KR101994180B1

KR101994180B1 - 근력 측정 장치

Info

Publication number: KR101994180B1
Application number: KR1020170032889A
Authority: KR
Inventors: 차기철; 민세홍; 이인하
Original assignee: 주식회사 인바디
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2019-07-01
Also published as: KR20180105778A

Abstract

본체 프레임을 포함하는 고정부, 상기 고정부 내에 배치되는 제1 로드셀 및 제2 로드셀, 상기 고정부와 힌지 결합하여 양 방향 회전할 수 있는 가동부 및 상기 고정부와 상기 가동부를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 상기 고정부와 상기 가동부를 제2 관통홀을 통해 체결하는 레버를 포함하는 근력 측정 장치가 제공된다. 상기 근력 측정 장치는 상기 제1 로드셀은 굴곡력을 측정하는 제1 모드에서 동작하고, 상기 제2 로드셀은 신전력을 측정하는 제2 모드에서 동작할 수 있다.

Description

근력 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING MUSCLE STRENGTH}

근력 측정 장치에 연관되며, 보다 특정하게는 피측정자의 다리의 신전력(extension strength) 및 굴곡력(flexion strength)을 측정하는 장치에 연관된다.

의료 기술의 발전으로 고령화 인구는 점점 늘어나고 있고, 걷는 힘이 저하된 고령자의 수 역시도 기하 급수적으로 늘어나고 있다. 이러한 고령자뿐만 아니라 사고 또는 수술 등으로 신체 능력이나 근력이 감소된 사람들 역시도 재활을 목적으로 운동 처방을 받고 있다.

그러나, 정확한 운동 처방을 위해서는 피측정자들의 체력 상태가 보다 정확하게 파악될 필요성이 존재하고, 구체적으로 피측정자의 다리 근력을 측정하고 측정된 근력을 수치화하는 장치의 필요성이 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1255974호 (공고일자 2013년 4월 11일)는 피측정자의 양 다리 근력을 동시에 측정하는 기술을 개시하고 있는 발명이다.

일측에 따르면, 피측정자의 굴곡력과 신전력을 측정하는 근력 측정 장치가 제공된다. 상기 근력 측정 장치는 본체 프레임을 포함하는 고정부, 상기 고정부 내에 배치되는 제1 로드셀 및 제2 로드셀, 굴곡력과 신전력 중 어느 하나를 전달받는 측정바 및 상기 고정부와 힌지 결합하는 연결축을 포함하는 가동부 및 상기 고정부와 상기 가동부를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 상기 고정부와 상기 가동부를 제2 관통홀을 통해 체결하는 레버를 포함할 수 있다. 또한, 상기 레버는 사용자의 조작에 따라 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀 중 어느 하나를 관통하도록 이동 가능하고, 상기 제1 관통홀을 통해 상기 고정부와 상기 가동부를 체결하는 제1 모드 및 상기 제2 관통홀을 통해 상기 고정부와 상기 가동부를 체결하는 제2 모드 중 어느 하나로서 선택적으로 동작하고, 상기 제1 모드에서 상기 제1 로드셀은 굴곡력을 측정하고, 상기 제2 모드에서 상기 제2 로드셀은 신전력을 측정할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 제1 모드는 상기 고정부와 상기 가동부가 제1 관통홀을 통해 체결된 상태에 대응하고, 상기 제1 로드셀은 상기 제1 모드에서 상기 피측정자의 다리를 접는 방향의 굴곡력에 의한 제1 압력의 크기를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 관통홀의 위치는, 상기 제1 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이가 130도 이상 150도 이하의 범위 내의 제1 각도가 되도록 하는 위치일 수 있다. 또한, 상기 제1 각도는, 상기 측정바에 다리를 얹은 상기 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 30도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 하여 상기 피측정자의 최대 굴곡력이 발생하도록 하는 각도를 나타낼 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 모드는 상기 고정부와 상기 가동부가 제2 관통홀을 통해 체결된 상태에 대응하고, 상기 제2 로드셀은 상기 제2 모드에서 상기 피측정자의 다리를 펴는 방향의 신전력에 의한 제2 압력의 크기를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 관통홀의 위치는, 상기 제2 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이가 90도 이상 120도 이하 범위 내의 제2 각도가 되도록 하는 위치이고,

상기 제2 각도는, 상기 측정바에 다리를 얹은 상기 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 60도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 하여 상기 피측정자가 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 각도를 나타낼 수 있다.

