KR100965916B1

KR100965916B1 - 웨이트 트레이닝용 운동기구 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100965916B1
Application number: KR1020070118287A
Authority: KR
Inventors: 차병권
Original assignee: 차병권
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2010-06-24
Also published as: KR20090051860A

Abstract

본 발명은 웨이트 트레이닝용 운동기구 및 그 제어방법에 관한 것으로, 근육 강화를 위한 웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서, 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 피스톤 이동을 제어하는 운동제어수단을 포함하는 장치 및 그 제어방법을 제공함으로써, 운동시작 시점부터 저항력을 조절하여 향심적 운동방향 및 이심적 운동방향으로 피스톤이 이동하여 사용시간 내내 최대한의 근육을 강화하는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구에 의하면, 운동시작 전에 미리 피스톤의 이동 범위 및 저항력을 설정하면 그에 따라 자동으로 피스톤이 향심적 및 이심적 운동방향으로 이동하여 웨이트 변경을 위해 운동을 중단하지 않고 지속적으로 운동을 할 수 있다는 효과도 얻어진다.

웨이트 트레이닝, 운동기구, 유압 펌프, 전기 모터, 유압조절밸브

Description

웨이트 트레이닝용 운동기구 및 그 제어방법{Sporting goods for weight training and control method thereof}

본 발명은 웨이트 트레이닝용 운동기구 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유압펌프를 이용하여 근육의 운동을 상하 또는 좌우 양방향으로 할 수 있도록 하는 운동기구 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 웨이트 트레이닝을 하기 위해서는 다양한 운동 기구가 설치된 휘트니스 센터 등에 찾아가서 자신에게 맞는 트레이닝 스케쥴을 설정하여 운동을 하게 된다.

상기한 휘트니스 센터에서 사용하는 운동 기구는 심폐 기능을 위한 운동 기구, 웨이트 트레이닝을 위한 운동 기구로 분류되어 있는 바, 상기한 웨이트 트레이닝용 운동 기구는 손잡이가 달리 케이블에 다수개의 웨이트 스택(Weight stack)을 선택적으로 들어 올릴 수 있도록 구성되어 있어서, 운동자에게 가변 부하를 주기 위하여 5㎏, 10㎏등과 같이 다수의 웨이트 스텍을 적층한 후 손잡이를 잡고 웨이트 스택을 들어 올려 근육을 단련할 수 있는 운동기구이다.

이와 같이 웨이트 트레이닝 운동기구의 일례가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.

상기 문헌 1에 개시된 기술은 웨이트 트레이닝 운동기구에 관한 것으로, 웨이트의 중량을 선형적으로 조절이 가능하여 운동 중에 사용자가 중량 조절을 할 수 있다고 기재되어 있다. 즉, 상기 문헌 1에 개시된 기술에서는 도 1에 도시된 바와 같이 외형을 이루는 프레임(10)에 일단이 힌지(20) 결합되고 중앙부위에 케이블(20)이 걸려 상기 힌지(42)를 중심으로 상하 방향으로 피벗되며 웨이트(30)가 장착된 레버(41), 상기 케이블(20)을 통해 상기 레버(41)를 들어 올리는 경우 사용자가 느끼는 중량감이 달라지도록 상기 웨이트(30)의 위치를 레버(41)를 따라 이동시키는 이동수단(50)으로 구성되고, 상기 이동수단(50)은 상기 레버(41)를 따라 길이 방향으로 배치되며 양단이 회전 가능하게 지지된 리드스크루(51), 상기 리드스크루(51)를 정역방향으로 구동시키기 위한 구동모터(52), 상기 리드스크루(51)에 나사방식으로 결합되어 상기 리드스크루(51)의 회전에 따라 위치가 이동되며 상기 웨이트(30)가 장착된 볼스크루블럭(53) 및 상기 볼스크루블럭(53)을 상기 레버(41)를 따라 직선시키는 리니어 모션 가이드(54)로 구성된 웨이트 트레이닝 기구에 대해 기재되어 있다.

또, 웨이트 트레이닝 운동기구의 다른 예가 하기 문헌 2에 개시되어 있다.

상기 문헌 2에 개시된 기술은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 하중을 인가하는 웨이트를 사용하지 않고도 부하를 가변하여 원하는 하중을 맞춰 사용할 수 있 다고 기재되어 있다. 즉, 저면 지지대(2)와 수직 지지대(3)로 이루어진 프레임(5), 상기 프레임(5)에 설치된 시트(S)에서 운동자가 운동을 할 때 하중이 운동 부분에 인가되도록 이동 가능하고 다수의 로울러(R)로 가이드된 와이어(W), 상기한 저면 지지대(2)의 저면에 고정 설치된 베이스(17)와, 상기한 베이스(17)의 내부의 고정판(18)에 고정되고 자력에 의해 장력을 와이어(W)에 가변 인가하고 플런저(22)가 외부로 돌출되어 있는 솔레노이드와, 상기한 플런저(22)에서 연장 설치됨과 아울러 보빈(19)의 외부로 돌출되는 랙기어(23)와, 상기한 랙기어(23)와 치합된 상태에서 각각의 운동 기구를 사용할 때 당겨지는 각각의 와이어(W)의 당김에 따라 랙기어(23)를 왕복 운동시키도록 구성된 인장 수단과, 상기한 솔레노이드에 공급되는 전류를 제어/가변시키도록 구성된 제어부(20)로 이루어진 하중 인가 수단으로 구성된 웨이트 트레이닝 운동기구에 대해 기재되어 있다.

