KR101710128B1 - 양측 근력 측정장치 및 양측 근력 운동 기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양측 근력 측정 장치에 관한 것으로, 검사자의 일측 근력에 의해 제1힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체와; 검사자의 타측 근력에 의해 제2힘이 가해지면 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체와; 상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와; 상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와; 상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것에 저항력을 도입하여 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을 포함하여 구성되어, 제1몸체 및 제2몸체에 가해지는 제1힘과 제2힘을 별도로 측정하여 검사자의 양측 근력을 각각 독립적으로 측정할 수 있으며, 무엇보다도, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면 선행하는 몸체에 저항력을 도입하여 검사자가 근력 측정 중에 균형을 잃는 것을 방지하여 보다 정확하게 근력을 측정할 수 있는 양측 근력 측정장치를 제공한다.
근력, 재활, 이동 거리, 균형, 근력 측정, 취약 근육, 이동 거리 차이 제한
Description
본 발명은 양측 근력 측정장치 및 양측 근력 운동 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 어느 한 쪽의 근력만을 측정하거나 또는 어느 한 방향으로의 운동 패턴에 대한 근력을 측정하는 것에 그치지 않고, 양측의 근육이 서로 다르게 운동하더라도 근력 측정 도중에 균형을 잃지 않고 양측의 근력을 각각 정확하게 측정할 수 있도록 하는 양측 근력 측정장치 및 이를 이용한 근력 운동기구에 관한 것이다.
성인 인체는 약 650여개의 근육으로 이루어진다. 따라서, 인체의 어느 하나의 행동은 일반적으로 널리 알려진 이두박근, 삼두박근, 흉근 등의 근육에 의해서만 이루어지는 것이 아니라, 그 주변의 미세한 수 많은 근육에 의해 이루어진다. 이 때문에, 인체의 어느 하나의 근육이 손상되면, 손상된 근육으로 인하여 특정한 동작으로 움직일 수 없는 장애로 발전하기도 한다.
따라서, 손상된 근육으로 인하여 장애로 발전하는 것을 방지하거나 운동 장애를 치유하기 위해서는, 손상된 근육이 정확히 어느 부위의 근육이며, 그 근육의 근력이 어느정도 되는지를 정확하게 측정하여, 손상된 근육에 근력을 차츰 부가하여 근력을 회복시키는 재활 운동이 필요하다.
재활 운동과 마찬가지로, 특정한 동작에 큰 힘을 싣는 것이 필요한 역도, 야구, 축구, 유도 등의 운동 선수들은 그 동작에 필요한 모든 근육을 골고루 자극시켜 발달시킴으로써 보다 훌륭한 경기 성적을 얻고자 노력하고 있다. 따라서, 운동 선수들의 운동을 보다 과학적이고 체계적으로 행하도록 하기 위해서는, 운동 선수의 운동 패턴에 사용되는 근육이 어떤 것인지와, 그 근육의 근력이 어느정도 되는지, 그리고 나아가, 해당 근육을 발달시키기 위한 근력 운동 중에 해당 근육의 운동 부하를 차츰씩 높이는 근력 운동이 필요하다.
이를 위하여, 팔이나 다리 등 검사하고자 하는 근육을 사용하는 특정 패턴의 운동을 하도록 한 상태에서 전체 운동 경로에 걸쳐 근력을 측정하여, 근력이 상대적으로 약한 영역을 찾아 그 영역에서 사용되는 근육을 조사하여, 취약한 근육의 위치와 그 근력을 정확하게 측정하는 것이 선행되어야 한다. 그리고, 측정된 근력을 기초로 취약한 근육이 사용되는 순간에 운동 부하를 조금씩 높여나감으로써 취약해진 근육을 발달시킬 수 있다.
그러나, 종래의 근력 측정 방법은 인체의 어느 한쪽만 움직이는 운동을 하도록 한 상태에서 취약한 근육과 그 근력을 찾는 것에 국한되어 있었다. 이 방법은 어느 한쪽 팔이나 다리의 운동 중에 근력을 측정하거나, 또는 양팔이나 양발이 함께 움직이는 운동 중에 근력을 측정함에 따라, 근본적으로 양 팔이나 양 다리가 함께 반대로 움직이는 경우에는 정확하게 근력을 측정하지 못하는 한계가 있었다.
다시 말하면, 걷기, 도보 중 팔동작과 같이 명시적으로 양쪽 팔이나 다리가 서로 반대로 움직이는 경우 뿐만 아니라, 발차기(태권도), 공차기(축구), 엎어치기(유도) 등의 동작도 어느 한쪽 팔이나 다리만을 사용하는 것이 아니라 양쪽 팔이나 다리가 모두 사용되는 점에 비추어 보면, 인체의 운동은 항상 양쪽 팔이나 다리를 사용한다는 것을 알 수 있다. 그리고, 동일한 운동 패턴으로 보일 지라도, 태권도의 정권 지르기 동작을 예를 들면, 한쪽 주먹만을 지르는 동작과 양쪽 주먹을 함께 지르는 동작은 등과 가슴 부분에 사용되는 근육이 서로 다르게 된다. 즉, 양 다리나 양 팔이 서로 교차되어 상호 반대방향으로 운동을 하는 경우에 사용되는 근육과, 양 다리나 양 팔이 서로 동일한 방향으로 함께 움직이는 운동을 하는 경우에 사용하는 근육이 서로 다르다.
이와 같이, 인체의 운동 패턴은 대부분 양쪽이 함께 움직이는 경우가 대부분이고, 따라서 인체의 근육을 단력시키거나 재활하고자 하는 경우에도 이와 같은 양쪽 운동 패턴이 고려되어야 함에도 불구하고, 종래에는 어느 한쪽의 운동 패턴에 의해 얻어진 근력 데이터를 기초로 재활이나 근력 단련 훈련을 해 옴에 따라, 운동 패턴에 따라 취약한 근육과 그 근력을 정확하게 측정하지 못하였던 문제점이 있었다.
또한, 어느 일측의 팔이나 다리의 근력만을 천편일률적으로 측정한 후 그 근력 데이터를 기초로 특정 부위의 근력을 보완하는 운동을 실시하도록 하므로, 양 팔의 상호 작용에 따른 근력 데이터를 근본적으로 얻을 수 없는 한계가 있었다.
이에 따라, 부정확한 근력 측정 데이터로 재활이나 근력 단련 훈련을 행함에 따라, 운동자의 노력에 비하여 근력이 향상되는 것이 더디고 경우에 따라서는 취약한 근육을 발견하지 못하게 되는 심각한 문제점도 있었다.
따라서, 이와 같은 인체의 특성을 고려하여 어느 한쪽 팔이나 다리의 근력만을 측정하거나 양 팔이나 양 다리가 같은 방향으로 함께 이동하는 운동 중의 근력만을 측정하는 것이 아니라, 양 팔이나 양 다리가 서로 다른 방향으로 이동하는 운동에 대해서도 근력을 측정할 수 있도록 하는 방안이 절실히 요구되고 있다.
한편, 일반적인 근력 운동 기구에 있어서도, 양 팔이나 양 다리를 사용하여 동시에 서로 반대 방향으로 움직이는 운동 패턴을 통해 근력을 발달시키는 운동을 구현하는 운동 기구가 있다. 그러나, 운동 기구에서 부여하는 왼쪽과 오른쪽의 부하는 덤 웨이트에 의하므로 일반적으로 동일하지만, 대부분의 운동자의 왼쪽 근육과 오른쪽 근육의 힘의 불균형이 있으므로, 이 불균형이 커지면 근력 운동 중에 균형을 잃어 허리나 목 등이 심하게 다치는 안전 사고가 발생할 가능성도 있었다.
따라서, 근력 운동 기구에 있어서도 왼쪽과 오른쪽의 운동이 서로 다르게 이루어지더라도 운동자의 균형을 잃지 않는 운동 기구의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
한편, 상기 종래 기술에서 설명한 장치 등의 구성은 오로지 본 발명의 기술적 배경을 이해하기 위하여 기술한 것으로서, 본 발명의 기술 분야의 당업자에게 이미 알려진 선행 기술을 의미하는 것은 아니다
따라서, 손상된 근육으로 인하여 장애로 발전하는 것을 방지하거나 운동 장애를 치유하기 위해서는, 손상된 근육이 정확히 어느 부위의 근육이며, 그 근육의 근력이 어느정도 되는지를 정확하게 측정하여, 손상된 근육에 근력을 차츰 부가하여 근력을 회복시키는 재활 운동이 필요하다.
재활 운동과 마찬가지로, 특정한 동작에 큰 힘을 싣는 것이 필요한 역도, 야구, 축구, 유도 등의 운동 선수들은 그 동작에 필요한 모든 근육을 골고루 자극시켜 발달시킴으로써 보다 훌륭한 경기 성적을 얻고자 노력하고 있다. 따라서, 운동 선수들의 운동을 보다 과학적이고 체계적으로 행하도록 하기 위해서는, 운동 선수의 운동 패턴에 사용되는 근육이 어떤 것인지와, 그 근육의 근력이 어느정도 되는지, 그리고 나아가, 해당 근육을 발달시키기 위한 근력 운동 중에 해당 근육의 운동 부하를 차츰씩 높이는 근력 운동이 필요하다.
이를 위하여, 팔이나 다리 등 검사하고자 하는 근육을 사용하는 특정 패턴의 운동을 하도록 한 상태에서 전체 운동 경로에 걸쳐 근력을 측정하여, 근력이 상대적으로 약한 영역을 찾아 그 영역에서 사용되는 근육을 조사하여, 취약한 근육의 위치와 그 근력을 정확하게 측정하는 것이 선행되어야 한다. 그리고, 측정된 근력을 기초로 취약한 근육이 사용되는 순간에 운동 부하를 조금씩 높여나감으로써 취약해진 근육을 발달시킬 수 있다.
그러나, 종래의 근력 측정 방법은 인체의 어느 한쪽만 움직이는 운동을 하도록 한 상태에서 취약한 근육과 그 근력을 찾는 것에 국한되어 있었다. 이 방법은 어느 한쪽 팔이나 다리의 운동 중에 근력을 측정하거나, 또는 양팔이나 양발이 함께 움직이는 운동 중에 근력을 측정함에 따라, 근본적으로 양 팔이나 양 다리가 함께 반대로 움직이는 경우에는 정확하게 근력을 측정하지 못하는 한계가 있었다.
