KR101793679B1 - 진동형 운동 장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

사용자의 체중과 체성분에 따라 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하고 사용시 층간 소음을 방지하도록 수직 진동 운동기를 제어하는 진동형 운동 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 베이스 장착된 진동 발생부와 상기 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 상기 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비한 수직 진동 운동기, 상기 수직 진동 운동기에 결합된 프레임, 상기 프레임의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부, 상기 프레임의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 본체, 상기 베이스의 하측에서 이동 가능하게 마련되고 사용자의 근골격 하지를 측정하는 근골격하지 측정기, 상기 손잡이부에 착탈 가능하게 마련되고 사용자의 체성분을 검출하는 체성분 측정기, 상기 본체에 착탈 가능하게 마련되고, 본체가 장착된 바닥면의 진동을 감지하는 바닥 진동 감지기, 상기 본체 내에 마련되고, 상기 근골격하지 측정기에서 검출된 사용자의 체중과 상기 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 상기 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하고 상기 바닥 진동 감지기에서 검출된 상기 바닥면의 진동에 따라 상기 수직 진동 운동기를 제어하는 제어기를 포함하는 구성을 마련하여, 설치장소의 바닥면에서 발생하는 진동을 최소화할 수 있다.

Description

진동형 운동 장치 및 그 제어방법{Vibratory Type Exercise Apparatus and Control Method thereof}

본 발명은 진동형 운동 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 사용자의 체중과 체성분에 따라 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하고 사용시 층간 소음을 방지하도록 수직 진동 운동기를 제어하는 진동형 운동 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근, 열량이 높은 음식의 섭취와 운동 부족으로 인하여 비만 환자가 증가되는 추세이다. 신체의 비만은 심장병, 고혈압, 당뇨병 등 성인병 발병과 관련이 있는 것으로 잘 알려졌고, 정형외과 영역에서는 특히 골관절염의 발병과도 관련이 있어 해당 의사들에게도 관심의 대상이 된다. 체중이 과도하게 증가하면 관절의 움직임에 부담이 증가하여 관절 손상이 발생할 수 있는 것이다. 이러한 비만을 치료하기 위해 여러 가지 치료법이 개발되고 있다.

가장 좋은 비만치료법은 조절된 식사와 적당한 운동이며, 식이요법으로 적절한 영양소와 칼로리를 섭취하고, 혈관 속의 지방을 태우는 유산소 운동과 근력강화 운동을 하여 몸의 체지방을 줄이는 것이 바람직한 것으로 알려졌다.

고도 비만인 경우 걷기 운동이나 조깅 등은 무릎 관절 등에 영향을 미치는 경우가 많아 사용자들이 회피하는 경향이 있기 때문에 이에 대한 치료로서 유산소 운동이면서 충격이 적은 운동으로 복부 진동벨트를 이용하거나 러닝머신 등을 저속으로 작동시켜서 사용하기도 한다. 이러한 유산소 운동을 도와주면서 무릎 관절에 무리를 주지 않는 운동기구로서 수직 운동기가 제안되고 있다.

또한, 최근에는 인간이 걷거나 달리면서 자연스럽게 발로부터 전달되는 일정한 패턴의 충격과 진동이 인체에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구들이 속속 보고되고 있다. 대부분의 진동은 인위적으로 조작할 수 없었기 때문에 인체에 악영향을 미칠 수밖에 없는 물리적인 자극에 불과했지만, 근래 진동 발생 장치 기술이 발달하면서 진동의 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)을 자유롭게 조절할 수 있게 되었고, 인위적으로 조작할 수 있는 진동 스트레스는 오히려 인체에 적절한 자극 기제로 여겨지게 되었다. 적절한 인체 진동 자극은, 만성요통을 완화하며, 골다공증, 다발성 경화증, 파킨슨씨병, 뇌졸중 등의 질환 치료와 근/골격계 기능 향상, 만성요통의 완화 등 운동 기능과 환자 재활에 효과가 있으며, 심호흡계, 신경계, 내분비계 등에도 긍정적인 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌고, 이에 따라 현재는 인체 진동 자극이 물리치료, 재활, 노화 분야 등에 다양하게 응용되어 사용되고 있다.

