KR102189401B1 - 체중부하 바이오피드백 장치 - Google Patents

체중부하 바이오피드백 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 체중부하 바이오피드백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균형감각과 관련된 신체상태를 검사하기 위하여 4개의 로드셀과 다수 개의 LED Bar이 내장되어 체중의 부하를 측정하고, 측정된 환자의 균형 감각과 관련된 화면을 출력할 수 있는 출력장치를 포함하여 체중의 편위 및 체중을 측정하고, 측정된 로드셀의 편위를 이용하여 환자의 체중 이동에 따른 편위를 통해 환자의 균형상태를 저장하고, 복수의 연결을 통해 환자가 의사 등의 지시에 따라 활동하거나 유산소 운동 중에 정확하게 지시에 따를 수 있는지 상태를 확인하는 체중부하 바이오피드백 장치에 관한 기술이다.

Description

체중부하 바이오피드백 장치{Weight Bearing Bio-Feedback Apparatus}
본 발명은 체중부하 바이오피드백 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균형감각과 관련된 신체상태를 검사하기 위하여 4개의 로드셀과 다수 개의 LED Bar이 내장되어 체중의 부하를 측정하고, 측정된 환자의 균형 감각과 관련된 화면을 출력할 수 있는 출력장치를 포함하여 체중의 편위 및 체중을 측정하고, 측정된 로드셀의 편위를 이용하여 환자의 체중 이동에 따른 편위를 통해 환자의 상태를 저장하고, 복수의 연결을 통해 환자가 의사 등의 지시에 따라 활동하거나 유산소 운동 중에 정확하게 지시에 따를 수 있는지 상태를 확인하는 체중부하 바이오피드백 장치에 관한 기술이다.
치료 등의 목적으로 환자의 체중부하를 측정하고, 체중부하에 대한 환자의 균형상태를 평가하며, 체중부하를 전환하는 훈련이 실시된다. 이러한 치료를 위해 다양한 체중부하 시스템이 개발되었다.
우선, 기존의 체중부하 시스템은 일반적으로 체중부하를 측정하기 위한 스프링 원리를 채용한 아날로그 체중계로 구비되었다. 이는 영점조절 기능이 수동으로 0위치까지 조정하는 방식으로 제공되며, 체중부하를 측정하는 기능 외 다른 기능은 제공되지 않는다.
다음으로, 체중부하 시스템의 한 종류로써, 로드셀을 구비한 디지털 체중계가 개발되었다. 상기 디지털 체중계는 체중부하를 측정하는 기능 외에, 블루투스가 연동되어 휴대용 단말기를 통해 체중 로그값이 제공되는 기능만 추가되었다.
다음으로, 체중부하 시스템의 한 종류로써, 로드셀을 구비한 밸런스보드가 개발되었다. 이는 일본 닌텐도 사의 “Wii”의 상품이 대표적인데, 이는 체중부하를 다양한 컨텐츠의 게임에 적용시킨 것이 특징이다. 그러나, 밸런스보드 자체에 디스플레이가 없어 체중에 대한 정보조차도 별도의 디스플레이를 연동한 후 얻을 수 있으며, 별도의 디스플레이 이외에도 Wii 게임기와 연동한 후 사용되는 방식으로 추가적인 장치가 필요한 단점이 있다.
다음으로, 의료 분야에서 사용된 체중부하 시스템의 한 종류로써, 압력값을 이용한 “Biorescue”가 개발되었다. 이는 고가의 의료기기로써, PC, 별도의 출력장치와 연동되어 정보를 표시하는 점에서 “Wii”와 동일한 단점을 가진다.
체중부하 시스템에 대한 종래의 기술을 살펴보면, 대한민국 등록실용신안공보 제20-0215314호와 같이, 무게(체중)를 감지하는 적어도 2개 이상의 로드셀을 좌우 대칭으로 설치하고, 이 로드셀들을 통해 체중을 측정하여 인체의 좌/우 대칭에 대한 치우침, 균형정도 등을 컴퓨터 프로그램을 통해 컴퓨터 모니터상에서 나타냄으로써 바람직한 자세 균형을 진단할 수 있도록 한 전자식 자세 균형 진단장치가 개시되었다. 상기 종래문헌에 의하면, 체중부하뿐만 아니라 균형정도를 측정할 수 있으나, 상술한 종래기술과 같이 컴퓨터가 별도로 구비되어야 하는 단점이 존재한다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0215314호 (2000.12.19.)
