KR101100989B1 - Weight control device for controlling electrically a weight with using difference of weights - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 구동 장치들, 예를 들어 전동기들을 이용하여 부하를 전자적으로 제어하는 부하 제어 장치에 관한 것이다. 상기 부하 제어 장치는 제 1 구동 장치 및 상기 제 1 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 1 운동부를 가지는 제 1 부하 장치, 제 2 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 2 운동부를 가지는 제 2 부하 장치, 상기 제 1 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치를 구동시키는 기구 제어부 및 상기 기구 제어부와 연결되고, 상기 제 1 부하 장치 및 상기 제 2 부하 장치로부터 사용자의 운동 데이터를 측정하며, 상기 측정된 운동 데이터에 대한 정보를 상기 기구 제어부로 전송하는 부하 편차부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 운동부의 운동 궤적은 상기 제 2 운동부의 운동 궤적과 다르다. The present invention relates to a load control device for electronically controlling a load using a plurality of drive devices, for example electric motors. The load control device has a first load device, a second drive device, and a second drive device moving in accordance with the operation of the second drive device. It is connected to a second control device, a device control unit for driving the first drive device and the second drive device and the device control unit, and measures the exercise data of the user from the first load device and the second load device, It includes a load deviation unit for transmitting information on the measured exercise data to the instrument control unit. Here, the movement trajectory of the first movement unit is different from the movement trajectory of the second movement unit.
전동기, 운동 기구, 부하, 교정 Electric motor, exercise equipment, load, calibration
Description
본 발명은 부하 제어 장치, 예를 들어 운동 기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 구동 장치들, 예를 들어 전동기들을 이용하여 부하를 전자적으로 제어하는 부하 제어 장치에 관한 것이다. 특히, 상기 부하 제어 장치는 상기 구동 장치들이 각각 다른 부하를 발생시키도록, 즉 부하 편차를 가지도록 상기 구동 장치들을 제어한다. The present invention relates to a load control device, for example an exercise device, and more particularly to a load control device for electronically controlling the load using a plurality of drive devices, for example electric motors. In particular, the load control device controls the drive devices such that the drive devices generate different loads, that is, have a load deviation.
부하 제어 장치, 일반적으로 운동 기구는 특정 중량을 가지는 중량추를 이용한다. 상세하게는, 사용자는 복수의 중량추들을 적절히 조합하여 부하 제어 장치에 세팅한 후 일정 세트의 운동을 반복적으로 수행한다. 다만, 상기 중량추들을 조합하는 위의 방법은 중량추의 무게가 정해져 있기 때문에 다양한 중량을 제공하기 힘들었다. 따라서, 각 사용자들의 근력에 맞게 중량을 조절하기 힘들었으며, 결과적으로 사용자에게 무리를 줄 수 있는 문제점이 있었다. The load control device, generally the exercise machine, uses weights having a specific weight. In detail, the user repeatedly sets a plurality of weights, sets them on the load control device, and then repeatedly performs a set of exercises. However, the above method of combining the weight is difficult to provide a variety of weight because the weight of the weight is determined. Therefore, it was difficult to adjust the weight to the muscle strength of each user, as a result there was a problem that can give a burden to the user.
또한, 사람의 근육 단련 과정, 예를 들어 근육의 이심성 수축 과정은 효율 적으로 행해지기 위하여 등장 운동뿐만 아니라 등속 운동이 필요함에도, 상기 부하 제어 장치가 등장 운동만을 제공하므로, 사용자의 근육이 충분하게 단련되지 않을 수 있었다. 특히, 상기 부하 제어 장치가 사용자의 신체 부위별 단련 정도와 관계없이 동일한 부하를 제공하므로, 예를 들어 왼팔과 오른팔에 동일한 부하를 제공하므로, 사용자에게 운동 불균형을 야기시킬 수 있었다. 특히, 이러한 불균형으로 인하여 상기 부하 제어 장치는 교정 장치로 사용되기 어려웠다. In addition, the muscle training process of a person, for example, the eccentric contraction process of the muscle, even if isochronous motion as well as isotonic motion is required to be performed efficiently, the load control device provides only the isotonic motion, so that the user's muscles are sufficiently Could not be tempered. In particular, since the load control device provides the same load irrespective of the degree of training for each body part of the user, for example, the same load is provided to the left arm and the right arm, which may cause exercise imbalance to the user. In particular, this imbalance made it difficult to use the load control device as a calibration device.
