KR101474892B1 - 각근력계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피측정자의 각근력을 측정하는 각근력계에 관한 것으로서, 피측정자가 앉을 수 있는 의자, 피측정자가 앉았을 때 양 다리 사이에 배치되도록 의자의 선단에 고정되고 높이방향으로 회전가능하게 구성된 회전대, 상기 회전대에 장착된 다리지지대를 포함하는 각근력계에 있어서; 상기 다리지지대는, 상기 회전대의 말단에 그와 직교되게 고정된 고정축; 상기 고정축에 360°회전가능하게 고정되는 회전부재; 상기 회전부재의 외주면 일부에 고정된 다리지지구; 상기 회전부재와 다리지지구 사이에 설치되어 가해지는 힘에 따른 근력을 측정하는 로드셀;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각근력계를 제공한다.
본 발명에 따르면, 다리 근력 측정시 로드셀이 항상 힘이 가해지는 방향과 일치되게 배치되므로 정확한 근력 측정이 가능하고, 다리 근육을 구성하는 대퇴사두근 뿐만 아니라, 슬괵근의 근력도 측정할 수 있으며, 피측정자가 다리거치대를 들어 올릴 때 무릎 부근의 회전 과정에서 발생되는 각도 변화에 대하여도 정확한 근력 측정이 가능고, 좌측 다리와 우측 다리를 개별적으로 측정할 수도 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

각근력계{APPARATUS FOR MEASURING MUSCULAR STRENGTH OF LEG}

본 발명은 피측정자의 각근력(脚筋力)을 측정하는 각근력계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피측정자의 양다리의 근력을 동시에 간편하게 측정할 수 있는 각근력계에 관한 것이다.

일반적으로, 각근력계는 피측정자의 다리 근력을 측정한 후 측정된 근력을 수치화하는 장치이다.

이와 같은 각근력계를 이용하면, 피측정자의 다리의 건강 상태를 객관적으로 세밀하게 분석할 수 있다.

특히, 산업이 고도화됨에 따라 고령화가 심화되고 있으며, 그에 따라 걷는 힘이 저하된 고령자가 기하급수적으로 늘어나고 있는데, 이러한 고령자 뿐만 아니라 신체 능력이나 근력이 떨어지는 허약한 사람들이 재활이나 운동을 목적으로 적합한 운동기기에서 정해진 운동량만큼 운동을 수행할 수 있도록 운동을 처방하는 것은 매우 중요하다.

이에, 상기 운동 처방을 위해서는 먼저 각근력을 포함하여 피측정자들의 정확한 체력상태를 파악하여야 하며, 일반적으로 각근력은 무릎을 접고 펼 때에 발생하는 힘을 측정하는 각근력계를 사용하여 측정하고 있다.

예컨대, 종래 각근력계는 도 1의 예시와 같이, 지지프레임(10) 상에 고정된 의자(20)에 피측정자가 착좌한 상태에서 다리거치대(30)에 피측정자의 다리를 거치한 다음 다리에 힘을 가해 다리거치대(30)를 들어 올리면 회전대(40)가 시계방향으로 회전하게 되는데 그 과정에서 피측정자의 다리 힘에 의해 다리거치대(30)에 가해지는 힘을 측정하는 형태로 사용된다.

그런데, 다리에는 다리 앞측에 위치하는 대퇴사두근과, 다리 뒷측에 위치하는 슬괵근이 존재하는데, 종래 각근력계는 대퇴사두근의 근력만 측정하도록 구성되어 있다는 한계를 가진다.

통상, 측정에 필요한 정보는 대퇴사두근과 슬괵근의 근력이 각각 어느 정도이고, 또 이들의 비율이 어떠한지를 아는 것이 매우 중요한데, 종래 각근력계로는 이들의 상관관계를 측정할 수 없다는 단점이 있었다.

또한, 종래 각근력계는 직선방향의 힘만을 측정하는 로드셀(50)을 사용하여 다리의 근력을 측정하도록 되어 있기 때문에 측정시 다리가 무릎 부분을 중심으로 회전될 때 각도 변화에 따라 피측정자의 다리 근력을 정확하게 측정할 수 없다는 한계도 있었다.

관련 기술로, 공개특허 제2012-0133410호가 개시된 바 있지만, 상기 공개특허는 우측 다리와 좌측 다리의 근력을 동시에 측정할 수 있도록 하기 위한 것이어서 상술한 문제 해결과는 전혀 다른 개념임을 알 수 있다.