본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 체중의 부하를 측정하고, 측정된 체중부하 및 균형 감각과 관련된 화면을 출력할 수 있는 출력장치를 자체적으로 포함하는 체중부하 바이오피드백 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 체중부하 바이오피드백 간의 복수의 연결을 통해 환자가 의사 등의 지시에 따라 활동하거나 유산소 운동 중에 정확하게 지시에 따를 수 있는지 상태를 확인할 수 있는 체중부하 바이오피드백 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는, 중심을 기준으로 각각 90°를 이루는 사분면으로 구분되는 하우징; 상기 사분면에 각각 1개씩 설치되어, 상기 각각의 사분면에서의 체중부하를 측정하는 4개의 로드셀; 상기 4개의 로드셀이 측정한 체중부하를 합산하여 숫자로 표시하는 디스플레이; 다수 개의 칸으로 구획되며, 상기 하우징의 가장자리 외측을 따라 상기 사분면에 각각 설치되는 4개의 엘이디바; 상기 로드셀로부터 체중부하를 입력받아 상기 디스플레이 및 상기 엘이디바를 제어하는 제어부; 및 외부서버와 상기 제어부 간의 명령을 송수신하는 통신부;를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 엘이디바가 상기 엘이디바와 동일한 사분면에 위치한 상기 로드셀이 측정한 체중부하를 출력하도록 제어하고, 사용자의 입력에 따라 체중측정모드, 정적균형훈련모드, 균형평가모드 및 유산소운동모드 중 어느 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는, 사용자의 모드 입력이 없으면, 상기 제어부는, 상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하를 합산한 값을 상기 디스플레이에 출력시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는, 상기 정적균형훈련모드가 입력되면, 상기 제어부는, 상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받고, 상기 편위값의 크기에 따라 사용자의 체중심점을 파악하고, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하여 사용자의 균형훈련에 대한 실시간 피드백을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는, 상기 균형평가모드가 입력되면, 상기 제어부는, 제1시간 동안 상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받아, 상기 편위값의 크기에 따라 사용자의 체중심점을 파악하고, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하는 준비동작을 수행하고, 상기 준비동작 이후 시점을 영점기준으로 적용하여, 제2시간 동안 사용자의 움직임에 따라 변화하는 상기 4개의 로드셀로부터 파악되는 체중심점 위치를 트래킹하여, 상기 제2시간 동안 체중심점의 변화량을 상기 디스플레이에 출력하고, 상기 제2시간 동안 체중심점의 평균위치를 계산하여 사용자의 좌우편향을 상기 엘이디바에 출력시켜 사용자의 균형평가를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는, 상기 유산소운동모드가 입력되면, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 상기 외부서버와 다수 개로 구비되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치 간의 다중연결을 수행하여, 상기 외부서버로부터 각각의 체중부하 바이오피드백 장치에 대한 식별번호를 제공받고, 상기 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치 중, 상기 외부서버에서 호출되는 식별번호에 대응되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치가 활성화되어, 상기 활성화된 체중부하 바이오피드백 장치에 있어서, 상기 제어부가 상기 엘이디바를 점등하고, 상기 로드셀이 체중부하를 감지하면 상기 제어부가 상기 점등된 엘이디바를 소등하여, 사용자에게 상기 엘이디바의 추적을 통한 유산소운동 프로그램을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 체중부하 바이오피드백 장치는, 체중의 부하를 측정하고, 측정된 체중부하 및 균형 감각과 관련된 화면을 출력할 수 있는 출력장치를 자체적으로 포함하여 별도의 장치를 구비할 필요 없이 측정된 체중부하 데이터에 대한 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 체중부하 바이오피드백 장치는, 복수의 연결을 통해 환자가 의사 등의 지시에 따라 활동하거나 유산소 운동 중에 정확하게 지시에 따를 수 있는지 상태를 확인할 수 있고 이에 따라 유산소 운동을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치의 외형을 위에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치의 외형을 아래에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 사용자의 체중심점 이동에 따른 엘이디바의 제1점등추이를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 사용자의 체중심점 이동에 따른 엘이디바의 제2점등추이를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 사용자의 체중심점 이동에 따른 엘이디바의 제3점등추이를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 다중연결을 통해 유산소 운동 기능을 제공하기 위해 체중부하 바이오피드백 장치가 다수 개 구비된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 체중측정모드의 순서도이다.
