KR200240972Y1

KR200240972Y1 - 손목시계형운동량자동측정장치

Info

Publication number: KR200240972Y1
Application number: KR2019980022572U
Authority: KR
Inventors: 안성훈
Original assignee: 안성훈
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2001-11-22
Also published as: KR20000010341U

Abstract

본 고안은 손목시계형 운동량 자동측정장치에 나이를 입력하면 자동으로 최대 목표심박수와 최소 목표심박수가 계산저장되고, 입력센서를 통해 입력되는 현재 심박수를 상기 계산저장된 최대 및 최소 목표심박수와 비교하여 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과한 경우에는 이를 운동하는 사람에게 자신의 신체의 적정운동량이 초과되었음을 자동으로 경고하는 손목시계형 운동량 자동측정장치에 관한 것이다. 본 고안은 입력장치부, 상기 입력장치부로부터 입력된 입력신호들을 연산비교처리한 후 제어신호들을 출력하는 제어부, 상기 제어부로부터의 제어신호들에 따라 출력장치부의 동작을 결정하는 출력신호를 송출하는 LCD 드라이버/콘트롤러부, 상기 제어부와 LCD 드라이버/콘트롤러부 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 특정신호들이 입력되면 시간을 측정하고 일정시간 경과후 특정출력신호들을 LCD 드라이버/콘트롤러부 및 출력장치부에 송출하는 타이머부 및 상기 제어부의 제어신호와 LCD 드라이버/콘트롤러부의 출력신호를 인가받아 동작되는 출력장치부로 구성됨을 특징으로 한다. 본 고안은 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과한 경우 일정시간이 경과되면 운동의 중지를 경고하고, 성장 5단계 메시지와 운동주기의 시간에 따라 "상", "중", "하"의 메시지를 그림으로 알려줌으로써 지속적인 운동을 격려하는 효과가 있다.

Description

손목시계형 운동량 자동측정장치

본 고안은 손목시계형 운동량 자동측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 운동자가 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치에 나이를 입력하면 자동으로 최대 목표심박수와 최소 목표심박수가 계산저장되고, 상기 손목시계형 운동량 자동측정장치를 운동자가 손목에 착용하고 운동을 시작하면 입력센서를 통해 입력되는 현재 심박수를 상기 계산저장된 최대 및 최소 목표심박수와 비교하여 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과한 경우에는 이를 운동하는 사람에게 자신의 신체의 적정운동량이 초과되었음을 자동으로 경고하는 손목시계형 운동량 자동측정장치에 관한 것이다.

또한, 본 고안은 운동개시 후 지속적인 운동을 돕기 위해 운동개시 후 30일간을 5단계로 구분하여 각 단계별 운동후 다음 운동까지의 시간이 일정시간을 초과한 경우 이를 액정화면상에 디스플레이하는 손목시계형 운동량 자동측정장치에 관한 것이다.

산업사회의 발달에 따라 현대인은 과중한 업무로 인한 각종 스트레스 및 운동량의 부족으로 과거에 비해 고혈압, 당뇨병 및 심장질환 등의 각종 성인병에 더욱 많이 시달리고 있으며 이로 인한 사망률은 매년 증가하는 추세에 있다. 이러한 성인병의 증가와 이로 인한 사망률의 증가는 현대인으로 하여금 점차 건강에 대한 보다 많은 관심을 기울이게 하였으며, 이에 따라 자신의 건강을 지키기 위해 운동을 하는 인구는 점차 증가하고 있다. 또한, 성인병 예방 및 치료와 관련된 성인병 치료제는 항상 부작용을 갖고 있으며, 성인병의 근본적인 치유는 사실상 의약처방만으로는 불가능하여 현재 의료계에서는 성인병의 예방과 치료를 위한 운동요법이 각광을 받고 있다. 그러나, 이러한 운동요법은 개인의 건강상태와 나이에 맞게 처방되어야 하며, 무리한 운동은 오히려 건강을 해칠 뿐만아니라 갑작스러운 죽음을 유발할 수도 있다. 즉, 운동시 각 개인이 자신의 느낌에 의해 비과학적으로 운동량을 결정할 경우 과도한 운동으로 인한 역효과를 초래할 수 있는 것이다. 따라서, 운동시 자신의 건강상태와 나이에 알맞는 적정운동량이 초과되었을 때 이를 운동하는 사람으로 하여금 인지케 하여 운동량을 과학적으로 조절할 수 있는 장치의 개발이 현재 활발히 개발되고 있다.