이에, 상술한 문제를 해결하기 위한 각근력계를 개발할 필요성이 요청되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 피측정자가 다리거치대를 들어 올릴 때 무릎 부근의 회전 과정에서 발생되는 각도 변화에 대하여도 정확한 근력 측정이 가능하고, 측정시 로드셀이 항상 힘이 가해지는 방향을 향하도록 하여 정확한 근력 측정이 가능하도록 한 각근력계를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다리 근육을 구성하는 대퇴사두근 뿐만 아니라, 슬괵근의 근력도 측정가능한 각근력계를 제공함에 그 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 피측정자가 앉을 수 있는 의자, 피측정자가 앉았을 때 양 다리 사이에 배치되도록 의자의 선단에 고정되고 높이방향으로 회전가능하게 구성된 회전대, 상기 회전대에 장착된 다리지지대를 포함하는 각근력계에 있어서; 상기 다리지지대는, 상기 회전대의 말단에 그와 직교되게 고정된 고정축; 상기 고정축에 360°회전가능하게 고정되는 회전부재; 상기 회전부재의 외주면 일부에 고정된 다리지지구; 상기 회전부재와 다리지지구 사이에 설치되어 가해지는 힘에 따른 근력을 측정하는 로드셀;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각근력계를 제공한다.

이때, 상기 고정축과 회전부재 사이에는 베어링이 개재된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 고정축은 원형의 단면을 갖되, 중실체인 원기둥 혹은 중공체인 원통 중 어느 하나로 형성된 것에도 그 특징이 있다.

그리고, 상기 다리고정구의 다리 접촉면인 표면에는 오목한 요홈이 더 형성되고, 상기 다리를 묶을 수 있는 고정끈이 더 구비된 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 고정끈은 탈부착 가능하게 구성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 다리 근력 측정시 로드셀이 항상 힘이 가해지는 방향과 일치되게 배치되므로 정확한 근력 측정이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 다리 근육을 구성하는 대퇴사두근 뿐만 아니라, 슬괵근의 근력도 측정할 수 있어 유용한 정보를 취득할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 피측정자가 다리거치대를 들어 올릴 때 무릎 부근의 회전 과정에서 발생되는 각도 변화에 대하여도 정확한 근력 측정이 가능한 효과도 얻을 수 있다.

아알러, 본 발명에 따른 각근력계는 좌측 다리와 우측 다리를 개별적으로 측정할 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 각근력계의 예시적인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 각근력계의 요부를 설명하기 쉽게 도식화 한 개략적인 평면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 요부도 및 개념도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 각근력계는 기본적으로 도 1에서 설명한 각근력계의 외형을 갖는다.

즉, 본 발명은 피측정자가 앉을 수 있는 의자(20), 의자(20)를 지지 고정하는 프레임(10), 피측정자가 의자(20)에 앉은 상태에서 다리 근력 측정을 위해 다리를 밀착시킬 수 있는 다리거치대(30) 및 상기 다리거치대(30)를 회전지지하는 회전대(40)를 그대로 포함한다.

다만, 상술한 목적을 달성할 수 있도록 다리거치대(30)의 구조가 개량되는데, 개량된 구조는 도 2 및 도 3의 도시와 같다.

따라서, 이하 설명은 상기 다리거치대(30)의 개량된 구조에 대해서만 언급하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 다리거치대(30)는 고정축(322), 회전부재(324), 로드셀(326) 및 다리지지구(328)를 포함한다.

이때, 상기 고정축(322)은 상기 회전대(40)의 단부에 회전대(40)과 직교되는 방향으로 설치 고정된다.

특히, 상기 고정축(322)은 단면이 원형을 갖는 형태여야 회전지지 기능을 가질 수 있으므로, 내부가 채워진 중실체로서 원기둥, 내부가 비어 있는 중공체로서 원통 등이 사용될 수 있다.

이 경우, 비용과 무게를 고려한다면 중공형인 원통이 바람직하지만, 길이가 짧고 안정적인 지지가 필요하다면 원기둥을 사용하는 것이 좋다.

뿐만 아니라, 상기 고정축(322)은 상기 회전대(40)의 단부를 중심으로 좌우 양측이 동일 길이를 갖도록 회전대(40)를 중심으로 좌우 대칭형으로 형성되어야 하는데, 그래야 양측 다리 측정시 정확한 측정이 가능하게 된다.

그리고, 상기 고정축(322)에는 회전부재(324)가 끼워진다.

상기 회전부재(324)는 원형상의 부재로서, 상기 고정축(322)에 끼워진 채 360°자유롭게 회전될 수 있어야 한다.

이를 위해, 상기 고정축(322)과 상기 회전부재(324) 사이에는 베어링(400)이 개재된다.

