KR20090047293A - 각근력 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 각근력의 측정 시 힘의 전달과정에서 발생되는 연결부위의 마찰력에 의한 힘의 소실이 방지되도록 하여 측정치의 정확도와 재현도의 향상을 도모하고, 아울러 측정장치의 자체하중 해소를 위해 초기에 가해지는 힘까지도 측정치에 반영되도록 하여 정밀한 측정이 가능하도록 하는 각근력 측정장치가 개시된다. 이 측정장치는 좌석과 등받이를 갖는 본체와, 피측정자의 발목이 걸리어 힘이 가해지는 측정바와, 상기 본체에 일단이 연결되고 상기 측정바에 가해지는 힘을 검출하는 로드셀과, 상기 측정바에 가해지는 힘이 상기 로드셀에 직접 전달되도록 상기 측정바와 로드셀이 하나의 몸체 상에 연결된 힘전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

근력, 각근력, 다리, 힘, 측정

Description

각근력 측정장치{Apparatus for measuring muscular strength of a leg}

본 발명은 피측정자의 다리의 힘 즉 각근력을 측정하는 각근력 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각근력의 측정 시에 힘의 전달과정에서 발생되는 연결부위의 마찰력에 의한 힘의 소실이 방지되도록 하여 측정치의 정확도와 재현도의 향상을 도모하고, 아울러 측정장치의 자체하중 해소를 위해 초기에 가해지는 힘까지도 측정치에 반영되도록 하여 정밀한 측정이 가능하도록 하는 각근력 측정장치에 관한 것이다.

산업이 고도화됨에 따라 고령화의 가속도 역시 심화되고 있으며, 그에 따라 걷는 힘이 저하된 고령자가 기하급수적으로 늘어나고 있다. 이러한 고령자를 포함하여 신체능력이나 근력이 떨어진 허약한 사람들에게 재활이나 운동을 목적으로 적합한 운동기기에서 정해진 운동량만큼 운동을 수행할 수 있도록 적합한 운동처방을 제시하는 것은 매우 중요하다. 운동처방을 위해서는 먼저 각근력을 포함하여 피측정자들의 정확한 체력상태를 파악하여야 하는데, 일반적으로 각근력은 무릎을 접고 펼 때에 발생하는 힘을 측정하는 각근력 측정장치를 사용하여 측정하고 있다.

종래의 각근력 측정장치의 일예를 도 1에 도시하였으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 각근력 측정장치는 좌석(1a)과 등받이(1b)를 갖는 본체(1)와, 상기 본체(1)에 힌지결합되고 피측정자의 발목이 걸리어 힘이 가해지는 측정바(2)와, 상기 본체(1)에 일단이 연결되고 상기 측정바(2)에 가해지는 힘을 검출하는 로드셀(3)과, 상기 측정바(2)에 가해지는 힘을 상기 로드셀(3)에 전달하는 힘전달부(4)를 포함한다.

상기 힘전달부(4)는 로드셀(3)의 타단과 측정바(2)의 사이에 연결되는 다수의 연결고리로 연결된 쇠사슬(4a)을 포함한다.

이와 같이 구성되는 종래의 측정장치는 피측정자가 좌석(1a)에 착석한 상태에서 측정바(2)에 발목을 밀착시키고 다리에 힘을 주어 상기 측정바(2)를 상부측으로 가압하면, 이 가압된 힘이 힘전달부(4)인 쇠사슬(4a)에 의해 로드셀(3)에 전달되어 본체(1)에 고정된 상기 로드셀(3)이 힘을 측정하게 된다.

좀더 구체적으로 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 측정바(2)에 피측정자의 발목을 밀착시킨 다음 비스듬히 상부방향으로 힘을 가하면 이 힘이 힘전달부(4)를 통해 상기 측정바(2)와 본체(1)의 사이에 연결된 로드셀(3)에 전달되어 각근력이 측정되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 많은 문제점들이 있다.

먼저 종래의 측정장치는 각근력의 측정 시 힘의 전달과정에서 쇠사슬(4a)의 연결고리에 마찰력이 발생하게 되고, 이 마찰력에 의해 로드셀(3)에 전달되는 힘이 일부분이 소실되는 문제점이 있고, 이와 같은 문제점은 측정치의 정확성과 재현도를 저해하는 주요한 요인이 되고 있다.

