KR101624602B1 - 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템에 관한 것으로, 지면에 고정설치되는 고정부(110); 상기 고정부(110)에 일부가 회전 또는 이동 가능하게 설치되어 사용자의 운동에 따라 회전 또는 이동하는 운동부(120); 상기 고정부(110)에 고정 설치된 진동판(200);를 포함하되, 상기 진동판(200)의 일부분이 상기 고정부(110)와 연결되어, 상기 운동부(120)에서 발생된 진동은 상기 고정부(110)와 진동판(200)의 연결된 부분을 통해 상기 진동판(200)으로 전달됨으로써 상기 고정부(110)에서의 진폭보다 상기 진동판(200)에서의 진폭이 더 커지고; 상기 진동판(200)에 거치된 휴대 단말기(300)에서 상기 진동판(200)을 통해 전달되는 진동특성으로부터 사용자의 운동량을 측정하는 것으로 이루어진다.

Description

진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템{Exercise equipment capable of measuring amount of exercise using vibration and exercise equipment system}

본 발명은 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 사용자의 휴대 단말기를 이용하여 다양한 운동기구를 인식하고, 인식된 운동기구의 사용에 따른 진동을 해석하여 운동량을 표시할 수 있는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 놀이터나 공원, 등산로 등 공공장소에는 다양한 종류의 운동기구들이 설치되어 있어 놀이터나 공원 등을 찾는 사용자들이 다양한 운동을 하고 있다.

또한 야외의 운동기구를 이용하기 어렵거나 날씨에 관계없이 운동하려는 사람들은 헬스클럽 등 실내에 설치된 다양한 운동기구를 이용하여 운동을 하고 있다.

상기 운동기구들의 종류로 사용자가 의자에 앉은 상태로 손잡이를 내려 의자를 들어올리는 방식의 역기운동기구, 두 발을 모은 상태로 허리를 이용하여 하체를 좌우로 왕복운동하는 허리운동기구, 노젓기 운동기구, 자전거형 운동기구, 달리기 운동기구, 허리돌리기 운동기구, 어깨 운동기구 등이 있다.

이러한 운동기구에는 사용법, 운동횟수, 운동시간 등의 사항이 기재된 안내판이 마련되어 있다. 그러나 사용자들은 특정한 운동기구로 운동을 했을 때의 운동량과 그 운동량에 따른 소모된 칼로리를 알 수가 없어서 궁금해 한다.

상기와 같은 사용자의 요구에 따라 공개특허 10-2014-0120758호(운동량 카운터를 포함하는 운동량 카운트 시스템 및 그 방법, 2014년 10월 14일 공개)에서는 운동기구에 장착되어 운동량을 카운트할 수 있는 시스템이 기재되어 있다.

구체적으로 상기 공개특허에서는 사용자의 정보를 포함하는 휴대용 RF 카드를 운동기구에 설치된 운동량 카운터에 인식시키면, 사용자의 운동량을 카운트하고, 상기 운동량 카운터에서 운동량 정보를 수신하는 카운터 관리 서버를 포함하여 구성되는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 방식은 RF 카드를 이용하기 때문에 RF카드, 입출력기 등의 추가적인 기록 장치와 기계적 센서 장치가 결합된 카운트가 가능한 운동기구가 필요하여 비용이 많이 소요되고 운동기구의 고장을 유발하는 원인이 되는 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1031050호(공원, 관광지, 유원지, 체육시설, 단지 등에 설치되는 모바일 디바이스 연결용 야외 공용운동기, 2011년04월25일 공고)에는 모바일 디바이스가 설치되는 거치부가 작동유닛에 구비되고, 작동유닛의 작동상태를 사용자의 모바일 디바이스를 통하여 감지할 수 있는 운동기구가 기재되어 있다.

상기한 등록특허에서는 모바일 디바이스가 작동유닛에 거치되므로 작동유닛의 작동시 모바일 디바이스를 안정적으로 고정하기가 어려워 복잡한 구조의 거치부가 필요하므로 제조 비용이 증가하고, 다양한 크기와 형태로 이루어진 모바일 디바이스에 호환성있게 적용하기 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 운동기구에 직접 운동량 검출을 위한 센서를 부착하지 않고도, 운동량 및 그 운동량에 따른 칼로리 소모량을 사용자에게 인지시킬 수 있는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템을 제공함에 있다.

또한 본 발명은 다양한 운동기구의 종류를 자동으로 인지할 수 있는 수단을 마련하여, 별도의 조작 없이도 사용자가 현재 이용하는 운동기구의 종류를 인지하여 해당 운동기구의 이용에 따른 운동량과 칼로리 소모량을 확인할 수 있는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템을 제공함에 있다.

또한 본 발명은 운동부로부터 전달되어 온 진동을 증폭하여 직접적으로 진동판에 전달되도록 함으로써 휴대 단말기에서 한층 더 정확한 운동량 측정이 가능한 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구는, 지면에 고정설치되는 고정부(110); 상기 고정부(110)에 일부가 회전 또는 이동 가능하게 설치되어 사용자의 운동에 따라 회전 또는 이동하는 운동부(120); 상기 고정부(110)에 고정 설치된 진동판(200);을 포함하되, 상기 진동판(200)의 일부분이 상기 고정부(110)와 연결되어, 상기 운동부(120)에서 발생된 진동은 상기 고정부(110)와 진동판(200)의 연결된 부분을 통해 상기 진동판(200)으로 전달됨으로써 상기 고정부(110)에서의 진폭보다 상기 진동판(200)에서의 진폭이 더 커지고; 상기 진동판(200)에 거치된 휴대 단말기(300)에서 상기 진동판(200)을 통해 전달되는 진동특성으로부터 사용자의 운동량을 측정하는 것으로 이루어진다.