[문헌 1] 대한민국 특허 공개공보 제2002-86407호 (2002.11.18 공개)

[문헌 2] 대한민국 특허 등록공보 제0515686호 (2005.09.09 등록)

그러나 상기 문헌 1,2에 개시된 기술에 있어서는 운동을 멈추고 웨이트를 조절해 주기 전에는 처음부터 마지막까지 사용 근육의 힘 소모와 관계없이 동일한 저항이 적용되도록 되어 있어 처음 수 번의 반복 동작에는 운동자가 수월하게 동작을 하게 되므로 운동의 효과가 작고, 이후 운동의 효과를 극대화시킬 수 있는 시점에는 운동자의 근육 힘이 소진되어 운동을 지속할 수 없게 되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운동시작 시점부터 저항력을 조절하여 향심적(concentric) 운동방향 및 이심적(eccentric) 운동방향으로 피스톤이 이동하여 사용시간 내내 최대한의 근육강화 효과를 주는 운동기구 및 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 운동시작 전에 미리 피스톤의 이동 범위 및 저항력을 설정하면 그에 따라 자동으로 피스톤이 향심적 및 이심적 운동방향으로 이동하여 웨이트 변경을 위해 운동을 중단하지 않고 지속적으로 운동을 하도록 하는 운동기구 및 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구는,
웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서,
외부와 차단된 공간이 형성된 케이스,
상기 케이스의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크,
상기 케이스의 내부에 위치하여 피스톤의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더,
상기 피스톤의 상승 또는 하강 시 피스톤의 위치를 감지하는 위치감지수단,
상기 피스톤의 하강 시 저장탱크 내의 유동액이 상기 실린더로 유입되도록 구동하는 유압 펌프 및
상기 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단을 포함하는 운동제어수단으로 구성되며,
상기 운동제어수단은 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 피스톤 이동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더는 상기 위치감지수단과 상기 실린더의 일측면 사이에 위치하여 상기 피스톤에 연결되고, 일측면에 눈금이 형성되어 상기 위치감지수단에서 피스톤의 위치를 감지할 수 있도록 하는 위치설정자,
상기 실린더 내부의 유압을 감지하는 유압감지수단 및
상기 실린더 내 또는 저장탱크로 유입되는 유동액의 양을 조절하여 유압을 가변하기 위한 유압조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더 내의 유동액을 상기 저장탱크의 하부 일측면으로 연결하는 제1 유로,
상기 실린더 상부 일측면과 상기 유압 펌프를 경유하여 상기 저장 탱크의 상부 일측을 연결하는 제2 유로,
상기 유압 펌프 정지 시 실린더 내부의 유동액이 상기 제2 유로에 대하여 역류를 방지하고, 유압 펌프 구동시에는 유동액이 실린더 내부로 유입되도록 하는 플랩(flap),
상기 케이스에는 상기 실린더 및 표시/조작 수단을 상기 케이스 내부에 고정하는 프레임과, 상기 실린더의 피스톤과 연결되며 일단에 운동 손잡이가 설치된 스틸와이어와, 상기 스틸와이어를 케이스 외주면에 취부하는 제1 스틸와이어 도르레를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제1 스틸와이어 도르레는 상기 케이스 일측면에 상기 제1 스틸와이어 도르레를 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 고정부재는 상기 케이스 일측면에 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓 및 상기 고정부재가 움직이지 않도록 고정시키는 걸림쇠를 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 실린더의 외측에는 유동액 수용공간이 마련되고, 상기 실린더의 벽에는 유동액 수용공간과 실린더 내부를 연통시키는 저항조절구멍 및 유입구멍이 관통되게 형성되며, 상기 수용공간의 하부에는 상기 제1 유로가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 유압조절밸브가 상기 저항조절구멍을 개폐하도록 설치되어 실린더 내의 유압을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤의 일측에 제2 스틸와이어 도르레를 통해 스틸와이어를 연결하고, 제어신호에 따라 상기 스틸와이어를 끌어당기는 전기 모터를 더 포함하고,
상기 실린더의 피스톤을 이심적 운동방향으로 이동 시 상기 전기 모터와 유압 펌프를 동시에 구동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스 내부에 일정 거리 및 단차를 두고 회전이 자유롭게 설치되어 외주면에 취부되는 스틸와이어를 통해 서로 연결되는 다수개의 제2 스틸와이어 도르레를 포함하고, 상기 다수개의 제2 스틸와이어 도르레 중 하나는 외주면에 취부되는 스틸와이어가 상기 제1 스틸와이어 도르레의 외주면에 취부되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전기 모터는 전기모터 구동 시 구동모터의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어를 감아 당기고, 전기모터 정지 시 피스톤의 움직임을 구속하지 않도록 상기 회전축과의 결합을 오픈하는 파워클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서, 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단을 조작하여 피스톤의 이동 범위 및 저항력을 설정하는 단계,
상기 케이스 내부에 설치된 위치감지센서에 의해 상기 피스톤의 이동 범위를 감지하는 이동감지단계,
상기 피스톤의 승하강 이동방향에 따라 유압 펌프 및 전기 모터의 구동을 온/오프 제어하는 구동제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동감지단계는 상기 위치감지센서가 위치설정자의 눈금 변화에 따라 상기 피스톤을 향심적 운동방향 또는 이심적 운동방향으로 변환시키는 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동제어단계는 상기 피스톤이 승강하는 향심적 운동방향인 경우 유압 펌프의 구동을 오프하는 제1 단계 및 상기 피스톤이 하강하는 이심적 운동방향인 경우 유압 펌프가 구동하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 구동제어단계는 상기 피스톤이 승강하는 향심적 운동방향인 경우 유압 펌프와 전기 모터의 구동을 모두 오프하는 제1 단계 및 상기 피스톤이 하강하는 이심적 운동방향인 경우 유압 펌프와 전기 모터를 모두 구동하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 피스톤의 이동 범위는, 상기 표시/조작 수단을 조작하여 상기 피스톤이 상방향 및 하방향으로 이동할 수 있는 최대 위치 값을 각각 입력하고, 이 위치 값을 상기 위치감지센서가 감지함으로써 제어되고,
피스톤의 저항력은, 실린더에 설치된 유압조절밸브가 그 내부에 형성된 저항조절구멍을 개방시키는 간격조절을 통하여 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서, 외부와 차단된 공간이 형성된 케이스, 상기 케이스의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크,
상기 케이스의 내부에 위치하여 피스톤의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더,
상기 피스톤의 상승 또는 하강 시 피스톤의 위치를 감지하는 위치감지수단,
상기 케이스 외부로 돌출되어 회전이 자유롭게 설치되고, 외부의 운동 손잡이로 연결되는 스틸와이어가 외주면에 취부되는 제1 스틸와이어 도르레,
상기 제1 스틸와이어 도르레의 외주면에 제2 스틸와이어 도르레를 통해 스틸와이어를 연결하고, 제어신호에 따라 상기 스틸와이어를 끌어당기는 전기 모터,
상기 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단 및
상기 전기 모터를 제어하여 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 피스톤의 이동을 조절하는 운동제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 실린더의 하부 일측면과 상기 저장탱크의 하부 일측면을 연결하는 제1 유로, 상기 실린더 상부 일측면과 상기 저장 탱크의 상부 일측을 연결하는 제2 유로, 상기 전기 모터의 구동 정지 시 실린더 내부의 유동액이 상기 제2 유로로 역류하지 못하도록 하고, 전기 모터의 구동 시에는 유동액이 제2 유로를 통해 실린더 내부로 유입되도록 하는 플랩(flap) 및
상기 실린더 및 표시/조작 수단을 상기 케이스 내부에 고정하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전기 모터는 전기모터 구동 시 구동모터의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어를 감아 당기고, 전기모터 정지 시 피스톤의 움직임을 구속하지 않도록 상기 회전축과의 결합을 오픈하는 파워클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 실린더는 상기 위치감지수단과 상기 실린더의 일측면 사이에 위치하여 상기 피스톤에 연결되고, 일측면에 눈금이 형성되어 상기 위치감지수단에서 피스톤의 위치를 감지할 수 있도록 하는 위치설정자,
상기 실린더 내부의 유압을 감지하는 유압감지수단 및
상기 실린더 내 또는 저장탱크로 유입되는 유동액의 양을 조절하여 실린더 내의 유압을 가변하기 위한 유압조절밸브,
상기 실린더의 외측에는 유동액 수용공간이 마련되고, 상기 실린더의 벽에는 유동액 수용공간과 실린더 내부를 연통시키는 저항조절구멍 및 유입구멍이 관통되게 형성되며, 상기 수용공간의 하부에는 상기 제1 유로가 연결되며,
상기 유압조절밸브는 상기 저항조절구멍을 개폐하여 실린더 내의 유압을 조절하는 것을 특징으로 한다.