다시 말하면, 걷기, 도보 중 팔동작과 같이 명시적으로 양쪽 팔이나 다리가 서로 반대로 움직이는 경우 뿐만 아니라, 발차기(태권도), 공차기(축구), 엎어치기(유도) 등의 동작도 어느 한쪽 팔이나 다리만을 사용하는 것이 아니라 양쪽 팔이나 다리가 모두 사용되는 점에 비추어 보면, 인체의 운동은 항상 양쪽 팔이나 다리를 사용한다는 것을 알 수 있다. 그리고, 동일한 운동 패턴으로 보일 지라도, 태권도의 정권 지르기 동작을 예를 들면, 한쪽 주먹만을 지르는 동작과 양쪽 주먹을 함께 지르는 동작은 등과 가슴 부분에 사용되는 근육이 서로 다르게 된다. 즉, 양 다리나 양 팔이 서로 교차되어 상호 반대방향으로 운동을 하는 경우에 사용되는 근육과, 양 다리나 양 팔이 서로 동일한 방향으로 함께 움직이는 운동을 하는 경우에 사용하는 근육이 서로 다르다.
이와 같이, 인체의 운동 패턴은 대부분 양쪽이 함께 움직이는 경우가 대부분이고, 따라서 인체의 근육을 단력시키거나 재활하고자 하는 경우에도 이와 같은 양쪽 운동 패턴이 고려되어야 함에도 불구하고, 종래에는 어느 한쪽의 운동 패턴에 의해 얻어진 근력 데이터를 기초로 재활이나 근력 단련 훈련을 해 옴에 따라, 운동 패턴에 따라 취약한 근육과 그 근력을 정확하게 측정하지 못하였던 문제점이 있었다.
또한, 어느 일측의 팔이나 다리의 근력만을 천편일률적으로 측정한 후 그 근력 데이터를 기초로 특정 부위의 근력을 보완하는 운동을 실시하도록 하므로, 양 팔의 상호 작용에 따른 근력 데이터를 근본적으로 얻을 수 없는 한계가 있었다.
이에 따라, 부정확한 근력 측정 데이터로 재활이나 근력 단련 훈련을 행함에 따라, 운동자의 노력에 비하여 근력이 향상되는 것이 더디고 경우에 따라서는 취약한 근육을 발견하지 못하게 되는 심각한 문제점도 있었다.
따라서, 이와 같은 인체의 특성을 고려하여 어느 한쪽 팔이나 다리의 근력만을 측정하거나 양 팔이나 양 다리가 같은 방향으로 함께 이동하는 운동 중의 근력만을 측정하는 것이 아니라, 양 팔이나 양 다리가 서로 다른 방향으로 이동하는 운동에 대해서도 근력을 측정할 수 있도록 하는 방안이 절실히 요구되고 있다.
한편, 일반적인 근력 운동 기구에 있어서도, 양 팔이나 양 다리를 사용하여 동시에 서로 반대 방향으로 움직이는 운동 패턴을 통해 근력을 발달시키는 운동을 구현하는 운동 기구가 있다. 그러나, 운동 기구에서 부여하는 왼쪽과 오른쪽의 부하는 덤 웨이트에 의하므로 일반적으로 동일하지만, 대부분의 운동자의 왼쪽 근육과 오른쪽 근육의 힘의 불균형이 있으므로, 이 불균형이 커지면 근력 운동 중에 균형을 잃어 허리나 목 등이 심하게 다치는 안전 사고가 발생할 가능성도 있었다.
따라서, 근력 운동 기구에 있어서도 왼쪽과 오른쪽의 운동이 서로 다르게 이루어지더라도 운동자의 균형을 잃지 않는 운동 기구의 필요성이 절실히 요구되고 있다.
한편, 상기 종래 기술에서 설명한 장치 등의 구성은 오로지 본 발명의 기술적 배경을 이해하기 위하여 기술한 것으로서, 본 발명의 기술 분야의 당업자에게 이미 알려진 선행 기술을 의미하는 것은 아니다
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 어느 한 쪽의 근력만을 측정하거나 또는 어느 한 방향으로의 운동 패턴에 대한 근력을 측정하는 것에 그치지 않고, 양측의 근육이 서로 다르게 운동하더라도 서로 다른 양측의 근력을 정확하게 측정할 수 있는 양측 근력 측정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 양팔이나 양 다리와 같이 양측이 서로 다른 방향으로 움직이는 운동 중에, 어느 한쪽의 근력이 다른 한쪽의 근력과 차이가 발생되어도, 검사자가 균형을 잃지 않도록 제어하여, 근력차에 의해 균형이 흩어져 잘못된 근력으로 측정되는 것을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 상기 근력 측정 장치에 의해 정확하게 측정된 근력 데이터를 이용하여 재활이나 근력 단력을 할 수 있는 근력 운동 기구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 근력 운동 기구를 이용하여 양팔이나 양 다리가 서로 다른 경로로 운동을 하는 과정에서 왼쪽과 오른쪽의 근력의 차이에 의하여 균형을 잃고 허리 등이 다치는 안전 사고를 예방할 수 있는 근력 운동 기구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 양팔이나 양 다리와 같이 양측이 서로 다른 방향으로 움직이는 운동 중에, 어느 한쪽의 근력이 다른 한쪽의 근력과 차이가 발생되어도, 검사자가 균형을 잃지 않도록 제어하여, 근력차에 의해 균형이 흩어져 잘못된 근력으로 측정되는 것을 방지하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 상기 근력 측정 장치에 의해 정확하게 측정된 근력 데이터를 이용하여 재활이나 근력 단력을 할 수 있는 근력 운동 기구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 근력 운동 기구를 이용하여 양팔이나 양 다리가 서로 다른 경로로 운동을 하는 과정에서 왼쪽과 오른쪽의 근력의 차이에 의하여 균형을 잃고 허리 등이 다치는 안전 사고를 예방할 수 있는 근력 운동 기구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 프로그램된 부하를 도입하여 근력 운동을 행하는 양측 근력 운동 장치에 있어서, 검사자의 일측 근력에 의해 제1힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체와; 검사자의 타측 근력에 의해 제2힘이 가해지면 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체와; 상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와; 상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와; 상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것에 저항력을 도입하여 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치를 제공한다.
이를 통해, 검사자의 일측 근력과 타측 근력에 의해 서로 독립적으로 제1몸체와 제2몸체를 이동시키면서 제1몸체 및 제2몸체에 가해지는 제1힘과 제2힘을 각각 측정함으로써 검사자의 양측 근력을 각각 독립적으로 측정할 수 있으며, 무엇보다도 검사자의 양측의 근육에 의해 제1몸체와 제2몸체를 반복적으로 이동시키는 과정에서 어느 측의 근력이 다른 측의 근력보다 큰 경우에는, 큰 근력에 의해 이동하는 몸체의 이동 거리가 더 길 수 밖에 없고, 시간이 흐름에 따라 어느 하나의 몸체의 이동 거리가 다른 하나의 몸체와의 이동 거리보다 더 길어지면, 검사자는 일측 근력과 타측 근력을 제대로 가하면서 제1몸체 및 제2몸체에 근력을 도입하는 것이 불가능해질 뿐만 아니라 균형을 잃고 허리 등이 다치는 안전 사고의 가능성도 있으므로, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면 선행하는 몸체에 저항력을 도입하여 검사자가 근력 측정 중에 균형을 잃는 것을 방지하여 보다 정확한 양측 근력을 측정할 수 있도록 한다.
한편, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 "미리 정해진 제1경로" 및 "미리 정해진 제2경로"라는 용어는 어느 하나의 물리적인 경로로 정확하게 정해졌다는 의미로 사용된 것이 아니라, 일반적인 운동 패턴에 따라 사용자 별로 약간의 차이가 있을 수 있는 편차를 포함하는 경로를 의미하는 것이다. 예를 들어, 검사자가 와이어에 매달린 덤 웨이트를 어깨 근육을 주로 사용하여 와이어와 연결된 손잡이를 하방으로 잡아당기는 운동 패턴으로 운동한다면 (반드시 덤웨이트에 매달린 것을 의미하는 것이 아니라, 덤웨이트를 들어올리는 형태로 부하가 작용하는 운동 패턴을 모두 포함함), 운동자는 어깨 근육을 사용한 운동 패턴으로 매번 다른 경로로 손잡이(몸체)를 이동시키는 운동을 할 수 있다. 이와 같이 매번 다른 경로로 이동할 수 있지만 일정한 운동 패턴을 갖는 것이라면 본 발명에 따른 "미리 정해진 경로"로 정의하기로 한다.
그리고, 상기 "미리 정해진 값"이란 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리의 편차로 인하여 검사자의 자세가 흩뜨러져 검사자가 가하고자 하는 힘이 제1몸체와 제2몸체에 충분히 가해지지 않을 정도의 '거리 편차'를 말하는 것으로서, 검사자의 신체 조건이나 연령, 성별 등과 운동 성향 등을 고려하여 개별적으로 결정된다.
한편, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 "프로그램된 부하"라는 용어는 서보제어회로에서 프로그램되어 인가되는 운동 부하로서, 부하가 일정하게 도입되는 등장 운동이나, 운동자가 어느 정도 이상으로 힘을 가하더라도 제1몸체 등이 일정한 속도로 이동하도록 하는 등속 운동이나, 그 밖에 등척 운동에 적용할 수 있도록 제1몸체 등에 도입되는 의미로 정의된다. 따라서, 본 발명에서 제1몸체 등에 도입되는 프로그램된 부하는 미리 정해진 대로 도입되는 것에 한정되지 않으며, 제1몸체 등의 위치나 속도를 조절하기 위해 변동 가능하게 결과치로 도입되는 부하를 모두 포함한다.
이 때, 상기 제1측정부는 상기 제1몸체의 이동에 의해 왼발이나 왼팔의 근력을 측정하고, 상기 제2측정부는 상기 제2몸체의 이동에 의해 오른발이나 오른팔의 근력을 측정한다.
