KR101683394B1 - 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 센서를 구비하여 근력 운동뿐만 아니라 운동량을 축정할 수 있어, 운동 상태를 알려줄 수 있을 뿐만 아니라, 충전수단을 구비하여 운동과 동시에 스마트 기기를 충전시킬 수 있는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치에 관한 것이다.

Description

근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치{muscle device for muscular strength and rehabilitation}

본 발명은 완력장치에 관한 것으로, 상세하게는 다양한 센서를 구비하여 근력 운동뿐만 아니라 운동량을 측정할 수 있어, 운동 상태를 알려줄 수 있는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치에 관한 것이다.

더욱이, 충전수단을 구비하여 운동과 동시에 스마트 기기를 충전시킬 수 있는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치에 관한 것이다.

생활환경 및 경제활동 방법이 달라짐에 따라 현대인들은 운동량이 극히 부족하고, 운동량의 부족에 따라 다양한 질병이나 신체적 이상이 발생하고 있다.

이에 따라 다양한 운동기구가 개발되어 사용되고 있으며, 그 중 하나로 손아귀의 힘을 기르는 악력기(握力機)가 있다.

이 악력기는 스프링등과 같은 탄성수단을 파지부 사이에 설치하여 구성되고, 탄성수단의 탄성을 극복하고 파지부를 악력으로 누르는 동작을 반복함에 의해 악력을 키우는 운동기구이다.

이러한 악력기는 단순히 악력을 키우는 목적 이외에 다양한 기능을 갖는 것이 있으며, 그 예로 특허문헌 1 내지 3이 있다.

특허문헌 1은 유연성의 플라스틱 재질로 형성되는 지지부재와 누름부재를 구비한 ㄷ자형 프레임 2개를 하나로 합하여 입구형상을 가지도록 형성되는 프레임 구조물과; ㄷ자형 프레임의 서로 맞대어 일치시킨 양측 지지부재를 길이방향으로 나사 체결하여 결속함과 함께 지지부재에 축 방향의 힘에 대항하는 지지력을 발휘하는 장축 체결나사와; 마주 대향하는 2개의 누름부재 사이에 탄발력을 가하도록 설치되는 복수개의 압축스프링과; 지지부재와 접속하는 누름부재의 양단에 살빼기에 의한 직경 감소에 의해 손가락의 누름력 작용 시 누름부재의 스프링 압축 방향으로의 이동을 허용하도록 형성되는 직경감소변형부를 포함하여 구성되는 것이고,

특허문헌 2는 힌지축을 두고 또는 슬라이딩부를 두고 접히는 방식의 악력기에 있어서, 악력기의 파지부를 가압하여 힌지축이 회절하거나 슬라이딩부가 슬라이딩의 동작을 수행할 시에 힌지축 또는 슬라이딩부에 자석과 코일이 구비되어 자기장에 의하여 전기가 발생되게 한 것이고,

특허문헌 3은 손의 악력을 증대시키기 위한 운동기구인 악력기에 있어서, 악력기의 손잡이들 간을 연결하는 와이어와; 일측 손잡이 내부에 설치되며 와이어의 왕복운동을 회전운동으로 바꾸기 위한 회전롤러와; 회전롤러의 회전운동 중 한 방향만의 회전운동을 사용하는 플라이 휠과; 플라이휠에 의해 인가되는 일방향 회전운동을 이용하여 전류를 발생기키는 소형발전기를 포함하는 것이다.

이러한 종래의 악력기는 상기한 바와 같이 구조를 단순화하여 제작이 용이하거나 발전기능을 구비하여 램프를 점등하거나 소형 전기기기를 충전시키는 복합적인 기능을 구현하고 있다.

한편, 전기, 전자 및 통신 기술이 발달함에 따라 다양한 휴대용 전자기기들이 개발되어 사용되고 있으며, 이들은 휴대하면서 사용하는 기기들로 사용중 배터리가 방전되어 사용할 수 없는 경우가 빈번하고, 충전을 위해서는 장시간 사용을 위해서는 보조배터리를 휴대하거나, 충전 수단을 구비한 소정의 장소에 방문하여 수시로 배터리를 충전하여야 하는 불편이 있었다.

또한, 상기한 바와 같이 운동에 대한 관심이 커짐에 따라 다양한 운동 방법이나 기구들이 사용되고 있고, 이러한 운동 기구를 사용하는 과정에서 자신의 운동량과 운동에 따른 효과를 눈으로 확인하기 위한 다양한 장치들이 사용되고 있으며, 그 예로 만보기나, 센서 등이 많이 사용되고 있다.