본 발명의 목적은 각기 다른 부하 제어 장치를 사용하여 운동 부위에 따라 부하 제어 장치를 각기 제어하여 이에 따라 발생하는 부하 편차를 이용하여 원하는 운동 궤적을 구현하고 각 부하 제어 장치의 부하를 정밀하게 제어하면서 운동 불균형을 해소할 수 있는 부하 제어 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to control the load control device according to the exercise part by using different load control device to implement the desired motion trajectory by using the load deviation generated accordingly, while precisely controlling the load of each load control device It is to provide a load control device that can solve the movement imbalance.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치는 제 1 구동 장치 및 상기 제 1 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 1 운동부를 가지는 제 1 부하 장치; 제 2 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 2 운동부를 가지는 제 2 부하 장치; 상기 제 1 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치를 구동시키는 기구 제어부; 및 상기 기구 제어부와 연결되고, 상기 제 1 부하 장치 및 상기 제 2 부하 장치로부터 사용자의 운동 데이터를 측정하며, 상기 측정된 운동 데이터에 대한 정보를 상기 기구 제어부로 전송하는 부하 편차부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 운동부의 운동 궤적은 상기 제 2 운동부의 운동 궤적과 다르다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부하 제어 장치는 제 1 구동 장치 및 상기 제 1 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 1 운동부를 가지는 제 1 부하 장치; 제 2 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치의 동작에 따라 움직이는 제 2 운동부를 가지는 제 2 부하 장치; 상기 제 1 구동 장치 및 상기 제 2 구동 장치를 구동시키는 기구 제어부; 및 상기 기구 제어부와 연결되고, 상기 제 1 부하 장치 및 상기 제 2 부하 장치로부터 사용자의 운동 데이터를 측정하며, 상기 측정된 운동 데이터에 따라 부하 편차를 계산하며, 상기 계산된 부하 편차에 대한 정보를 상기 기구 제어부로 전송하는 부하 편차부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 운동부의 운동 궤적은 상기 제 2 운동부의 운동 궤적과 다르며, 상기 기구 제어부는 상기 전송된 정보에 따라 상기 제 1 구동 장치와 상기 제 2 구동 장치가 서로 다른 부하를 발생시키도록 제어한다. In order to achieve the above object, a load control device according to an embodiment of the present invention includes a first load device having a first drive unit and a first moving unit moving in accordance with the operation of the first drive device; A second load device having a second drive unit and a second moving unit moving according to the operation of the second drive unit; A mechanism control unit for driving the first drive unit and the second drive unit; And a load deviation unit connected to the instrument control unit to measure exercise data of the user from the first load device and the second load device, and transmit information about the measured exercise data to the instrument control unit. Here, the movement trajectory of the first movement unit is different from the movement trajectory of the second movement unit.
A load control device according to another embodiment of the present invention includes a first load device having a first drive unit and a first moving unit moving according to the operation of the first drive unit; A second load device having a second drive unit and a second moving unit moving according to the operation of the second drive unit; A mechanism control unit for driving the first drive unit and the second drive unit; And measure the user's exercise data from the first load device and the second load device, calculate a load deviation according to the measured exercise data, and provide information about the calculated load deviation. It includes a load deviation unit for transmitting to the instrument control unit. Here, the movement trajectory of the first movement unit is different from the movement trajectory of the second movement unit, and the control unit controls the first driving unit and the second driving unit to generate different loads according to the transmitted information. do.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부하 제어 장치는 전자적으로 제어되는 제 1 구동 장치; 전자적으로 제어되는 제 2 구동 장치; 및 상기 구동 장치들을 구동시키는 기구 제어부를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 구동 장치로부터 발생되는 부하는 상기 제 2 구동 장치로부터 발생되는 부하와 다르다. A load control device according to another embodiment of the present invention includes a first drive device that is electronically controlled; An electronically controlled second drive device; And a mechanism control unit for driving the drive devices. Here, the load generated from the first drive device is different from the load generated from the second drive device.