또한, 종래의 측정장치는 각근력의 측정 시 로드셀(3)에 부가되는 측정장치의 자체하중에 의해 측정치가 부정확하게 측정되는 문제점이 있다. 즉, 종래의 측정장치에서 측정바(2)와 힘전달부(4) 등은 자체하중을 가지고 있는데, 피측정자가 힘을 가할 때 측정부위의 자체하중이 해소된 시점의 다음부터 가해진 힘이 측정치에 반영되므로 측정치가 부정확하게 측정된다. 이와 같은 문제점은 작은 근력의 부과 시에 미세한 부분까지 정밀하게 측정할 수 없게 하는 요인이 되고 있다.

또한, 종래의 측정장치는 로드셀(3)의 장기간 반복적인 사용으로 인한 로드셀(3) 자체의 초기값이 변동되면서 측정치의 정확도와 재현성이 저하되는 문제점이 있다.

아울러 종래의 측정장치는 각근력 측정시 측정바(2)에 양쪽 다리의 발목 부분을 동시에 밀착시킨 후 힘을 가하여 측정하는 구조를 채택하고 있다. 그러나, 대부분의 피측정자들은 왼쪽 다리의 근력과 오른쪽 다리의 근력이 다르며, 그에 따라 종래의 각근력 측정장치는 피측정자의 오른쪽 다리의 근력과 왼쪽 다리의 근력 각각의 정확한 상태를 제시하는 못하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각근력의 측정 시에 힘의 전달과정에서 발생되는 힘의 소실을 방지하여 측정치의 정확도와 재현도가 향상되도록 하는 각근력 측정장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 각근력의 측정 시 측정장치의 자체하중에 의한 부정확한 측정치의 산출을 미연에 방지하면서 미세한 근력까지 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 각근력 측정장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 로드셀의 반복 사용으로 인한 초기값의 변동이 방지되도록 하면서 측정치의 재현성이 높아지도록 하는 각근력 측정장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 각근력의 측정 시 왼쪽 다리의 근력과 오늘쪽 다리의 근력을 각각 측정할 수 있어 피측정자의 정확한 각근력 상태를 제시할 수 있도록 하는 각근력 측정장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 각근력 측정장치는 좌석과 등받이를 갖는 본체와, 피측정자의 발목이 걸리어 힘이 가해지는 측정바와, 상기 본체에 일단이 연결되고 상기 측정바에 가해지는 힘을 검출하는 로드셀과, 상기 측정바에 가해지는 힘을 상기 로드셀에 전달하는 힘 전달부를 포함하는 각근력 측정장치에 있어서; 상기 힘전달부는, 상기 측정바에 가해지는 힘이 상기 로드셀에 직접 전달되도록 상기 측정바와 로드셀이 하나의 몸체 상에 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체와 힘전달부의 사이에 구비되어 상기 힘전달부 및 측정바의 자체하중을 상쇄시키는 하중상쇄수단을; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하중상쇄수단은, 상기 본체에 상단이 연결되고 하단이 상기 힘전달부에 연결되어 소정의 부하로 상기 힘전달부를 가압하여 자체하중을 상쇄시키는 탄성체를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 힘전달부는, 상기 본체의 전방에 상단이 힌지결합되고 하단이 상기 측정바에 장착되는 경사바와, 상기 경사바의 중앙부위에서 후방측으로 일체로 형성되며 상기 로드셀의 타단이 연결되는 절곡바를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사바는, 상기 측정바의 높이조절이 가능하도록 상기 경사바의 내측에 상하로 형성되는 결합장공을, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정바는, 피측정자의 양다리 중 하나씩 번갈아 측정할 수 있도록 상기 힘전달부의 일측면에 구비되고, 상기 힘전달부의 일측면에 상기 측정바를 분해 및 조립시키기 위한 분해조립부를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분해조립부는, 상기 힘전달부의 일측면에 밀착된 상태로 상기 힘전달부에 관통되게 구비되고 외측면에 상기 측정바의 일단이 부착되는 제1밀착원판과, 상기 힘전달부의 타측면에 밀착되어 걸린 상태로 상기 제1밀착원판에 분해 가능하게 체결되는 제2밀착원판을, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는, 상기 좌석에 착석한 피측정자의 허리를 벨트로 고정하도록 상기 본체의 후방 측면에 구비되는 허리고정구와, 상기 좌석에 착선한 피측정자의 측정이 실시되지 않는 다리를 벨트로 고정하도록 상기 본체의 전방 측면에 구비되는 다리고정구를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 각근력 측정장치는 하나의 몸체로 된 힘전달부에 측정바와 로드셀을 연결하여 측정바에 가해진 힘이 로드셀에 직접 전달되도록 함으로서 각근력의 측정 시 힘의 전달과정에서 발생되는 마찰력에 의한 힘의 소실을 방지하여, 측정치의 정확도와 재현도가 향상되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 각근력 측정장치는 측정장치의 자체하중을 상쇄시켜주는 하중상쇄수단이 구비됨에 따라 각근력의 측정 시 측정장치의 자체하중에 의한 부정확한 측정치의 산출이 미연에 방지되고, 미세한 부분의 근력까지 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 하중상쇄수단인 탄성체에 의한 탄성작용과 로드셀의 자동 0점기능으로 로드셀의 반복 사용에 의한 초기값의 변동이 방지되고 측정치의 재현성이 현저히 높아지는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 각근력의 측정시 간단한 조작을 통해 왼쪽 다리의 근력과 오늘쪽 다리의 근력을 각각 측정할 수 있어 피측정자에게 정확한 각근력 상태를 제시할 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 각근력 측정장치의 요부를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 각근력 측정장치는 본체(10)와, 측정바(20)와, 상기 본체(10)에 일단이 연결되는 로드셀(30)과, 상기 측정바(20)에 가해지는 힘을 상기 로드셀(30)에 전달하는 힘전달부(40)를 포함한다.