상기 진동판(200)과 고정부(110)는 상기 진동판(200)의 폭에 비해 작은 두께를 갖는 연결부재(230,240,250,260)에 의해 연결되어, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)로부터 이격될 수 있다.

상기 연결부재(230,240)는 로드(rod) 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 고정부(110)의 전면에는 상기 고정부(110)의 두께 방향 내측으로 오목하게 형성된 오목공간부(130)가 형성되고, 상기 진동판(200)과 연결부재(230,240,250,260)는 상기 오목공간부(130) 내부에 구비될 수 있다.

상기 연결부재(230)의 일단부는 상기 진동판(200)에 연결되고, 상기 연결부재(230)의 타단부는 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 정면(111a) 또는 저면(111b)에 연결될 수 있다.

상기 연결부재(240)는 상기 진동판(200)과 상기 운동부(120)에 인접한 고정부(110) 사이를 연결하되, 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 저면(111b)을 관통하며, 상기 저면(111b)을 관통하는 부분에서 상기 연결부재(240)와 저면(111b)은 이격될 수 있다.

상기 연결부재(230)는 하단부가 상기 고정부(110)의 후방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하도록 경사지게 설치되고; 상기 진동판(200)은 하단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 후방을 향하도록 경사지게 설치될 수 있다.

상기 진동판(200)은 상기 휴대 단말기(300)가 거치되는 부분이 판(plate) 형상으로 이루어지고, 상기 진동판(200)의 하단부가 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 저면(111b)에 연결될 수 있다.

상기 연결부재(250)는 스프링으로 이루어질 수 있다.

상기 연결부재(260)는 와이어 형상으로서 복수로 이루어지고, 상기 복수의 연결부재(260)는 상기 진동판(200)의 둘레를 따라 서로 이격되어 설치될 수 있다.

상기 진동판(200)의 서로 대향하는 양측 단부(201,202)는 상기 고정부(110)에 각각 연결되고, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)보다 두께가 얇은 판(plate) 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 고정부(110)의 전면에는 소정의 형상의 절개된 절개부(111)가 형성되어 있고, 상기 진동판(200)은 판(plate) 형상으로 이루어지며, 상기 진동판(200)의 가장자리와 상기 절개부(111)를 둘러싸는 고정부(110)가 연결될 수 있다.

상기 절개부(111)를 둘러싸는 고정부(110)에는 상기 절개부(111)의 내측으로 돌출된 돌출부(112)가 형성되어 있고, 상기 진동판(200)의 가장자리는 상기 돌출부(112)에 연결될 수 있다.

상기 고정부(110)와 진동판(200)은 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.

상기 고정부(110)는 금속이고, 상기 진동판(200)은 합성수지로 이루어질 수 있다.

상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)에 비하여 두께가 더 얇은 것일 수 있다.

본 발명의 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템은, 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 기재된 운동기구(100); 상기 진동판(200)에 거치되며 상기 고정부(110)를 통해 상기 진동판(200)에 전달되는 진동특성으로부터 상기 운동기구(100)를 이용하는 사용자의 운동량을 측정하는 휴대 단말기(300)로 이루어진다.

상기 휴대 단말기(300)는 상기 운동량을 측정하는 어플리케이션이 설치되어 있으며, 상기 어플리케이션은 상기 운동기구(100)의 종류별로 상기 진동판(200)의 진동특성 데이터들을 저장한 데이터베이스의 데이터와 상기 휴대 단말기(300)에 내장된 3축 센서(310)에서 검출된 현재 상기 진동판(200)의 진동특성을 비교하여, 사용자의 운동량을 측정할 수 있다.

상기 진동판(200)의 내측에는 근거리 무선 통신칩(220)이 마련되어 있으며, 상기 휴대 단말기(300)가 상기 진동판(200)에 거치되었을 때 상기 휴대 단말기(300)에 내장된 근거리 무선 통신칩과 통신하여, 상기 어플리케이션을 자동 실행할 수 있다.

상기 진동판(200)에는 운동기구(100) 종류에 대한 정보가 저장된 근거리 무선 통신칩(220)이 마련되어 있으며, 상기 휴대 단말기(300)가 상기 진동판(200)에 거치되었을 때 상기 휴대 단말기(300)의 어플리케이션과 통신하여, 상기 운동기구(100)의 종류를 인식할 수 있다.

본 발명 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템은, 단순히 휴대 단말기의 움직임을 측정하거나 기계적센서를 이용하여 운동량을 검출하는 것이 아니라 진동 발생을 휴대 단말기에 원활히 전달할 수 있는 진동판이 결합된 운동기구를 통해서, 휴대 단말기를 고정부에 안정적으로 위치시킬 수 있고 휴대 단말기의 센서를 이용하여 운동량을 검출할 수 있기 때문에 운동기구에 별도의 센서를 구비하지 않고, 운동기구에 전원을 공급하기 위한 장치를 구비하지 않음으로써 운동기구의 구조를 간단하게 하고 제조비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 운동기구에 센서를 장착하는 경우 고장 여부의 확인과 유지 보수가 요구되지만, 휴대 단말기의 센서를 이용하는 경우 이러한 확인 및 유지 보수가 요구되지 않아 관리가 용이한 효과가 있다.

