KR100701828B1 - 운동 기구 및 이를 구동하는 방법 - Google Patents

운동 기구 및 이를 구동하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전 운동 소자를 이용하는 운동 기구 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다. 상기 운동 기구는 회전 운동 소자, 구동 제어부 및 측정부를 포함한다. 상기 구동 제어부는 소정 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 선택된 모드에 상응하는 회전 운동을 하도록 상기 회전 운동 소자를 제어한다. 상기 측정부는 상기 회전 운동시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출한다. 상기 운동 기구가 회전 운동 소자, 바람직하게는 모터를 사용하므로, 중량을 정밀하게 조절할 수 있다.
모터, 회전 운동, 토크, 운동 기구

Description

운동 기구 및 이를 구동하는 방법{TRAINING MACHINE AND METHOD OF DRIVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운동 기구를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 근력 측정부를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 등장 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 등속 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대 근력 측정 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
본 발명은 운동 기구 및 이를 구동하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 운동 소자를 이용하는 운동 기구 및 이를 구동하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 운동 기구, 특히 근육 운동 기구는 특정 중량을 가지는 중량체를 이용한다. 즉, 사용자는 복수의 중량체들을 적절히 조합하여 운동 기구에 세팅한 후 일정 세트의 운동을 반복적으로 한다. 이런 방식의 등장성 운동에서, 사용자는 자신의 최대 근력을 알 수 없기 때문에 중량체들을 경험적으로 운동 기구에 세팅하지만 때에 따라서는 이러한 세팅이 사용자에게 무리하게 설정될 수도 있다. 이 경우, 사용자의 무리한 운동으로 인하여 사용자는 신체에 상해를 입을 수 있다. 또한, 사람의 근육 단련 과정, 예를 들어 근육의 이심성 수축 과정은 효율적으로 행해지기 위하여 등장성 운동뿐만 아니라 등속성 운동이 필요함에도, 상기 운동 기구가 등장성 운동만을 제공하므로, 사용자의 근육이 충분하게 단련되지 않을 수 있었다. 따라서, 사용자의 신체에 상해를 입히지 않으면서 등장성 운동 및 등속성 운동을 모두 수행할 수 있는 운동 기구가 요구된다.
본 발명의 제 1 목적은 사용자의 신체에 상해를 입히지 않도록 최대 근력을 측정 후 이를 활용할 수 있는 운동 기구 및 이를 구동하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 등장성 운동과 등속성 운동을 함께 수행할 수 있는 운동 기구 및 이를 구동하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운동 기구는 회전 운동 소자, 구동 제어부 및 측정부를 포함한다. 상기 구동 제어부는 소정 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 선택된 모드에 상응하는 회전 운동을 하도록 상기 회전 운동 소자를 제어한다. 상기 측정부는 상기 회전 운동시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 운동 소자를 이용하여 근력을 측정하는 근력 측정 소자는 구동 제어부 및 측정부를 포함한다. 상기 구동 제어부는 소정 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 선택된 모드에 상응하는 회전 운동을 하도록 상기 회전 운동 소자를 제어한다. 상기 측정부는 상기 회전 운동시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 회전 운동 소자를 이용하는 운동 기구를 구동시키는 방법은 복수의 모드들 중 소정 모드를 선택하는 단계; 상기 선택된 모드에 상응하여 상기 회전 운동 소자를 회전시키는 단계; 및 상기 회전시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 회전 운동 소자, 바람직하게는 모터를 사용하므로, 중량을 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 사용자의 최대 근력을 측정하고 측정된 최대 근력을 기준으로 사용자를 운동시키므로, 사용자는 그의 신체에 상해를 입히지 않으면서 효율적으로 운동을 행할 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 등장 모드와 등속 모드로 구분하여 사용자를 운동시키므로, 사용자는 자신에 맞는 방법으로 운동할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 운동 기구를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 운동 기구(100)는 회전 운동 소자(102), 근력 측정부(104), 디스플레이부(106) 및 카드 인식부(116)를 포함한다.
회전 운동 소자(102)는 회전 가능한 소자로서, 바람직하게는 모터(motor)이다.
근력 측정부(104)는 회전 운동 소자(102)의 운동을 제어하고 운동시 운동량 및 근력을 측정하는 소자로서, 도 1에는 회전 운동 소자(102)의 하부에 위치하는 것으로 도시하였으나, 제작자의 설계에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 이하 모드 설명 부분에서 상술하겠다.
