KR100819205B1 - 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신 및 이를동작시키는 방법 - Google Patents

운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신 및 이를동작시키는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사용자의 운동 상태를 검출하여 사용자의 운동 자세를 교정시키는 지능형 런닝 머신에 관한 것이다. 상기 지능형 런닝 머신은 감지부 및 분석부를 포함한다. 상기 감지부는 사용자가 상기 런닝 머신을 사용하여 운동할 때 상기 사용자에 의해 가해지는 수평힘과 수직힘을 측정한다. 상기 분석부는 상기 감지부에 의해 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하고, 상기 분석 결과를 출력한다. 상기 런닝 머신은 사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정하여 사용자의 운동 패턴을 분석하므로, 사용자에게 적절한 운동 방법을 제시할 수 있다.
런닝 머신, 운동, 디스플레이, 센서

Description

운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신 및 이를 동작시키는 방법{INTELLIGENT RUNNING MACHINE FOR SENSING A TRAINING STATE OF A USER AND METHOD OF OPERATING THE SAME}
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 런닝 머신을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 런닝 머신에 설치된 센서들의 위치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 수평힘과 수직힘의 그래프를 도시한 타이밍다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이부에 디스플레이되는 화면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 런닝 머신을 간략하게 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이다.
도 8은 도 7의 구동 처리부의 제어에 따른 런닝 머신의 동작 과정을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이다.
본 발명은 지능형 런닝 머신 및 이를 동작시키는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 운동 상태를 검출하여 사용자의 운동 자세를 교정시키는 지능형 런닝 머신 및 이를 동작시키는 방법에 관한 것이다.
런닝 머신은 사람들이 걷거나 뛰면서 운동을 하는 유산소 운동 기구들 중 한 종류이다. 사람들은 상기 런닝 머신에 설정된 시작 버튼을 눌러 운동을 시작하고, 속도 버튼을 눌러 속도를 조절하면서 운동을 한다. 그러나, 상기 런닝 머신이 이러한 운동 기능만을 제공할 경우, 사용자는 트레이너가 지시하지 않는 한 자신의 신체에 이상이 있거나 자세가 잘못되었음에도 불구하고 자세를 교정할 수 있는 방법이 없었다. 특히, 상기 사용자가 신체에 이상이 있음에도 신체에 무리를 줄 수 있는 방법으로 계속 운동하는 경우, 운동을 함에 의해 역효과를 가질 수 있다. 따라서, 상기 사용자의 신체에 이상이 있어서 잘못된 자세로 운동할 때 이를 교정하여 줄 수 있는 런닝 머신이 요구된다.
본 발명의 제 1 목적은 사용자의 운동 상태를 검출하여 사용자의 운동 자세 를 교정시키는 지능형 런닝 머신 및 이를 동작시키는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 사용자의 운동 상태를 검출하여 사용자의 건강을 관리하는 지능형 런닝 머신 및 이를 동작시키는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지능형 런닝 머신은 감지부 및 분석부를 포함한다. 상기 감지부는 사용자가 상기 런닝 머신을 사용하여 운동할 때 상기 사용자에 의해 가해지는 수평힘과 수직힘을 측정한다. 상기 분석부는 상기 감지부에 의해 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하고, 상기 분석 결과를 출력한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지능형 런닝 머신을 동작시키는 방법은 사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수평힘과 수직힘의 분석 결과를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명에 일 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시키는 방법은 사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정하여 사용자의 운동 패턴을 분석하므로, 사용자에게 적절한 운동 방법을 제시할 수 있다. 즉, 사용자의 운동 방법을 교정할 수 있다.
또한, 본 발명에 다른 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시키는 방법은 수평힘과 수직힘을 측정하여 트랙부의 속도 및 높이를 제어하므로, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
게다가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시 키는 방법은 사용자의 운동에 따른 운동 정보를 의료 관리 센터로 제공하므로, 사용자는 운동을 하면서 자신의 건강을 관리할 수 있다. 특히, 응급 상황에서 즉각적인 응급 조치가 가능하다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 런닝 머신을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 런닝 머신에 설치된 센서들의 위치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 회전 운동 소자(102), 연결부(104), 트랙 지지부(106), 트랙부(108), 구동 처리부(110), 복수의 센서들(112 및 114), 동작 선택부(116) 및 디스플레이부(110)를 포함한다.
