KR101646086B1

KR101646086B1 - 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기

Info

Publication number: KR101646086B1
Application number: KR1020160058628A
Authority: KR
Inventors: 김태현
Original assignee: 주식회사 지티지웰니스
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2016-08-05

Abstract

본 발명은 저주파와 중주파를 간섭파 형태로 사용하는 근육 운동기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 주파수를 간섭파 형태로 사용하고, 고정배치된 전극의 극성을 회로적으로 조정해서 사용주파수를 변환하는 방식으로 입체적인 근육운동의 느낌을 갖게 하는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기에 관한 것으로, 몸체; 자극전압 발생모듈; 주파수 변조모듈; 주파수 발생모듈; 전극단자; 디스플레이 모듈; 입력모듈; 제어모듈;을 포함하되, 상기 전극단자는 다수의 쌍이 구성되고; 상기 주파수 발생모듈은 서로 다른 주파수 채널인 중주파 전기와 저주파 전기를 각각 출력해서 각 채널에 해당하는 전극단자의 쌍에 전달하며; 상기 몸체의 저면은 서로 분할된 다수 개의 저면패널로 구성되고, 서로 이웃하는 상기 저면패널은 탄성 재질의 제1신축라인을 매개로 회동 가능하게 연결되며, 다수의 상기 저면패널이 일체로 이루어진 저면은 둘레를 따라 탄성 재질의 제2신축라인을 매개로 몸체와 일체로 연결되되, 상기 제1신축라인은 하협상광한 단면 형태를 이루고, 서로 이웃하는 상기 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 제1신축라인의 상면에 제1서포터가 보강되고, 상기 몸체의 측단과 연결된 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 몸체의 측단 및 제2신축라인과 접하도록 상면에 제2서포터가 보강되며; 상기 제1서포터는, 서로 이웃한 제1신축라인과 접하도록 고정되는 제1베이스와, 상기 제1베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제1베이스에 입설 고정하는 다수의 제1스탠드로 구성되며; 상기 제2서포터는, 제2베이스와, 상기 제2베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제2베이스에 입설 고정하는 다수의 제2스탠드와, 상기 제2스탠드의 말단부와 연결되면서 제2신축라인과 접하도록 고정되는 신축성 재질의 텍스타일로 구성된 것이다.

Description

입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기{MEDIUM AND LOW FREQUENCY EXERCISE DEVICE FUNCTIONED AS 3D MUSCULAR MOTION}

본 발명은 저주파와 중주파를 간섭파 형태로 사용하는 근육 운동기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 주파수를 간섭파 형태로 사용하고, 고정배치된 전극의 극성을 회로적으로 조정해서 사용주파수를 변환하는 방식으로 입체적인 근육운동의 느낌을 갖게 하는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기에 관한 것이다.

피하 지방은 셀루라이트로 둘러싸인 지방 과립층으로 구성되어 있다. 그런데, 셀루라이트로 둘러싸인 지방은 운동을 한다고 해서 쉽게 분해되지 않는다. 왜냐하면 셀루라이트 층은 지방 분해 효소를 잘 전달하지 않기 때문이다.

한편, 음압, 초음파, 중,저주파, 원적외선 등은 오랜 연구를 통해 피하 지방 제거와 피부 노후화 방지 등에 효과가 있음이 확인됐다.

이들 중 중,저주파(中,低周波)는 주파수가 낮은 전자기파를 말하며, 전류로 인체 피부를 자극해서 의도한 피부미용효과를 낸다. 즉, 피부에 일정한 리듬을 가진 약한 전류를 흘려보내면 근육을 풀어주고 피로회복에 도움이 되며, 근육의 통증 해소, 혈액순환의 개선에도 효과가 발생하는데, 보다 구체적으로 접근하면, 피부에 가해진 저주파에 의하여 근육의 수축작용이 반복됨으로써 혈행 촉진과 마사지 효과에 의한 콜라겐과 엘라스틴이라는 탄성섬유의 대사가 높아져 탄력있는 피부를 만들어 주는 기능이 있음이 보고되고 있다. 콜라겐과 엘라스틴은 피부의 탄력을 관장하는 고무줄과 같은 역할을 하는 섬유로서, 이것이 서로 그물망처럼 연결이 잘 되어 있는 피부는 주름도 없고 살의 처짐 현상이 없는 피부라고 볼 수 있으나, 이것이 끊어지면 주름이 발생하는 것으로 알려져 있다. 즉 저주파 자극은 인체 피부의 주름을 해소하여 바디라인을 탄력이 있고 예쁘게 가꾸어주는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

전술한 중,저주파의 효과를 응용해서 종래에는 다양한 피하지방 제거 및 운동기기 등이 개발되었다.

피하지방 제거 등을 위한 종래 운동기기에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.

종래 운동기기는 기계적인 운동으로 지방을 제거하는 방식과 초음파나 전기 자극으로 지방을 제거하는 방식이 있다. 기계적인 운동방식의 지방제거장치로는 예를 들면 등록특허 제10-1117612호가 있으며, 초음파 자극 방식과 전기 자극 방식을 병용한 지방제거장치로는 등록특허 제10-0611142호와 등록실용신안 제20-0353660호 등이 있다.

전기 자극 방식의 경우에, 통상적으로 1,000 Hz이하의 주파수를 저주파로 분류하고 1,000~4,500 Hz 사이를 중주파로 분류하며, 그 이상의 주파수는 고주파로 분류하고 있다.