본 발명에 따른 부하 제어 장치는 전자적으로 제어되는 구동 장치, 예를 들어 전동기를 사용하므로, 사용자에게 제공되는 부하가 정밀하게 제어될 수 있는 장 점이 있다. 따라서, 각 사용자들은 자신에 맞는 적합한 부하를 가지고 운동할 수 있으며, 결과적으로 상기 사용자에게 무리가 가해지지 않을 수 있다. Since the load control device according to the present invention uses an electronically controlled driving device, for example, an electric motor, there is an advantage that the load provided to the user can be precisely controlled. Therefore, each user can exercise with a suitable load for them, and as a result, the user may not be overwhelmed.
본 발명의 다른 실시예에 따른 부하 제어 장치가 독립적으로 구동되는 복수의 구동 장치들을 사용하므로, 사용자의 각 신체 부위별로 신체 부위에 적합한 운동을 제공할 수 있는 장점이 있다. 특히, 상기 부하 제어 장치가 이렇게 균형있는 운동 상태를 제공할 수 있으므로, 상기 부하 제어 장치가 교정 치료 등에 적합할 수 있다. Since the load control device according to another embodiment of the present invention uses a plurality of driving devices that are independently driven, there is an advantage in that it is possible to provide an exercise suitable for a body part for each body part of the user. In particular, since the load control device can provide such a balanced exercise state, the load control device may be suitable for orthodontic treatment or the like.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that another component may exist in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치를 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view showing a load control device according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 부하 제어 장치는 복수의 구동 장치들, 예를 들어 전동기들을 이용하여 부하를 정밀하게 제어하는 장치로서, 운동 기구, 재활 기구, 교정 기구 및 산업용 기구 등으로 사용될 수 있다. 즉, 상기 부하 제어 장치는 정밀한 부하 제어를 필요로 하는 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 특정 분야로 제한되지는 않 는다. The load control device of this embodiment is a device for precisely controlling the load using a plurality of drive devices, for example, electric motors, and can be used as an exercise device, a rehabilitation device, a calibration device, an industrial device, and the like. That is, the load control device may be used in various fields requiring precise load control, but is not limited to a specific field.
이하, 설명의 편의를 위하여 상기 부하 제어 장치를 운동 기구로 가정하겠다. Hereinafter, for convenience of description, the load control device will be assumed as an exercise device.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 부하 제어 장치는 제 1 구동 장치(100), 제 2 구동 장치(102), 제 1 프레임(104), 제 2 프레임(106), 제 1 운동부(108) 및 제 2 운동부(110)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the load control device of the present embodiment includes a
구동 장치(100 또는 102)는 특정 부하를 발생시키는 장치로서, 예를 들어 기구 제어부(미도시)로부터 제공된 전류(또는 전압)에 응답하여 소정 회전력을 발생시키는 전동기일 수 있다. 여기서, 상기 전동기는 고가이나 정밀 제어가 가능한 고성능 전동기와 저가이나 정밀 제어가 어려운 모터 등과 같은 저성능 전동기를 포함한다. 다만, 저성능 전동기의 경우에도 부하의 정밀 제어가 필요하므로, 상기 저성능 전동기를 사용하는 부하 제어 장치는 정밀 제어를 위한 구성 요소를 상기 고성능 전동기를 사용하는 부하 제어 장치보다 더 포함해야 한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하겠다. The
또한, 구동 장치(100 또는 102)는 상기 기구 제어부의 제어에 따라 등장 운동, 등속 운동, 등척 운동 및 ROM 운동 등을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 등장 운동은 운동할 동안 회전력을 일정하게 유지시키는 운동으로서, 일반적인 운동 기구에서 중량추를 가지고 행해하는 운동을 나타낸다. 상기 등속 운동은 운동할 동안 회전 속도를 일정하게 유지시키는 운동을 의미하며, 상기 등척 운동은 해당 프레임을 고정시킨 상태에서 사용자가 특정 근육 부위를 단련시키기 위해 수행하는 운동 을 나타낸다. 상기 ROM 운동은 재활을 위해 많이 사용되는 운동으로서, 사용자가 힘을 가하지 않더라도 해당 프레임이 일정 범위에서 자동으로 움직이는 운동을 의미한다. In addition, the