본 실시예의 런닝 머신(100)은 사람이 보행하거나 달리면서 운동할 수 있는 운동 기구 또는 의료 기구를 의미한다. 일반적으로, 사람은 런닝 머신(100)을 사용하여 운동할 때 입각기(stance period)와 유각기(swing period)로 나뉘어져 운동한다.
상기 입각기는 사용자의 발이 런닝 머신(100)의 트랙부(108) 위에 닿아있는 시기로서 정상 보행 주기의 60% 정도를 차지하며, 특히 양 발이 트랙부(108)에 닿아 있는 시기를 동시 입각기라고 하며, 상기 동시 입각기는 입각기의 25%를 차지한다.
상기 입각기의 첫번째 단계는 발뒤꿈치 닿는 단계이다. 이 경우에는 고관절 (엉덩이관절)이 구부려지고(굴곡), 슬관절(무릎관절)은 펴지며(신전), 발목관절은 약간 발등을 위쪽으로 끌어당긴 상태(배측굴곡된 상태)로 발뒤꿈치가 트랙부(108)에 닿는다.
상기 입각기의 두번째 단계는 발바닥 닿기 단계이다. 이 경우, 사용자의 체중은 전방에 배치된 하지로 이동하게 되며, 체중이 과도하게 전방으로 이동하지 않도록 잠금 기능으로서 뒤꿈치가 이용되고 슬관절(무릎관절)은 전방으로 이동된 체중에 대한 충격을 흡수하기 위해 약간 구부리게 된다. 또한, 발목을 아래쪽으로 펴는 동작(족저굴곡)은 발뒤꿈치의 잠금 기능을 제한합니다.
상기 입각기의 세번째 단계는 입각 중기로서, 발바닥 닿기 동작이 이루어진 후 신체의 무게 중심이 발바닥의 중심을 지나는 시기이다. 이 시기에는 체중을 한쪽 하지로 지지하게 되고, 고관절(엉덩이관절)은 구부려진 상태(굴곡 상태)에서 펴지는 상태(신전 상태)로 변화된다. 여기서, 발목 관절은 발등을 위쪽으로 끌어올리는 동작(배측 굴곡 동작)을 수행하는데 이는 발목의 잠금 기능 역할을 수행한다.
상기 입각기의 네번째 단계는 입각 말기로서, 입각 중기 이후에 발뒤꿈치가 트랙부(108)로부터 떨어지는 시기이다. 고관절(엉덩이관절)과 슬관절(무릎관절)은 점차로 펴지는 상태(신전 상태)를 최대한 유지하게 되고, 발목 관절이 점차 발등은 아래로 쭉 펴면서 (족저굴곡) 되면서 신체의 무게 중심이 전방으로 과도하게 이동되는 것을 방어하기 위해 하퇴의 잠금 기능이 이루어진다. 대신에, 반대쪽 발은 유각기의 감속기로서 발뒤꿈치 닿기를 준비한다.
상기 입각기의 마지막 단계는 발 끝 떼기 단계로서, 발가락 끝이 지면에서 떨어지는 시기이다. 이 시기는 발뒤꿈치 닿기와 같이 양발이 지면에 닿는 시기로 동시 입각기이며, 이 시기에는 고관절(엉덩이관절)과 슬관절(무릎관절)이 점차적으로 구부려지는 동작(굴곡 동작)을 수행하게 되고, 발목관절은 발등이 아래쪽으로 쭉 펴지는 동작(족저굴곡 동작)을 수행하게 된다. 대신에, 반대쪽 발은 발바닥 닿기가 진행된다.
상기 입각기가 종료된 후 상기 유각기가 실시된다. 여기서, 상기 유각기는 발이 지면에서 떨어져 앞으로 나아가는 시기로서 정상 보행 주기의 40%를 차지한다.
상기 유각기 중 첫번째 단계는 가속기 단계이다. 이 시기는 발 끝 떼기 이후 발이 공중에서 스윙하는 동작으로 점차적으로 스윙의 속도가 증가된다. 이 때 고관절(엉덩이관절)과 슬관절(무릎관절)은 굴곡 동작을 수행하게 되고, 발목관절은 단순히 발등을 위쪽으로 끌어당기는 동작(배측굴곡)을 수행한다. 대신에, 반대쪽 발은 입각 중기의 초기 단계이다.