그리고 본 발명은 다양한 종류의 운동기구 마다의 진동특성 데이터를 휴대 단말기 앱에 저장하고, 휴대 단말기에 내장된 센서에서 검출된 진동을 상기 진동특성 데이터와 비교하여 운동량을 검출함으로써 운동량을 측정하는 센서를 운동기구마다 서로 다른 위치에 구비할 필요가 없고, 운동기구마다 운동량을 검출하여 소모되는 칼로리로 환산하는 앱을 단일화하여 앱 개방을 간소화함과 동시에 운동량 측정 시스템을 단순화시킬 수 있다.

아울러 본 발명 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템은, 휴대 단말기의 크기에 무관하게 안정적인 거치가 가능한 진동판을 제공함과 아울러 근거리 무선 통신(NFC)을 이용하여 진동판에 휴대 단말기가 거치되었을 때 별도의 조작 없이도 어플리케이션이 구동되도록 할 수 있어 사용의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 진동판을 운동기구의 운동부에 설치하지 않고, 운동중에도 고정되어 있는 고정부에 설치함으로써, 휴대 단말기의 낙하에 따른 파손 위험을 방지함과 아울러 운동을 하면서도 휴대 단말기에 표시되는 운동량 정보를 확인하기가 용이한 효과가 있다.

또한, 진동판의 일부분만 고정부와 연결되도록 하거나 연결부재를 매개로 고정부와 연결되도록 함으로써 운동부에서 발생된 진동이 고정부를 거쳐 진동판으로 전달될 때 진동을 증폭시켜 직접적으로 진동판에 전달하여 한층 더 명확한 진동을 전달할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 블록 구성도이다.
도 3은 특정 운동기구의 3축 진동 특성의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템을 이용한 운동량 측정방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 8(a),(b)는 본 발명의 제5실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 측단면도와 정면도이다.
도 9(a),(b)는 본 발명의 제6실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 측단면도와 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.
도 11(a),(b),(c)는 본 발명의 제8실시예에 따른 진동판의 설치 구조로서, 측단면도와 진동판이 고정부에 결합되기 전후를 보여주는 도면이다.

이하 본 발명 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 및 운동기구 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 블록 구성도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면, 지면에 고정설치되는 고정부(110) 및 상기 고정부(110)에 일부가 회전 또는 이동 가능하게 설치되어 사용자의 운동에 따라 회전 또는 이동하는 운동부(120)를 포함하는 운동기구(100)와, 상기 운동기구(100)의 상기 고정부(110)에 고정 설치된 진동판(200)과, 상기 진동판(200)에 거치되며 상기 진동판(200)에 전달되는 진동특성으로부터 상기 운동기구(100)를 이용하는 사용자의 운동량을 측정하는 휴대 단말기(300)를 포함하여 구성된다.

본 발명은 특히 진동판(200)의 일부분이 고정부(110)와 연결되는 구조로 되어 있다. 또한, 운동부(120)에서 발생된 진동이 고정부(110)와 진동판(200)의 연결된 부분을 통해 진동판(200)으로 전달될 때 상기 고정부(110)에서의 진폭보다 상기 진동판(200)에서의 진폭이 더 커져 진동이 증폭되는 구조로 되어 있다.

먼저, 운동기구(100)는 사용자가 의자에 앉은 상태로 손잡이를 내려 의자를 들어올리는 방식의 역기운동기구, 두 발을 모은 상태로 허리를 이용하여 하체를 좌우로 왕복운동하는 허리운동기구, 노젓기 운동기구, 자전거형 운동기구, 달리기 운동기구, 허리돌리기 운동기구, 어깨 운동기구 등 다양한 종류이다.

이처럼 다양한 종류의 운동기구들의 공통점은 지면에 고정설치되는 고정부(110)와, 상기 고정부(110)에 회전 또는 이동 가능하게 결합되어 있어 사용자가 운동을 할 때 회전 또는 이동을 하게 되는 운동부(120)를 포함한다는 것이다.

예를 들어 역기 운동기구는, 고정부(110)에 손으로 당길 수 있는 손잡이가 있으며, 손잡이를 당겼을 때 사용자가 앉아있는 의자가 소정의 높이로 왕복 운동을 한다. 이때 상기 손잡이와 의자가 운동부(120)가 된다.

이와 동일하게 자전거형 운동기구는 지면에 고정되는 고정부(110)와, 사용자가 의자에 앉아 발을 굴렀을 때 회전하는 페달을 포함하며, 이때 페달이 운동부(120)가 된다.

이처럼 위에 나열한 운동기구(100)들은 모두 고정부(110)와 그 형태는 종류에 따라 각각 다르지만 운동부(120)를 포함하고 있다.

또한 위에 나열된 운동기구(100)들의 다른 특징은 운동방법에 차이가 있다. 즉 역기운동기구의 경우에는 대략 15회의 운동량을 1세트로 하여, 보통 3 내지 5세트의 운동을 하기를 권장하지만, 자전거형 운동기구는 10 내지 20분 등 적합한 운동량을 시간에 맞춰 운동하기를 권장한다.

