KR102635170B1

KR102635170B1 - 전동식 운동기구 및 그를 이용한 운동방법

Info

Publication number: KR102635170B1
Application number: KR1020220163179A
Authority: KR
Inventors: 안찬우
Original assignee: 안찬우
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2024-02-07

Abstract

본 발명에서 제안하는 전동식 운동기구는, 사용자가 외력을 가하여 반복 운동을 수행할 수 있도록 하는 조작부; 상기 조작부에 가해지는 외력, 상기 조작부의 위치 정보 중 하나 이상을 측정 가능한 센서부; 상기 센서부로부터 수신된 정보를 외부 서버로 전달하고, 상기 외부 서버로부터 운동 정보를 수신하는 통신부; 상기 통신부가 수신한 운동 정보를 바탕으로 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 명령을 받아 상기 조작부에 상기 외력에 상응하는 내력을 가하는 구동부; 를 포함한다.

Description

전동식 운동기구 및 그를 이용한 운동방법{AN ELECTRIC EXERCISE DEVICE AND AN EXERCISE METHOD USING THE SAME}

본 발명은 사용자의 재활 훈련 또는 운동 능력을 향상시키기 위한 목적으로 저항력을 이용하여 신체의 근육 등을 강화시키는 운동기구와 그를 이용한 운동방법에 대한 것이다.

최근, 건강에 대한 사회적인 홍보와 현대인의 관심이 증대됨에 따라, 사람들은 과거에 비해 칼로리를 고려한 식생활 개선과 함께 다양한 운동을 통하여 건강관리를 하고 있는 추세이다. 대표적인 것이 헬스클럽에서 운동기구를 통한 운동을 하는 것인데, 이는 다양한 헬스 기구를 사용하여 체계적인 운동을 할 수 있다는 점에서 많은 사람들이 이용하고 있다.

하지만, 일반적으로 헬스클럽에서 이루어지는 운동은 기본적인 체력 또는 신체측정 후 트레이너의 일방적 운동 처방에 의해 프로그램이 결정된다. 또한, 일단 정해진 프로그램은 상당한 기간이 지난 후 에야 다시 수정되곤 하는 문제가 있었다. 따라서, 회원의 신체적 변화나 그 날 별 컨디션 변화에 대응하여 빠르게 운동 프로그램이 수정되기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 헬스 기구는, 사용자 또는 트레이너가 운동하중, 운동횟수, 사용 헬스 기구의 종류 및 사용 시간 등을 직접 기록해야 하여 운동 데이터의 관리가 정확하고 용이하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제를 개선하고자, 운동 횟수를 측정해 주고 얼마나 많은 운동을 하였는지를 기록해 주는 기술들이 일부 시장에 출시되고 있으나 상용화에 이르지 못하고 있다.

또한, 일부 운동기기는 사용자가 희망하는 수준의 운동 강도를 입력하여 목표가 설정되는 방식 등에 의해 운동 모드를 제어하는 방식으로 운용되고 있는데, 이는 사용자가 운동을 수행하는 것과는 별개로 사전에 스스로에 대한 정보를 추가적으로 입력해야 하는 문제가 발생하여, 절차가 번거롭고 운동을 계획한 사용자가 곧바로 운동에 집중할 수 없도록 하는 문제점이 발생하였다.