일반적으로 의료용으로 사용하는 저주파는 인체에 흐르는 생체전기와 유사한 전기로서, 근육과 신경을 자극하여 근육의 마비, 통증, 피로 등의 증상을 완화하는 효과와 기능을 한다.

일반적인 저주파 관련 제품의 경우에는 통상적으로 10~ 200Hz정도를 사용하고 있으며, 이러한 주파수로 근육을 긴장시키고 자극할 수는 있으나, 복부지방 제거를 위한 운동을 시키기에는 무리가 있다.

복부지방을 제거하기 위해서는 전기자극에 의하여 인체도 근육에 힘을 같이 주어야 근육운동에 의한 에너지 소모가 일어날 수 있으나, 일반 저주파 제품의 경우에는 전기자극에 의한 근육의 수축만 일어날 뿐, 에너지 소모가 일어난다고 할 수는 없다.

일반적으로 주파수가 높아질수록 피부에 전기자극이 가해지는 깊이가 다르다고 되어 있다. 저주파의 경우에는 피부 표면에 자극이 가해지고, 중주파의 경우에는 피부 속 2cm~3cm까지 침투하며, 고주파의 경우에는 그보다 더 깊이 침투하나 인체의 전기적 저항에 의하여 열이 발생하게 된다. 이러한 열 발생효과를 이용한 고주파 심부열 제품도 나와 있다.

종래 EMS(Electronic Muscle Stimulation)기기 등의 운동기기는 전극을 피부에 부착하는 경우에 자극이 중심 부분에 집중하게 되고, 자극 위치를 옮기고자 하는 경우에는 전극을 떼었다 붙이기를 반복하거나 주파수의 크기를 조정해야 하는 번거로움이 컸다. 또한, 동일한 부위를 연속 자극하는 경우에는 자극의 변화를 주기 위해서 주파수의 형태와 시간을 일일이 조정해야 하는 번거로움 또한 있었다.

따라서, 짧은 시간에 많은 운동효과를 원하고 다양하고 입체적인 느낌의 자극을 원하는 현대인들의 요구에 부합하기에는 어려움이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 운동기기를 빈번히 조작하지 않아도 피하 조직과 심부 근육 등에 자극을 가해서 근육 부위별 조직의 자발적인 활동을 유도하고, 피하 깊이별 자극으로 지방분해 효과 또한 일으키는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

인체 피부와 접하도록 면 형태를 이루는 저면을 구성한 몸체; 상기 몸체에 내설되어 자극전압을 발생하는 자극전압 발생모듈; 상기 몸체에 내설되어 자극전압에 따른 발생 중,저주파의 출력 자극강도를 조절하는 주파수 변조모듈; 상기 몸체에 내설되어 진동파 전기를 출력하는 주파수 발생모듈; 상기 저면에서 노출하도록 배치되며, 인체 피부와 접하면서 상기 주파수 발생모듈의 출력 진동파를 인체 피부에 통전시키는 전극단자; 상기 모듈들의 동작 사항을 출력하며 몸체에 설치되는 디스플레이 모듈; 조작에 따른 입력신호를 발생하는 입력모듈; 상기 디스플레이 모듈의 동작을 위해 출력신호를 발신하고, 상기 입력모듈의 입력신호를 수신해 연산 처리해서 모듈들의 각 동작을 제어하는 제어모듈;을 포함하되,

상기 전극단자는 다수의 쌍이 구성되고;

상기 주파수 발생모듈은 서로 다른 주파수 채널인 중주파 전기와 저주파 전기를 각각 출력해서 각 채널에 해당하는 전극단자의 쌍에 전달하며;

상기 몸체의 저면은 서로 분할된 다수 개의 저면패널로 구성되고, 서로 이웃하는 상기 저면패널은 탄성 재질의 제1신축라인을 매개로 회동 가능하게 연결되며, 다수의 상기 저면패널이 일체로 이루어진 저면은 둘레를 따라 탄성 재질의 제2신축라인을 매개로 몸체와 일체로 연결되되, 상기 제1신축라인은 하협상광한 단면 형태를 이루고, 서로 이웃하는 상기 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 제1신축라인의 상면에 제1서포터가 보강되고, 상기 몸체의 측단과 연결된 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 몸체의 측단 및 제2신축라인과 접하도록 상면에 제2서포터가 보강되며;

상기 제1서포터는, 서로 이웃한 제1신축라인과 접하도록 고정되는 제1베이스와, 상기 제1베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제1베이스에 입설 고정하는 다수의 제1스탠드로 구성되며;

상기 제2서포터는, 제2베이스와, 상기 제2베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제2베이스에 입설 고정하는 다수의 제2스탠드와, 상기 제2스탠드의 말단부와 연결되면서 제2신축라인과 접하도록 고정되는 신축성 재질의 텍스타일로 구성된 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기이다.

