라 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 상이하게 감소킬 수 있다.In an embodiment, the controller may receive a third user input related to the exercise assistance mode from the user. In this case, in response to determining that the user's current exercise speed has decreased by more than a predetermined first threshold value compared to the initial exercise speed, the controller controls the first handle and the second exercise speed according to the exercise assistance mode set according to the third user input. It is possible to reduce the magnitude of the load to be imposed on the handle differently.

일 실시예에서, 스마트 케이블 머신은 본체의 양측에 결합되고 끝단에 제1 핸들이 구비되는 제1 아암유닛 및 제2 핸들이 구비되는 제2 아암유닛을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 아암유닛은, 본체의 상부에 결합되고 측방향으로 회전가능하게 구비된 제1 아암 및 제1 아암의 외측에 결합되고 상하방향으로 회전가능하게 구비된 제2 아암을 포함할 수 있다. 제2 아암유닛은 제1 아암유닛과 유사하게 구성될 수 있다.In one embodiment, the smart cable machine may include a first arm unit coupled to both sides of the main body and having a first handle at an end thereof and a second arm unit having a second handle. Here, the first arm unit may include a first arm coupled to the upper portion of the main body and rotatably provided in the lateral direction, and a second arm coupled to the outside of the first arm and rotatably provided in the vertical direction. . The second arm unit may be configured similarly to the first arm unit.

일 실시예에서, 스마트 케이블 머신은 카메라 센서를 이용하여 사용자의 심박수를 측정하는 감지 센서를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부는 감지 센서에 의해 측정된 사용자의 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수를 초과하면, 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시킬 수 있다.In one embodiment, the smart cable machine may further include a detection sensor for measuring the heart rate of the user using the camera sensor. In this case, when the heart rate of the user measured by the detection sensor exceeds the preset heart rate input, the control unit may reduce the size of the load to be applied to the first handle and the second handle by a predetermined amount or a predetermined ratio. have.

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘의 변화값이 사전에 입력된 설정 변화값에 도달하면, 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시킬 수 있다.In one embodiment, when the change value of the force for pulling the first handle by the user reaches a preset change value, the control unit sets the size of the load to be applied to the first handle and the second handle to a predetermined size or a predetermined value. can be reduced by a percentage.

일 실시예에서, 스마트 케이블 머신은 사용자가 제1 핸들을 당기는 거리를 측정하도록 구성된 제2 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부는 제2 센서로부터 사용자의 최초 운동 길이를 수신하고, 최초 운동 길이에 기초하여 운동 인정 거리를 산출할 수 있다. 또한, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 운동 인정 거리를 초과해서 당기는 경우, 1회 운동으로 인정할 수 있다.In one embodiment, the smart cable machine may include a second sensor configured to measure the distance at which the user pulls the first handle. In this case, the controller may receive the user's initial exercise length from the second sensor, and calculate the exercise recognition distance based on the initial exercise length. In addition, when the user pulls the first handle beyond the exercise recognition distance, the control unit may recognize it as one exercise.

일 실시예에서, 제어부는 사용자로부터 1RM(Repetition Maximum) 테스트를 실행하기 위한 제4 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 제1 핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨로 설정할 수 있다. 그리고, 제어부는 핸들에 부여된 부하의 크기, 사용자의 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 1RM 값을 산출하고, 산출된 사용자의 1RM 값을 디스플레이에 표시할 수 있다. 구체적으로, 1RM 추정 모델은, [수학식 1]에 기초하여 산출될 수 있다.In one embodiment, the control unit, in response to receiving a fourth user input for executing the 1RM (Repetition Maximum) test from the user, the viscous force of the load to be imparted to the first handle generated by the first series elastic actuator system; Both elastic and inertial forces can be set to the lowest level. And, the control unit may calculate the user's 1RM value based on the size of the load applied to the handle, the number of exercise of the user, and the 1RM estimation model, and display the calculated user's 1RM value on the display. Specifically, the 1RM estimation model may be calculated based on [Equation 1].

Figure 112022035030346-pat00004
Figure 112022035030346-pat00004

{

Figure 112022035030346-pat00005
는 제1 핸들에 부여된 부하의 크기,
Figure 112022035030346-pat00006
은 사용자의 운동 횟수}{
Figure 112022035030346-pat00005
is the magnitude of the load applied to the first handle,
Figure 112022035030346-pat00006
is the number of workouts by the user}

일 실시예에서, 제4 사용자 입력은, 사용자의 몸무게 및 성별과 연관된 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 핸들에 부여된 부하의 크기는 사용자의 몸무게 및 성별에 기초하여 결정될 수 있다.In an embodiment, the fourth user input may include information related to the user's weight and gender. In this case, the magnitude of the load applied to the first handle may be determined based on the user's weight and gender.

일 실시예에서, 제어부는 사용자의 운동 횟수가 미리 설정된 제2 임계값을 초과하는 경우, 산출된 사용자의 1RM 값 및 1RM 추정 모델에 기초하여 핸들에 부여될 새로운 부하의 크기를 산출하고, 산출된 새로운 부하의 크기, 사용자의 신규 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 보정된 1RM 값을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부는 산출된 사용자의 보정된 1RM 값을 디스플레이에 표시할 수 있다.In one embodiment, when the number of workouts of the user exceeds a preset second threshold, the controller calculates the size of a new load to be given to the handle based on the calculated user's 1RM value and the 1RM estimation model, and calculates the calculated Based on the size of the new load, the number of new workouts of the user, and the 1RM estimation model, it is possible to calculate the user's corrected 1RM value. And, the control unit may display the calculated user's corrected 1RM value on the display.

일 실시예에서, 제어부는 산출된 사용자의 1RM 값 및 사용자의 몸무게에 기초하여, 사용자의 운동 숙련 단계를 산출하고, 산출된 사용자의 운동 숙련 단계를 디스플레이에 표시할 수 있다.In one embodiment, the controller may calculate the user's exercise skill level based on the calculated user's 1RM value and the user's weight, and display the calculated user's exercise skill level on the display.

일 실시예에서, 제어부는 사용자의 운동 목표를 수신하는 것에 응답하여, 사용자의 운동 목표, 산출된 사용자의 1RM 값 및 사용자의 몸무게에 기초하여 운동 루틴을 결정할 수 있다. 여기서, 운동 루틴은 제1 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기, 세트당 운동 반복 횟수, 세트 횟수 및 세트 사이의 휴식 시간을 포함할 수 있다.In one embodiment, in response to receiving the user's exercise goal, the controller may determine the exercise routine based on the user's exercise goal, the calculated user's 1RM value, and the user's weight. Here, the exercise routine may include the magnitude of the load to be applied to the first and second handles, the number of repetitions of the exercise per set, the number of sets, and a rest time between sets.

일 실시예에서, 제2 직렬 탄성 구동기 시스템은 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘을 측정하도록 구성된 제2 인코더 센서를 포함할 수 있다. 제어부는 제1 인코더 센서로부터 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보 및 제2 인코더 센서로부터 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이의 제1 영역에 출력하고, 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이의 제2 영역에 출력할 수 있다. 제2 직렬 탄성 구동기 시스템은 제1 직렬 탄성 구동기 시스템과 유사하게 구성될 수 있다.In one embodiment, the second series resilient actuator system may include a second encoder sensor configured to measure the force with which the user pulls the second handle. The control unit receives information related to the force of the user pulling the first handle from the first encoder sensor and information related to the user pulling the second handle from the second encoder sensor, and information related to the user pulling the first handle. may be output to the first area of the display, and information related to the force of the user pulling the second handle may be output to the second area of the display. The second series elastic actuator system may be configured similarly to the first series elastic actuator system.

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 제3 임계값을 초과하는 경우, 경고 표시를 디스플레이에 출력할 수 있다.In an embodiment, the controller may output a warning indication to the display when the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds a preset third threshold value.

일 실시예에서, 디스플레이의 제1 영역은 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고, 디스플레이의 제2 영역은 사용자가 제2 핸들에 당기는 힘을 막대 그래프로 표시할 수 있다. 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 상기 제3 임계값을 초과하는 경우, 제1 영역과 제2 영역이 서로 상이한 색상으로 표시될 수 있다.In an embodiment, the first area of the display may display a force that the user pulls on the first handle as a bar graph, and the second area of the display may display the force that the user pulls on the second handle as a bar graph. When the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds the preset third threshold value, the first region and the second region may be displayed in different colors.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 케이블 머신의 개략적인 개념도이다. 도시된 바와 같이 스마트 케이블 머신은, 제1 핸들(212), 제2 핸들(214), 제1 케이블(252), 제2 케이블(254), 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220), 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230), 제1 내지 제4 힘작용 연결부(242, 244, 246, 248), 제어부(260), 디스플레이(270) 및 감지 센서(280)를 포함할 수 있다.2 is a schematic conceptual diagram of a cable machine according to an embodiment of the present disclosure. As shown, the smart cable machine includes a first handle 212 , a second handle 214 , a first cable 252 , a second cable 254 , a first series elastic actuator system 220 , a second series It may include an elastic actuator system 230 , first to fourth force action connections 242 , 244 , 246 , 248 , a control unit 260 , a display 270 , and a detection sensor 280 .

제1 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템(220)은 제1 핸들(212)에 작용하는 부하를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)은 제어부(260)의 제어를 받고, 모터 및 볼 스크류를 포함하는 제1 전동 실린더(224) 및 제1 인코더 센서(222)를 포함할 수 있다. 볼 스크류는 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시킬 수 있다. 유사하게, 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)은 제2 핸들(214)에 작용하는 부하를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)은 제어부(260)의 제어를 받고, 모터 및 볼 스크류를 포함하는 제2 전동 실린더(234) 및 제2 인코더 센서(232)를 포함할 수 있다. 제1 인코더 센서(222)와 제2 인코더 센서(232)는 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘과 사용자가 제2 핸들(214)를 당기는 힘을 각각 연속적/비연속적으로 감지하도록 구성될 수 있다.A first Series Elastic Actuator system 220 may generate a load acting on the first handle 212 . Specifically, the first series elastic actuator system 220 may include a first electric cylinder 224 including a motor and a ball screw and a first encoder sensor 222 under the control of the controller 260 . The ball screw can convert the rotational force of the motor into a linear motion force. Similarly, the second series resilient actuator system 230 can create a load acting on the second handle 214 . Specifically, the second series elastic actuator system 230 may include a second electric cylinder 234 including a motor and a ball screw and a second encoder sensor 232 under the control of the controller 260 . The first encoder sensor 222 and the second encoder sensor 232 may be configured to continuously/discontinuously sense a force at which the user pulls the first handle 212 and a force at which the user pulls the second handle 214, respectively. can

제어부(260)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성되는 부하와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)에 의해 생성되는 부하를 개별 제어할 수 있다. 또한, 제어부(260)는 디스플레이(270)의 동작을 제어할 수 있다.The controller 260 may separately control the load generated by the first series elastic actuator system 220 and the load generated by the second series elastic actuator system 230 . Also, the controller 260 may control the operation of the display 270 .

제1 힘작용 연결부(242)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 포함된 볼 스크류의 너트에 고정 연결되고, 사용자가 제1 핸들(212)을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 제1 힘작용 연결부(242)는 적어도 하나의 움직 도르래를 포함할 수 있다. 제2 힘작용 연결부(244)는 본체의 상부 하측에 고정되고, 적어도 하나의 고정 도르래를 포함할 수 있다. 제1 케이블(252)은 제1 힘작용 연결부(242)와 제2 힘작용 연결부(244)를 거쳐 일측이 제1 핸들(212)과 연결되고, 타측이 본체의 상부 하측에 고정될 수 있다. 사용자가 제1 핸들(212)을 당김에 따라 제1 케이블(252)이 당겨지고, 이에 따라 제1 힘작용 연결부(242)가 이동하면서 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 포함된 볼 스크류의 너트가 이동할 수 있다.The first force action connection part 242 is fixedly connected to the nut of the ball screw included in the first series elastic actuator system 220 , and may move away from the ground as the user pulls the first handle 212 . . The first force acting connection 242 may include at least one movable pulley. The second force acting connection portion 244 is fixed to the upper and lower side of the body, and may include at least one fixed pulley. One side of the first cable 252 may be connected to the first handle 212 through the first force acting connection part 242 and the second force acting connection part 244 , and the other side may be fixed to the upper and lower side of the main body. As the user pulls the first handle 212 , the first cable 252 is pulled, and accordingly, the first force acting connection part 242 moves while the ball screw included in the first series elastic actuator system 220 is moved. The nut can be moved.

유사하게, 제3 힘작용 연결부(246)는 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)에 포함된 볼 스크류의 너트에 고정 연결되고, 사용자가 제2 핸들(214)을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 제3 힘작용 연결부(246)는 적어도 하나의 움직 도르래를 포함할 수 있다. 제4 힘작용 연결부(248)는 본체의 상부 하측에 고정되고, 적어도 하나의 고정 도르래를 포함할 수 있다. 제2 케이블(254)은 제3 힘작용 연결부(246)와 제4 힘작용 연결부(248)를 거쳐 일측이 제2 핸들(214)과 연결되고, 타측이 본체의 상부 하측에 고정될 수 있다. 사용자가 제2 핸들(214)을 당김에 따라 제2 케이블(254)이 당겨지고, 이에 따라 제3 힘작용 연결부(262)가 이동하면서 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)에 포함된 볼 스크류의 너트가 이동할 수 있다.Similarly, the third force acting connection portion 246 is fixedly connected to a nut of a ball screw included in the second series elastic actuator system 230, and is directed away from the ground as the user pulls the second handle 214 . can move The third force acting connection 246 may include at least one movable pulley. The fourth force action connection 248 is fixed to the upper and lower side of the body, and may include at least one fixed pulley. The second cable 254 may have one end connected to the second handle 214 through the third force action connection part 246 and the fourth force action connection part 248 , and the other end may be fixed to the upper and lower side of the main body. As the user pulls the second handle 214 , the second cable 254 is pulled, and accordingly, the third force action connection 262 moves while the ball screw included in the second series elastic actuator system 230 is moved. The nut can be moved.

제어부(260)는 연산 처리, 저장 및 제어 기능 등을 수행하기 위해 전기 회로, 회로 기판, 집적회로칩, 소프트웨어, 펌웨어 형식 등으로 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)이 부하를 생성하도록 한다. 구체적으로, 제어부(260)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 포함된 제1 인코더 센서(222)를 이용하여 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 연산하고, 연산된 힘을 기초로 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)이 부하를 생성하도록 한다. 이때, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성된 부하는 제1 핸들(212)에 작용한다. 제어부(260)는 유사한 방식으로 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 의해 생성된 부하가 제2 핸들(214)에 작용하게 한다.The control unit 260 may be configured in various forms in the form of an electric circuit, a circuit board, an integrated circuit chip, software, firmware, etc. in order to perform arithmetic processing, storage and control functions, etc. Cause the first series elastic actuator system 220 to generate a load based on the relevant information. Specifically, the control unit 260 calculates the force that the user pulls the first handle using the first encoder sensor 222 included in the first series elastic actuator system 220, and based on the calculated force, the first Let the series elastic actuator system 220 generate the load. At this time, the load generated by the first series elastic actuator system 220 acts on the first handle 212 . Control 260 causes load generated by second series resilient actuator system 220 to act on second handle 214 in a similar manner.

제어부(260)에는 터치 패널, 키패드, 키보드 등으로 이루어진 디스플레이(270)가 구비될 수 있으며, 이에 따라 사용자는 디스플레이(270)를 이용하여 운동 계획에 따른 적절한 운용 모드를 선택하고 설정할 수 있다. 이때, 각 운용 모드에서는 추가적인 제어 인자들을 입력하여 제어 작동을 세밀하게 조절할 수 있다. 또한, 디스플레이(270)는 상술한 바와 같이 제어부(260)에 구비될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에서의 디스플레이(270)는 제어부(260) 이외의 다른 구성요소에 구비될 수 있으며, 예를 들어 후술할 본체에 구비될 수 있다.The control unit 260 may be provided with a display 270 including a touch panel, a keypad, a keyboard, and the like, and accordingly, a user can select and set an appropriate operation mode according to an exercise plan using the display 270 . In this case, the control operation may be finely adjusted by inputting additional control factors in each operation mode. Also, the display 270 may be provided in the controller 260 as described above, but the present invention is not limited thereto. That is, the display 270 in the present invention may be provided in other components other than the control unit 260, for example, may be provided in a main body to be described later.

그리고 디스플레이(270)는 스마트 케이블 머신의 전용으로 구성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예로, 디스플레이(270)는 사용자가 소지하고 있는 휴대폰, 태블릿 등의 장치에 설치된 소프트웨어 형식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 사용자는 휴대폰, 태블릿 등의 장치에 구현된 소프트웨어를 구동시키고, 휴대폰, 태블릿 등의 장치의 유선 통신부 또는 무선 통신부를 이용하여 유/무선으로 제어부(260)에 명령을 입력할 수 있다.And the display 270 is configured exclusively for the smart cable machine, but the present invention is not limited thereto. In one embodiment, the display 270 may be implemented in the form of software installed in a device such as a mobile phone or tablet possessed by the user. In this case, the user may drive software implemented in a device such as a mobile phone or tablet, and input a command to the control unit 260 by wire/wireless using a wired communication unit or a wireless communication unit of the device such as a mobile phone or tablet.