그 뿐만 아니라, 기본적으로 중량물을 이용한 운동기구는 기본적으로 중력을 거스르는 방식으로 근력 운동이 수행되는데, 중량물의 중량으로 인하여 운동 중 사용자의 힘이 빠질 때나 운동기구를 놓칠 때 고중량 기구에 의해 사용자의 큰 부상으로 이어지곤 하는 문제점들이 있었다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제들을 해결하기 위해서 새로운 방식의 사용자 편의성이 높으면서도 안전한 사용자의 재활 훈련 또는 운동 능력을 향상시키기 위한 저항력을 이용한 운동기구 및 운동방법에 대하여 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 제안하는 운동기구 및 운동방법을 통하여 사용자들에게 운동을 보다 안전하게 더 높은 집중력으로 수행할 수 있도록 하고자 함이며, 나아가 본 발명에서 제안하는 운동기구 및 운동방법들은 이 발명에서 제안하는 기술을 통하여 근력증강용 운동을 희망하는 사용자 뿐 아니라 재활치료를 목적으로 하는 환자에게도 안전하고 효과적인 운동 환경을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 사용자에게 운동 모드를 안내하는 운동기구는, 운동기구에 있어서, 사용자가 외력을 가하여 반복 운동을 수행할 수 있도록 하는 조작부(100); 상기 조작부에 가해지는 외력, 상기 조작부의 위치 정보 중 하나 이상을 측정 가능한 센서부(200); 상기 센서부를 통하여 측정된 운동 정보를 바탕으로 상기 구동부를 제어하는 제어부(400); 및 상기 조작부에 상기 외력에 상응하는 내력을 가하는 구동부(500);를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 상기 센서부로부터 수신된 정보를 외부 서버로 전달하고, 상기 외부 서버로부터 내력에 관한 운동 정보를 수신하여 제어부로 전달하는 통신부;를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 내력에 대한 운동 정보는 상기 센서부가 측정한 정보로부터 상기 외부 서버와 연결된 프로세서에서 상기 사용자의 운동 수준을 판단하여 결정된 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는, 상기 사용자가 운동을 시작하기 전에 사용자에게 희망하는 운동의 종류, 강도, 횟수 및 시간으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 운동 정보의 입력을 요청하지 않는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 복수 개 종류의 운동 수행이 가능한 것이고, 상기 센서부는, 상기 조작부의 위치 변화를 측정 가능한 것이고, 상기 운동기구는, 상기 센서부로부터 상기 조작부의 위치 정보를 받아 상기 사용자가 희망하는 운동 종류를 인식하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자의 운동 상태에 따라 상기 구동부는 실시간으로 적절한 상기 내력의 세기와 방향 중 하나 이상을 구현함으로써 상기 사용자의 운동을 돕는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 정보를 전달받아 자체적으로 사용자의 현재 운동상태를 파악하고, 상기 구동부를 통하여 사용자에게 적절한 수준의 강도의 운동이 수행되도록 내력을 전달하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 임피던스 제어 방식을 따르는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 구동부는 모터에 의해 내력을 구현하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 상기 외력의 크기 변화에 반응하여 실시간으로 상기 내력의 크기를 줄이는 것이 가능한 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 구동부는, 감속기를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 운동 정보를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구의 센서부는 ADC 모듈 및 복수 개의 스트레인 센서를 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 ADC 모듈은 상기 운동기구를 이루는 구조의 내부에 삽입 형성되어 외부로 드러나지 않는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 사용자에게 운동 모드를 안내하는 운동기구를 이용한 운동방법은, 사용자가 운동을 시작하면 사용자가 조작부에 가한 외력을 통하여 상기 사용자의 운동 능력을 확인하는 단계; 및 모터에 의해 상기 사용자에게 맞춤형 운동 모드를 제공하는 단계;를 포함하는 것이다.

일 실시예에 따르면, 사용자의 운동을 시작하는 자세를 확인하여 희망하는 운동 종류를 확인하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 사용자의 운동을 시작하는 자세는, 상기 조작부의 운동 시작 위치를 통하여 확인되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 맞춤형 운동 모드는, 운동의 올바른 방향, 강도 및 횟수 중 하나 이상을 사용자 맞춤형으로 제공하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자의 신원을 확인하고 사용자의 정보를 불러오는 단계;를 더 포함하고, 상기 안내하는 단계의 적절한 운동은, 상기 사용자의 정보에 따라서 결정되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 맞춤형 운동 모드는 운동 기구의 외부에 위치한 서버 및 프로세서를 통하여 결정되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동기구인 것일 수 있다.