디스플레이부(106)는 운동 기구(100)를 사용하는 사용자가 이하에서 상술되는 등장 모드, 등속 모드 또는 최대 근력 측정 모드를 선택할 수 있도록 각종 모드(mode)들을 디스플레이하고, 근력 측정부(104)에 의해 측정된 운동량, 근력 등을 디스플레이한다. 물론, 디스플레이부(106)는 운동량, 근력뿐만 아니라 사용자 또는 설계자의 설정에 따라 토크, 속도, 반복 횟수, 세트수 등 다양한 내용을 디스플레이할 수도 있다. 즉, 디스플레이부(106)는 사용자의 설정에 따라 다양한 모드들 및 측정 파라미터들을 디스플레이할 수 있으며, 따라서 이러한 변수들의 다양한 변형이 본 발명의 권리 범위에 영향을 미치지 아니한다는 것은 당업자에게 있어 자명한 사실일 것이다.
또한, 디스플레이부(106)는 리모콘, 키버튼 등 외부 수단을 이용함에 의해 동작할 수도 있고, 터치 스크린 방식으로 동작할 수도 있다.
카드 인식부(116)는 사용자를 인식하는 부분으로, 일반적으로는 사용자의 개인 카드가 삽입되어 인지된다. 다만, 본 발명의 운동 기구(100)는 사용자를 카드 방식으로 인식하는 방법뿐만 아니라 디스플레이부(106)를 통한 번호 입력 방법을 이용하여 사용자를 인식할 수도 있다.
이하, 본 발명의 운동 기구(100)의 구동 동작을 상승 운동과 하강 운동으로 구분하여 상술하겠다.
우선, 상승 운동을 살펴보면, 사용자가 시트(108)에 앉은 후 팔 지지대(110)에 팔을 올린 상태로 운동 손잡이(112)를 두 손으로 잡는다.
이어서, 사용자는 운동 손잡이(112)를 중력 반대 방향으로 들어올리며, 이에 따라 사용자가 사용하는 힘이 프레임(114)를 통해 회전 운동 소자(102)에 전달된다. 이 경우, 근력 측정부(104)는 회전 운동 소자(102)를 등장 운동 또는 등속 운동으로 제어하며, 결과적으로 사용자의 힘에 따라 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력 및 회전 속도가 변화된다. 여기서, 등장 운동은 운동 동안 일정한 회전력을 가지는 운동을 의미하고, 등속 운동은 운동 동안 일정 회전 속도를 가지는 운동을 의미한다. 이러한 등장 운동 및 등속 운동에 대한 내용은 이하 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
계속하여, 근력 측정부(104)는 회전 운동 소자(102)의 운동에 따른 토크, 예를 들어 회전력 및 회전 속도를 측정하여 사용자의 운동량, 즉 근력을 측정할 뿐만 아니라 상승 방향에서의 사용자의 최대 근력도 측정할 수 있다.
다음으로, 하강 운동을 살펴보면, 근력 측정부(104)의 제어에 따라 회전 운동 소자(102)가 중력 방향으로 등장 또는 등속으로 회전한다.
이어서, 사용자가 운동 손잡이(112)를 잡고 중력 반대 방향으로 버티면서 천천히 하강 운동한다. 이 경우, 회전 운동 소자(102)의 운동 속성(등장 또는 등속)에 따라 회전 운동 소자(102)의 회전력 또는 회전 속도가 변화된다.
계속하여, 근력 측정부(104)는 상기 변화된 회전력 또는 회전 속도를 측정하여 사용자의 운동량 및 하강 방향에서의 사용자의 최대 근력을 검출한다.
즉, 근력 측정부(104)는 사용자의 최대 근력을 위에 언급된 방법을 통하여 측정하며, 그래서 운동 기구(100) 또는 건강 관리자는 사용자의 최대 근력에 맞는 적절한 운동 프로그램을 디스플레이부(106)를 통하여 사용자에게 제시할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 제시된 운동 프로그램에 따라 운동을 할 수 있고, 이 경우 사용자가 자신의 최대 근력에 맞춰서 운동하므로, 사용자는 근육에 무리를 주지 않으면서 최적의 운동 효과를 성취할 수 있다.