삭제

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구에 의하면, 운동시작 시점부터 저항력을 조절하여 향심적 운동방향 및 이심적 운동방향으로 피스톤이 이동하여 사용시간 내내 최대한의 근육을 강화하는 효과가 얻어진다.

[실시예]

본 발명에 대해 간략하게 설명하자면, 본 발명은 케이스, 실린더, 유압 펌프 및 운동제어수단으로 구성된다. 특히, 상기 운동제어수단은 운동시작 전에 미리 피스톤의 이동 범위 및 저항력을 설정하여 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동을 순차적으로 실시할 수 있게 된다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.

일반적으로 근육강화 운동에는 등장(isotonic), 등속(isokinetic) 및 등척(isometric) 운동이 있다. 이중 등장성 운동은 동일한 무게의 저항을 사용하는 가장 일반적인 웨이트 트레이닝 방법이지만, 근육의 힘이 소진되어 더 이상 반복운 동을 할 수 없을 때에서만 최대의 근력운동 효과를 줄 수 있다. 상기 등척운동은 처음부터 최대 근력을 사용할 수 있게 하지만 좁게 제한된 운동각도 내에서만 근육강화 효과를 줄 수 있다. 또한 등속 운동은 근육의 길이가 짧아지면서 발생하는 힘(장력)이 자신이 가지고 있는 관절 가동범위의 전역에서 동일하게 발휘되도록 하는 것으로, 특별히 제작된 기계에서만 가능하여 그 적용방법의 한계 때문에 주로 재활운동에 많이 적용되어 왔다.