그리고 각 운동기구(100)들의 종류마다 운동량에 따른 칼로리의 소모량에도 차이가 있다. 이러한 차이에 따른 본 발명의 특징적인 구성들은 이후에 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

상기 운동기구(100)에서 회전 또는 이동을 하지 않는 고정부(110)에는 휴대 단말기(300)를 거치할 수 있는 진동판(200)이 마련되어 있다. 상기 진동판(200)은 휴대 단말기(300)를 고정할 수 있는 구조이면 그 구조에 무관하게 사용할 수 있다.

상기 진동판(200)을 고정부(110)에 설치하는 이유는 운동부(120)에 설치할 경우 진동판(200)에 거치된 휴대 단말기(300)도 운동부(120)와 함께 회전 또는 이동하게 되며 휴대 단말기(300)가 진동판(200)에서 이탈되어 바닥에 떨어져 파손될 위험이 있기 때문이다.

또한 휴대 단말기(300)를 고정부(110)에 거치하더라도 운동부(120)의 움직임을 직접 검출하는 방법으로 하는 경우에는 운동부(120)의 움직임을 감지하기 위한 센서를 운동부(120) 또는 고정부(110)에 설치하고, 이러한 센서를 휴대 단말기(300)와 연결시켜야 하므로, 센서를 설치하기 위한 구조가 복잡해지고, 전원 공급장치가 운동기구에 마련되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 휴대 단말기(300)를 거치하는 진동판(200)을 고정부(110)에 설치하고, 각 운동기구(100)의 종류마다 차이가 있는 3축 진동의 진동특성을 검출하여 운동량을 판단하기 때문에, 운동부(120)의 운동을 직접 검출하기 위한 센서를 운동기구(100)에 설치할 필요가 없고, 별도의 전원 공급장치가 구비될 필요가 없어 운동기구 시스템의 구조를 간단하게 할 수 있다.

본 발명에서는 이러한 운동기구(100)들의 차이를 휴대 단말기(300)의 어플리케이션에서 인식할 수 있도록 하였으며, 이를 좀 더 상세히 설명한다.

도 3의 (a)는 특정한 운동기구(100)를 이용하여 운동을 할 때, 상기 진동판(200)에서 검출되는 3축 진동의 파형이다. 이러한 3축 진동의 파형은 운동기구(100)의 종류마다 차이가 있게 된다.

이러한 차이를 명확하게 하기 위하여, 도 3의 (b)와 같이 도 3(a)의 파형을 소정의 비율로 증폭하여 각 운동기구(100)를 이용하여 운동을 할 때, 고정부(110)에 전달되는 고유의 진동 파형을 생성한다.

여기서 도 3의 (b)에서 증폭된 파형을 검출하는 방법으로는, x, y, z축의 성분 중 어느 하나의 축에 대한 성분을 증폭하는 것으로 구성할 수도 있고, x, y, z축의 각 성분을 가산한 값(예를 들면, x, y, z축의 각 성분의 제곱을 더한 후 이 더한 값의 제곱근으로 나타나는 값)을 증폭하는 것으로 구성할 수도 있다.

이러한 진동 파형은 1회의 운동시 특정한 파형의 발생 횟수를 비교하면 각 운동기구(100)를 구분할 수 있는 기준으로 사용할 수 있게 된다.

이러한 진동 파형에 따른 운동기구(100)의 종류와, 각 운동기구(100) 마다 1회 운동량에 대하여 소모되는 칼로리 정보는 상기 휴대 단말기(300)의 어플리케이션이 이용하는 데이터베이스에 저장되어 있다.

따라서 사용자가 운동기구(100)의 고정부(110)에 장착된 진동판(200)에 휴대 단말기(300)를 장착한 상태에서 어플리케이션을 실행하고, 해당 운동기구(100)를 사용하여 운동을 한다. 이때 운동기구(100)에서 운동부(120)는 회전 또는 이동되며 이때 발생한 진동은 상기 고정부(110)와 진동판(200)을 통해 휴대 단말기(300)에 전달된다.

이때 휴대 단말기(300)에 구비된 3축 센서(310)는 3축 방향에서 진동을 검출하며, 어플리케이션을 수행하는 제어부(320)에서는 상기 검출된 3축 방향 진동데이터를 메모리(330)에 저장된 어플리케이션의 데이터베이스의 데이터와 비교하여 현재 사용자가 운동을 하고 있는 운동기구(100)의 종류를 인식할 수 있게 된다.

상기 어플리케이션 데이터와의 비교는 특정한 파형 부분과 교차되는 점의 수 및 주기를 비교한다.

이처럼 운동기구(100)의 종류를 인식한 후에는 종류가 확인된 운동기구(100)를 이용한 운동량을 검출하여, 운동량을 디스플레이부(340)에 표시함과 아울러 운동량에 따른 칼로리 소모량도 표시한다.

상기 휴대 단말기(300)의 어플리케이션은 설정 과정에서 사용자의 성별, 나이, 키, 몸무게 등 칼로리 소모량을 산출할 수 있는 기본 정보를 입력받아 저장한다.

이처럼 본 발명은 운동기구(100) 자체에 센서를 부가하지 않고, 운동기구(100)를 사용하는 사용자의 휴대 단말기(300)를 이용하여 운동량을 검출할 수 있으며, 휴대 단말기(300)에서 운동기구(100)의 종류를 인식하는 수단을 각 운동기구(100)를 이용할 때 발생되는 진동을 이용함으로써 단일 어플리케이션을 설치한 상태에서도 다양한 운동기구(100)의 종류를 인식할 수 있게 된다.