제 1 프레임(104)은 제 1 구동 장치(100)와 직접/간접으로 연결되며, 제 1 구동 장치(100)의 구동에 따라 예를 들어 전후로 움직인다. The
제 2 프레임(106)은 제 2 구동 장치(102)와 직접/간접으로 연결되며, 제 2 구동 장치(102)의 구동에 따라 움직인다. 예를 들어, 제 1 프레임(104)이 후방으로 움직이는 경우 제 2 프레임(106)은 전방으로 움직일 수 있다. 물론, 프레임들(104 및 106)은 동일한 방향으로 움직일 수도 있다. 이러한 동작 방법은 사용자가 외부 조작으로서 세팅할 수도 있고, 상기 부하 제어 장치 내에 특정 모드로서 기설정되어 있을 수도 있다. The
운동부들(108 및 110)은 사용자의 힘이 가해지는 부분으로서, 예를 들어 운동 손잡이다. 물론, 운동부들(108 및 110)은 프레임들(104 및 106)과 연결되어 있으므로, 프레임들(104 및 106)의 움직임과 동일한 방향으로 움직인다. 예를 들어, 운동부(108)가 후방 방향으로 힘을 가할 때 사용자는 운동부(108)를 전방 방향으로 밀면서 운동할 수 있다. 이러한 운동부들(108 및 110)은 사용자의 신체 부위와 접촉하는 한 특별 형태로 제한되지 않는다. The
요컨대, 본 실시예의 부하 제어 장치, 예를 들어 운동 기구는 복수의 구동 장치들(100 및 102), 바람직하게는 전동기들을 사용하여 부하를 발생시킨다. 여기서, 제 1 구동 장치(100), 제 1 프레임(104) 및 제 1 운동부(108)를 제 1 부하 장 치라 하고 제 2 구동 장치(102), 제 2 프레임(106) 및 제 2 운동부(110)를 제 2 부하 장치라 하면, 상기 부하 제어 장치는 상기 제 1 부하 장치와 상기 제 2 부하 장치를 독립적으로 구동시킬 수 있다. 결과적으로, 상기 제 1 부하 장치를 위한 부하량, 부하 제어 시간, 운동 방향 등은 상기 제 2 부하 장치를 위한 부하량, 부하 제어 시간, 운동 방향 등과 다를 수 있다. 즉, 상기 제 1 부하 장치의 운동 궤적은 상기 제 2 부하 장치의 운동 궤적과 다를 수 있다. In short, the load control device of the present embodiment, for example the exercise device, generates a load using a plurality of
이렇게 부하 장치들을 독립적으로 구동시키면, 사용자의 운동 불균형 상태를 균형 상태로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 오른 손잡이의 경우 일반적으로 오른손이 왼손보다 힘이 강하므로, 오른손을 위한 제 1 부하 장치는 왼손을 위한 제 2 부하 장치보다 더 큰 부하를 발생시켜 오른손 운동과 왼손 운동이 균형적으로 이루어지도록 할 수 있다. 다른 예로, 오른 다리 근육이 왼쪽 다리 근육보다 더 발달하여 균형적인 몸매를 위하여 왼쪽 다리의 근육을 더 발달시켜야 하는 경우, 왼쪽 다리를 위한 제 2 부하 장치는 오른 다리를 위한 제 1 부하 장치보다 더 큰 부하를 발생시켜, 즉 왼쪽 다리에 더 큰 부하를 가하여 오른쪽 다리와 왼쪽 다리가 동일한 시간을 운동하더라도 상기 왼쪽 다리의 근육이 더 단련되도록 할 수 있다. 즉, 상기 부하 장치들은 상황에 따라 서로 다른 부하(부하 편차)를 발생시킬 수 있다. By driving the load devices independently in this way, the user's movement imbalance can be changed to a balanced state. For example, in the case of the right hand, the right hand is generally stronger than the left hand, so the first load device for the right hand generates a greater load than the second load device for the left hand, so that the right hand motion and the left hand motion are balanced. Can be done. As another example, if the right leg muscle is more developed than the left leg muscle and needs to develop the left leg muscle for a balanced body, the second load device for the left leg is larger than the first load device for the right leg. A load may be generated, i.e., a greater load is applied to the left leg so that the muscles of the left leg are further trained even if the right and left legs exercise the same time. That is, the load devices may generate different loads (load deviations) according to the situation.
이와 같이 상기 부하 제어 장치가 사용자의 운동 상태를 균형 상태로 유지시킬 수 있으므로, 재활 치료 및 교정 치료 등에 적합할 수 있다. As such, the load control device may maintain the exercise state of the user in a balanced state, and thus may be suitable for rehabilitation treatment and orthodontic treatment.