이러한 문제를 기술의 일 예가 하기 특허 문헌 등에 개시되어 있다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(10)의 하단에 교차 진동하는 한 쌍의 진동발생장치(20a,20b)가 설치되고, 이 한 쌍의 진동발생장치가 하나의 베이스(21) 위에 거리를 두고 각각 수직 진동부(30)와 진동판(22)을 구비하고, 수직 진동부(30)는 외자형 자석과 내자형 자석을 이용하여 자기회로를 형성하고, 자기갭에 진동판(22)을 상하로 구동시키기 위한 구동코일이 권취된 보빈(39)이 삽입되며, 요크의 내측부 중심에 수직 베어링으로 구성된 보빈 가이드(35)가 설치되고, 보빈 가이드(35)에 결합되는 보빈 가이드 봉(27)의 일단을 조인트(26)의 일단에 보빈(39)의 중심부를 통하여 보빈(39)에 함께 고정시켜 보빈(39)이 조인트(26)를 통하여 진동판(22)과 연결되며, 진동판(22)의 수직 운동성을 높이기 위해서 수직 베어링으로 이루어진 다수의 가이드(23)가 수직 진동부(30) 주변의 베이스(21)에 설치되고, 가이드(23)에 결합되는 가이드 봉(24)을 상기 진동판(22)의 하부면에 고정시키며, 진동판(22)을 통하여 가해지는 충격을 완화시키기 위해서 다수의 스프링(25)가 대칭적으로 분산되어 각각 베이스(21)의 상측면과 진동판(22)의 하측면에 고정되도록 설치한 교차 진동형 운동장치에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 2에는 원형 또는 다각형의 플레이트 형태의 하우징, 음파 액추에이터 및 상기 음파 액추에이터를 구동시키기 위한 구동 신호를 발생하고, 진동수 및 진동 폭을 제어하는 제어 모듈을 포함하되, 상기 음파 액추에이터와 상기 제어 모듈이 플레이트형 하우징 내에 포함되는 플레이트 타입의 음파 진동 운동 기기에 대해 개시되어 있다.

또 하기 특허문헌 3에는 교류 전력을 직류 전원으로 바꾸는 전원부, 대용량 발진기의 구동을 가능하게 하기 위하여 전력 스위칭 소자를 아이지비티(IGBT)로 구성한 브리지 회로부, 상기 브리지 회로부를 구동시키며, 정현파 PWM변조 기준파인 정현파와 삼각파를 함께 인가하는 회로구동부를 포함하며, 상기 진동발생기는 강판 재질을 가지며, 여러 겹이 적층되어 있는 코어, 코어의 가운데 수평으로 돌출된 부위에 감기며, 교류 전류가 인가되는 권선부, 코어와 권선부를 내장하는 하우징을 구비하는 전자 바이브레이터에 대해 개시되어 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0972560호(2010.07.21 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1090837호(2011.12.01 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1523352호(2015.05.20 등록)

그러나 상술한 바와 같은 종래의 기술에서는 사용자의 운전 선택 모드에 따라 단순하게 진동되는 것이거나 프로그래밍 된 순서에 따라 진동판을 진동시키는 구조로서, 진동을 발생시키기 위한 솔레노이드, 편심 모터, 보이스 코일 등을 사용하며, 설치장소의 바닥면을 진동시키는 근본적 문제를 내포하고 있다.

이를 극복하기 위하여 진동 흡수 패드 등을 활용하거나 방진 장치를 활용하지만, 이러한 방진 장치를 구비한다 하여도 진동을 흡수하는 것에는 한계가 있고 또 다양한 주파수와 사용자의 조건에 따라 진동 조건이 달라지는 관계로 진동 흡수에는 한계가 있다는 문제가 있었다.

즉, 진동판을 구동시키는 기계적 구조상 진동 운동 기기에 탑승하는 사용자의 체중에 따라 진동플레이트의 진폭 등의 변화로 충격흡수 패드와의 진동 흡수 조건이 변하게 되어 충격진동음이 설치장소 특히 아파트와 같은 경우에 층간소음으로 인한 이웃간의 분쟁 요인이 될 수 있다는 문제도 있었다.