상기 베어링(400)은 볼 베어링이 바람직하며, 상기 고정축(322)에 키(key) 고정되는 형태로 일체화 되어 회전시 마찰을 최소화하고 원활하게 구름 접촉될 수 있도록 구성된다.

아울러, 상기 베어링(400)의 외주면에는 상기 회전부재(324)가 끼워져 키 결합되는 형태로 고정됨으로써, 결국 상기 회전부재(324)는 상기 베어링(400)의 개재하에 상기 고정축(322) 상에서 원활하게 회전될 수 있는 구조를 갖게 된다.

한편, 상기 회전부재(324)의 외주면 일부에는 다리지지구(328)가 고정된다.

상기 다리지지구(328)는 피측정자가 다리를 밀착시켜 들어 올릴 수 있도록 하는 부재로서, 다리 접촉시 상해를 입히지 않도록 쿠션 재질로 형성되고, 쿠션은 부드러운 재질, 이를 테면 면, 천, 가죽, 인조가죽 등으로 씌워지도록 구성됨이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 다리지지구(328)의 표면, 즉 다리와 접촉하는 부위는 내측을 향해 오목하게 요입된 형태로 요홈(G)이 형성되게 하면 다리 접촉시 더 편안하고 효율적일 수 있다.

또한, 당연한 이야기지만 상기 다리지지구(328)는 양측의 고정축(322) 모두에 각각 설치된다.

아울러, 상기 다리지지구(328)에는 다리 접촉시 다리가 쉽게 유동되지 않도록 고정하는 고정끈(410)이 더 구비될 수 있다.

이 경우, 상기 고정끈(410)은 상기 다리지지구(328) 상에 떼었다 붙일 수 있는 탈부착형으로 구성하면 더욱 좋다.

그리고, 상기 다리지지구(328)와 고정축(322) 사이에는 로드셀(326)이 설치된다.

상기 로드셀(326)은 하중을 측정하는 계측기기 중 하나로서, 상기 다리지지구(328)에 가해지는 하중을 계측하게 된다.

이러한 로드셀(326)도 좌우 양측에 각각 하나씩 설치됨으로써, 양측 다리의 근력을 개별적으로 측정할 수 있다.

여기에서, 본 발명에 따른 로드셀(326)은 회전대(40)가 회전할 때 피측정자의 다리가 고정끈(410)에 의해 다리지지구(328) 상에 완전히 묶인 상태로 고정되어 있기 때문에 회전부재(324)도 같이 회전하게 되고, 이로 인해 로드셀(326)은 항상 피측정자의 다리가 가하는 힘의 방향으로 향하게 되므로 정확한 측정이 가능하게 된다.

이에 반해, 종래 로드셀은 피측정자가 힘을 가해 다리지지구를 들어 올릴 때 회전대가 회전하면서 시시각각 피측정자가 가하는 힘의 방향이 바뀜에도 불구하고, 항상 고정된 방향으로만 힘을 측정하게 되므로 로드셀에서 계측되는 측정값이 정확하지 않은 것이다.

덧붙여, 상기 회전부재(324)를 도 4의 (a),(b)와 같이 180°회전시키게 되면 다리를 구성하는 대퇴사두근 뿐만 아니라, 슬괵근의 근력도 측정할 수 있게 된다.

즉, 도 4의 (a)와 같은 경우에는 대퇴사두근의 근력을 측정한다면, 도 4의 (b)와 같은 경우에는 반대로 뒤집어져 있기 때문에 그 반대 근육인 슬괵근의 근력을 측정할 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 각근력계는 다음과 같이 사용될 수 있다.

먼저, 피측정자가 의자(20)에 착좌한다.

그런 다음, 자신의 양쪽 다리 혹은 측정하고자 하는 한 쪽 다리를 의자(20) 선단에서 회전대(40) 측으로 이동시킨다.

이후, 다리의 일부를 다리거치대(30), 즉 다리지지구(328)에 밀착시킨다.

이때, 고정끈(410)이 구비된 경우라면 고정끈(410)을 이용하여 다리를 견고히 고정하여 준다.

이 상태에서, 다리를 들어 올리면 다리지지구(328)가 상향 이동되게 되는데, 의자(20) 선단에 고정된 힌지점을 중심으로 회전대(40)가 시계방향으로 회전되면서 상승하게 된다.

이 과정에서 다리는 또한 무릎을 중심으로 회전되게 되므로 다리와 다리지지구(328), 즉 다리거치대(30) 사이에는 상향 회전이동하는 도중에 힘이 가해지는 중심점이 자꾸 바뀌게 된다.