본 발명은 운동자가 상기 등장, 등속 및 등척 운동의 장점을 모두 얻을 수 있도록 구성한 것으로, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 구성을 간략하게 보인 사시도이다.

상기 도 4에 도시한 바와 같이, 외부와 차단된 공간이 형성된 케이스(100), 상기 케이스(100)의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크(200), 상기 케이스(100)의 내부에 위치하여 피스톤(310)의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더(300), 상기 피스톤(310)의 상승 및 하강 시 피스톤(310)의 위치를 감지하는 위치감지센서(400), 상기 피스톤(310)의 하강 시 저장탱크(200) 내부의 유동액이 상기 실린더(300) 내부로 유입되도록 구동하는 유압 펌프(500) 및 상기 케이스(100)에 대하여 일부분이 매립된 상태로 배치하여 상기 케이스(100) 외부에서 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 상기 피스톤(310)의 이동 범위 및 저항력을 입력하는 표시/조작 수단(600), 상기 실린더(300)와 상기 저장탱크(200)를 연결하는 제1 유로(210), 상기 실린더(300) 및 유압 펌프(500)를 경유하여 상기 저장 탱크(200)에 연결되는 제2 유로(220), 상기 유압 펌프(500) 정지 시 실린더(300) 내부의 유동액이 상기 제2 유로(220)로 역류하지 못하도록 하고, 유압 펌프(500) 구동시에는 유동액이 실린더(300) 내부로 유입되도록 하는 플랩(flap, 331), 상기 실린더(300) 및 표시/조작 수단(600)을 상기 케이스(100) 내부에서 고정시키는 프레임(110) 및 상기 실린더(300)의 피스톤(310)과 외부의 운동 손잡이(700)로 연결되는 스틸와이어(120)가 외주면에 취부되도록 외부로 돌출되어 있는 제1 스틸와이어 도르레(800)로 구성한다.

또한, 상기 실린더(300)는 상기 위치감지센서(400)와 상기 실린더(300)의 일측면 사이에 위치하여 상기 피스톤(310)에 연결되고, 일측면에 눈금이 형성되어 상기 위치감지센서(400)에서 피스톤(310)의 이동방향 위치를 감지할 수 있도록 하는 위치설정자(320), 상기 실린더(300) 내부의 유압을 감지하는 유압감지센서(330), 상기 실린더(300)에는 유동액 저항력을 가변시키는 유압조절밸브(340), 상기 실린더(300)의 외측에는 유동액 수용공간(350)이 마련되고, 상기 실린더(300)의 벽에는 유동액 수용공간(350)과 실린더(300)내부를 연통시키는 저항조절구멍(360) 및 유입구멍(361)이 관통되게 형성된다.
상기 수용공간(350)의 하부에는 상기 제1 유로(210)가 연결되며, 상기 저항조절구멍(360)은 유압조절밸브(340)에 의해 단속된다.

상기와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 따른 동작 과정을 첨부한 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 동작 제어 과정을 보인 흐름도이다.

도시한 바와 같이 먼저, 운동시작 전에 표시/조작 수단(600)을 통해 미리 피스톤(310)의 이동 범위 및 저항력을 설정한다(Step 100).
즉, 상기 피스톤(310)의 이동 범위에 대한 설정은,
운동자가 표시/조작 수단(600)의 'OUT' 버튼(630)을 누르면 유압조절밸브(340)는 저항조절구멍(360)을 완전 개방하게 된다. 이때, 최상단에 위치한 운동 손잡이(700)를 아래로 잡아 당기는 과정에서 운동자에게 적당하다고 생각되는 위치에 왔을 때 다시 상기‘OUT' 버튼(630)을 누르면 상기 위치감지센서(400)가 신호를 감지하여 향심적 운동을 수행할 수 있는 최대 위치 값이 저장 및 설정된다.
이후 'IN' 버튼(640)을 누르면 상기 유압조절밸브(340)는 저항조절구멍(360)을 막게 되고, 유압 펌프(500)가 구동을 시작하여 천천히 스틸와이어(120)를 끌어당기겨 상기 운동 손잡이(700)를 상승시킨다. 이 과정에서 운동자에게 적당하다고 생각되는 위치에 왔을 때 상기 'IN' 버튼(640)을 다시 누르면 상기 위치감지센서(400)가 신호를 감지하여 이심적 운동을 수행할 수 있는 최대 위치 값이 저장 및 설정된다.
또한, ‘OUT' 스위치(610)를 조절하면 스틸와이어(120)를 운동자 쪽으로 당기는 동작(향심적 운동방향) 시에 실린더(300)의 유압조절밸브(340)에서 저항조절구멍(360)의 개방크기를 설정하는 것이고, 'IN' 스위치(620)를 조절하면 운동기구 내로 스틸와이어(120)를 당기는 동작(이심적 운동방향) 시에 유압 펌프(500)에 흐르는 전류 등을 변화시켜서 유압을 조절하는 것이다.
예컨대, 운동자가 운동 손잡이(700)를 당기는 동작을 취하여 상기 피스톤(310)이 상방향으로 이동하는 향심적 운동을 진행하고 이 진행과정에서 상기 피스톤(310)이 미리 설정해 놓은 최대 위치 값에 도달하게 되면, 이를 감지한 상기 위치감지센서(400)가 유압 펌프(500)를 작동시켜 상기 피스톤(310)이 하방향으로 이동하는 이심적 운동을 수행하도록 한다.
이러한 상기 향심적 운동과 이심적 운동은 운동자의 선택적 조건에 따라 순차적으로 반복 진행된다.
상기 피스톤(310)의 저항력에 대한 설정은,
운동자가 운동 손잡이(700)를 잡아 당기는 향심적 운동에 대하여 피스톤의 유압에 대한 저항력을 조절하여 정할 수 있도록 하고, 이러한 피스톤(310)의 상승에 대한 저항력은 유압조절밸브(340)가 저항조절구멍(360)을 개방시키는 간격조절에 의해 달성될 수 있으며, 상기 피스톤(310)이 하강할 때는 유압 펌프(500)에 의한 유압을 조절하여 그 저항력을 조절할 수 있게 된다.
즉, 유압조절밸브(340)가 저항조절구멍(360)에 대하여 개방 간격을 좁게 한 상태에서 운동자가 상기 운동 손잡이(700)를 잡아 당기는 향심적 운동을 진행할 경우, 피스톤에 대한 유동액의 저항력이 커져서 상기 피스톤(310)을 힘들게 상승시키게 되는 반면, 상기 유압조절밸브(340)가 저항조절구멍(360)의 개방간격을 크게 설정한다면 피스톤에 대한 유동액의 저항력이 작아져서 피스톤(310)을 쉽게 상승시킬 수 있다.
따라서, 운동자는 저항조절구멍(360)의 간격을 조절하여 실린더(300) 내부의 유동액이 저항조절구멍(360)을 통과하는 순환 이동량을 증가시키거나 줄임으로써 피스톤(310)의 저항력을 높이거나 줄일 수 있게 된다.
반대로, 상기 피스톤(310)이 하강하는 이심적 운동을 진행할 경우에는 유압 펌프(500)의 작동을 제어함으로써 강제로 이심적 운동의 저항력을 조절할 수 있게 된다.