다른 일측에 따르면, 본체 프레임을 포함하는 고정부, 상기 고정부 내에 배치되는 제1 로드셀 및 제2 로드셀, 상기 고정부와 힌지 결합하여 양 방향 회전할 수 있는 가동부 및 상기 고정부와 상기 가동부를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 상기 고정부와 상기 가동부를 제2 관통홀을 통해 체결하는 레버를 포함하는 근력 측정 장치가 제공된다. 상기 근력 측정 장치는 상기 제1 로드셀은 굴곡력을 측정하는 제1 모드에서 동작하고, 상기 제2 로드셀은 신전력을 측정하는 제2 모드에서 동작할 수 있다.

일실시예에 따르면, 상기 가동부는 상기 피측정자의 다리와 접촉되어 상기 굴곡력 및 상기 신전력 중 어느 하나를 전달받는 측정바 및 상기 고정부와 힌지 결합하고, 힌지축으로부터 측정바까지의 길이를 조절하는 복수의 축홀을 포함하는 연결축을 포함할 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 모드는 상기 고정부와 상기 가동부가 제1 관통홀을 통해 체결된 상태에 대응하고, 상기 제1 로드셀은 상기 제1 모드에서 상기 피측정자가 다리를 접는 방향의 굴곡력에 의한 제1 압력의 크기를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 관통홀의 위치는, 상기 제1 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이가 130도 이상 150도 이하의 범위 내의 제1 각도가 되도록 하는 위치를 나타낼 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 각도는, 상기 측정바에 다리를 얹은 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 30도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 하여 상기 피측정자가 최대 굴곡력을 낼 수 있도록 하는 각도일 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면 상기 제2 모드는 상기 고정부와 상기 가동부가 제2 관통홀을 통해 체결된 상태에 대응하고, 상기 제2 로드셀은 상기 제2 모드에서 상기 피측정자가 다리를 펴는 방향의 신전력에 의한 제2 압력의 크기를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제2 관통홀의 위치는, 상기 제2 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이가 90도 이상 120도 이하 범위 내의 제2 각도가 되도록 하는 위치를 나타낼 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 각도는, 상기 측정바 하단에 다리를 접촉한 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 60도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 하여 상기 피측정자가 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 각도일 수 있다.

또 다른 일실시예에 따르면, 상기 근력 측정 장치는 상기 피측정자의 허벅지가 고정되도록 압력을 가하는 고정바 및 상기 본체 프레임의 일측과 연결되어 상기 고정바의 높이를 조절하는 높이 조절 수단을 더 포함할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 근력 측정 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2a는 상기 근력 측정 장치 내의 로드셀을 도시하는 우측면도이다.
도 2b은 상기 근력 측정 장치 내의 로드셀을 도시하는 좌측면도이다.
도 3a는 상기 근력 측정 장치의 가동부를 도시하는 사시도이다.
도 3b는 상기 근력 측정 장치 내의 관통홀을 통해 레버의 결합을 도시하는 사시도이다.
도 4는 다른 일실시예에 따른 근력 측정 장치의 시스템 초기화 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 또 다른 일실시예에 따른 근력 측정 장치의 모드 전환 과정을 도시하는 예시도이다.
도 6은 상기 근력 측정 장치를 이용한 굴곡력 측정 과정을 도시하는 예시도이다.
도 7은 상기 근력 측정 장치를 이용한 신전력 측정 과정을 도시하는 예시도이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

용어의 설명

근력 측정 장치는 피측정자의 근력을 측정하고, 측정된 근력을 수치화하는 장치를 나타낼 수 있다. 예시적으로, 각근력 측정 장치는 피측정자의 다리 근력을 측정하는 장치를 의미할 수 있고, 다른 용어로는 각근력계라고 표현될 수 있다.

슬괵근(hamstring)은 허벅지 뒤쪽을 지지하는 근육으로서, 다른 용어로는 뒤넙다리근으로 표현될 수 있다. 이하의 설명에서 굴곡력(flexion strength)은 상기 슬괵근에 기반하여 피측정자의 종아리가 허벅지 뒷 방향으로 접히는 힘을 나타낼 수 있다.

대퇴사두근은 허벅지 앞쪽에 존재하는 네 개의 근육을 나타내고, 구체적으로 대퇴직근, 비측광근, 중간광근 및 경측광근을 나타낼 수 있다. 이하의 설명에서 신전력(extension strength)은 상기 대퇴사두근에 기반하여 피측정자의 종아리가 허벅지 뒷 방향과 반대 방향으로 펴지는 힘을 나타낼 수 있다.

근력 측정 장치의 구성

도 1은 일실시예에 따른 근력 측정 장치를 도시하는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 근력 측정 장치는 고정부(110), 가동부(120) 및 레버(130)를 포함할 수 있다. 고정부(110)는 근력 측정 장치를 지지하는 바디에 대응한다. 상기 바디는 피측정자가 착석하는 의자를 포함할 수 있다. 상기 바디는 복수의 로드셀들을 지지하는 본체 프레임을 포함할 수 있다. 상기 바디는 복수의 관통홀을 포함하는 링크 프레임을 포함할 수 있다.