상기 유각기 중 두번째 단계는 유각 중기로서, 감속기의 초기 단계로 고관절(엉덩이관절)과 슬관절 (무릎관절)이 신체의 중심선을 지나면서 점차로 구부려진 상태(굴곡 상태)에서 펴지는 동작(신전 동작)으로 바뀌게 된다. 그리고 발목 관절은 가속기의 상태인 발등을 위쪽으로 끌어당기는 상태(배측굴곡 상태)를 유지한다. 그 대신 반대쪽 발은 입각 중기의 마지막 단계이다.
상기 유각기의 마지막 단계는 감속기로서 발뒤꿈치 닿기를 준비한다. 고관절(엉덩이관절)은 약간 구부려진 상태(굴곡 상태)를 유지하지만, 슬관절(무릎관절) 은 완전히 펴진 상태(신전된 상태)를 유지하게 되고, 발목관절은 발등이 위쪽으로 쭉 펴진 상태(배측굴곡 상태)를 유지한다. 대신에, 반대쪽 발은 입각 말기 상태이다.
위에서 언급한 바와 같이, 사용자는 상기 입각기와 상기 유각기를 반복적으로 실시하면서 운동한다.
이하, 이러한 운동 과정에 기초로 하여 본 실시예의 런닝 머신(100)의 구성 요소들의 동작을 상술하겠다.
회전 운동 소자(102)는 모터와 같이 회전 운동을 하는 소자를 의미한다. 이러한 회전 운동 소자(102)는 사용자가 운동할 수 있도록 트랙부(108)의 움직임을 제어한다. 예를 들어, 회전 운동 소자(102)는 사용자가 운동 시작을 선택한 때 트랙부(108)가 전후로 움직이도록 제어하고, 사용자가 운동을 종료시키는 때 트랙부(108)가 정지하도록 제어한다.
연결부(104)는 회전 운동 소자(102), 상세하게는 회전 운동 소자(102)와 연결된 피니언과 트랙부(108)를 연결시키는 소자로서, 예를 들어 벨트이다. 이러한 연결부(104)는 회전 운동 소자(102)가 회전을 하는 경우 트랙부(108)가 움직이도록 회전력을 트랙부(108)에 전달한다.
트랙 지지부(106)는 트랙부(108)가 일정한 테두리에서만 회전하도록 트랙부(108)의 회전 반경을 설정하고, 트랙부(108)를 지지한다.
트랙부(108)는 사용자가 운동할 수 있도록 트랙 지지부(106)를 토대로 하여 움직인다. 이러한 트랙부(108)의 움직임 속도는 회전 운동 소자(102)의 회전 속도 에 비례한다.
구동 처리부(110)는 런닝 머신(100)의 구성 요소들의 동작을 전반적으로 제어하며, 예를 들어 사용자가 운동 시작 선택을 한 경우 회전 운동 소자(102)를 소정 속도로 회전하도록 제어한다. 또한, 구동 처리부(110)는 후술하는 바와 같이 센서들(112 및 114)에 의해 측정된 사용자의 수평힘 및 수직힘을 분석하여 사용자의 운동 자세 등을 교정시킨다.
이러한 구동 처리부(110)는 도 2에서는 회전 운동 소자(102)의 상단부에 형성되는 것으로 도시하였으나, 런닝 머신(100)의 구성 요소들의 동작을 제어하는 한 위치적인 제한은 없다. 또한, 구동 처리부(110)의 구성 요소들은 서로 다른 부분에 위치될 수도 있다.
센서들(112 및 114)은 사용자가 운동할 때 사용자에 의해 발생되는 수평힘을 측정하는 토크 센서(114)와 수직힘을 측정하는 하중 센서(112)로 이루어진다.
토크 센서(114)는 도 2에 도시된 바와 같이 회전 운동 소자(102)에 설치되며, 회전 운동 소자(102)가 회전할 때 상기 회전과 관련된 토크를 이용하여 수평의 끌림 충격량을 측정한다.
하중 센서(112)는 도 2에 도시된 바와 같이 트랙부(108), 정확하게는 트랙 지지부(106)의 양면에 각기 설치되며, 사용자가 운동할 때 사용자에 의해 전달되는 수직 운동 하중을 측정한다. 여기서, 하중 센서(112)는 4개가 설치되지 않아도 되지만, 정확한 수직 운동 하중을 측정하기 위해서는 트랙부(108)의 전후좌우 양끝에 각기 1개씩 4개 설치되는 것이 바람직하다.