제어부(260)의 저장 장치(메모리)에는 여러 운용 모드에 따른 제어 모델들이 미리 저장되어 있을 수 있으며, 사용자는 디스플레이(270)로 운용 모드와 제어 모델을 설정하고, 각 운용 모드의 세부 조절을 위한 인자들의 값을 추가로 입력하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)을 적절히 제어할 수 있다.In the storage device (memory) of the control unit 260, control models according to various operation modes may be stored in advance, and the user sets the operation mode and the control model with the display 270, and performs detailed control of each operation mode. The first series elastic actuator system 220 and the second series elastic actuator system 230 can be appropriately controlled by additionally inputting values of the factors.

일 실시예로, 사용자는 다양한 입력을 디스플레이(270)를 통해 제어부(260)에 입력할 수 있다. 이에 따라, 제어부(260)는 사용자의 입력값을 받아 연산한 후, 미리 저장된 제어 모델에 따라 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)이 부하를 생성하도록 한다. 사용자가 제1 핸들(212)을 당기기 시작하게 되면, 사용자가 작용하는 운동력이 제1 힘작용 연결부(242) 및 제2 힘작용 연결부(244)를 거쳐 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 전달된다. 이때, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 포함된 제1 인코더 센서(222)는 사용자가 제1 핸들(212)을 당기는 힘을 측정하고, 측정 결과를 제어부(260)로 전달한다. 제어부(260) 전달받은 정보에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)에 포함된 제1 전동 실린더(224)의 모터의 회전을 제어할 수 있다. 제어부(260)는 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(230)도 유사한 방식으로 제어한다.In an embodiment, the user may input various inputs to the controller 260 through the display 270 . Accordingly, the control unit 260 receives the user's input value, calculates, and then causes the first series elastic actuator system 220 and the second series elastic actuator system 230 to generate a load according to a pre-stored control model. When the user starts pulling the first handle 212 , the kinetic force applied by the user is transmitted to the first series elastic actuator system 220 via the first force acting connection part 242 and the second force acting connection part 244 . do. At this time, the first encoder sensor 222 included in the first series elastic actuator system 220 measures the force that the user pulls on the first handle 212 , and transmits the measurement result to the control unit 260 . The control unit 260 may control the rotation of the motor of the first electric cylinder 224 included in the first series elastic actuator system 220 based on the received information. The control unit 260 also controls the second series elastic actuator system 230 in a similar manner.

감지 센서(280)는 사용자의 심박수를 측정하는 카메라 센서 및 사용자의 운동 길이를 측정하는 제2 센서를 포함한다. 감지 센서(280)는 일 예로, 카메라 센서를 이용하여 사용자의 심박수를 측정하고, 제어부(260)는 감지 센서(280)에 의해 측정된 사용자의 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수를 초과하면, 제1 핸들(212) 및 제2 핸들(214)에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시키도록 구성될 수 있다. 또한, 제어부(260)는 제2 센서로부터 사용자의 최초 운동 길이를 수신하고, 최초 운동 길이에 기초하여 운동 인정 거리를 산출할 수 있다. 이 경우, 제어부(260)는 사용자가 제1 핸들(212)을 운동 인정 거리를 초과해서 당기는 경우, 1회 운동으로 인정할 수 있다.The detection sensor 280 includes a camera sensor for measuring the user's heart rate and a second sensor for measuring the user's exercise length. The detection sensor 280, for example, measures the user's heart rate using a camera sensor, and the control unit 260, when the user's heart rate measured by the detection sensor 280 exceeds a preset heart rate, The first handle 212 and the second handle 214 may be configured to reduce the magnitude of the load by a predetermined amount or a predetermined ratio. Also, the controller 260 may receive the user's initial exercise length from the second sensor, and calculate the exercise recognition distance based on the initial exercise length. In this case, when the user pulls the first handle 212 beyond the exercise recognition distance, the control unit 260 may recognize it as one exercise.

도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 제어부의 제어 방법을 나타내는 도면이다. 스마트 케이블 머신의 제어부는, 제1 인코더 센서 와 제2 인코더 센서를 이용하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 작용하는 토크제어기 T(s), 가상의 지지대 V(s) 및 상호 힘 Fh를 연산한다. 상호 힘 Fh는 스프링의 변위값을 변수로 한 수학식으로 표현할 수 있으며, 제어부는 그러한 수학식을 기초로 하여 상호 힘 Fh를 연산한다.3A is a diagram illustrating a control method of a controller applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure. The control unit of the smart cable machine includes a torque controller T(s), a virtual support V(s) and a torque controller acting on the first series elastic actuator system and the first series elastic actuator system using the first encoder sensor and the second encoder sensor. Calculate the mutual force Fh. The mutual force Fh may be expressed by an equation using the displacement value of the spring as a variable, and the control unit calculates the mutual force Fh based on the equation.

또한, 제어부는 토크제어기 T(s), 가상의 지지대 V(s) 및 연산된 Fh를 기초로, 어드미턴스 모델(Admittance Model)을 설정한다. 하기 [수학식 2]에 나타난 바와 같이, 어드미턴스 모델 I(s)는, 복수 개의 인자들을 포함하여 수립될 수 있다. 즉, 어드미턴스 모델 I(s)는, 가상의 임피던스 인자인 M, C, K를 이용하여 수립되는데, M, C, K의 값은, 제어 모델에 따라 미리 지정되거나, M, C, K의 값들 중 적어도 하나를 사용자가 디스플레이를 통해 제어부로 입력시킬 수 있다. 제어부는, 지정되거나 입력된 인자들의 값에 따라 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템이 적절한 운동 부하를 생성하도록 제어한다.In addition, the control unit sets an admittance model based on the torque controller T(s), the virtual support V(s), and the calculated Fh. As shown in Equation 2 below, the admittance model I(s) may be established including a plurality of factors. That is, the admittance model I(s) is established using virtual impedance factors M, C, and K. The values of M, C, and K are predefined according to the control model, or values of M, C, and K The user may input at least one of them to the control unit through the display. The control unit controls the first series elastic actuator system and the second series elastic actuator system to generate an appropriate exercise load according to the values of the specified or input factors.

Figure 112022035030346-pat00007
Figure 112022035030346-pat00007

[수학식 2]에서, M 인자는 가상의 질량을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 관성력에 대한 효과가 커진다. C 인자는 가상의 댐핑을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 점성력에 대한 효과가 커진다. K 인자는 가상의 스프링을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 탄성력에 대한 효과가 커진다.In [Equation 2], the M factor means an imaginary mass, and when the value is increased, the effect on the inertial force increases. The factor C means virtual damping, and when the value is increased, the effect on the viscous force increases. The K factor means an imaginary spring, and when the value is increased, the effect on the elastic force increases.

제어부는 [수학식 2]의 어드미턴스 모델 I(s)를 이용하여 도 3a에 도시된 제어 작용을 수행할 수 있다. 기존의 직렬 탄성 구동기 시스템에서 힘 제어 시, 직렬 탄성 구동기 시스템이 운동하면서 본체에 반복적인 충격 및 진동 문제가 발생하여 제어 입력에 오류가 발생하였다. 이에, 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 제어부는, 토크제어기 T(s), 가상의 지지대 V(s) 및 연산된 Fh를 기초로, 어드미턴스 모델(Admittance Model)을 설정한다. 구체적으로, 제어부는, 속도 제어기 C(s)를 이용하여 근력 운동 시스템 G(s)를 속도 제어하고, 그 상태에서 토크제어기 T(s), 가상의 지지대 V(s) 및 스프링 상수 Ks에 의한 상호 힘 Fh를 기초로 하여 어드미턴스 모델 I(s)를 설정하고, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템을 구동하여 적절한 부하를 생성한다. 이때, 생성된 부하는, 관성력, 점성력, 탄성력 각각과 관련되어 작용할 수 있으며, 관성력, 점성력, 탄성력 중 적어도 두 개 또는 그 이상이 조합된 힘과 관련되어 작용할 수 있다.The control unit may perform the control operation shown in FIG. 3A using the admittance model I(s) of [Equation 2]. During force control in the existing series elastic actuator system, repeated shock and vibration problems occurred in the body as the series elastic actuator system moved, resulting in an error in the control input. Accordingly, the control unit of the smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure sets an admittance model based on the torque controller T(s), the virtual support V(s), and the calculated Fh. Specifically, the control unit speed-controls the muscle strength exercise system G(s) using the speed controller C(s), and in that state, the torque controller T(s), the virtual support V(s), and the spring constant Ks Based on the mutual force Fh, the admittance model I(s) is established, and the first series elastic actuator system and the second series elastic actuator system are driven to generate an appropriate load. In this case, the generated load may act in relation to each of the inertial force, the viscous force, and the elastic force, and may act in relation to a combined force of at least two or more of the inertial force, the viscous force, and the elastic force.

도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 가상 지지대 제어 방법을 나타내는 도면이다. 도 3b는 도 3a의 일부 구성에 대한 상세 도면이다. 일 실시예에서 가상 지지대 제어는 기존의 직렬 탄성 구동기 시스템에서 힘 제어 시, 직렬 탄성 구동기 시스템이 운동하면서 본체에 반복적인 충격 및 진동 문제를 보완하기 위한 제어로서, 본 개시는 직렬 탄성 구동기 시스템의 위치를 제어하고자 하며, 가상 지지대 제어는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템과 제1 힘작용 연결부에서 일정 간격으로 배치하여, 제1 힘작용 연결부의 변위에 비례하여 힘이 커지다가 힘제어 영역에 진입하면 힘제어가 시작한다.3B is a diagram illustrating a virtual support control method applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 3B is a detailed view of a part of FIG. 3A . In one embodiment, the virtual support control is a control to compensate for the problem of repeated shock and vibration in the body while the series elastic actuator system is in motion during force control in the existing series elastic actuator system, and the present disclosure relates to the location of the series elastic actuator system The virtual support control is arranged at regular intervals between the first series elastic actuator system and the first force acting connection part, and the force is increased in proportion to the displacement of the first force acting connection part and then the force is controlled when it enters the force control area. starts

가상 지지대 제어는 제1 힘작용 연결부의 위치를 기반으로 제어를 진행하며, 힘제어 영역까지 도달하는 지점을 감응민감도를 기반으로 조절할 수 있으며, 이와 관련해서는 도 3c 및 도 3d를 참조하여 후술한다.The virtual support control performs control based on the position of the first force action connection part, and the point reaching the force control area can be adjusted based on the sensitivity sensitivity, which will be described later with reference to FIGS. 3C and 3D .

도 3b에 도시된 바와 같이, 가상 지지대 제어 방법은 가상 지지대 제어기(310)에서 제1 힘작용 연결부의 위치 변화 측정값을 피드백(feedback)하여, 감응 민감도를 계산한다. 이때, 목표 힘보다 힘 지령이 낮으면 목표 힘까지 힘 지령이 증가하며, 목표 힘지점을 초과하면 동일한 힘 지령이 가상 지지대 제어기(310)에 입력된다. As shown in FIG. 3B , in the virtual support control method, the virtual support controller 310 feeds back the measurement value of the position change of the first force acting connection part, and calculates the sensitivity sensitivity. At this time, when the force command is lower than the target force, the force command increases up to the target force, and when the target force point is exceeded, the same force command is input to the virtual support controller 310 .

가상 지지대 제어기(310)는 입력된 힘 지령을 스마트 케이블 머신의 제어부로 전송하고, 스마트 케이블 머신의 제어부는 토크제어기 T(s), 가상의 지지대 V(s) 및 연산된 Fh를 기초로, 어드미턴스 모델(Admittance Model)을 설정한다. 상기 [수학식 2]에 나타난 바와 같이, 어드미턴스 모델 I(s)는, 복수 개의 인자들을 포함하여 수립될 수 있다. 즉, 어드미턴스 모델 I(s)는, 가상의 임피던스 인자인 M, C, K를 이용하여 수립되는데, M, C, K의 값은, 제어 모델에 따라 미리 지정되거나, M, C, K의 값들 중 적어도 하나를 사용자가 디스플레이를 통해 제어부로 입력시킬 수 있다. 제어부는, 지정되거나 입력된 인자들의 값에 따라 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템이 적절한 운동 부하를 생성하도록 제어한다.The virtual support controller 310 transmits the input force command to the control unit of the smart cable machine, and the control unit of the smart cable machine adjusts the admittance based on the torque controller T(s), the virtual support V(s) and the calculated Fh. Set up the Admittance Model. As shown in [Equation 2], the admittance model I(s) may be established including a plurality of factors. That is, the admittance model I(s) is established using virtual impedance factors M, C, and K. The values of M, C, and K are predefined according to the control model, or values of M, C, and K The user may input at least one of them to the control unit through the display. The control unit controls the first series elastic actuator system and the second series elastic actuator system to generate an appropriate exercise load according to the values of the specified or input factors.

[수학식 2]에서, M 인자는 가상의 질량을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 관성력에 대한 효과가 커진다. C 인자는 가상의 댐핑을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 점성력에 대한 효과가 커진다. K 인자는 가상의 스프링을 의미하고, 그 값을 증가시킬 때 탄성력에 대한 효과가 커진다.In [Equation 2], the M factor means an imaginary mass, and when the value is increased, the effect on the inertial force increases. The factor C means virtual damping, and when the value is increased, the effect on the viscous force increases. The K factor means an imaginary spring, and when the value is increased, the effect on the elastic force increases.

제어부는 [수학식 2]의 어드미턴스 모델 I(s)를 이용하여 힘 제어기(320)의 제어 작용을 수행할 수 있다.The control unit may perform the control action of the force controller 320 using the admittance model I(s) of [Equation 2].

감응 민감도는 목표 힘지점까지의 기울기를 결정하며, 민감도가 낮을수록 목표 힘으로 가는 기울기가 낮아지며, 목표 힘에 도달하는 제1 힘작용 연결부의 변위가 증가한다. 감응 민감도가 커질수록 목표 힘으로 가는 기울기가 높아지며, 이로 인해 목표 힘으로 가는 제1 힘작용 연결부의 변위가 감소한다.Sensitivity determines the slope to the target force point. The lower the sensitivity, the lower the slope to the target force, and the displacement of the first force action connection reaching the target force increases. As the sensitivity increases, the slope toward the target force increases, thereby reducing the displacement of the first force acting connection toward the target force.

도 3c는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 감응 민감도별 가상 지지대 제어 그래프를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 감응 민감도별 가상 지지대 제어 그래프에서 x축은 부하 변위, y축은 힘 지령을 나타낸다. z는 힘 제어 영역을 나타낸다. 감응 민감도는 힘 제어 영역(z)까지 기울기를 결정한다. 3C is a diagram illustrating a virtual support control graph for each sensitivity sensitivity applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure. As shown, in the virtual support control graph for each sensitivity sensitivity, the x-axis represents the load displacement and the y-axis represents the force command. z represents the force control region. Sensitivity determines the slope to the force control region (z).

일 실시예에서, 그래프 c의 기울기가 상대적으로 가장 낮아 감응 민감도가 가장 낮아 힘 제어 영역(z)에 도달하기 위한 제1 힘작용 연결부의 변위가 제일 크고, 그래프 b, 그래프 a 순으로 감응 민감도가 높아 빠르게 힘 제어 영역(z)에 도달한다.In one embodiment, the slope of the graph c is relatively low and the sensitivity is the lowest, the displacement of the first force action connection to reach the force control region z is the largest, and the sensitivity is in the order of graph b and graph a high and quickly reach the force control region (z).

도 3d는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신에 적용되는 힘제어 영역 및 가상 지지 영역을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 스마트 케이블 머신의 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(220)과 제1 힘작용 연결부(242)는 일정 간격으로 배치되고, 가상 지지대 제어는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템과 제1 힘작용 연결부에서 일정 간격으로 형성된 가상 지지 영역(330)에서 발생하고, 제1 힘작용 연결부의 변위에 비례하여 힘이 커지다가 힘제어 영역(330)에 진입하면 제1 직렬 탄성 구동기 시스템의 힘제어가 시작한다.3D is a diagram illustrating a force control region and a virtual support region applied to a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure. As shown, the first series elastic actuator system 220 and the first force acting connection part 242 of the smart cable machine are arranged at regular intervals, and the virtual support control is performed between the first series elastic actuator system and the first force acting connection part. Occurs in the virtual support region 330 formed at regular intervals in the .

가상 지지대 제어는 제1 힘작용 연결부의 위치를 기반으로 제어를 진행하며, 힘제어 영역(330)에 도달하는 지점은 감응민감도를 기반으로 조절할 수 있다. 이로써, 직렬 탄성 구동기 시스템에서 힘 제어 시에 직렬 탄성 구동기 시스템이 운동하면서 본체에 발생하는 반복적인 충격 및 진동 문제를 해결하는 효과를 가진다.The virtual support control is performed based on the position of the first force action connection part, and the point reaching the force control area 330 may be adjusted based on the sensitivity sensitivity. Accordingly, it has the effect of solving the problem of repeated shock and vibration occurring in the main body while the series elastic actuator system moves during force control in the series elastic actuator system.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 투시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 스마트 케이블 머신은 본체(400), 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410), 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420), 제1 힘작용 연결부(432), 제2 힘작용 연결부(434), 제3 힘작용 연결부(436), 제4 힘작용 연결부(438), 제1 아암유닛(440), 제2 아암 유닛(450), 제1 케이블(460), 제2 케이블(470) 및 제어부(480)를 포함할 수 있다.4 is a perspective view of a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure; As shown in FIG. 4 , the smart cable machine has a main body 400 , a first series elastic actuator system 410 , a second series elastic actuator system 420 , a first force action connection 432 , and a second force action. Connection part 434, third force action connection part 436, fourth force action connection part 438, first arm unit 440, second arm unit 450, first cable 460, second cable ( 470) and a control unit 480.