상기 힘전달부(40)는 측정바(20)와 로드셀(30)이 하나의 몸체 상에 연결되도록 하는 것으로, 이와 같이 상기 측정바(20)와 로드셀(30)이 하나의 몸체에 의해 연결됨으로써 힘의 전달 시에 발생하는 마찰력에 의한 힘의 소실이 방지되고, 그에 따라 상기 측정바(20)에 가해지는 힘이 상기 로드셀(30)에 직접 전달되면서 측정치의 정확성이 향상된다.

본 측정장치는 본체(10)와 힘전달부(40)의 사이에 구비되는 하중상쇄수단(50)을 더 포함한다. 상기 하중상쇄수단(50)은 밀어내는 힘이 작용되고 이 힘이 로드셀(30)이 전달됨으로써, 힘전달부(40) 및 측정바(20)의 자체하중에 의해 상기 로드셀(30)에 가해지는 가압력을 상쇄시키는 역할을 한다. 따라서 각근력의 측정 시 측정장치의 자체하중에 의한 부정확한 측정치의 산출이 미연에 방지되고, 미세한 부분의 근력까지 정밀하게 측정할 수 있게 된다.

또한, 상기 하중상쇄수단(50)에 의해 가해지는 척력과 로드셀(30)의 자동 0점기능은 상기 로드셀(30)의 장기간동안 반복적인 사용에도 불구하고 상기 로드 셀(30)에 의한 측정치의 정확성과 재현성을 지속적으로 유지시켜준다. 여기서 로드셀(30)의 자동 0점기능은 공지기술을 적용하면 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

상술한 도 3에 도시된 본 발명에 따른 각근력 측정장치의 요부는 다양한 형태의 각근력 측정장치에 다양한 실시 형태로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 후술하는 실시예의 형태로 구현되는 것이 좋다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 각근력 측정장치의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 각근력 측정장치의 측면도이다.

상기 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 측정장치의 본체(10)는 좌석(11)과 등받이(12)를 갖는 것으로, 피측정자가 상기 좌석(11)에 착석한 상태에서 측정바(20)에 다리의 발목을 밀착시킨 후에 각근력을 측정하게 된다.

상기 본체(10)의 좌석(11)의 양측에는 허리고정구(13) 및 다리고정구(14)가 구비된다. 상기 허리고정구(13)는 본체(10)의 후방 측면에 구비되는 것으로, 좌석(11)에 착석한 피측정자의 허리를 벨트로 고정시킬 수 있도록 하는 것이다. 상기 다리고정구(14)는 본체(10)의 전방 측면에 구비되는 것으로, 좌석(11)에 착석한 피측정자의 측정이 실시되지 않는 다리를 벨트로 고정하여 측정이 실시되는 다리의 근력을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것이다.

