KR100742258B1

KR100742258B1 - 레그 프레스 머신

Info

Publication number: KR100742258B1
Application number: KR1020060041470A
Authority: KR
Inventors: 이화조
Original assignee: 영남대학교 산학협력단
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2007-07-24

Abstract

본 발명은 사용자의 추력에 따라 운동 부하량이 자동으로 조절되는 레그 프레스 머신에 관한 것으로, 이 중에서 레그 프레스 머신은, 사용자가 착석하는 안착부와, 상기 안착부에서 전방으로 소정 거리 이격되는 발판과, 상기 안착부의 이동방향을 안내하는 가이드 수단과, 상기 안착부의 이동속도를 조절하는 조절수단을 포함하여 구성되고, 기 설정된 다양한 운동단계 중 사용자에게 적합한 하나의 단계를 선택한 상태에서 사용자의 추력에 따라 운동 부하량이 자동으로 조절되므로 근력 강화용 및 재활치료용으로 사용 가능한 레그 프레스 머신을 제공한다.

레그 프레스 머신, 최대 근력, 운동 부하량

Description

레그 프레스 머신{Leg press machine}

도 1은 종래의 레그 프레스 머신을 도시하는 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 레그 프레스 머신을 도시하는 개략도.

도 3은 본 발명에 의한 레그 프레스 머신의 사용방법을 도시하는 블록도.

도 4는 본 발명에 의한 레그 프레스 머신에서 발생되는 운동 부하량의 다양한 패턴을 도시하는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 레그 프레스 머신 110 : 안착부

112 : 등받이 114 : 방석

120 : 발판 124 : 압력센서

130 : 가이드 수단 132 : 가이드 레일

134 : 가이드 블록 136 : 관통공

140 : 조절수단 150 : 전동수단

160 : 제어부

본 발명은 레그 프레스 머신에 관한 것으로, 구체적으로는 사용자의 추력에 따라 운동 부하량이 자동으로 조절되는 레그 프레스 머신에 관한 것이다.

일반적으로 하체를 구성하는 근육으로는 대퇴사두근, 고관절 외전근, 고관절 내전근, 전경골근 및 종아리 근육이 있다. 상기 대퇴사두근(大腿四頭筋)은 직립부동의 자세를 취하거나 무릎을 펼 때 사용되는 근육으로 넓적다리 앞쪽에 있는 네 개의 크고 단단한 근육, 즉 대퇴직근, 비측광근, 중간광근 및 경측광근이 이에 해당된다. 상기 고관절 외전근 다리를 외측으로 벌릴 때 사용되는 근육으로 대퇴근 막장근이 이에 해당되고, 상기 고관절 내전근 고관절 외전근에 대응되는 근육으로 다리를 내측으로 오므릴 때 사용되며 허벅지의 가장 내측에 위치되어 다리를 오므렸을 때 접촉되는 부분이다. 상기 전경골근은 종아리 젤 앞쪽에 위치되는 근육으로 발끝을 들어 올릴 때 사용되는 근육이고, 상기 종아리 근육은 비복근과 상기 비복근의 일부를 덮게 위치되며 아킬레스건에 연결되는 가자미근이 이에 해당된다.

이러한 하체의 근력 및 유연성을 키우기 위하여 여러 가지 운동기구가 사용되어 왔는데, 이중에서 가장 대표적인 운동기구는 레그 프레스 머신이다. 도면을 참조하여 종래의 레그 프레스 머신을 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 레그 프레스 머신은 무게추(12)를 포함하는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 일측에 마련되는 안착부(20)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는 수직방향으로 길게 형성되어지되, 그 내부에는 무게추(12)가 위치될 수 있도록 공간이 마련되고, 그 전면의 중심과 양측에는 각각 소정 넓이 의 발판(14a, 14b)이 구비된다. 또한, 상기 본체(10)의 상부 및 하부에는 상기 무게추(12)를 상승 및 하강시키기 위한 와이어(30)를 안내하는 풀리(16a, 16b)가 각각 장착된다.

상기 무게추(12)는 운동 부하량을 증감시키기 위한 것으로 사용자의 필요에 따라 그 무게를 증감시킬 수 있다. 또한, 상기 복수의 발판(14a, 14b) 중 상기 본체(10)의 중심에 위치되는 발판(14a)은 운동 시 고정점으로 사용되는 부분이고, 본체(10)의 양측에 각각 위치되는 한 쌍의 발판(14b)은 운동 사이 휴식하는 동안 발을 올려놓기 위한 부분이다.