상기 진동판(200)의 내측면에는 근거리 무선 통신칩(220)이 삽입되어 있으며, 상기 휴대 단말기(300)가 진동판(200)에 장착되면 상기 휴대 단말기(300) 내의 근거리 무선 통신칩과 통신하여 사용자가 어플리케이션을 실행하는 조작이 없어도 휴대 단말기(300)의 어플리케이션을 실행하는 것으로 구성할 수 있고, 어플리케이션이 실행되면 앞서 설명한 바와 같이 운동기구(100)의 종류와 운동량을 검출하고, 사용자가 입력한 기초정보를 이용하여 칼로리 소모량을 산출한다.

이 경우 상기 근거리 무선 통신칩(220)에는 운동기구(100)의 종류에 대한 정보(예를 들면, 아이디(ID))가 내장되어 있어, 상기 휴대 단말기(300)를 진동판(200)에 장착하면 어플리케이션이 실행됨과 동시에 상기 어플리케이션이 근거리 무선 통신칩(220)과 통신하여 현재 운동기구(100)의 종류를 확인하는 것으로 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템을 이용한 운동량 측정방법의 순서도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 운동량 측정방법은, 운동기구(100) 종류별로 사용자가 운동을 할 때 발생하는 3축 진동특성을 검출하는 단계(S10)와, 검출된 각 운동기구(100) 종류별 특징적인 진동특성을 데이터베이스에 저장하는 단계(S20)와, 휴대 단말기(300)를 진동판(200)에 거치하여 휴대 단말기(300)의 어플리케이션이 실행되고 운동기구(100)의 종류가 인식되는 단계(S30)와, 사용자가 운동을 시작하면 현재 이용하고 있는 운동기구(100)의 진동을 검출하여 상기 데이터베이스에 저장된 진동특성들과 비교하는 단계(S40)와, 상기 운동기구(100)를 이용한 운동량을 검출하는 단계(S50)와, 상기 검출된 운동량 및 상기 검출된 운동량에 따른 칼로리 소모량을 산출하여 표시하는 단계(S60)를 포함한다.

먼저, S10단계에서는 운동기구(100)의 생산자 또는 휴대 단말기의 어플리케이션 개발자가 각 운동기구(100)의 고정부(110)에 마련된 진동판(200)의 3축 진동특성을 검출한다.

운동기구(100)의 예로 역기운동기구, 허리운동기구, 노젓기 운동기구, 자전거형 운동기구, 달리기 운동기구, 허리돌리기 운동기구, 어깨 운동기구 등이 있으며, 각각에 대한 3축 진동특성을 검출한다.

그 다음, S20단계에서는 상기 검출된 3축 진동특성들의 각 성분(x축 진동, y축 진동, z축 진동)을 가산한 값 또는 각 성분(x축 진동, y축 진동, z축 진동) 중 어느 하나의 값을 소정의 비율로 증폭한다. 이러한 증폭에 따라 운동기구(100) 각각의 진동특성은 더욱 구별이 용이하게 된다.

이처럼 운동기구(100) 마다 검출된 진동특성은 휴대 단말기(300)의 어플리케이션에서 조회가 가능한 데이터베이스로 만들어진다.

상기 진동특성들은 특정한 진고에서 한 주기 동안 몇 회의 교차점이 있는지 확인하는 것으로 용이하게 비교 가능하게 된다.

그 다음, S30단계에서는 휴대 단말기(300)를 특정한 운동기구(100)의 진동판(200)에 장착하면, 진동판(200)의 근거리 무선 통신칩(220)과 휴대 단말기(300)에 내장된 근거리 무선 통신칩이 통신하여 휴대 단말기(300)의 어플리케이션을 자동으로 실행시킴과 동시에 진동판(200)의 근거리 무선 통신칩(220)에 내장된 운동기구(100)의 종류에 대한 정보를 확인한다. 이 경우 휴대 단말기(300)의 어플리케이션은 종류가 확인된 해당 운동기구(100)에 대한 운동량을 측정하기 위한 메뉴들이 휴대 단말기(300)의 디스플레이부(340)를 통해 표시된다.

그 다음, S40 단계와 같이 사용자가 운동기구(100)를 이용하여 운동을 하면, 상기 휴대 단말기(300)에 마련된 3축 센서를 통해 운동시 발생되는 운동기구(100)의 고유한 3축 진동이 검출된다.

검출된 3축 진동의 성분을 상기 S20 단계와 동일한 비율로 증폭한 후, 상기 데이터베이스에 저장된 진동특성들과 비교한다.

그 다음, S50 단계에서는 상기 진동특성의 비교로부터 운동량을 검출한다. 이때의 운동량은 검출된 진동의 반복 주기를 이용하여 그 주기의 수와 동수를 운동량으로 할 수 있다.

그 다음, S60 단계에서는 검출된 상기 운동량을 표시하며, 미리 저장된 사용자의 성별, 나이, 키와 체중 등의 기초정보와 상기 해당 운동기구(100)의 종류에 따른 운동량을 이용하여 운동으로 소모된 칼로리를 산출하여 표시한다.

상기에서는 S30단계에서 운동기구(100)의 종류를 확인하는 것으로 설명하였으나, S40 단계에서 운동시 발생되는 3축 진동의 성분과 어플리케이션의 데이터베이스와 비교하여 해당 운동기구(100)의 종류를 확인하는 것으로 구성할 수도 있다.

상기 휴대 단말기(300)는 무선 통신이 가능하고 어플리케이션이 실행될 수 있는 스마트폰을 포함한 모든 휴대 단말기가 포함된다.