이러한 운동량 측정을 위한 수단들은 통상적으로 손목에 차고 다니는 밴드형이나, 허리에 휴대하는 허리 착용형 등이 있고, 하루 동안의 칼로리 소모량, 걸음수(만보계), 시계, 거리측정 등의 기능은 물론, 운동목표량 설정에 따른 알람 기능, 모션센서와 가속센서를 이용해 운동량 측정 기능, 수면패턴분석 기능, 자세교정 기능 등으로도 활용되고 있다,

그러나 이러한 운동량 측정 수단들은 각각의 고유 기능만을 위해 사용할 수 있고, 휴대하기에 불편함이 있다.

1. 대한민국 등록특허 제1452806호 2. 대한민국 공개특허 제2009-0101809호 3. 대한민국 등록실용신안 제0261687호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 다양한 센서를 구비하여 근력 운동뿐만 아니라 운동량을 축정할 수 있어, 운동 상태를 알려줄 수 있는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

더욱이, 충전수단을 구비하여 운동과 동시에 스마트 기기를 충전시킬 수 있는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 (A)내부에 수용공간을 갖는 몸체; (B)상기 몸체의 일측에 설치되고 스프링에 의해 탄성적으로 지지되어, 악력이 가해짐에 의해 왕복 또는 회동 운동하는 누름부재; (C)상기 몸체의 내부에 설치되어 누름부재의 작동에 의해 왕복 운동하는 왕복운동부재와, 상기 왕복운동부재를 탄성적으로 지지하는 상기 왕복운동부재의 왕복운동에 의해 회전하는 회전부재와; 상기 회전부재의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전수단으로 이루어진 발전기;(D)상기 몸체의 일측에 설치되어 발전기에서 발생된 전기를 휴대용 전자기기에 제공하는 충전수단; 및 상기 충전수단과 발전기의 구동을 제어하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체의 일측에는 운동할 때 전달되는 저항이 변화하는 양을 체크하여 운동량을 측정하는 압력센서, 심작동을 측정하는 심박측정센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기 마이컴에는 통신모듈을 더 구비하여 센서에서 감지된 정보를 외부의 컴퓨터나 휴대용 단말기에 전송할 수 있게 할 수 있고, 측정된 운동량은 휴대용 단말기인 모바일기기로 전송되고, 모바일기기는 수신된 운동량에 따라 광고를 새롭게 디스플레이하고, 설정된 운동량을 달성하였을 경우 소정의 기부금을 예치하는 어플리케이션을 구비할 수 있다.

또한, 상기 완력장치는 신발의 깔창 형상으로 제작될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 바쁜 현대인들의 장소와 시간에 제약을 받지 않고 운동을 할 수 있을 뿐만 아니라, 운동을 하면서 모바일 기기의 배터리를 충전할 수 있는 효과가 있다.

또한, 운동을 하면서 운동량과 운동 상태를 육안으로 확인할 수 있으므로 운동에 대한 흥미를 유발시킬 수 있고, 다양한 센서를 이용하여 건강을 점검할 수 있는 효과도 있는 것이다.

또한, 본 발명의 완력장치와 모바일 기기를 연계하고 모바일 기기에 기부 어플리케이션을 설치하여 연동시킴에 의해 운동만 하는 것이 아니라, 설정된 운동량을 마침에 따라 기부금을 기탁할 수 있어 기부 문화를 활성화시킴은 물론, 운동에 대한 흥미도 강화할 수 있는 것이다.

또한, 설정 운동량의 성취에 따라 다양한 광고를 보이고, 이 광고에 따라 상기한 기부금을 광고주가 부담함에 따라, 운동하는 사람은 운동 효과를 높이고, 기업은 쉽게 광고를 할 수 있어 광고 부담을 줄일 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치를 구성하는 발전기의 조립사시도
도 4는 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치를 스마트폰에 연결하여 충전하는 상태도
도 5는 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치를 신발 깔창에 설치한 상태의 사시도

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. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부도면이 참조되어 상세하게 설명된다.

본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 휴대용 전자기기를 충전하기 위한 발전기(30)와 운동량 및 운동 상태를 감지하기 위한 다수의 센서를 구비하고 있다.

이러한 본 발명의 완력장치는 내부에 수용공간을 갖는 몸체(10)와, 스프링에 의해 탄성적으로 지지되는 누름부재(20)를 포함한다.

상기 몸체(10)와 누름부재(20)는 통상의 악력기에 구비된 것과 동일 유사한 것으로, 다양하게 변형하여 실시할 수 있으나, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이, 몸체(10)에 대하여 누름부재(20)가 출몰할 수 있도록 누름부재(20)가 몸체 일측의 개방된 부분에 설치되는 것이다.