상기의 본 발명은, 운동기기를 빈번히 조작하지 않아도 피하 조직과 심부 근육 등에 자극을 가해서 근육 부위별 조직의 자발적인 활동을 유도하고, 피하 깊이별 자극으로 지방분해 효과 또한 일으키는 입체적인 근육운동 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 운동기기의 일실시 모습을 도시한 평면도 및 저면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 운동기기의 제1실시 예를 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 운동기기의 맥놀이 주파수 현상을 보인 그래프이고,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 운동기기에서 맥놀이 현상이 주로 발생하는 지점을 보인 저면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 운동기기의 제2실시 예를 도시한 블록도이고,
도 7은 본 발명에 따른 운동기기의 동작모습을 도시한 측면도이고,
도 8은 본 발명에 따른 운동기기의 다른 실시 모습을 도시한 저면도이고,
도 9는 도 8의 A-A' 일부 단면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 운동기기의 동작모습을 도시한 측면도이고,
도 11은 도 9의 T1 부분에서 제1신축라인의 동작모습을 확대 도시한 도면이고,
도 12는 도 9의 T1 부분에서 제1서포터의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 13은 도 9의 T2 부분에서 제2신축라인의 동작모습을 확대 도시한 도면이고,
도 14는 도 9의 T2 부분에서 제2서포터의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 운동기기의 일실시 모습을 도시한 평면도 및 저면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 운동기기의 제1실시 예를 도시한 블록도이다.

통상적으로 1,000 Hz이하의 주파수를 저주파로 분류하고, 1,000~4,500 Hz 사이를 중주파로 분류한다. 여기서, 저주파는 인체에 흐르는 생체전기와 유사한 전기로써, 근육과 신경을 자극하여 피로를 푸는 등의 용도로 사용한다. 따라서 실질적인 근육운동을 위해서는 저주파 이상의 중,저주파 대역 이상으로 주파수를 증가시켜 심부 근육을 자극해야 한다.

이를 위해 본 실시의 운동기기(M)는 도 1의 (a)도면에서 보인 바와 같이, 사용자의 피부에 맞닿는 몸체(H) 저면에 다수 쌍의 전극단자(51, 52, 53, 54; 이하 '50')가 배치되고, 도 1의 (b)도면에서 보인 바와 같이, 몸체(H)의 평면에는 사용자가 조작하기 위한 입력모듈(70')과, 운동기기(M)의 동작 사항을 출력하는 디스플레이 모듈(70)이 배치된다. 또한, 몸체(H)는 사용자가 쥐고 조작할 수 있는 인체공학적 형태의 디자인을 이룰 수도 있다.

이상 설명한 본 실시의 운동기기(M) 구성을 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 실시의 운동기기(M)는, 중,저주파 자극을 위한 자극전압을 발생시키고 자극전압을 방전하면 중,저주파의 안정한 출력을 제어하는 자극전압 발생모듈(20)과, 중,저주파의 출력 자극강도를 조절하는 주파수 변조모듈(30)과, 중,저주파 전기를 출력시키는 주파수 발생모듈(40)과, 몸체(H)의 저면에 노출하도록 배치되는 다수 쌍의 전극단자(50)와, 운동기기(M)의 동작 사항을 출력하는 디스플레이 모듈(70)과, 조작에 따른 입력신호를 발생시키는 입력모듈(70')과, 디스플레이 모듈(70)의 출력 동작을 위해 출력신호를 발신하고 입력모듈(70')의 입력신호를 수신해서 연산 처리하며 자극전압 발생모듈(20)과 주파수 변조모듈(30)과 주파수 발생모듈(40)의 동작을 제어하는 제어모듈(60)을 포함한다.

본 실시의 운동기기(M)에 구성된 모듈에 대해서 동작 순서에 따라 차례로 설명한다.

사용자는 운동기기(M)의 동작을 위해서 디스플레이 모듈(70)의 출력 내용을 보면서 입력모듈(70')을 조작하고, 근육 마사지 등의 운동이 필요한 자신의 인체에 운동기기(M) 몸체(H)의 저면을 맞댄다. 이때, 인체와 맞닿는 몸체(H)의 저면에는 다수 쌍의 전극(50)이 구성되고, 전극(50) 모두가 상기 인체와 접한다.

제어모듈(60)은 자극전압 발생모듈(20)을 제어해서 해당하는 자극전압을 발생시키고, 주파수 변조모듈(30)에서 서로 다른 채널의 중,저주파수 전기를 발생시킨다. 계속해서, 제어모듈(60)은 주파수 발생모듈(40)을 제어해서 주파수 변조모듈(30)에서 변조한 중,저주파의 다채널 주파수 전기를 전극단자(50)를 통해 출력시킨다. 이때 전극단자(50)는 상기 인체와 접하므로, 전극단자(50)를 통해 출력된 중,저주파는 상기 인체를 자극한다.

본 실시의 운동기기(M)는 사용자의 입력모듈(70') 조작에 따라 제어모듈(60)이 동작하여, 중,저주파 전기의 자극강도와 주파수를 조절할 수 있다. 또한, 자극전압 발생모듈(20)은 자극전압 발생 및 미발생, 방전, 갑작스런 강한 자극방지를 위해 서서히 자극전압이 증가하는 소프트스타트 등의 동작이 가능하다.

참고로, 본 실시의 전극단자(50)는 4개가 각각 서로 쌍을 이루면서 몸체(H) 저면에 방사형으로 배치하도록 했으나, 이에 한정하지 않으며 2쌍 이상의 전극단자(51, 52, 53, 54)로부터 출력되는 중,저주파가 서로 교차하며 간섭하도록 된다면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.

또한, 본 실시의 운동기기(M)는 피하 조직과 심부 근육 등의 광범위를 자극해야 하므로, 일반적인 저주파 대역에서도 상대적으로 높은 대역의 주파수나 중주파 대역의 주파수를 채용하는 것이 바람직하며, 본 실시에서는 심부 근육 운동을 위하여 850~1,100 Hz의 중, 저주파 대역의 주파수를 채용한다.