요컨대, 본 발명의 운동 기구(100)는 특정 중량을 가지는 중량체를 이용하는 종래의 운동 기구와 달리 정밀 제어가 가능한 회전 운동 소자(102), 바람직하게는 고출력 모터를 이용하여 중량을 조절한다. 따라서, 본 발명의 운동 기구(100)는 종래 기술과 달리 중량을 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 사용자의 최대 근력에 맞는 적절한 운동을 사용자에게 제시할 수도 있다.
위에서는 상반신 운동을 하는 운동 기구의 일 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 중량을 이용하여 상반신 운동을 하는 다양한 상반신 근력 운동 기구에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 하반신 운동을 하는 다양한 하반신 근력 운동 기구에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 최대 근력을 측정하는 의료 기기로서도 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 도 1의 근력 측정부를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 근력 측정부(104)는 제어부(200), 모드부(202), 구동 제어부(204), 측정부(206) 및 메모리(208)를 포함한다.
모드부(202)는 운동 모드(등장 모드, 등속 모드), 최대 근력 측정 모드 등과 같은 다양한 모드들을 디스플레이부(106)에 제공한다. 이 경우, 디스플레이부(106)는 모드부(202)로부터 제공된 모드들을 디스플레이시키며, 이에 따라 사용자는 상기 모드들 중 소정 모드를 선택하여 해당 모드에 상응하는 운동을 할 수 있다.
구동 제어부(204)는 회전 운동 소자(102)가 상기 선택된 모드에 맞춰 회전하도록 회전 운동 소자(102)의 구동을 제어한다.
측정부(206)는 상기 선택된 모드에 따라 회전 운동 소자(102)가 회전할 때 토크, 예를 들어 토크와 관련된 회전력 또는 회전 속도를 측정하여 사용자의 운동량 및 최대 근력 등을 검출한다.
메모리(208)는 개인별 최대 근력 및 일자별 운동량 등에 대한 기록을 저장한다.
제어부(200)는 근력 측정부(104)의 구성 요소들의 동작을 전반적으로 제어한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이부(106)는 운동량, 속도, 최대 근력 등 측정 결과를 수치 또는 그래프로서 표시하는 제 1 영역(300)과 사용자가 선택할 수 있는 모드들을 디스플레이하는 제 2 영역(302)으로 이루어진다.
제 2 영역(302)에는 각종 모드들이 디스플레이될 수 있지만, 일 예로 운동 모드(304)와 최대 근력 측정 모드(306)가 디스플레이된다고 하자.
이하에서는, 운동 모드(304)와 최대 근력 측정 모드(306)에 따른 운동 기구(100)의 동작을 차례로 상술하겠다.
첫번째로, 운동 모드(304) 중 등장 모드(304a)에 따른 운동 기구(100)의 동작을 도 4를 참조하여 상술하겠다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 등장 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 사용자는 디스플레이부(106)에 디스플레이된 모드들(304a, 304b 및 306) 중 등장 모드(304a)를 선택한다(S400).
이어서, 등장 모드(304a) 선택에 따라 회전 운동 소자(102)가 중력 방향으로 회전한다(S402).
계속하여, 사용자가 상승 운동을 시작하며, 이 경우 프레임(114)을 통하여 전달된 사용자 힘이 회전 운동 소자(102)의 회전력 이상인 지의 여부가 판단된다(S404).
사용자 힘이 상기 회전력보다 작은 때, 즉 사용자로부터 가해진 힘이 회전 운동 소자(102)의 회전 방향을 바꿀 수 있을 정도가 아닌 때, 단계 S402가 다시 실행된다.
반면에, 사용자 힘이 상기 회전력 이상인 때, 즉 사용자로부터 가해진 힘이 회전 운동 소자(102)의 회전 방향을 바꿀 수 있을 때, 회전 운동 소자(102)는 사용자의 상승 운동에 따라 중력 반대 방향으로 회전을 시작한다(S406). 다만, 이 경우, 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력은 상승 운동 동안 일정하게 유지되고, 그래서 사용자 힘에 따라 회전 운동 소자(102)의 회전 속도가 변화된다.
그런 후, 측정부(206)는 상기 변화된 회전 속도를 측정하여 상승 운동에서의 사용자의 운동량을 검출한다(S408).