이렇게 누름부재(20)과 몸체(10) 내부로 출몰할 수 있도록 왕복운동 또는 회동 운동시키는 과정에서 악력(握力)이 향상되고, 악력 운동을 하는 과정에서 발전기(30)가 작동되어 발전이 이루어지는 것이다.

상기 누름부재(20)를 누르는 동적에 의해 악력이 키워지게 하기 위해서는 누름부재(20)를 누를 때 손아귀에 힘이 들어가야 하고, 이를 위해 상기 누름부재의 배면에는 스프링(20s)을 설치하여 누름부재(20)에 강한 탄성이 작용하게 하였다.

상기 발전기(30)는 사용자가 누름부재(20)를 눌렀다 놓은 과정에서 전기를 발생시키는 장치로, 상기 몸체의 내부에 설치되어 누름부재의 작동에 의해 왕복 운동하는 왕복운동부재(31)와, 상기 왕복운동부재를 탄성적으로 지지하고 상기 왕복운동부재의 왕복운동에 의해 회전하는 회전부재(32)와; 상기 회전부재의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전수단(33)으로 이루어진다.

상기 왕복운동부재(31)와 회전부재(32)는 다양하게 구성될 수 있는 것으로, 왕복운동부재(31)의 일단은 상기 누름부재(20)에 힌지 결합하고, 타단은 회전부재(32)의 중심축을 벗어난 편심된 위치에 힌지 결합하여 누름부재를 눌렀다 놓는 과정에서 왕복운동부재가 왕복운동하면 회전부재가 회전하도록 구성할 수 있다.

다른 예로는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 왕복운동부재(31)를 래크(rack) 형상으로 제작하고, 기어로 이루어진 다수의 회전부재(32)를 연결하여 발전수단(33)의 회전축에 누름부재의 왕복 운동을 회전운동으로 전환하여 전달하는 것이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 다수의 기어를 서로 치합하여 연결하되, 기어비를 조절함에 의해, 누름부재의 작은 거리의 왕복운동에 대하여도 발전수단에 설치된 회전부재의 회전량이 많아져 발전량을 늘릴 수 있게 하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 몸체의 일측에 설치되어 발전기에서 발생된 전기를 휴대용 전자기기에 제공하는 충전수단(40)을 더 구비할 수 있다.

상기 충전수단(40)은 발전기(30)에서 발생된 전기를 외부의 휴대용 전자기기에 전달하여 충전시키는 회로가 될 수 있고, 휴대용 전자기기의 충전단자와 연결할 수 있는 연결단자를 구비한다.

물론, 상기 충전수단(40)은 발전기에서 생성된 전기를 자체적으로 충전하는 충전지를 구비할 수 있다.

상기와 같이 구성된 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 상기 발전기에서 생성된 전기의 흐름을 제어하거나 충전수단을 제어하기 위한 제어수단으로 마이컴(50)을 구비하고 있다.

또한, 상기 몸체(10)의 일측에는 운동할 때 전달되는 저항이 변화하는 양을 체크하여 운동량을 측정하는 압력센서(10p)를 더 구비할 수 있다.

상기 압력센서(10p)는 하중이나 무게, 압력 등의 물리량을 전기적신호로 변환해주는 센서로서, 그 종류에 따라 다양한 방식을 사용하지만, 본 발명에서는 마이크로칩을 이용한 압력센서 장치를 사용하여 완력장치의 크기를 최소화 하였다.

상기 압력센서는 도 2에 도시한 바와 같이 누름부재(20)에 설치되어 사용자가 누름부재를 누를 때의 압력을 측정하여 완력장치를 사용할 때 사용자가 가하는 압력을 감지함에 의해 사용자의 운동능력을 측정할 수 있다.

또한, 상기 몸체의 일측에는 심박측정센서(10h)를 더 구비하고 있다.

상기 심박측정센서(10h)는 사용자의 심박동 수를 측정하기 위한 것으로 다양한 센서 중 하나를 선택하여 사용할 수 있으나, 바람직하게는 손으로 완력장치를 잡았을 때 엄지손가락이 위치하는 부분인 몸체의 상단 부분에 구비되며, 적외선 LED에서 방출하는 적외선이 혈관 압력이 변화함에 따라 수신부에서 미세하게 변화하는 변화량을 감지하여 그 차이로 심박을 측정하는 것을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 몸체의 일측에 근력운동을 측정할 수 있는 만보기 또는 센서를 추가로 구비하여 하루 동안의 칼로리 소모량, 걸음수(만보계), 시계, 거리측정 등의 기능은 물론 운동목표량 설정에 따른 알람 기능, 모션센서와 가속센서를 이용해 운동량 측정 기능, 수면패턴분석 기능, 자세교정 기능 등으로도 활용할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치는 단순히 운동을 하는 데 그치지 않고, 센서들을 구비하여 운동량이나 사용자의 건강상태를 감지할 수 있게 하였고, 이러한 감지 정보를 외부의 컴퓨터에 전송하기 위한 수단으로 상기 마이컴(50)에 통신모듈을 더 구비하고 있다.