본 실시의 운동기기(M)는 3~4V와 1,800mA 정도의 리튬이온 폴리머 배터리를 구동원으로 사용한다.

도 3은 본 발명에 따른 운동기기의 맥놀이 주파수 현상을 보인 그래프이고, 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 운동기기에서 맥놀이 현상이 주로 발생하는 지점을 보인 저면도이다.

본 실시의 운동기기(M)는 몸체(H) 저면에 2쌍의 전극단자(51, 52, 53, 54)가 서로 마주하도록 방사형으로 배치된다.

도 4의 (a)도면은 서로 마주하는 2개의 전극단자(51, 52)(53, 54)가 +전극과 -전극을 이룬다. 따라서, 주파수 발생모듈(40)의 동작에 따라 상측의 전극단자(51)와 좌측의 전극단자(53)는 각각 +전극을 이루고, 하측의 전극단자(52)와 우측의 전극단자(54)는 각각 -전극을 이룬다. 또한, 상하 전극단자(51, 52)는 주파수가 상대적으로 큰 중주파를 일으키고, 좌우 전극단자(53, 54)는 주파수가 상대적으로 작은 저주파를 일으킨다.

그런데 각 쌍의 전극단자(51, 52)(53, 54)는 방사형으로 서로 마주하게 배치되므로, 통전류가 몸체(H) 저면 중앙에서 교차하면서 간섭하게 된다. 이때, 각 쌍의 전극단자(51, 52)(53, 54)는 사용자 인체의 피부에서 서로 다른 주파수의 파를 일으키므로, 상기 간섭 지점에서 맥놀이 현상이 일어나게 된다. 즉, 인체의 피하 조직과 심부 근육 내에서 맥놀이 현상이 발생하는 것이다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 3에서 보인 바와 같이, 중주파수의 진동파인 그래프(y1)와 저주파수의 진동파인 그래프(y2)가 서로 간섭하면 맥놀이에 의한 진동파(이하 '맥놀이파')가 그래프(y1+y2)와 같이 발생한다. 여기서 맥놀이파는 서로 다르지만 규칙적인 주파 변화를 일으키면서 인체의 피하조직과 심부 근육 등을 자극하고, 특히 저주파 자극과 중주파 자극을 규칙적으로 변화시키면서 피하 조직과 심부 근육 등을 이완 및 수축하므로, 사용자의 심부 근육은 물론 피하 조직 등의 넓은 범위에 자극을 반복할 수 있다. 또한, 고정되거나 동일한 주파수를 사용하는 것 보다 피부 등의 전기적 저항을 극복하고 훨씬 더 부드럽게 근육 심부를 자극할 수 있다.

참고로, 근육운동 대상인 복부 부분은 상대적으로 넓은 편이라 전극단자(51, 52, 53, 54)의 형상과 배치에 지장을 받지는 않지만, 팔뚝살 부위나 종아리 허벅지 부위는 상대적으로 얇고 좁은 부위이기 때문에 전극단자(51, 52, 53, 54) 4개가 전부 닿지 않을 수 있다. 이 경우 전극단자(51, 52, 53, 54)의 일부가 피부와 닿으면서 한쪽의 자극만 인가하므로, 맥놀이파에 의한 효과를 거둘 수 없고 효과적인 자극도 얻을 수 없다.

그러나 본 실시의 운동기기(M)는 전극단자(51, 52, 53, 54) 사이의 거리는 일정하게 유지하고, 접촉을 늘리기 위하여 전극을 자유형상을 가진 타원 부재로 설치해서, 전극단자(51, 52, 53, 54)의 자체 크기와 임피던스 특성을 최대화했다. 또한, 주변 전극단자(51, 52, 53, 54)와의 간격은 좁혀서 접촉성을 높이고, 인체의 굴곡진 부위에서도 4개의 전극단자(51, 52, 53, 54)가 전부 접촉 가능하도록, 타원형 전극을 제품 곡면 형상에 맞추어 배치했다.

따라서, 본 실시의 운동기기(M)는 인체의 얇고 굴곡진 부위에서도 4개 전극단자(51, 52, 53, 54)가 인체 피부와 용이하게 접촉되고, 인체 부위에 따른 사용의 제한 또한 없어지면서 효과적인 운동을 위한 전기 자극이 가능하게 된다.

또한, 전극단자(51, 52, 53, 54)가 서로 의도적으로 인접할 수 있도록 형상적으로 배치하여 Positive(+)와 Negative(-) 극성 변환을 주어 인접 전극단자(51, 52, 53, 54)끼리도 중,저주파를 인가시키고, 극성을 변환하여 주는 방법으로 운동기기(M)의 주변부에서는 피부가 회전하는 느낌을 갖는 자극을 주고, 중심부에는 맥놀파로 인한 자극을 깊게 주어서, 사용자의 사용 피부 전체에 고른 자극이 가능하게 한다.

이하에서는 본 실시의 운동기기(M)의 동작 예를 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 실시에서, 도 4의 (a)도면은 맥놀이파의 주요 발생 지점이 몸체(H)의 중앙으로, 이 부분과 마주하는 피하 조직과 심부 근육 등은 상대적으로 높은 운동효과를 갖는다. 이외에도 제1전극단자(51)와 제4전극단자(54), 제2전극단자(52)와 제3전극단자(53) 사이는 상대적으로 낮은 맥놀이파가 발생하며, 이 부분과 마주하는 피하 조직과 심부 근육 등은 상대적으로 낮은 운동효과를 갖는다.