본 발명에서 제안하는 운동기구 및 운동방법을 이용할 경우 사용자가 보다 안전하게 더 높은 집중력으로 운동기구를 이용한 운동을 수행할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 운동기구와 운동방법을 이용할 경우, 기존의 사용자의 희망 운동에 대한 다양한 정보를 입력하던 방식에서 나아가 보다 편리한 방식으로 사용자의 니즈를 운동기구가 자체적으로 수득하여 사용자에게 바람직한 최적의 운동 방식을 안내할 수 있다.

또한, 본 발명의 운동기구와 운동방법에 따르면 운동 중 힘이 갑자기 빠지거나 하는 등으로 사용자가 운동기구에 가하는 외력이 갑자기 줄어들 때에도, 기존의 중량물 방식의 운동기구와 달리 내력에 의해 사용자가 다치지 않도록 하여 안정적인 근력운동을 도울 수 있다.

본 발명의 운동기구와 운동방법은 근력증강용 운동을 희망하는 사용자 뿐 아니라 재활치료를 목적으로 하는 환자에게도 안전하고 효과적인 운동 환경을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 운동기구와 운동방법은 근력이 부족한 노인들의 활동에 도움이 되는 기기에 적용되어 이용될 수도 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동기구의 각 구성과 각각의 관계를 나타낸 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동기구가 구현된 하나의 예시를 개략적으로 표현한 모식도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동방법의 각 단계 과정을 나타낸 순서도이다.

본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.

본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.

본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.

본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동기구의 각 구성과 각각의 관계를 나타낸 모식도이다. 이하에서는 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시예에서 제안하는 운동기구의 각 구성과 각 구성들 간의 관계에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 사용자로 하여금 본인이 희망하는 운동 수준에 대한 정보를 운동기구에 별도로 입력하는 단계 없이도 사용자가 운동기구를 이용하는 자세, 힘의 세기, 힘의 지속성 등을 통하여 사용자의 정보를 수득하고 그에 맞춤형으로 적절한 운동이 가능해지도록 하는 운동기구에 관한 것일 수 있다.

상기 운동기구는 일반적으로 목표하는 운동 정보에 따라서 운동이 되도록 제어하는 서보 시스템이 적용된 것일 수 있다. 상기 서보 시스템은 센서부에 의한 운동정보의 센싱과 그로부터 피드백을 수용하여 구동하는 구동부 간의 상호작용에 의하여 구현되는 것일 수 있다. 상기 서보 시스템은 서보 모터에 의하여 구현되는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 서보 모터는 한 개 이상의 센서와 처리장치가 붙어있는 제어가 가능한 기계부품인 것일 수 있다.

상기 운동 기구는 외부 서버로 운동 정보를 전달하고 외부 서버로부터 명령을 전달받아 구현되는 기본적으로 수동적인 형태의 장치로 구현될 수 있다.

상기 운동기구는 통신부를 통해 외부 서버로 운동 정보를 전달하게 되고, 외부 서버에서는 연결된 프로세서를 통하여 사용자의 개인정보와 상호작용하고, 사용자의 운동 정보를 기록하고 분석하는 등의 작업이 수행될 수 있다.

상기 외부 서버는 프로세서를 통하여 사용자 맞춤형의 필요한 운동 명령을 다시 상기 통신부로 전달하는 것일 수 있다. 상기 외부 서버 및 프로세서는 실제 운동 환경에서의 트레이너의 역할을 대행하는 것일 수 있다.

상기 통신부는 제어부로 신호를 전달하고, 상기 제어부는 상기 구동부의 모터를 제어함으로써 내력이 구현되는 것일 수 있다. 이를 통하여 본 발명에서 의도하는 운동 장치의 제어가 수행되는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 제어부는 센서의 정보를 바탕으로 임피던스 제어 등을 수행하여 특정한 물리 역학적 모델을 추종하도록 구동부를 제어하는 것일 수 있다.

상기 제어부는 상기 구동부의 모터를 제어하는 것으로서 구동부에 가까이에 위치하는 것일 수 있으며, 상당히 빠른 연산을 수행하는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 제어부는 서보 드라이버뿐 아니라 모터 드라이브를 포함하는 것일 수 있다. 물론, 다른 일 예에서는 모터 드라이브를 포함하지 않고 서보 드라이버만 포함하는 형태로 제어부가 구성될 수도 있다.