그리고, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 동일한 방향으로 이동할 수도 있다. 또한, 상기 변위 제한 수단의 상기 미리정해진 값은 0으로 설정되어, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 함께 이동하도록 하여 종래와 마찬가지 기능을 구현할 수도 있지만, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 서로 반대 방향으로 이동하여 다양한 운동 패턴에 대해 양측 근력을 측정하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 제1경로와 상기 제2경로는 직선 경로일 수도 있고, 곡선 경로일 수도 있다. 이와 같이 다양한 경로로 이동함에 따라 다양한 운동 궤적에 따른 다양한 근력을 측정하는 것이 가능해진다.
이 때, 상기 변위 제한 수단은 상기 제1몸체와 상기 제2몸체가 물리적으로 제1경로 및 제2경로를 따라 이동하는 것을 제한할 수도 있지만, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 포함하여, 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 어느 하나 이상에 저항력을 부여하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시키는 것이 좋다.
이와 동시에, 상기 제1몸체의 이동거리는 상기 제1모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제1몸체의 이동거리를 산출하고, 상기 제2몸체의 이동거리는 상기 제2모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제2몸체의 이동거리가 산출되어, 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의하여 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리가 산출될 뿐만 아니라 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리도 함께 제한할 수 있다.
한편, 본 발명은, 힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체와; 힘이 가해지면 제1경로와 나란한 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체와; 상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것의 변위를 구속하여 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구를 제공한다.
이는, 운동자에 의해 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리가 미리 정해진 값을 초과하여 편차가 커지면, 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위 내로 유지시킴으로써, 운동자가 상기 근력 운동 기구를 사용하여 양측 팔이나 다리 운동을 하는 동안에 균형을 잃지 않고 안전하게 운동할 수 있도록 한다.
이 때, 상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와; 상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와; 상기 제1측정부에서 측정된 제1힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제1몸체에 저항력을 선택적으로 도입하고, 상기 제2측정부에서 측정된 제2힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제2몸체에 저항력을 선택적으로 도입하는 서보 제어 회로를; 추가적으로 포함하여 구성되어, 상기 제1측정부와 상기 제2측정부에 의해 서보 제어 회로는 측정된 근력으로부터 취약한 근육을 찾아 그 취약한 근육에 대해 부하를 점진적으로 부여함에 따라, 운동자의 취약한 근육을 발달시켜 재활 및 운동 단련의 용도로 활용할 수 있다.
이를 위하여, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 추가적으로 포함하여, 상기 서보 제어 회로에 의하여 정해진 저항력이 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의해 상기 제1몸체와 상기 제2몸체가 미리 정해진 위치에서 도입되도록 한다.
그리고, 본 발명에 따른 양측 근력 측정 장치와 마찬가지로, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 추가적으로 포함하여, 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 어느 하나 이상에서 작용하는 저항력에 의하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시킨다.
이 때, 상기 제1몸체는 왼발이나 왼팔의 근력에 의해 이동하고, 상기 제2몸체는 오른발이나 오른팔의 근력에 의해 이동하여, 운동자는 양 팔이나 양 발에 서로 다른 방향으로 힘을 가하는 패턴의 운동을 하더라도, 균형을 잃지 않고 안전하게 근력 운동을 할 수 있다.
이 때, 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체는 등장(isotonic) 운동, 등척(isometric) 운동, 등속 운동(isokinetic) 중 어느 하나 이상을 행하는 것이 바람직하다.
이를 통해, 검사자의 일측 근력과 타측 근력에 의해 서로 독립적으로 제1몸체와 제2몸체를 이동시키면서 제1몸체 및 제2몸체에 가해지는 제1힘과 제2힘을 각각 측정함으로써 검사자의 양측 근력을 각각 독립적으로 측정할 수 있으며, 무엇보다도 검사자의 양측의 근육에 의해 제1몸체와 제2몸체를 반복적으로 이동시키는 과정에서 어느 측의 근력이 다른 측의 근력보다 큰 경우에는, 큰 근력에 의해 이동하는 몸체의 이동 거리가 더 길 수 밖에 없고, 시간이 흐름에 따라 어느 하나의 몸체의 이동 거리가 다른 하나의 몸체와의 이동 거리보다 더 길어지면, 검사자는 일측 근력과 타측 근력을 제대로 가하면서 제1몸체 및 제2몸체에 근력을 도입하는 것이 불가능해질 뿐만 아니라 균형을 잃고 허리 등이 다치는 안전 사고의 가능성도 있으므로, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면 선행하는 몸체에 저항력을 도입하여 검사자가 근력 측정 중에 균형을 잃는 것을 방지하여 보다 정확한 양측 근력을 측정할 수 있도록 한다.
한편, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 "미리 정해진 제1경로" 및 "미리 정해진 제2경로"라는 용어는 어느 하나의 물리적인 경로로 정확하게 정해졌다는 의미로 사용된 것이 아니라, 일반적인 운동 패턴에 따라 사용자 별로 약간의 차이가 있을 수 있는 편차를 포함하는 경로를 의미하는 것이다. 예를 들어, 검사자가 와이어에 매달린 덤 웨이트를 어깨 근육을 주로 사용하여 와이어와 연결된 손잡이를 하방으로 잡아당기는 운동 패턴으로 운동한다면 (반드시 덤웨이트에 매달린 것을 의미하는 것이 아니라, 덤웨이트를 들어올리는 형태로 부하가 작용하는 운동 패턴을 모두 포함함), 운동자는 어깨 근육을 사용한 운동 패턴으로 매번 다른 경로로 손잡이(몸체)를 이동시키는 운동을 할 수 있다. 이와 같이 매번 다른 경로로 이동할 수 있지만 일정한 운동 패턴을 갖는 것이라면 본 발명에 따른 "미리 정해진 경로"로 정의하기로 한다.
그리고, 상기 "미리 정해진 값"이란 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리의 편차로 인하여 검사자의 자세가 흩뜨러져 검사자가 가하고자 하는 힘이 제1몸체와 제2몸체에 충분히 가해지지 않을 정도의 '거리 편차'를 말하는 것으로서, 검사자의 신체 조건이나 연령, 성별 등과 운동 성향 등을 고려하여 개별적으로 결정된다.
한편, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 "프로그램된 부하"라는 용어는 서보제어회로에서 프로그램되어 인가되는 운동 부하로서, 부하가 일정하게 도입되는 등장 운동이나, 운동자가 어느 정도 이상으로 힘을 가하더라도 제1몸체 등이 일정한 속도로 이동하도록 하는 등속 운동이나, 그 밖에 등척 운동에 적용할 수 있도록 제1몸체 등에 도입되는 의미로 정의된다. 따라서, 본 발명에서 제1몸체 등에 도입되는 프로그램된 부하는 미리 정해진 대로 도입되는 것에 한정되지 않으며, 제1몸체 등의 위치나 속도를 조절하기 위해 변동 가능하게 결과치로 도입되는 부하를 모두 포함한다.
이 때, 상기 제1측정부는 상기 제1몸체의 이동에 의해 왼발이나 왼팔의 근력을 측정하고, 상기 제2측정부는 상기 제2몸체의 이동에 의해 오른발이나 오른팔의 근력을 측정한다.
그리고, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 동일한 방향으로 이동할 수도 있다. 또한, 상기 변위 제한 수단의 상기 미리정해진 값은 0으로 설정되어, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 함께 이동하도록 하여 종래와 마찬가지 기능을 구현할 수도 있지만, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 서로 반대 방향으로 이동하여 다양한 운동 패턴에 대해 양측 근력을 측정하는 것도 가능해진다.
또한, 상기 제1경로와 상기 제2경로는 직선 경로일 수도 있고, 곡선 경로일 수도 있다. 이와 같이 다양한 경로로 이동함에 따라 다양한 운동 궤적에 따른 다양한 근력을 측정하는 것이 가능해진다.
이 때, 상기 변위 제한 수단은 상기 제1몸체와 상기 제2몸체가 물리적으로 제1경로 및 제2경로를 따라 이동하는 것을 제한할 수도 있지만, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 포함하여, 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 어느 하나 이상에 저항력을 부여하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시키는 것이 좋다.
이와 동시에, 상기 제1몸체의 이동거리는 상기 제1모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제1몸체의 이동거리를 산출하고, 상기 제2몸체의 이동거리는 상기 제2모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제2몸체의 이동거리가 산출되어, 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의하여 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리가 산출될 뿐만 아니라 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리도 함께 제한할 수 있다.
한편, 본 발명은, 힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체와; 힘이 가해지면 제1경로와 나란한 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체와; 상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것의 변위를 구속하여 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구를 제공한다.
이는, 운동자에 의해 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리가 미리 정해진 값을 초과하여 편차가 커지면, 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위 내로 유지시킴으로써, 운동자가 상기 근력 운동 기구를 사용하여 양측 팔이나 다리 운동을 하는 동안에 균형을 잃지 않고 안전하게 운동할 수 있도록 한다.
이 때, 상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와; 상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와; 상기 제1측정부에서 측정된 제1힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제1몸체에 저항력을 선택적으로 도입하고, 상기 제2측정부에서 측정된 제2힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제2몸체에 저항력을 선택적으로 도입하는 서보 제어 회로를; 추가적으로 포함하여 구성되어, 상기 제1측정부와 상기 제2측정부에 의해 서보 제어 회로는 측정된 근력으로부터 취약한 근육을 찾아 그 취약한 근육에 대해 부하를 점진적으로 부여함에 따라, 운동자의 취약한 근육을 발달시켜 재활 및 운동 단련의 용도로 활용할 수 있다.
이를 위하여, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 추가적으로 포함하여, 상기 서보 제어 회로에 의하여 정해진 저항력이 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의해 상기 제1몸체와 상기 제2몸체가 미리 정해진 위치에서 도입되도록 한다.
그리고, 본 발명에 따른 양측 근력 측정 장치와 마찬가지로, 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와; 기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를; 추가적으로 포함하여, 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 어느 하나 이상에서 작용하는 저항력에 의하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시킨다.