삭제

상기 피스톤(310)의 이동 범위 및 저항력에 대한 설정을 완료한 다음, 운동자가 시작버튼(650)을 누른 후 상기 운동 손잡이(700)를 잡아당기면, 이와 연동된 피스톤(310)은 미리 설정한 최대 위치 값까지 향심적 운동을 실시하게 된다(Step 110).
이후, 상기 단계(Step 110)에서 최대 위치 값에 도달한 피스톤(310)은 위치감지센서(400)에 의해 감지되고, 상기 위치감지센서(400)는 이심적 운동으로 전환시키는 유압 펌프(500)로 신호를 전달하며 이신호를 전달받은 유압 펌프(500)는 구동을 실시하게 된다(Step 120, Step 130).
그 다음, 상기 피스톤(310)은 유압 펌프(500)에 의해 이심적 운동이 강제적으로 진행된다(Step 140).
이후, 상기 단계(Step 140)를 진행하는 과정에서 그에 따른 최대 위치 값에 도달한 피스톤(310)은 위치감지센서(400)에 의해 감지되고, 상기 위치감지센서(400)는 향심적 운동으로 전환시키는 유압 펌프(500)로 신호를 전달하며 이신호를 전달받은 유압 펌프(500)는 구동을 오프하게 된다(Step 150, Step 160).

삭제

즉, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 향심적 운동시에는 상기 유압 펌프(500)의 구동은 오프되며, 이심적 운동방향인 경우에만 유압 펌프(500)가 구동된다.

상기 향심적 운동시에는 상기 유압 펌프(500)의 구동이 오프 된 상태에서 실린더(300) 내부의 유압 저항력으로부터 피스톤(310)을 상승시킴으로써 운동자의 근력을 증가시킬 수 있게 된다.

반대로, 이심적 운동시에는 상기 유압 펌프(500)가 작동하여 유압에 의해 실린더(300) 내의 유체를 강제 순환시키는 과정에서 상기 피스톤(310)을 하강시킴으로써, 운동자는 끌려가는 힘에 대항하는 근력을 증가시킬 수 있다.

또한, 운동자가 운동을 하는 동안 표시/조작 수단(600)의 표시부(660)에는 실린더(300) 내의 유압감지센서(330)에서 감지한 값을 위치감지센서(400)에서 감지한 각 위치에서의 압력을 실시간으로 그래프와 숫자로 표시하게 된다.

이후, 운동자가 향심적 및 이심적 운동을 순차적으로 반복적으로 유지하다가 종료버튼(670)을 누르면 상기 유압조절밸브(340)는 저항조절구멍(360)을 막게 되고, 유압 펌프(500)가 구동을 하여 천천히 스틸와이어(120)를 끌어당겨 최상단의 위치에 운동 손잡이(700)가 위치하도록 하고 정지한다(Step 170, Step 180).