상기 측정바(20)는 피측정자의 발목이 하부측에 밀착된 상태에서 힘이 가해지는 부위이며, 이 힘은 힘전달부(40)를 통해 로드셀(30)로 전달된다.

상기 로드셀(30)은 본체(10)에 상단이 연결되고 하단이 힘전달부(40)에 연결되어 상기 힘전달부(40)에 의해 전달되는 힘을 검출하는 역할을 한다.

상기 힘전달부(40)는 측정바(20)에 가해지는 힘을 로드셀(30)에 직접 전달하는 역할을 하는 것으로, 이와 같은 역할을 하는 상기 힘전달부(40)는 본체(10)의 전방에 상단이 힌지결합되고 하단이 측정바(20)에 장착되는 경사바(41)와, 상기 경사바(41)의 중앙부위에서 후방측으로 일체로 형성되며 로드셀(30)의 타단이 연결되는 절곡바(42)를 포함한다.

상기한 구성을 갖는 각근력 측정장치에서 피측정자가 측정바(20)를 상부측으로 가압하면 이 가압력이 일체로 형성되는 경사바(41)와 절곡바(42)를 통해 로드셀(30)에 직접 전달되어 상기 로드셀(30)에 정확한 각근력이 측정된다. 특히 상기한 구성의 힘전달부(40)를 갖는 각근력 측정장치는 종래 다수의 연결고리로 된 힘전달부의 구성을 갖는 각근력 측정장치에 비하여 각근력 측정치의 정확도를 현저하게 상승시켜준다. 즉, 종래의 각근력 측정장치는 각근력 측정시 연결부위의 마찰력에 의해 측정치가 부정확하게 측정되지만, 본 발명에 따른 각근력 측정장치는 측정바(20)에 가해진 힘이 직접 로드셀(30)에 전달되므로 측정치가 현저하게 정확해진다.

상기 본체(10)와 힘전달부(40)의 사이에 구비되는 하중상쇄수단(50)은 상기 본체(10)에 상단이 연결되고 하단이 상기 힘전달부(40)의 절곡바(42)에 연결되어 소정의 부하로 상기 힘전달부(40)를 가압하여 힘전달부(40)와 측정바(20)의 자체하중을 상쇄시키는 탄성체(51)를 포함한다. 상기 탄성체(51)는 본체(10)와 절곡바(42)의 사이에서 밀어내는 힘 즉 척력을 발생시켜 측정바(20)와 경사바(41) 및 절곡바(42)의 자체하중을 상쇄시켜 줌에 따라 측정치의 정확도를 높여준다. 또한 상기 탄성체(51)의 탄성력은 상기 로드셀(30)의 초기값을 일정하게 유지시켜 초기값의 변동에 의한 재현성의 저하를 방지시킨다. 여기서 탄성체(51)는 도면에 도시된 바와 같이 스프링을 적용할 수 있으나, 필요에 따라서는 다양한 변형이 가능하다.

도 6은 본 발명에 따른 측정바의 높이조절 상태를 보인 요부 측단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 요부 평단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 경사바(41)는 측정바(20)의 결합부위에 대응하여 그 내측에 상하로 형성되는 결합장공(411)을 더 포함한다. 상기 결합장공(411)은 측정바(20)의 높이가 사용자의 선택에 따라 손쉽게 조절된 상태로 경사바(41)에 결합될 수 있도록 하는 것이다.

상기 측정바(20)는 경사바(41)의 일측면에 구비되는 분해조립부(21)를 더 포함한다. 상기 분해조립부(21)는 경사바(41)의 일측면에 측정바(20)를 분해 가능하게 조립시켜 피측정자의 양다리 중 하나씩 번갈아 측정할 수 있도록 하는 것이다.

이와 같은 역할을 하는 상기 분해조립부(21)는 경사바(41)의 일측면에 밀착된 상태로 상기 경사바(41)에 관통되게 구비되고 외측면에 측정바(20)의 일단이 부착되는 제1밀착원판(211)과, 상기 경사바(41)의 타측면에 밀착되어 걸린 상태로 상기 제1밀착원판(211)에 분해 가능하게 체결되는 제2밀착원판(212)을 포함한다.