동작 선택부(116)는 사용자가 선택할 수 있는 다양한 모드들을 제공하며, 예를 들어 시작 버튼, 종료 버튼, 속도 조절 버튼 등을 가진다. 물론, 동작 선택부(116)는 버튼 방식이 아닌 터치 스크린으로 이루어질 수도 있고, 디스플레이부(118)에 포함될 수도 있다.
디스플레이부(118)는 구동 처리부(110)에 의한 수평힘과 수직힘의 분석 결과를 디스플레이하며, 상기 분석 결과에 따라 사용자의 운동 자세를 교정시키도록 교정 방법에 대한 이미지를 디스플레이시킨다. 여기서, 상기 이미지는 영상, 동영상뿐만 아니라 단순 글자, 숫자 등도 포함한다. 즉, 본 실시예에서 상기 이미지는 디스플레이부(118)에 디스플레이되는 모든 것을 통칭하는 의미이다.
이하, 이런 구성 요소들을 가지는 런닝 머신(100)을 이용하여 사용자가 운동하는 과정 및 이에 따라 자세 교정 과정을 상술하겠다.
도 1을 다시 참조하면, 사용자는 동작 선택부(116)의 버튼들 중에서 운동 시작 버튼을 선택한다.
이어서, 구동 처리부(110)는 상기 사용자의 선택에 따라 회전 운동 소자(102)를 회전시킨다.
계속하여, 회전 운동 소자(102)의 회전력이 연결부(104)를 통하여 트랙부(108)에 전달되며, 즉 연결부(104)가 움직이기 시작하면서 트랙부(108)도 연결부(104)에 연동되어 움직이기 시작한다. 이 경우, 사용자는 트랙부(108) 위에서 걷거나 뛰면서 운동을 한다.
이렇게 사용자가 운동을 하면 사용자의 체중 및 뛰는 속도(또는 걷는 방법 즉 발이 트랙부(108)에 내딛는 형태에 따른 끌리는 힘)에 해당하는 수평힘과 수직힘이 트랙부(108)에 전달되며, 이러한 수평힘과 수직힘을 센서들(112 및 114)이 측정을 한다. 여기서, 상기 수평힘은 사용자의 속도에 따라 트랙부(108)의 끌림 충격량에 대응하는 힘으로서, 주로 사용자의 뛰는 속도 또는 사용자의 걷는 형태(사용자가 발을 트랙부(108)에 내딛는 형태)와 관련된다. 상세하게는, 상기 사용자가 빠르게 뛸수록, 발 밑바닥이 트랙부(108)에 많이 닿을 수록, 발로 트랙부(108)를 밀어내는 힘이 강할 수록 상기 수평힘은 증가한다. 즉, 상기 수평힘은 일종의 끌림 또는 마찰력이다. 또한, 상기 수직힘은 사용자의 체중뿐만 아니라 사용자가 운동을 하면서 트랙부(108)를 딛는 발의 동작 및 딛는 힘에 따라 변화된다. 예를 들어, 상기 수직힘은 상기 사용자의 체중이 많이 나갈수록 상기 사용자가 발의 전면으로 힘을 주면서 걷거나 달릴수록 증가한다.
그런 후, 구동 처리부(110)는 상기 수평힘과 상기 수직힘을 분석하여 사용자의 운동 패턴 및 사용자의 지침 정도를 검출하고, 상기 검출 결과를 디스플레이부(118)를 통하여 디스플레이시킨다. 이 경우, 사용자는 상기 디스플레이된 검출 결과를 통하여 자신의 운동 중 교정해야 할 부분을 인지할 수 있다. 다만, 구동 처리부(110)는 사용자가 확실하게 인지할 수 있도록 운동 자세 교정 방법을 실시간으로 사용자에게 제시할 수 있다. 이러한 방법에 대하여는 이하 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 구동 처리부(110)는 제어부(300), 구동부(302), 감지부(304), 분석부(306), 저장부(308), 드라이버(310) 및 교정부(312)를 포함한다.
구동부(302)는 제어부(300)의 제어하에 회전 운동 소자(102)의 회전 동작을 제어한다.