제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)은 제어부(480)의 제어에 따라 제1 핸들(미도시)에 부여될 부하를 생성하도록 구성되고, 본체 내에 배치될 수 있다. 제1 힘작용 연결부(432)는 사용자가 제1 핸들을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동하도록 구성되고, 도시된 것과 같이 2개의 움직 도르래를 포함할 수 있다. 사용자가 제1 핸들을 당김에 따라 제1 힘작용 연결부(432)가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하는 동작과 관련해서는 도 7을 참조하여 후술한다. 제1 힘작용 연결부(432) 내의 움직 도르래의 개수는 2개로 한정되지 않으며, 필요에 따라 임의의 수의 움직 도르래가 배치될 수 있다. 적어도 하나의 움직 도르래를 사용함으로써 스마트 케이블 머신의 부피를 작게하면서 사용자가 핸들을 당길 수 있는 최대 운동 거리를 충분하게 확보할 수 있다.The first series elastic actuator system 410 is configured to generate a load to be applied to the first handle (not shown) under the control of the controller 480 , and may be disposed in the body. The first force acting connection portion 432 is configured to move away from the ground as the user pulls the first handle, and may include two movable pulleys as shown. An operation of moving the first force acting connection part 432 away from the ground as the user pulls the first handle will be described later with reference to FIG. 7 . The number of the movable pulleys in the first force acting connection part 432 is not limited to two, and any number of movable pulleys may be disposed as needed. By using at least one movable pulley, it is possible to secure sufficient maximum movement distance for the user to pull the handle while reducing the volume of the smart cable machine.

제2 힘작용 연결부(434)는 본체(400)의 상부 하측에 고정되고, 2개의 고정 도르래를 포함할 수 있다. 제2 힘작용 연결부(434) 내의 고정 도르래의 개수는 2개로 한정되지 않으며, 필요에 따라 임의의 수의 고정 도르래가 배치될 수 있다. 제1 케이블(460)은 제1 힘작용 연결부(432)와 제2 힘작용 연결부(434)를 거쳐 일측이 제1 핸들(미도시)과 연결되고, 타측이 본체의 상부 하측에 고정될 수 있다.The second force action connection part 434 is fixed to the upper and lower side of the main body 400, and may include two fixed pulleys. The number of fixed pulleys in the second force acting connection portion 434 is not limited to two, and any number of fixed pulleys may be disposed as needed. The first cable 460 may have one end connected to the first handle (not shown) through the first force action connection part 432 and the second force action connection part 434 , and the other end may be fixed to the upper and lower side of the main body. .

제1 아암유닛(440)은 본체(400)의 일측에 결합되고 끝단에 제1 핸들이 구비될 수 있다. 제1 아암유닛(440)은, 본체의 상부에 결합되고 측방향으로 회전가능하게 구비된 제1 아암(442) 및 제1 아암(442)의 외측에 결합되고 상하방향으로 회전가능하게 구비된 제2 아암(444)을 포함할 수 있다. 이처럼 측방향으로 회전가능한 제1 아암(442)과 상하방향으로 회전가능한 제2 아암(444)을 고정시키기 위한 고정수단이 구비될 수 있다. 고정수단은 일 예로 회전된 제1 아암(442) 또는 제2 아암(444)을 관통하게끔 탄성적으로 돌출되는 탄성핀일 수 있다. 따라서, 사용자는 근력을 향상시키고자 하는 신체 부위, 또는 운동 방법 등에 따라 제1 아암(442)과 제2 아암(444)을 소정의 각도만큼 회전시킨 후 고정하여 근력 운동을 수행할 수 있다.The first arm unit 440 may be coupled to one side of the body 400 and a first handle may be provided at an end thereof. The first arm unit 440 includes a first arm 442 coupled to the upper portion of the main body and rotatably provided in the lateral direction, and a first arm 442 coupled to the outside of the first arm 442 and rotatably provided in the vertical direction. 2 arms 444 . As such, fixing means for fixing the first arm 442 rotatable in the lateral direction and the second arm 444 rotatable in the vertical direction may be provided. The fixing means may be, for example, an elastic pin resiliently protruding to pass through the rotated first arm 442 or the second arm 444 . Accordingly, the user may perform strength exercise by rotating the first arm 442 and the second arm 444 by a predetermined angle and then fixing the first arm 442 and the second arm 444 according to a body part to improve muscle strength or an exercise method.

제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)은 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)와 동일/유사하게 구성될 수 있다. 제3 힘작용 연결부(436) 및 제4 힘작용 연결부(438)는 각각 제1 힘작용 연결부(432) 및 제2 힘작용 연결부(434)와 동일/유사하게 구성될 수 있다. 제2 아암 유닛(450)은 제1 아암유닛(440)과 동일/유사하게 구성될 수 있다. 제2 케이블(470)은 제1 케이블(460)과 동일/유사하게 구성될 수 있다.The second series elastic actuator system 420 may be configured the same/similar to the first series elastic actuator system 410 . The third forcing connection 436 and the fourth forcing connection 438 may be configured the same as/similar to the first forcing connection 432 and the second forcing connection 434 , respectively. The second arm unit 450 may be configured the same as/similar to the first arm unit 440 . The second cable 470 may be configured the same as/similar to the first cable 460 .

제어부(480)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)에 의해 생성되는 부하와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)에 의해 생성되는 부하를 개별 제어할 수 있다. 또한, 제어부(480)는 디스플레이(미도시)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(480)는 사용자로부터 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력을 수신하고, 제1 사용자 입력에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)에 의해 생성되는 부하와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(480)는 사용자로부터 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)에 의해 생성되는 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력과 연관된 제2 사용자 입력을 수신하고, 제1 사용자 입력 및 제2 사용자 입력에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)을 제어할 수 있다.The control unit 480 may separately control the load generated by the first series elastic actuator system 410 and the load generated by the second series elastic actuator system 420 . Also, the controller 480 may control the operation of the display (not shown). For example, the control unit 480 receives a first user input associated with a magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle from a user, and based on the first user input, the first series elastic actuator system ( The load generated by 410 and the second series elastic actuator system 420 can be controlled. In addition, the control unit 480 receives a second user input associated with the viscous force, the elastic force and the inertial force of the load generated by the first series elastic actuator system 410 and the second series elastic actuator system 420 from the user, The first series elastic actuator system 410 and the second series elastic actuator system 420 may be controlled based on the first user input and the second user input.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)의 상세 구성을 나타내는 사시도이다. 도시된 것과 같이, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)은 제1 브라켓(510), 제1 스프링(520), 제2 브라켓(530), 제1 인코더 센서(540) 및 제1 전동 실린더(550)를 포함할 수 있다.5 is a perspective view showing a detailed configuration of the first series elastic actuator system 410 according to an embodiment of the present disclosure. As shown, the first series elastic actuator system 410 includes a first bracket 510 , a first spring 520 , a second bracket 530 , a first encoder sensor 540 and a first electric cylinder 550 . ) may be included.

제1 브라켓(510)은 본체에 고정될 수 있고, 제1 전동 실린더(550)의 볼 스크류의 너트가 통과할 수 있는 중공을 포함할 수 있다. 제2 브라켓(530)은 제1 브라켓(510)의 하측에 이동 가능하게 배치될 수 있다. 제2 브라켓(530)도 제1 전동 실린더(550)의 볼 스크류의 너트가 통과할 수 있는 중공을 포함할 수 있다. 제1 스프링(520)은 제1 브라켓(510)과 제2 브라켓(530) 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 제2 브라켓(530)의 일 측면에 제1 스프링(520)이 접하고, 제2 브라켓의 타 측면에 제1 전동 실린더(550)가 접할 수 있다. 제1 스프링(520)은 사용자가 제1 핸들을 당겨서 제2 브라켓(530) 및 제1 전동 실린더(550)가 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 때 수축할 수 있다.The first bracket 510 may be fixed to the body and may include a hollow through which the nut of the ball screw of the first electric cylinder 550 may pass. The second bracket 530 may be movably disposed below the first bracket 510 . The second bracket 530 may also include a hollow through which the nut of the ball screw of the first electric cylinder 550 can pass. The first spring 520 may be disposed between the first bracket 510 and the second bracket 530 . At this time, the first spring 520 may be in contact with one side of the second bracket 530 , and the first electric cylinder 550 may be in contact with the other side of the second bracket. The first spring 520 may contract when the user pulls the first handle to move the second bracket 530 and the first electric cylinder 550 away from the ground.

제1 전동 실린더(550)는 제1 모터 및 제1 모터에 연결되어 제1 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시키는 제1 볼 스크류를 포함하는 제1 전동 실린더(550)를 포함할 수 있다. 제어부(480)는 제1 모터의 회전을 제어함으로써 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)에 의해 생성되는 부하를 제어할 수 있다. 제1 볼 스크류의 너트는 제1 힘작용 연결부(432)의 하단에 고정 연결되고, 사용자가 제1 핸들을 당김에 따라 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.The first electric cylinder 550 may include a first electric cylinder 550 including a first motor and a first ball screw connected to the first motor to convert the rotational force of the first motor into a linear motion force. The controller 480 may control the load generated by the first series elastic actuator system 410 by controlling the rotation of the first motor. The nut of the first ball screw is fixedly connected to the lower end of the first force action connection part 432 , and may move in a direction away from the ground as the user pulls the first handle.

제1 인코더 센서(540)는 제2 브라켓(530) 및 제1 전동 실린더(550)가 이동함에 따라 제1 스프링(520)이 수축되는 정도를 측정하도록 구성될 수 있다. 제1 인코더 센서(540)는 제1 스프링(520)이 수축되는 정도를 측정함으로써 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 감지할 수 있다. 제1 인코더 센서(540)의 상세 구성에 대해서는 도 7을 참조하여 후술한다.The first encoder sensor 540 may be configured to measure the degree of contraction of the first spring 520 as the second bracket 530 and the first electric cylinder 550 move. The first encoder sensor 540 may sense the force of the user pulling the first handle by measuring the degree to which the first spring 520 is contracted. A detailed configuration of the first encoder sensor 540 will be described later with reference to FIG. 7 .

사용자가 제1 핸들을 당기기 시작할 때, 제1 브라켓(510)은 고정되어 있어 움직이지 않으므로, 제1 스프링(520)이 수축됨과 동시에 제1 전동 실린더(550) 본체가 순간적으로 위로 미세하게 올라간 후 복귀한다. 이 때, 전동 실린더 본체 측면과 연결되어 있는 제1 인코더 센서(540)가 제1 전동 실린더(550)의 움직임을 감지할 수 있다. 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘의 차이에 따라 제1 스프링(520)이 수축되는 정도가 상이할 수 있고, 이를 제1 인코더 센서(540)가 제1 전동 실린더(550)의 움직임을 감지함으로써 측정하고, 이에 기초하여 제어부(480)가 제1 모터의 회전을 제어할 수 있다.When the user starts pulling the first handle, since the first bracket 510 is fixed and does not move, the first spring 520 is contracted and the body of the first electric cylinder 550 is momentarily raised finely upward. return At this time, the first encoder sensor 540 connected to the side of the electric cylinder body may detect the movement of the first electric cylinder 550 . The degree of contraction of the first spring 520 may be different depending on the difference in the force of the user pulling the first handle, and this is measured by the first encoder sensor 540 sensing the movement of the first electric cylinder 550 . and, based on this, the controller 480 may control the rotation of the first motor.

구체적으로, 제어부(480)는 사용자로부터 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력을 수신할 수 있다. 그 후, 제어부(480)는 제1 인코더 센서(540)로부터 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 제1 사용자 입력 및 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 제1 모터의 회전을 제어할 수 있다.Specifically, the controller 480 may receive a first user input associated with the magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle from the user. Then, the control unit 480 receives information related to the force of the user pulling the first handle from the first encoder sensor 540, and based on the first user input and the information related to the force pulling the first handle by the user, The rotation of the first motor may be controlled.

제2 핸들에 부여될 부하를 생성하는 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(420)은 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(410)과 동일/유사하게 구성될 수 있다.The second series elastic actuator system 420 for generating a load to be imparted to the second handle may be configured the same/similar to the first series elastic actuator system 410 .

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 전동 실린더(550)의 상세 구성을 나타내는 사시도이다. 도시된 것과 같이, 제1 전동 실린더(550)는 제1 모터(610) 및 제1 볼 스크류(620)를 포함할 수 있다. 제1 볼 스크류(620)는 제1 샤프트(622) 및 제1 너트(624)를 포함할 수 있다.6 is a perspective view showing a detailed configuration of the first electric cylinder 550 according to an embodiment of the present disclosure. As illustrated, the first electric cylinder 550 may include a first motor 610 and a first ball screw 620 . The first ball screw 620 may include a first shaft 622 and a first nut 624 .

일 실시예에서, 제1 샤프트(622)가 제1 모터(610)와 연결되어, 제1 볼 스크류(620)는 제1 모터(610)의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 모터(610)가 제1 방향으로 회전하면 제1 너트(624)가 위로 이동하고, 제1 모터(610)가 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 회전하면 제1 너트(624)가 아래로 이동할 수 있다. 제1 모터(610)가 빨리 회전할 수록 제1 너트(624)가 빨리 이동하고, 제1 모터(610)가 천천히 회전할수록 제1 너트(624)가 천천히 이동할 수 있다. 제1 너트(624)는 로드(rod)로서 기능할 수 있다.In an embodiment, the first shaft 622 is connected to the first motor 610 , and the first ball screw 620 may convert the rotational force of the first motor 610 into a linear motion force. For example, when the first motor 610 rotates in a first direction, the first nut 624 moves upward, and when the first motor 610 rotates in a second direction opposite to the first direction, the first nut 624 is rotated in a second direction opposite to the first direction. (624) can move down. As the first motor 610 rotates faster, the first nut 624 may move faster, and as the first motor 610 rotates slowly, the first nut 624 may move slowly. The first nut 624 may function as a rod.

일 실시예에서, 제1 모터(610)는 브레이크 타입 모터일 수 있다. 이 경우, 제1 모터(610)가 회전하지 않는 경우, 사용자가 제1 핸들을 당기더라도 제1 너트(624)가 이동하지 않아 제1 핸들이 움직이지 않을 수 있다. 반면, 제1 모터(610)가 회전하는 경우, 제1 너트(624)가 이동하여 사용자가 제1 핸들을 이동시킬 수 있다.In one embodiment, the first motor 610 may be a brake type motor. In this case, when the first motor 610 does not rotate, even if the user pulls the first handle, the first nut 624 does not move, so the first handle may not move. On the other hand, when the first motor 610 rotates, the first nut 624 moves so that the user can move the first handle.

앞서 설명한 것과 같이, 제어부는 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력 및 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 제1 모터(610)의 회전을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 작은 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 모터를 회전시키지 않을 수 있다. 따라서, 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 작은 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 제1 핸들이 이동하지 않을 수 있다. 반면, 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 큰 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 제어부는 제1 볼 스크류(620)의 제1 너트(624) 및 제1 너트(624)와 고정 연결된 제1 힘작용 연결부가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하도록 제1 모터(610)의 회전을 제어할 수 있다. 따라서, 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 큰 힘으로 제1 핸들을 당기는 경우, 제1 너트(624) 및 제1 너트(624)와 고정 연결된 제1 힘작용 연결부가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하면서 사용자가 제1 핸들을 당길 수 있다.As described above, the control unit controls the rotation of the first motor 610 based on a first user input related to the magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle and information related to a force that the user pulls on the first handle. can be controlled Specifically, when the user pulls the first handle with a force smaller than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the control unit may not rotate the motor. Accordingly, when the user pulls the first handle with a force smaller than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the first handle may not move. On the other hand, when the user pulls the first handle with a force greater than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the controller controls the first nut 624 and the first nut 624 of the first ball screw 620 . ) and the first force action connection part fixedly connected to the ground may control the rotation of the first motor 610 to move in a direction away from the ground. Accordingly, when the user pulls the first handle with a force greater than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the first nut 624 and the first force acting connection part fixedly connected to the first nut 624 are The user may pull the first handle while moving in a direction away from the ground.