위에서는, 2개의 부하 장치들만을 언급하였으나, 3개 이상의 부하 장치들, 즉 3개 이상의 구동 장치들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 왼팔, 오른팔, 왼 다리 및 오른 다리를 위한 4개의 부하 장치들이 사용될 수 있다. 이 경우, 사용자는 왼팔 근육, 오른팔 근육, 왼쪽 다리 근육 및 오른 다리 근육을 각기 단련시킬 수 있다. 또한, 상기 부하 장치들은 후술하는 바와 같이 각 단련(치료) 부위별로 운동 궤적을 다르게 형성할 수 있다. In the above, only two load devices are mentioned, but three or more load devices, ie three or more drive devices, may be used. For example, four load devices for the left arm, right arm, left leg and right leg can be used. In this case, the user can train the left arm muscle, the right arm muscle, the left leg muscle, and the right leg muscle, respectively. In addition, the load device may form a different movement trajectory for each training (treatment) site as will be described later.
위의 설명에서, 상기 부하 장치들이 각 신체 부위를 위한 부하를 초기에 적정하게 설정하는 것으로 설명하였으나, 본 실시예의 부하 제어 장치는 초기에 상기 부하 장치들이 기설정된 부하를 발생시키도록 제어하고, 그런 후 사용자의 운동 데이터를 측정하여 상기 사용자의 운동 상태가 균형 있는 상태가 되도록 상기 부하 장치들을 제어할 수 있다. 즉, 상기 부하 제어 장치는 사용자의 운동이 불균형 상태인 것으로 판단되는 경우 균형 상태가 되도록 상기 부하 장치들이 부하 편차를 가지고 부하들을 발생시키도록 제어한다. 물론, 이러한 제어 과정은 자동으로 수행될 수 있다. In the above description, although the load devices are initially set to appropriately set the load for each body part, the load control device of the present embodiment initially controls the load devices to generate a predetermined load, Afterwards, the exercise device may be measured to control the load devices such that the exercise state of the user is in a balanced state. That is, the load control device controls the load devices to generate loads with a load deviation so as to be in a balanced state when it is determined that the movement of the user is unbalanced. Of course, this control process can be performed automatically.
또한, 도 1에서는 프레임들(108 및 110)이 전후 운동하는 것으로 도시하였으나, 상기 부하 제어 장치의 구성에 따라 프레임이 상하 운동, 좌우 운동을 할 수 있다. 이 경우, 전후 운동, 상하 운동, 좌우 운동의 운동 궤적이 모두 다를 수 있다. 이렇게 운동 궤적을 달리하여 상기 부하 장치들을 구동시키므로, 상기 부하 제어 장치는 런닝, 골프, 수영, 역도, 헬스 등 다양한 스포츠의 트레이닝을 위해 적용될 수 있다. In addition, although the
이하, 본 실시예의 부하 제어 장치의 구성 요소들을 더 자세히 살펴보겠다. Hereinafter, the components of the load control device of the present embodiment will be described in more detail.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치를 도시한 도면이다. 다 만, 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 부하 장치들이 사용된다고 가정한다. 2 is a diagram illustrating a load control device according to an embodiment of the present invention. However, it is assumed that two load devices are used as shown in FIG. 1 for convenience of description.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 부하 제어 장치는 제 1 부하 장치, 제 2 부하 장치, 기구 제어부(200), 제 1 구동 제어부(202), 제 2 구동 제어부(204), 부하 편차부(206) 및 기구 조작부(208)를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 부하 장치는 제 1 구동 장치(100), 제 1 프레임(104) 및 제 1 운동부(108)를 가지며, 상기 제 2 부하 장치는 제 2 구동 장치(102), 제 2 프레임(106) 및 제 2 운동부(110)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the load control device of the present embodiment includes a first load device, a second load device, a