이처럼 본 발명은 휴대 단말기(300)를 이용하여 운동기구(100)의 종류를 확인할 수 있는 수단으로, 운동기구(100) 마다 발생되는 진동의 차이를 이용함으로써, 하나의 휴대 단말기(300) 어플리케이션으로 각 운동기구(100)의 종류의 판단, 운동량의 검출 및 칼로리의 산출이 가능하게 된다.

또한 휴대 단말기(300)가 운동기구(100)의 운동부(120)에 장착되지 않고, 고정부(110)에 장착된 상태에서도 운동량의 검출이 가능하기 때문에 휴대 단말기(300)의 파손 염려가 없다.

상기한 실시예에서는 야외의 공공장소에 설치되는 운동기구를 예를 들어 설명하였으나, 실내에 설치되어 사용하는 모든 종류의 운동기구에도 적용가능하다.

상기한 실시예에서는 진동판(200)이 고정부(110)의 전면에 설치된 경우를 예시하였다. 이 경우 운동부(120)에서 발생한 진동이 증폭되어 진동판(200)에 전달된다면 휴대 단말기(300)에서 운동량 측정이 보다 정확해질 수 있다.

이하 도 5 내지 도 11을 참조하여, 운동부(120)에서 발생한 진동을 진동판(200)에 증폭시켜 전달할 수 있는 구조에 대한 다양한 실시예를 설명한다.

제2 내지 제8실시예의 경우 진동판(200)의 일부분이 고정부(110)와 연결되어 진폭이 커지는 다양한 구조를 보여주고 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제2실시예의 경우 진동판(200)과 고정부(110)는 상기 진동판(200)의 폭에 비해 작은 두께를 갖는 연결부재(230)에 의해 연결되어 있고, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)와 접촉하지 않고 고정부(110)로부터 이격되어 설치된다.

상기 연결부재(230)는 봉(bar) 또는 로드(rod) 형상이고, 상기 진동판(200)은 대략 사각형의 판(plate) 형상으로 이루어진다. 따라서 진동판(200)의 폭에 비해 연결부재(230)의 두께는 훨씬 작은 사이즈로 구성된다.

이와 같이 구성하면 운동부(120)에서 발생한 진동이 고정부(110)와 연결부재(230)를 통해 진동판(200)에 전달된다. 이 경우 고정부(110)에 비해 연결부재(230)에서 진폭이 커지게 되므로 진동판(200)에 거치된 휴대 단말기(300)에서는 진동의 반복주기를 보다 정확하게 검출할 수 있어, 운동량 측정이 정확하게 이루어질 수 있다.

또한, 상기 고정부(110)의 전면에는 상기 고정부(110)의 두께 방향 내측으로 오목하게 형성된 오목공간부(130)가 형성되어 있고, 상기 진동판(200)과 연결부재(230)는 상기 오목공간부(130) 내부에 구비되어 있다.

여기서 전면(전방)이란 도 5에서 사용자가 있는 고정부(110)의 우측면(우측방향)을 나타내고, 후면(후방)이란 그 반대인 고정부(110)의 좌측면(좌측방향)을 나타내며, 이하 동일하다.

이와 같이 진동판(200)과 연결부재(230)가 오목공간부(130) 내부에 위치하면 진동판(200)이 사용자가 있는 방향으로 돌출되는 것을 방지하여 운동기구(100)의 미려감을 향상시킬 수 있고, 돌출된 진동판(200)으로 인해 사용자의 신체가 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 연결부재(230)의 일측 상단부는 상기 진동판(200)의 배면에 연결되고, 상기 연결부재(230)의 타측 하단부는 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 정면(111a) 또는 저면(111b)에 연결되도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 연결부재(230)의 하단부가 고정부(110)의 후방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하도록 경사지게 설치되어 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 진동판(200)이 연결부재(230)의 일측 단부에 연결되어 있어 외팔보 구조가 되므로, 진동이 연결부재(230)를 통해 진동판(200)에 전달되는 과정에서 진폭이 증폭된다.

또한, 진동판(200)은 하단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 후방을 향하도록 경사지게 설치되어 있다. 따라서 사용자가 휴대 단말기(300)를 진동판(200)의 상면에 안착시키기가 편리하다. 이 경우 도면에는 도시되어 있지 않지만, 진동판(200)의 하단부를 90도 절곡시켜 플랜지 형상을 형성시키면 휴대 단말기(300)가 진동판(200)의 상면을 따라 흘러내리는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제3실시예의 진동판(200)은 봉(bar) 또는 로드(rod) 형상으로 이루어진 연결부재(240)의 상단에 연결되고, 진동판(200)은 오목공간부(130) 내부에 위치하고, 경사지게 설치되며, 고정부(110)와 접촉하지 않고 고정부(110)로부터 이격되어 설치된다는 점에서 제2실시예와 동일하다.

상기 연결부재(240)는 상단부가 진동판(200)에 연결되고, 하단부는 운동부(120)에 인접한 고정부(110)에 연결되며, 중간부는 오목공간부(130) 내부에 위치하는 고정부(110)의 저면(111b)을 관통하도록 되어 있다. 이 경우 상기 저면(111b)에 형성된 관통구멍을 둘러싸는 저면(111b)과 상기 연결부재(240)의 외주면과의 사이는 서로 이격되어 있어, 운동부(120)에서 발생된 진동은 연결부재(240)를 통해 진동판(200)에만 전달되고 고정부(110)에는 전달되지 않는다.