도 4의 (b)도면은 제3,4전극단자(53, 54)의 +전극과 -전극을 변경한 것으로, 상대적으로 낮은 운동효과를 일으키는 위치를 변경해서 사용자의 운동 대상 지점을 넓힌다. 따라서, 제1,2전극단자(51, 52)와 제3,4전극단자(53, 54)의 +전극과 -전극을 규칙적으로 변경한다.

도 4의 (c)도면은 제1,2전극단자(51, 52)를 +전극으로 하고, 제3,4전극단자(53, 54)를 -전극으로 해서, 제1,3전극단자(51, 53)와 제1,4전극단자(51, 54) 간에 맥놀이파가 일어나도록 하고, 제2,3전극단자(52, 53)와 제2,4전극단자(52, 54) 간에 맥놀이파가 일어나도록 한다. 이때, 제1,3전극단자(51, 53)와 제1,4전극단자(51, 54), 제2,3전극단자(52, 53)와 제2,4전극단자(52, 54) 간에 일어나는 맥놀이파는, 도 4의 (a)도면에서 보인 제1,4전극단자(51, 54)와 제2,3전극단자(52, 53)의 맥놀이파와, 도 4의 (b)도면에서 보인 제1,3전극단자(51, 53)와 제2,4전극단자(52, 54)의 맥놀이파 보다 상대적으로 큰 진동파를 일으킨다.

이외에도 도 5의 (a)도면에서 보인 바와 같이 제1,3전극단자(51, 53)만 +전극과 -전극을 인가해 출력하고, 다음으로 도 5의 (b)도면에서 보인 바와 같이 제3,2전극단자(53, 52)만 +전극과 -전극을 인가해 출력하고, 다음으로 도 5의 (c)도면에서 보인 바와 같이 제2,4전극단자(52, 54)만 +전극과 -전극을 인가해 출력하며, 다음으로 도 5의 (d)도면에서 보인 바와 같이 제4,1전극단자(54, 51)만 +전극과 -전극을 인가해 출력한다.

결국, 인접한 전극단자(51, 52, 53, 54)의 극성만을 순차적으로 바꾸어 인가하면, 사용자는 시간차별로 전기자극이 회전하는 느낌을 받게 되어 입체적인 운동감을 줄 수 있고, 전기자극의 방향을 바꾸어 주면 역방향의 회전하는 전기자극을 줄 수 있어 역동적인 느낌의 운동감을 갖게 한다.

결국, 본 실시의 운동기기(M)는 전술한 바와 같이, 움직이는 느낌의 자극과 회전하는 느낌의 자극 및 넓은 부위의 2차원적인 자극을 구현하므로, 동일 부위에서 연속 사용시 역동적인 느낌의 운동감을 사용자에게 체감시킨다.

한편, 통상적으로 자극의 강도는 사용하는 전압의 크기에 좌우된다. 따라서, 전압이 높으면 자극 강도가 증가하고, 전압이 낮으면 자극 강도는 낮아진다. 참고로, 전압을 늘려가면서 강도 조절을 하는 구성은 운동기기(M)의 구동 안전상 문제가 될 수 있으므로, 본 실시의 운동기기(M)의 제어모듈(60)과 입력모듈(70')은 단계별로 전압은 고정하여 조정하도록 적용한다.

본 실시의 운동기기(M)는 주파수의 파형과 시간대로 운동패턴을 주면서 동일한 전압에서 주파수의 강도를 조절하여 사용한다. 1,100 Hz에서부터 시작하여 사용하는 주파수를 850 Hz로 낮추어 가면, 근육이 받는 체감 강도는 증가하고 심부에서부터 표피 쪽으로 상승하는 느낌의 자극이 발생하게 되어서, 본 실시의 운동기기(M)는 3차원의 입체적인 자극을 사용자에게 전달할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 운동기기의 제2실시 예를 도시한 블록도이고, 도 7은 본 발명에 따른 운동기기의 동작모습을 도시한 측면도이다.

본 실시의 운동기기(M)는 사용자 인체 피부(S)와의 접촉을 감지하는 접촉감지모듈(80)과, 출력 전류를 감지해서 최대치 이상이 흐르지 않도록 제어하고 사용자의 피부 전도도에 따라 지정된 전류 및 전압으로 보상하는 전기보상모듈(90)을 더 포함한다.

인체 특성상 본 실시의 운동기기(M)를 근육이 많은 부위에 사용하거나 수분함량이 상대적으로 많은 부위에 사용시에는 전류량이 증가하여 전압 강하가 일어난다. 따라서 운동기기(M)의 동일한 구동 전압에서 사용자에 따라 다른 자극강도가 발생하여 운동효율을 달리하게 된다. 이 경우 본 실시의 운동기기(M)와 같은 휴대용 기기는 전압 강하분에 보상해야 하는데, 반드시 인체의 특성에 맞는 보상이 필요하다.

한편, 최근 들어 인체에 금속 성분의 보조물을 삽입하는 경우가 점점 늘고 있고 특히 여성의 경우 피임기구인 복강경을 시술하였거나 배꼽부위에 피어싱을 하는 등, 금속성 재질을 삽입하는 시술을 받을 경우에는 운동기기(M)가 출력하는 전류의 전류치가 커서 위험할 수 있다.