구동 장치(100 또는 102)가 전동기인 경우, 당업자에게 주지된 바와 같이 구동 장치(100 또는 102)는 몸체와 상기 몸체에 삽입되어 회전하는 회전축으로 이루어진다. 이 경우, 상기 회전축은 기구 제어부(200)의 제어에 따라 제공된 전류(또는 전압)에 비례하여 회전하며, 그 결과 프레임(104 또는 106)이 상기 회전축의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다. When the
구동 장치(100 또는 102)와 해당 프레임(104 또는 106)은 기어(gear), 풀리(pulley) 및 벨트(belt) 등을 이용하여 다양하게 연결될 수 있고, 이러한 연결 방법은 당업자가 용이하게 구현할 수 있으므로 이하 자세한 도면 및 설명은 생략한다. The
기구 제어부(200)는 구동 장치들(100 및 102)을 구동시키는 장치로서, 예를 들어 특정 전류(또는 전압)를 구동 장치들(100 및 102)에 제공하여 구동 장치들(100 및 102)을 구동시킨다. 특히, 기구 제어부(200)는 구동 장치들(100 및 102)을 독립적으로 구동시킬 수 있으므로, 이를 위해 서로 다른 전류(또는 전압)를 구 동 장치들(100 및 102)에 제공할 수 있다. The
구동 제어부들(202 및 204)은 기구 제어부(200)의 제어에 따라 해당 구동 장치(100 및 102)를 구동시킨다. The
부하 편차부(206)는 센서 등을 이용하여 사용자의 운동 데이터, 예를 들어 운동 부위의 위치, 힘, 운동량, 근력 등에 대한 데이터를 측정하고, 상기 측정된 데이터에 대한 정보를 기구 제어부(200)로 제공할 수 있다. 예를 들어, 부하 편차부(206)는 구동 장치(100 또는 102)의 회전축에 센서를 결합시켜 상기 회전축의 회전을 통하여 상기 운동 데이터를 검출할 수 있다. 다른 예로, 부하 편차부(206)는 운동부(108 또는 110)에 센서를 결합시켜 사용자에 의해 가해진 힘을 측정하여 운동 데이터를 검출할 수도 있다. 즉, 상기 사용자의 운동 데이터 검출은 다양하게 변형될 수 있고, 운동 데이터 또한 특정 정보로 제한되지 않는다. The
기구 제어부(200)는 부하 편차부(206)로부터 제공된 정보를 분석하여 운동 불균형 상태를 파악하고, 불균형 상태라 판단되는 경우 상기 부하 장치들, 즉 구동 장치들(100 및 102)이 부하 편차를 가지고 부하들을 발생시키도록 제어할 수 있다. 결과적으로, 사용자는 균형적인 운동을 수행할 수 있다. The
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 부하 편차부(206)가 다양한 방법을 통하여 사용자의 운동 데이터를 측정하고, 상기 측정된 데이터에 따라 바람직하게는 자동으로 상기 부하 장치들을 위한 부하 편차를 계산하고, 상기 계산된 부하 편차에 대한 정보를 기구 제어부(200)로 제공할 수 있다. 이 경우, 기구 제어부(200)는 상기 부하 편차가 발생하도록 상기 제공된 정보에 따라 상기 부하 장치들을 자동으로 제 어할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the
이러한 기구 제어부(200)는 상기 부하 제어 장치의 외부에 존재하는 외부 통신 장치(210)와 유무선으로 연결될 수 있으며, 측정된 데이터, 운동량 등에 대한 정보를 외부 통신 장치(210)로 전송할 수 있다. 결과적으로, 외부 통신 장치(210)는 상기 전송된 정보를 통하여 각 사용자에 대한 정보를 별도로 관리할 수 있으며, 상기 부하 제어 장치로 특정 제어 신호를 전송하여 사용자가 그에 맞는 운동을 수행할 수 있도록 상기 부하 제어 장치를 제어할 수도 있다.The
기구 조작부(208)는 사용자가 특정 명령을 입력하는 부분으로서, 예를 들어 특정 모드를 상기 사용자에게 제공한다. 상기 사용자는 상기 모드 선택을 통하여 운동 방법, 운동 셋팅 등을 위한 각종 명령을 입력한다. The
요컨대, 상기 부하 제어 장치는 운동 균형 상태를 유지하기 위하여 서로 다른 부하를 발생시킬 수 있는 복수의 구동 장치들을 사용한다. 여기서, 상기 구동 장치가 고성능 구동 장치인 경우에는 위에 설명된 구성만으로 구현이 가능하겠지만, 저성능 구동 장치인 경우에는 정밀 제어를 위하여 아래와 같은 구성을 필요로 한다. In short, the load control device uses a plurality of drive devices capable of generating different loads in order to maintain a balanced motion. Here, if the drive device is a high-performance drive device can be implemented only with the configuration described above, the low-performance drive device requires the following configuration for precise control.