감지부(304)는 하중 센서들(112) 및 토크 센서(114)를 가지며, 센서들(112 및 114)을 이용하여 사용자의 운동에 따른 수평힘 및 수직힘을 측정한다.
분석부(306)는 감지부(304)에 의해 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하고, 분석 결과를 교정부(312)에 제공한다. 또는, 분석부(306)는 상기 분석 결과를 저장부(308)에 저장시키고, 드라이버(310)에 제공할 수 있다.
저장부(308)는 각종 데이터 및 프로그램을 저장하는 소자로서, 특별한 제한은 없다.
드라이버(310)는 디스플레이부(118)를 구동시키는 소자로서, 분석부(306)로부터 제공된 분석 결과에 응답하여 소정의 디스플레이 데이터를 디스플레이부(118)에 제공하여 상기 분석 결과가 디스플레이부(118)에 디스플레이되도록 제어한다. 여기서, 상기 디스플레이 데이터는 일반적으로 알지비 데이터(RGB data)이다.
교정부(312)는 사용자에게 적절한 운동 방향을 제시하기 위하여 분석부(306)로부터 제공된 분석 결과에 따라 교정 데이터를 드라이버(118)에 전송한다. 즉, 교정부(312)로부터 전송된 교정 데이터에 해당하는 이미지가 디스플레이부(118)를 통하여 사용자에게 디스플레이된다.
위에서 상술한 바와 같이, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정 및 분석하여 분석 결과에 해당하는 이미지를 디스플레이부(118)를 통하여 디스플레이시킨다. 또한, 런닝 머신(100)은 상기 수평힘과 수직힘을 분석하여 사용자에게 맞는 운동 자세를 제시한다.
이하, 본 실시예의 런닝 머신(100)의 분석 과정 및 이에 따른 운동 자세 교정 과정을 이하의 도 4 및 도 5를 참조하여 상술하겠다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 다른 수평힘과 수직힘의 그래프를 도시한 타이밍다이어그램이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이부에 디스플레이되는 화면을 도시한 도면이다.
도 4에서 ①은 왼발의 수직힘을 나타내는 신호이며, ②는 왼발의 수평힘을 나타내는 신호이다. 또한, ③은 오른발의 수직힘을 나타내는 신호이고, ④는 오른발의 수평힘을 나타내는 신호이다. 즉, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 발별로 수평힘과 수직힘을 별도로 검출하고, 그런 후 검출 결과에 해당하는 신호들(①, ②, ③ 및 ④)을 디스플레이부(118)를 통하여 디스플레이시킨다. 물론, 런닝 머신(100)은 도 4에 도시된 바와 같이 수평힘과 수직힘을 분리시켜서 디스플레이시키지 않고, 수평힘과 수직힘을 하나의 신호로서 디스플레이시킬 수도 있다. 또한, 런닝 머신(100)은 왼발과 오른발을 구별하지 않고 상기 수평힘을 나타내는 하나의 신호와 상기 수직힘을 나타내는 하나의 신호만을 디스플레이시킬 수도 있다. 즉, 상기 수평힘과 상기 수직힘을 나타내는 방법에는 특별한 제한이 없다.
도 4는 측정된 수평힘과 수직힘과 관련된 신호들(①, ②, ③ 및 ④)을 디스 플레이시키는 방법을 설명하였으나, 런닝 머신(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 측정 결과를 디스플레이하면서 교정 방법도 디스플레이할 수 있다.