이 때, 상기 제1몸체는 왼발이나 왼팔의 근력에 의해 이동하고, 상기 제2몸체는 오른발이나 오른팔의 근력에 의해 이동하여, 운동자는 양 팔이나 양 발에 서로 다른 방향으로 힘을 가하는 패턴의 운동을 하더라도, 균형을 잃지 않고 안전하게 근력 운동을 할 수 있다.
이 때, 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체는 등장(isotonic) 운동, 등척(isometric) 운동, 등속 운동(isokinetic) 중 어느 하나 이상을 행하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 검사자의 일측 근력에 의해 제1힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체와; 검사자의 타측 근력에 의해 제2힘이 가해지면 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체와; 상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와; 상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와; 상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것에 저항력을 도입하여 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을 포함하여 구성되어, 검사자의 일측 근력과 타측 근력에 의해 서로 독립적인 제1몸체와 제2몸체를 이동시키면서 제1몸체 및 제2몸체에 가해지는 제1힘과 제2힘을 측정함으로써 검사자의 양측 근력을 각각 독립적으로 측정할 수 있으며, 무엇보다도, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면 선행하는 몸체에 저항력을 도입하여 검사자가 근력 측정 중에 균형을 잃는 것을 방지하여 보다 정확한 양측 근력을 측정할 수 있는 양측 근력 측정장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 양팔이나 양 다리와 같이 양측이 서로 다른 방향으로 움직이는 운동 중에, 어느 한쪽의 근력이 다른 한쪽의 근력과 차이가 발생되어도, 검사자가 균형을 잃지 않도록 제어하여, 근력차에 의해 균형이 흩어져 잘못된 근력으로 측정되는 것을 방지한다.
그리고, 본 발명은, 운동자에 의해 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리가 미리 정해진 값을 초과하여 편차가 커지면, 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위 내로 유지시킴으로써, 운동자가 상기 근력 운동 기구를 사용하여 양측 팔이나 다리 운동을 하는 동안에 균형을 잃지 않고 안전하게 운동할 수 있도록 하는 근력 운동 기구를 제공한다.
그리고 본 발명은 상기 근력 측정 장치에 의해 정확하게 측정된 근력 데이터를 이용하여 운동자에게 맞는 운동 프로그램을 자동으로 설정하여 효율적으로 취약한 근력을 단련, 발달시키는 근력 운동이 가능해질 뿐만 아니라, 부상의 위험이 없고 운동자의 신체 상태를 지속적으로 모니터링 및 관리할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 양팔이나 양 다리와 같이 양측이 서로 다른 방향으로 움직이는 운동 중에, 어느 한쪽의 근력이 다른 한쪽의 근력과 차이가 발생되어도, 검사자가 균형을 잃지 않도록 제어하여, 근력차에 의해 균형이 흩어져 잘못된 근력으로 측정되는 것을 방지한다.
그리고, 본 발명은, 운동자에 의해 제1몸체와 제2몸체의 이동 거리가 미리 정해진 값을 초과하여 편차가 커지면, 제1몸체 및 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위 내로 유지시킴으로써, 운동자가 상기 근력 운동 기구를 사용하여 양측 팔이나 다리 운동을 하는 동안에 균형을 잃지 않고 안전하게 운동할 수 있도록 하는 근력 운동 기구를 제공한다.
그리고 본 발명은 상기 근력 측정 장치에 의해 정확하게 측정된 근력 데이터를 이용하여 운동자에게 맞는 운동 프로그램을 자동으로 설정하여 효율적으로 취약한 근력을 단련, 발달시키는 근력 운동이 가능해질 뿐만 아니라, 부상의 위험이 없고 운동자의 신체 상태를 지속적으로 모니터링 및 관리할 수 있게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 작동 원리를 설명한 순서도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 외관을 도시한 사시도, 도3은 도2의 정면도, 도4는 도2의 평면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)는 프로그램된 부하를 도입하여 근력 운동을 행하는 양측 근력 운동 장치로서, 측정 장치의 구성 요소들을 지지하도록 지면에 거치되는 베이스(110)와, 검사자가 편안하게 앉을 수 있도록 베이스의 일측에 높이 조절이 가능하고 전후 이동이 가능하게 설치된 시트(120)와, 시트(120)의 전방에 설치되어 검사자의 발로 힘을 가하여 전후 방향으로 서로 독립적인 직선 이동이 가능하게 설치된 직선 구동부(130)와, 시트(1)의 전방 하부에 설치되어 검사자의 발을 끼워 전후 방향으로 서로 독립적인 회전 이동이 가능하게 설치된 회전 구동부(140)와, 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)의 제1몸체(131,141)의 이동과 함께 회전하는 제1모터(160)와, 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)의 제2몸체(132,142)의 이동과 함께 회전하는 제2모터(170)와, 제1몸체(131,141)의 이동 거리를 산출하도록 제1모터(160)의 회전수를 측정하는 제1엔코더(165)와, 제2몸체(132,142)의 이동 거리를 산출하도록 제2모터(170)의 회전수를 측정하는 제2엔코더(175)와, 제1몸체(131,141)와 제2몸체(132, 142) 사이의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값보다 커지면 선행하는 몸체와 함께 회전하는 모터에 선행하는 몸체의 이동을 저항하는 저항력(Fc)이 도입되도록 제어하는 서보제어회로(180)와, 제1몸체(131,141)에 가해지는 제1힘(FL)을 측정하는 제1측정부(1,101)와, 제2몸체(132,142)에 가해지는 제2힘(FR)을 측정하는 제2측정부(2,102)로 구성된다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 직선 구동부(130)는 검사자의 왼발에 의해 도면부호 131d로 표시된 방향으로 직선 이동하는 제1발판(131)과, 검사자의 오른발에 의해 직선 이동하는 제2발판(132)과, 이들 발판(131,132)을 각각 회동 가능하게 고정하는 지지대(133a)와, 베이스(110)에 대하여 지지대(133a)를 4절 링크 형태로 연결하는 한 쌍의 연결 링크(133b, 133c)와, 연결 링크(133c)에 연결되어 제1모터(160) 및 제2모터(170)에 의해 작용하는 저항력(Fc)을 전달하는 2절 저항력전달링크(134)로 구성된다.
이 때, 4절 링크의 상측에 위치한 발판(131, 132)은 직선 이동하지만, 검사자가 힘을 가하면 제1발판(131)과 연결된 연결 링크는 131d로 표시된 방향으로 회전하며, 제2발판(132)과 연결된 연결 링크는 132d로 표시된 방향으로 회전한다.
상기 회전 구동부(140)는 검사자의 왼발목을 걸어 왼발의 힘으로 회전 이동하는 제1걸림체(141)와, 검사자의 오른발목을 걸어 오른발의 힘으로 회전 이동하는 제2걸림체(142)로 구성되어, 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)는 제1모터(160) 및 제2모터(170)에 의해 작용하는 저항력(Fc)이 선택적으로 전달된다.
상기 제1모터(160) 및 제2모터(170)는 직선 구동부(130)의 제1발판(131) 및 제2발판(132)의 직선 이동 또는 회전 구동부(140)의 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)의 회전 이동에 따라 함께 회전한다. 즉, 제1발판(131) 및 제2발판(132)의 직선 이동은 직선 구동부(130)의 연결 링크(134) 중 하나와 일체로 회전하는 풀리(77)에 회전 변위로 전달되고, 풀리(77)의 회전 변위는 벨트(162)에 의하여 연결 풀리(88)에 회전 변위로 전달되며, 연결 풀리(88)의 회전 변위는 벨트(162)에 의하여 제1모터(160) 및 제2모터(170)의 회전 변위로 전달되어 함께 회전된다. 그리고, 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)의 회전 이동은 벨트(161)을 통해 연결 풀리(88)에 전달되고, 연결 풀리(88)의 회전 변위는 벨트(162) 또는 체인에 의하여 제1모터(160) 및 제2모터(170)의 회전 변위로 전달되어 함께 회전된다.
한편, 본 실시예에서는 모터(160, 170)로부터 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)에 동력이 전달되는 것을 벨트(161, 162)에 의한 것을 예로 들었지만, 벨트(161, 162) 이외에도 체인, 기어, 랙 앤 피니언 등의 다양한 동력 전달 수단을 이용할 수 있다.
여기서, 제1모터(160) 및 제2모터(170)는 연결 풀리(88)와 벨트에 의해 함께 회전하지만, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 것에 의하여, 제1모터(160)는 직선 구동부(130)의 제1발판(131)의 직선 이동에 따라 함께 회전할 수도 있고 회전 구동부(140)의 제1걸림체(141)의 회전 이동에 따라 함께 회전할 수도 있다. 이 때, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 구성은 연결 풀리(88)가 회전축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 이를 이동시키거나, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140)와 함께 회전하는 풀리(미도시)와 선택적으로 핀결합되는 것 등에 의해 다양하게 구현될 수 있다.
마찬가지로, 제2모터(170)는 직선 구동부(130)의 제2발판(132)의 직선 이동에 따라 함께 회전할 수도 있고 회전 구동부(140)의 제2걸림체(142)의 회전 이동에 따라 함께 회전할 수도 있다.
이 때, 도8에 도시된 바와 같이, 제1모터(160)에는 제1엔코더(165)가 설치되어 제1모터(160)의 회전수가 감지되어, 제1발판(131)의 직선 이동 거리 또는 제1걸림체(141)의 회전 이동 거리가 산출된다. 마찬가지로, 제2모터(170)에는 제2엔코더(175)가 설치되어 제2모터(170)의 회전수가 감지되어, 제2발판(132)의 직선 이동 거리 또는 제2걸림체(142)의 회전 이동 거리가 산출된다.
상기 서보 제어 회로(180)는 도8에 도시된 바와 같이 제1엔코더(165)에 의해 감지된 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)의 이동 거리(Δx1)에 대한 정보와 제2엔코더(175)에 의해 감지된 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)의 이동 거리(Δx2)에 대한 정보를 수신하여 이들의 차이(Δx1-Δx2)를 산출한다.
이 때, 검사자의 신체 조건 등이 미리 입력되어 검사자의 신체 조건 등에 의하여 검사자의 왼발에 의해 이동하는 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)의 이동 거리(Δx1)와 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)의 이동 거리(Δx2)의 차이를 제한하는 설정치(A)가 자동적으로 정해진다. 일반적으로 다리의 길이가 짧은 사람은 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132,142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 작게 설정된다.