도 10은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 정적균형훈련모드의 순서도이다.
도 11은 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 균형평가모드의 순서도이다.
도 12는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 유산소운동모드의 순서도이다.
도 13a는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 유산소운동모드(서버모드)의 순서도이다.
도 13b는 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치에서 수행하는 유산소운동모드(클라이언트모드)의 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 중심을 기준으로 각각 90°를 이루는 사분면으로 구분되는 하우징(12); 상기 사분면에 각각 1개씩 설치되어, 상기 각각의 사분면에서의 체중부하를 측정하는 4개의 로드셀(4); 상기 4개의 로드셀(4)이 측정한 체중부하를 합산하여 숫자로 표시하는 디스플레이(9); 다수 개의 칸으로 구획되며, 상기 하우징의 가장자리 외측을 따라 상기 사분면에 각각 설치되는 4개의 엘이디바(10); 상기 로드셀(4)로부터 체중부하를 입력받아 상기 디스플레이(9) 및 상기 엘이디바(10)를 제어하는 제어부(1); 및 외부서버(12)와 상기 제어부(1) 간의 명령을 무선으로 송수신하는 통신부(8);를 포함한다.
여기서, 사분면은 통상의 기술자라면 용이하게 파악할 수 있는 개념으로, 평면을 직교좌표평면으로 인식하여 x축(가로)과 y축(세로)으로 나누어 4개로 등분한 면을 의미하며, 본 명세서에서는 좌측 상단의 면을 제1면으로 하여, 시계 방향으로 제2면, 제3면, 제4면으로 정의한다.
상기 제어부(1)는, 상기 엘이디바(10)가 상기 엘이디바(10)와 동일한 사분면에 위치한 상기 로드셀(4)이 측정한 체중부하를 출력하도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(1)는 사용자의 입력에 따라, 체중측정모드, 체중의 편위를 측정하여 균형을 평가하는 정적균형훈련모드와 균형평가모드, 사용자의 체중부하가 감지되면 점등되어 있던 상기 엘이디바(10)가 소등됨으로써 사용자의 움직임을 유도하는 유산소운동모드 중 어느 하나를 수행할 수 있다.
상기 로드셀(4)은 상기 제1면에 위치하는 제1로드셀(4-1), 상기 제2면에 위치하는 제2로드셀(4-2), 상기 제3면에 위치하는 제3로드셀(4-3), 상기 제4면에 위치하는 제4로드셀(4-4)을 포함한다.
상기 엘이디바(10)는 x축 방향으로 연장되는 부재와 y축 방향으로 연장되는 부재가 합쳐진 형태로 각각 마련되며, 상기 제1로드셀(4-1)의 데이터를 출력하기 위해 상기 제1면의 외측을 따라 설치되는 제1엘이디바(10-1-1, 10-1-2), 상기 제2로드셀(4-2)의 데이터를 출력하기 위해 상기 제2면의 외측을 따라 설치되는 제2엘이디바(10-2-1, 10-2-2), 상기 제3로드셀(4-3)의 데이터를 출력하기 위해 상기 제3면의 외측을 따라 설치되는 제3엘이디바(10-3-1, 10-3-2), 상기 제4로드셀(4-4)의 데이터를 출력하기 위해 상기 제4면의 외측을 따라 설치되는 제4엘이디바(10-4-1, 10-4-2)를 포함한다. 또한, 상기 엘이디바(10)는 다수 개의 칸으로 구획되어, 체중부하의 편위 정도를 표시하기 위해 일부만 점등될 수 있도록 마련된다.