상기 안착부(20)는 레그 프레스 머신을 사용하기 위한 사용자가 착석하는 부분으로 상기 본체(10)로부터 소정 간격 이격된 위치에 구비되고, 사용자의 등과 접촉되는 등받이(22) 및 사용자의 엉덩이와 접촉되는 방석(24)을 포함한다. 이때, 상기 안착부(20) 중 방석(24)의 하부에는 가이드 블록(26a)이 마련되고, 상기 가이드 블록(26a)은 가이드 레일(26b)을 따라 이동 가능하게 결합되는데, 상기 가이드 레일(26b)은 상기 안착부(20)에 착석한 사용자를 기준으로 전단부보다 후단부가 높게 위치된다.

상기와 같은 구조의 본체(10)와 안착부(20) 사이에는 상기 무게추(12)를 상승 및 하강시키기 위한 와이어(30)가 존재하는데, 상기 와이어(30)의 일측은 상술한 바와 같이 복수의 풀리(16a, 16b)를 거쳐 무게추(12)와 연결되고, 타측은 상기 안착부(20) 하부의 가이드 블록(26a)과 연결된다. 따라서 상기 안착부(20)를 이동시키면 상기 무게추(12)가 상승 또는 하강하게 된다.

상기와 같이 구성된 종래의 레그 프레스 머신의 사용방법을 살펴보면, 사용자는 등받이(22)에 등을 기대고 안착부(20)에 착석한 상태에서 무릎을 구부려 양 발의 바닥이 발판(14a)에 밀착되도록 하여 준비 자세를 갖춘다.

그 후, 무릎을 펴면서 발판(14a)을 가압하게 되면 상기 안착부(20)는 상기 가이드 레일(26b)을 따라 사용자의 후방으로 이동하게 된다. 이때, 상기 안착부(20)와 연결된 와이어(30)는 팽팽하게 긴장되어 상기 무게추(12)를 당기고, 상기 무게추(12)는 안내수단을 따라 상승하게 된다. 이와 같은 상태에서 발판(14a)을 가압하던 압력을 해제, 즉 무릎을 굽히게 되면 무게추(12)는 그 자중에 의해 하강하게 되고, 이에 따라 상기 안착부(20)는 최초의 위치로 자동 복귀하게 된다. 사용자는 상기와 같은 동작을 반복하여 하체의 근력 및 유연성을 키우게 된다.

그러나 초보자의 경우 자신에 맞는 무게추(12)의 중량을 알 수 없으므로 전문 강사의 도움 없이 혼자 운동하는 것은 바람직하지 못하다. 또한, 무게추(12)는 5㎏, 10㎏ 등과 같이 일정 단위 중량으로만 제작되는 바, 무게추(12)의 중량을 미세하게 조절할 수 없다.

뿐만 아니라, 상기와 같은 레그 프레스 머신은 헬스클럽 등에서 근력 강화 장치로 사용되기도 하지만 재활치료를 위해 사용되는데, 상기와 같이 무게추(12)의 추가 및 삭감과 중량의 미세 조절이 용이하지 못할 경우 노약자 및 환자의 신체에 무리를 줄 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 기 설정된 다양한 운동단계 중 사용자에게 적합한 하나의 단계를 선택하여 사용함으로써 근력 강화용 및 재활치료용으로 사용 가능한 레그 프레스 머신을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 레그 프레스 머신은, 사용자가 착석하는 안착부와, 상기 안착부에서 전방으로 소정 거리 이격되는 발판과, 상기 안착부의 이동방향을 안내하는 가이드 수단과, 상기 안착부의 이동속도를 조절하는 조절수단을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 레그 프레스 머신을 도시하는 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 레그 프레스 머신(100)은, 사용자가 착석하는 안착부(110)와, 상기 안착부(110)에서 전방으로 소정 거리 이격되는 발판(120)과, 상기 안착부(110)의 이동방향을 안내하는 가이드 수단(130)과, 상기 안착부(110)의 이동속도를 조절하는 조절수단(140)을 포함하여 구성된다.

상기 각 구성요소를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 안착부(110)는 레그 프레스 머신(100)을 사용하기 위한 사용자가 착석하는 부분으로, 착석 시 사용자의 등과 접촉되어 운동 시 발생되는 추력을 지지하는 등받이(112)와, 사용자의 둔부와 접촉되어 사용자의 체중을 지지하는 방석(114)을 포함한다. 등받이(112)와 방석(114)으로 이루어지는 상기 안착부(110)는 상기 가이드 수단(130)에 의해 그 이동방향이 안내되고, 상기 조절수단(140)에 의해 이 동이 개시되며 그 속도가 조절된다. 이때, 상기 안착부(110)와 상기 가이드 수단(130) 및 조절수단(140)과의 결합관계는 가이드 수단(130) 및 조절수단(140)의 구조를 설명한 뒤 언급하도록 한다.