이어서, 기구 위치, 즉 프레임(114)의 위치가 업(Up) 각도 이상인 지의 여부가 판단된다(S410). 즉, 사용자의 상승 운동에 의해 운동 기구(100)에 설정된 상승 한계까지 프레임(114)이 상승되었는 지의 여부가 판단된다.
프레임(114)의 위치가 업 각도보다 작은 경우, 단계 S408이 다시 시작된다.
반면에, 프레임(114)의 위치가 업 각도 이상인 경우, 하강 운동 시작에 따라 회전 운동 소자(102)의 토크를 중력 방향으로 변화시키며, 즉 회전 운동 소자(102)를 중력 방향으로 회전시킨다(S412).
계속하여, 사용자는 중력 반대 방향으로 버티면서 하강 운동을 시작한다. 이 경우, 회전 운동 소자(102)가 일정한 회전력을 가지고 중력 방향으로 회전하므로, 사용자 힘에 따라 회전 운동 소자(102)의 회전 속도가 변화되며, 측정부(206)는 이렇게 변화된 회전 속도를 측정한다(S414).
그런 후, 측정부(206)는 상기 측정된 회전 속도를 분석하여 하강 운동에서의 사용자의 운동량을 검출한다(S416).
요컨대, 운동 기구(100)는 위에 언급된 과정을 통하여 등장 모드에서 상승 운동에서의 운동량과 하강 운동에서의 운동량을 각기 검출하고, 사용자가 인지할 수 있도록 상기 검출된 운동량을 디스플레이부(106)에 디스플레이한다.
두번째로, 운동 모드(304) 중 등속 모드(304b)에 따른 운동 기구(100)의 동작을 도 5를 참조하여 상술하겠다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 등속 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 사용자는 디스플레이부(106)에 디스플레이된 모드들(304a, 304b 및 306) 중 등속 모드(304b)를 선택한다(S500).
이어서, 등속 모드(304b) 선택에 따라 회전 운동 소자(102)가 중력 방향으로 회전한다(S502).
계속하여, 사용자가 상승 운동을 시작하며, 이 경우 프레임(114)을 통하여 전달된 사용자 힘이 회전 운동 소자(102)의 회전력 이상인 지의 여부가 판단된다(S504).
사용자 힘이 상기 회전력보다 작은 때, 단계 S502가 다시 실행된다.
반면에, 사용자 힘이 상기 회전력 이상인 때, 회전 운동 소자(102)는 사용자의 상승 운동에 따라 중력 반대 방향으로 회전을 시작한다(S506). 다만, 이 경우, 회전 운동 소자(102)는 상승 운동 동안 일정한 회전 속도로 회전하며, 즉 사용자의 힘이 상기 회전 속도를 증가시키려 하는 경우 중력 방향의 힘이 회전 운동 소자(102)에 작용한다. 그러므로, 사용자 힘에 따라 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력이 변화된다.
그런 후, 측정부(206)는 상기 변화된 회전력을 측정하여 상승 운동에서의 사용자의 운동량을 검출한다(S508). 일 예로, 구동 제어부(204)가 전류량을 이용하여 회전 운동 소자(102)의 구동을 제어하는 경우, 측정부(206)는 상기 변화된 회전력에 상응하는 전류량을 측정 및 분석하여 상승 운동 동안의 사용자의 운동량을 검출한다. 물론, 구동 제어부(204)는 전류량뿐만 아니라 전압 등 다른 인자를 사용하여 회전 운동 소자(102)를 제어할 수도 있고, 측정부(206)는 해당 인자를 측정하여 ㅅ사용자의 운동량을 검출할 수 있다.
이어서, 기구 위치, 즉 프레임(114)의 위치가 업(Up) 각도 이상인 지의 여부가 판단된다(S510). 즉, 운동 기구(100)에 설정된 상승 한계까지 프레임(114)이 상승되었는 지의 여부가 판단된다.
프레임(114)의 위치가 업 각도보다 작은 경우, 단계 S508이 다시 시작된다.
반면에, 프레임(114)의 위치가 업 각도 이상인 경우, 하강 운동 시작에 따라 회전 운동 소자(102)의 토크를 중력 방향으로 변화시키며, 즉 회전 운동 소자(102)를 중력 방향으로 회전시킨다(S512).