이에 따라, 서보 제어 회로(180)는, 검사자가 의자에 앉아 왼발로 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)를 이동시키는 이동 거리(Δx1)가 오른발로 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)를 이동시키는 이동 거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 값(A)보다 커지면, 검사자의 균형이 흩트러져 검사자가 가하고자 하는 힘을 몸체(131, 132, 141, 142)에 충분히 가할 수 없는 상태로 보고, 이동 거리가 더 큰 몸체에 대하여 이동하는 방향의 반대 방향으로 제1모터(160) 또는 제2모터(170)에 의하여 저항력(Fc)을 도입하여, 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이를 미리 정해진 값(A)보다 항상 작게 유지시킨다.
이를 통해, 검사자는 왼발과 오른발의 근력을 측정하는 도중에 어느 한쪽의 근력이 더 세기 때문에 발생되는 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)를 미리 정해진 범위 이내로 제한할 수 있게 되므로, 검사자는 근력 측정 과정에서 어느 한 쪽 발이 더 이동함에 따라 균형을 잃어 안전 사고가 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1몸체(131, 141) 및 제2몸체(132, 142)에 자신이 가하고자 하는 힘을 왼발과 오른발을 통해 정확하게 가할 수 있으므로, 검사자의 자세가 흩어지지 않은 상태로 근력을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
상기 제1측정부(1,101)는, 제1토크 트랜스듀서(11)와 제1다이나모미터(12)를 제1모터(160)에 연결하여, 제1모터(160)에 의해 전달되는 토크를 통해 제1몸체(131, 141)를 이동시키는 왼발의 제1힘(FL)을 측정할 수도 있고, 제1몸체(131, 141)에 가해지는 제1힘(FL)이 전달되는 시트 측 연결 부재(133c)에 제1힘측정소자(21)로서 스트레인게이지를 부착하고 스트레인게이지의 변형량에 따른 저항의 변화로부터 제1힘(FL)을 산출하는 제1힘 산출회로(26)에 의해 제1힘(FL)을 측정할 수도 있다.
상기 제2측정부(2,102)는, 제2토크 트랜스듀서(12)와 제2다이나모미터(17)를 제2모터(170)에 연결하여, 제2모터(170)에 의해 전달되는 토크를 통해 제2몸체(132, 142)를 이동시키는 오른발의 제2힘(FR)을 측정할 수도 있고, 제2몸체(132, 142)에 가해지는 제2힘(FR)이 전달되는 시트 측 연결 부재(133c)에 제2힘측정소자(22)로서 스트레인게이지를 부착하고 스트레인게이지의 변형량에 따른 저항의 변화로부터 제2힘(FR)을 산출하는 제2힘 산출회로(27)에 의해 제2힘(FR)을 측정할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)의 작동 원리를 제1발판(131)과 제2발판(132)이 동일한 방향으로 이동하는 경우를 예로 들어 도1 및 도5a 내지 도5d를 참조하여 이하에서 상술한다.
단계 1: 검사하고자 하는 검사자를 시트(120)에 앉히고, 검사자의 신체 조건과 운동 성향을 서보 제어 회로(180)에 입력하면 검사자가 왼발과 오른발에 따라 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 자동적으로 설정된다.
단계 2: 그리고 나서, 도5a에 도시된 바와 같이, 검사자가 왼발로 제1발판(131)을 밀어 이동시키고 오른발로 제2발판(132)을 밀어 이동시킨다(S110). 이 때, 왼발에 의해 제1힘(FL)이 가해진 제1발판(131)은 제1이동거리(Δx1)만큼 이동하며, 오른발에 의해 제2힘(FR)이 가해진 제2발판(132)은 제2이동거리(Δx2)만큼 이동한다.
이와 동시에, 제1측정부(1,101)와 제2측정부(2,102)에서는 제1발판(131) 및 제2발판(132)에 가해지는 제1힘(FL) 및 제2힘(FR)을 측정한다(S120). 그리고, 제1모터(160)의 회전수를 감지하는 제1엔코더(165)와 제2모터(170)의 회전수를 감지하는 제2엔코더(175)에 의하여 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)가 측정된다(S130).
단계 3: 이 때, 검사자의 왼발로 미는 제1힘(FL)이 오른발로 미는 제2힘(FR)보다 큰 경우에는 도5b에 도시된 바와 같이 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)는 더욱 더 커진다. 이에 따라, 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하였는지를 서버 제어 회로(180)에서 감시한다(S140).
단계 4: 서보 제어 회로(180)에서 산출된 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2; c)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하면, 도5c에 도시된 바와 같이 선행하는 제1발판(131)의 이동 방향에 반대 방향으로 저항력(Fc)이 제1모터(160)에 의해 도입된다(S150).
보다 구체적으로는, 도6에 도시된 바와 같이, 검사자의 왼발에 의하여 제1발판(131)에 제1힘(FL)이 크게 작용하는 경우에, 제1발판(131)의 이동 거리(Δx1)를 제2발판(132)의 이동 거리(Δx2)와 차이가 설정치(A)보다 커지지 않도록 제한할 필요가 있다. 이를 위하여, 제1모터(160)에는 기전력이 인가되어 저항 토크(Tc)가 도입되고, 이 저지 토크(Tc)는 벨트(162)를 통해 풀리(77)에 전달되어, 전달된 저항 토크(Tc')는 저항력전달링크(134)를 통해 연결 링크(133c)에 제1힘(FL)의 반대 방향으로 저항력(Fc')이 전달되어, 상기 제1발판(131)에는 도면부호 Fc로 표시된 저항력이 작용하게 된다.
단계 5: 선행하는 제1발판(131)에 이동 방향의 반대 방향으로 저항력(Fc)이 작용함에 따라, 도5d에 도시된 바와 같이, 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리의 차(Δx1-Δx2; c')가 미리 정해진 값(A)보다 작아지게 되고, 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리가 같아지면 도입되었던 저항력(Fc)은 제거된다.
한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)의 작동 원리는 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)가 서로 다른 방향으로 이동하는 경우에도 적용될 수 있다. 이를 도7a 내지 도7d를 참조하여 이하에서 상술한다.
단계 1: 검사하고자 하는 검사자를 시트(120)에 앉히고, 검사자의 신체 조건과 운동 성향을 서보 제어 회로(180)에 입력하면 검사자가 왼발과 오른발에 따라 제1걸림체(141)과 제2걸림체(142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 자동적으로 설정된다.
단계 2: 그리고 나서, 도7a에 도시된 바와 같이, 검사자가 왼발로 제1걸림체(141)을 밀어 상방 이동시키고 오른발로 제2걸림체(142)을 끌어 하방 이동시킨다(S110). 이 때, 왼발에 의해 제1힘(FL)이 가해진 제1걸림체(141)은 제1이동거리(Δx1)만큼 이동하며, 오른발에 의해 제2힘(FR)이 가해진 제2걸림체(142)은 제2이동거리(Δx2)만큼 이동한다.
이와 동시에, 제1측정부(1,101)와 제2측정부(2,102)에서는 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)에 가해지는 제1힘(FL) 및 제2힘(FR)을 측정한다(S120). 그리고, 제1모터(160)의 회전수를 감지하는 제1엔코더(165)와 제2모터(170)의 회전수를 감지하는 제2엔코더(175)에 의하여 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)가 회전각으로 측정된다(S130).
단계 3: 이 때, 검사자의 왼발로 미는 제1힘(FL)이 오른발로 잡아당기는 제2힘(FR)보다 큰 경우에는 도7b에 도시된 바와 같이 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(142)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)는 더욱 더 커진다. 이에 따라, 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하였는지를 서버 제어 회로(180)에서 감시한다(S140).
단계 4: 서보 제어 회로(180)에서 산출된 제1걸림체(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하면, 도7c에 도시된 바와 같이 선행하는 제1걸림체(141)의 이동 방향에 반대 방향으로 저항력(Fc)이 제1모터(160)에 의해 도입된다(S150).
단계 5: 선행하는 제1걸림체(141)에 이동 방향의 반대 방향으로 저항력(Fc)이 작용함에 따라, 도7d에 도시된 바와 같이, 제1걸림체(141)와 제2걸림체(142)의 이동 거리의 차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 값(A)보다 작아지게 되고, 제1걸림체(141)와 제2걸림체(142)의 이동 거리가 같아지면 도입되었던 저항력(Fc)은 제거된다.
한편, 전술한 실시예에 따른 근력 측정 장치(100)는 근력 운동 기구에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는 도2에 도시된 바와 동일하게 구성되며, 서로 독립적으로 왼팔이나 왼발에 의해 이동하는 제1몸체(131, 141)와 오른팔이나 오른발에 의해 이동하는 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값(A)을 초과하면 선행하는 몸체에 대하여 그 이동 방향과 반대 방향으로 저항력(Fc)이 도입되어, 운동자의 왼쪽과 오른쪽의 근력의 불균형에 의하여 균형을 잃어 안전사고를 당하는 것을 예방할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는, 힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체(131, 141)와, 힘이 가해지면 제1경로와 나란한 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체(132, 142)와, 상기 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체(131,141)와 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이(｜Δx2-Δx1｜)가 미리 정해진 값을 초과하면, 제1몸체(131,141)와 제2몸체 (132, 142)중 선행하는 것에 저항력(Fc)을 가하여 제1몸체(131,141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을 포함하여 구성된다.
이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는, 제1몸체(131, 141)가 제1경로를 따라 이동하면서 제1몸체(131, 141)에 작용하는 제1힘(FL)을 측정하는 제1측정부(1, 101)와, 제2몸체(132, 142)가 제2경로를 따라 이동하면서 제2몸체(132, 142)에 작용하는 제2힘(FR)을 측정하는 제2측정부(2, 102)를 구비하여, 이들 측정부에서 측정된 왼쪽과 오른쪽의 힘(FL, FR)을 기초로 하여, 도9에 도시된 바와 같이, 서보 제어 회로(180)는 제1측정부(1,101)에서 측정된 제1힘(FL)으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 제1몸체(131, 141)에 저항력(미도시)을 선택적으로 도입하고, 제2측정부(2, 102)에서 측정된 제2힘(FR)으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 제2몸체(132, 142)에 저항력(미도시)을 선택적으로 도입한다.