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기 차이에 기초하여 제1 모터(610)의 회전 속도를 결정할 수 있다. 구체적으로, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기 차이가 클수록 제어부가 제1 모터(610)의 회전 속도를 빠르게 제어함으로써, 사용자가 설정된 무게보다 큰 힘으로 당길수록 핸들이 쉽게 움직이도록 할 수 있다. 결국, 제어부는 사용자가 핸들을 당기는 힘에 따라 제1 모터(610)의 회전을 실시간 제어하여 제1 너트(624)의 이동 속도를 제어함으로써, 중량판을 사용하는 케이블 머신을 이용하여 운동하는 것과 유사한 사용자 경험을 제공할 수 있다.In an embodiment, the controller may determine the rotation speed of the first motor 610 based on a difference between a user's pulling force on the first handle and a magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle. Specifically, as the difference between the user's pulling force on the first handle and the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle increases, the control unit rapidly controls the rotation speed of the first motor 610 , so that the weight is greater than the weight set by the user. The more force you pull, the easier the handle can move. As a result, the control unit controls the movement speed of the first nut 624 by controlling the rotation of the first motor 610 in real time according to the force of the user pulling the handle, so that exercise using a cable machine using a weight plate is different. It can provide a similar user experience.

제2 직렬 탄성 구동기 시스템에 포함된 제2 전동 실린더는 제1 전동 실린더(550)와 동일/유사하게 구성될 수 있다.The second electric cylinder included in the second series elastic actuator system may be configured the same as/similar to the first electric cylinder 550 .

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자가 제1 핸들을 설정된 부하보다 센 힘으로 당길 때, 제1 힘작용 연결부(432)와 제1 전동 실린더의 움직임을 보여주는 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1 인코더 센서(540)는 제1 전동 실린더(구체적으로, 제1 전동 실린더의 볼 스크류(620))와 연결된 벨트(710) 및 제1 센서(720)를 포함할 수 있다. 제1 센서(720)는 벨트(710)의 움직임을 감지함으로써 제1 전동 실린더의 움직임을 감지하고, 그에 기초하여 제1 스프링(520)이 수축되는 정도를 측정하는 제1 센서(720)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 인코더 센서(540)는 제1 스프링(520)이 수축되는 정도를 측정함으로써 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 감지할 수 있다.7 is a view showing the movement of the first force acting connection portion 432 and the first electric cylinder when the user pulls the first handle with a force greater than a set load according to an embodiment of the present disclosure. As shown, the first encoder sensor 540 may include a belt 710 and a first sensor 720 connected to the first electric cylinder (specifically, the ball screw 620 of the first electric cylinder). . The first sensor 720 detects the movement of the first electric cylinder by detecting the movement of the belt 710, and includes a first sensor 720 for measuring the degree of contraction of the first spring 520 based thereon can do. That is, the first encoder sensor 540 may sense the force of the user pulling the first handle by measuring the degree to which the first spring 520 is contracted.

사용자가 제1 핸들을 당기기 시작할 때, 제1 브라켓(510)은 고정되어 있어 움직이지 않으므로, 제1 스프링(520)이 수축됨과 동시에 제1 볼 스크류(620)(또는 제1 전동 실린더 본체)가 순간적으로 위로 미세하게 올라가게 된다. 이 때, 제1 볼 스크류(620)(또는 제1 전동 실린더 본체)와 연결되어 있는 벨트(710)가 제1 볼 스크류(620)와 함께 이동하고, 제1 센서(720)가 벨트(710)의 움직임을 감지하여 제1 스프링(520)이 수축되는 정도를 측정할 수 있다. 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘의 차이에 따라 제1 스프링(520)이 수축되는 정도가 상이할 수 있고, 이를 제1 센서(720)가 벨트(710)의 움직임을 감지함으로써 측정하고, 제어부가 이에 기초하여 제1 모터의 회전을 제어할 수 있다.When the user starts pulling the first handle, the first bracket 510 is fixed and does not move, so that the first spring 520 is contracted and the first ball screw 620 (or the first electric cylinder body) is momentarily, it rises slightly upwards. At this time, the belt 710 connected to the first ball screw 620 (or the first electric cylinder body) moves together with the first ball screw 620 , and the first sensor 720 moves the belt 710 . The degree of contraction of the first spring 520 may be measured by detecting the movement of the . The degree of contraction of the first spring 520 may be different depending on the difference in the force of the user pulling the first handle, and this is measured by the first sensor 720 sensing the movement of the belt 710, and the controller Based on this, the rotation of the first motor may be controlled.

사용자가 제1 핸들을 설정된 부하보다 세게 당김에 따라, 제어부가 제1 모터의 회전을 제어하여, 너트(624) 및 너트(624)와 고정 연결된 제1 힘작용 연결부(432)가 지면과 멀어지는 방향(도 7에서 화살표 방향)으로 이동할 수 있다. 이에 따라 사용자는 제1 핸들을 몸으로 가까운 방향으로 당길 수 있게 된다.As the user pulls the first handle harder than the set load, the control unit controls the rotation of the first motor, and the nut 624 and the first force action connection part 432 fixedly connected to the nut 624 are in a direction away from the ground (in the direction of the arrow in FIG. 7). Accordingly, the user can pull the first handle in a direction close to the body.

제2 직렬 탄성 구동기 시스템에 포함된 제2 인코더 센서는 제1 인코더 센서(540)와 동일/유사하게 구성될 수 있다.The second encoder sensor included in the second series elastic actuator system may be configured the same/similar to the first encoder sensor 540 .

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 스마트 케이블 머신의 상세 구성을 나타내는 블록도이다. 도시된 것과 같이, 스마트 케이블 머신은 입출력장치(810), 통신장치(820), 제어부(830), 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)(SEA, Series Elastic Actuator System), 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)(SEA, Series Elastic Actuator System), 제1 연결부(852), 제2 연결부(854), 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)을 포함할 수 있다.8 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a smart cable machine according to an embodiment of the present disclosure. As shown, the smart cable machine is an input/output device 810, a communication device 820, a control unit 830, a first series elastic actuator system 842 (SEA, Series Elastic Actuator System), a second series elastic actuator system 844 ( Series Elastic Actuator System, SEA), a first connection portion 852 , a second connection portion 854 , a first handle 862 , and a second handle 864 .

입출력장치(810)는 디스플레이(812) 및 감지 센서(814)를 포함할 수 있다. 입출력장치(810)는 디스플레이(812) 및 감지 센서(814)의 동작 데이터/실시간 위치 데이터를 제어부(830)에 전송하도록 구성될 수 있다. 또한, 입출력장치(810)는 터치 패널, 키패드, 키보드 등을 포함할 수 있다. 사용자는 입출력장치(810)를 이용하여 운동 계획에 따른 적절한 운용 모드를 선택하고 설정할 수 있다. 이때, 각 운용 모드에서는 추가적인 제어 인자들을 입력하여 제어 작동을 세밀하게 조절할 수 있다. 입출력장치(810)는 제어부(830)와 통신할 수 있도록 연결될 수 있다.The input/output device 810 may include a display 812 and a detection sensor 814 . The input/output device 810 may be configured to transmit operation data/real-time location data of the display 812 and the detection sensor 814 to the controller 830 . In addition, the input/output device 810 may include a touch panel, a keypad, a keyboard, and the like. A user may select and set an appropriate operation mode according to an exercise plan by using the input/output device 810 . In this case, the control operation may be finely adjusted by inputting additional control factors in each operation mode. The input/output device 810 may be connected to communicate with the controller 830 .

감지 센서(814)는 사용자의 신체 상태를 측정할 수 있는 센서와 사용자가 제1 핸들(862) 및/또는 제2 핸들(864)을 당기는 거리를 측정하도록 구성된 제2 센서를 포함할 수 있다. 사용자의 신체 상태를 측정할 수 있는 센서는 일 예로, 사용자의 심박수, 체온 등을 측정할 수 있으며, 카메라 센서, 적외선 센서 등을 포함할 수 있다.The detection sensor 814 may include a sensor capable of measuring a body state of the user and a second sensor configured to measure a distance at which the user pulls the first handle 862 and/or the second handle 864 . The sensor capable of measuring the user's physical state may measure the user's heart rate, body temperature, etc., for example, and may include a camera sensor, an infrared sensor, and the like.

통신장치(820)는 다양한 정보(예를 들어, 사용자 정보 및 운동 정보 데이터)를 제어부(830)와 송수신하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 통신장치(820)는 네트워크를 통해 사용자의 휴대폰, 태블릿 또는 다른 시스템(일례로 별도의 클라우드 시스템 등)과 통신하기 위한 구성 또는 기능을 제공할 수 있다.The communication device 820 may be configured to transmit/receive various information (eg, user information and exercise information data) to and from the controller 830 . Additionally, the communication device 820 may provide a configuration or function for communicating with the user's mobile phone, tablet, or other system (eg, a separate cloud system, etc.) through a network.

제어부(830)는 구동력 제어부(832), 운동력 제어부(834) 및 컨텐츠 제어부(836)를 포함할 수 있다. 제어부(830)는 운동에 관련한 전체 알고리즘을 실시간으로 제어할 수 있도록 구성될 수 있다. 제어부(830)는 연산 처리, 저장 및 제어 기능 등을 수행하기 위해 전기 회로, 회로 기판, 집적회로칩, 소프트웨어, 펌웨어 형식 등으로 다양한 형태로 구성될 수 있다.The controller 830 may include a driving force controller 832 , an exercise force controller 834 , and a content controller 836 . The controller 830 may be configured to control the entire algorithm related to exercise in real time. The control unit 830 may be configured in various forms such as an electric circuit, a circuit board, an integrated circuit chip, software, firmware, and the like to perform arithmetic processing, storage, and control functions.

제어부(830)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)이 각각 검출한 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘에 기초하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)의 제1 모터와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)의 제2 모터의 회전을 제어할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 제어부(830)는 사용자가 왼팔과 오른팔에 느끼는 부하를 각각 생성/제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(830)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)에 포함된 제1 스프링의 변위 변화 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)에 포함된 제2 스프링의 변위 변화를 이용하여 운동력과 구동력에 의한 상호 힘을 연산하고, 연산된 힘을 기초로 제1 모터 및 제2 모터의 회전을 제어해서 사용자의 왼팔과 오른팔에 부여될 부하를 개별 생성/제어할 수 있다.The control unit 830 controls the first series elastic actuator system 842 and the second series elastic actuator system 844 on the basis of the user pulling the first handle force and the user pulling the second handle, respectively detected by the first The rotation of the first motor of the series elastic actuator system 842 and the second motor of the second series elastic actuator system 844 may be controlled. With this configuration, the controller 830 may generate/control the load felt by the user on the left arm and the right arm, respectively. Specifically, the control unit 830 uses a change in displacement of the first spring included in the first series elastic actuator system 842 and a change in displacement of the second spring included in the second series elastic actuator system 844 to generate kinetic force and By calculating the mutual force by the driving force, and controlling the rotation of the first motor and the second motor based on the calculated force, the load to be applied to the user's left arm and right arm may be individually generated/controlled.

제어부(830)의 저장 장치(메모리)에는 여러 운용 모드에 따른 제어 모델들이 미리 저장되어 있을 수 있다. 사용자는 입출력장치(810)로 운용 모드와 제어 모델을 설정하고, 각 운용 모드의 세부 조절을 위한 인자들의 값을 추가로 입 력할 수 있다. 제어부(830)는 사용자 입력에 따라 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 사용자는 운동 지도사 등의 조언을 받아 미리 운동 계획을 세우고, 그에 따른 운용 모드를 설정하여 입출력장치(810)로 제어부(830)에 명령을 입력할 수 있다. 이때, 사용자는 설정된 운용 모드의 기본형을 그대로 수행할 것인지, 아니면 설정된 운용 모드를 세부적으로 추가 조절할지를 결정할 수 있다. 설정된 운용 모드를 세부적으로 추가 조절하는 경우, 사용자는 관련된 인자들의 값을 제어부(830)에 추가로 입력할 수 있다.In the storage device (memory) of the controller 830, control models according to various operation modes may be stored in advance. The user may set the operation mode and the control model with the input/output device 810 and additionally input values of factors for detailed control of each operation mode. The controller 830 may control the operations of the first series elastic actuator system 842 and the second series elastic actuator system 844 according to a user input. In one embodiment, the user may prepare an exercise plan in advance with advice from an exercise instructor, etc., set an operation mode accordingly, and input a command to the control unit 830 through the input/output device 810 . In this case, the user may determine whether to perform the basic type of the set operation mode as it is, or whether to further adjust the set operation mode in detail. When the set operation mode is further adjusted in detail, the user may additionally input values of related factors into the controller 830 .

이에 따라, 구동력 제어부(832)는 사용자의 입력값을 받아 연산한 후, 미리 저장된 제어 모델에 따라 모터의 회전을 제어해서 부하를 생성할 수 있다. 이 때, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)에 포함된 제1 스프링의 변위 변화 결과와 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)에 포함된 제2 스프링의 변위 변화 결과를 구동력 제어부(832)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 구동력 제어부(832)는, 제1 스프링의 변위를 이용하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)에 작용하는 상호 힘 Fh를 연산한다. 유사하게, 구동력 제어부(832)는, 제2 스프링의 변위를 이용하여 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)에 작용하는 상호 힘 Fh를 연산한다. 상호 힘 Fh는 [수학식 2]로 표현할 수 있으며, 구동력 제어부(832)는 그러한 수학식을 기초로 하여 상호 힘 Fh를 연산한다.Accordingly, the driving force control unit 832 may receive a user's input value, calculate it, and then control the rotation of the motor according to a pre-stored control model to generate a load. At this time, the result of change in displacement of the first spring included in the first series elastic actuator system 842 and the result of change in displacement of the second spring included in the second series elastic actuator system 844 are transmitted to the driving force control unit 832 . can be Accordingly, the driving force control unit 832 calculates the mutual force Fh acting on the first series elastic actuator system 842 by using the displacement of the first spring. Similarly, the driving force control unit 832 uses the displacement of the second spring to calculate the mutual force Fh acting on the second series elastic actuator system 844 . The mutual force Fh may be expressed by [Equation 2], and the driving force control unit 832 calculates the mutual force Fh based on the equation.

또한, 운동력 제어부(834)는 연산된 Fh를 기초로, 어드미턴스 모델 (Admittance Model)을 설정한다. 상술한 [수학식 2]에 나타난 바와 같이, 어드미턴스 모델 I(s)는, 복수 개의 인자들을 포함하여 수립될 수 있다. 즉, 어드미턴스 모델 I(s)는, 가상의 임피던스 인자인 M, C, K를 이용하여 수립되는데, M, C, K의 값은, 제어 모델에 따라 미리 지정되거나, M, C, K의 값들 중 적어도 하나를 사용자가 입출력장치(810)를 통해 운동력 제어부(834)로 입력할 수 있다. 운동력 제어부(834)는, 지정되거나 입력된 인자들의 값에 따라 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842) 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)가 적절한 운동 부하를 생성하도록 제어할 수 있다.In addition, the exercise force control unit 834 sets an admittance model based on the calculated Fh. As shown in [Equation 2] above, the admittance model I(s) may be established including a plurality of factors. That is, the admittance model I(s) is established using virtual impedance factors M, C, and K. The values of M, C, and K are predefined according to the control model, or values of M, C, and K The user may input at least one of them to the exercise force control unit 834 through the input/output device 810 . The motion force control unit 834 may control the first series elastic actuator system 842 and the second series elastic actuator system 844 to generate an appropriate exercise load according to the values of the specified or input factors.

구체적으로, 운동력 제어부(834)는, 상호 힘 Fh를 기초로 하여 어드미턴스 모델 I(s)를 설정하고, 모터의 회전을 제어해서 적절한 부하를 생성한다. 이때, 생성된 부하는, 관성력, 점성력, 탄성력 각각과 관련되어 작용할 수 있으며, 관성력, 점성력, 탄성력 중 적어도 두 개가 조합된 힘과 관련되어 작용할 수 있다.Specifically, the motion force control unit 834 sets the admittance model I(s) based on the mutual force Fh, and controls the rotation of the motor to generate an appropriate load. In this case, the generated load may act in relation to each of the inertial force, the viscous force, and the elastic force, and may act in relation to the combined force of at least two of the inertial force, the viscous force, and the elastic force.

일 실시예에서, 컨텐츠 제어부(836)는 감지 센서(814)를 통해 측정된 사용자의 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수를 초과하면, 제1 핸들 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시킴으로써, 사용자의 부상을 미연에 방지할 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠 제어부(836)는 감지 센서에 의해 측정된 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수(한계 심박수)를 초과하면, 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율 이하로 제한할 수 있다. 이 때, 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)에 부여될 부하의 제한된 크기는 0보다 클 수 있다. 여기서의 설정 심박수와 제1 설정값은, 사용자가 입출력장치(810)를 통해 사전에 입력을 하여 저장할 수 있다.In an embodiment, when the heart rate of the user measured through the detection sensor 814 exceeds a preset heart rate input, the content control unit 836 determines the size of the load to be applied to the first handle and the second handle in advance. By reducing the size or by a predetermined ratio, it is possible to prevent injury to the user in advance. For example, when the heart rate measured by the detection sensor exceeds a preset heart rate (limit heart rate), the content control unit 836 controls the load to be applied to the first handle 862 and the second handle 864 . The size can be limited to a predetermined size or less than a predetermined ratio. In this case, the limited magnitude of the load to be applied to the first handle 862 and the second handle 864 may be greater than zero. Herein, the set heart rate and the first set value may be stored by a user inputting in advance through the input/output device 810 .