이를 위해 본 실시의 운동기기(M)에 전기보상모듈(90)은 주파수 발생모듈(40)의 전류치가 10~15mA 범위의 변화 전류량에서는 인체의 저항치에 의한 전류의 변화량으로 인식하고, 자극전압 발생모듈(20)을 제어해서 전압 강하에 의한 보상을 한다. 하지만, 전기보상모듈(90)은 인체 내에 금속성 성분이 있는 경우의 전류치 제한을 최대 20mA로 해서, 인체로의 인가전류가 15mA를 초과하는 경우에는 전압보상을 하지 않고 15mA로 유지한다.

또한, 본 실시의 전기보상모듈(90)은 전극단자(51, 52, 53, 54) 중 한 쌍의 전극단자에 미세전류를 통전해서 인체의 저항치를 측정하고, 측정결과 저항치가 800옴~200K옴 범위 내 전압강하에서는 전압을 보상하며, 저항치가 400옴 이하인 경우는 전압강하 보상을 최소화한다. 결국, 본 실시의 전기보상모듈(90)은 운동대상 인체에 균일한 전기 자극을 부여하고, 자극의 편차도 줄일 수 있으며, 2중의 전기 안전방지 효과를 갖게 한다.

일부 제품의 경우는 준비되지 않은 상태에서 자극 인가시 생기는 불쾌감을 제거하기 위하여 피부에 접촉을 인지하는 수단으로 근접 센서를 사용하고 있고, 이러한 근접 센서로 빛의 수광율을 측정하는 조도센서가 사용되고 있다. 그러나 조도센서의 경우는 사용시 약간만 기울어져서 빛이 새는 경우에 동작을 수시로 멈추게 되고, 인체와 사물을 구분할 수 없기 때문에 바닥 등에 놓아두어도 인체로 인식하여 오작동을 하는 문제가 있다. 더욱이 금속 등의 전도성이 좋은 바닥인 경우는 운동기기로부터 인가하는 전류가 급격히 증가하여 기기 고장 등 안전상의 문제가 생기게 된다.

이러한 문제들을 고려해서 본 실시의 운동기기(M)는 인체 피부(S)를 감지하는 접촉감지모듈(80)을 구성한다.

인체는 부위별로 저항치가 다르며, 800옴~200K옴 사이에 분포한다. 따라서 본 실시의 접촉감지모듈(80)은 전극단자(51, 52, 53, 54)에 미세전류를 통전해 인체의 저항치를 측정한다. 측정결과 800옴~200K옴 사이의 저항이 확인되면, 제어모듈(60)에 신호를 전달하며, 제어모듈(60)은 전원이 인가되어도 저항 측정치가 허용범위에 들어오지 않으면 전기자극을 인가하지 않도록 하고, 반드시 허용된 저항이 인가시에만 작동하게 한다.

따라서, 본 실시의 운동기기(M)는 사용 후 바닥에 놓아도 동작하지 않고 정확히 인체 피부(S)에 접촉했을 때만 동작하게 되어 오작동을 방지할 수 있고, 사용 후 방치하는 경우에도 불필요한 전력소비를 방지한다.

한편, 본 실시의 운동기기(M)는 사용하는 전압을 두 가지로 분류하여 사용한다. 일반적으로 팔뚝살(알통 아래부위)이나 허벅지살 등은 상대적으로 근육의 분포가 많지 않고 피부가 연약하며 수분의 함량이 높아서 애깃살이라고도 하며, 전기 자극에도 아주 민감한 부위이다. 이러한 부위에서 높은 전압은 인체에 충격을 주게 되므로, 7V~14V의 전압을 10단계로 나누어 단계적으로 구현하여 자극에 적응해 가면서 사용하는 것이 바람직하다.

기타 복부근육운동 등을 위해서는 15V~39V의 전압을 10단계로 분류하여 단계적으로 사용한다. 이러한 전압 사용은 무부하 시의 출력전압이고 과전류에 대한 위험이 없는 범위 내에서는 전압강하에 의한 전압보상 회로에 의하여 일정한 전압을 유지한다.

도 8은 본 발명에 따른 운동기기의 다른 실시 모습을 도시한 저면도이고, 도 9는 도 8의 A-A' 일부 단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 운동기기의 동작모습을 도시한 측면도이다.

본 실시의 운동기기(M) 몸체(H)는 전극단자(51, 52, 53, 54)가 위치한 저면패널(P1, P2, P3, P4)이 다수로 분할되고, 분할된 저면패널(P1, P2, P3, P4)은 각각 탄성의 제1신축라인(H1)으로 경계를 이루며 서로 연결된다. 본 실시는 저면패널(P1, P2, P3, P4)이 몸체(H) 저면의 중앙을 기준으로 방사형으로 4 분할되고, 제1신축라인(H1)은 상기 중앙을 중심으로 십자형태의 방사형을 이루면서 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 서로 연결한다. 따라서 4 분할된 저면패널(P1, P2, P3, P4)은 서로 독립하면서도 제1신축라인(H1)에 의해 일체로 연결되며, 제1신축라인(H1)을 중심으로 회동한다.

계속해서, 몸체(H)의 측단과 연결하는 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 가장자리는 탄성의 제2신축라인(H2)으로 경계를 이루며 연결된다. 본 실시는 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 일체가 타원형을 이루면서 몸체(H)에 일부를 이루므로, 제2신축라인(H2)은 서로 일체로 연결된 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 둘레 가장자리와 연결하는 타원형을 이룬다.

결국, 4개의 저면패널(P1, P2, P3, P4)은 제1,2신축라인(H1, H2)을 매개로 몸체(H)에 일부를 이루면서 서로 연결되면서도 독립하게 움직이는 분리된 구성을 이룬다.