구체적으로, 상기 엘이디바(10)는 사용자의 체중심점의 위치를 파악하여 편위 정도를 파악하도록 마련되는데, 사용자의 체중심점에 따라 다수 개의 칸이 선택적으로 점등되며, 사용자의 체중심점 이동에 따른 점등 추이는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같다. ‘X’표시는 사용자의 체중심점을 의미하며, 상기 엘이디바(10)에 표시된 색깔은 점등을 의미한다.
우선, 체중심점이 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로드셀(4)의 정중앙에 위치하면, 즉 상기 제1로드셀 내지 상기 제4로드셀의 정중앙에 위치하면 상기 제1면 내지 상기 제4면의 엘이디바(10) 전체가 점등된다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 체중심점이 분면중앙에 위치하면, 즉 상기 제1면 내지 상기 제4면 중 어느 하나에 위치하되 상기 로드셀(4)의 가장자리가 아닌 중앙 위치이면, 해당 면의 엘이디바 전체가 점등되는 것이다. 또한, 체중심점이 상기 제1면 내지 상기 제4면 중 어느 두 면의 사이에 위치하되 상기 로드셀(4)의 가장자리가 아닌 중앙 위치이면, 해당 두 면의 엘이디바 전체가 점등되는 것이다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 체중심점이 가장자리 측면에 위치하면, 즉 상기 제1면 내지 상기 제4면 중 어느 하나에 위치하고 상기 로드셀(4)의 가장자리 위치이면, 해당 면의 엘이디바에서 체중심점이 위치한 일부만 점등되는 것이다. 또한, 체중심점이 상기 제1면 내지 상기 제4면 중 어느 두 면의 사이에 위치하고 상기 로드셀(4)의 가장자리 위치이면, 해당 두 면의 엘이디바에서 체중심점이 위치한 일부가 점등되는 것이다.
상기 통신부(8)는 외부서버(12)와 상기 제어부(1) 간의 명령을 송수신하기 위한 무선통신연결을 위한 구성으로써, 예를 들면 블루투스 모듈, wifi, BT 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는 상기 4개의 로드셀(4) 각각의 신호를 증폭하여 상기 제어부(1)에 전달하는 신호증폭부(3)가 더 구비될 수 있다. 상기 신호증폭부(3)는 사분면에 각각 위치한 상기 4개의 로드셀(4)에 대한 신호를 각각 증폭하기 위해, 사분면 각각에 4개로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는 전원을 연결 또는 차단시키는 전원부(5), 사용자로부터 체중측정모드, 정적균형훈련모드, 균형평가모드 및 유산소운동모드 중 어느 하나를 입력받아 상기 제어부(1)에 전달하는 모드입력부(6) 및 사용자가 상기 로드셀(4)에서 체중부하를 측정하기 전 정확한 측정을 위해 기준이 되는 0점을 초기화시키는 영점조정부(7)를 더 포함할 수 있다. 상기 전원부(5), 상기 모드입력부(6) 및 상기 영점조정부(7)는 각각 사용자가 조작할 수 있는 버튼으로 마련되어, 별도의 버튼부로 구비될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치는 도 8에 도시된 바와 같이, 다수 개로 구비되어, 각각의 통신부(8)를 통해 하나의 외부서버(11)와 다중연결 될 수 있다. 상기 외부서버(11)는 다중연결 된 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치 중 어느 하나의 제어부(1)에 명령을 전달하여 사용자의 활동을 유도할 수 있다.
이때, 각각의 통신부(8)와 외부서버(11) 간의 다중연결은, 개별의 통신부(8)와 외부서버(11) 사이 각각 모두 연결되어 체중부하 바이오피드백 장치의 개수만큼 다중연결될 수 있다.
또한, 각각의 통신부(8)와 외부서버(11) 간의 다중연결은, 호스트로 작동되는 하나의 체중부하 바이오피드백 장치와 클라이언트로 작동되는 나머지 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치로 구성되어, 상기 호스트만 상기 외부서버(11)와 연결되고 상기 클라이언트는 상기 호스트와 연결되어 다중연결을 보다 신속하게 수행할 수 있다.