그러나, 현재까지 개발되어 사용되고 있는 운동량 자동측정장치는 규모가 크기 때문에 운동시 휴대가 불가능할 뿐만아니라 고가이기 때문에 개인이 이를 구입하여 자신의 운동량을 운동시 즉석에서 체크할 수 없는 문제점이 있었기 때문에, 가격이 저렴하고 규모가 작아 운동시 휴대할 수 있는 운동량 자동측정장치의 개발은 본 고안의 기술분야에서 시급히 요구되고 있는 과제라고 할 수 있다.

이와 관련하여 수동으로 계산한 목표 심박수를 운동량 측정장치에 입력하여 운동중 측정된 심박수가 목표심박수에 도달하면 이를 사용자에게 인지케 하는 운동량 측정장치가 개발되어 있으나, 상기 장치는 목표심박수를 사용자가 수동으로 계산하여야 하는 번거로움이 있었다.

따라서, 본 고안은 손목시계형으로 휴대가 간편하고, 나이를 입력하면 자동으로 최대 목표심박수와 최소 목표심박수가 계산저장됨으로써 운동시 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과한 경우에는 이를 사용자에게 적정운동량이 초과되었음을 자동으로 경고하는 손목시계형 운동량 자동측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 운동개시 후, 현재 심박수가 최소 목표심박수를 초과하면 현재 운동량이 적정한 운동량임을 알림과 동시에 이후 일정시간이 경과되면 운동의 중지를 경고하여 일일 적정운동량을 유지케 하는 손목시계형 운동량 자동측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 본 고안은 통상 운동을 시작하면 일정기간 경과 후 운동을 중단하는 경우가 빈번한 점을 감안하여, 일정기간 운동을 중단한 경우에는 이를 운동하는 사람에게 알려줌으로써 지속적인 운동을 격려하는, 손목시계형 운동량 자동측정장치를 제공하는데에도 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치의 일실시예를 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 손목시계형 운동량 자동측정장치에 시간표시기능 및 스톱워치기능이 추가된 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치의 기능블럭도이다.

도 4a는 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치의 나이입력부 및 입력센서로부터 신호가 제어부에 입력된 후 상기 제어부에서 연산처리되어 일정 제어신호가 LCD 드라이버/콘트롤러 또는 스피커로 출력됨으로써 청색 및 적색램프를 점등시키거나 경고음을 발생시키는 과정을 설명하고 있는 흐름도이다.

도 4b는 청색램프의 점등 이후 일정시간의 경과 후 시점들마다 문자표시부의 하단 액정하면에 30일간을 5단계로 구분한 "유년기", "소년기", "청년기", "장년기" 및 "노년기"의 문자(또는 그림)가 출력되는 과정 및 상기 청색램프의 점등 이후 30분이 경과한 다음 다시 청색램프가 점등되기까지의 시간을 측정하여 문자표시부에 "(상)", "(중)", "(하)"의 문자(또는 그림)가 출력되는 과정을 설명하는 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 나이입력부 2: 세트스위치 3: 리셋스위치

4: 청색램프 5: 적색램프 6: 파워스위치

7: 경고스피커 8: 시계보턴 9: 스톱워치보턴

10: 입력센서 11: 펄스카운터 12: 데이터메모리부

13: 프로그램메모리부

14: 제어부 14': 논리연산단위 14": 인터럽트 제어블록

15: LCD 드라이버/콘트롤러

16: 기본 타이머 16': 시계타이머 17: 문자표시부

이하, 첨부된 도 3을 참조하여 본 고안의 구성을 살펴보면, 본 고안인 손목시계형 운동량 자동측정장치는 크게 입력장치부;

상기 입력장치부로부터 입력된 입력신호들을 연산비교처리한 후 제어신호들을 출력하는 제어부;

상기 제어부로부터의 제어신호들에 따라 출력장치부의 동작을 결정하는 출력신호를 송출하는 LCD 드라이버/콘트롤러부;

상기 제어부와 LCD 드라이버/콘트롤러부 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 특정신호들이 입력되면 시간을 측정하고 일정시간 경과후 특정출력신호들을 LCD 드라이버/콘트롤러부 및 출력장치부에 송출하는 타이머부; 및

상기 제어부의 제어신호와 LCD 드라이버/콘트롤러부의 출력신호를 인가받아 동작되는 출력장치부로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 입력장치부는 심박수를 측정하여 이를 펄스신호로 출력시키는 입력센서(10), 상기 입력센서(10)로부터 출력된 펄스신호를 계수하고 계수된 현재 심박수값을 제어부(14)로 전송하는 펄스카운터(11), 운동자의 나이를 입력하는 나이입력부(1), 상기 입력된 나이를 저장하는 데이터 메모리부(12), 상기 데이터 메모리부(12)에 저장된 나이와 펄스카운터(11)로부터의 현재 심박수 중 최초 안정시 심박수를 데이터로 사용하여 최소 목표심박수 및 최대 목표심박수를 계산하는 프로그램이 내장된 프로그램 메모리부(13)를 포함한다.

