KR20100103790A - 공기차압 디바이스를 교정하기 위한 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

공기차압 디바이스를 교정하기 위한 시스템, 방법 및 장치 Download PDF

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KR20100103790A
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션 트레메인 왈렌
마크 에이. 슈거트
더글라스 프랑크 쉬원트
로버트 트레메인 왈렌
에드워드 리오우
프리츠 무어
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알테그 인코포레이티드
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Abstract

차압 시스템을 교정하기 위한 방법, 장치 및 시스템이 설명된다. 방법, 장치 및 시스템은 예컨대 성능을 개선하기 위한 트레이닝 수단으로서 또는 재활 또는 강화를 위한 물리 치료 수단으로서 개인의 물리적 트레이닝을 위해 적합하게 될 수 있다. 차압 시스템은 사용자 신체의 적어도 일부를 수용하기 위한 챔버를 포함한다. 한 실시형태에서, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 차압 시스템을 교정하기 위한 방법이 설명된다. 특정 변형형태에서, 방법, 장치 및 시스템은 하나 이상의 힘값이 도달될 때까지 시스템 내 압력을 조정하는 것을 포함한다. 본원에 설명된 방법은 체중의 힘과 압력 간의 관계를 결정하여 사용자가 원하는 유효 체중을 달성하기 위해 압력 또는 압력과 상관되는 파라미터를 설정하도록 할 수 있다.