이러한 다중연결을 이용한 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치의 유산소운동모드는 후에 상세히 서술하기로 한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 체중부하 바이오피드백 장치가 체중측정모드, 정적균형훈련모드, 균형평가모드 및 유산소운동모드를 수행하는 제어부(1)에 대해 상세히 서술하고자 한다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 체중측정모드는 사용자의 모드 입력이 없을 때 자동으로 수행되며, 상기 체중측정모드에서 상기 제어부(1)는 상기 4개의 로드셀(4)에서 측정한 각각의 체중부하를 합산한 값을 상기 디스플레이(9)에 출력시키도록 구성된다. 즉, 사용자의 모드 입력이 있으면 상기 제어부(1)는 입력된 모드를 수행하는 것이다.
또한, 상기 제어부(1)는 이전에 측정했던 체중부하와의 비교를 위한 체중로그 데이터를 생성하여, 상기 외부서버(11)에 전송할 수 있다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 정적균형훈련모드가 입력되면, 상기 제어부(1)는, 상기 4개의 로드셀(4)에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받는다. 이후, 상기 제어부(1)는 입력된 편위값의 크기에 따라 상기 로드셀(4)에서 사용자의 체중심점 위치를 파악한다. 그러면, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바(10)의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하여, 사용자의 균형훈련에 대한 실시간 피드백을 제공하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 제어부(1)는 사분면에 각각 위치한 상기 로드셀(4)에서 측정한 체중부하의 편위값의 크기(정중앙으로부터 얼마나 떨어져 있는지)를 등급화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 제어부(1)는 이전에 측정했던 정적균형훈련모드와의 비교를 위한 정적균형 로그 데이터를 생성하여, 상기 외부서버(11)에 전송할 수 있다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 균형평가모드가 입력되면, 상기 제어부(1)는, 우선, 제1시간 동안 상기 4개의 로드셀(4)에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받아, 상기 편위값의 크기에 따라 사용자의 체중심점을 파악하고, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하는 준비동작을 수행한다. 또한, 상기 준비동작 이후 시점을 영점기준으로 적용하여, 이후 제2시간 동안 사용자의 움직임에 따라 변화하는 상기 4개의 로드셀(4)로부터 파악되는 체중심점 위치를 트래킹하여, 상기 제2시간 동안 체중심점의 변화량을 상기 디스플레이(9)에 출력하고, 상기 제2시간 동안 체중심점의 평균위치를 계산하여 사용자의 좌우편향을 상기 엘이디바(10)에 출력시켜 사용자의 균형평가를 수행하도록 구성된다. 즉, 상기 균형평가모드는 준비동작으로써 상기 정적균형훈련모드가 상기 제1시간 동안 이루어지고, 이후 영점조정 후 상기 제2시간 동안 상기 엘이디바(10)의 점등 없이 균형평가를 하여 그 결과를 마지막에 출력하는 것이다.
구체적으로, 상기 균형평가모드에서는, 준비동작으로써 상기 제어부(1)가 상기 로드셀(4)에 올라선 사용자의 체중부하를 5초 동안 측정한다. 이때 상술한 상기 정적균형훈련모드와 같이, 상기 제어부(1)는, 상기 4개의 로드셀(4)에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값에 따라 사용자의 체중심점 위치를 파악하고, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바(10)의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하여, 실질적인 균형평가 전 사용자의 균형유지상태에 대한 피드백을 제공하는 것이다.
이후, 상기 제어부(1)는 사용자의 준비동작이 완료된 시점을 영점기준으로 적용하도록 상기 로드셀(4)을 제어한 다음에, 사용자의 체중부하이동의 편위를 측정할 수 있도록 하여, 사용자의 움직임 트래킹의 정확성을 보다 향상시킬 수 있다. 이는, 상술한 상기 영점조정부(7)의 기능과 구별됨은 물론이다.
그 다음, 상기 제어부(1)는 실질적인 균형평가를 위해, 상기 제2시간, 바람직하게는 10초 동안 사용자의 체중심점 변화를 트래킹한다. 이때, 사용자가 본인의 체중심점 위치를 파악할 수 없도록 상기 엘이디바(10)를 점등하지 않는 것이 중요하다. 상기 제어부(1)는 트래킹한 결과를 명시적으로 나타내기 위해, 체중심점의 변화량을 상기 디스플레이(9)에 출력하고, 체중심점의 평균을 계산하여 사용자의 편향이 좌우 중 어느 곳에 더 기울어져 있는지를 상기 엘이디바(10)를 통해 출력하는 것이다.