상기 발판(120)은 레그 프레스 머신(100) 이용 시 사용자의 발과 접촉되는 부분으로 운동의 고정점 역할을 한다. 즉, 상기 발판(120)을 고정점으로 지지한 상태에서 상기 안착부(110)를 밀며 운동하게 된다. 이때, 상기 발판(120)의 일면(122)은 소정 각도로 기울어지게 형성되는데, 이는 사용자가 편안한 상태에서 발판(120)에 발을 올려놓을 수 있도록 하기 위함이다. 여기서 소정 각도로 기울어진 상기 발판(120)의 일면(122)에는 복수의 압력센서(124)가 마련되는데, 상기 압력센서(124)는 사용자의 추력을 측정하기 위한 수단이다. 상기와 같이 발판(120)에 압력센서(124)를 마련하고 사용자의 추력을 측정하는 이유는 측정된 추력에 따라 사용자에게 적합한 운동 부하량을 인가하기 위한 것이다. 상기 추력 및 추력에 따른 운동 부하량은 상기 안착부(110)가 1회 왕복 이동하는 매 스트로크마다 측정되어 사용자에게 인가된다.

상기 가이드 수단(130)은 소정의 길이로 형성되는 가이드 레일(132)과, 상기 가이드 레일(132)에 이동 가능하게 결합되는 가이드 블록(134)으로 구성된다. 상기 가이드 레일(132)은 소정 길이를 갖는 봉 형상으로 그 외주면에는 나사인가 형성되고, 상기 발판(120)으로부터 소정 거리 이격된 위치에 마련된다. 또한, 상기 가이드 블록(134)은 상기 안착부(110)의 하부에 결합되고, 그 중심부에는 상기 가이드 레일(132)이 관통되는 관통공(136)이 형성되는데, 상기 관통공(136)의 내주면 에는 가이드 레일(132)의 외주면에 형성된 나사부와 대응되는 나사인가 형성된다.

상기와 같은 형상 및 구조를 갖는 가이드 수단(130)의 가이드 블록(134)은 가이드 레일(132) 회전 시 그를 따라 이동하게 되는데, 상기 가이드 레일(132)이 상기 안착부(110)에 착석한 사용자의 전후방향으로 길게 연장되므로 가이드 블록(134)은 사용자의 전후방향으로 이동된다.

여기서, 상기 가이드 레일(132)의 외주면 및 가이드 블록(134)의 관통공(136) 내주면에 형성된 나사부는 나사산이 비스듬히 곡선으로 경사지는 헬리컬(Helical) 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 나사부를 헬리컬로 형성할 경우 일반 나사부에 비하여 접촉선의 길이가 길어져 큰 힘을 전달할 수 있고, 회전이 원활하게 되므로 소음 또한 작다. 이때, 상기 가이드 레일의 회전운동이 상기 가이드 블록의 직선운동으로 변환될 수 있지만 가이드 블록의 직선운동이 가이드 레일의 회전운동으로 변환되는 것을 방지하기 위하여 상기 나사산과 가이드 레일의 중심축이 이루는 각도는 클수록 좋다. 만약, 상기 가이드 블록의 직선운동이 상기 가이드 레일의 회전운동으로 변환된다면, 사용자가 발판을 미는 힘 중 일인가 가이드 블록을 밀게 되므로 정확한 운동 부하량을 부여하기 어렵기 때문이다.

상기 조절수단(140)은 상술한 바와 같이 상기 안착부(110)의 이동속도를 조절하기 위한 전동기(140)로 기어, 벨트 등과 같은 전동수단(본 실시예의 경우 벨트, 150)에 의해 상기 가이드 레일(132)과 연결된다.

여기서 상기 조절수단, 즉 전동기(이하, 전동기로 통일함, 140)의 회전속도는 소정의 제어부(160)에 의해 제어되어 출력되는데, 상기 제어부(160)는 상기 압 력센서(124)에서 측정된 사용자의 추력을 기준으로 해당 사용자에게 적합한 운동 부하량을 계산하고, 상기 전동기(140)를 통해 운동 부하량을 사용자에게 인가하게 된다.

상기와 같이 매 스트로크마다 추력을 측정하여 운동 부하량을 측정하고, 그를 해당 사용자에게 인가하여 운동하게 하는 것은 본 발명 레그 프레스 머신(100) 사용하면서 발생될 수 있는 여러 가지 문제점, 일예로 무리한 운동에 의한 부상과 같은 문제점을 미연에 방지하기 위함이다. 또한, 상기와 같은 기능 이외에 하체가 손상된 환자의 재활치료에도 적용될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 상기 전동기(140)는 무게추의 역할을 대신하되 중량의 미세 조절이 가능하고, 사용자의 추력을 바탕으로 운동 부하량을 인가하므로 환자의 재활치료에 적용될 수 있으므로 일반 사용자들의 근력 강화용뿐만 아니라 환자의 재활치료에도 확대 사용될 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하여 본 발명에 의한 레그 프레스 머신의 사용방법을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 의한 레그 프레스 머신(100)을 사용하려는 사용자는 운동 전 레그 프레스 머신(100)에 기 설정된 여러 운동단계 중 사용자 자신에게 적합한 하나의 단계를 선택하게 된다(S10). 상기 운동단계는 다양한 근력을 가진 사용자, 예를 들어 운동선수, 일반인, 노약자, 재활환자 등에 적합한 운동 부하량을 표본 조사하여 한 것으로 각 운동단계의 운동 부하량은 서로 상이하다. 따라서 사용자는 자신에게 적합한 운동단계를 운동 전 선택해야만 한다.