본 발명에서는 상기 운동 손잡이(700)의 이동범위 즉, 피스톤(310)의 이동 범위의 가변폭을 확대하기 위해 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이 상기 케이스(100) 내부에 일정 거리 및 단차를 두고 회전이 자유롭게 설치되어 외주면에 취부되는 스틸와이어(120)를 통해 서로 연결되는 다수개의 제2 스틸와이어 도르레(810a~810d)를 포함하고, 상기 다수개의 제2 스틸와이어 도르레(810a~810d) 중 하나는 외주면에 취부되는 스틸와이어(120)가 상기 제1 스틸와이어 도르레(800)의 외주면에 취부되도록 한다.

상기에서는 유압 펌프(500)를 이용하는 방식에 대하여 설명하였으나 또 다른 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 구성을 간략하게 보인 사시도이다.

도 11에 도시한 바와 같이 도 4에 도시한 제1 실시예의 구성에, 상기 피스톤(310)의 일측에 제2 스틸와이어 도르레(810a)를 통해 스틸와이어(121)를 연결하고, 제어신호에 따라 상기 스틸와이어(121)를 끌어당기는 전기 모터(900)를 더 포함하여 구성한다.

또한, 상기 전기 모터(900)는 전기모터 구동 시 전기 모터(900)의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어(121)를 감아 당기고, 전기 모터(900) 정지 시 피스톤(310)의 움직임을 구속하지 않도록 상기 회전축과의 결합을 오픈하는 파워클러치(910)를 포함한다.

상기 제2 실시예의 동작 과정 중 운동시작 전에 미리 피스톤(310)의 이동 범위 및 저항력을 설정하는 설정단계와, 실린더(300)의 피스톤(310) 이동감지 시 운동방향을 감지하는 이동감지단계 등 제1 실시예의 동작과정에 대한 동작에 대하여서는 그 설명을 생략한다.
상기 이동감지단계에서 향심적 운동방향인 경우에는 유압 펌프(500)와 전기 모터(900)의 구동을 모두 오프하고, 상기 감지한 운동방향이 이심적 운동방향인 경우, 유압 펌프(500)와 전기 모터(900)를 모두 구동한다.

삭제

즉, 상기 운동제어수단은 상기 유압 펌프(500) 및 전기 모터(900)의 구동 오프 시에는 유압조절밸브(340)를 제어하여 실린더(300) 내부 유동액에 대한 저항력을 저항조절구멍의 개폐정도에 따라 피스톤(310)의 저항력을 조절하고, 파워클러치(910)를 상기 피스톤(310)의 움직임을 구속하지 않도록 상기 전기 모터(900)의 회전축과의 결합을 오픈하며, 이를 통해 운동자가 잡아당기는 힘과 실린더(300) 내부의 유압에 의해 상기 피스톤(310)은 서서히 상승하게 되어 운동자는 운동시작 시점부터 최대 근력으로 운동을 하게 된다.

반면, 상기 유압 펌프(500) 및 전기 모터(900)의 구동 온 시에는 유압 펌프(500)의 구동에 의한 유동액의 압력에 의해 피스톤이 하강하고, 제1 유로(210)를 통해 실린더(300) 내부에서 저장탱크(200)로 유동액이 배출되며, 제2 유로(220)를 통해 저장탱크(200)의 유동액이 유압 펌프(500)로 강제 순환하게 된다. 이때, 상기 전기 모터(900)는 유압 펌프(500)에서 피스톤(310)을 밀어 내리는 순간에 파워클러치(910)를 전기 모터(900)의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어(121)를 감아 당기도록 하여 운동자에게 끌려가는 힘에 대항하도록 함으로써 운동효과를 더욱 향상시킨다.

이후, 운동자가 향심적 및 이심적 운동을 순차적으로 반복적으로 유지하다가, 종료버튼(670)을 누르면 상기 유압조절밸브(340)는 저항조절구멍(360)을 막게 되고, 전기 모터(900) 또는 유압 펌프(500)가 구동하여 천천히 스틸와이어(120)를 끌어당겨 최상단의 위치에 운동 손잡이(700)가 위치하도록 하고 정지한다.

또한, 본 발명에서는 상체운동과 복근운동 뿐만 아니라 운동자의 필요에 따라 상체 및 하체운동도 할 수 있도록 그 구성을 제공하고 있다.

도 12는 본 발명의 제1,2 실시예에 적용되는 고정부재의 위치 및 구성을 보인 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 외관을 보인 예시도이다.

상기 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 상기 제1 스틸와이어 도르레(800)는 상기 케이스(100) 일측면에 상기 제1 스틸와이어 도르레(800)를 고정시키는 고정부재(820)를 포함하고, 상기 고정부재(820)는 상기 케이스(100) 일측면에 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓(830) 및 상기 고정부재(820)가 움직이지 않도록 고정시키는 걸림쇠(840, 841)를 구비하여, 운동 손잡이(700)를 아래로 잡아당김으로써, 상체운동과 복근운동을 할 수 있도록 하고, 고정부재(820)를 회전시켜 걸림쇠(841)에 고정시키면 수평으로 운동 손잡이(700)를 잡아당길 수 있어 상체 및 하체를 단련시키는 운동을 할 수 있다.

본 발명에서는 제1,2 실시예에서와 같이 유압 펌프, 유압 펌프 및 전기 모터를 이용하는 방법을 설명하였으나, 전기 모터(900)와 실린더(300)를 이용하여도 상기 제1,2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 14에 도시한 바와 같이 향심적 방향 운동 시에는 실린더(300)를 이용하고, 이심적 방향 운동 시에는 전기 모터(900)를 이용한다.