가동부(120)는 고정부(110)와 힌지 결합하여 양 방향 회전할 수 있다. 가동부(120)는 피측정자의 다리와 접촉되고, 상기 다리로부터 굴곡력 또는 신전력을 전달받는 측정바를 포함할 수 있다. 또한, 가동부(120)는 피측정자의 다리 길이에 따라 상기 측정바의 위치를 조절하는 연결축을 포함할 수 있다. 상기 연결축은 상기 측정바에 포함되는 핀이 체결되는 복수의 축홀을 포함할 수 있다. 상기 핀이 체결되는 축홀의 위치에 따라, 길이 방향으로의 측정바 위치가 조정될 수 있다. 그에 따라, 피측정자는 자신의 다리 길이에 맞도록 상기 측정바의 위치를 조정할 수 있을 것이다.

레버(130)는 고정부(110)와 가동부(120)를 체결할 수 있다. 레버(130)는 복수의 관통홀 중 어느 하나를 통해 고정부(110)와 가동부(120)를 체결할 수 있다. 일실시예로서, 레버(130)는 고정부(110)와 가동부(120)를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 고정부(110)와 가동부(120)를 제2 관통홀을 통해 체결할 수 있다. 그에 따라 피측정자 또는 측정자는 레버(130)가 체결되는 위치를 조정함으로써, 근력 측정 장치의 동작 모드를 전환할 수 있다. 근력 측정 장치의 동작 모드 전환 대해서는 아래의 설명에서 보다 자세하게 기재될 것이다.

도 2a는 상기 근력 측정 장치 내의 로드셀을 도시하는 우측면도이다. 도 2a를 참조하면, 근력 측정 장치를 지지하는 본체 프레임(112)의 예시적 구조가 도시된다. 본체 프레임(112)의 상부 방향으로는 피측정자가 착석할 수 있도록 구현된 의자(111)가 배치될 수 있다. 또한, 본체 프레임(112)의 하부 방향으로는 링크 프레임(113)이 배치될 수 있다. 링크 프레임(113)은 레버(130)가 삽입되어 근력 측정 장치의 동작 모드를 결정하기 위한 제1 관통홀(114) 및 제2 관통홀(115)을 포함할 수 있다.

도 2b는 상기 근력 측정 장치 내의 로드셀을 도시하는 좌측면도이다. 도 2b를 참조하면, 제1 로드셀(140)과 연결된 제1 베어링(161) 및 제2 로드셀(150)과 연결된 제2 베어링(162)이 도시된다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 제1 베어링(161) 및 제2 베어링(162)은 로드 엔드 베어링(rod end bearing)으로 구현될 수 있다. 제1 베어링(161)의 개방부는 제1 관통홀(114)과 접촉될 수 있다. 또한, 제2 베어링(162)의 개방부는 제2 관통홀(115)과 접촉될 수 있다.

그에 따라 레버(130)에 포함되는 핀이 제1 관통홀(114)을 통과하는 경우에, 피측정자로부터 전달되는 힘은 제1 로드셀(140)에 의해 압력값으로서 측정될 것이다. 마찬가지로 상기 핀이 제2 관통홀(115)을 통과하는 경우에, 피측정자로부터 전달되는 힘은 제2 로드셀(150)에 의해 압력값으로서 측정될 것이다.

도 3a는 상기 근력 측정 장치의 가동부를 도시하는 사시도이다. 도 3a를 참조하면, 가동부(120)의 보다 상세한 구조가 도시된다. 가동부(120)는 피측정자의 다리와 접촉되어 힘을 전달받는 측정바(121)를 포함할 수 있다. 도 3a의 실시예에서는 예시적으로 원통형으로 구현된 측정바(121)의 형상이 도시되나 이는 발명의 이해를 돕기 위한 예시적 기재일 뿐 다른 실시예의 범위를 제한하거나 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. 예를 들면, 측정바(121)를 직육면체 형태로도 구현할 수 있을 것이다.

또한, 가동부(120)는 복수의 축홀(123) 중 어느 하나와 체결되어 측정바(121)의 위치를 고정하는 연결핀(122)을 포함할 수 있다. 가동부(120)는 일단면에 힌지 구조를 포함하고, 길이 방향을 따라 복수의 축홀(123)을 갖는 연결축(124)을 더 포함할 수 있다.