도 5를 참조하면, 런닝 머신(100)은 사람이 정상적으로 운동할 때의 정상 패턴 신호(ⓐ)를 디스플레이하고, 현재 운동하고 있는 사용자의 운동에 따른 사용자 패턴 신호(ⓑ)를 디스플레이시킨다. 여기서, IWT는 정상 패턴 신호(ⓐ)의 수직힘을 나타내며, RWT는 사용자 패턴 신호(ⓑ)의 수직힘을 의미한다. 따라서, 사용자는 운동하면서 자신이 정상적으로 운동하고 있는지 아닌지를 실시간으로 디스플레이되는 신호들(ⓐ 및 ⓑ)을 통하여 파악할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 사용자가 예를 들어 속도 7에서 상대적으로 외발은 정상적인 운동 패턴보다 느리고 오른발은 빠른 경우, 왼발 속도를 빠르게 하도록 유도하는 교정 방법에 관한 화면(510)을 패턴 신호들(ⓐ 및 ⓑ)과 함께 디스플레이시킨다. 다른 예로, 상기 수평힘과 수직힘을 분석한 결과 사용자가 지쳤다고 판단되는 경우, 런닝 머신(100)은 디스플레이부(118)를 통하여 정상 패턴 신호(ⓐ)보다 느린 사용자 패턴 신호(ⓑ)를 디스플레이시킨다. 즉, 사용자 패턴 신호(ⓑ)에서의 반주기에 해당하는 시간(T2)이 정상 패턴 신호(ⓐ)에서 반주기에 해당하는 신호(T1)보다 크다. 이 경우, 사용자는 메뉴 화면(500) 중 속도 조정 메뉴(506)를 선택하여 속도를 낮추거나 자신의 뛰는 속도를 증가시킬 수 있다. 여기서, 메뉴 화면(500)에 제공되는 메뉴들로서 시작 메뉴(502), 종료 메뉴(504), 속도 조정 메뉴(506) 및 모드 선택 메뉴(508)가 포함되었으나, 이에 대한 특별한 제한은 없다.
위에서는 사용자의 운동 패턴만을 언급하였으나, 런닝 머신(100)은 상기 수 평힘과 상기 수직힘을 측정하여 사용자의 신체가 이상이 있는 지를 검출할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 오른발의 뛰는 패턴이 정상적인 사람이 뛸 때의 패턴 범위를 벗어난 경우, 런닝 머신(100)은 사용자 오른발목을 다쳤는지 디스크로 인한 것인지를 정확하게 알지는 못하더라도 오른발에 이상이 있음을 검출할 수 있으며, 따라서 사용자의 오른발에 이상이 있음을 디스플레이부(118)를 통하여 사용자 및 트레이너에 알려서 사용자가 무리하게 운동하지 않도록 유도할 수 있다. 물론, 런닝 머신(100)은 상기 수평힘과 상기 수직힘의 측정을 통하여 사용자가 디스크를 가지고 있는 지의 여부를 저장부(308)에 저장된 데이터를 통하여 검출할 수도 있다.
위에서 상술한 바와 같이, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 상기 수평힘과 상기 수직힘을 측정하여 사용자의 운동 패턴 및 교정 방법을 제시한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 런닝 머신을 간략하게 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 런닝 머신은 모터(602), 트랙부(604), 하중 센서(606), 연결부(608) 및 진동 센서(610)를 포함한다.
연결부(608)는 모터(602)의 회전에 반응하여 움직인다. 또한, 연결부(608)는 사용자가 트랙부(604) 위에서 뛰는 경우 사용자의 뛰는 패턴에 반응하여 진동하게 된다. 이 경우, 진동 센서(610)는 이러한 진동을 감지하여 수평힘을 측정할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 상기 수평힘을 측정하기 위하여 토크 센서 대신 진동 센서를 사용한다.
이러한 진동 센서(610)는 연결부(608)와 결합될 수도 있지만, 트랙부(604)와 결합될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이고, 도 8은 도 7의 구동 처리부의 제어에 따른 런닝 머신의 동작 과정을 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 구동 처리부(110)는 제어부(700), 구동부(702), 감지부(704), 분석부(706), 저장부(708), 속도 조정부(710), 틸트 조정부(712) 및 드라이버(714)를 포함한다.
속도 조정부(710) 및 틸트 조정부(712)를 제외한 나머지 구성 요소들은 도 3의 구성 요소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대한 자세한 설명은 생략하겠다.
분석부(706)는 센서들(112 및 114)을 통하여 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하여 분석 결과를 속도 조정부(710) 및 틸트 조정부(712)에 전송한다.
속도 조정부(710)는 트랙부(108)의 이동 속도가 자동으로 조정되도록 분석부(706)로부터 전송된 분석 결과에 따라 구동부(702)를 통하여 회전 운동 소자(102)의 회전 속도를 제어한다. 즉, 속도 조정부(710)는 상기 분석 결과에 따라 트랙부(108)의 이동 속도를 제어한다.