이 때, 약한 부위의 근력을 증강시키도록 도입되는 저항력은 제1측정부(1, 101) 및 제2측정부(2, 102)를 통해 얻어진 제1힘(FL)과 제2힘(FR)을 기초로 정해진다. 예를 들어, 제2몸체(132, 142)의 운동 중에 측정된 제2힘이 도10a에 도시된 바와 같다면, 운동의 1궤적에 소요되는 시간 중 t1 내지 t2 동안에 작용하는 근력이 약한 것이고, 이 근력에 보다 높은 부하를 작용시키는 것이 필요하므로, 도10b에 도시된 바와 같이 t1 내지 t2동안에는 평소보다 더 큰 부하로 저항력(FRC)을 자동으로 프로그램화하여 작용시킨다. 마찬가지로, 제1걸림체(141)를 이동시키는 회전 운동 중에 측정된 제3힘(FL)이 도10c에 도시된 바와 같다면, 운동의 1궤적에 소요되는 시간 중 t3 내지 t4 동안에 작용하는 근력이 약한 것이고, 이 근력에 보다 높은 부하를 작용시키는 것이 필요하므로, 도13d에 도시된 바와 같이 t3 내지 t4동안에는 지속적으로 부가하던 부하보다는 높아진 크기의 부하를 저항력(FRC)으로 자동 프로그램화하여 작용시킨다.
이를 통해, 정해진 운동 궤적을 움직이는 동안에 약한 부위의 근육에 국부적으로 t1 내지 t2, t3 내지 t4 동안에만 보다 큰 부하를 이겨내어야 하므로, 운동자의 약한 근육의 발달이 극대화되며, 운동자에게 맞는 운동 프로그램을 자동으로 설정하여 운동이 가능할 뿐만 아니라, 부상의 위험이 없고 운동자의 신체 상태를 지속적으로 모니터링 및 관리할 수 있게 된다.
전술한 일 실시에의 근력 측정 장치와 마찬가지로, 운동자의 운동 패턴에 따라 저항력을 도입하는 것은 서보 제어 회로(180)에서 정해진 저항력이 제1모터(160)와 제2모터(170)에 기전력을 인가하는 것에 의해 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)가 미리 정해진 위치(영역을 포함한다)에서 이루어진다.
그리고, 제1몸체(131, 141)의 이동 거리(Δx1)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리(Δx2)의 차이가 설정치(A)를 초과하면, 제1모터(160)와 제2모터(170)에 기전력을 인가하는 것에 의하여 저항력(Fc)을 도입함으로써, 제1몸체(131, 141) 및 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 근력을 측정하거나 특정 부위의 근육을 단련하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 재활용도나 스포츠 선수의 단련을 위한 것이거나 일반인이 일반적으로 이용하는 운동 기구 등도 모두 포함하는 것이다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 작동 원리를 설명한 순서도, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 외관을 도시한 사시도, 도3은 도2의 정면도, 도4는 도2의 평면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)는 프로그램된 부하를 도입하여 근력 운동을 행하는 양측 근력 운동 장치로서, 측정 장치의 구성 요소들을 지지하도록 지면에 거치되는 베이스(110)와, 검사자가 편안하게 앉을 수 있도록 베이스의 일측에 높이 조절이 가능하고 전후 이동이 가능하게 설치된 시트(120)와, 시트(120)의 전방에 설치되어 검사자의 발로 힘을 가하여 전후 방향으로 서로 독립적인 직선 이동이 가능하게 설치된 직선 구동부(130)와, 시트(1)의 전방 하부에 설치되어 검사자의 발을 끼워 전후 방향으로 서로 독립적인 회전 이동이 가능하게 설치된 회전 구동부(140)와, 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)의 제1몸체(131,141)의 이동과 함께 회전하는 제1모터(160)와, 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)의 제2몸체(132,142)의 이동과 함께 회전하는 제2모터(170)와, 제1몸체(131,141)의 이동 거리를 산출하도록 제1모터(160)의 회전수를 측정하는 제1엔코더(165)와, 제2몸체(132,142)의 이동 거리를 산출하도록 제2모터(170)의 회전수를 측정하는 제2엔코더(175)와, 제1몸체(131,141)와 제2몸체(132, 142) 사이의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값보다 커지면 선행하는 몸체와 함께 회전하는 모터에 선행하는 몸체의 이동을 저항하는 저항력(Fc)이 도입되도록 제어하는 서보제어회로(180)와, 제1몸체(131,141)에 가해지는 제1힘(FL)을 측정하는 제1측정부(1,101)와, 제2몸체(132,142)에 가해지는 제2힘(FR)을 측정하는 제2측정부(2,102)로 구성된다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 직선 구동부(130)는 검사자의 왼발에 의해 도면부호 131d로 표시된 방향으로 직선 이동하는 제1발판(131)과, 검사자의 오른발에 의해 직선 이동하는 제2발판(132)과, 이들 발판(131,132)을 각각 회동 가능하게 고정하는 지지대(133a)와, 베이스(110)에 대하여 지지대(133a)를 4절 링크 형태로 연결하는 한 쌍의 연결 링크(133b, 133c)와, 연결 링크(133c)에 연결되어 제1모터(160) 및 제2모터(170)에 의해 작용하는 저항력(Fc)을 전달하는 2절 저항력전달링크(134)로 구성된다.
이 때, 4절 링크의 상측에 위치한 발판(131, 132)은 직선 이동하지만, 검사자가 힘을 가하면 제1발판(131)과 연결된 연결 링크는 131d로 표시된 방향으로 회전하며, 제2발판(132)과 연결된 연결 링크는 132d로 표시된 방향으로 회전한다.
상기 회전 구동부(140)는 검사자의 왼발목을 걸어 왼발의 힘으로 회전 이동하는 제1걸림체(141)와, 검사자의 오른발목을 걸어 오른발의 힘으로 회전 이동하는 제2걸림체(142)로 구성되어, 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)는 제1모터(160) 및 제2모터(170)에 의해 작용하는 저항력(Fc)이 선택적으로 전달된다.
상기 제1모터(160) 및 제2모터(170)는 직선 구동부(130)의 제1발판(131) 및 제2발판(132)의 직선 이동 또는 회전 구동부(140)의 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)의 회전 이동에 따라 함께 회전한다. 즉, 제1발판(131) 및 제2발판(132)의 직선 이동은 직선 구동부(130)의 연결 링크(134) 중 하나와 일체로 회전하는 풀리(77)에 회전 변위로 전달되고, 풀리(77)의 회전 변위는 벨트(162)에 의하여 연결 풀리(88)에 회전 변위로 전달되며, 연결 풀리(88)의 회전 변위는 벨트(162)에 의하여 제1모터(160) 및 제2모터(170)의 회전 변위로 전달되어 함께 회전된다. 그리고, 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)의 회전 이동은 벨트(161)을 통해 연결 풀리(88)에 전달되고, 연결 풀리(88)의 회전 변위는 벨트(162) 또는 체인에 의하여 제1모터(160) 및 제2모터(170)의 회전 변위로 전달되어 함께 회전된다.
한편, 본 실시예에서는 모터(160, 170)로부터 직선 구동부(130) 및 회전 구동부(140)에 동력이 전달되는 것을 벨트(161, 162)에 의한 것을 예로 들었지만, 벨트(161, 162) 이외에도 체인, 기어, 랙 앤 피니언 등의 다양한 동력 전달 수단을 이용할 수 있다.
여기서, 제1모터(160) 및 제2모터(170)는 연결 풀리(88)와 벨트에 의해 함께 회전하지만, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 것에 의하여, 제1모터(160)는 직선 구동부(130)의 제1발판(131)의 직선 이동에 따라 함께 회전할 수도 있고 회전 구동부(140)의 제1걸림체(141)의 회전 이동에 따라 함께 회전할 수도 있다. 이 때, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되는 구성은 연결 풀리(88)가 회전축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 이를 이동시키거나, 연결 풀리(88)가 직선 구동부(130)나 회전 구동부(140)와 함께 회전하는 풀리(미도시)와 선택적으로 핀결합되는 것 등에 의해 다양하게 구현될 수 있다.
마찬가지로, 제2모터(170)는 직선 구동부(130)의 제2발판(132)의 직선 이동에 따라 함께 회전할 수도 있고 회전 구동부(140)의 제2걸림체(142)의 회전 이동에 따라 함께 회전할 수도 있다.
이 때, 도8에 도시된 바와 같이, 제1모터(160)에는 제1엔코더(165)가 설치되어 제1모터(160)의 회전수가 감지되어, 제1발판(131)의 직선 이동 거리 또는 제1걸림체(141)의 회전 이동 거리가 산출된다. 마찬가지로, 제2모터(170)에는 제2엔코더(175)가 설치되어 제2모터(170)의 회전수가 감지되어, 제2발판(132)의 직선 이동 거리 또는 제2걸림체(142)의 회전 이동 거리가 산출된다.
상기 서보 제어 회로(180)는 도8에 도시된 바와 같이 제1엔코더(165)에 의해 감지된 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)의 이동 거리(Δx1)에 대한 정보와 제2엔코더(175)에 의해 감지된 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)의 이동 거리(Δx2)에 대한 정보를 수신하여 이들의 차이(Δx1-Δx2)를 산출한다.
이 때, 검사자의 신체 조건 등이 미리 입력되어 검사자의 신체 조건 등에 의하여 검사자의 왼발에 의해 이동하는 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)의 이동 거리(Δx1)와 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)의 이동 거리(Δx2)의 차이를 제한하는 설정치(A)가 자동적으로 정해진다. 일반적으로 다리의 길이가 짧은 사람은 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132,142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 작게 설정된다.
이에 따라, 서보 제어 회로(180)는, 검사자가 의자에 앉아 왼발로 제1발판(131)이나 제1걸림체(141)를 이동시키는 이동 거리(Δx1)가 오른발로 제2발판(132)이나 제2걸림체(142)를 이동시키는 이동 거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 값(A)보다 커지면, 검사자의 균형이 흩트러져 검사자가 가하고자 하는 힘을 몸체(131, 132, 141, 142)에 충분히 가할 수 없는 상태로 보고, 이동 거리가 더 큰 몸체에 대하여 이동하는 방향의 반대 방향으로 제1모터(160) 또는 제2모터(170)에 의하여 저항력(Fc)을 도입하여, 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이를 미리 정해진 값(A)보다 항상 작게 유지시킨다.