추가로, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자가 제1 핸들(862) 및/또는 제2 핸들(864)을 당기는 힘의 변화값을 산출하고, 힘의 변화값이 사전에 입력된 설정 변화값에 도달하면, 제1 핸들(862) 및 상기 제2 핸들(864)에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시킴으로써, 사용자의 부상을 미연에 방지할 수 있다. 이 때, 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)에 부여될 부하의 감소된 크기는 0보다 클 수 있다.In addition, the content control unit 836 calculates a change value of the force that the user pulls on the first handle 862 and/or the second handle 864 , and the change value of the force reaches a preset change value inputted in advance. Then, by reducing the magnitude of the load to be applied to the first handle 862 and the second handle 864 by a predetermined size or a predetermined ratio, it is possible to prevent injury to the user in advance. In this case, the reduced magnitude of the load to be applied to the first handle 862 and the second handle 864 may be greater than zero.

또한, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자가 1회 운동을 수행할 수 있는 최대 부하값(1RM)을 측정할 수 있다. 이와 관련해서는 도 9를 참조하여 후술한다. 추가적으로, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자가 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)을 당기는 거리에 기초하여 사용자의 1회 운동 인정 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제2 센서로부터 사용자가 제1 핸들(862) 및 제2 핸들(864)을 당기는 거리를 수신하고, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자의 운동 인정 거리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자가 최초로 운동할 때의 최초 운동 길이의 80%를 운동 인정 거리를 산출할 수 있다. 그리고, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자가 제1 핸들(862) 및/또는 제2 핸들(864)을 운동 인정 거리를 초과해서 당기는 경우, 1회 운동으로 인정할 수 있다. 제어부(830)는 사용자가 매 운동 횟수마다 핸들을 운동 인정 거리 이상의 거리로 당겼는지 여부를 그래프 등 시각 자료로 디스플레이(812)에 표시할 수 있다.In addition, the content control unit 836 may measure the maximum load value (1RM) that the user can perform one exercise. This will be described later with reference to FIG. 9 . Additionally, the content controller 836 may determine whether to recognize the user's one-time exercise based on a distance at which the user pulls the first handle 862 and the second handle 864 . Specifically, a distance at which the user pulls the first handle 862 and the second handle 864 is received from the second sensor, and the content controller 836 may determine the user's exercise recognition distance. For example, the content controller 836 may calculate the exercise recognition distance by 80% of the initial exercise length when the user first exercises. In addition, when the user pulls the first handle 862 and/or the second handle 864 beyond the exercise recognition distance, the content control unit 836 may recognize it as one exercise. The control unit 830 may display on the display 812 whether the user pulls the handle by a distance equal to or greater than the exercise recognition distance for every exercise number as visual data such as a graph.

또한, 컨텐츠 제어부(836)는 감지 센서(814)로부터 인물 객체를 포함하는 이미지를 수신하고, 인물 객체의 골격 정보를 추출할 수 있다. 그리고, 컨텐츠 제어부(836)는 골격 정보에 기초하여 운동 자세 교정과 관련된 피드백을 디스플레이 상에 표시할 수 있다. 즉, 컨텐츠 제어부(836)는 사용자 동작 인식 데이터(골격 정보 등) 및 수치화에 대한 정보를 DB에 저장된 레퍼런스 동작과 비교하여 사용자의 운동 동작의 정확도와 유사도를 분석하여, 사용자에 운동 동작 관련 가이드를 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 올바른 자세로 운동하고 있는지 여부, 잘못된 자세로 운동하고 있는 경우, 운동 자세 교정을 위한 피드백을 제공할 수 있다. 또한, 컨텐츠 제어부(836)는 DB에 저장된 레퍼런스 동작 영상을 디스플레이 상에 표시하여, 숙련도가 높지 않은 사용자가 쉽게 운동을 배울 수 있도록 도울 수 있다.Also, the content controller 836 may receive an image including a person object from the detection sensor 814 and extract skeletal information of the person object. In addition, the content controller 836 may display feedback related to exercise posture correction on the display based on the skeletal information. That is, the content control unit 836 compares the user motion recognition data (skeletal information, etc.) and the digitization information with the reference motion stored in the DB, analyzes the accuracy and similarity of the user's motion motion, and provides the user with a guide related to the motion motion. can provide For example, whether the user is exercising with a correct posture or if the user is exercising with an incorrect posture, feedback for correcting an exercise posture may be provided. In addition, the content control unit 836 may display the reference motion image stored in the DB on the display, so that a user with low skill level can easily learn the exercise.

제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)은 제1 모터 및 제1 모터에 연결되어 제1 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시키는 제1 볼 스크류를 포함하는 제1 전동 실린더 등을 포함할 수 있다. 제1 전동 실린더의 제1 모터는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842) 전체에 부여될 부하를 생성하며, 제어부(830)의 제어를 받으면서 작동되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(830)는 제1 모터의 회전을 제어함으로써 제1 전동 실린더의 너트의 움직임을 제어할 수 있다.The first series elastic actuator system 842 may include a first motor and a first electric cylinder including a first ball screw connected to the first motor to convert the rotational force of the first motor into a linear motion force. The first motor of the first electric cylinder generates a load to be applied to the entire first series elastic actuator system 842 , and may be configured to operate under the control of the controller 830 . According to an embodiment, the controller 830 may control the movement of the nut of the first electric cylinder by controlling the rotation of the first motor.

제1 연결부(852)는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)에서 생성된 부하를 사용자에게 전달하도록 구성될 수 있다. 제1 연결부(852)는 적어도 하나의 움직 도르래, 적어도 하나의 고정 도르래, 그리고 제1 케이블을 포함할 수 있다.The first connection 852 may be configured to transfer a load generated in the first series elastic actuator system 842 to a user. The first connector 852 may include at least one movable pulley, at least one fixed pulley, and a first cable.

제2 직렬 탄성 구동기 시스템(844)은 제1 직렬 탄성 구동기 시스템(842)와 동일/유사하게 구성될 수 있다. 또한, 제2 연결부(854)는 제1 연결부(852)와 동일/유사하게 구성될 수 있다.The second series elastic actuator system 844 may be configured the same/similar to the first series elastic actuator system 842 . In addition, the second connection part 854 may be configured in the same way as/similar to the first connection part 852 .

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자의 운동과 관련된 정보를 입력하는 예시를 나타내는 도면이다. 이와 같은 정보는 스마트 케이블 머신의 디스플레이 상에 표시되거나, 스마트 케이블 머신과 연결된 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰)의 디스플레이 상에 표시될 수 있다. 제1 화면(910)은 사용자가 1RM(Repetition Maximum) 테스트 모드에서 관련 정보를 입력하는 예시를 나타낸다. 도시된 것과 같이, 사용자는 제1 화면(910)을 통해 키, 성별, 체중 등의 정보를 입력할 수 있다.9 is a diagram illustrating an example of inputting information related to a user's exercise according to an embodiment of the present disclosure. Such information may be displayed on the display of the smart cable machine, or may be displayed on the display of a user terminal (eg, a smart phone) connected to the smart cable machine. The first screen 910 shows an example in which the user inputs related information in the 1RM (Repetition Maximum) test mode. As illustrated, the user may input information such as height, gender, and weight through the first screen 910 .

일 실시예에서, 제어부는 사용자로부터 1RM(Repetition Maximum) 테스트를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및/또는 제2 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨(Low)로 설정할 수 있다. 이 경우, 핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨(Low)로 설정하는 이유는 1RM 측정 시에 순수한 힘 제어를 통해서 사용자의 부담을 줄이고, 정확한 1RM 측정을 수행하기 위함이다. 이와 달리, 어드미턴스 제어(핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨(Low)로 설정하지 않는 경우)가 적용되는 경우, 수식이나 근육 사용 위치 등의 부가적인 상황을 만족시킬 수 없는 문제가 있다.In one embodiment, in response to receiving a user input from a user to execute a repetition maximum (1RM) test, the control unit imparts a handle generated by the first series elastic actuator system and/or the second series elastic actuator system. The viscous force, elastic force, and inertia force of the load to be loaded can all be set to the lowest level (Low). In this case, the reason for setting all of the viscous force, elastic force, and inertia force of the load to be applied to the handle to the lowest level (Low) is to reduce the burden on the user through pure force control during 1RM measurement and to perform accurate 1RM measurement. On the other hand, when admittance control (when all of the viscous force, elastic force, and inertia force of the load to be applied to the handle are not set to the lowest level (Low)) is applied, it is impossible to satisfy additional situations such as formulas or muscle use positions. there is a problem.

일 실시예에서, 운동 부위 및 자세(예컨대, 팔 운동, 가슴 운동, 어깨 운동 등)에 따라 1RM 추정값이 달리 산출될 수 있다.In an embodiment, the 1RM estimate may be calculated differently according to the exercise part and posture (eg, arm exercise, chest exercise, shoulder exercise, etc.).

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 입력한 성별과 몸무게, 그리고 하기 [수학식 3]에 기초하여 1RM 테스트를 진행하기 위한 초기 운동 부하값을 산출할 수 있다. 하기 [수학식 3]에서, 1RM은 초기 1RM 추정값 또는 1RM 추정값, w는 운동 부하값, r 은 사용자가 운동한 횟수를 의미한다. 여기서, 초기 1RM의 추정값은 남자의 경우 몸무게의 50%, 여자의 경우 몸무게의 30%로 설정될 수 있다. 또한, 제어부는 사용자가 운동한 횟수를 8회로 설정하여, 초기 운동 부하값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 60㎏인 남자가 1RM 테스트를 진행하는 경우, 초기 1RM 추정값은 30㎏이고, 제어부는 [수학식 3]에 r=8 및 1RM=30을 입력하여, 초기 운동 부하값을 23㎏으로 산출할 수 있다.In one embodiment, the controller may calculate an initial exercise load value for performing the 1RM test based on the user's input gender and weight, and [Equation 3] below. In the following [Equation 3], 1RM is the initial 1RM estimate or 1RM estimate, w is the exercise load value, r is the number of times the user has exercised. Here, the estimated value of the initial 1RM may be set to 50% of the body weight in the case of a man and 30% of the body weight in the case of a woman. In addition, the control unit may calculate the initial exercise load value by setting the number of times the user exercised to 8 times. For example, if a man weighing 60 kg performs the 1RM test, the initial 1RM estimate is 30 kg, and the control unit inputs r = 8 and 1RM = 30 in [Equation 3], and the initial exercise load value is 23 kg. can be calculated as

Figure 112022035030346-pat00008
Figure 112022035030346-pat00008

{

Figure 112022035030346-pat00009
는 제1 핸들에 부여된 부하의 크기,
Figure 112022035030346-pat00010
은 사용자의 운동 횟수}{
Figure 112022035030346-pat00009
is the magnitude of the load applied to the first handle,
Figure 112022035030346-pat00010
is the number of workouts by the user}

초기 운동 부하값이 산출된 경우, 제어부는 사용자에게 해당 무게로 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동하라는 메시지를 디스플레이에 출력할 수 있다. 이 경우, 초기 운동 부하값도 사용자에게 디스플레이를 통해 제공될 수 있다. 예를 들어, 제어부는 23㎏의 무게로 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동하라는 메시지를 디스플레이에 출력할 수 있다.When the initial exercise load value is calculated, the control unit may output a message to the display instructing the user to exercise the maximum number of times with the corresponding weight. In this case, the initial exercise load value may also be provided to the user through the display. For example, the controller may output a message to the display to exercise the maximum number of times that can be exercised with a weight of 23 kg.

사용자가 초기 운동 부하값으로 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동을 완료한 경우, 제어부는 사용자가 실제 운동한 횟수 및 초기 운동 부하값에 기초하여 사용자의 1RM 추정값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 초기 운동 부하값인 23㎏으로 9회 운동한 경우, 제어부는 수학식 1에 w=23㎏, r=9를 입력하여 사용자의 1RM 추정값을 30㎏으로 산출할 수 있다. 이 경우, 산출된 1RM 추정값은 디스플레이를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.When the user completes the exercise by the maximum number of times the user can exercise with the initial exercise load value, the controller may calculate the user's 1RM estimate based on the number of times the user actually exercised and the initial exercise load value. For example, when exercising 9 times with the initial exercise load value of 23 kg, the controller can calculate the user's 1RM estimate as 30 kg by inputting w = 23 kg, r = 9 in Equation 1. In this case, the calculated 1RM estimate may be provided to the user through the display.

일 실시예에서, 사용자가 초기 운동 부하값으로 10회 이상 운동을 수행한 경우, 1RM 테스트를 다시 한번 진행할 수 있다. r=10 이상인 경우, 1RM 추정식의 신뢰도가 낮아지기 때문이다. 이 경우, 사용자에게 충분한 휴식을 취한 후 1RM 테스트를 다시 진행하라는 메시지가 디스플레이를 통해 제공될 수 있다. 1RM 테스트를 다시 진행하는 경우, 처음 진행한 1RM 테스트에서 추정된 1RM값에 기초하여 운동 부하값이 재설정될 수 있다. 예를 들어, 60㎏인 남자가 최초 1RM 테스트에서 초기 운동 부하값 23㎏으로 15회 운동을 완료하여 1RM 추정값이 35㎏으로 산출된 경우, 수학식 1에 1RM=35, r=8을 입력하여 운동 부하값을 27㎏으로 재설정할 수 있다. 사용자가 재설정된 운동 부하값으로 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동을 완료한 경우, 사용자가 운동한 횟수에 기초하여 1RM 추정값이 다시 산출될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 재설정된 운동 부하값인 27㎏으로 7회 운동을 완료한 경우, 사용자의 1RM 추정값이 33㎏으로 재산출될 수 있다.In one embodiment, when the user performs the exercise 10 times or more with the initial exercise load value, the 1RM test may be performed once again. This is because, when r = 10 or more, the reliability of the 1RM estimation formula is lowered. In this case, after taking a sufficient rest to the user, a message to proceed with the 1RM test again may be provided through the display. When performing the 1RM test again, the exercise load value may be reset based on the 1RM value estimated in the first 1RM test. For example, when a 60 kg man completes 15 exercises with an initial exercise load of 23 kg in the first 1RM test and the 1RM estimate is calculated as 35 kg, by entering 1RM = 35, r = 8 in Equation 1, You can reset the exercise load value to 27 kg. When the user completes the exercise by the maximum number of exercises with the reset exercise load value, the 1RM estimate may be recalculated based on the number of times the user has exercised. For example, when the user completes the exercise 7 times with the reset exercise load value of 27 kg, the user's 1RM estimate may be recalculated as 33 kg.

일 실시예에서, 제어부는 사용자로부터 1RM(Repetition Maximum) 테스트를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨로 설정할 수 있다. 여기서, 사용자의 입력은 사용자의 몸무게 및 성별과 연관된 정보를 포함할 수 있다. 제어부는 핸들에 부여될 부하의 크기를 사용자의 몸무게 및 성별에 기초하여 결정할 수 있다. 이 상태에서, 사용자는 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동을 수행할 수 있다. 사용자가 운동을 완료한 경우, 제어부는 핸들에 부여될 부하의 크기, 사용자의 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 1RM 값을 산출하고, 산출된 사용자의 1RM 값을 디스플레이에 표시할 수 있다. 여기서, 1RM 추정 모델은 [수학식 3]에 기초하여 산출되고,

Figure 112022035030346-pat00011
는 핸들에 부여될 부하의 크기,
Figure 112022035030346-pat00012
은 사용자의 운동 횟수를 나타낼 수 있다.In one embodiment, the control unit, in response to receiving a user input for executing the 1RM (Repetition Maximum) test from the user, lowers all of the viscous force, the elastic force, and the inertial force of the load to be imparted to the handle generated by the series elastic actuator system. level can be set. Here, the user's input may include information related to the user's weight and gender. The controller may determine the size of the load to be applied to the handle based on the user's weight and gender. In this state, the user may exercise the maximum number of times the user can exercise. When the user completes the exercise, the control unit calculates the user's 1RM value based on the size of the load to be applied to the handle, the user's exercise number, and the 1RM estimation model, and the calculated user's 1RM value may be displayed on the display. . Here, the 1RM estimation model is calculated based on [Equation 3],
Figure 112022035030346-pat00011
is the size of the load to be applied to the handle,
Figure 112022035030346-pat00012
may represent the number of times of exercise of the user.

일 실시예에서, 사용자의 운동 횟수가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 제어부는 산출된 사용자의 1RM 값 및 1RM 추정 모델에 기초하여 핸들에 부여될 새로운 부하의 크기를 산출할 수 있다. 이 경우, 사용자가 새로운 부하의 크기로 최대 운동할 수 있는 횟수로 운동을 수행할 수 있다. 사용자가 다시 한번 운동을 완료한 경우, 제어부는 산출된 새로운 부하 크기, 사용자의 신규 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 사용자의 보정된 1RM 값을 산출할 수 있다. 제어부는 산출된 사용자의 보정된 1RM 값을 디스플레이에 표시할 수 있다.In one embodiment, when the number of workouts of the user exceeds a preset threshold, the controller may calculate the size of a new load to be given to the handle based on the calculated 1RM value of the user and the 1RM estimation model. In this case, the exercise may be performed as many times as the user can exercise with the new load size. When the user once again completes the exercise, the controller may calculate the user's corrected 1RM value based on the calculated new load size, the user's new number of exercises, and the 1RM estimation model. The control unit may display the calculated user's corrected 1RM value on the display.