도 3b는 상기 근력 측정 장치 내의 관통홀을 통해 레버의 결합을 도시하는 사시도이다. 도 3b를 참조하면, 제2 관통홀(115)을 통해 삽입되는 레버(130)의 상세한 구조가 도시된다. 레버(130)는 관통홀을 통과하여 상기 관통홀과 접촉된 베어링에 힘을 전달하는 핀(132)을 포함할 수 있다. 또한, 레버(130)는 핀(132)을 감싸고, 핀(132)이 삽입되거나 배출되기 위한 연결 통로을 포함하는 하우징 구조(131)를 더 포함할 수 있다.

도 3b에 도시된 실시예와 같이, 레버(130)에 포함되는 핀(132)이 제2 베어링(162)에 삽입되는 경우가 존재할 수 있다. 이 경우에 피측정자는 측정바(121) 하부에 다리를 위치하고, 상기 다리를 펴는 방향으로 힘을 가할 수 있다. 피측정자가 다리를 펴는 힘은 신전력으로 표현될 수 있다. 가동부(120)와 체결된 제2 로드셀(150)은 제2 베어링(162)을 통해 상기 신전력을 전달 받을 수 있다. 보다 구체적으로, 피측정자가 다리를 펴는 힘은 제2 로드셀(150)을 당기는 힘으로 전환될 수 있을 것이다. 그에 따라, 근력 측정 장치는 피측정자의 다리 근력을 로드셀에 전달되는 압력의 형태로 수치화할 수 있을 것이다. 도 3b에는 제2 베어링(162)과 레버(130)의 핀(132)이 체결된 실시예만을 설명하고 있으나, 굴곡력을 측정하기 위해 핀(132)이 제1 관통홀(114)을 통과하여 제1 베어링(161)과 체결될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게는 자명한 사실일 것이다.

본 실시예에서 도시되지 않았지만, 근력 측정 장치는 피측정자의 허벅지가 의자에 고정되도록 압력을 가하는 고정바를 더 포함할 수 있다. 또한, 근력 측정 장치는 본체 프레임의 일측과 연결되어 고정바의 높이를 조절하는 높이 조절 수단을 더 포함할 수 있다.

다른 일실시예에 따르면, 근력 측정 장치는 피측정자의 허벅지가 의자에 고정되도록 하는 고정끈을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 도시되지 않았지만, 본체 프레임(112)의 일측에는 피측정자의 편의를 위한 컨트롤 패널(controlling panel)이 더 설치될 수 있다. 상기 컨트롤 패널은 레버의 동작 모드 설정을 자동으로 지원하는 컨트롤러, 피측정자를 인식하기 위한 인식부, 결과를 표시하는 디스플레이를 더 포함할 수 있다. 상기 인식부는 오늘날 널리 이용되는 전자태그와 같은 방식으로 사용자의 ID 카드를 인식할 수 있고, 또는 지문이나 홍채와 같은 생체 인식에 기반하여 피측정자의 신원을 식별하는 센서가 설치될 수도 있다.

시스템 초기화 과정

다른 일실시예에 따른 근력 측정 장치는 복수의 로드셀과 연결되는 프로세서를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 복수의 로드셀로부터 획득된 센싱 데이터를 저장하고, 상기 센싱 데이터에 기초하여 다양한 분석 정보를 사용자들에게 제공할 수 있다. 이하에서는, 근력 측정 장치에 인가되는 전원이 턴 온 된 경우에 상기 프로세서가 근력 측정 장치의 전체 시스템을 초기화하는 과정에 대해서 설명될 것이다.

도 4는 상기 근력 측정 장치의 시스템 초기화 과정을 도시하는 흐름도이다. 상기 근력 측정 장치의 시스템 초기화 과정은 시스템 구성의 초기화 단계(410), 로드셀의 초기값 확인 단계(420) 및 대기 모드 진입 단계(430)를 포함할 수 있다. 사용자에 의해 근력 측정 장치가 턴 온 될 경우가 있다. 예시적으로, 사용자는 터치 스크린 형태로 구현된 근력 측정 장치의 디스플레이를 터치하는 방식으로 상기 근력 측정 장치를 턴 온 할 수 있다. 다른 일실시예에 따르면, 사용자는 스위칭 소자를 이동시키는 방식으로 상기 근력 측정 장치를 턴 온 할 수 있다.

단계(410)에서 근력 측정 장치에 포함되는 프로세서는 시스템 구성을 초기화할 수 있다. 일실시예로서, 근력 측정 장치는 사용자에게 그래픽 인터페이스를 출력하는 디스플레이 및 로드셀로부터 측정된 아날로그 값을 디지털 수치로 변환하는 A/D(Analog/Digital) 컨버터를 더 포함할 수 있다. 시스템 전원이 켜진 경우에, 상기 프로세서는 근력 측정 장치에 포함되는 디스플레이 및 A/D 컨버터를 초기화할 수 있다.