상기 측정바(20)는 제1밀착원판(211)과 제2밀착원판(212)의 분해 및 조립에 의해 경사바(41)의 일측면 또는 타측면에 선택적으로 결합됨으로써, 피측정자의 양다리 중에 하나씩 번갈아 가며 측정이 가능해진다. 그에 따라, 본 발명의 각근력 측정장치는 간단한 조작을 통해 왼쪽 다리의 근력과 오늘쪽 다리의 근력을 각각 측정할 수 있어 피측정자에게 정확한 각근력 상태를 제시할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명에 따른 측정바의 위치를 이동한 상태를 보인 요부 평단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 측정바(20)의 위치를 이동할 때는 제1밀착원판(211)과 제2밀착원판(212)을 분해하여 상기 측정바(20)를 경사바(41)에서 분리시킨 상태에서 상기 측정바(20)의 위치를 이동시킨 후에 다시 상기 제1밀착원판(211)과 제2밀착원판(212)을 경사바(41)에 견고히 밀착되게 체결한다.

이와 같이 상기 제1밀착원판(211)과 제2밀착원판(212)을 통해 측정바(20)는 간편하게 분해 및 조립됨으로써, 사용자는 피측정자의 양다리를 번갈아가며 한 다리씩 정확하게 측정을 할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 각근력 측정장치를 보인 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 각근력 측정장치의 요부를 개략적으로 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 각근력 측정장치의 요부를 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 각근력 측정장치의 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 각근력 측정장치의 측면도,

도 6은 본 발명에 따른 측정바의 높이조절 상태를 보인 요부 측단면도,

도 7은 도 6에 따른 요부 평단면도,

도 8은 본 발명에 따른 측정바의 위치를 이동한 상태를 보인 요부 평단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 본체

11 : 좌석 12 : 등받이

20 : 측정바

21 : 분해조립부

211 : 제1밀착원판 212 : 제2밀착원판

30 : 로드셀

40 : 힘전달부

41 : 경사바

411 : 결합장공

42 : 절곡바

50 : 하중상쇄수단

51 : 탄성스프링

Claims (8)

1. 좌석과 등받이를 갖는 본체와, 피측정자의 발목이 걸리어 힘이 가해지는 측정바와, 상기 본체에 일단이 연결되고 상기 측정바에 가해지는 힘을 검출하는 로드셀과, 상기 측정바에 가해지는 힘을 상기 로드셀에 전달하는 힘전달부를 포함하는 각근력 측정장치에 있어서,

   상기 힘전달부는: 상기 측정바에 가해지는 힘이 상기 로드셀에 직접 전달되도록 상기 측정바와 로드셀이 하나의 몸체 상에 연결되는 것;을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체와 힘전달부의 사이에 구비되어 상기 힘전달부 및 측정바의 자체하중을 상쇄시키는 하중상쇄수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 하중상쇄수단은: 상기 본체에 상단이 연결되고 하단이 상기 힘전달부에 연결되어 소정의 부하로 상기 힘전달부를 가압하여 자체하중을 상쇄시키는 탄성체를; 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 힘전달부는: 상기 본체의 전방에 상단이 힌지결합되고 하단이 상기 측정바에 장착되는 경사바와; 상기 경사바의 중앙부위에서 후방측으로 일체로 형성되며 상기 로드셀의 타단이 연결되는 절곡바를; 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 경사바는: 상기 측정바의 높이조절이 가능하도록 상기 경사바의 내측에 상하로 형성되는 결합장공을; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 측정바는: 피측정자의 양다리 중 하나씩 번갈아 측정할 수 있도록 상기 힘전달부의 일측면에 구비되고, 상기 힘전달부의 일측면에 상기 측정바를 분해 가능하게 조립시키는 분해조립부를; 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 분해조립부는: 상기 힘전달부의 일측면에 밀착된 상태로 상기 힘전달부에 관통되게 구비되고 외측면에 상기 측정바의 일단이 부착되는 제1밀착원판과; 상기 힘전달부의 타측면에 밀착되어 걸린 상태로 상기 제1밀착원판에 분해 가능하게 체결되는 제2밀착원판을; 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.
8. 청구항 1에 있어서,

   상기 본체는: 상기 좌석에 착석한 피측정자의 허리를 벨트로 고정하도록 상기 본체의 후방 측면에 구비되는 허리고정구와; 상기 좌석에 착선한 피측정자의 측정이 실시되지 않는 다리를 벨트로 고정하도록 상기 본체의 전방 측면에 구비되는 다리고정구를; 포함하는 것을 특징으로 하는 각근력 측정장치.

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