이렇게 속도 조정부(710)가 트랙부(108)의 이동 속도를 제어할 수 있는 경우, 사용자는 런닝 머신(100)에서 수동적으로 속도를 조정할 필요가 없다. 즉, 사용자는 런닝 머신(100)에서 운동 시작 버튼을 클릭한 다음에는 별도로 속도 조정을 할 필요없이 속도를 높이고 싶은 경우 뛰는 속도를 빨리하고 속도를 낮추고 싶은 경우 뛰는 속도를 느리게 하면 된다. 따라서, 본 실시예의 런닝 머신(100)을 사용하는 사용자는 종래의 런닝 머신을 사용할 때보다 훨씬 편리하게 느낄 수 있다.
틸트 조정부(712)는 분석부(706)로부터 전송된 분석 결과에 따라 트랙부(108)의 높이(h)를 자동으로 조정한다. 다만, 이러한 틸트 조정은 사용자가 틸트 조정 모드를 선택함에 따라 자동으로 조정되는 것이 효율적일 것이다.
사람들은 일반적으로 평지를 뛰기도 하지만 동일 시간에 대하여 운동 효율을 증가시키기 위하여 등산하거나 계단을 오르내릴 수 있다. 이와 같은 사용자의 욕구를 충족시키기 위하여, 틸트 조정부(712)는 사용자가 여유있게 뛰고 있다고 판단하는 경우 트랙부(108)의 속도를 증가시키지 않고 트랙부(108)의 높이(h)를 높일 수 있다. 반면에, 틸트 조정부(712)는 사용자가 힘들어한다고 판단한 경우 트랙부(108)의 높이(h)를 낮춘다.
위에서는 런닝 머신(100)이 속도 조정과 틸트 조정을 각기 별도로 수행하는 것으로 언급하였으나, 속도 조정과 틸트 조정이 동시에 수행될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 구동 처리부를 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 구동 처리부(110)는 제어부(902), 구동부(904), 감지부(906), 분석부(908), 저장부(910), 운동 정보 생성부(912), 드라이버(914) 및 송수신부(916)를 포함한다.
운동 정보 생성부(912) 및 송수신부(916)를 제외한 나머지 구성 요소들은 도 3의 구성 요소들과 동일하므로, 이하 동일한 구성 요소들에 대한 자세한 설명은 생 략한다.
분석부(908)는 센서들(112 및 114)을 통하여 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하여 분석 결과를 운동 정보 생성부(912)에 전송한다.
운동 정보 생성부(912)는 상기 분석 결과에 해당하는 운동 정보를 생성하고, 상기 생성된 운동 정보를 송수신부(916)를 통하여 의료 관리 센터(900)에 전송한다. 즉, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 사용자의 현재 운동 과정을 데이터로서 의료 관리 센터(900)에 전송하여 사용자의 신체 상태를 의사 등에게 알린다. 이 경우, 의료 관리 센터(900)는 상기 운동 정보에 따라 사용자에 맞는 운동 방법 및 건강 관리 방법에 관한 건강 관리 정보를 런닝 머신(100)에 전송한다. 이렇게 전송된 건강 관리 정보는 런닝 머신(100)에 디스플레이된다. 따라서, 환자는 운동을 하면서도 의사의 관리를 받을 수 있다. 즉, 본 실시예의 런닝 머신(100)은 헬스장뿐만 아니라 재활 센터 및 일반 가정집에서 사용할 수도 있다. 특히, 사용자가 가정집에서 런닝 머신(100)을 이용하여 운동할 때 갑자기 몸에 이상이 올 수 있는 데, 이 경우 사용자의 운동 정보가 의료 관리 센터(900)로 제공되므로 즉각적인 응급 조치를 취할 수 있다.
이렇게 운동 정보 생성부(912)가 의료 관리 센터(900)에 운동 정보를 전송하는 경우, 의료 관리 센터(900)는 상기 운동 정보를 저장한 후 사용자에 맞는 적절한 운동 방법 등을 런닝 머신(100)에 제공할 수 있다. 따라서, 사용자는 런닝 머신(100)을 이용하여 운동하면서도 자신의 건강을 관리할 수도 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 일 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시키는 방법은 사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정하여 사용자의 운동 패턴을 분석하므로, 사용자에게 적절한 운동 방법을 제시할 수 있는 장점이 있다. 즉, 사용자의 운동 방법을 교정할 수 있다.