본 발명에서 상기 제어부와 상기 구동부와 같은 구성들은, 반드시 서로 물리적으로 구분된 위치에 존재하는 별개의 부품으로 정의하는 것이 아니며, 인접한 위치 명확하게 구분되지 않도록 존재하더라도 각 부품이 수행하는 기능에 따라서 정의될 수 있다. 본 발명에서 모터를 제어하는 수단은 모두 제어부로 정의하며, 토크를 바꾸도록 하는 수단에 한하여 구동부로 정의한다.

다른 일 예에 따르면, 안정성 문제를 고려하여, 상기 제어부가 다소 많은 양의 정보를 처리할 수 있도록 구성되고 외부 서버와 정보를 주고받는 통신부를 구비하지 않는 형태로 운동기구가 구현될 수도 있다. 이러한 개념의 운동기구도 본 발명의 권리범위에 포함하기로 한다.

일 예에 따르면, 상기 제어부는 센서부에서 받은 정보를 분석하고 처리하는 기능을 수행하는 것일 수 있다. 이 경우에 따르면 제어부가 수행하게 되는 기능이 상당히 많아질 수 있다. 일 예에 따르면 상위 제어기와 서보 드라이버가 모두 운동기구 내부의 제어부에 탑재된 경우가 있을 수 있다.

다른 일 예에 따르면, 상기 센서부로부터 수신된 정보를 외부 서버로 전달하고, 상기 외부 서버로부터 내력에 관한 운동 정보를 수신하여 제어부로 전달하는 통신부(300);를 더 포함하는 것일 수 있다. 이 경우에 따르면, 센서부에서 받은 정보를 분석하고 처리하는 기능과 상위 제어기의 기능은 운동기구의 외부에 위치하는 서버나 프로세서를 통하여 수행되는 것일 수 있으며, 운동기구 내부에 위치한 제어부는 서보 드라이버가 수행하는 것과 같은 최소한의 구동부 제어 역할만을 수행하는 것일 수 있다.

상술한 두 번째 예시에 따를 때, 상기 내력에 대한 운동 정보는 상기 센서부가 측정한 정보로부터 상기 외부 서버와 연결된 프로세서에서 상기 사용자의 운동 수준을 판단하여 결정된 것일 수 있다.

이 때, 상기 운동 정보는, 사용자의 근력의 정도, 유연성의 정도, 지구력의 정도 및 그 외의 사용자의 운동에 대한 정보들을 포함하는 개념일 수 있으며, 본 발명에서는 이에 대하여 특별히 한정하지 아니한다.

통상의 전동식 운동기구들의 경우, 사용자가 운동기구에 가서 본인이 희망하는 운동의 강도나 시간에 관한 정보를 디스플레이 등에 다양하게 입력하는 방식이 수반되는 경우가 많았다. 그러나 이러한 운동기구는 결코 사용자 편의 지향의 기구라고 볼 수 없었으며, 사용자는 운동기구에 자신이 과거 했던 운동의 강도를 떠올리며 다양한 정보를 입력하는 동안 운동에 대한 의욕이 다소 줄어들고 운동에 집중할 수 있는 시간이 줄어드는 문제가 있었다.

반면, 본 발명의 실시예에 따르는 운동기구의 경우, 사용자는 운동기구에 도착한 순간부터 오롯이 운동에 집중할 수 있는 환경이 조성될 수 있다.

일부의 운동기구는 하나의 기구로서 다양한 부위의 근력 운동이 가능하도록 설계된 것일 수 있다. 이러한 운동기구를 이용하여 운동을 수행할 경우, 통상적으로 사용자의 조작부의 위치나 각도를 변경하는 작업이 사전에 수반된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 사전 기구 설정 단계에서부터 상기 센서부가 상기 조작부의 위치 변화를 파악하여 사용자의 운동 니즈를 파악하는 것일 수 있다. 이를 통해 상기 운동기구는 사용자가 희망하는 운동 종류에 대한 정보를 별도로 전달하는 절차 없이도, 사용자의 니즈에 맞도록 운동 모드를 안내할 수 있다.