또한, 진동 운동 기기들은 사용자가 진동 강도 시간을 선택하거나 제조자가 사전 설정한 강, 중, 약 등의 모드 또는 강 중 약을 혼합하거나 주파수별, 시간별로 데이터 테이블화한 진동 조건에 따라 스위칭 회로를 제어하도록 하여 진동판을 진동하지만, 이러한 운동 기기는 사용자(운동자)의 체중이나 근골격상태를 반영하지 못하므로 사용자가 자신의 신체에 적합한 최적의 운동을 실행할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 사용자가 운동 과정에서 자신의 신체에 최적인 운동 상태를 실행할 수 있는 진동형 운동 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본체가 장착된 바닥면의 진동을 지속적으로 감지하여 사용자에게 통지하며, 바닥면으로 전달되는 진동을 최소화할 수 있는 진동형 운동 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진동형 운동 장치는 베이스 장착된 진동 발생부와 상기 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 상기 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비한 수직 진동 운동기, 상기 수직 진동 운동기에 결합된 프레임, 상기 프레임의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부, 상기 프레임의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 본체, 상기 베이스의 하측에서 이동 가능하게 마련되고 사용자의 근골격 하지를 측정하는 근골격하지 측정기, 상기 손잡이부에 착탈 가능하게 마련되고 사용자의 체성분을 검출하는 체성분 측정기, 상기 본체에 착탈 가능하게 마련되고, 본체가 장착된 바닥면의 진동을 감지하는 바닥 진동 감지기, 상기 본체 내에 마련되고, 상기 근골격하지 측정기에서 검출된 사용자의 체중과 상기 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 상기 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하고 상기 바닥 진동 감지기에서 검출된 상기 바닥면의 진동에 따라 상기 수직 진동 운동기를 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 진동형 운동 장치에서, 상기 제어기는 사용자의 신체에 대응하는 정보 및 본체의 작동에 따른 진동 정보를 저장하는 메모리, 상기 진동 발생부와 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동을 인식하는 진동 인식부, 상기 진동 발생부에서 발생한 진동에 따라 시험 주파수를 생성하는 시험 주파수 생성부, 상기 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동을 상기 표시부에 통지하는 알람 통지부, 상기 진동 인식부에서 인식된 진동에 대응하여 상기 메모리에 저장된 정보에 따라 상기 시험 주파수 생성부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 진동형 운동 장치에서, 상기 표시부에는 사용자의 운동이 필요한 신체 부위가 표시되며, 상기 근골격하지 측정기는 상기 베이스의 하부에 마련된 레일에 따라 상기 베이스의 하부에서 인출 가능하게 장착되며, 상기 유지 부재는 상기 베이스에 나사 체결되는 가이드부, 상기 가이드부에 삽입되며 상기 진동판에 나사 체결되는 지지부, 상기 가이드부 내에 마련되고 상기 지지부의 이탈을 방지하도록 상기 지지부의 일단이 삽입되며 진동판의 충격을 완화시키는 탄성부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 진동형 운동 장치의 제어 방법은 베이스 장착된 진동 발생부와 상기 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 상기 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비한 수직 진동 운동기, 상기 수직 진동 운동기에 결합된 프레임, 상기 프레임의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부, 상기 프레임의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 본체를 구비한 진동형 운동 장치의 제어 방법으로서, (a) 근골격하지 측정기에서 검출된 사용자의 체중과 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 상기 수직 진동 운동기를 다수의 단계로 작동하는 단계, (b) 상기 단계 (a)의 작동 도중 본체가 장착된 바닥면에서 상기 진동 발생부의 작동에 따른 진동을 바닥 진동 감지기로 감지하는 단계, (c) 상기 단계 (b)에서 감지된 진동을 최소화하기 위해 제어기가 상기 진동 발생부에 인가되는 주파수를 변경하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 주파수 변경에 따라 상기 진동 발생부의 진동을 상기 바닥 진동 감지기가 감지하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 감지된 진동이 일정 진동 레벨을 초과하는 경우, 상기 단계 (a)에서 설정된 다수의 단계에서 일정 진동 레벨을 초과하는 단계를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진동형 운동 장치 및 그 제어방법에 의하면, 진동 발생부와 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동을 인식하는 진동 인식부를 마련하고 이 진동 인식부에서 인식된 진동에 따라 수직 진동 운동기를 제어하는 것에 의해 설치장소의 바닥면에서 발생하는 진동을 최소화할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또, 본 발명에 따른 진동형 운동 장치 및 그 제어방법에 의하면, 사용자의 근골격 하지를 측정하는 근골격하지 측정기와 사용자의 체성분을 검출하는 체성분 측정기를 마련하고, 사용자의 체중과 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하는 것에 의해 사용자의 운동 과정을 최적화할 수 있다는 효과도 얻어진다.