일 실시예에서, 사용자의 추정된 1RM 값에 기초하여 사용자의 현재 운동 수준을 결정하고, 디스플레이를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 아래 [표 1]에 따라 사용자의 추정된 1RM 값에 기초하여 사용자의 현재 운동 수준을 Beginner, Novice, Intermediate, Advanced, Elite 중 적어도 하나로 결정할 수 있다. 아래에서 몸무게 대비 %는 운동의 종류 및 자세에 따라 달리 설정될 수 있다.In one embodiment, the user's current exercise level may be determined based on the user's estimated 1RM value and provided to the user through a display. For example, based on the user's estimated 1RM value according to [Table 1] below, the user's current exercise level may be determined as at least one of Beginner, Novice, Intermediate, Advanced, and Elite. Below, the weight-to-weight ratio may be set differently depending on the type of exercise and posture.

BeginnerBeginner NoviceNovice IntermediateIntermediate AdvancedAdvanced EliteElite 남자man 몸무게의 50%50% of body weight 몸무게의 80%80% of body weight 몸무게의 110%110% of body weight 몸무게의 140%140% of body weight 몸무게의 180%180% of body weight 여자Woman 몸무게의 30%30% of body weight 몸무게의 50%50% of body weight 몸무게의 70%70% of body weight 몸무게의 100%100% of body weight 몸무게의 130%130% of body weight

일 실시예에서, 제어부는 사용자의 측정된 1RM 값에 기초하여, 운동 루틴 정보를 결정할 수 있다. 구체적으로, 제어부는 사용자의 측정된 1RM 값에 기초하여 운동 부하값, 세트당 반복횟수, 세트 횟수, 세트당 휴식시간 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 [표 2]에 따라 사용자가 '근력운동', '근비대 운동' 및 '근지구력 운동' 중 어떤 목적의 운동을 수행하는지에 따라 1RM 값에 기초하여 운동 루틴 정보를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부는 사용자의 현재 운동 수준에 기초하여 [표 2]의 범위 내에서 운동 부하값, 세트당 반복횟수, 세트 횟수, 세트당 휴식시간 등을 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 현재 운동 수준이 낮은 경우 운동 부하값, 세트당 반복횟수, 세트 횟수를 범위의 하단에 가깝게 설정하고, 세트 휴식시간을 범위의 상단에 가깝게 설정할 수 있다. 반면, 사용자의 현재 운동 수준이 높은 경우 운동 부하값, 운동 세트, 세트당 반복횟수, 세트 횟수를 범위의 상단에 가깝게 설정하고, 세트 휴식시간을 범위의 하단에 가깝게 설정할 수 있다. 대안적으로, 제어부는 사용자가 어떤 목적의 운동을 수행하는지 및 사용자의 측정된 1RM 값에 기초하여 [표 2]에 따라 결정되는 운동 부하값, 세트당 반복횟수, 세트 횟수, 세트 휴식시간의 범위를 디스플레이를 통해 사용자에게 제공하고, 사용자가 해당 범위 내에서 특정 값을 선택하도록 할 수 있다.In one embodiment, the controller may determine the exercise routine information based on the measured 1RM value of the user. Specifically, the controller may determine the exercise load value, the number of repetitions per set, the number of sets, the rest time per set, etc. based on the measured 1RM value of the user. For example, according to [Table 2], the control unit can determine exercise routine information based on the 1RM value according to which exercise the user performs among 'muscle strength exercise', 'muscle hypertrophy exercise' and 'muscle endurance exercise'. have. In an embodiment, the controller may determine an exercise load value, the number of repetitions per set, the number of sets, and a rest time per set within the range of [Table 2] based on the user's current exercise level. For example, when the user's current exercise level is low, the exercise load value, the number of repetitions per set, and the number of sets may be set close to the lower end of the range, and the set rest time may be set closer to the upper end of the range. On the other hand, if the user's current exercise level is high, the exercise load value, the exercise set, the number of repetitions per set, and the number of sets may be set close to the upper end of the range, and the set rest time may be set closer to the lower end of the range. Alternatively, the control unit determines the exercise load value determined according to [Table 2], the number of repetitions per set, the number of sets, and the range of the set rest time based on which purpose the user performs the exercise and the measured 1RM value of the user. It can be provided to the user through a display, and the user can select a specific value within that range.

운동 KGexercise KG SET당 반복횟수Number of repetitions per SET SET 횟수number of SETs SET당 휴식시간rest time per SET 근력운동strength training 1RM의 85% 이상85% or more of 1RM 6회 이하6 or less 2~6 set2~6 sets 2~5분2-5 minutes 근비대 운동hypertrophy exercise 1RM의 67~85% 이상67~85% or more of 1RM 6회~12회6~12 times 3~6 set3~6 sets 30~90초30-90 seconds 근지구력 운동muscle endurance exercise 1RM의 67% 이하67% or less of 1RM 12회 이상12 or more 2~3 set2-3 sets 30초30 seconds

제2 화면(920)은 사용자가 자유 운동 모드에서 관련 정보를 디스플레이 등을 통해 입력하는 예시를 나타낸다. 도시된 것과 같이, 사용자는 제2 화면(920)을 통해 미리 설정된 운동 코스(파워 향상, 폭발적인 스트랭스 향상, 최대 스트랭스 향상, 근비대, 근지구력 향상 등)를 선택할 수 있다. 대안적으로, 사용자는 제2 화면(920)을 통해 운동과 관련된 설정을 수동으로 선택할 수 있다.The second screen 920 represents an example in which the user inputs related information through a display or the like in the free exercise mode. As illustrated, the user may select a preset exercise course (power improvement, explosive strength improvement, maximum strength improvement, muscle hypertrophy, muscular endurance improvement, etc.) through the second screen 920 . Alternatively, the user may manually select settings related to exercise through the second screen 920 .

사용자는 제2 화면(920)을 통해 부하의 크기(예를 들어, 48㎏) 및 다양한 부하의 특성에 대한 설정 값을 입력할 수 있다. 부하의 크기는 사용자가 직접 설정하거나, 제어부가 사용자 맞춤형으로 자동 설정한 값일 수 있다. 부하의 특성은 부하의 점성력, 부하의 탄성력 및 부하의 관성력을 포함할 수 있으며, 각각 low(25%), middle(50%), high(75%), very high(100%)의 4단계 중 하나로 설정될 수 있다. 대안적으로, 부하의 특성 각각은 더 세분화된 단계로 설정 가능하거나, 2단계 또는 3단계 등과 같이 더 단순화된 단계로 설정 가능할 수 있다The user may input set values for the size of the load (eg, 48 kg) and the characteristics of various loads through the second screen 920 . The size of the load may be directly set by the user or may be a value automatically set by the control unit as a user-customized value. Load characteristics can include load viscous force, load elastic force, and load inertia force. Among the four stages, low (25%), middle (50%), high (75%), and very high (100%), respectively. can be set to one. Alternatively, each of the characteristics of the load may be set in a more granular step, or in a more simplified step, such as two or three steps.

여기서, 부하의 점성력은 더 높은 속도로 운동을 수행하려 할수록 사용자가 더 높은 무게감을 느끼도록 하는 부하의 특성을 나타낸다. 부하의 탄성력은 사용자가 핸들을 더 많이 당길수록 사용자가 더 높은 무게감을 느끼도록 하는 부하의 특성을 나타낸다. 부하의 관성력은 동적 상태에서 핸들에 특정 크기의 힘을 가할 때보다 정지 상태에서 핸들에 동일한 특정 크기의 힘을 가할 때 사용자가 더 높은 무게감을 느끼도록 하는 부하의 특성을 나타낸다. 이 때 하나 이상의 부하 유형이 동시에 핸들에 부여될 수 있다.Here, the viscous force of the load indicates a characteristic of the load that allows the user to feel a higher sense of weight as the user tries to perform the exercise at a higher speed. The elastic force of the load indicates the characteristic of the load that allows the user to feel a higher sense of weight as the user pulls the handle more. The inertia force of the load indicates the characteristic of the load that allows the user to feel a higher weight when the same specific magnitude of force is applied to the handle in a stationary state than when a specific magnitude of force is applied to the handle in a dynamic state. In this case, more than one type of load may be applied to the handle at the same time.

사용자가 운동에 사용하고자 하는 부하 값이 숫자(예를 들어, 48㎏)로 표시되고, 다양한 부하 특성에 대한 설정 값이 그래프 및 문자로 표시되었으나 이에 한정되지 않고, 위 정보는 다양한 형태의 수치, 기호, 문자, 그래프 등으로 표시될 수 있다.The load value that the user wants to use for exercise is displayed as a number (for example, 48 kg), and the set value for various load characteristics is displayed in graphs and characters, but is not limited thereto, and the above information includes various types of numerical values, It may be displayed as a symbol, text, graph, or the like.

또한, 사용자는 제2 화면(920)을 통해 진행하고자 하는 운동 세트 수, 운동 세트 당 반복 횟수 등을 입력할 수 있다.In addition, the user may input the number of exercise sets to be performed, the number of repetitions per exercise set, and the like through the second screen 920 .

일 실시예에서, 스마트 케이블 머신은 무게를 줄이는 보조 강도와 보조되는 구역을 조절하는 보조 범위를 포함하는 보조 모드를 통해 사용자의 운동을 보조할 수 있다. 사용자는 제2 화면(920)을 통해 운동 보조 모드를 선택할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 운동 보조 모드를 [표 3]에서와 같이 '강한 보조', '중간 보조', '약한 보조' 중 하나로 선택할 수 있다. [표 3]에 표시된 것과 같이, 운동 보조 기능은 무게를 줄이는 보조 강도와 보조되는 구역을 조절하는 보조 범위로 나뉜다.In one embodiment, the smart cable machine may assist the user's exercise through an assisting mode that includes an assistive intensity to reduce weight and an assistive range to adjust the assisting zone. The user may select an exercise assistance mode through the second screen 920 . For example, the user may select one of 'strong assistance', 'medium assistance', and 'weak assistance' as the exercise assistance mode as shown in [Table 3]. As shown in [Table 3], the exercise assistance function is divided into an auxiliary intensity to reduce weight and an auxiliary range to control the area being supported.

보조 모드auxiliary mode 보조 강도secondary strength 보조 범위secondary range 강한 보조strong assistant 속도비의 2배twice the speed ratio 기존 중량 대비 50~100%50-100% of the original weight 중간 보조middle secondary 속도비와 동일Same as speed ratio 기존 중량 대비 70~100%70-100% of the original weight 약한 보조weak secondary 속도비의 절반half of the speed 기존 중량 대비 85~100%85-100% of the original weight

일 실시예에서, 사용자가 원하는 운동 무게를 입력하고 운동을 진행하면, 제어부가 최초 3회의 평균 운동 속도를 측정하여 해당 값을 목표 속도로 설정할 수 있다. 이후, 사용자의 운동 속도가 목표 속도보다 감소하는 경우, 제어부는 사용자가 설정한 보조 모드에 따라 부하 무게를 조절하여 운동 보조를 진행할 수 있다. 예를 들어, 목표 속도보다 현재 속도가 빠른 경우, 지정된 운동 부하값을 증가시키지 않되, 목표 속도와 비교해서 사용자의 현재 운동 속도가 낮은 경우, 그 차이값에 기초하여 운동 부하값을 동적으로 낮출 수 있다. 즉, 스마트 케이블 머신의 제어부가 사용자의 현재 운동 속도가 처음 운동 속도와 비교하여 미리 정해진 임계치 이상 감소한 것으로 판단하는 경우, 사용자가 설정한 운동 보조 모드에 따라 핸들에 부여될 부하의 크기를 상이하게 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 운동 보조 모드를 '강한 보조'로 선택한 경우, 사용자의 현재 운동 속도가 처음 운동 속도와 비교하여 미리 정해진 임계치 이상 감소하게 되면, 사용자가 운동 보조 모드를 '약한 보조'로 선택한 경우보다 핸들에 부여되는 부하의 크기를 보다 많이 감소시킬 수 있다.In an embodiment, when the user inputs a desired exercise weight and performs the exercise, the controller may measure the average exercise speed of the first three times and set the corresponding value as the target speed. Thereafter, when the user's exercise speed is lower than the target speed, the controller may perform the exercise assistance by adjusting the load weight according to the auxiliary mode set by the user. For example, if the current speed is faster than the target speed, the specified exercise load value is not increased. However, if the user's current exercise speed is low compared to the target speed, the exercise load value can be dynamically lowered based on the difference value. have. That is, when the controller of the smart cable machine determines that the user's current exercise speed has decreased by more than a predetermined threshold compared to the initial exercise speed, the size of the load to be applied to the handle is differently reduced according to the exercise assistance mode set by the user can do it For example, if the user selects the exercise assistance mode as 'strong assistance', if the user's current exercise speed decreases by more than a predetermined threshold compared to the initial exercise speed, the user selects the exercise assistance mode as 'weak assistance' It is possible to reduce the magnitude of the load applied to the handle more than the case.

사용자의 운동 속도를 측정하여 운동 속도가 떨어질 경우 실시간 운동 부하값을 제어하는 이러한 구성에 의해, 사용자는 자신의 운동 경력 등에 따라 운동 보조 강도 및 보조 범위를 다르게 설정하거나, 운동 보조 모드를 통해 부상 위험을 최소화할 수 있다. 또한, 스마트 케이블 머신을 통해 사용자의 운동을 보조할 수 있는 개인 트레이너와 함께 운동할 수 있는 효과를 가지고, 힘이 떨어졌을 때 운동 횟수를 늘림으로써 근성장에 도움을 줄 수 있다.By measuring the user's exercise speed and controlling the real-time exercise load value when the exercise speed falls, the user sets the exercise assistance intensity and assistance range differently according to his or her exercise history, or the risk of injury through the exercise assistance mode can be minimized. In addition, it has the effect of exercising with a personal trainer that can assist the user's exercise through the smart cable machine, and can help muscle growth by increasing the number of exercises when strength is low.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 사용자의 운동과 관련된 정보를 출력하는 예시를 나타내는 도면이다. 일 실시예에서, 디스플레이는 부하의 크기 및 다양한 부하의 특성에 대한 설정 값과 관련된 정보를 제1 영역(1010)에 표시할 수 있다. 이와 같은 정보는 스마트 케이블 머신의 디스플레이 상에 그래프 및 문자로 표시되었으나 이에 한정되지 않고, 다양한 형태의 수치, 기호, 문자, 그래프 등으로 표시되거나, 스마트 케이블 머신과 연결된 사용자 단말(예를 들어, 스마트폰)의 디스플레이 상에 표시될 수 있다.10 is a diagram illustrating an example of outputting information related to a user's exercise according to an embodiment of the present disclosure. In an embodiment, the display may display information related to the size of the load and set values for various load characteristics in the first area 1010 . Such information is displayed in graphs and characters on the display of the smart cable machine, but is not limited thereto, and is displayed in various forms of numerical values, symbols, characters, graphs, etc., or a user terminal connected to the smart cable machine (eg, smart may be displayed on the display of the phone).

일 실시예에서, 부하의 특성은 부하의 점성력, 부하의 탄성력 및 부하의 관성력을 포함할 수 있으며, 각각 low(25%), middle(50%), high(75%), very high(100%)의 4단계 중 하나로 설정될 수 있다. 대안적으로, 부하의 특성 각각은 더 세분화된 단계로 설정 가능하거나, 2단계 또는 3단계 등과 같이 더 단순화된 단계로 설정 가능할 수 있다.In one embodiment, the characteristics of the load may include the viscous force of the load, the elastic force of the load, and the inertial force of the load, respectively, low (25%), middle (50%), high (75%), very high (100%) ) can be set to one of the four steps of Alternatively, each of the characteristics of the load may be settable in a more granular step, or may be set in a more simplified step such as a second step or a third step.

일 실시예에서, 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이(1040)의 제1 영역(1040의 좌측 영역)에 출력할 수 있다. 또한, 제어부는 사용자가 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이(1040)의 제2 영역(1040의 우측 영역)에 출력할 수 있다. 제어부는 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 제3 임계값을 초과하는 경우, 경고 표시를 디스플레이(1040)에 출력할 수 있다. 디스플레이(1040)에 출력되는 경고 표시는 음성 메시지, 경고음, 이미지 메시지, 텍스트 메시지 등을 포함하며, 이에 한정되지 않는다.In an embodiment, the controller may output information related to the force of the user pulling the first handle to the first area (the left area of the 1040 ) of the display 1040 . In addition, the controller may output information related to the user's pulling force of the second handle to the second area (the right area of the 1040 ) of the display 1040 . The controller may output a warning indication to the display 1040 when the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds a preset third threshold value. The warning display output on the display 1040 includes, but is not limited to, a voice message, a warning sound, an image message, a text message, and the like.

일 실시예에서 디스플레이(1040)의 제1 영역(1040의 좌측 영역)은, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고, 디스플레이(1040)의 제2 영역(1040의 우측 영역)은 사용자가 제2 핸들에 당기는 힘을 막대 그래프로 표시할 수 있다. 이 경우, 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 제3 임계값을 초과하는 경우, 제1 영역과 제2 영역이 서로 상이한 색상으로 표시될 수 있다.In one embodiment, the first area (the left area of 1040 ) of the display 1040 displays the force of the user pulling the first handle as a bar graph, and the second area (the right area of 1040 ) of the display 1040 is The user's pulling force on the second handle may be displayed as a bar graph. In this case, when the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds a preset third threshold value, the first area and the second area may be displayed in different colors.