상기 제어부(14)는 데이터메모리부(12)에 저장된 나이데이터와 펄스카운터(11)로부터 입력된 안정시 심박수를 이용하여 최소 및 최대 목표심박수를 계산하는 컴퓨터프로그램이 내장된 프로그램 메모리부(13)의 컴퓨터프로그램을 호출하여, 최소 및 최대 목표심박수를 연산하고 이를 입력센서(10) 및 펄스카운터(11)를 통해 입력된 현재 심박수와 비교하는 논리연산단위(14'); 및

리셋스위치(3)가 점등되면 토글된 출력신호를 내보내어 LCD 드라이버/콘트롤러(15) 및 경고스피커(7)에 LOW 레벨의 신호를 인가하여 출력장치부의 동작을 중지케 하는 인터럽트 제어블록(14")을 포함한다.

상기 타이머부는 상기 출력장치부의 청색램프(4)가 점등되면 타이머의 동작이 시작되고 일정시간의 경과후 시점들마다 제어신호들을 출력하여 출력장치부의 경고스피커(7)를 동작시키거나 문자표시부(17)에 30일간을 5단계로 구분한 "유년기", "소년기", "청년기", "장년기" 및 "노년기"의 문자(또는 그림)를 출력시키는 제어신호를 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가하는 기본 타이머(16); 및

상기 청색램프(4)의 점등이후 30분이 경과한 다음 다시 청색램프(4)가 점등되기까지의 시간을 측정하여 24시간 이내이면 문자표시부(17)에 "상", 24시간 내지 48 시간 범위이면 "중", 49시간을 초과하면 "하"의 문자를 출력시키는 제어신호를 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가하는 시계타이머(16')로 구성된다.

또한, 상기 출력장치부는 LCD 드라이버/콘트롤러(15)의 출력신호들이 인가됨으로써 상단 화면에 "심박수"(안정시 심박수, 최소 및 최대 목표심박수, 현재 심박수)가 디스플레이 되고, 하단 화면에는 "유년기", "소년기", "청년기", "장년기" 및 "노년기" 그리고 "(상)", "(중)", "(하)"의 문자(또는 그림)가 디스플레이되는 문자표시부(17);

현재 심박수가 최소 목표심박수와 최대 목표심박수 사이일 때 제어부(14)로부터의 제어신호가 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가되어 동작되는 청색램프(4);

현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과할 때 제어부(14)로부터의 제어신호가 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가되어 동작되는 적색램프(5); 및

현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과할 때 제어부(14)로부터의 제어신호 또는 상기 출력장치부의 청색램프(4)가 점등된 이후 기본타이머(16)의 동작이 시작되고 일정시간의 경과후 기본타이머(16)로부터 출력되는 제어신호에 의해 동작되는 경고스피커(7)를 포함한다.

본 고안의 일실시예에서는 상기 입력센서(10)로 포토센서가 사용되고, 통상 손목시계형 운동량 자동측정장치의 후면에 장착된다. 최소 및 최대 목표심박수를 연산하고 이를 입력센서(10) 및 펄스카운터(11)를 통해 입력된 현재 심박수와 비교하는 논리연산단위(14') 및 리셋스위치(3)가 온되면 출력장치부의 동작을 중지케 하는 인터럽트 제어블록(14")을 포함하는 제어부(14)로는 원칩마이크로프로세서가 사용되며 본 고안의 일실시예에서는 KS57C2302/C2304가 사용되었다. 한편, 본 고안의 프로그램메모리부(13)에 입력저장되는 컴퓨터프로그램 알고리즘은 다음과 같은 KARVONEN 공식에 따라 최소 목표심박수와 최대 목표심박수를 계산한다.