한편, 본 실시의 저면패널(P1, P2, P3, P4)은 전극단자(51, 52, 53, 54)가 저면패널(P1, P2, P3, P4)과 함께 분할한 형태를 이룬다. 즉, 제1신축라인(H1)을 기준으로 각각 제1전극단자(51)는 2개의 단자패널(51a, 51b)을 이루고, 제2전극단자(52)는 2개의 단자패널(52a, 52b)을 이루고, 제3전극단자(53)는 2개의 단자패널(53a, 53b)을 이루고, 제4전극단자(52)는 2개의 단자패널(54a, 54b)을 이루면서, 해당하는 저면패널(P1, P2, P3, P4)에 각각 연결되는 것이다. 따라서, 도 10에서 보인 바와 같이, 본 실시의 운동기기(M) 저면이 굴곡이 있는 인체 피부(S)와 접하면, 피부(S)의 굴곡에 따라 저면패널(P1, P2, P3, P4) 또한 서로 회동하고, 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 회동을 따라 전극단자(51, 52, 53, 54) 또한 회동하면서, 해당 인체 피부(S)의 굴곡을 따라 전극단자(51, 52, 53, 54)가 효율적으로 접하도록 한다.

전술한 본 실시의 저면패널(P1, P2, P3, P4) 연결구조를 도면을 참고해서 아래에서 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 11은 도 9의 T1 부분에서 제1신축라인의 동작모습을 확대 도시한 도면이고, 도 12는 도 9의 T1 부분에서 제1서포터의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

서로 분할된 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 서로 연결하는 제1신축라인(H1)은 자체 탄성력으로 다수의 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 연결하면서도 지지하나, 상기 지지력은 자중에 의해 하방으로 늘어지는 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 지지하기엔 충분하지 않다. 따라서 본 실시의 제1신축라인(H1)은 하협상광한 단면 형태로 해서 형상적으로 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 늘어짐을 방지한다. 더 나아가 저면패널(P1, P2, P3, P4)의 늘어짐 방지를 견고히 하기 위해서, 제1신축라인(H1)의 상면에는 제1신축라인(H1)을 서포팅하는 제1서포터(F1)가 보강된다.

제1서포터(F1)는 제1신축라인(H1)이 일 방향으로만 휘도록 보조하는 것으로, 도시한 바와 같이 2개의 단자패널(54a, 54b)이 제1신축라인(H1)을 중심으로 서로 하방으로만 늘어져 골절하게 하고, 상방으로는, 제1신축라인(H1)을 중심으로 서로 상방으로는 골절하지 않게 저지한다.

이를 위해 제1서포터(F1)는 제1서포터(F1)와 접하도록 고정하는 패널 현상의 제1베이스(F11)와, 제1베이스(F11)를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제1베이스(F11)에 입설 고정하는 다수의 제1스탠드(F12)로 구성된다. 따라서 제1서포터(F1)는 상단이 서로 분리된 구조로 인해서 구조역학적으로 일방으로만 휘어지고, 타방으로는 제1스탠드(F12) 간에 서로 밀착해 저지되어 휘어짐이 최소화한다.

결국, 본 실시의 제1서포터(F1)는 도 11 및 도 12의 (b)도면에서 각각 보인 대로 2개의 단자패널(54a, 54b)이 하방으로 원활히 골절한다. 반면, 도 11 및 도 12의 (a)도면에서 각각 보인 대로 2개의 단자패널(54a, 54b)은 제1서포터(F1)의 휘어짐이 저지되어서 상방으로는 골절하는데 제한이 발생한다.

참고로, 제1서포터(F1)는 금속재 또는 합성수지의 단단한 재질의 판넬 일면에 다수 개의 홈을 나란히 내어 제작할 수 있다.

도 13은 도 9의 T2 부분에서 제2신축라인의 동작모습을 확대 도시한 도면이고, 도 14는 도 9의 T2 부분에서 제2서포터의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

몸체(H)와 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 서로 연결하는 제2신축라인(H2)은 자체 탄성력으로 다수의 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 연결하면서도 지지하나, 상기 지지력은 자중에 의해 하방으로 늘어지는 저면패널(P1, P2, P3, P4)을 지지하기엔 충분하지 않다. 따라서 본 실시의 제2신축라인(H2)의 상면에는 제2신축라인(H2)을 서포팅하는 제2서포터(F2)가 보강된다.

제2서포터(F2)는 제2신축라인(H2)이 일 방향으로만 휘도록 보조하는 것으로, 도시한 바와 같이 몸체(H)의 측단과 연결된 제2전극단자(52)의 단자패널(52a)이 제2신축라인(H2)을 중심으로 하방으로만 늘어져 골절하게 하고, 상방으로는, 제2신축라인(H2)을 중심으로 상방으로는 골절하지 않게 저지한다.

이를 위해 제2서포터(F2)는 패널 현상의 제2베이스(F21)와, 제2베이스(F21)를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제2베이스(F21)에 입설 고정하고 말단부가 제2신축라인(H2)에 고정하는 다수의 제2스탠드(F22)로 구성된다. 따라서 제2서포터(F2)는 하단이 서로 분리된 구조로 인해서 구조역학적으로 일방으로만 휘어지고, 타방으로는 제2스탠드(F22) 간에 서로 밀착해 저지되어 휘어짐이 최소화한다.