따라서 운동부(120)의 진동은 연결부재(240)를 통해 증폭되어 진동판(200)에서 전달되므로, 휴대 단말기(300)에서 운동량을 정확하게 검출할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제4실시예의 진동판(200)은 스프링으로 이루어진 연결부재(250)에 의해 진동판(200)과 고정부(110)를 연결시킴으로써 운동부(120)에서 고정부(110)로 전달되어 온 진동을 연결부재(250)에서 증폭하여 진동판(200)이 진동하도록 되어 있다.

상기 스프링은 복수 개가 진동판(200)의 후면 가장자리에 연결되는 것으로 구성할 수 있다. 또한, 상기 스프링은 코일 스프링으로 이루어질 수도 있고, 판 스프링으로 이루어질 수도 있다.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제5실시예의 진동판(200)은 와이어 형상으로 이루어진 복수의 연결부재(260)에 의해 고정부(110)에 매달리는 방식으로 연결되어 있다.

상기 연결부재(260)는 진동판(200)의 둘레를 따라 복수 개가 서로 이격되도록 설치되어 있는데, 판(plate) 형상으로 이루어진 진동판(200)의 모서리부에 연결될 수 있다.

따라서 운동부(120)에서 고정부(110)로 전달되어 온 진동을 연결부재(260)에서 증폭하여 진동판(200)이 진동하게 된다.

도 9는 본 발명의 제6실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제6실시예의 진동판(200)은 휴대 단말기(300)가 거치되는 부분이 판(plate) 형상으로 이루어지고, 상기 진동판(200)의 하단부가 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 저면(111b)에 연결된 것으로 이루어져 있다.

이러한 구조는 진동판(200)이 고정부(110)에 외팔보 형상으로 연결되어 있어, 운동부(120)에서 고정부(110)로 전달되어 온 진동은 진동판(200)에서 증폭되어 진동하게 된다.

이 경우 진동판(200)을 정면에서 보았을 때 하단부의 폭이 중간부나 상단부의 폭보다 더 좁게 함으로써 진동이 더 증폭되도록 구성할 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 진동판의 설치 구조를 보여주는 도면이다.

제7실시예의 진동판(200)은 서로 대향하는 양측 단부(201,202)는 고정부(110)에 각각 연결되고, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)보다 두께가 얇은 판(plate) 형상으로 이루어진 것에 특징이 있다.

상기 진동판(200)의 상측 단부(201)는 고정부(110)의 상부(110a)에 연결되고, 진동판(200)의 하측 단부(202)는 고정부(110)의 하부(110b)에 연결된다. 상기 진동판(200)과 고정부(110)는 동일한 재질인 금속으로 이루어질 수 있다.

상기 진동판(200)의 두께가 고정부(110)보다 더 얇게 되어 있으므로, 운동부(120)에서 고정부(110)로 전달되어 온 진동은 진동판(200)에서 증폭되어 진동하게 된다.

도 11(a),(b),(c)는 본 발명의 제8실시예에 따른 진동판의 설치 구조로서, 측단면도와 진동판이 고정부에 결합되기 전후를 보여주는 도면이다.

제8실시예의 진동판(200)은 판(plate) 형상으로서 고정부(110)의 전면에 형성된 절개부(111)를 덮도록 고정부(110)에 연결된다.

상기 절개부(111)는 대략 사각 형상이고, 절개부(111)를 둘러싸는 고정부(111)에는 절개부(111)의 내측 모서리를 향해 돌출된 돌출부(112)가 형성되어 있다.

상기 진동판(200)을 절개부(111)를 덮도록 위치시킨 상태에서 진동판(200)의 가장자리와 돌출부(112)를 연결시키면, 진동판(200)과 고정부(110)는 돌출부(112)의 위치에서만 연결되고, 나머지 변의 위치에서는 연결되지 않고 이격된 상태가 된다. 따라서 운동부(120)의 진동은 고정부(110)보다 진동판(200)에서 더 증폭된다.

이 경우 고정부(110)와 진동판(200)은 서로 다른 재질로 구성할 수도 있다. 즉, 고정부(110)는 금속, 진동판(200)은 고정부(110)보다 얇은 두께의 합성수지로 구성함으로써 진동을 더욱 효과적으로 증폭시킬 수 있다.

상기한 실시예들에서는 휴대 단말기(300)가 거치되는 진동판(200)을 평평한 판(plate) 형상으로 구성하였으나, 휴대 단말기(300)가 미끄러지는 것을 방지하기 위한 다양한 구성들을 적용할 수 있다. 예를 들면, 진동판(200)의 하단부를 절곡시켜 휴대 단말기(300)의 하단부가 걸리도록 구성하는 것도 가능하다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100:운동기구 110:고정부
120:운동부 130:오목공간부
200:진동판 220:근거리 무선 통신칩
230,240,250,260:연결부재 300:휴대 단말기
310:3축 센서 320:제어부
330:메모리 340:디스플레이부

Claims (20)