최소 목표심박수=(220-나이-안정시 심박수)×0.6+안정시 심박수

최대 목표심박수=(220-나이-안정시 심박수)×0.75+안정시 심박수

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 본 고안의 다른 실시예에서는 손목시계형 운동량 자동측정장치의 일측 소정부위에 시계보턴(8) 및 스톱워치보턴(9)이 추가로 장착되어 손목시계형 운동량 자동측정장치에 시간표시기능 및 스톱워치기능을 추가하였다. 시간표시기능 및 스톱워치기능의 추가에 따라 본 고안의 다른 실시예에서는 시계보턴(8)을 누르면 문자표시부(17)의 상단에 현재의 시간이 디스플레이되며, 시계보턴(8)과 스톱워치보턴(9)을 동시에 누르면 스톱워치의 초기상태로 전환된다. 스톱워치보턴(9)을 한번 누르면 스톱워치가 시작되고, 스톱워치보턴(9)을 다시 한번 누르면 스톱워치는 중지된다.

한편, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치의 일실시예 및 다른 실시예의 나이 입력과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 고안의 손목시계형 운동량 자동측정장치를 손목에 착용하고 파워스위치(6)를 온하고 나이입력부(1)를 누르면 손목시계형 운동량 자동측정장치의 화면상단에 "AGE □□"가 디스플레이 되며, 이때 세트스위치(2)를 누르면 "AGE □□"의 10단위에서 커서가 점멸된다. 사용자는 리셋스위치(3)를 사용하여 0부터 9까지의 숫자 중 하나를 선택하면, 10단위 나이의 입력이 완료되고 다시 세트스위치(2)를 누를 경우 "AGE ■□"의 1단위에서 커서가 점멸된다. 사용자가 다시 리셋스위치(3)를 사용하여 0부터 9까지의 숫자 중 하나를 선택하면 1단위 나이의 입력이 완료되고, 액정화면 상단에는 "♥" 표시가 점멸되며 액정화면 하단에는 운동개시 후 30일간을 5단계로 구분한 "성장기" 액정화면이 디스플레이된다.

이하, 첨부된 도 1, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 본 고안의 일실시예의 동작 및 기능을 상세히 설명하면 다음과 같다.

손목시계형 운동량 자동측정장치에 나이입력부(1)를 통해 나이를 입력한 후, 사용자가 운동을 시작하면서 파워스위치(6)를 온하고 세트스위치(2)를 누르면 1분 대기후 1분 자동측정의 측정시간(총 2분)동안에는 "♥" 표시가 액정화면상단에 계속 디스플레이된다. 상기 총 2분경과 후 손목시계형 운동량 자동측정장치의 후면에 장착된 입력센서(10)를 통해 요골동맥(또는 혈관)에서 측정된 안정시 심박수 및 상기 입력된 나이값을 전술한 바와 같은 Karvonen의 공식에 의거 연산처리한 결과인 최대 목표심박수와 최소 목표심박수, 및 측정된 안정시 심박수와 현재 심박수가 세로로 디스플레이된다. 운동을 개시하면 1분 간격으로 현재 심박수가 입력센서(10)로부터 자동으로 측정되어 연속입력되고, 현재 심박수가 최소 목표심박수에 도달하면 손목시계형 운동량 자동측정장치의 소정부위에 설치된 청색 램프(4)가 점등된다.

현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과하면 손목시계형 운동량 자동측정장치의 소정부위에 설치된 적색 램프(5) 및 경고스피커(7)가 동작되고 이를 감지한 사용자가 운동강도를 조정하면 청색램프(4)가 동작되고 경고스피커(7)의 동작은 중지된다. 또한, 현재 심박수가 최소 목표심박수는 초과하면서도 최대 목표심박수에 도달하지 않은 경우, 즉 청색 램프(4)는 점등되고, 적색 램프(5)는 점등되지 않은 상태에서 30분이 경과되면 경고스피커(7)에서 경고음이 울리게 되고 이를 감지한 사용자가 운동종료후 리셋 스위치(3)를 누르게 되면 청색램프(4)는 소등되고 경고스피커(7)의 경고음은 그치게 된다.