시스템 구성이 초기화되는 단계(410)가 수행된 이후, 프로세서는 로드셀의 초기값을 확인하는 단계(420)를 수행할 수 있다. 상기 프로세서는 로드셀로부터 전달되는 초기값을 확인하고, 상기 초기값이 기설정된 범위 내에 존재하는지 확인할 수 있다. 상기 로드셀로부터 전달되는 초기값이 오차 범위를 초과하는 경우에, 상기 프로세서는 메모리 내에 미리 저장된 보정값(calibration value)을 이용하여 각각의 로드셀의 영점을 조정할 수 있다.

영점 조정이 수행됨에 따라 각각의 로드셀로부터 전달되는 초기값이 기설정된 범위 내에 존재하는 경우, 프로세서는 대기 모드 진입 단계(430)를 수행할 수 있다. 단계(430)에서 프로세서는 피측정자의 근력을 측정하기 위한 워밍업 단계가 완료된 것을 확인하고, 근력 측정을 시작하여 로드셀에 부하가 입력되는 상태를 준비하는 대기 모드에 진입할 수 있다.

동작 모드의 전환

일실시예에 따른 근력 측정 장치는 사용자에게 두 가지 모드를 제공할 수 있다. 제1 모드는 근력 측정 장치에 포함되는 제1 로드셀로 근력이 전달되어 피측정자의 굴곡력을 측정하는 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 제2 모드는 근력 측정 장치에 포함되는 제2 로드셀로 근력이 전달되어 피측정자의 신전력을 측정하는 모드를 나타낼 수 있다. 이하에서는, 사용자의 조작에 따라 근력 측정 장치의 동작 모드가 전환되는 과정에 대해 보다 자세하게 설명될 것이다.

도 5a 및 도 5b는 또 다른 일실시예에 따른 근력 측정 장치의 모드 전환 과정을 도시하는 예시도이다. 도 5a를 참조하면, 근력 측정 장치에 포함되는 가동부(510) 및 고정부(520)가 도시된다. 보다 구체적으로, 가동부(510) 및 고정부(520)는 힌지 구조(530)에 의해 결합되고, 가동부(510)는 힌지축을 중심으로 양 방향으로 이동될 수 있다.

도 5a의 실시예에서는 레버가 제1 관통홀을 통과하여 가동부(510)와 고정부(520) 내의 링크 프레임을 체결하는 제1 상태(541)가 도시된다. 레버의 제1 상태(541)에서 근력 측정 장치는 피측정자의 굴곡력을 측정하는 제1 모드로 동작할 수 있다. 제1 모드에서 가동부(510)는 지면과 평행한 직선 L1과 대비하여 제1 각도 θ₁를 유지할 수 있다.

제1 관통홀의 위치는 상기 제1 모드에서 연결축과 본체 프레임의 각도가 130도 이상 150이하 범위 내의 각도가 되도록 하는 위치를 나타낼 수 있다. 상기 연결축과 상기 본체 프레임의 각도는, 측정바에 다리를 얹은 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 30도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 가동부(510)를 지지하는 각도를 나타낼 수 있다. 이 경우에, 피측정자는 다리의 최대 굴곡력을 낼 수 있도록 하는 각도 90-θ₁를 충분히 보장 받는 효과를 기대할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 최대 굴곡력을 낼 수 있도록 하는 각도 90-θ₁는 60도를 나타낼 수 있다.

도 5b의 실시예에서는 레버가 제2 관통홀을 통과하여 가동부(510)와 고정부(520) 내의 링크 프레임을 체결하는 제2 상태(542)가 도시된다. 레버의 제2 상태(542)에서, 근력 측정 장치는 피측정자의 신전력을 측정하는 제2 모드로 동작할 수 있다. 제2 모드에서 가동부(510)는 지면과 평행한 직선 L1과 대비하여 제2 각도 θ₂를 유지할 수 있다.

제2 관통홀의 위치는 상기 제2 모드에서 상기 연결축과 본체 프레임의 각도가 90도 이상 120도 이하 범위 내의 각도가 되도록 하는 위치를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결축과 상기 본체 프레임의 각도는, 피측정자의 슬관절의 해부학적인 자세에서 각도가 60도를 중심으로 소정 오차 범위 내에 존재하도록 가동부(510)를 지지하는 각도를 나타낼 수 있다. 이 경우에, 피측정자는 다리의 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 제2 각도 θ₂를 충분히 보장 받는 효과를 기대할 수 있다. 보다 구체적으로, 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 각도 θ₂는 60도를 나타낼 수 있다.