이하, 이러한 저성능 구동 장치를 사용하는 부하 제어 장치의 구성을 살펴보겠다. Hereinafter, a configuration of a load control device using such a low performance drive device will be described.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다. 다만, 도 3에는 복수의 부하 장치들 중 일 부하 장치와 관련된 부분만을 도시하였고, 구동 장치를 전동기로 가정한다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a load control device according to an embodiment of the present invention. 3 shows only a part related to one load device among the plurality of load devices, and assumes that the driving device is an electric motor.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 부하 제어 장치는 전동기(100), 회전 부재(304), 힘 전달부(306), 힘 조정부(308), 힘 제어부(310), 프레임(104), 운동부(108), 위치/속도 센서(312), 부하 센서(314), 기구 제어부(200) 및 부하 편차부(206)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the load control device of the present embodiment includes the
전동기(100), 예를 들어 저가인 모터는 몸체(300) 및 회전축(302)을 포함한다. The
회전축(302)은 예를 들어 몸체(300)에 삽입되어 고정되며, 기구 제어부(200)로부터 몸체(300)로 소정 전류(또는 전압)가 제공되면 상기 전류(전압)의 크기에 비례하여 회전한다. The
회전 부재(304)는 회전 가능한 소자로서, 예를 들어 웜기어이다. 이러한 회전 부재(304)는 전동기(100)의 회전축(302)과 연결되며, 바람직하게는 회전축(302)과 맞물려서 회전축(302)의 회전에 응답하여 회전한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 부재(304)의 회전 속도는 전동기(100)의 회전축(302)의 회전 속도보다 느리며, 즉 회전 부재(304)는 감속기의 역할을 수행한다. The rotating
힘 전달부(306)는 회전 부재(304)의 회전에 따른 회전력을 프레임(104) 및 운동부(108)로 전달한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 힘 전달부(306)는 회전 부재(304)에 삽입된 상태로 고정되며, 따라서 회전 부재(304)가 회전할 때 함께 회전하게 된다. The
힘 조정부(308)는 힘 전달부(306)와 결합하며, 예를 들어 힘 전달부(306)의 일부분을 둘러싸는 구조를 가진다. 이러한 힘 조정부(308)는 힘 전달부(306)의 회 전력(회전 속도)을 제어하며, 즉 운동 부하를 제어한다. 예를 들어, 전동기(100)가 모터인 경우 전동기(100)가 기설정된 운동 부하를 정확하게 발생시키지 못할 수도 있으므로, 힘 조정부(308)가 전동기(100)의 회전력, 즉 회전 부재(304)의 회전력을 세밀하게 조정하여 원하는 운동 부하가 프레임(104)으로 전달되도록 제어할 수 있다. 물론, 힘 조정부(308)가 힘 전달부(306)를 조정하여 운동 부하를 정밀하게 제어할 수 있는 한 힘 조정부(308)의 위치 및 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 힘 조정부(308)는 클러치일 수 있다. 이 경우, 힘 조정부(308)의 내부에는 MR 유체, ER 유체 등과 같은 유체가 채워져 있을 수 있다. 여기서, 상기 유체는 자기장 등과 같은 외부 소스가 가해지면 고체로 변화되는 물질을 의미한다. 물론, 힘 조정부(308)가 운동 부하를 정밀하게 제어할 수 있는 한 클러치로 제한되지는 않는다. According to one embodiment of the invention, the
힘 제어부(310)는 힘 조정부(308)와 연결되며, 자기장 등을 이용하여 힘 조정부(308)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 힘 조정부(308)가 MR 유체로 이루어진 경우, 자기장의 세기를 조절하여 힘 조정부(308)의 동작을 제어할 수 있다. The
이러한 힘 제어부(310)는 기구 제어부(200)에 의해 제어된다. 상세하게는, 기구 제어부(200)는 전동기(100)를 동작시킴과 동시에 힘 제어부(310)를 제어한다. 즉, 기구 제어부(200)는 전동기(100)로부터 발생되는 회전력을 고려하여 힘 제어부(310)의 동작을 제어하며, 결과적으로 힘 조정부(308)가 힘 전달부(306)의 회전력을 기설정된 운동 부하에 맞춰서 가변시킨다. This
위치/속도 센서(312)는 회전 부재(304) 또는/및 힘 전달부(306)와 연결되며, 예를 들어 회전 부재(304)의 회전을 통하여 전동기(100)의 회전 위치/회전 속도를 감지한다. The position /
부하 센서(314)는 운동부(108)의 일측면 등에 부착되어 사용자에 의해 가해진 힘의 크기를 감지하며, 결과적으로 사용자의 실시간 운동 데이터가 정확하게 검출될 수 있다. The