Description

공기차압 디바이스를 교정하기 위한 시스템, 방법 및 장치{SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR CALIBRATING DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES}
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 발명은 2007년 10월 15일 출원된 발명의 명칭이 "METHOD FOR DETERMINING UNLOADING SETTINGS IN A DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE VIA PAIN TITRATION"인 미국 가특허출원 제60/999,061호, 2007년 10월 15일 출원된 발명의 명칭이 "ADJUSTABLE SUPPORT FOR A DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE"인 미국 가특허출원 제60/999,102호, 2007년 10월 15일 출원된 발명의 명칭이 "ADJUSTABLE ORIFICE FOR A DIFFERENTIAL AIR PRESURE DIVICE"인 미국 가특허출원 제60/999,101호, 2007년 10월 15일 출원된 발명의 명칭이 "METHOD FOR APPLYING A DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE IN THE FIELD OF PEDIATRICS, OBESITY, AND CARDIAC DISEASE"인 미국 가특허출원 제60/999,060호의 우선권의 이익을 주장하며, 이들 각각은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다. 본 출원은 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허출원 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)와 관련되며, 이것은 본원에 그 전체로 참조로 포함된다.
본 발명은 공기차압 디바이스에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 공기차압 디바이스를 교정하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
중력은 신체에 힘을 가한다. 치료적 및 물리적 트레이닝 용도로 이들 힘을 상쇄하는 방법이 고안되어 왔다. 신체에 대한 중력의 영향에 상쇄하는 한가지 방식은 허리 및/또는 어깨에 탄성이 있는 줄을 부착하여 개인에게 포지티브 또는 네거티브 수직력을 생성하는 것이다.
다른 시스템은 공기차압을 사용하여 낮은 중력 영향을 모의할 수 있다. 체중과 비교하여 압력을 결정하는 것을 포함하는 중력에 상쇄하는 디바이스를 교정하는 어떤 방법이 미국 특허공보 제2007/0181121호에 설명되어 있으며, 이것은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다.
체중에 대한 중력의 영향을 감소시킬 수 있는 개선된 디바이스 및 시스템, 특히 교정될 수 있는 개선된 디바이스 및 시스템, 및 이러한 디바이스 및 시스템을 교정하는 방법에 대한 요구가 존재한다.
공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법, 장치 및 시스템이 본원에서 설명된다. 일반적으로, 공기차압 시스템은 사용자 신체의 적어도 일부, 예컨대 다리 및 엉덩이를 포함하는 신체의 하부를 수용하기 위한 챔버를 포함한다. 특정 변형형태에서 방법, 장치 및 시스템은 예컨대 동작을 개선하기 위한 훈련 기구, 또는 재활 또는 강화를 위한 물리 치료 기구와 같이 개인의 신체 훈련에 적합하게 될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 설명된 공기차압 시스템의 교정방법은 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력(사용자의 신체 일부를 수용하는 챔버 내의 압력)을 예측하기 위해 사용될 수 있다.
본원에 사용된 데이터점과 관련하여 기호 (x, y)는 x값에 상응하는 y값을 말하는 것을 의미한다. 예컨대, 본원에 사용된 (압력, 힘) 데이터점은 그 시스템 압력에서 사용자에 의해 경험되는 힘 또는 하중을 말한다.
일부 실시형태에서, 공기차압 장치 또는 시스템을 교정하기 위한 방법은 사용자의 체중의 힘이 목표 힘값에 도달할 때 까지 사용자 신체의 적어도 일부, 예컨대 하체를 둘러싼 챔버 내의 압력을 조정하는 것, 및 그 목표 힘값에서 챔버 압력을 측정하여 제1 (압력, 힘) 데이터점을 발생시키는 것을 포함한다. 방법은 제1 (압력, 힘) 데이터점을 적어도 하나의 다른 (압력, 힘) 데이터점과 함께 사용하여 사용자에 의해 경험되는 체중의 힘과 챔버 내 압력 간의 관계를 결정하는 것을 포함한다.
본 방법에 사용되는 목표 힘값은 미리 설정된 힘값일 수 있고, 또는 목표 힘값은 개인 사용자에 대하여 시스템에 의해 결정될 수 있다. 목표 힘값이 개인 사용자에 대하여 결정되는 경우, 목표 힘값은 동일한 개인 사용자에 의한 후속 사용을 위하여 시스템에 저장될 수 있다.
일부 변형형태에서, 적어도 하나의 다른 (압력, 힘) 데이터점은 주위 압력에서 얻어진 데이터점을 포함할 수 있고(즉 제로 시스템 차압), 따라서 데이터점 (0, 주위 압력에서 사용자의 체중)일 수 있다.
시스템 압력의 함수로서 사용자의 유효 체중을 예측하기 위한 장치가 설명된다. 장치는 사용자 신체의 적어도 일부, 예컨대 사용자의 하체를 둘러싸도록 형성된 챔버를 포함하는 공기차압 시스템을 포함한다. 공기차압 시스템과 결합된 프로세싱 로직은 사용자에 대한 체중의 힘이 목표 힘값에 도달할 때까지 챔버 내의 압력을 조정하도록 형성되어, 목표 힘값에서의 챔버 압력을 측정하여 제1 (압력, 힘) 데이터점을 결정하고, 제1 (압력, 힘) 데이터점을 사용하여 챔버 내의 압력의 함수로서 사용자에 의해 경험되는 체중의 힘을 결정한다.
공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 다른 변형형태가 본원에서 설명된다. 방법은 사용자 신체의 적어도 일부를 둘러싸고 있는 공기차압 시스템의 챔버 내의 압력을 조정하는 것을 포함한다. 방법은 챔버 내의 압력을 조정하고 압력의 함수로서 사용자에 의해 공급되는 통증 지표를 수신하는 것, 및 사용자에 대하여 압력 대 통증 관계를 구축하는 것을 포함한다.