자신에 적합한 운동단계를 선택한 후, 사용자는 안착부(110)에 등과 엉덩이 가 밀착되도록 착석하여 운동을 준비하게 되고, 상기 안착부(110)가 후방으로 이동하도록 무릎이 완전히 펴질 때까지 발판(120)을 밀며 운동하게 된다(S20). 이때, 발판(120)에 마련된 압력센서(124)는 사용자의 추력을 측정하고, 추력을 기준으로 사용에게 인가될 운동 부하량을 계산하게 된다(S30). 이렇게 계산된 운동 부하량은 전동기(140)를 통해 사용자에게 전달된다(S40). 이와 같은 추력 및 추력에 따른 운동 부하량은 상기 안착부(110)가 1회 왕복 이동하는 매 스트로크마다 측정되어 사용자에게 인가된다.

여기서 제어부(160)는 추력을 기준으로 계산된 운동 부하량에 따라 전동기(140)를 제어하여 안착부(110)의 이동속도를 조절하게 되는데, 이때 안착부(110)의 이동속도는 전동기(140)의 회전속도를 제어함으로써 이루어진다. 즉, 압력센서에서 측정된 추력의 크기가 크면 전동기(140)는 저속으로 회전되는 바, 안착부(110)를 밀기 위해서는 큰 힘이 요구된다. 반면, 압력센서에서 측정된 추력의 크기가 작으면 전동기는 고속으로 회전되는 바, 작은 힘으로도 안착부를 충분히 밀 수 있다.

본 실시예에서는 상기 전동기(140)의 회전속도를 상기와 같이 압력센서에서 측정되는 추력에 따라 자동으로 설정되게 기술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자의 필요에 따라 임의로 조절할 수 있다.

한편, 상기 운동 부하량은 도 4에 도시된 바와 같이 여러 가지 패턴으로 사용자에게 인가된다.

도 4의 (a)는 스트로크의 시작점에서부터 끝점까지 동일한 양으로 운동 부하 량이 인가되는 경우이고, (b)는 스트로크의 시작점에서부터 감소하기 시작한 운동 부하량이 중반부를 지나며 증가하여 끝점에서는 시작점과 동일한 운동 부하량을 갖는 경우이며, (c)는 (b)와 반대로 스트로크의 시작점에서부터 증가하기 시작한 운동 부하량이 중반부를 지나며 감소하여 끝점에서는 시작점과 동일한 운동 부하량을 갖는 경우이다. 도 4의 (d)는 스트로크의 시작점에서 끝점으로 갈수록 운동 부하량이 증가하는 경우이고, (e)는 스트로크의 시작점에서 끝점으로 갈수록 운동 부하량이 감소하는 경우이다. 하지만 운동 부하량이 인가되는 패턴은 상기한 예에 한전되는 것을 아니며 다양한 예가 있을 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레그 프레스 머신의 구성 및 사용방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명 레그 프레스 머신은, 기 설정된 다양한 운동단계 중 하나를 선택하여 사용함으로써 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 헬스클럽 등에 구비되어 근력 강화용으로 사용되는 용도 이외에 병원 등에서 환자의 재활치료용으로도 사용될 수 있다.

Claims

삭제
레그 프레스 머신에 있어서,

사용자가 착석하는 안착부와;

상기 안착부에서 전방으로 소정 거리 이격되는 발판과;

상기 안착부의 이동방향을 안내하는 가이드 수단과;

상기 안착부의 이동속도를 조절하는 조절수단;

상기 발판에 마련되는 압력센서; 및

상기 압력센서에서 측정된 압력에 따라 조절수단을 제어하는 제어부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레그 프레스 머신.
청구항 2에 있어서,

상기 조절수단은 상기 안착부의 이동속도를 가속 및 감속할 수 있는 전동기 또는 감속기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레그 프레스 머신.
청구항 2에 있어서,

상기 가이드 수단은, 외주면에 나사인가 형성된 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 이동 가능하게 결합되는 가이드 블록으로 구성되고, 상기 가이드 레일은 상기 조절수단에 연결되어 회전되는 것을 특징으로 하는 레그 프레스 머신.