계속하여, 사용자는 중력 반대 방향으로 버티면서 하강 운동을 시작한다. 이 경우, 회전 운동 소자(102)가 일정한 회전 속도를 가지고 중력 방향으로 회전하므로, 사용자 힘에 따라 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력이 변화되며, 측정부(206)는 이렇게 변화된 회전력을 측정한다(S514).
그런 후, 측정부(206)는 상기 측정된 회전력을 분석하여 하강 운동에서의 사용자의 운동량을 검출한다(S516).
요컨대, 운동 기구(100)는 위에 상술된 과정을 통하여 등속 모드에서 상승 운동에서의 운동량과 하강 운동에서의 운동량을 각기 검출하고, 사용자가 인지할 수 있도록 상기 검출된 운동량을 디스플레이부(106)에 디스플레이시킨다.
세번째로, 최대 근력 측정 모드(306)에 따른 운동 기구(100)의 동작을 도 6을 참조하여 상술하겠다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 최대 근력 측정 모드에 따른 운동 기구의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 사용자는 디스플레이부(106)에 디스플레이된 모드들(304a, 304b 및 306) 중 최대 근력 측정 모드(306)를 선택한다(S600).
이어서, 최대 근력 측정 모드(306) 선택에 따라 회전 운동 소자(102)가 중력 반대 방향으로 회전한다(S602). 따라서, 프레임(114)의 위치는 사용자가 힘을 가하지 않은 상태인 때에도 중력 반대 방향으로 상승하려는 움직임을 보인다.
계속하여, 사용자가 자신의 최대 근력을 가지고 상승 운동을 시작하며, 이 경우 회전 운동 소자(102)는 상승 운동 동안 일정한 회전 속도로 회전하며, 즉 사용자의 힘이 상기 회전 속도를 증가시키려 하는 경우 중력 방향의 힘이 회전 운동 소자(102)에 작용한다. 그러므로, 사용자 힘에 따라 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력이 변화된다.
그런 후, 측정부(206)는 상기 변화된 회전력을 측정하여 상승 운동에서의 사용자의 최대 근력을 검출한다(S604). 일 예로, 측정부(206)는 상기 변화된 회전력에 상응하는 전류량을 측정 및 분석하여 상승 운동 동안의 사용자의 운동량을 검출한다.
이어서, 기구 위치, 즉 프레임(114)의 위치가 업(Up) 각도 이상인 지의 여부가 판단된다(S606). 즉, 운동 기구(100)에 설정된 상승 한계까지 프레임(114)이 상승되었는 지의 여부가 판단된다.
프레임(114)의 위치가 업 각도보다 작은 경우, 단계 S604가 다시 시작된다.
반면에, 프레임(114)의 위치가 업 각도 이상인 경우, 구동 제어부(204)는 하강 운동 시작에 따라 회전 운동 소자(102)의 토크를 중력 방향으로 변화시키며, 즉 회전 운동 소자(102)를 중력 방향으로 회전시킨다(S608).
계속하여, 사용자는 중력 반대 방향으로 최대 근력을 가지고 버티면서 하강 운동을 시작한다. 이 경우, 회전 운동 소자(102)가 일정한 회전 속도를 가지고 중 력 방향으로 회전하므로, 사용자 힘에 따라 상기 회전 속도를 유지하기 위하여 회전 운동 소자(102)에 작용하는 회전력이 변화되며, 측정부(206)는 이렇게 변화된 회전력을 측정한다(S610).
그런 후, 측정부(206)는 상기 측정된 회전력을 분석하여 하강 운동에서의 사용자의 최대 근력을 검출한다(S612).
요컨대, 운동 기구(100)는 위에 상술된 과정을 통하여 최대 근력 측정 모드에서 상승 운동에서의 최대 근력과 하강 운동에서의 최대 근력을 각기 검출하고, 사용자가 인지할 수 있도록 상기 검출된 운동량을 디스플레이부(106)에 디스플레이시킨다.
위에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 운동 기구(100)는 등장 모드, 등속 모드 또는 최대 근력 측정 모드로 동작한다. 이 경우, 사용자가 일회 운동시 운동 기구(100)는 등장 모드 또는 등속 모드로만 동작할 수도 있지만, 상승 운동에서 등장 모드로 동작하고 하강 운동에서 등속 모드로 동작할 수도 있다. 물론, 운동 기구(100)는 상승 운동에서 등속 모드로 동작하고 하강 운동에서 등장 모드로 동작할 수도 있다.