부하 편차부(206)는 센서들(312 및 314)과 연결되어 센서들(312 및 314)에 의해 감지된 데이터를 실시간으로 검출하고, 상기 검출된 데이터에 관한 정보를 기구 제어부(200)로 제공한다. 이 경우, 기구 제어부(200)는 상기 제공된 정보에 따라 부하 장치들을 위한 부하를 각기 설정한다. The
요컨대, 본 실시예의 부하 제어 장치는 저가의 전동기(100), 예를 들어 DC 전동기를 사용하면서 힘 조정부(308)를 이용하여 운동 부하의 정밀도를 향상시킨다. 결과적으로, 상기 부하 제어 장치는 운동 부하의 정밀도를 고성능 전동기를 사용할 때와 유사하게 유지시키면서 제조 단가를 낮출 수 있다. In short, the load control device of the present embodiment improves the accuracy of the exercise load by using the
위의 부하 제어 장치의 구조는 저가의 전동기(100)를 이용하고 힘 조정부(308)가 운동 부하를 정밀하게 제어하는 한 다양하게 변형될 수 있다. The structure of the above load control device may be variously modified as long as the low-cost
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치의 실제 구현 구조를 도시한 사시도이다. 4 and 5 are perspective views showing an actual implementation structure of the load control device according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 부하 제어 장치는 상체 운동을 위한 제 1 운동부(108a 및 108b), 하체 운동을 위한 제 2 운동부(110a 및 110b), 제 1 구동 장치(100), 제 2 구동 장치(102) 및 기구 제어부(200)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the load control apparatus of the present embodiment includes
제 1 구동 장치(100)는 제 1 운동부(108a 및 108b)를 구동시키며, 제 2 구동 장치(102)는 제 2 운동부(110a 및 110b)를 구동시킨다. The
기구 제어부(200)는 구동 장치들(100 및 102)의 동작을 제어하며, 예를 들어 도 5(A)에 도시된 바와 같이 제 2 운동부(110a 및 110b)를 고정시킨 채로 제 1 운동부(108a 및 108b)를 오른쪽 방향으로 회전시킬 수 있다. 이 경우, 기구 제어부(200)는 제 1 운동부(108a 및 108b)의 회전 방향, 회전 속도, 회전 거리 등을 제어한다. 결과적으로, 제 1 운동부(108a 및 108b)는 기구 제어부(200)의 제어에 따라 우방향 운동 궤적을 가지고 특정 거리까지 움직이게 된다. 물론, 기구 제어부(200)는 제 1 운동부(108a 및 108b)가 우측 방향으로 최대 한도까지 움직인 후에는 좌측 방향으로 움직여서 처음 위치로 되돌리거나 좌측 최대 한도까지 움직이게 할 수 있다. 다른 예로, 기구 제어부(200)는 제 1 운동부(108a 및 108b)를 우방향 궤적을 가지고 회전시키고, 제 2 운동부(110a 및 110b)를 좌방향 궤적을 가지고 회전시킬 수 있다. 결과적으로, 사용자는 상체 운동, 하체 운동 및 허리 운동을 할 수 있다. The
요컨대, 기구 제어부(200)는 복수의 구동 장치들을 사용하여 각 신체 부위별로 부하를 다르게 제공하며, 즉 부하 편차를 가지고 상기 구동 장치들을 구동시킨다. 결과적으로, 사용자는 신체 부위별로 운동이 가능하게 된다. 특히, 상기 부하 제어 장치가 각 부위에 맞는 운동 궤적을 가지고 운동부를 움직이게 하므로, 각 부위의 단련이 최소 시간에 최대로 단련되거나 교정될 수 있다. In other words, the
상기한 본 발명의 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. The embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. Should be considered to be within the scope of the following claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치를 도시한 사시도이다. 1 is a perspective view showing a load control device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치를 도시한 도면이다. 2 is a diagram illustrating a load control device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a load control device according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 제어 장치의 실제 구현 구조를 도시한 사시도이다. 4 and 5 are perspective views showing an actual implementation structure of the load control device according to an embodiment of the present invention.
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