이를 통해, 검사자는 왼발과 오른발의 근력을 측정하는 도중에 어느 한쪽의 근력이 더 세기 때문에 발생되는 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)를 미리 정해진 범위 이내로 제한할 수 있게 되므로, 검사자는 근력 측정 과정에서 어느 한 쪽 발이 더 이동함에 따라 균형을 잃어 안전 사고가 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1몸체(131, 141) 및 제2몸체(132, 142)에 자신이 가하고자 하는 힘을 왼발과 오른발을 통해 정확하게 가할 수 있으므로, 검사자의 자세가 흩어지지 않은 상태로 근력을 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
상기 제1측정부(1,101)는, 제1토크 트랜스듀서(11)와 제1다이나모미터(12)를 제1모터(160)에 연결하여, 제1모터(160)에 의해 전달되는 토크를 통해 제1몸체(131, 141)를 이동시키는 왼발의 제1힘(FL)을 측정할 수도 있고, 제1몸체(131, 141)에 가해지는 제1힘(FL)이 전달되는 시트 측 연결 부재(133c)에 제1힘측정소자(21)로서 스트레인게이지를 부착하고 스트레인게이지의 변형량에 따른 저항의 변화로부터 제1힘(FL)을 산출하는 제1힘 산출회로(26)에 의해 제1힘(FL)을 측정할 수도 있다.
상기 제2측정부(2,102)는, 제2토크 트랜스듀서(12)와 제2다이나모미터(17)를 제2모터(170)에 연결하여, 제2모터(170)에 의해 전달되는 토크를 통해 제2몸체(132, 142)를 이동시키는 오른발의 제2힘(FR)을 측정할 수도 있고, 제2몸체(132, 142)에 가해지는 제2힘(FR)이 전달되는 시트 측 연결 부재(133c)에 제2힘측정소자(22)로서 스트레인게이지를 부착하고 스트레인게이지의 변형량에 따른 저항의 변화로부터 제2힘(FR)을 산출하는 제2힘 산출회로(27)에 의해 제2힘(FR)을 측정할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)의 작동 원리를 제1발판(131)과 제2발판(132)이 동일한 방향으로 이동하는 경우를 예로 들어 도1 및 도5a 내지 도5d를 참조하여 이하에서 상술한다.
단계 1: 검사하고자 하는 검사자를 시트(120)에 앉히고, 검사자의 신체 조건과 운동 성향을 서보 제어 회로(180)에 입력하면 검사자가 왼발과 오른발에 따라 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 자동적으로 설정된다.
단계 2: 그리고 나서, 도5a에 도시된 바와 같이, 검사자가 왼발로 제1발판(131)을 밀어 이동시키고 오른발로 제2발판(132)을 밀어 이동시킨다(S110). 이 때, 왼발에 의해 제1힘(FL)이 가해진 제1발판(131)은 제1이동거리(Δx1)만큼 이동하며, 오른발에 의해 제2힘(FR)이 가해진 제2발판(132)은 제2이동거리(Δx2)만큼 이동한다.
이와 동시에, 제1측정부(1,101)와 제2측정부(2,102)에서는 제1발판(131) 및 제2발판(132)에 가해지는 제1힘(FL) 및 제2힘(FR)을 측정한다(S120). 그리고, 제1모터(160)의 회전수를 감지하는 제1엔코더(165)와 제2모터(170)의 회전수를 감지하는 제2엔코더(175)에 의하여 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)가 측정된다(S130).
단계 3: 이 때, 검사자의 왼발로 미는 제1힘(FL)이 오른발로 미는 제2힘(FR)보다 큰 경우에는 도5b에 도시된 바와 같이 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)는 더욱 더 커진다. 이에 따라, 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하였는지를 서버 제어 회로(180)에서 감시한다(S140).
단계 4: 서보 제어 회로(180)에서 산출된 제1발판(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2발판(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2; c)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하면, 도5c에 도시된 바와 같이 선행하는 제1발판(131)의 이동 방향에 반대 방향으로 저항력(Fc)이 제1모터(160)에 의해 도입된다(S150).
보다 구체적으로는, 도6에 도시된 바와 같이, 검사자의 왼발에 의하여 제1발판(131)에 제1힘(FL)이 크게 작용하는 경우에, 제1발판(131)의 이동 거리(Δx1)를 제2발판(132)의 이동 거리(Δx2)와 차이가 설정치(A)보다 커지지 않도록 제한할 필요가 있다. 이를 위하여, 제1모터(160)에는 기전력이 인가되어 저항 토크(Tc)가 도입되고, 이 저지 토크(Tc)는 벨트(162)를 통해 풀리(77)에 전달되어, 전달된 저항 토크(Tc')는 저항력전달링크(134)를 통해 연결 링크(133c)에 제1힘(FL)의 반대 방향으로 저항력(Fc')이 전달되어, 상기 제1발판(131)에는 도면부호 Fc로 표시된 저항력이 작용하게 된다.
단계 5: 선행하는 제1발판(131)에 이동 방향의 반대 방향으로 저항력(Fc)이 작용함에 따라, 도5d에 도시된 바와 같이, 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리의 차(Δx1-Δx2; c')가 미리 정해진 값(A)보다 작아지게 되고, 제1발판(131)과 제2발판(132)의 이동 거리가 같아지면 도입되었던 저항력(Fc)은 제거된다.
한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치(100)의 작동 원리는 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)가 서로 다른 방향으로 이동하는 경우에도 적용될 수 있다. 이를 도7a 내지 도7d를 참조하여 이하에서 상술한다.
단계 1: 검사하고자 하는 검사자를 시트(120)에 앉히고, 검사자의 신체 조건과 운동 성향을 서보 제어 회로(180)에 입력하면 검사자가 왼발과 오른발에 따라 제1걸림체(141)과 제2걸림체(142)의 이동 거리의 차이(Δx1-Δx2)의 한계값(A)이 자동적으로 설정된다.
단계 2: 그리고 나서, 도7a에 도시된 바와 같이, 검사자가 왼발로 제1걸림체(141)을 밀어 상방 이동시키고 오른발로 제2걸림체(142)을 끌어 하방 이동시킨다(S110). 이 때, 왼발에 의해 제1힘(FL)이 가해진 제1걸림체(141)은 제1이동거리(Δx1)만큼 이동하며, 오른발에 의해 제2힘(FR)이 가해진 제2걸림체(142)은 제2이동거리(Δx2)만큼 이동한다.
이와 동시에, 제1측정부(1,101)와 제2측정부(2,102)에서는 제1걸림체(141) 및 제2걸림체(142)에 가해지는 제1힘(FL) 및 제2힘(FR)을 측정한다(S120). 그리고, 제1모터(160)의 회전수를 감지하는 제1엔코더(165)와 제2모터(170)의 회전수를 감지하는 제2엔코더(175)에 의하여 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)가 회전각으로 측정된다(S130).
단계 3: 이 때, 검사자의 왼발로 미는 제1힘(FL)이 오른발로 잡아당기는 제2힘(FR)보다 큰 경우에는 도7b에 도시된 바와 같이 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(142)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)는 더욱 더 커진다. 이에 따라, 제1걸림체(141)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하였는지를 서버 제어 회로(180)에서 감시한다(S140).
단계 4: 서보 제어 회로(180)에서 산출된 제1걸림체(131)의 제1이동거리(Δx1)와 제2걸림체(132)의 제2이동거리(Δx2)의 편차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 한계치(A)에 도달하면, 도7c에 도시된 바와 같이 선행하는 제1걸림체(141)의 이동 방향에 반대 방향으로 저항력(Fc)이 제1모터(160)에 의해 도입된다(S150).
단계 5: 선행하는 제1걸림체(141)에 이동 방향의 반대 방향으로 저항력(Fc)이 작용함에 따라, 도7d에 도시된 바와 같이, 제1걸림체(141)와 제2걸림체(142)의 이동 거리의 차(Δx1-Δx2)가 미리 정해진 값(A)보다 작아지게 되고, 제1걸림체(141)와 제2걸림체(142)의 이동 거리가 같아지면 도입되었던 저항력(Fc)은 제거된다.
한편, 전술한 실시예에 따른 근력 측정 장치(100)는 근력 운동 기구에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는 도2에 도시된 바와 동일하게 구성되며, 서로 독립적으로 왼팔이나 왼발에 의해 이동하는 제1몸체(131, 141)와 오른팔이나 오른발에 의해 이동하는 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값(A)을 초과하면 선행하는 몸체에 대하여 그 이동 방향과 반대 방향으로 저항력(Fc)이 도입되어, 운동자의 왼쪽과 오른쪽의 근력의 불균형에 의하여 균형을 잃어 안전사고를 당하는 것을 예방할 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는, 힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체(131, 141)와, 힘이 가해지면 제1경로와 나란한 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체(132, 142)와, 상기 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체(131,141)와 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이(｜Δx2-Δx1｜)가 미리 정해진 값을 초과하면, 제1몸체(131,141)와 제2몸체 (132, 142)중 선행하는 것에 저항력(Fc)을 가하여 제1몸체(131,141)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단을 포함하여 구성된다.
이 때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구는, 제1몸체(131, 141)가 제1경로를 따라 이동하면서 제1몸체(131, 141)에 작용하는 제1힘(FL)을 측정하는 제1측정부(1, 101)와, 제2몸체(132, 142)가 제2경로를 따라 이동하면서 제2몸체(132, 142)에 작용하는 제2힘(FR)을 측정하는 제2측정부(2, 102)를 구비하여, 이들 측정부에서 측정된 왼쪽과 오른쪽의 힘(FL, FR)을 기초로 하여, 도9에 도시된 바와 같이, 서보 제어 회로(180)는 제1측정부(1,101)에서 측정된 제1힘(FL)으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 제1몸체(131, 141)에 저항력(미도시)을 선택적으로 도입하고, 제2측정부(2, 102)에서 측정된 제2힘(FR)으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 제2몸체(132, 142)에 저항력(미도시)을 선택적으로 도입한다.