또한, 정회전 및 역회전이 가능한 전기 모터만을 이용하여도 상기 제1,2,3 실시예와 동일한 효과를 얻을 수도 있다. 즉, 운동자가 이동범위를 설정하는 경우에는 운동 손잡이를 해당 위치로 끌어당길 수 있도록 전기 모터의 파워클러치는 오픈되어 있게 되고, 향심적 운동 시(운동자가 스틸와이어를 끌어당기는 경우)에는 전기 모터는 정회전을 하여 잡아당기는 힘에 저항하도록 하고, 이심적 운동 시에는 반대로 전기 모터가 역회전을 통해 상기 스틸와이어를 감아 당기도록 하여 운동자에게 끌려가는 힘에 대항하도록 한다.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래 웨이트 트레이닝 기구의 구성을 간략하게 보인 단면도.

도 2는 종래 웨이트 트레이닝 운동 기구의 구성을 보인 사시도.

도 3은 도 2에서 하중 인가 수단의 구성을 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 구성을 간략하게 보인 사시도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 동작 제어 과정을 보인 흐름도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 조작/표시 수단의 구성을 간략하게 보인 구성도.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 향심적 운동방향으로 피스톤 이동 시 유동액의 이동 방향을 보인 예시도.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이심적 운동방향으로 피스톤 이동 시 유동액의 이동 방향을 보인 예시도.

도 9, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 적용되는 스틸와이어 도르레의 다른 설치의 예를 보인 사시도.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 구성을 간략하게 보인 사시도.

도 12는 본 발명의 제1,2 실시예에 적용되는 고정부재의 위치 및 구성을 보인 사시도.

도 13은 본 발명의 제1,2 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 외관을 보인 예시도.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 웨이트 트레이닝 운동기구의 구성을 간략하게 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 케이스 200 : 저장탱크

300 : 실린더 310 : 피스톤

340 : 유압조절밸브 360 : 저항조절구멍

400 : 위치감지센서 500 : 유압 펌프

600 : 표시/조작 수단 700 : 운동 손잡이

800 : 제1 스틸와이어 도르레 810a~810d : 제2 스틸와이어 도르레

900 : 전기 모터 910 : 파워클러치

Claims

삭제
웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서,

외부와 차단된 공간이 형성된 케이스,

상기 케이스의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크,

상기 케이스의 내부에 위치하여 피스톤의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더,

상기 피스톤의 상승 또는 하강 시 피스톤의 위치를 감지하는 위치감지수단,

상기 피스톤의 하강 시 저장탱크 내의 유동액이 상기 실린더로 유입되도록 구동하는 유압 펌프 및

상기 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단을 포함하는 운동제어수단으로 구성되며,

상기 운동제어수단은 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 피스톤 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제2항에 있어서,

상기 실린더는,

상기 위치감지수단과 상기 실린더의 일측면 사이에 위치하여 상기 피스톤에 연결되고, 일측면에 눈금이 형성되어 상기 위치감지수단에서 피스톤의 위치를 감지할 수 있도록 하는 위치설정자,

상기 실린더 내부의 유압을 감지하는 유압감지수단 및

상기 실린더 내 또는 저장탱크로 유입되는 유동액의 양을 조절하여 유압을 가변하기 위한 유압조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제2항에 있어서,

상기 실린더 내의 유동액을 상기 저장탱크의 하부 일측면으로 연결하는 제1 유로,

상기 실린더 상부 일측면과 상기 유압 펌프를 경유하여 상기 저장 탱크의 상부 일측을 연결하는 제2 유로,

상기 유압 펌프 정지 시 실린더 내부의 유동액이 상기 제2 유로에 대하여 역류를 방지하고, 유압 펌프 구동시에는 유동액이 실린더 내부로 유입되도록 하는 플랩(flap),

상기 케이스에는 상기 실린더 및 표시/조작 수단을 상기 케이스 내부에 고정하는 프레임과, 상기 실린더의 피스톤과 연결되며 일단에 운동 손잡이가 설치된 스틸와이어와, 상기 스틸와이어를 케이스 외주면에 취부하는 제1 스틸와이어 도르레를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제4항에 있어서,

상기 제1 스틸와이어 도르레는

상기 케이스 일측면에 상기 제1 스틸와이어 도르레를 고정시키는 고정부재를 포함하고,

상기 고정부재는 상기 케이스 일측면에 회전 가능하게 결합되는 고정 브라켓 및

상기 고정부재가 움직이지 않도록 고정시키는 걸림쇠를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제4항에 있어서,

상기 실린더의 외측에는 유동액 수용공간이 마련되고, 상기 실린더의 벽에는 유동액 수용공간과 실린더 내부를 연통시키는 저항조절구멍 및 유입구멍이 관통되게 형성되며, 상기 수용공간의 하부에는 상기 제1 유로가 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제6항에 있어서,

유압조절밸브가 상기 저항조절구멍을 개폐하도록 설치되어 실린더 내의 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제3항에 있어서,

상기 피스톤의 일측에 제2 스틸와이어 도르레를 통해 스틸와이어를 연결하 고, 제어신호에 따라 상기 스틸와이어를 끌어당기는 전기 모터를 더 포함하고,