이하에서는, 사용자의 최대 근력을 검출한 후 최대 근력에 맞는 적절한 운동 프로그램을 설정하는 과정을 아래의 표들을 참조하여 상술하겠다. 다만, 등장 모드는 모드 0으로 하고, 등속 모드는 모드 1로 설정하겠다.
세트번호 구분 모드 반복횟수 UP 힘 DOWN 힘
남자
1 초급 1 0 10 60% 60%
2 초급 2 0 12 50% 50%
3 중급 1 0 6 80% 90%
4 중급 2 0 8 75% 80%
여자
5 초급 1 0 15 50% 50%
6 초급 2 0 20 40% 40%
7 중급 1 0 8 70% 80%
8 중급 2 0 8 70% 70%
노인
9 초급 1 0 10 30% 30%
10 초급 2 0 10 40% 40%
11 중급 1 0 10 50% 50%
12 중급 2 0 10 60% 60%
세트번호 구분 모드 반복횟수 UP 힘 DOWN 힘
남자
1 초급 1 1 10 60% 60%
2 초급 2 1 14 50% 50%
3 중급 1 1 6 80% 80%
4 중급 2 1 8 75% 80%
여자
5 초급 1 1 12 60% 60%
6 초급 2 1 20 40% 40%
7 중급 1 1 10 60% 65%
8 중급 2 1 12 50% 55%
노인
9 초급 1 1 12 50% 50%
10 초급 2 1 14 40% 45%
11 중급 1 1 6 80% 80%
12 중급 2 1 10 60% 60%
위의 표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 운동 기구(100)는 개인별 최대 근력을 측정하고, 측정된 최대 근력을 기준으로 하여 상승 운동과 하강 운동별로 각기 운동 프로그램을 설정한다. 따라서, 사용자는 그의 신체에 상해를 주지 않으면서 운동을 할 수 있다.
또한, 운동 기구(100)는 근력을 키우는 운동을 해야 하는 남성, 반복 운동이 더 중요한 여성, 무리한 운동을 삼가야 하는 노인을 각기 구분하여 운동 프로그램을 각기 다르게 설정한다. 따라서, 사용자는 자신의 성별 및 나이에 따른 적절한 운동을 선택하여 할 수 있다.
게다가, 사용자는 모드를 변경하여 가며 운동을 행할 수 있고, 따라서 사용자는 자신에 맞는 모드로 운동하여 운동 효율을 향상시킬 수 있다.
위의 표 1 및 표 2를 다시 살펴보면, 본 발명의 운동 기구(100)는 상승 운동에서의 힘(UP 힘)과 하강 운동에서의 힘(DOWN 힘)을 다르게 설정할 수 있다. 일반적으로, 사람의 근육은 상승 운동 때보다 하강 운동하면서 더 많은 힘을 낼 수 있다. 따라서, 운동 기구(100)는 바람직하게는 UP 힘보다는 DOWN 힘을 더 높게 설정하며, 결과적으로 종래와 동일한 중량체에 해당하는 운동을 하는 경우에도 더 효율적으로 근육 운동을 할 수 있다.
이상의 도면들에서는 도시하지는 않았지만, 본 발명의 운동 기구(100)는 유무선 통신망을 통하여 외부 관리 장치(미도시)와 연결될 수 있다. 이 경우, 운동 기구(100)에서 측정된 개인별 기록은 상기 관리 장치에 저장되고, 관리자는 상기 개인별 기록을 통하여 개인에 맞는 운동 프로그램으로 사용자를 관리할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 회전 운동 소자, 바람직하게는 모터를 사용하므로, 중량을 정밀하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 사용자의 최대 근력을 측정하고 측정된 최대 근력을 기준으로 사용자를 운동시키므로, 사용자는 그의 신체에 상해를 입히지 않으면서 효율적으로 운동을 행할 수 있는 장점이 있다.
게다가, 본 발명에 따른 운동 기구 및 이를 구동하는 방법은 등장 모드와 등속 모드로 구분하여 사용자를 운동시키므로, 사용자는 자신에 맞는 모드로 운동할 수 있는 장점이 있다.