굴곡력 측정 모드

도 6은 상기 근력 측정 장치를 이용한 굴곡력 측정 과정을 도시하는 예시도이다. 측정자 또는 피측정자는 근력 측정 장치의 레버를 통해 가동부(510)와 고정부(520)가 제1 관통홀을 통해 체결되는 제1 상태(541)를 구현하여 제1 모드를 선택할 수 있다. 다른 일실시예로서, 근력 측정 장치의 레버는 컨트롤패널을 통해 입력되는 명령 신호에 따라 자동으로 가동부(510)와 고정부(520)를 제1 관통홀을 통해 체결시킬 수 있다.

또한 피측정자는 고정부(520)에 포함되는 의자에 착석할 수 있다. 그런 다음, 자신의 양 다리 또는 양 다리 중 측정하고자 하는 한 쪽 다리를 가동부(510)의 측정바 위에 밀착시킬 수 있다. 일실시예로서, 근력 측정 장치가 고정바 또는 고정끈을 더 포함한 경우라면, 측정자는 고정바 또는 고정끈을 이용하여 피측정자의 다리를 견고하게 고정할 수 있다.

이 상태에서, 피측정자가 다리를 접게 되면 가동부(510)가 흰지축(530)을 중심으로 하여 아래쪽 방향으로 회전 운동하게 될 것이다. 예시적으로, 피측정자는 지면과 수직한 직선 L2을 향하는 방향으로 가동부(510)를 이동시켜 다리의 굴곡력을 측정바에 전달할 수 있다.

레버에 포함되는 핀은 제1 관통홀을 통과하고, 제1 로드셀에 연결된 제1 베어링에 접촉될 수 있다. 그에 따라, 피측정자가 다리를 접는 힘, 굴곡력은 상기 핀과 상기 제1 베어링을 통하여 제1 로드셀에 압력을 가하게 될 것이다. 이에 따라, 제1 로드셀은 피측정자의 굴곡력에 대응하는 압력을 측정하게 될 것이다. 제1 로드셀에 의해 측정된 압력값은 상기 근력 측정 장치에 포함되는 프로세서로 전달되고, 상기 프로세서는 상기 압력값을 피측정자의 굴곡력에 상응하는 근력 정보로 변환하여 사용자에게 출력할 수 있다. 상기 근력 정보를 생성하는 과정에 관한 보다 자세한 설명은 이하의 추가 도면과 함께 기재될 것이다.

신전력 측정 모드

도 7은 상기 근력 측정 장치를 이용한 신전력 측정 과정을 도시하는 예시도이다. 측정자 또는 피측정자는 근력 측정 장치의 레버를 통해 가동부(510)와 고정부(520)가 제2 관통홀을 통해 체결되는 제2 상태(542)를 구현하여 제2 모드를 선택할 수 있다.

마찬가지로 피측정자는 고정부(520)에 포함되는 의자에 착석할 수 있다. 그런 다음, 피측정자는 자신의 양 다리 또는 양 다리 중 측정하고자 하는 한 쪽 다리를 가동부(510)의 측정바 하단에 밀착시킬 수 있다. 이 상태에서 피측정자가 다리를 펴게 되면 가동부(510)가 흰지축(530)을 중심으로 하여 위쪽 방향으로 회전 운동하게 될 것이다. 예시적으로, 피측정자는 지면과 평행한 직선 L1을 항하여 가동부(510)를 이동시켜 다리의 신전력을 측정바에 전달할 수 있다.

제2 모드의 경우, 레버에 포함되는 핀은 제2 관통홀을 통과하여 제2 로드셀에 연결된 제2 베어링에 접촉될 수 있다. 그에 따라, 피측정자의 다리를 펴는 힘, 신전력은 상기 핀과 상기 제2 베어링을 통하여 제2 로드셀에 압력을 가하게 될 것이다. 이에 따라, 제2 로드셀은 피측정자의 신전력에 대응하는 압력을 측정하게 될 것이다. 제2 로드셀에 의해 측정된 압력값은 상기 근력 측정 장치에 포함되는 프로세서로 전달될 수 있다. 상기 프로세서는 상기 측정된 압력값을 피측정자의 신전력에 상응하는 근력 정보로 변환하여 사용자에게 출력할 수 있다.

각근력 측정에 관한 흐름

근력 측정 장치에 포함되는 프로세서는 사용자의 신체 일부와 디스플레이 화면 상의 접촉을 감지하고, 사용자의 측정 명령을 전달 받을 수 있다. 사용자는 상기 디스플레이 화면 상에 출력되는 시작 버튼을 눌러 피측정자의 다리 근력 측정을 시작할 수 있다.