상기 실린더의 피스톤을 이심적 운동방향으로 이동 시 상기 전기 모터와 유압 펌프를 동시에 구동하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제4항에 있어서,

상기 케이스 내부에 일정 거리 및 단차를 두고 회전이 자유롭게 설치되어 외주면에 취부되는 스틸와이어를 통해 서로 연결되는 다수개의 제2 스틸와이어 도르레를 포함하고,

상기 다수개의 제2 스틸와이어 도르레 중 하나는 외주면에 취부되는 스틸와이어가 상기 제1 스틸와이어 도르레의 외주면에 취부되는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제8항에 있어서, 상기 전기 모터는

전기모터 구동 시 구동모터의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어를 감아 당기고,

전기모터 정지 시 피스톤의 움직임을 구속하지 않도록 상기 회전축과의 결합을 오픈하는 파워클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
웨이트 트레이닝 운동 기구 제어방법에 있어서,

케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단을 조작하여 피스톤의 이동 범위 및 저항력을 설정하는 단계,

상기 케이스 내부에 설치된 위치감지센서에 의해 상기 피스톤의 이동 범위를 감지하는 이동감지단계,

상기 피스톤의 승하강 이동방향에 따라 유압 펌프 및 전기 모터의 구동을 온/오프 제어하는 구동제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 이동감지단계는,

상기 위치감지센서가 위치설정자의 눈금 변화에 따라 상기 피스톤을 향심적 운동방향 또는 이심적 운동방향으로 변환시키는 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 구동제어단계는,

상기 피스톤이 승강하는 향심적 운동방향인 경우 유압 펌프의 구동을 오프하는 제1 단계 및

상기 피스톤이 하강하는 이심적 운동방향인 경우 유압 펌프가 구동하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 구동제어단계는,

상기 피스톤이 승강하는 향심적 운동방향인 경우 유압 펌프와 전기 모터의 구동을 모두 오프하는 제1 단계 및

상기 피스톤이 하강하는 이심적 운동방향인 경우 유압 펌프와 전기 모터를 모두 구동하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구 제어방법.
제11항에 있어서,

피스톤의 이동 범위는, 상기 표시/조작 수단을 조작하여 상기 피스톤이 상방향 및 하방향으로 이동할 수 있는 최대 위치 값을 각각 입력하고, 이 위치 값을 상기 위치감지센서가 감지함으로써 제어되고,

피스톤의 저항력은, 실린더에 설치된 유압조절밸브가 그 내부에 형성된 저항조절구멍을 개방시키는 간격조절을 통하여 조절되는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구 제어방법.
삭제
삭제
웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서,

외부와 차단된 공간이 형성된 케이스,

상기 케이스의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크,

상기 케이스의 내부에 위치하여 피스톤의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더,

상기 피스톤의 상승 또는 하강 시 피스톤의 위치를 감지하는 위치감지수단,

상기 케이스 외부로 돌출되어 회전이 자유롭게 설치되고, 외부의 운동 손잡이로 연결되는 스틸와이어가 외주면에 취부되는 제1 스틸와이어 도르레,

상기 제1 스틸와이어 도르레의 외주면에 제2 스틸와이어 도르레를 통해 스틸와이어를 연결하고, 제어신호에 따라 상기 스틸와이어를 끌어당기는 전기 모터,

상기 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 피스톤의 이동 범위 및 저항력의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단 및

상기 전기 모터를 제어하여 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 피스톤의 이동을 조절하는 운동제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제18항에 있어서,

상기 실린더의 하부 일측면과 상기 저장탱크의 하부 일측면을 연결하는 제1 유로,

상기 실린더 상부 일측면과 상기 저장 탱크의 상부 일측을 연결하는 제2 유로,

상기 전기 모터의 구동 정지 시 실린더 내부의 유동액이 상기 제2 유로로 역류하지 못하도록 하고, 전기 모터의 구동 시에는 유동액이 제2 유로를 통해 실린더 내부로 유입되도록 하는 플랩(flap) 및

상기 실린더 및 표시/조작 수단을 상기 케이스 내부에 고정하는 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제18항에 있어서, 상기 전기 모터는

전기모터 구동 시 구동모터의 회전축과 결합하여 상기 스틸와이어를 감아 당기고,

전기모터 정지 시 피스톤의 움직임을 구속하지 않도록 상기 회전축과의 결합을 오픈하는 파워클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.
제18항에 있어서, 상기 실린더는

상기 위치감지수단과 상기 실린더의 일측면 사이에 위치하여 상기 피스톤에 연결되고, 일측면에 눈금이 형성되어 상기 위치감지수단에서 피스톤의 위치를 감지할 수 있도록 하는 위치설정자,

상기 실린더 내부의 유압을 감지하는 유압감지수단 및

상기 실린더 내 또는 저장탱크로 유입되는 유동액의 양을 조절하여 실린더 내의 유압을 가변하기 위한 유압조절밸브,

상기 실린더의 외측에는 유동액 수용공간이 마련되고, 상기 실린더의 벽에는 유동액 수용공간과 실린더 내부를 연통시키는 저항조절구멍 및 유입구멍이 관통되게 형성되며, 상기 수용공간의 하부에는 상기 제1 유로가 연결되며,

상기 유압조절밸브는 상기 저항조절구멍을 개폐하여 실린더 내의 유압을 조절하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝 운동기구.