또한, 운동의 종류나 각도에 대한 안내 외에도 동일한 종류의 운동일지라도 사용자가 운동 중 중량을 달리하여 운동을 수행하기 위한 별도의 절차가 필요치 않은 운동기구를 구현할 수 있다. 사용자의 경우 저중량물에서 고중량물로 중량을 올려가거나, 반대로 내려가며 운동모드를 바꾸어가며 운동을 수행하게 되는데 이 때 운동이 단절되고 무게추를 다르게 올려놓는 과정이 필수적으로 수반될 수 있다. 또한, 사용자는 반복운동을 수행하는 개수를 세어가며 운동을 해야하는 부담이 있으며, 몇 번의 반복운동을 하였고 몇 번이 남았는지를 계속적으로 생각하며 운동을 수행해야 한다. 그러나 본 발명에서 제안하는 운동기구와 운동방법에 따르면, 이러한 사용자에 가해지는 운동의 단절이나 운동 횟수의 셈에 대한 부담이 없이 오롯이 외력을 가하는 행위 자체에만 집중할 수 있어서 효율적인 운동 성과를 기대할 수 있게 된다.

상술한 센서부는 본 발명에서 기기의 동작을 위해서 기본적으로 외력에 대한 측정 또는 추정이 가능하도록 하는 구성을 의미한다. 다만, 추정하는 방식을 이용할 경우 운동 정보 데이터의 품질이 열위해 질 수 있기 때문에 측정하는 방식을 이용하는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 제안하는 운동기구는 기본적으로 사용자에게 올바른 자세를 통한 운동이 가능하게 함과 동시에 안전하게 근력을 점진적으로 상승시킬 수 있는 기능이 있는 것이다. 상기 센서부는 사용자의 운동 자세, 운동 근력, 운동 지속성을 나타내는 다양한 척도 중 하나 이상의 정보를 센싱하는 것일 수 있다.

일 예에서 상기 센서부는 엔코더 및 힘 센서를 포함하는 것일 수 있다. 상기 엔코더는 구동부에 포함되는 모터에 부착된 것일 수 있다. 이 경우 엔코더는 물리적인 관점에서는 구동부에 포함된 것으로 보일 수 있으나, 본 발명에서는 각각의 부품들이 수행하는 기능을 중심으로 각 구성들을 정의하고 있으므로, 이 때 상기 엔코더는 센서부에 포함된 개념일 수 있다.

상기 엔코더는 미세한 디스크 형태의 위치 센서일 수 있다. 상기 엔코더는 변위를 측정하는 센서일 수 있다.

종래의 운동기구의 경우 사용자의 운동 상태를 확인하기 위하여 다양한 센서 장치들을 사용자의 신체에 부착하곤 하였다. 그러나 이러한 방식과는 다르게, 본 발명의 경우 운동기구 내부에 센서들을 삽입 형성하고 이를 통하여 사용자에게 불편함을 주지 않고도 사용자의 운동 상태를 확인할 수 있다.

상기 내력은 상기 사용자의 외력에 상응하도록 제어되는 것일 수 있으며, 기본적으로 사용자 가하는 외력이 적절한 수준으로 점진적으로 증가하도록 가이드하면서 한편으로는 급작스러운 외력의 변경 또는 소멸에도 사용자에게 충격이 가해지지 않는 안전한 상황으로 유도되도록 내력이 제어되는 것일 수 잇다.

본 발명에서 서보 시스템이란, 목표 부분의 목표 위치, 속도, 혹은 힘 등을 추종하는 시스템을 의미한다. 이와 같은 서보 시스템을 통하여 제어 대상이 되는 구동부의 외력 값이 임의로 변화하더라도 운동이 수행되는 위치, 방향, 각도 등의 변화를 미리 설정한 목적 값에 이르도록 자동적으로 작동하는 기구를 총칭해서 서보기구(servo mechanism)라고 하는데, 본 발명의 운동기구는 이와 같은 서보기구의 방식을 취하는 것일 수 있다.