일 실시예에서, 디스플레이의 제2 영역(1020)에 사용자가 현재 수행하고 있는 운동 세트 수, 사용자가 수행하고자 지정한 총 운동 세트 수, 각 세트 내에서 사용자가 현재 수행하고 있는 운동 횟수, 각 세트 내에서 사용자가 수행하고자 지정한 총 운동 횟수 및 텐션을 유지하는 시간의 추천 값 등의 정보 등이 표시될 수 있다. 여기서, 텐션을 유지하는 시간(TUT)은 사용자가 1회 운동을 지속하는 시간을 의미할 수 있다. 텐션을 유지하는 시간은 사용자가 직접 입력하거나, 사용자의 훈련 목적(파워 향상, 폭발적인 스트랭스 향상, 최대 스트랭스 향상, 근비대, 근지구력 향상 등), 사용자의 운동과 관련된 정보(사용자의 체중, 체지방량, 골격근량 등) 등에 따라 자동으로 결정될 수 있다. 제어부는 사용자가 텐션을 유지하는 시간 이상의 시간으로 1회 운동을 하는 경우에만 1회 운동으로 인정할 수 있다. 또한, 매 운동 횟수마다 텐션을 유지하는 시간 이상의 시간으로 운동을 수행했는지 여부를 그래프 등 시청각 자료로 제공될 수 있다.In one embodiment, in the second area 1020 of the display, the number of exercise sets the user is currently performing, the total number of exercise sets the user has designated to perform, the number of exercises the user is currently performing within each set, and within each set In the , information such as a total number of exercises designated by the user and a recommended value of a time for maintaining tension may be displayed. Here, the time for maintaining the tension (TUT) may mean a time during which the user continues one exercise. The time to maintain the tension can be directly input by the user, or the user's training purpose (power improvement, explosive strength improvement, maximum strength improvement, muscle hypertrophy, muscular endurance improvement, etc.), user's exercise-related information (user's weight, body fat mass, skeletal muscle) amount, etc.) may be automatically determined. The controller may recognize the exercise as one exercise only when the user performs one exercise for a time longer than or equal to the time the user maintains the tension. In addition, whether the exercise was performed for a time longer than the time to maintain the tension for every number of exercises may be provided as audiovisual data such as a graph.

일 실시예에서, 디스플레이의 제3 영역(1030)에 사용자의 매 운동 횟수마다의 운동 길이와 관련된 정보가 표시될 수 있다. 제어부는 사용자의 최초 운동 길이를 수신하고, 최초 운동 길이에 기초하여 운동 인정 거리를 산출할 수 있다. 예를 들어, 운동 인정 거리는 최초 운동 길이의 80%(1032)일 수 있다. In an embodiment, information related to the length of the exercise for every number of times of the user's exercise may be displayed on the third area 1030 of the display. The controller may receive the user's initial exercise length, and calculate the exercise recognition distance based on the initial exercise length. For example, the exercise recognition distance may be 80% (1032) of the initial exercise length.

일 실시예에서, 사용자가 핸들을 운동 인정 거리 이상을 당긴 경우 1회 운동으로 인정할 수 있다. 디스플레이의 제3 영역(1030)은 사용자가 매 운동 횟수마다 운동 인정 거리 이상의 거리를 당겨냈는지 여부를 그래프 등 시각 자료로 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(1030)는 매 운동 횟수마다의 운동 거리를 막대 그래프, 꺾은선 그래프, 원형 그래프 등 다양한 방식으로 표시할 수 있다.In one embodiment, when the user pulls the handle more than the movement recognition distance, it may be recognized as one exercise. The third area 1030 of the display may display whether or not the user pulls a distance greater than or equal to the exercise recognition distance for every number of workouts as visual data such as a graph. For example, the display 1030 may display the exercise distance for each exercise number in various ways, such as a bar graph, a line graph, a pie graph, and the like.

추가적으로, 스마트 케이블 머신과 사용자의 휴대폰, 태블릿 등의 장치를 유무선 연결하여, 사용자가 해당 휴대폰, 태블릿을 이용하여 운동과 관련된 설정을 변경하거나, 운동에 관한 정보를 제공받을 수 있다.Additionally, the smart cable machine and the user's mobile phone or tablet are wired or wirelessly connected so that the user can change settings related to exercise or receive exercise information using the mobile phone or tablet.

일 실시예에서, 상술한 디스플레이 상에 출력될 수 있는 사용자의 운동과 관련된 정보는 도시된 예시에 한정되지 않고, 사용자가 입력한 운동과 관련된 설정 값 또는 사용자의 운동 수행에 따라 산출된 값 및 이와 관련된 시각자료 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 매 운동 회차마다 핸들을 당긴 최대 힘/평균 힘 등과 같은 정보가 디스플레이 상에 표시될 수 있다.In one embodiment, the user's exercise-related information that can be output on the above-described display is not limited to the illustrated example, and a set value related to an exercise input by the user or a value calculated according to the user's exercise performance and the same It may include related visual materials, etc. For example, information such as a maximum force/average force at which the user pulls the handle for every exercise cycle may be displayed on the display.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따라 제어부가 사용자에게 적절한 부하 및 운동과 관련된 정보를 제공하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 방법(1100)은 스마트 케이블 머신의 제어부에 의해 수행될 수 있다. 도시된 바와 같이, 방법(1100)은 단계 S1110에서 제어부가 사용자 입력을 수신하는 것으로 개시될 수 있다. 여기서, 사용자 입력은 핸들의 부여될 부하의 크기, 부하의 점성력, 부하의 탄성력, 부하의 관성력, 사용자가 수행하고자 하는 운동의 종류, 운동 세트 수, 세트 내 운동 횟수 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.11 is a flowchart illustrating a method in which a controller provides information related to an appropriate load and exercise to a user according to an embodiment of the present disclosure. Method 1100 may be performed by a control unit of a smart cable machine. As shown, the method 1100 may be initiated by the control unit receiving a user input in step S1110. Here, the user input may include, but is limited to, the size of the load to be applied to the handle, the viscous force of the load, the elastic force of the load, the inertial force of the load, the type of exercise the user wants to perform, the number of exercise sets, the number of exercises in the set, etc. doesn't happen

단계 S1120에서, 제어부는 수신한 사용자 입력을 기초로 하여 제1 직렬 탄성 구동기 시스템 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부는 사용자가 입력한 부하의 크기 값, 그리고 부하의 점성력, 부하의 탄성력 및 부하의 관성력과 관련된 입력값을 받아 연산한 후, 미리 저장된 제어 모델에 따라 제1 모터 및 제2 모터를 제어할 수 있다. 추가적으로, 제어부는 제1 직렬 탄성 구동기 시스템의 제1 인코더 센서 및 제2 직렬 탄성 구동기 시스템의 제2 인코더 센서로부터 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들을 당기기 시작하는 시점 및/또는 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고, 이에 기초하여 제1 모터 및 제2 모터를 제어할 수 있다.In step S1120, the control unit may control the first series elastic actuator system and the second series elastic actuator system based on the received user input. In one embodiment, the control unit receives and calculates input values related to the magnitude value of the load input by the user, the viscous force of the load, the elastic force of the load, and the inertial force of the load, and then calculates the first motor and the second motor according to the pre-stored control model. You can control the motor. Additionally, the control unit includes information related to a pulling force and/or a point in time when the user starts pulling the first handle and the second handle from the first encoder sensor of the first series elastic actuator system and the second encoder sensor of the second series elastic actuator system. may be received, and the first motor and the second motor may be controlled based on the received.

단계 S1130에서, 제어부는 제1 인코더 센서, 제2 인코더 센서 및 감지 센서로부터 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 인코더 센서, 제2 인코더 센서 및 감지 센서로부터 수신한 정보는 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보, 핸들의 이동 거리, 사용자의 운동 이미지, 사용자의 심박수, 체온 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 또한, 제어부는 제1 인코더 센서, 제2 인코더 센서 및 감지 센서로부터 사용자가 제1 핸들 및 제2 핸들을 당기기 시작하는 시점과 관련된 정보 및 사용자가 핸들을 당기기를 종료하는 시점과 관련된 정보를 수신할 수 있다.In step S1130, the controller may receive information from the first encoder sensor, the second encoder sensor, and the detection sensor. In one embodiment, the information received from the first encoder sensor, the second encoder sensor, and the detection sensor includes information related to a force that the user pulls on the first handle and the second handle, the moving distance of the handle, the user's motion image, the user's may include, but is not limited to, heart rate, body temperature, and the like. In addition, the control unit may receive from the first encoder sensor, the second encoder sensor, and the detection sensor information related to when the user starts pulling the first handle and the second handle and information related to the time when the user ends pulling the handle. can

단계 S1140에서, 제어부는 제1 인코더 센서, 제2 인코더 센서 및 감지 센서로부터 수신한 정보를 기초로, 디스플레이에 운동과 관련된 정보를 표시할 수 있다. 운동에 관한 정보는 사용자가 입력한 운동과 관련된 설정값 또는 사용자의 운동 수행에 따라 산출된 값 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 운동에 관한 정보는, 핸들에 부여될 부하 값, 핸들에 부여될 부하의 종류, 목표 운동 세트 수, 수행한 운동 세트 수, 목표 운동 수행 횟수, 수행한 운동 횟수, 제1 핸들 및 제2 핸들을 포함하는 핸들 각각에 가해지는 힘, 잘못된 운동수행에 대한 경고 표시, 자세 교정 관련 피드백, 근력 등의 향상을 위해 텐션을 유지하는 시간의 추천 값 등을 포함할 수 있다.In operation S1140, the controller may display information related to exercise on the display based on information received from the first encoder sensor, the second encoder sensor, and the detection sensor. The exercise-related information may include a set value related to an exercise input by the user or a value calculated according to the user's exercise performance. For example, information about the exercise may include a load value to be applied to the handle, a type of load to be applied to the handle, the number of target exercise sets, the number of exercise sets performed, the number of target exercises performed, the number of exercises performed, the first handle, and It may include a force applied to each handle including the second handle, a warning display for erroneous exercise performance, feedback related to posture correction, and a recommended value of a time for maintaining tension to improve muscle strength, and the like.

상술한 방법은, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수도 있다. 기록매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수개 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 애플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록 매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The above-described method may be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The recording medium may continuously store a program executable by a computer, or may be temporarily stored for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or several hardware combined, it is not limited to a medium directly connected to any computer system, and may exist distributed on a network. Examples of the medium include a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and those configured to store program instructions, including ROM, RAM, flash memory, and the like. In addition, examples of other media may include recording media or storage media managed by an app store that distributes applications, sites that supply or distribute various other software, and servers.

본 개시의 방법, 동작 또는 기법들은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 기법들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 본원의 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리적 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합들로 구현될 수도 있음을 통상의 기술자들은 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 대체를 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능적 관점에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 소프트웨어로서 구현되는 지의 여부는, 특정 어플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 요구사항들에 따라 달라진다. 통상의 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수도 있으나, 그러한 구현들은 본 개시의 범위로부터 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안 된다.The method, operation, or techniques of this disclosure may be implemented by various means. For example, these techniques may be implemented in hardware, firmware, software, or a combination thereof. Those of ordinary skill in the art will appreciate that the various illustrative logical blocks, modules, circuits, and algorithm steps described in connection with the disclosure herein may be implemented as electronic hardware, computer software, or combinations of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design requirements imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application, but such implementations should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.

하드웨어 구현에서, 기법들을 수행하는 데 이용되는 프로세싱 유닛들은, 하나 이상의 ASIC들, DSP들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스들(digital signal processing devices; DSPD들), 프로그램가능 논리 디바이스들(programmable logic devices; PLD들), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들(field programmable gate arrays; FPGA들), 프로세서들, 제어기들, 마이크로제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 본 개시에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛들, 컴퓨터, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다.In a hardware implementation, the processing units used to perform the techniques include one or more ASICs, DSPs, digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs). ), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, electronic devices, other electronic units designed to perform the functions described in this disclosure. , a computer, or a combination thereof.

따라서, 본 개시와 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA나 다른 프로그램 가능 논리 디바이스, 이산 게이트나 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 것들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한, 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들면, DSP와 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 구성의 조합으로서 구현될 수도 있다.Accordingly, the various illustrative logic blocks, modules, and circuits described in connection with this disclosure are suitable for use in general purpose processors, DSPs, ASICs, FPGAs or other programmable logic devices, discrete gate or transistor logic, discrete hardware components, or the present disclosure. It may be implemented or performed in any combination of those designed to perform the functions described in A general purpose processor may be a microprocessor, but in the alternative, the processor may be any conventional processor, controller, microcontroller, or state machine. A processor may also be implemented as a combination of computing devices, eg, a combination of a DSP and a microprocessor, a plurality of microprocessors, one or more microprocessors in conjunction with a DSP core, or any other configuration.

펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 있어서, 기법들은 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 판독 전용 메모리(read-only memory; ROM), 비휘발성 RAM(non-volatile random access memory; NVRAM), PROM(programmable read-only memory), EPROM(erasable programmable read-only memory), EEPROM(electrically erasable PROM), 플래시 메모리, 컴팩트 디스크(compact disc; CD), 자기 또는 광학 데이터 스토리지 디바이스 등과 같은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수도 있다. 명령들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행 가능할 수도 있고, 프로세서(들)로 하여금 본 개시에 설명된 기능의 특정 양태들을 수행하게 할 수도 있다.In firmware and/or software implementations, the techniques include random access memory (RAM), read-only memory (ROM), non-volatile random access memory (NVRAM), PROM ( on computer-readable media such as programmable read-only memory), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable PROM (EEPROM), flash memory, compact disc (CD), magnetic or optical data storage devices, etc. It may be implemented as stored instructions. The instructions may be executable by one or more processors, and may cause the processor(s) to perform certain aspects of the functionality described in this disclosure.

소프트웨어로 구현되는 경우, 상기 기법들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독 가능한 매체 상에 저장되거나 또는 컴퓨터 판독 가능한 매체를 통해 전송될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하여 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들 양자를 포함한다. 저장 매체들은 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체들일 수도 있다. 비제한적인 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 이송 또는 저장하기 위해 사용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 칭해진다.If implemented in software, the techniques may be stored on or transmitted over as one or more instructions or code on a computer-readable medium. Computer-readable media includes both computer storage media and communication media including any medium that facilitates transfer of a computer program from one place to another. Storage media may be any available media that can be accessed by a computer. By way of non-limiting example, such computer readable medium may contain RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage, magnetic disk storage or other magnetic storage devices, or desired program code in the form of instructions or data structures. may include any other medium that can be used for transport or storage to a computer and can be accessed by a computer. Also, any connection is properly termed a computer-readable medium.

예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의 내에 포함된다. 본원에서 사용된 디스크(disk)와 디스크(disc)는, CD, 레이저 디스크, 광 디스크, DVD(digital versatile disc), 플로피디스크, 및 블루레이 디스크를 포함하며, 여기서 디스크들(disks)은 보통 자기적으로 데이터를 재생하고, 반면 디스크들(discs)은 레이저를 이용하여 광학적으로 데이터를 재생한다. 위의 조합들도 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.For example, if the software is transmitted from a website, server, or other remote source using coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line (DSL), or wireless technologies such as infrared, wireless, and microwave, the coaxial cable , fiber optic cable, twisted pair, digital subscriber line, or wireless technologies such as infrared, radio, and microwave are included within the definition of medium. As used herein, disk and disk include CD, laser disk, optical disk, digital versatile disk (DVD), floppy disk, and Blu-ray disk, where disks are usually magnetic. Data is reproduced optically, while discs reproduce data optically using a laser. Combinations of the above should also be included within the scope of computer-readable media.

소프트웨어 모듈은, RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 이동식 디스크, CD-ROM, 또는 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체 내에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는, 프로세가 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록, 프로세서에 연결될 수 있다. 대안으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수도 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC 내에 존재할 수도 있다. ASIC은 유저 단말 내에 존재할 수도 있다. 대안으로, 프로세서와 저장 매체는 유저 단말에서 개별 구성요소들로서 존재할 수도 있다.A software module may reside in RAM memory, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, a removable disk, a CD-ROM, or any other form of storage medium known in the art. An exemplary storage medium may be coupled to the processor such that the processor can read information from, or write information to, the storage medium. Alternatively, the storage medium may be integrated into the processor. The processor and storage medium may reside within the ASIC. The ASIC may exist in the user terminal. Alternatively, the processor and the storage medium may exist as separate components in the user terminal.

이상 설명된 실시예들이 하나 이상의 독립형 컴퓨터 시스템에서 현재 개시된 주제의 양태들을 활용하는 것으로 기술되었으나, 본 개시는 이에 한정되지 않고, 네트워크나 분산 컴퓨팅 환경과 같은 임의의 컴퓨팅 환경과 연계하여 구현될 수도 있다. 또 나아가, 본 개시에서 주제의 양상들은 복수의 프로세싱 칩들이나 장치들에서 구현될 수도 있고, 스토리지는 복수의 장치들에 걸쳐 유사하게 영향을 받게 될 수도 있다. 이러한 장치들은 PC들, 네트워크 서버들, 및 휴대용 장치들을 포함할 수도 있다.Although the embodiments described above have been described utilizing aspects of the presently disclosed subject matter in one or more standalone computer systems, the present disclosure is not limited thereto and may be implemented in connection with any computing environment, such as a network or distributed computing environment. . Still further, aspects of the subject matter in this disclosure may be implemented in a plurality of processing chips or devices, and storage may be similarly affected across the plurality of devices. Such devices may include PCs, network servers, and portable devices.