또한, 본 발명에 다른 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시키는 방법은 수평힘과 수직힘을 측정하여 트랙부의 속도 및 높이를 제어하므로, 사용자의 편의성이 향상될 수 있는 장점이 있다.
게다가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 런닝 머신과 이를 동작시키는 방법은 사용자의 운동에 따른 운동 정보를 의료 관리 센터로 제공하므로, 사용자는 운동을 하면서 자신의 건강을 관리할 수 있는 장점이 있다. 특히, 응급 상황에서 즉각적인 응급 조치가 가능하다.

Claims (16)

  1. 지능형 런닝 머신에 있어서,
    사용자가 상기 런닝 머신을 사용하여 운동할 때 상기 사용자에 의해 가해지는 수평힘과 수직힘을 측정하는 감지부; 및
    상기 감지부에 의해 측정된 수평힘과 수직힘을 분석하고, 상기 분석 결과를 출력하는 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    상기 분석부로부터 출력된 분석 결과에 해당하는 이미지를 디스플레이시키는 디스플레이부를 더 포함하되,
    상기 이미지는 그래프, 차트, 영상 및 동영상 중 적어도 하나의 형태로서 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    상기 분석부에 의해 분석된 분석 결과에 따라 상기 사용자에게 적합한 운동 방법을 상기 디스플레이부를 통하여 상기 사용자에게 제시하는 교정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    회전 운동 소자;
    상기 회전 운동 소자의 동작에 반응하여 움직이는 트랙부; 및
    상기 회전 운동 소자의 동작을 제어하는 구동부를 더 포함하며,
    상기 감지부는,
    상기 사용자의 하중을 감지하는 하중 센서; 및
    상기 회전 운동 소자의 토크를 측정하여 상기 수평힘을 측정하는 토크 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    회전 운동 소자;
    상기 사용자가 운동하도록 움직이는 트랙부;
    상기 회전 운동 소자와 상기 트랙부를 연결시키는 연결부; 및
    상기 회전 운동 소자의 동작을 제어하는 구동부를 더 포함하며,
    상기 감지부는,
    상기 사용자의 하중을 감지하는 하중 센서; 및
    상기 트랙부와 상기 연결부 중 적어도 하나에 연결되어 진동을 측정하는 진동 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  6. 제 4항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    상기 분석부의 분석 결과에 따라 상기 회전 운동 소자의 회전 속도를 자동으로 제어하는 속도 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    상기 분석부의 분석 결과에 따라 상기 트랙부의 상하 높이를 자동으로 조정하는 틸트 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 런닝 머신은,
    상기 분석부의 분석 결과에 대한 정보를 가지는 운동 정보를 발생시키는 운동 정보 생성부; 및
    상기 운동 정보 생성부에 의해 발생된 운동 정보를 의료 관리 센터로 전송하는 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 수평힘은 상기 사용자의 걷거나 뛰는 자세에 따라 달라지며, 상기 수직힘은 상기 사용자의 체중 및 상기 사용자가 상기 트랙부로 가하는 힘에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 운동 상태를 감지하는 지능형 런닝 머신.
  10. 지능형 런닝 머신을 동작시키는 방법에 있어서,
    사용자의 운동에 따른 수평힘과 수직힘을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수평힘과 수직힘의 분석 결과를 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 지능형 런닝 머신 동작 방법은,
    상기 측정된 수평힘과 수직힘에 따라 사용자의 운동 자세 교정 방법을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 지능형 런닝 머신 동작 방법은,
    상기 분석 결과에 상기 런닝 머신의 트랙부의 속도를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 지능형 런닝 머신 동작 방법은,
    상기 분석 결과에 따라 상기 런닝 머신의 트랙부의 높이(틸트)를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 지능형 런닝 머신 동작 방법은,
    상기 측정된 수평힘과 수직힘에 관한 운동 정보를 상기 런닝 머신과 연결된 의료 관리 센터로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 지능형 런닝 머신 동작 방법은,
    상기 의료 관리 센터로부터 전송된 건강 관리 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 건강 관리 정보를 디스플레이시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 수평힘은 상기 사용자의 걷거나 뛰는 자세에 따라 달라지며, 상기 수직힘은 상기 사용자의 체중 및 상기 사용자가 상기 트랙부로 가하는 힘에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 지능형 런닝 머신 동작 방법.
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