Claims (34)

  1. 회전 운동 소자;
    소정 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 선택된 모드에 상응하는 회전 운동을 하도록 상기 회전 운동 소자를 제어하는 구동 제어부; 및
    상기 회전 운동시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 모드 선택에 따라 상기 모드에 상응하는 전류를 상기 회전 운동 소자에 제공하여 상기 회전 운동 소자를 소정 방향으로 운동시키는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 측정부는 운동시 상기 회전 운동 소자에 제공되는 전류의 변화량을 측정하여 운동량을 검출하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 모터인 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 등장 모드가 선택된 경우 중력 방향으로 일정한 회전력을 가지고 회전하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 회전력 이상의 제 1 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 회전 운동 소자가 제 1 회전력을 가지고 중력 반대 방향으로 회전하도록 상기 제 1 외력에 따라 상기 회전 운동 소자의 회전 속도가 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전 속도를 측정하여 상기 제 1 외력에 상응하는 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 운동 기구는 상기 회전 운동 소자에 연결된 프레임을 더 포함하며,
    상기 제 1 외력에 의해 상기 프레임이 업 각도 이상으로 상승되는 경우 상기 회전 운동 소자는 중력 방향으로 회전하고, 제 2 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 회전 운동 소자가 중력 방향으로 제 2 회전력을 가지고 회전하도록 상기 제 2 외력에 따라 상기 회전 운동 소자의 회전 속도가 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전 속도를 측정하여 상기 제 2 외력에 상응하는 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 2 회전력은 상기 제 1 회전력과 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 등속 모드가 선택된 경우 중력 방 향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  10. 제 9 항에 있어서, 제 1 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 회전 운동 소자가 중력 반대 방향으로 제 1 회전 속도를 가지고 회전하도록 상기 제 1 외력에 상응하여 상기 회전 운동 소자에 작용하는 회전력이 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전력을 측정하여 상기 제 1 외력에 상응하는 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 운동 기구는 상기 회전 운동 소자에 연결된 프레임을 더 포함하며,
    상기 제 1 외력에 의해 상기 프레임이 업 각도 이상으로 상승되는 경우 상기 회전 운동 소자는 중력 방향으로 회전하고, 제 2 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 회전 운동 소자가 중력 방향으로 제 2 회전 속도를 가지고 회전하도록 상기 제 2 외력에 상응하여 상기 회전 운동 소자에 작용하는 회전력이 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전력을 측정하여 상기 제 2 외력에 상응하는 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 회전 속도는 상기 제 1 회전 속도와 동일한 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 최대 근력 측정 모드가 선택된 경우 중력 반대 방향으로 제 1 회전 속도를 가지고 회전하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  14. 제 13 항에 있어서, 제 1 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 제 1 회전 속도가 유지되도록 상기 제 1 외력에 상응하여 상기 회전 운동 소자에 작용하는 회전력이 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전력을 측정하여 상승 운동에서의 최대 근력을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 운동 기구는 상기 회전 운동 소자에 연결된 프레임을 더 포함하며,
    상기 외력에 의해 상기 프레임이 업 각도 이상으로 상승되는 경우 상기 회전 운동 소자는 중력 방향으로 회전하고, 제 2 외력이 중력 반대 방향으로 작용하는 경우 상기 회전 운동 소자가 중력 방향으로 제 2 회전 속도를 가지고 회전하도록 상기 제 2 외력에 따라 상기 회전 운동 소자의 회전력이 변화되며,
    상기 측정부는 상기 변화된 회전력을 측정하여 하강 운동에서의 최대 근력을 측정하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 2 회전 속도는 상기 제 1 회전 속도와 동일한 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 운동 모드가 선택된 경우 상기 회전 운동 소자가 등장 모드 또는 등속 모드로 동작하도록 상기 회전 운동 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 회전 운동 소자를 상승 운동에서는 등장 모드로 동작시키고, 하강 운동에서는 등속 모드로 동작시키는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 회전 운동 소자를 상승 운동에서는 등속 모드로 동작시키고, 하강 운동에서는 등장 모드로 동작시키는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 상기 회전 운동 소자를 최대 근력 측정 모드로 동작시켜 사용자의 최대 근력을 측정하고,
    상기 구동 제어부는 상기 사용자의 운동 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 측정된 최대 근력에 맞는 운동 프로그램에 상응하여 동작하도록 상기 회전 운동 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 운동기구.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 운동 기구는,
    사용자가 선택할 수 있는 복수의 모드들을 제공하는 모드부; 및
    상기 모드부에 의해 제공된 모드들 및 상기 측정부에 의해 측정된 운동량을 디스플레이하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 운동 기구는,
    개인별로 운동량을 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동기구.