또한, 지속적인 운동을 격려하기 위해 운동개시 후 청색램프(4)가 점등되면 문자표시부(17)의 하단 액정화면에 30일간을 5단계로 구분한 "유년기", "소년기", "청년기", "장년기" 또는 "노년기"의 문자(또는 그림)가 6일 간격으로 변화하게 되고, 청색램프(4)의 점등 이후 30분이 경과한 다음 다시 청색램프(4)가 점등되기까지의 시간을 시계타이머(16')에서 측정하여 24시간 이내이면 문자표시부(17)에 디스플레이된 상기 "유년기", "소년기", "청년기", "장년기" 또는 "노년기"의 문자 옆에 건강한 상태를 의미하는 "(상)", 24시간 내지 48 시간 범위이면 보통 상태를 의미하는 "(중)", 49시간을 초과하면 허약 상태를 의미하는 "(하)"의 문자(또는 그림)를 디스플레이 하게 된다. 한편, 상기 성장기 5단계 중 다음 단계로 이전될 때(6일마다), 전 단계의 "(상)", "(중)" 또는 "(하)"의 상태가 지속된다. 한편, 도 4b에서는 "(상)"의 상태가 유지되는 경우만을 도시하고 있다.

따라서, 본 고안은 운동중 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과한 경우에는 이를 운동하는 사람에게 자신의 신체의 적정운동량이 초과되었음을 자동으로 경고하는 효과외에 운동개시 후, 현재 심박수가 최소 목표심박수를 초과하면 현재 운동량이 적정한 운동량임을 알림과 동시에 이후 일정시간이 경과되면 운동의 중지를 경고하여 일일 적정운동량을 유지케 하여 무리한 운동으로 인한 부작용을 방지하는 효과가 있다. 또한, 30일간을 5단계로 구분한 성장 5단계 메시지와 일정기간 운동을 중단한 경우 중단한 기간에 따라 "상", "중", "하"의 메시지를 운동하는 사람에게 알려줌으로써 지속적인 운동을 격려하는 효과가 있다.

Claims

입력센서를 통해 측정한 현재 심박수값을 제어부로 전송하는 펄스카운터를 구비하는 입력장치부, 상기 입력장치부, 상기 입력장치부로부터 입력된 입력신호들을 연산비교처리하고, 리셋스위치가 온되면 출력장치부의 동작을 중지케하는 인터럽제어블록을 구성요소로 하는 제어부, 상기 제어로부터 제어신호들에 따라 출력장치부의 동작을 결정하는 출력신호를 송출하는 LCD 드라이버/콘트롤러부, 상기 제어부와 LCD 드라이버/콘트롤러부 사이에 전기적으로 연결되어 상기 제어부로부터 신호들이 입력되면 시간을 측정하고 일정시간 경과후 출력신호들을 LCD 드라이버/콘트롤러 및 출력장치부에 송출하는 타이머부; 및 상기 제어부의 제어신호와 LCD 드라이버/콘트롤러부의 출력신호를 인가받아 동작되는 출력장치부를 포함하는 손목시계형 운동량 자동측정장치에 있어서,

상기 입력장치부는 운동자의 나이를 입력하는 나이 입력부(1), 상기 입력된 나이를 저장하는 데이터 메모리부(12), 및 상기 데이터 메모리부에 저장된 나이와 펄스카운터로부터의 현재 심박수 중 최초 안정시 심박수를 데이터로 사용하여 최소 목표심박수 및 최대 목표심박수를 계산하는 프로그램이 내장된 프로그램 메모리부(13)를 포함하고,

상기 제어부(14)는 데이터메모리부(12)에 저장된 나이데이터와펄스카운터(11)로부터 입력된 안정시 심박수를 이용하여 최소 및 최대 목표심박수를 계산하는 컴퓨터프로그램이 내장된 메모리부(13)의 컴퓨터프로그램을 호출하는, 최소 및 최대 목표심박수를 연산하고 이를 입력센서(10) 및 펄스카운터(11)를 통해 입력된 현재 심박수와 비교하는 논리연산단위(14')를 포함하고,

상기 출력장치부는 LCD 드라이버/콘트롤러(15)의 출력신호들이 인가됨으로써 화면에 특정문자들이 디스플레이되는 문자표시부(17), 현재 심박수가 최소 목표심박수와 최대 목표심박수 사이일 때 제어부(14)로부터의 제어신호가 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가되어 동작되는 청색램프(4), 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과할 때 제어부(14)로부터의 제어신호가 LCD 드라이버/콘트롤러(15)에 인가되어 동작되는 적색램프(5) 및 현재 심박수가 최대 목표심박수를 초과할 때 및 청색램프(4)가 점등된 후 일정시간의 경과 후 동작되는 경고 스피커(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목시계형 운동량 자동측정장치.
제 1 항에 있어서, 스톱워치기능이 추가된 손목시계형 운동량 자동측정장치.