물론, 상기 통신모듈을 이용하여 전송되는 정보는 스마트폰 등과 같인 휴대용 단말기로도 전송될 수 있으며, 센서에서 측정된 운동량은 모바일기기로 전송되고, 모바일기기는 수신된 운동량에 따라 광고를 새롭게 디스플레이한다.

한편, 상기 모바일기기에는 통신모듈을 통해 전달된 운동량이 설정된 운동량을 달성하였을 경우, 소정의 기부금을 예치하는 어플리케이션을 구비하여 사용자의 실시간 운동량에 따라 기부금이 전달될 수 있고, 이에 따라 사용자는 단순히 운동만을 하는 것이 아니라, 운동을 함에 따라 기부금을 전달할 수 있다는 만족감에 의해 운동을 보다 열심히 할 수 있는 것이다.

물론, 운동량을 충족함에 따른 기부금은 상기 어플리케이션을 이용하는 기업으로부터 제공받으며, 이를 위해 운동하는 동안에는 운동량에 따라 다양한 광고 이미지를 모바일기기를 통해 사용자에게 전달하고, 이 광고이미지가 노출됨에 따라 기업은 광고 효과를 높일 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 완력장치는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 손으로 잡아 악력을 키우는 악력기의 형태 인 것이 바람직하지만, 도 5에 도시한 바와 같이 신발의 깔창 형상으로 제작하여 사용자의 신발에 설치하여 사용할 수도 있다.

10: 몸체
10h: 심박측정센서 10p: 압력센서
20: 누름부재
20s: 스프링
30: 발전기
31: 왕복운동부재 32: 회전부재
33: 발전수단
40: 충전수단
50: 마이컴

Claims (8)

1. (A)내부에 수용공간을 갖는 몸체(10);
   (B)상기 몸체의 일측에 설치되고 스프링(20s)에 의해 탄성적으로 지지되어, 악력이 가해짐에 의해 왕복 또는 회동 운동하는 누름부재(20);
   (C)상기 몸체의 내부에 설치되어 누름부재의 작동에 의해 왕복 운동하는 왕복운동부재(31)와, 상기 왕복운동부재를 탄성적으로 지지하는 상기 왕복운동부재의 왕복운동에 의해 회전하는 회전부재(32)와; 상기 회전부재의 회전에 의해 전기를 발생시키는 발전수단(33)으로 이루어진 발전기(30);
   (D)상기 몸체의 일측에 설치되어 발전기에서 발생된 전기를 휴대용 전자기기에 제공하는 충전수단(40); 및
   상기 충전수단과 발전기의 구동을 제어하는 마이컴(50)을 포함하되,
   -상기 발전기(30)는,
   기어비가 상이한 복수의 기어가 연결됨으로써, 상기 누름부재(20)의 왕복운동 거리보다 회전부재의 회전량이 많아져 발전량이 증가되며,
   -상기 누름부재(20)는,
   이의 일측에 마이크로칩으로 구성되어, 운동할 때 전달되는 저항이 변화하는 양을 체크하여 운동량을 측정하는 압력센서를 포함하고,
   -상기 몸체(10)는,
   이의 일측에, 적외선 LED에서 방출하는 적외선이 혈관 압력이 변화함에 따라 수신부에서 미세하게 변화하는 변화량을 감지하여 그 차이로 심박을 측정하는 심박층적센서를 포함하며,
   다른 일측에, 근력운동을 측정할 수 있는 만보기 또는 센서를 더 구비하고,
   -상기 마이컴(50)은,
   통신모듈을 더 구비하여 센서에서 감지된 정보를 외부의 컴퓨터 또는 휴대용 단말기에 전송할 수 있게 하되,
   상기 휴대용 단말기는 모바일기기이며,
   센서로 측정된 운동량은 모바일기기로 전송되고, 모바일기기는 수신된 운동량에 따라 광고를 새롭게 디스플레이하고, 설정된 운동량을 달성하였을 경우 소정의 기부금을 예치하는 어플리케이션이 구비된 것을 특징으로 하는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 완력장치는 신발의 깔창 형상으로 제작된 것을 특징으로 하는 근력운동 및 재활치료를 위한 완력장치.
   
   

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