도 1은 종래의 진동발생장치의 구조를 설명하기 위한 분리 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 외관을 설명하기 위한 정면도,
도 3은 도 2에 도시된 진동형 운동장치에 장착된 체중계의 이용 상태를 설명하는 측면도,
도 4는 도 2에 도시된 진동형 운동장치에서 바닥 진동 감지기의 장착 상태를 설명하기 위한 측면도,
도 5는 표시부에 표시된 사용자의 신체 운동 상태를 표시하는 도면,
도 6은 본 발명에 적용되는 유지 부재의 구성을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 8은 도 7에 도시된 제어기의 구성을 나타내는 블록도,
도 9는 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.

본원에서 사용되는 용어 '사용자'는 본 발명에 따른 진동형 운동장치를 사용하여 운동을 하는 사람을 의미한다.

이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 외관을 설명하기 위한 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 진동형 운동장치에 장착된 체중계의 이용 상태를 설명하는 측면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 진동형 운동장치에서 바닥 진동 감지기의 장착 상태를 설명하기 위한 측면도이고, 도 5는 표시부에 표시된 사용자의 신체 운동 상태를 표시하는 도면이다.

본 발명에 따른 진동형 운동장치는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 L자 형상으로 이루어진 본체(100)로 이루어지고, 이 본체(100)에는 수직 진동 운동기(110), 수직 진동 운동기(110)에 결합된 프레임(120), 프레임(120)의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부(130), 프레임(120)의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부(140)를 포함한다.

상기 수직 진동 운동기(110)는 베이스, 베이스에 장착된 진동 발생부, 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비하며, 상기 특허 문헌 등에 개시된 구성과 같이, 진동 발생부는 솔레노이드, 편심 모터, 보이스 코일 등을 사용할 수 있다.

상기 베이스의 하부에는 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 진동 발생부에서 발생한 진동을 완화시키기 위한 다수의 완충 부재(111)가 다리의 기능으로서 마련된다. 이러한 완충 부재(11)에는 탄성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 프레임(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 외측을 향해 굽혀진 상태로 마련되어 사용자가 운동시 표시부(140)에 표시된 상태를 용이하게 인식할 수 있게 한다.

상기 손잡이부(130)는 프레임(120)의 상부에서 대략 U자 형상으로 돌출되어 마련되며, 도 2에 도시된 바와 같은 특정 형상에 한정되는 것은 아니다.

상기 표시부(140)는 터치 스크린과 같은 형태로 마련된다. 이 표시부(140)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 전원단자, 개시/정지 단자, 운동시간 표시, 주파수 표시, 강도 등이 숫자로 표시되며, 사용자의 운동이 필요한 신체 부위가 표시된다.

또 상기 표시부(140)에는 주파수별 운동 효과, 예를 들어 하기 표1에 도시된 바와 같이, 체중, 신체 구분에 따른 운동 종류, 세기 등을 표시할 수 있다.

이러한 주파수별 운동 효과는 구체적으로 팔과 어깨는 4Hz, 가슴과 어깨는 5Hz, 어깨와 등은 6Hz, 엉덩이, 등과 어깨는 7Hz, 복부, 엉덩이와 허벅지는 9Hz 등과 같이 한정하여 실행할 수도 있다.

또 상기 표시부(140)에 표시되는 신체 부위는 운동 과정에서 효과가 있는 부위를 강조, 예를 들어 다른 색으로 표시 또는 점등으로 표시할 수 있다.