또한, 상기 제어부(1)는 이전에 측정했던 균형평가와의 비교를 위한 균형평가 로그 데이터를 생성하여, 상기 외부서버(11)에 전송할 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 유산소운동모드가 입력되면, 상기 제어부(1)는, 상기 통신부(8)를 통해 상기 외부서버(11)로부터 식별번호를 제공받아, 상기 외부서버(11)와 다수 개로 구비되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치 간의 다중연결을 수행한다. 상기 다중연결이 완료되면, 상기 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치 중, 상기 외부서버(11)에서 전달되는 식별번호에 대응되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치가 활성화된다. 이에 따라, 상기 활성화된 체중부하 바이오피드백 장치에 있어서, 상기 제어부(1)가 상기 엘이디바(10)를 점등하고, 상기 로드셀(4)이 체중부하를 감지하면 상기 제어부(1)가 상기 점등된 엘이디바(10)를 소등한다. 이를 통해, 상기 유산소운동모드에서는 사용자에게 상기 엘이디바(10)의 추적을 통한 유산소운동 프로그램을 제공할 수 있고, 사용자가 상기 유산소운동모드에서 점등된 상기 로드셀(4)로 이동하여 상기 로드셀(4)이 소등되도록 한 반응시간과 정확도 데이터를 점수화하여 상기 외부서버(11)로 전송할 수 있다.
여기서, 상기 외부서버(11)는 식별번호 순대로 상기 체중부하 바이오피드백 장치를 개별적으로 호출할 수 있고, 또는 상기 정적균형훈련모드와 상기 균형평가모드에서 측정한 체중부하의 편위로 인해 상대적으로 약한 근육을 단련하기 위해 해당 위치의 상기 체중부하 바이오피드백 장치를 집중적으로 호출하는 방식으로 운동프로그램을 수정할 수 있다.
또한, 상기 유산소운동모드에서는, 상기 체중부하 바이오피드백 장치를 바닥이 아닌 벽에 위치시켜, 상지의 운동을 도모할 수도 있다.
또한, 상기 유산소운동모드는 하나의 체중부하 바이오피드백 장치를 서버모드로 작동시키고 나머지 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치를 클라이언트모드로 작동시켜, 외부서버(11)와 다수 개로 구비되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치 간의 다중연결을 보다 용이하게 수행할 수 있다. 도 13a는 서버모드의 작동알고리즘을, 도 13b는 클라이언트모드의 작동알고리즘을 도시하고 있다.
구체적으로, 상기 서버모드는 도 13a에 도시된 바와 같이, 서버모드로 설정된 체중부하 바이오피드백 장치가 외부서버의 기능을 대체하여 다수 개의 클라이언트와 다중연결되고, 각각의 클라이언트에 개별 식별번호를 부여하고 랜덤으로 호출하여 유산소운동모드를 수행한다. 반면에, 상기 클라이언트모드는 도 13b에 도시된 바와 같이, 기존의 유산소운동모드와 유사하게 서버모드로 설정된 체중부하 바이오피드백 장치로부터 개별 식별번호를 부여받고 호출 시 엘이디바를 점등하는 방식으로 유산소운동모드를 수행한다. 다만, 상기 서버모드와 상기 클라이언트모드로 각각 설정된 체중부하 바이오피드백 장치는 기존의 유산소운동모드와 다르게, 클라이언트모드에서, 엘이디바 소등 시 서버모드로 설정된 체중부하 바이오피드백 장치로 소등이벤트를 전송하고, 서버모드에서, 소등이벤트를 감지하면 다시 랜덤 호출하여 엘이디바를 점등하도록 구성되는 알고리즘이 포함될 수 있다.