본 명세서에서는 본 개시가 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해할 수 있는 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.Although the present disclosure has been described in connection with some embodiments herein, various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present disclosure that can be understood by those skilled in the art to which the present disclosure pertains. Further, such modifications and variations are intended to fall within the scope of the claims appended hereto.

10: 사용자
20: 스마트 케이블 머신
22: 디스플레이
10: user
20: Smart Cable Machine
22: display

Claims (25)

스마트 케이블 머신으로서,
본체;
사용자의 왼손의 힘이 작용되는 제1 핸들;
사용자의 오른손의 힘이 작용되는 제2 핸들;
상기 제1 핸들에 부여될 부하를 생성하고, 상기 본체 내에 배치되는 제1 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템;
상기 제2 핸들에 부여될 부하를 생성하고, 상기 본체 내에 배치되는 제2 직렬 탄성 구동기(Series Elastic Actuator) 시스템;
사용자 입력을 수신하고, 운동과 관련된 정보를 출력할 수 있도록 구성된 디스플레이; 및
상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하와 상기 제2 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하를 개별 제어하고, 상기 디스플레이의 동작을 제어하도록 구성된 제어부
를 포함하고,
상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템은,
모터 및 상기 모터에 연결되어 상기 모터의 회전력을 직선운동 힘으로 변환시키는 볼 스크류를 포함하는 전동 실린더
를 포함하고,
상기 제어부는 상기 모터의 회전을 제어함으로써 상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하를 제어하고,
상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템은,
상기 본체에 고정된 제1 브라켓;
상기 제1 브라켓의 하측에 이동 가능하게 배치된 제2 브라켓;
상기 제1 브라켓과 상기 제2 브라켓 사이에 배치되어, 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당겨서 상기 제2 브라켓 및 상기 전동 실린더가 지면과 멀어지는 방향으로 이동할 때 수축되는 스프링; 및
상기 제2 브라켓 및 상기 전동 실린더가 이동함에 따라 상기 스프링이 수축되는 정도를 측정하도록 구성된 제1 인코더 센서
를 더 포함하고,
상기 제2 브라켓의 일 측면에 상기 스프링이 접하고, 상기 제2 브라켓의 타 측면에 상기 전동 실린더가 접하는, 스마트 케이블 머신.
A smart cable machine comprising:
main body;
a first handle to which the force of the user's left hand is applied;
a second handle on which the force of the user's right hand is applied;
a first Series Elastic Actuator system for generating a load to be imparted to the first handle and disposed within the body;
a second Series Elastic Actuator system for generating a load to be imparted to the second handle and disposed within the body;
a display configured to receive a user input and output information related to exercise; and
a control unit configured to separately control a load generated by the first series elastic actuator system and a load generated by the second series elastic actuator system, and to control operation of the display
including,
The first series elastic actuator system,
Electric cylinder including a motor and a ball screw connected to the motor to convert the rotational force of the motor into a linear motion force
including,
The control unit controls the load generated by the first series elastic actuator system by controlling the rotation of the motor,
The first series elastic actuator system,
a first bracket fixed to the body;
a second bracket movably disposed below the first bracket;
a spring disposed between the first bracket and the second bracket and contracted when the user pulls the first handle to move the second bracket and the electric cylinder away from the ground; and
A first encoder sensor configured to measure a degree to which the spring contracts as the second bracket and the electric cylinder move
further comprising,
A smart cable machine, wherein the spring is in contact with one side of the second bracket and the electric cylinder is in contact with the other side of the second bracket.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 모터는 브레이크 타입 모터이고,
상기 모터가 회전하지 않는 경우, 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기더라도 움직이지 않는, 스마트 케이블 머신.
According to claim 1,
The motor is a brake type motor,
When the motor does not rotate, the smart cable machine does not move even if the user pulls the first handle.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 인코더 센서는,
상기 전동 실린더와 연결된 벨트; 및
상기 벨트의 움직임을 감지함으로써 상기 스프링이 수축되는 정도를 측정하는 제1 센서
를 포함하는, 스마트 케이블 머신.
According to claim 1,
The first encoder sensor,
a belt connected to the electric cylinder; and
A first sensor for measuring the degree to which the spring is contracted by sensing the movement of the belt
Including, smart cable machine.
제1항에 있어서,
상기 제1 인코더 센서는 상기 스프링이 수축되는 정도를 측정함으로써 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘을 감지하는, 스마트 케이블 머신.
According to claim 1,
The first encoder sensor detects the force of the user pulling the first handle by measuring the degree to which the spring is contracted.
제6항에 있어서,
상기 볼 스크류의 너트에 고정 연결되고, 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당김에 따라 상기 지면과 멀어지는 방향으로 이동하는 제1 힘작용 연결부;
상기 본체의 상부 하측에 고정된 제2 힘작용 연결부; 및
상기 제1 힘작용 연결부와 상기 제2 힘작용 연결부를 거쳐 일측이 상기 제1 핸들과 연결되고, 타측이 상기 본체의 상부 하측에 고정되는 케이블
을 더 포함하는, 스마트 케이블 머신.
7. The method of claim 6,
a first force acting connection part fixedly connected to the nut of the ball screw and moving in a direction away from the ground as the user pulls the first handle;
a second force action connection part fixed to the upper and lower side of the main body; and
A cable in which one end is connected to the first handle through the first force action connection part and the second force action connection part, and the other end is fixed to the upper and lower side of the main body
A smart cable machine further comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제1 힘작용 연결부는 적어도 하나의 움직 도르래를 포함하고,
상기 제2 힘작용 연결부는 적어도 하나의 고정 도르래를 포함하는, 스마트 케이블 머신.
8. The method of claim 7,
The first force acting connection comprises at least one movable pulley,
and the second force-acting connection comprises at least one fixed pulley.
제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자로부터 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기와 연관된 제1 사용자 입력을 수신하고,
상기 제1 인코더 센서로부터 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고,
상기 제1 사용자 입력 및 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 상기 모터의 회전을 제어하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
8. The method of claim 7,
The control unit is
receiving, from the user, a first user input associated with a magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle;
receiving information related to a force of the user pulling the first handle from the first encoder sensor;
and control the rotation of the motor based on the first user input and information related to the force with which the user pulls the first handle.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자가 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 작은 힘으로 상기 제1 핸들을 당기는 경우, 상기 모터를 회전시키지 않고,
상기 사용자가 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기보다 큰 힘으로 상기 제1 핸들을 당기는 경우, 상기 볼 스크류의 너트 및 상기 제1 힘작용 연결부가 지면과 멀어지는 방향으로 이동하도록 상기 모터의 회전을 제어하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
10. The method of claim 9,
The control unit is
When the user pulls the first handle with a force smaller than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the motor is not rotated,
When the user pulls the first handle with a force greater than the magnitude of the load to be applied to the first handle and the second handle, the nut of the ball screw and the first force acting connection part move in a direction away from the ground. The smart cable machine, further configured to control rotation of the motor.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자가 제1 핸들을 당기는 힘과 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기 차이에 기초하여 상기 모터의 회전 속도를 결정하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
11. The method of claim 10,
The control unit is
and determine the rotational speed of the motor based on a difference in the magnitude of a load to be applied to the first handle and the second handle and a force with which the user pulls the first handle.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자로부터 상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력과 연관된 제2 사용자 입력을 수신하고,
상기 제1 사용자 입력, 상기 제2 사용자 입력, 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보에 기초하여 상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템을 제어하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
10. The method of claim 9,
The control unit is
receive, from the user, a second user input associated with a viscous force, an elastic force, and an inertial force of a load generated by the first series elastic actuator system;
further configured to control the first series elastic actuator system based on the first user input, the second user input, and information related to the force with which the user pulls the first handle.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자로부터 운동 보조 모드와 연관된 제3 사용자 입력을 수신하고,
상기 사용자의 현재 운동 속도가 처음 운동 속도와 비교하여 미리 정해진 제1 임계값 이상 감소한 것으로 판단하는 것에 응답하여, 상기 제3 사용자 입력에 따라 설정된 운동 보조 모드에 따라 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 상이하게 감소시키도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
10. The method of claim 9,
The control unit is
receiving a third user input associated with an exercise assistance mode from the user;
In response to determining that the user's current exercise speed has decreased by more than a predetermined first threshold compared to the initial exercise speed, the first handle and the second handle according to an exercise assistance mode set according to the third user input The smart cable machine, further configured to differently reduce the magnitude of the load to be imposed on the .
제9항에 있어서,
카메라 센서를 이용하여 상기 사용자의 심박수를 측정하는 감지 센서
를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 감지 센서에 의해 측정된 상기 사용자의 심박수가 사전에 입력된 설정 심박수를 초과하면, 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시키도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
10. The method of claim 9,
A detection sensor that measures the heart rate of the user using a camera sensor
further comprising,
When the heart rate of the user measured by the detection sensor exceeds a preset heart rate, the control unit reduces the size of the load to be applied to the first handle and the second handle by a predetermined amount or a predetermined ratio A smart cable machine, further configured to let
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘의 변화값이 사전에 입력된 설정 변화값에 도달하면, 상기 제1 핸들 및 상기 제2 핸들에 부여될 부하의 크기를 미리 정해진 크기 또는 미리 정해진 비율만큼 감소시키도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
10. The method of claim 9,
The control unit is
When the change value of the force for pulling the first handle by the user reaches a preset change value, the size of the load to be applied to the first handle and the second handle is reduced by a predetermined amount or a predetermined ratio. A smart cable machine, further configured to let
제1항에 있어서,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 거리를 측정하도록 구성된 제2 센서
를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제2 센서로부터 상기 사용자의 최초 운동 길이를 수신하고,
상기 최초 운동 길이에 기초하여 운동 인정 거리를 산출하고,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 상기 운동 인정 거리를 초과해서 당기는 경우, 1회 운동으로 인정하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
According to claim 1,
a second sensor configured to measure a distance at which the user pulls the first handle
further comprising,
The control unit is
Receive the user's initial exercise length from the second sensor,
Calculate the exercise recognition distance based on the initial exercise length,
If the user pulls the first handle beyond the movement recognition distance, the smart cable machine is further configured to recognize it as a one-time movement.
제12항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자로부터 1RM(Repetition Maximum) 테스트를 실행하기 위한 제4 사용자 입력을 수신하는 것에 응답하여, 상기 제1 직렬 탄성 구동기 시스템에 의해 생성되는 상기 제1 핸들에 부여될 부하의 점성력, 탄성력 및 관성력을 모두 최저 레벨로 설정하고,
상기 제1 핸들에 부여될 부하의 크기, 상기 사용자의 운동 횟수 및 1RM 추정 모델에 기초하여 상기 사용자의 1RM 값을 산출하고,
상기 산출된 사용자의 1RM 값을 상기 디스플레이에 표시하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
13. The method of claim 12,
The control unit is
In response to receiving a fourth user input for executing a 1RM (Repetition Maximum) test from the user, the viscous force, the elastic force and the inertial force of the load to be imparted to the first handle generated by the first series elastic actuator system All set to the lowest level,
Calculating the 1RM value of the user based on the magnitude of the load to be given to the first handle, the number of exercises of the user, and a 1RM estimation model,
The smart cable machine, further configured to display the calculated user's 1RM value on the display.
제17항에 있어서,
상기 1RM 추정 모델은,
수식 1에 기초하여 산출되는, 스마트 케이블 머신.
(수식 1)
Figure 112022035030346-pat00013

{상기
Figure 112022035030346-pat00014
는 상기 제1 핸들에 부여될 부하의 크기, 상기
Figure 112022035030346-pat00015
은 상기 사용자의 운동 횟수}
18. The method of claim 17,
The 1RM estimation model is,
Calculated based on Equation 1, smart cable machine.
(Formula 1)
Figure 112022035030346-pat00013

{remind
Figure 112022035030346-pat00014
is the magnitude of the load to be applied to the first handle, the
Figure 112022035030346-pat00015
is the number of workouts of the user}
제17항에 있어서,
상기 제4 사용자 입력은,
상기 사용자의 몸무게 및 성별과 연관된 정보를 포함하고,
상기 제1 핸들에 부여될 부하의 크기는 상기 사용자의 몸무게 및 성별에 기초하여 결정되는, 스마트 케이블 머신.
18. The method of claim 17,
The fourth user input is
Including information related to the user's weight and gender,
The size of the load to be applied to the first handle is determined based on the user's weight and gender, the smart cable machine.
제17항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자의 운동 횟수가 미리 설정된 제2 임계값을 초과하는 경우, 상기 산출된 사용자의 1RM 값 및 상기 1RM 추정 모델에 기초하여 상기 핸들에 부여될 새로운 부하의 크기를 산출하고,
상기 산출된 새로운 부하의 크기, 상기 사용자의 신규 운동 횟수 및 상기 1RM 추정 모델에 기초하여 상기 사용자의 보정된 1RM 값을 산출하고,
상기 산출된 사용자의 보정된 1RM 값을 상기 디스플레이에 표시하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
18. The method of claim 17,
The control unit is
When the number of workouts of the user exceeds a preset second threshold, calculating the size of a new load to be given to the handle based on the calculated 1RM value of the user and the 1RM estimation model,
Calculating the corrected 1RM value of the user based on the calculated size of the new load, the number of new exercise of the user, and the 1RM estimation model,
The smart cable machine, further configured to display the calculated user's corrected 1RM value on the display.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 산출된 사용자의 1RM 값 및 상기 사용자의 몸무게에 기초하여, 상기 사용자의 운동 숙련 단계를 산출하고,
상기 산출된 사용자의 운동 숙련 단계를 상기 디스플레이에 표시하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
20. The method of claim 19,
The control unit is
Based on the calculated user's 1RM value and the user's weight, calculating the exercise skill level of the user,
The smart cable machine, further configured to display the calculated exercise skill level of the user on the display.
제19항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자의 운동 목표를 수신하는 것에 응답하여, 상기 사용자의 운동 목표, 상기 산출된 사용자의 1RM 값 및 상기 사용자의 몸무게에 기초하여 운동 루틴을 결정하도록 더 구성되고,
상기 운동 루틴은,
상기 제1 및 제2 핸들에 부여될 부하의 크기, 세트당 운동 반복 횟수, 세트 횟수 및 세트 사이의 휴식 시간을 포함하는, 스마트 케이블 머신
20. The method of claim 19,
The control unit is
In response to receiving the user's exercise goal, further configured to determine an exercise routine based on the user's exercise goal, the calculated user's 1RM value, and the user's weight,
The exercise routine is
A smart cable machine, including the size of the load to be applied to the first and second handles, the number of repetitions of the exercise per set, the number of sets, and the rest time between sets.
제6항에 있어서,
상기 제2 직렬 탄성 구동기 시스템은 상기 사용자가 상기 제2 핸들을 당기는 힘을 측정하도록 구성된 제2 인코더 센서를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 인코더 센서로부터 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보 및 상기 제2 인코더 센서로부터 상기 사용자가 상기 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 수신하고,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 디스플레이의 제1 영역에 출력하고,
상기 사용자가 상기 제2 핸들을 당기는 힘과 관련된 정보를 상기 디스플레이의 제2 영역에 출력하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
7. The method of claim 6,
wherein the second series resilient actuator system comprises a second encoder sensor configured to measure the force with which the user pulls the second handle;
The control unit is
receiving information related to a force of the user pulling the first handle from the first encoder sensor and information related to a force pulling the second handle by the user from the second encoder sensor;
outputting information related to the force of the user pulling the first handle to the first area of the display;
The smart cable machine, further configured to output information related to the force of the user pulling the second handle to the second area of the display.
제23항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 상기 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 제3 임계값을 초과하는 경우, 경고 표시를 상기 디스플레이에 출력하도록 더 구성된, 스마트 케이블 머신.
24. The method of claim 23,
The control unit is
and output a warning indication to the display when the difference between the force of the user pulling the first handle and the force of pulling the second handle exceeds a third preset threshold value.
제24항에 있어서,
상기 디스플레이의 제1 영역은 상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고,
상기 디스플레이의 제2 영역은 상기 사용자가 상기 제2 핸들에 당기는 힘을 막대 그래프로 표시하고,
상기 사용자가 상기 제1 핸들을 당기는 힘과 상기 제2 핸들을 당기는 힘 사이의 차이가 미리 설정된 상기 제3 임계값을 초과하는 경우, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 상이한 색상으로 표시되는, 스마트 케이블 머신.
25. The method of claim 24,
The first area of the display displays the force of the user pulling the first handle as a bar graph,
The second area of the display displays the force that the user pulls on the second handle in a bar graph,
When the difference between the force for pulling the first handle and the force for pulling the second handle by the user exceeds the preset third threshold value, the first region and the second region are displayed in different colors , smart cable machine.
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