본 발명에 따른 진동형 운동 장치에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스의 하측에서 이동 가능하게 마련되고 사용자의 근골격 하지를 측정하는 근골격하지 측정기(150), 손잡이부(130)에 착탈 가능하게 마련되고 사용자의 체성분을 검출하는 체성분 측정기와 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체(100)에 착탈 가능하게 마련되고, 본체(100)가 장착된 바닥면의 진동을 감지하는 바닥 진동 감지기(160)가 마련된다.

상기 근골격하지 측정기(150)는 예를 들어 체중계의 기능을 구비하며, 베이스의 하부에 마련된 레일에 따라 베이스의 하부에서 인출 가능하게 장착되며 사용자가 본체(100)에서 운동하기 전에 사용자의 체중 등을 검출하기 위해 마련된다. 즉 근골격하지 측정기(150)는 운동 전 본체에서 인출하여 사용자의 체중 등 근골격하지를 측정하고, 본체의 사용 시(운동 중)에는 베이스의 하부에 삽입되어 운동에 방해가 안 되도록 장착된다.

체성분 측정기는 운동 전 사용자의 체성분을 검출하기 위해 마련되고, 예를 들어 운동 중에는 본체(100)에서 분리하도록 마련될 수 있다. 이러한 체성분 측정기는 1960년대 후반 처음 사용된 생체전기임피던스법(Bioelectrical Impedance Analysis; BIA)에 의해 인체는 전기가 잘 통하는 수분으로 이루어져 있고, 수분량에 따라 전기가 통과하는 정도 즉, 저항이 달라진다는 사실을 원리로 인체에 미세한 교류전류를 흘려보내 생겨나는 임피던스 인덱스(Impedance Index)를 얻어 체수분을 측정하는 방법을 적용한다. 즉, 본 발명에서는 부위별 직접 측정과 다주파수 측정을 함께 구현한 상용 BIA 체성분 측정장비를 적용할 수 있다.

상기 바닥 진동 감지기(160)는 진동 센서를 구비하고, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(100)가 설치된 바닥면에 장착되어 본체(100)의 사용 상태에 따라 지속적으로 진동을 감지하여 본 발명에 따른 진동형 운동 장치의 사용에 따른 진동을 최소화하여 건물, 특히 아파트와 같은 경우 층간 소음의 발생을 미리 방지할 수 있다. 또 이와 같은 바닥 진동 감지기(160)를 적용하는 것에 의해 종래의 운동 기구와 같은 장치에서 소음을 방지하기 위해 사용하던 진동 흡수 패드 또는 방진 장치를 설치할 필요가 없어 설치가 용이할 뿐만 아니라 이동 사용도 용이하게 할 수 있다.

도 6은 본 발명에 적용되는 유지 부재의 구성을 나타내는 도면이다.

본체(100)에 마련된 유지 부재(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(112)와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 부재로서, 베이스(112)에 나사 체결되는 가이드부(210), 상기 가이드부(210)에 삽입되며 진동판에 나사 체결되는 지지부(220), 가이드부(210) 내에 마련되고 지지부(220)의 이탈을 방지하도록 지지부(220)의 일단이 삽입되며 진동판의 충격을 완화시키는 탄성부(230)를 포함한다.

즉 본 발명에 따른 지지 부재(200)에서는 진동판의 이탈을 방지하고 충격 완화 및 진동 발생을 저감하도록 가이드부(210)가 대략 사각기둥 형상으로 이루어지고, 내부에 지지부(220)와 접촉하는 돌기부가 마련되며, 탄성부(230)는 사각기둥 내에 마련된다.

한편, 도 6에 도시된 구조에서 진동 발생부(119), 진동판을 통하여 가해지는 충격을 완화시키는 다수의 스프링(114) 등의 구조에 대해서는 상술한 바와 같은 특허문헌에 개시된 기술을 적용하여 실현 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

다음에 본 발명에 따른 진동형 운동 장치를 제어하기 위한 구성에 대해 도 7 및 도 8에 따라 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 구성을 설명하기 위한 블록도 이고, 도 8은 도 7에 도시된 제어기의 구성을 나타내는 블록도 이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동형 운동장치는 본체 내에 마련되고, 근골격하지 측정기(150)에서 검출된 사용자의 체중과 체성분 측정기(151)에서 검출된 사용자 체성분에 따라 수직 진동 운동기(110)의 작동상태를 제어하고 바닥 진동 감지기(160)에서 검출된 바닥면의 진동에 따라 상기 수직 진동 운동기(110)를 제어하는 제어기(170)를 포함한다. 상기 제어기(170)에서 제어된 상태 정보는 도 5에 도시된 바와 같이 표시부(140)에 실시간으로 표시된다.