이 때, 약한 부위의 근력을 증강시키도록 도입되는 저항력은 제1측정부(1, 101) 및 제2측정부(2, 102)를 통해 얻어진 제1힘(FL)과 제2힘(FR)을 기초로 정해진다. 예를 들어, 제2몸체(132, 142)의 운동 중에 측정된 제2힘이 도10a에 도시된 바와 같다면, 운동의 1궤적에 소요되는 시간 중 t1 내지 t2 동안에 작용하는 근력이 약한 것이고, 이 근력에 보다 높은 부하를 작용시키는 것이 필요하므로, 도10b에 도시된 바와 같이 t1 내지 t2동안에는 평소보다 더 큰 부하로 저항력(FRC)을 자동으로 프로그램화하여 작용시킨다. 마찬가지로, 제1걸림체(141)를 이동시키는 회전 운동 중에 측정된 제3힘(FL)이 도10c에 도시된 바와 같다면, 운동의 1궤적에 소요되는 시간 중 t3 내지 t4 동안에 작용하는 근력이 약한 것이고, 이 근력에 보다 높은 부하를 작용시키는 것이 필요하므로, 도13d에 도시된 바와 같이 t3 내지 t4동안에는 지속적으로 부가하던 부하보다는 높아진 크기의 부하를 저항력(FRC)으로 자동 프로그램화하여 작용시킨다.
이를 통해, 정해진 운동 궤적을 움직이는 동안에 약한 부위의 근육에 국부적으로 t1 내지 t2, t3 내지 t4 동안에만 보다 큰 부하를 이겨내어야 하므로, 운동자의 약한 근육의 발달이 극대화되며, 운동자에게 맞는 운동 프로그램을 자동으로 설정하여 운동이 가능할 뿐만 아니라, 부상의 위험이 없고 운동자의 신체 상태를 지속적으로 모니터링 및 관리할 수 있게 된다.
전술한 일 실시에의 근력 측정 장치와 마찬가지로, 운동자의 운동 패턴에 따라 저항력을 도입하는 것은 서보 제어 회로(180)에서 정해진 저항력이 제1모터(160)와 제2모터(170)에 기전력을 인가하는 것에 의해 제1몸체(131, 141)와 제2몸체(132, 142)가 미리 정해진 위치(영역을 포함한다)에서 이루어진다.
그리고, 제1몸체(131, 141)의 이동 거리(Δx1)와 제2몸체(132, 142)의 이동 거리(Δx2)의 차이가 설정치(A)를 초과하면, 제1모터(160)와 제2모터(170)에 기전력을 인가하는 것에 의하여 저항력(Fc)을 도입함으로써, 제1몸체(131, 141) 및 제2몸체(132, 142)의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구 범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 근력을 측정하거나 특정 부위의 근육을 단련하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 재활용도나 스포츠 선수의 단련을 위한 것이거나 일반인이 일반적으로 이용하는 운동 기구 등도 모두 포함하는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 작동 원리를 설명한 순서도
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 외관을 도시한 사시도
도3은 도2의 정면도
도4는 도2의 평면도
도5a 내지 도5d는 검사자의 왼발과 오른발로 각각 제1발판과 제2발판을 같은 방향으로 미는 운동을 하는 동안에 제1발판과 제2발판의 이동 거리의 차이에 따라 이를 제한하는 저항력이 도입되는 구성을 도시한 개략도
도6은 도5c의 저항력이 도입되는 구성을 도시한 정면 개략도
도7a 내지 도7d는 검사자의 왼발과 오른발로 각각 제1발판과 제2발판을 서로 다른 방향으로 이동시키는 운동을 하는 동안에 제1발판과 제2발판의 이동 거리의 차이에 따라 이를 제한하는 저항력이 도입되는 구성을 도시한 개략도
도8은 도1의 작동을 구현하기 위한 제어 구성을 도시한 블록도
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구의 작동 원리를 설명한 순서도
도10a는 운동자가 가하는 제2힘의 측정 분포를 도시한 도면
도10b는 제2발판에 도입되는 프로그램된 부하 분포를 도시한 도면
도10c는 운동자가 가하는 제3힘의 측정 분포를 도시한 도면
도10d는 제1걸림체에 도입되는 프로그램된 부하 분포를 도시한 도면
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 근력 측정 장치 110: 베이스
120: 시트 131: 제1발판
132: 제2발판 141: 제1걸림체
142: 제2걸림체 160: 제1모터
165: 제1엔코더 170: 제2모터
175: 제2엔코더 1, 101: 제1측정부
2, 102: 제2측정부 FL: 제1힘
FR: 제2힘 Fc: 저항력
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 근력 측정 장치의 외관을 도시한 사시도
도3은 도2의 정면도
도4는 도2의 평면도
도5a 내지 도5d는 검사자의 왼발과 오른발로 각각 제1발판과 제2발판을 같은 방향으로 미는 운동을 하는 동안에 제1발판과 제2발판의 이동 거리의 차이에 따라 이를 제한하는 저항력이 도입되는 구성을 도시한 개략도
도6은 도5c의 저항력이 도입되는 구성을 도시한 정면 개략도
도7a 내지 도7d는 검사자의 왼발과 오른발로 각각 제1발판과 제2발판을 서로 다른 방향으로 이동시키는 운동을 하는 동안에 제1발판과 제2발판의 이동 거리의 차이에 따라 이를 제한하는 저항력이 도입되는 구성을 도시한 개략도
도8은 도1의 작동을 구현하기 위한 제어 구성을 도시한 블록도
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 근력 운동 기구의 작동 원리를 설명한 순서도
도10a는 운동자가 가하는 제2힘의 측정 분포를 도시한 도면
도10b는 제2발판에 도입되는 프로그램된 부하 분포를 도시한 도면
도10c는 운동자가 가하는 제3힘의 측정 분포를 도시한 도면
도10d는 제1걸림체에 도입되는 프로그램된 부하 분포를 도시한 도면
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 근력 측정 장치 110: 베이스
120: 시트 131: 제1발판
132: 제2발판 141: 제1걸림체
142: 제2걸림체 160: 제1모터
165: 제1엔코더 170: 제2모터
175: 제2엔코더 1, 101: 제1측정부
2, 102: 제2측정부 FL: 제1힘
FR: 제2힘 Fc: 저항력
Claims (16)
- 검사자의 일측 근력에 의해 제1힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체;검사자의 타측 근력에 의해 제2힘이 가해지면 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체;상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 상기 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부;상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 상기 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부; 및상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것에 저항력을 도입하여 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단;을 포함하며,상기 변위 제한 수단은,기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와,기전력을 인가하여 상기 제2몸체의 상기 제2경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를 포함하며,상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 적어도 하나에 저항력을 부여하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시키는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제1측정부는 상기 제1몸체의 이동에 의해 왼발이나 왼팔의 근력을 측정하고,상기 제2측정부는 상기 제2몸체의 이동에 의해 오른발이나 오른팔의 근력을 측정하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 2항에 있어서,상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 동일한 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 3항에 있어서,상기 변위 제한 수단의 상기 미리정해진 값은 0으로 설정되어, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 함께 이동하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 2항에 있어서,상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 서로 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 2항에 있어서,상기 제1경로와 상기 제2경로는 직선 경로인 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제 2항에 있어서,상기 제1경로와 상기 제2경로는 곡선 경로인 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.하는 양측 근력 측정장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 제1몸체의 이동거리는 상기 제1모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제1몸체의 이동거리를 산출하고, 상기 제2몸체의 이동거리는 상기 제2모터의 회전수로부터 역산하여 상기 제2몸체의 이동거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 측정장치.
- 제1힘이 가해지면 미리 정해진 제1경로를 따라 이동하는 제1몸체;제2힘이 가해지면 제1경로와 나란한 미리 정해진 제2경로를 따라 이동하는 제2몸체; 및상기 제1경로를 따라 이동하는 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2경로를 따라 이동하는 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이가 미리 정해진 값을 초과하면, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체 중 선행하는 것의 변위를 구속하여 상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리를 일정한 범위로 유지시키는 변위 제한 수단;을 포함하며,상기 변위 제한 수단은,기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와,기전력을 인가하여 상기 제2몸체의 상기 제2경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를 포함하며,상기 제1몸체의 이동 거리와 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이에 따라 상기 제1모터, 상기 제2모터 중 적어도 하나에 저항력을 부여하여 상기 제1몸체 및 상기 제2몸체의 이동 거리의 차이를 일정한 범위 이내로 유지시키는 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
- 제 10항에 있어서,상기 제1몸체가 제1경로를 따라 이동하면서 제1몸체에 작용하는 상기 제1힘을 측정하는 제1측정부와;상기 제2몸체가 제2경로를 따라 이동하면서 제2몸체에 작용하는 상기 제2힘을 측정하는 제2측정부와;상기 제1측정부에서 측정된 제1힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제1몸체에 저항력을 선택적으로 도입하고, 상기 제2측정부에서 측정된 제2힘으로부터 운동자의 약한 부위의 근력을 증강시키도록 상기 제2몸체에 저항력을 선택적으로 도입하는 서보 제어 회로를;추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
- 제 11항에 있어서,기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제1모터와;기전력을 인가하여 상기 제1몸체의 상기 제1경로를 따라 이동하는 것을 저항하는 제2모터를;추가적으로 포함하여, 상기 서보 제어 회로에 의하여 정해진 저항력이 상기 제1모터 및 상기 제2모터에 의해 상기 제1몸체와 상기 제2몸체가 미리 정해진 위치에서 도입되는 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
- 삭제
- 제 11항 또는 제12항에 있어서,상기 제1몸체는 왼발이나 왼팔의 근력에 의해 이동하고,상기 제2몸체는 오른발이나 오른팔의 근력에 의해 이동하는 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
- 제 11항 또는 제12항에 있어서,상기 제1몸체 및 상기 제2몸체는 등장(isotonic) 운동, 등척(isometric) 운동, 등속 운동(isokinetic) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
- 제 11항 또는 제12항에 있어서,상기 양측 근력 운동 기구는 재활 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 양측 근력 운동 기구.
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Patent Citations (3)
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