1. 지면에 고정설치되는 고정부(110);
   상기 고정부(110)에 일부가 회전 또는 이동 가능하게 설치되어 사용자의 운동에 따라 회전 또는 이동하는 운동부(120);
   상기 고정부(110)에 고정 설치된 진동판(200);을 포함하되,
   상기 진동판(200)의 일부분이 상기 고정부(110)와 연결되어, 상기 운동부(120)에서 발생된 진동은 상기 고정부(110)와 진동판(200)의 연결된 부분을 통해 상기 진동판(200)으로 전달됨으로써 상기 고정부(110)에서의 진폭보다 상기 진동판(200)에서의 진폭이 더 커지고;
   상기 진동판(200)에 거치된 휴대 단말기(300)에서 상기 진동판(200)을 통해 전달되는 진동특성으로부터 사용자의 운동량을 측정하는 것으로 이루어진 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
2. 제1항에 있어서,
   상기 진동판(200)과 고정부(110)는 상기 진동판(200)의 폭에 비해 작은 두께를 갖는 연결부재(230,240,250,260)에 의해 연결되어, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)로부터 이격된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부재(230,240)는 로드(rod) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
4. 제2항에 있어서,
   상기 고정부(110)의 전면에는 상기 고정부(110)의 두께 방향 내측으로 오목하게 형성된 오목공간부(130)가 형성되고, 상기 진동판(200)과 연결부재(230,240,250,260)는 상기 오목공간부(130) 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
5. 제4항에 있어서,
   상기 연결부재(230)의 일단부는 상기 진동판(200)에 연결되고, 상기 연결부재(230)의 타단부는 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 정면(111a) 또는 저면(111b)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
6. 제4항에 있어서,
   상기 연결부재(240)는 상기 진동판(200)과 상기 운동부(120)에 인접한 고정부(110) 사이를 연결하되, 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 저면(111b)을 관통하며, 상기 저면(111b)을 관통하는 부분에서 상기 연결부재(240)와 저면(111b)는 이격된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
7. 제2항에 있어서,
   상기 연결부재(230)는 하단부가 상기 고정부(110)의 후방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하도록 경사지게 설치되고;
   상기 진동판(200)은 하단부가 상기 고정부(110)의 전방을 향하고, 상단부가 상기 고정부(110)의 후방을 향하도록 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
8. 제4항에 있어서,
   상기 진동판(200)은 상기 휴대 단말기(300)가 거치되는 부분이 판(plate) 형상으로 이루어지고, 상기 진동판(200)의 하단부가 상기 오목공간부(130) 내부에 위치하는 상기 고정부(110)의 저면(111b)에 연결된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
9. 제2항에 있어서,
   상기 연결부재(250)는 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
10. 제4항에 있어서,
    상기 연결부재(260)는 와이어 형상으로서 복수로 이루어지고, 상기 복수의 연결부재(260)는 상기 진동판(200)의 둘레를 따라 서로 이격되어 설치된 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
11. 제1항에 있어서,
    상기 진동판(200)의 서로 대향하는 양측 단부(201,202)는 상기 고정부(110)에 각각 연결되고, 상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)보다 두께가 얇은 판(plate) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
12. 제1항에 있어서,
    상기 고정부(110)의 전면에는 소정의 형상의 절개된 절개부(111)가 형성되어 있고, 상기 진동판(200)은 판(plate) 형상으로 이루어지며, 상기 진동판(200)의 가장자리와 상기 절개부(111)를 둘러싸는 고정부(110)가 연결되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
13. 제12항에 있어서,
    상기 절개부(111)를 둘러싸는 고정부(110)에는 상기 절개부(111)의 내측으로 돌출된 돌출부(112)가 형성되어 있고, 상기 진동판(200)의 가장자리는 상기 돌출부(112)에 연결되는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
14. 제12항에 있어서,
    상기 고정부(110)와 진동판(200)은 서로 다른 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
15. 제14항에 있어서,
    상기 고정부(110)는 금속이고, 상기 진동판(200)은 합성수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
16. 제14항에 있어서,
    상기 진동판(200)은 상기 고정부(110)에 비하여 두께가 더 얇은 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 기재된 운동기구(100);
    상기 진동판(200)에 거치되며 상기 고정부(110)를 통해 상기 진동판(200)에 전달되는 진동특성으로부터 상기 운동기구(100)를 이용하는 사용자의 운동량을 측정하는 휴대 단말기(300);
    로 이루어진 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템
18. 제17항에 있어서,
    상기 휴대 단말기(300)는 상기 운동량을 측정하는 어플리케이션이 설치되어 있으며, 상기 어플리케이션은 상기 운동기구(100)의 종류별로 상기 진동판(200)의 진동특성 데이터들을 저장한 데이터베이스의 데이터와 상기 휴대 단말기(300)에 내장된 3축 센서(310)에서 검출된 현재 상기 진동판(200)의 진동특성을 비교하여, 사용자의 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템
19. 제18항에 있어서,
    상기 진동판(200)의 내측에는 근거리 무선 통신칩(220)이 마련되어 있으며, 상기 휴대 단말기(300)가 상기 진동판(200)에 거치되었을 때 상기 휴대 단말기(300)에 내장된 근거리 무선 통신칩과 통신하여, 상기 어플리케이션을 자동 실행하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템
20. 제18항에 있어서,
    상기 진동판(200)에는 운동기구(100) 종류에 대한 정보가 저장된 근거리 무선 통신칩(220)이 마련되어 있으며, 상기 휴대 단말기(300)가 상기 진동판(200)에 거치되었을 때 상기 휴대 단말기(300)의 어플리케이션과 통신하여, 상기 운동기구(100)의 종류를 인식하는 것을 특징으로 하는 진동을 이용한 운동량 측정이 가능한 운동기구 시스템

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