상기 제어기(170)는 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 신체에 대응하는 정보 및 본체의 작동에 따른 진동 정보를 저장하는 메모리(171), 수직 진동 운동기(110) 내의 진동 발생부(119)와 바닥 진동 감지기(160)에서 감지된 진동을 인식하는 진동 인식부(172), 상기 진동 발생부(119)에서 발생한 진동에 따라 시험 주파수를 생성하는 시험 주파수 생성부(173), 상기 바닥 진동 감지기(160)에서 감지된 진동을 표시부(140)에 통지하는 알람 통지부(174), 상기 진동 인식부(172)에서 인식된 진동에 대응하여 상기 메모리(171)에 저장된 정보에 따라 시험 주파수 생성부(173)를 제어하는 마이크로프로세서(175)를 포함한다.

본 발명에 따른 제어기(170)는 진동형 운동장치의 초기설치 시 층간 소음(진동)을 방지하기 위하여 수평을 잡고 진동방지용 패드 등을 설치하지만 사용 과정에서 기기의 움직임으로 인해 진동이 발생하므로, 바닥에 진동 센서를 설치하여 지속적으로 진동을 감지하여 사용자에게 알람 메시지를 표시하거나 이 진동을 최소화하기 위해 수직 진동 운동기(110) 내의 진동 발생부(119)를 제어한다.

상기 제어기(170)의 구조에 대해서는 도 8에서 각각의 구성을 분리하여 기술하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 프로그램에 의해 실현 가능하다.

다음에 상기 제어기(170)의 제어 과정에 대해 도 9에 따라 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 진동형 운동장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 사용자가 본 발명에 따른 진동형 운동장치를 사용하기 위해 도 5에 도시된 바와 같은 표시부(140)에서 전원을 터치하여 진동형 운동장치의 작동 상태를 ON으로 한다(S10). 즉 진동형 운동장치의 진동판에 사용자가 탑승하여 전원을 ON으로 하고 운전 모드(자동/수동) 중 자동 모드를 선택하면(S20) 운전 조건을 제어하는 제어기(170)의 마이크로프로세서(175)의 제어하에 베이스 하부에 마련된 체중계 겸용 근골격하지 측정기(150)가 슬라이딩 되어 사용자의 체중을 감지하고 감지된 신호는 제어기(170)으로 전달된다.

또 사용자가 손잡이부(130)에 설치된 체성분 측정기(151)를 사용하는 것에 의해 사용자의 체성분 정보를 추출하고(S30), 메모리(171)에 저장된 표 1에 기술된 정보에 따라 마이크로프로세서(175)는 근골격하지 측정기(150)와 체성분 측정기(151)에서 감지된 근골격 분석 신호중 가장 부족한 부위로 측정되는 부위 신호를 확인하여 해당 부위를 인식하고 표시부(140)에 표시한다.

또 마이크로프로세서(175)는 사용자 또는 제조자가 설정하여 데이터화 되어 메모리(171)에 저장한 표 1로부터 진동 조건을 추출한다. 예를 들면 취약근골격이 하체이고 체중이 83Kg인 사용자라면 먼저 데이터 테이블인 표 1로부터 진동 발생기(119)에서 발생하는 진동조건으로서 8Hz, 15Hz, 16Hz, 23Hz, 24Hz, 25Hz를 추출한다.

한편, 이러한 진동 조건은 자동 운전조건 테이블로서, 조건은 사용자가 변경할 수 있다. 즉 표시부(140)의 입출력 단자를 통하여 프로그래밍하여 입력 변경가능 하다.