본 발명에서 제안하는 운동기구는 통상적인 중량물의 중량을 거스르는 방식의 운동기구에서 벗어나, 이와 같은 서보 시스템을 이용하여 사용자의 외력 변화에 따라 실시간으로 운동 조건을 변화시킬 수 있게 되고, 사용자의 근 지구력이 약화된 상황 또는 올바르지 못한 자세로 운동을 하는 상황이 오더라도, 이를 올바른 자세로 약화된 근력 하에서도 부상의 위험 없이 적절한 운동이 가능하게끔 안내할 수 있다.

상기 감속기는 사용모터의 토크-속도가 요구되는 조건에 비해 힘은 약하고, 속도는 빠른 경우가 많아 이를 조율하기 위하여 이용될 수 있다. 상기 감속기는 속도를 줄이는 대신 내력을 크게 하여 전달하는 기능을 수행하는 것일 수 있다.

내력의 크기를 증가시키거나 특정 방향으로 운동하도록 이용되는 모터 외에, 구동부에 감속기를 더 포함함으로써 본 발명의 운동기구는 더욱 다양한 사용자 맞춤형 또는 상황 맞춤형 운동 모드를 실시간으로 안내할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동기구는 운동 정보를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 메모리부는 운동기구 외부의 서버에 위치할 수도 있으나, 일 예에 따르면 운동기구 내에 위치할 수도 있다.

기본적으로 본 발명의 운동기구는 사용자에게 운동에 집중 가능한 환경을 조성하는 것에 초점이 맞추어 진 것으로서, 운동을 수행하는 것 외에 정보를 요청하거나 어떠한 장비를 착용하는 것과 같은 번거로운 프로세스를 최소화하고자 설계된 것일 수 있다.

그럼에도 불구하고, 사용자 맞춤형 프로세스를 통하여 사용자의 운동 능력을 분석하고 그로부터 적절한 운동 모드를 추천하는 기능을 도입하기 위해서는 사용자의 과거 운동 이력의 저장과 신원 확인 절차가 필요할 수 있다.

상기 운동기구의 일 예에서는 이와 같은 목적에서 메모리부를 더 포함할 수 있고, 이를 통하여 사용자의 운동 정보를 불러와서 사용자에게 맞춤형 운동 모드를 안내하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 ADC 모듈은 상기 운동기구를 이루는 구조의 내부에 삽입 형성되어 외부로 드러나지 않는 것일 수 있다. 이를 통해 ADC 모듈이 외부의 신호들로부터 비교적 차폐된 공간에 존재할 수 있고 이는 본 운동기기를 통하여 수집되는 운동 데이터의 정확도를 향상시킬 수 있다. 복수 개의 스트레인 센서는 휘트스톤 브릿지 구조를 형성하도록 네트워크 구조를 형성하도록 구비될 수 있으며, 사용자의 운동 능력과 현재 외력의 상태 등을 확인할 수 있는 기능을 수행한다.

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동기구가 구현된 하나의 예시를 개략적으로 표현한 모식도이다. 도 2는, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 헬스클럽에 위치하는 운동기구 중 하나인 레그컬 익스텐션 기구에 본 발명의 일 실시예에서 의도하는 각 구성이 탑재된 하나의 예시적인 기기의 구조를 표현하고 있다. 도 2에서 확인 가능한 것과 같이, 본 발명에서 제안하는 운동기구는 사용자로부터 희망하는 운동의 종류나 강도를 요구하는 별도의 정보 입력을 위한 디스플레이를 필요로 하지 않을 수 있으며, 특별히 추가적인 부피를 차지하는 장비 없이도 통상의 운동기구와 유사한 형태를 취할 수 있다.