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 제어부
2 : 배터리부
3 : 신호증폭부
4 : 로드셀
5 : 전원부
6 : 모드입력부
7 : 영점조정부
8 : 통신부
9 : 디스플레이
10 : 엘이디바
11 : 외부서버
12 : 하우징

Claims (5)

  1. 중심을 기준으로 각각 90°를 이루는 사분면으로 구분되는 하우징;
    상기 사분면에 각각 1개씩 설치되어, 상기 각각의 사분면에서의 체중부하를측정하는 4개의 로드셀;
    상기 4개의 로드셀이 측정한 체중부하를 합산하여 숫자로 표시하는 디스플레이;
    상기 4개의 로드셀이 측정한 체중부하의 편위 정도에 따라 일부만 점등될 수 있도록 다수 개의 칸으로 구획되며, 상기 하우징의 가장자리 외측을 따라 상기 사분면에 각각 설치되는 4개의 엘이디바;
    상기 로드셀로부터 체중부하를 입력받아 상기 디스플레이 및 상기 엘이디바를 제어하는 제어부;
    사용자로부터 체중측정모드, 정적균형훈련모드, 균형평가모드 및 유산소운동모드 중 어느 하나를 입력받아 상기 제어부에 전달하는 모드입력부;
    상기 로드셀이 체중부하를 측정하기 전 정확한 측정이 가능하도록 기준이 되는 0점을 초기화시키는 영점조정부; 및
    외부서버와 상기 제어부 간의 명령을 송수신하는 통신부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 엘이디바가 상기 엘이디바와 동일한 사분면에 위치한 상기 로드셀이 측정한 체중부하를 출력하도록 제어하고,
    상기 모드입력부로부터 체중측정모드, 정적균형훈련모드, 균형평가모드 및 유산소운동모드 중 어느 하나가 전달되면 해당 모드를 수행하고,
    상기 모드입력부로부터 상기 정적균형훈련모드가 전달되면 상기 제어부는,
    상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받고,
    상기 편위값의 크기에 따라 사용자의 체중심점을 파악하고,
    상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하여 사용자의 균형훈련에 대한 실시간 피드백을 제공하고,
    상기 모드입력부로부터 상기 유산소운동모드가 입력되면, 상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 상기 외부서버와 다수 개로 구비되는 체중부하 바이오피드백 장치 간의 다중연결을 수행한 후 상기 외부서버로부터 각각의 체중부하바이오피드백 장치에 대한 식별번호를 제공받고,
    상기 다수 개의 체중부하 바이오피드백 장치 중, 상기 외부서버에서 호출되는 식별번호에 대응되는 상기 체중부하 바이오피드백 장치가 활성화되어,
    상기 활성화된 체중부하 바이오피드백 장치에 있어서, 상기 제어부가 상기 엘이디바를 점등하고, 상기 로드셀이 체중부하를 감지하면 상기 제어부가 상기 점등된 엘이디바를 소등하고, 사용자가 소등되도록 한 반응시간과 정확도 데이터를 점수화하여 상기 외부서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 체중부하 바이오피드백장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자의 모드 입력이 없으면, 상기 제어부는,
    상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하를 합산한 값을 상기 디스플레이에 출력시키는 것을 특징으로 하는 체중부하 바이오피드백 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 균형평가모드가 입력되면, 상기 제어부는,
    제1시간 동안 상기 4개의 로드셀에서 측정한 각각의 체중부하의 편위값을 입력받아, 상기 편위값의 크기에 따라 사용자의 체중심점을 파악하고, 상기 체중심점이 위치된 사분면과 동일한 사분면에 위치한 상기 엘이디바의 상기 다수 개의 칸을 선택적으로 점등하는 준비동작을 수행하고,
    상기 준비동작 이후 시점을 영점기준으로 적용하여,
    제2시간 동안 사용자의 움직임에 따라 변화하는 상기 4개의 로드셀로부터 파악되는 체중심점 위치를 트래킹하여, 상기 제2시간 동안 체중심점의 변화량을 상기 디스플레이에 출력하고, 상기 제2시간 동안 체중심점의 평균위치를 계산하여 사용자의 좌우편향을 상기 엘이디바에 출력시켜 사용자의 균형평가를 수행하는 것을 특징으로 하는 체중부하 바이오피드백 장치.
  5. 삭제
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