제어부(170)의 시험 주파수 생성부(173)는 추출된 각 주파수 수보다 2~3Hz 낮은 주파수에서부터 2~3Hz 높은 주파수로 증가시키면서 선택된 주파수(시험주파수)에서 3초간 진동 제어 신호를 인가, 예를 들어 자동운전 테이블 주파수가 8Hz인 경우 각 5Hz, 6Hz, 7Hz, 8Hz, 9Hz, 10Hz, 11Hz를 인가하여 진동 발생기(119)를 통해 진동판을 진동시킨다.

진동 인식부(172)는 각각의 시험 주파수별로 바닥 진동 감지기(160)에서 감지(S40)되는 진동 값을 인식하고 시험주파수별 진동 값이 가장 작은 주파수(조건별 시험주파수)를 선정하여 메모리(171)에 저장한다.

이 조건별 시험주파수의 데이터는 테이블화 되며, 이 테이블 값은 체중과 근골격 취약 신호가 변경될 때마다 갱신되며 동일 조건인 경우에 변경되지 아니한다.

즉 사용자가 필요에 따라, 예를 들어 이사 등에 따른 설치 장소 변경에 의하여 조건별 시험주파수를 변경하고자 하거나 사용자가 변경되는 체형 조건이 변경된 경우에만 재측정되어 갱신되며 동일 체형 조건인 경우에는 상기와 같은 조건별 시험주파수 설정을 위한 과정을 생략할 수 있다. 생략 여부의 판단 역시 근골격하지 측정기(150)와 체성분 측정기(151)에서 추출된 체중 값과 체성분 정보에 따라 판단 및 제어 가능하다.

또 본 발명에 따르면 진동형 운동장치의 사용 도중에도 바닥 진동 감지기(160)에서 감지된 진동값에 따라 수직 진동 운동기(110)의 진동 상태를 제어할 수 있다.

예를 들어 수직 진동 운동기(110)의 세기가 5단계, 예를 들어 표 1을 적용하여 체중이 40~45㎏인 사용자가 하체 단련을 하는 경우, 인가 주파수가 8Hz→15Hz→16Hz→23Hz→24Hz→25Hz 순으로 설정된다. 진동 인식부(172)는 감지된 진동 주파수가 일정 진동 레벨에 속하는지 판단(S50)하고, 단계 S50에서 일정 진동 레벨에 속하면 진동형 운동장치는 정상으로 작동한다.

단계 S50에서 일정 진동 레벨에 속하지 않으면, 시험 주파수 생성부(173)는 8Hz, 15Hz, 16Hz, 23Hz, 24Hz, 25Hz의 주파수별로 0.1Hz 단위로 변경, 즉 운동효과 부위 내에서 주파수 변경하여 세기가 감소되도록 한다(S70).

이때 바닥 진동 감지부(160)에서 감지된 진동 값이 예를 들어 16Hz로 진동 인식부(172)에서 인식하면(S80), 시험 주파수 생성부(173)는 기설정된 하체단련 주파수 8Hz→15Hz→16Hz→23Hz→24Hz→25Hz를 8Hz→15Hz→15.9Hz~16.1Hz→23Hz→24Hz→25Hz로 변경하도록 진동 발생부(119)를 제어한다(S90).

이와 같은 진동 주파수의 변동에 따라서도 바닥 진동 감지부(160)에서 진동이 감지되면(S90) 마이크로프로세서(175)는 기설정된 하체단련 주파수 정보에서 16Hz를 삭제하고 진동 발생부(119)가 8Hz→15Hz→23Hz→24Hz→25Hz로 진동하도록 제어한다. 한편 상기 단계 S90 단계에서 주파수 변경에 따른 진동 감지를 다시 하고(S100), 이와 같은 주파수 변경에 따라서도 계속 일정 진동 레벨을 초과하면 수직 진동 운동기(110)는 정지하고(S110), 알람 통지부(174)를 통해 표시부(140)에 통지란다.

상술한 바와 같은 진동 및 제어 정보는 알람 통지부(174)를 통해 표시부(140)에 통지하여 사용자가 진동형 운동 장치의 사용에 따른 바닥면의 진동 상태를 인식할 수 있다.