결국, 본 실시의 제2서포터(F2)는 도 13 및 도 14의 (b)도면에서 각각 보인 대로 몸체(H)의 측단과 연결된 단자패널(52a)이 상방으로 원활히 골절한다. 반면, 도 13 및 도 14의 (a)도면에서 각각 보인 대로 단자패널(52a)은 제2서포터(F2)의 휘어짐이 저지되어서 하방으로는 골절하는데 제한이 발생한다.

참고로, 제2서포터(F2)는 금속재 또는 합성수지의 단단한 재질의 판넬 일면에 다수 개의 홈을 나란히 내어 제작할 수 있다.

본 실시 예에서 몸체(H) 측단과의 연결이 단자패널인 것으로 했으나, 이는 상기 단자패널이 분할된 경우에 한한 것으로서, 일반적으로는 저면패널과 몸체(H)의 측단이 서로 연결되며, 이하의 청구범위에서는 저면패널과 몸체(H)의 측단이 서로 연결되는 것으로 기재한다. 그러나 이 청구 기재는 단자패널과 몸체(H)의 측단 간 연결에 대한 기술적 사상도 포함함을 개시한다.

한편, 제2서포터(F2)의 제2스탠드(F22)는 상호 간에 벌어짐과 모임을 반복하면서도 말단부가 제2신축라인(H2)과 서로 고정된다. 그런데 제2신축라인(H2)은 신축과 이완을 반복하는 탄성 재질이므로, 제2스탠드(F22)와 제2신축라인(H2) 간 고정상태에 문제가 있을 수 있다. 따라서 제2스탠드(F22)의 말단부를 신축성이 상대적으로 큰 섬유재질의 텍스타일(F23)을 매개로 제2신축라인(H2)에 고정해서, 도 14의 (a)도면에서는 (F23)이 주름지게 하고, 도 14의 (b)도면에서는 텍스타일(F23)이 펴지도록 한다. 이를 위해서 텍스타일(F23)은 일정간격으로만 제2신축라인(H2)과 고정한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

F1; 제1서포터 F11; 제1베이스 F12; 제1스탠드
F2; 제2서포터 F21; 제2베이스 F22; 제2스탠드
F23; 텍스타일 H; 몸체 H1; 제1신축라인
H2; 제2신축라인 M; 운동기기 P1, P2, P3, P4; 저면패널
S; 피부

Claims

인체 피부와 접하도록 면 형태를 이루는 저면을 구성한 몸체; 상기 몸체에 내설되어 자극전압을 발생하는 자극전압 발생모듈; 상기 몸체에 내설되어 자극전압에 따른 발생 중,저주파의 출력 자극강도를 조절하는 주파수 변조모듈; 상기 몸체에 내설되어 진동파 전기를 출력하는 주파수 발생모듈; 상기 저면에서 노출하도록 배치되며, 인체 피부와 접하면서 상기 주파수 발생모듈의 출력 진동파를 인체 피부에 통전시키는 전극단자; 상기 모듈들의 동작 사항을 출력하며 몸체에 설치되는 디스플레이 모듈; 조작에 따른 입력신호를 발생하는 입력모듈; 상기 디스플레이 모듈의 동작을 위해 출력신호를 발신하고, 상기 입력모듈의 입력신호를 수신해 연산 처리해서 모듈들의 각 동작을 제어하는 제어모듈;을 포함하되,
상기 전극단자는 다수의 쌍을 이루며 구성되고;
상기 주파수 발생모듈은 서로 다른 주파수 채널인 중주파 전기와 저주파 전기를 각각 출력해서 각 채널의 해당 전극단자 쌍에 전달하며;
상기 몸체의 저면은 서로 분할된 다수 개의 저면패널로 구성되고, 서로 이웃하는 상기 저면패널은 탄성 재질의 제1신축라인을 매개로 회동 가능하게 연결되며, 다수의 상기 저면패널이 일체로 이루어진 저면은 둘레를 따라 탄성 재질의 제2신축라인을 매개로 몸체와 일체로 연결되되, 상기 제1신축라인은 하협상광한 단면 형태를 이루고, 서로 이웃하는 상기 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 제1신축라인의 상면에 제1서포터가 보강되고, 상기 몸체의 측단과 연결된 저면패널이 늘어져 골절하지 않도록 몸체의 측단 및 제2신축라인과 접하도록 상면에 제2서포터가 보강되며;
상기 제1서포터는, 서로 이웃한 제1신축라인과 접하도록 고정되는 제1베이스와, 상기 제1베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제1베이스에 입설 고정하는 다수의 제1스탠드로 구성되며;
상기 제2서포터는, 제2베이스와, 상기 제2베이스를 따라 횡렬로 나란하게 밀착하며 제2베이스에 입설 고정하는 다수의 제2스탠드와, 상기 제2스탠드의 말단부와 연결되면서 제2신축라인과 접하도록 고정되는 신축성 재질의 텍스타일로 구성된 것;
을 특징으로 하는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기.
제 1 항에 있어서,
상기 전극단자는 2쌍이고, 상기 저면에서 둘레를 따라 서로 마주하도록 배치된 것;
을 특징으로 하는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기.
제 1 항에 있어서,
상기 저면은 중앙을 기준으로 저면패널이 방사형으로 4 분할되고, 상기 제1신축라인은 저면의 중앙을 중심으로 십자형태를 이루면서 저면패널을 서로 연결하는 것;
을 특징으로 하는 입체적인 근육운동이 가능한 휴대형 중,저주파 근육 운동기기.