  23. 제 1 항에 있어서, 상기 운동 기구는,
    삽입된 카드를 인식하여 상기 카드에 해당하는 사람이 누구인지를 판별하는 카드 인식부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구.
  24. 회전 운동 소자를 이용하여 근력을 측정하는 근력 측정 소자에 있어서,
    소정 모드 선택에 따라 상기 회전 운동 소자가 상기 선택된 모드에 상응하는 회전 운동을 하도록 상기 회전 운동 소자를 제어하는 구동 제어부; 및
    상기 회전 운동시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근력 측정 소자.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 모터인 것을 특징으로 하는 근력 측정 소자.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 등장 모드에 따라 상기 회전 운동 소자가 일정한 회전력을 가지고 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 근력 측정 소자.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 구동 제어부는 등속 모드 또는 최대 근력 측정 모드에 따라 상기 회전 운동 소자가 등속으로 운동하도록 상기 회전 운동 소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 근력 측정 소자.
  28. 회전 운동 소자를 이용하는 운동 기구를 구동시키는 방법에 있어서,
    복수의 모드들 중 소정 모드를 선택하는 단계;
    상기 선택된 모드에 상응하여 상기 회전 운동 소자를 회전시키는 단계; 및
    상기 회전시 상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 운동량을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 회전시키는 단계는,
    상기 모드들 중 등장 모드가 선택된 경우, 상기 회전 운동 소자를 중력 방향으로 회전시키는 단계;
    상승 운동에서, 중력 반대 방향으로 작용하는 외력이 상기 중력 방향으로의 회전력 이상인 때 상기 회전 운동 소자를 제 1 회전력을 가지고 중력 반대 방향으로 회전시키는 단계; 및
    하강 운동에서, 상기 회전 운동 소자를 제 2 회전력을 가지고 중력 방향으로 회전시키는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 회전력은 상승 운동 동안 일정하게 유지되고, 상기 제 2 회전력은 하강 운동 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  30. 제 28 항에 있어서, 상기 회전시키는 단계는,
    상기 모드들 중 등속 모드가 선택된 경우, 상기 회전 운동 소자를 중력 방향으로 회전시키는 단계;
    상승 운동에서, 중력 반대 방향으로 작용하는 외력이 상기 중력 방향으로의 회전력 이상인 때 상기 회전 운동 소자를 제 1 회전 속도를 가지고 중력 반대 방향으로 회전시키는 단계; 및
    하강 운동에서, 상기 회전 운동 소자를 제 2 회전 속도를 가지고 중력 방향으로 회전시키는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 회전 속도는 상승 운동 동안 일정하게 유지되고, 상기 제 2 회전 속도는 하강 운동 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 회전시키는 단계는,
    상기 모드들 중 최대 근력 측정 모드가 선택된 경우, 상승 운동에서, 상기 회전 운동 소자를 중력 반대 방향으로 제 1 회전 속도를 가지고 회전시키는 단계; 및
    하강 운동에서, 상기 회전 운동 소자를 제 2 회전 속도를 가지고 중력 방향으로 회전시키는 단계를 포함하되, 상기 제 1 회전 속도는 상승 운동 동안 일정하게 유지되고, 상기 제 2 회전 속도는 하강 운동 동안 일정하게 유지되며, 외력에 따라 상기 회전 운동 소자에 작용하는 회전력이 변화되고,
    상기 측정하는 단계는,
    상기 변화된 회전력을 측정하여 상승 운동에서의 최대 근력과 하강 운동에서의 최대 근력을 각기 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 운동 기구 구동 방법은,
    상기 최대 근력 측정 후 운동 모드를 선택하는 단계;
    상기 모드 선택에 따라 상기 측정된 최대 근력에 상응하는 운동 프로그램을 설정하는 단계; 및
    상기 설정된 운동 프로그램에 상응하여 상기 회전 운동 소자를 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 운동 프로그램은 남성, 여성 및 노인별로 각기 별도로 설정되는 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 회전 운동 소자는 모터인 것을 특징으로 하는 운동 기구 구동 방법.
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