다리 근력 측정이 시작되면, 근력 측정 장치는 스피커(speaker)와 같은 음성 출력 장치를 이용하여 안내 코멘트를 출력하는 단계(810)를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 근력 측정 장치는 굴곡력 및 신전력을 측정하기 위한 피측정자의 자세 및 동작 모드 전환에 관한 방법을 안내 코멘트로서 출력할 수 있다. 출력되는 안내 코멘트에 따라, 피측정자는 굴곡력 또는 신전력을 측정하기 위한 자세를 설정할 수 있다. 일실시예로서 자세 설정이 완료되면, 피측정자는 근력 측정 장치에 포함되는 터미널(terminal)의 준비 완료 버튼을 누르는 것으로 준비 완료 상태를 근력 측정 장치에 알릴 수 있다.

단계(820)에서 근력 측정 장치는 로드셀에 인가되는 압력에 대응하는 근력을 계산할 수 있다. 일실시예로서, 근력 측정 장치는 사용자로부터 동작 모드에 관한 명령 데이터를 수신할 수 있다. 근력 측정 장치는 명령 데이터에 포함되는 로드셀의 식별 필드에 따라 압력값을 전달 받을 로드셀을 결정할 수 있다. 예시적으로, 사용자가 제1 모드를 선택한 경우, 근력 측정 장치는 제1 로드셀로부터 압력값을 전달 받을 수 있다. 또한, 사용자가 제2 모드를 선택할 경우, 근력 측정 장치는 제2 로드셀로부터 압력값을 전달 받을 수 있다. 또한, 근력 측정 장치는 각각의 로드셀로부터 전달된 압력값을 근력으로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 근력 측정 장치는 내부 메모리에 미리 저장된 계수값을 적용하여 전달된 압력값을 근력으로 환산할 수 있다.

단계(830)에서 근력 측정 장치는 계산된 근력을 결과 데이터로서 지정된 시스템으로 전송할 수 있다. 상기 근력 측정 장치가 디스플레이를 포함하는 경우에는 사용자에게 측정된 결과 데이터를 실시간으로 출력할 수 있다. 또한, 근력 측정 장치가 체성분 분석 장치 또는 밸런스 측정 장치와 같은 종합 시스템 내의 하나의 구성요소 인 경우에는 해당 종합 시스템을 관리하는 중앙 서버로 상기 결과 데이터를 전송할 수도 있을 것이다.

근력 측정 검사가 완료된 이후 사용자에 의해 디스플레이 상의 종료 버튼이 눌려지면, 근력 측정 장치는 도 4의 단계(430)에서 설명된 대기 모드로 다시 진입하여 추가적인 측정을 기다릴 수 있다.

다른 일실시예로서, 근력 측정 장치는 보다 정확한 측정을 위해 미리 지정된 횟수만큼의 반복 측정을 피측정자에게 유도할 수 있을 것이다. 예시적으로, 단계(830)에서 1회 측정된 결과 데이터가 전송된 이후에, 근력 측정 장치는 기설정된 횟수 n에서 1을 뺀 n-1만큼의 추가 측정이 남았다는 메시지를 피측정자에게 출력할 수 있다. 그에 따라, 근력 측정 장치는 단계(820) 및 단계(830)를 기설정된 횟수만큼 반복할 수 있다. 근력 측정 장치는 최종적인 결과 데이터를 생성하기 위해, 기설정된 횟수의 초기 측정값의 평균값 또는 대표값을 계산하여 상기 결과 데이터로서 생성할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims

본체 프레임을 포함하는 고정부;
상기 고정부 내에 배치되어 상기 고정부에 고정되는 제1 로드셀 및 제2 로드셀;
상기 고정부와 힌지 결합하여 양 방향 회전할 수 있는 가동부; 및
상기 고정부와 상기 가동부를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 상기 고정부와 상기 가동부를 제2 관통홀을 통해 체결하는 레버
를 포함하고,
상기 제1 로드셀은 굴곡력을 측정하는 제1 모드에서 동작하고, 상기 제2 로드셀은 신전력을 측정하는 제2 모드에서 동작하고,
상기 레버는 상기 제1 모드에서 상기 제1 관통홀을 통해 상기 가동부가 상기 고정부 내 상기 제1 로드셀과 체결되게 하고, 상기 제2 모드에서 상기 제2 관통홀을 통해 상기 가동부가 상기 고정부 내 상기 제2 로드셀과 체결되게 하며,
상기 제1 로드셀은 상기 제1 모드에서 피측정자가 다리를 접는 굴곡력으로부터 전환된 상기 제1 로드셀을 당기는 힘을 측정하고,
상기 제2 로드셀은 상기 제2 모드에서 피측정자가 다리를 펴는 신전력으로부터 전환된 상기 제2 로드셀을 당기는 힘을 측정하는 근력 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 가동부는,
피측정자의 다리와 접촉되어 상기 굴곡력 및 상기 신전력 중 어느 하나를 전달받는 측정바 및
상기 고정부와 힌지 결합하고, 힌지축으로부터 측정바까지의 길이를 조절하는 복수의 축홀을 포함하는 연결축
을 포함하는 근력 측정 장치
삭제
제2항에 있어서,
상기 제1 관통홀의 위치는,
상기 제1 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이의 각도가 130도 이상 150도 이하의 범위에 속하도록 하는 위치인 근력 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 관통홀의 위치는,
상기 가동부의 연결축 및 지면과 평행한 직선 사이의 각도가 30도를 중심으로 미리 정해진 범위에 속하도록 하여 상기 측정바에 다리를 얹은 상기 피측정자가 최대 굴곡력을 낼 수 있도록 하는 위치인 근력 측정 장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 제2 관통홀의 위치는,
상기 제2 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이의 각도가 90도 이상 120도 이하 범위에 속하도록 하는 위치인 근력 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 관통홀의 위치는,
상기 가동부의 연결축 및 지면과 평행한 직선 사이의 각도가 60도를 중심으로 미리 정해진 범위에 속하도록 하여 상기 측정바의 하단에 다리를 접촉한 상기 피측정자가 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 위치인 근력 측정 장치.
제1항에 있어서,
피측정자의 허벅지가 고정되도록 압력을 가하는 고정바; 및
상기 본체 프레임의 일측과 연결되어 상기 고정바의 높이를 조절하는 높이 조절 수단
을 더 포함하는 근력 측정 장치.
본체 프레임을 포함하는 고정부;
상기 고정부 내에 배치되어 상기 고정부에 고정되는 제1 로드셀 및 제2 로드셀;
굴곡력과 신전력 중 어느 하나를 전달받는 측정바 및 상기 고정부와 힌지 결합하는 연결축을 포함하는 가동부; 및
상기 고정부와 상기 가동부를 제1 관통홀을 통해 체결하거나 또는 선택적으로 상기 고정부와 상기 가동부를 제2 관통홀을 통해 체결하는 레버
를 포함하고,
상기 레버는 사용자의 조작에 따라 상기 제1 관통홀 및 상기 제2 관통홀 중 어느 하나를 관통하도록 이동 가능하고, 상기 제1 관통홀을 통해 상기 고정부와 상기 가동부를 체결하는 제1 모드 및 상기 제2 관통홀을 통해 상기 고정부와 상기 가동부를 체결하는 제2 모드 중 어느 하나로서 선택적으로 동작하고,
상기 제1 모드에서 상기 제1 로드셀은 상기 굴곡력을 측정하고, 상기 제2 모드에서 상기 제2 로드셀은 상기 신전력을 측정하고,
상기 레버는 상기 제1 모드에서 상기 제1 관통홀을 통해 상기 가동부가 상기 고정부 내 상기 제1 로드셀과 체결되게 하고, 상기 제2 모드에서 상기 제2 관통홀을 통해 상기 가동부가 상기 고정부 내 상기 제2 로드셀과 체결되게 하며,
상기 제1 로드셀은 상기 제1 모드에서 피측정자가 다리를 접는 굴곡력으로부터 전환된 상기 제1 로드셀을 당기는 힘을 측정하고,
상기 제2 로드셀은 상기 제2 모드에서 피측정자가 다리를 펴는 신전력으로부터 전환된 상기 제2 로드셀을 당기는 힘을 측정하는 근력 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 로드셀은 상기 제1 모드에서 피측정자의 다리를 접는 방향의 굴곡력에 의한 제1 압력의 크기를 측정하는 근력 측정 장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 관통홀의 위치는,
상기 제1 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이의 각도가 130도 이상 150도 이하의 범위에 속하도록 하고, 상기 가동부의 연결축 및 지면과 평행한 직선 사이의 각도가 30도를 중심으로 미리 정해진 범위에 속하도록 하여 상기 측정바에 다리를 얹은 상기 피측정자가 최대 굴곡력이 낼 수 있도록 하는 위치인 근력 측정 장치.
제10항에 있어서,
상기 제2 로드셀은 상기 제2 모드에서 피측정자의 다리를 펴는 방향의 신전력에 의한 제2 압력의 크기를 측정하는 근력 측정 장치.
제13항에 있어서,
상기 제2 관통홀의 위치는,
상기 제2 모드에서 상기 연결축과 상기 본체 프레임 사이의 각도가 90도 이상 120도 이하 범위에 속하도록 하고, 상기 가동부의 연결축 및 지면과 평행한 직선 사이의 각도가 60도를 중심으로 미리 정해진 범위에 속하도록 하여 상기 측정바의 하단에 다리를 밀착한 상기 피측정자가 최대 신전력을 낼 수 있도록 하는 위치인 근력 측정 장치.