도 2의 실시예를 통하여 본 발명의 운동기구의 일 구동 예에 대하여 다음과 같이 설명한다. 운동기구의 사용자가 조작부(100)의 각도를 조절하거나 조작부에 약간의 외력을 가하면서 운동을 시작하려고 하면, 연결 부재 내에 탑재된 센서부(200)는 스트레인 게이지와 ADC 모듈, 엔코더등의 부품을 통하여 조작부의 위치 또는 조작부에 가해지는 외력에 대한 정보를 통신부(300)로 전달할 수 있다. 상기 통신부는 외부 서버 및 프로세서로 이 운동 정보를 전달하고, 외부 서버는 사용자의 의도와 유연성, 안내하기 적절한 운동 강도를 파악하여, 통신부로 명령을 전달할 수 있다. 상기 제어부(400)는 통신부에서 명령을 전달받아 사용자의 운동 방향이나 외력을 제어할 수 있는 내력을 구현할 수 있는 전력을 결정하고 이를 구동부(500)로 전달하게 된다. 상기 구동부는 액추에이터(510)와 회전부(520) 및 회전부 커버(530)로 이루어질 수 있으며 사용자의 외력에 대응하도록 상기 조작부에 내력을 전달하는 역할을 수행한다.

이 때 제어부는 사용자의 외력의 크기의 변화에 따라 실시간으로 순응하여 구동부에 내력의 크기를 전달하게 된다. 이와 같은 방식을 통하여 사용자가 운동 중 갑자기 힘이 빠져 고중량을 감당하기 어려운 상황이 오더라도 제어부가 내력을 조절하여 사용자가 부상을 당하지 않도록 통제할 수 있다. 또한, 사용자가 근 지구력이 떨어져 가할 수 있는 외력의 크기가 약해지더라도, 실시간으로 연동되어 구동되는 센서부, 통신부 및/또는 제어부가 그에 순응하는 내력 또한 약해지도록 제어하여 약한 힘으로도 지속적인 운동이 가능하도록 제어할 수 있다. 이를 통하여 사용자는 운동 중간에 힘이 빠지는 상황이 발생하더라도 운동을 중단하고 저중량 중량물로 교체하는 과정 없이, 변화된 힘으로도 지속적인 운동이 가능하게 되어 더 높은 운동 효과를 기대할 수 있게 된다.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 운동방법의 각 단계 과정을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 일 실시예에서 제안하는 운동방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 사용자에게 운동 모드를 안내하는 운동기구를 이용한 운동방법은, 사용자가 운동을 시작하면 사용자가 조작부에 가한 외력을 통하여 상기 사용자의 운동 능력을 확인하는 단계(S30); 및 모터에 의해 상기 사용자에게 맞춤형 운동 모드를 제공하는 단계(S40);를 포함하는 것이다.

일 실시예에 따르면, 상기 사용자의 운동 능력을 확인하는 단계 이전에 사용자의 운동을 시작하는 자세를 확인하여 희망하는 운동 종류를 확인하는 단계(S20);를 더 포함하는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 사용자의 운동을 시작하는 자세는, 상기 조작부의 운동 시작 위치를 통하여 확인되는 것일 수 있다. 이 과정에서 엔코더가 필요로 될 수 있다.

도 2의 경우에는, 레그컬, 익스텐션에 대한 운동만이 가능한 기구를 예시하여 두었으나, 운동기구 중에는 하나의 운동기구로 다양한 운동을 수행할 수 있도록 설계된 머신들이 다수 존재한다. 이러한 경우에는, 사용자가 운동을 시작하기 전에 본인이 희망하는 운동에 맞추어서 기구의 조작부를 제어하게 되는데, 이 때 조작부의 운동 시작 위치를 센서를 통하여 감지함으로써 추가적인 정보의 입력을 요청하는 과정 없이도 사용자가 희망하는 운동 종류를 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자의 신원을 확인하고 사용자의 정보를 불러오는 단계(S10);를 상기 사용자의 운동 능력을 확인하는 단계 이전에 더 포함하고, 상기 안내하는 단계의 적절한 운동은, 상기 사용자의 정보에 따라서 결정되는 것일 수 있다.