상술한 바와 같이, 진동 발생부와 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동에 따라 수직 진동 운동기를 제어하는 것에 의해 설치장소의 바닥면에서 발생하는 진동을 최소화할 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 따른 진동형 운동 장치 및 그 제어방법을 사용하는 것에 의해 설치장소의 바닥면에서 발생하는 진동을 최소화할 수 있다.

100 : 본체
110 : 수직 진동 운동기
120 : 프레임
130 : 손잡이부
140 : 표시부

Claims (4)

1. 베이스 장착된 진동 발생부와 상기 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 상기 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비한 수직 진동 운동기, 상기 수직 진동 운동기에 결합된 프레임, 상기 프레임의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부, 상기 프레임의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 본체,
   상기 베이스의 하측에서 이동 가능하게 마련되고 사용자의 근골격 하지를 측정하는 근골격하지 측정기,
   상기 손잡이부에 착탈 가능하게 마련되고 사용자의 체성분을 검출하는 체성분 측정기,
   상기 본체에 착탈 가능하게 마련되고, 본체가 장착된 바닥면의 진동을 감지하는 바닥 진동 감지기,
   상기 본체 내에 마련되고, 상기 근골격하지 측정기에서 검출된 사용자의 체중과 상기 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 상기 수직 진동 운동기의 작동상태를 제어하고 상기 바닥 진동 감지기에서 검출된 상기 바닥면의 진동에 따라 상기 수직 진동 운동기를 제어하는 제어기를 포함하고,
   상기 제어기는 사용자의 신체에 대응하는 정보 및 본체의 작동에 따른 진동 정보를 저장하는 메모리, 상기 진동 발생부와 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동을 인식하는 진동 인식부, 상기 진동 발생부에서 발생한 진동에 따라 시험 주파수를 생성하는 시험 주파수 생성부, 상기 바닥 진동 감지기에서 감지된 진동을 상기 표시부에 통지하는 알람 통지부, 상기 진동 인식부에서 인식된 진동에 대응하여 상기 메모리에 저장된 정보에 따라 상기 시험 주파수 생성부를 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 운동 장치.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 표시부에는 사용자의 운동이 필요한 신체 부위가 표시되며,
   상기 근골격하지 측정기는 상기 베이스의 하부에 마련된 레일에 따라 상기 베이스의 하부에서 인출 가능하게 장착되며,
   상기 유지 부재는 상기 베이스에 나사 체결되는 가이드부, 상기 가이드부에 삽입되며 상기 진동판에 나사 체결되는 지지부, 상기 가이드부 내에 마련되고 상기 지지부의 이탈을 방지하도록 상기 지지부의 일단이 삽입되며 진동판의 충격을 완화시키는 탄성부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동형 운동 장치.
4. 베이스 장착된 진동 발생부와 상기 진동 발생부의 상부에 마련된 진동판 및 상기 베이스와 진동판을 일정 간격으로 유지시키는 유지 부재를 구비한 수직 진동 운동기, 상기 수직 진동 운동기에 결합된 프레임, 상기 프레임의 상단에 마련되고 운동 중 안정적인 사용을 위한 손잡이부, 상기 프레임의 상부에 마련되고 작동 상태를 표시하는 표시부를 포함하는 본체를 구비한 진동형 운동 장치의 제어 방법으로서,
   (a) 근골격하지 측정기에서 검출된 사용자의 체중과 체성분 측정기에서 검출된 사용자 체성분에 따라 상기 수직 진동 운동기를 다수의 단계로 작동하는 단계,
   (b) 상기 단계 (a)의 작동 도중 본체가 장착된 바닥면에서 상기 진동 발생부의 작동에 따른 진동을 바닥 진동 감지기로 감지하는 단계,
   (c) 상기 단계 (b)에서 감지된 진동을 최소화하기 위해 제어기가 상기 진동 발생부에 인가되는 주파수를 변경하는 단계,
   (d) 상기 단계 (c)에서 주파수 변경에 따라 상기 진동 발생부의 진동을 상기 바닥 진동 감지기가 감지하는 단계,
   (e) 상기 단계 (d)에서 감지된 진동이 일정 진동 레벨을 초과하는 경우, 상기 단계 (a)에서 설정된 다수의 단계에서 일정 진동 레벨을 초과하는 단계를 삭제하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동형 운동 장치의 제어방법.

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