하지만, 본 발명은 종래와 달리 다리지지구(328)가 고정된 회전부재(324)가 베어링(400)을 통해 고정축(322)에 대해 회전 가능한 상태로 유지되기 때문에 힘의 중심이 조금만 바뀌어도 그에 맞춰 자연스럽게 회전되면서 힘의 중심점과 항상 일치되는 방향으로 배열시킨다.

때문에, 가해진 힘은 항상 정확하게 일치된 상태를 유지하는 로드셀(326)에 의해 측정되고, 측정된 값은 피측정자가 알 수 있도록 디스플레이(미도시)와 같은 표시수단을 통해 표시된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 각근력계는 회전부재(324)의 위치를 단순히 바꾸어 주는 것만으로도 측정하고자 하는 다리 근육의 위치를 쉽게 바꿀 수 있고, 또한 로드셀(326)이 항상 가해지는 힘의 방향으로 정렬된 상태에서 가해진 힘을 측정하기 때문에 정확하게 근육의 근력만을 측정할 수 있어 정확도가 향상된다.

뿐만 아니라, 양쪽 다리는 물론 한 쪽 다리만도 쉽고 편리하게 측정할 수 있으므로 그 효용성이 커질 것으로 기대된다.

이에 더하여, 의자(20)가 고정되는 프레임(10, 도 1 참고) 상에 컨트롤패널(미도시)을 더 설치할 수 있는데, 이 컨트롤패널에는 상기 로드셀(326)과 연결된 컨트롤러(미도시), 및 사용자 인식을 위한 사용자인식부, 결과 표시를 위한 디스플레이를 더 구비할 수 있다.

이때, 사용자인식부는 전자태그(예. RFID) 혹은 통상적으로 활용되고 있는 마그네틱카드 등의 ID 카드를 인식하는 부분이며, 이를 통해 사용자의 신원을 확인할 수 있도록 하여 준다.

이 경우, 상기 컨트롤러 자체에 메모리가 내장되도록 구성하면 컨트롤패널만을 구비하더라도 다수의 사용자를 등록하고 관리할 수 있다.

더 나아가, 좀 더 체계적인 관리를 위해, 상기 컨트롤러에 유무선통신부를 더 구비하고, 이를 매장내 PC 등의 관리서버(미도시)와 통신 가능하게 구성할 수 있다.

그러면, 관리서버를 통해 DB에 등록하여 사용자 관리를 용이하게 할 수 있는데, 이를 테면 사용자의 체중, 키, 체지방, 근육량, 수분양 등등 관리에 필요한 정보를 날짜별로 저장, 갱신하여 건강관리에 필요한 이력이 되도록 할 수 있다.

또한, 사용자별로 자신에게 맞는 근육량을 정확하게 계측하고 관리할 수 있도록 상기 메모리 상에 사용자별 관리이력을 만들고, 이에 대한 측정정보를 저장, 갱신하도록 함으로써 자신의 신체 관리에 용이하고 효율적인 정보로 활용할 수 있도록 할 수 있다.

특히, 계측된 정보는 사용자가 계측과 동시에 비교적 큰 화면을 통해 실시간으로 직접 확인할 수 있도록 해당 측정정보(다리 근육량 등)가 컨트롤패널에 구비된 디스플레이를 통해 표시되도록 하면 더욱 좋다.

10: 프레임 20: 의자
30: 다리거치대 40: 회전대
322: 고정축 324: 회전부재
326: 로드셀 328: 다리지지구
400: 베어링 410: 고정끈

Claims (5)

1. 피측정자가 앉을 수 있는 의자, 피측정자가 앉았을 때 양 다리 사이에 배치되도록 의자의 선단에 고정되고 높이방향으로 회전가능하게 구성된 회전대, 상기 회전대에 장착된 다리지지대를 포함하는 각근력계에 있어서;
   상기 다리지지대는,
   상기 회전대의 말단에 그와 직교되게 고정된 고정축;
   상기 고정축에 360°회전가능하게 고정되는 회전부재;
   상기 회전부재의 외주면 일부에 고정된 다리지지구;
   상기 회전부재와 다리지지구 사이에 설치되어 가해지는 힘에 따른 근력을 측정하는 로드셀;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 각근력계.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 고정축과 회전부재 사이에는 베어링이 개재된 것을 특징으로 하는 각근력계.
   
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 고정축은 원형의 단면을 갖되, 중실체인 원기둥 혹은 중공체인 원통 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 각근력계.
   
4. 청구항 1에 있어서;
   상기 다리지지구의 다리 접촉면인 표면에는 오목한 요홈이 더 형성되고, 상기 다리를 묶을 수 있는 고정끈이 더 구비된 것을 특징으로 하는 각근력계.
   
5. 청구항 4에 있어서;
   상기 고정끈은 탈부착 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 각근력계.

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