상기 운동기구를 이용한 운동 방법에 따르면, 사용자별로 맞춤형 운동 정보를 저장해 두고 데이터화 하여, 그에 기반하여 맞춤형 운동 모드를 제공할 수 있다. 이 때 상기 운동 정보를 저장하고 데이터화 하는 작업은 운동기구 내에 위치한 메모리부를 통하여 수행될 수도 있으나, 운동기구 외부에 위치한 서버를 통하여 수행될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

운동기구에 있어서,
사용자가 외력을 가하여 반복 운동을 수행할 수 있도록 하는 조작부;
상기 조작부에 가해지는 외력, 상기 조작부의 위치 정보 중 하나 이상을 측정 가능하며, 상기 조작부의 위치 변화를 측정 가능한 센서부;
상기 센서부를 통하여 측정된 운동 정보를 바탕으로 구동부를 제어하는 제어부;
상기 센서부로부터 수신된 정보를 외부 서버로 전달하고, 상기 외부 서버로부터 내력에 관한 운동 정보를 수신하여 제어부로 전달하는 통신부; 및
상기 조작부에 상기 외력에 상응하는 내력을 가하는 구동부; 를 포함하고,
상기 제어부는 임피던스 제어 방식을 따르는 것이고,
상기 운동기구는
상기 사용자가 운동을 시작하기 전에 사용자에게 희망하는 운동의 종류, 강도, 횟수 및 시간으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 운동 정보의 입력을 요청하지 않는 것이고,
복수 개 종류의 운동 수행이 가능한 것으로서 상기 센서부로부터 상기 조작부의 위치 정보를 받아 상기 사용자가 희망하는 운동 종류를 인식하는 것인,
전동식 운동기구.
삭제
제1항에 있어서,
상기 내력에 대한 운동 정보는
상기 센서부가 측정한 정보로부터 상기 외부 서버와 연결된 프로세서에서 상기 사용자의 운동 수준을 판단하여 결정된 것인,
전동식 운동기구.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
사용자의 운동 상태에 따라 상기 구동부는 실시간으로 사용자 맞춤형 내력의 세기와 방향 중 하나 이상을 구현함으로써 상기 사용자의 운동을 돕는 것인,
전동식 운동기구.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 센서부로부터 정보를 전달받아 자체적으로 사용자의 현재 운동상태를 파악하고, 상기 구동부를 통하여 사용자에게 맞춤형 수준의 강도의 운동이 수행되도록 내력을 전달하는 것인,
전동식 운동기구.
삭제
제1항에 있어서,
상기 구동부는, 모터에 의해 내력을 구현하는 것인,
전동식 운동기구.
제1항에 있어서,
상기 외력의 크기 변화에 반응하여 실시간으로 상기 내력의 크기를 줄이는 것이 가능한 것인,
전동식 운동기구.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 감속기를 더 포함하는 것인,
전동식 운동기구.
사용자가 운동을 시작하면 사용자가 조작부에 가한 외력을 통하여 상기 사용자의 운동 능력을 확인하는 단계; 및
모터에 의해 상기 사용자에게 맞춤형 운동 모드를 제공하는 단계;를 포함하고,
제1항의 전동식 운동기구를 이용하는,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
사용자의 운동을 시작하는 자세를 확인하여 희망하는 운동 종류를 확인하는 단계;를 더 포함하는 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
상기 사용자의 운동을 시작하는 자세는, 상기 조작부의 운동 시작 위치를 통하여 확인되는 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
상기 맞춤형 운동 모드는, 운동의 올바른 방향, 강도 및 횟수 중 하나 이상을 사용자 맞춤형으로 제공하는 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
사용자의 신원을 확인하고 사용자의 정보를 불러오는 단계;를 더 포함하고,
상기 사용자에게 맞춤형 운동 모드를 제공하는 단계의 맞춤형 운동은, 상기 사용자의 정보에 따라서 결정되는 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
상기 맞춤형 운동 모드는 운동 기구의 외부에 위치한 서버 및 프로세서를 통하여 결정되는 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.
제12항에 있어서,
상기 운동기구는 제1항의 운동기구인 것인,
전동식 운동기구를 이용한 운동방법.