방법의 일부 변형형태에서, 공기차압 시스템은 운동기구를 포함하고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 운동기구의 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 일부 변형형태에서, 운동기구는 트레드밀을 포함할 수 있고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 트레드밀의 속도 및 트레드밀의 경사 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 일부 변형형태에서, 운동기구는 스테퍼 기구 또는 고정식 자전거를 포함할 수 있으며, 통증 대 압력 관계를 사용하여 스테퍼 기구 또는 고정식 자전거의 저항을 제어할 수 있다.
사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 장치의 다른 변형형태가 본원에서 설명된다. 장치는 차례로 사용자 신체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸도록 구성된 챔버 및 사용자 인터페이스를 포함하는 공기차압 시스템을 포함한다. 장치는 또한 공기차압 시스템과 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 챔버 내의 압력을 조정하여 사용자 인터페이스를 통해 사용자로부터 통증 지표를 수신하고, 사용자에 대하여 통증 대 챔버 압력 관계를 구축하도록 형성된다. 장치의 일부 변형형태에서, 통증 대 챔버 압력 관계를 사용하여 기압 시스템에 포함되는 운동기구의 작동을 제어할 수 있다.
사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 또 다른 방법이 설명된다. 방법은 사용자의 신체의 적어도 일부를 공기차압 시스템의 챔버로 둘러싸는 것을 포함하며, 여기서 공기차압 시스템은 챔버 내의 사용자의 신체가 표면과 물리적으로 접촉하는지 여부를 감지하도록 형성된 센서를 포함한다. 방법은 또한 하강(lift-off) 압력에 도달할 때 까지 챔버 내의 압력을 조정하는 것을 포함하며, 여기서 하강 압력은 센서가 사용자 신체와 표면 간의 물리적 접촉의 중단을 탐지하는 압력이다. 방법은 하강 압력을 사용하여 공기차압 시스템을 교정하는 것을 포함한다. 방법의 일부 변형형태에서, 하강 압력을 사용하여 사용자를 위해 원하는 유효 체중을 가져오게 하는데 요구되는 챔버 압력을 결정할 수 있다. 특정 변형형태에서, 하강 압력을 사용하여 사용자를 위한 최대 안전 챔버 압력을 결정하여 사용하는 동안 하강을 방지할 수 있다.
사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 장치의 또 다른 변형형태를 설명한다. 이들 변형형태에서, 장치는 사용자의 신체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸도록 형성된 챔버 및 챔버 내의 사용자의 신체가 표면과 물리적으로 접촉하는지 여부를 감지하도록 형성된 센서를 포함하는 공기차압 시스템을 포함한다. 장치는 또한 공기차압 시스템과 결합된 프로세서를 포함하며, 여기서 프로세스는 공기차압 시스템의 챔버를 팽창시키고 센서가 사용자 신체와 표면 간의 물리적 접촉이 중단된 것을 탐지하는 하강 압력을 측정하도록 형성된다.
사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 또 다른 방법이 본원에서 설명된다. 방법은 가스를 사용하여 공기차압 시스템 내의 사용자 신체의 적어도 일부를 둘러싸고 있는 챔버에 압력을 가하는 것을 포함한다. 방법은 챔버 내외로 가스의 유속을 사용하여 챔버 내의 압력을 결정하는 것을 포함한다. 예컨대, 챔버 밖으로의 가스 유속을 제어하는데 사용되는 배기 밸브의 밸브 위치 및 개방 크기를 사용하여 챔버 내의 압력을 결정할 수 있다. 일부 변형형태에서, 챔버 안으로 가스를 펌핑하는 블로어에 의해 사용되는 전력 (전압 및/또는 전류)을 사용하여 챔버 내의 압력을 결정할 수 있다.
사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 추가의 방법이 설명된다. 방법은 챔버 내의 사용자의 신체를 지지하는 운동 기구의 모터의 시동 전력(전압 및/또는 전력)을 측정함으로써, 신체의 적어도 일부가 공기차압 시스템의 챔버에 의해 둘러싸여진 사용자의 유효 체중을 측정하는 것을 포함한다. 방법은 사용자의 유효 체중과 챔버 압력을 상관시키는 것을 포함한다. 일부 변형형태에서, 챔버 압력은 챔버 내외로의 가스의 유속을 사용하여 결정될 수 있다.
본 명세서의 부분에 포함되고 구성하는 첨부된 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시형태를 예시하며, 상세한 설명과 함께 예시의 방식으로 기능하고 제한함으로써 본 발명의 원리 및 수행을 설명하는 것은 아니다.
도면에서:
도 1은 한 실시형태에 따른 실행에 사용할 수 있는 공기차압 시스템의 예를 개략적으로 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 2는 또 다른 실시형태에 따른 실행에 사용할 수 있는 공기차압 시스템의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 3은 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 4는 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 5는 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 6은 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 7은 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 8은 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램이다.
도 9는 공기차압 시스템의 예의 다이어그램을 제공한다.
도 10은 기압 시스템의 또 다른 예의 다이어그램이다.
당업자들은 하기 본 발명의 상세한 설명은 단지 예시적이며 어떤 제한 방식이 되는 것으로 의도되지 않는다는 것을 인식할 것이다. 본 발명의 다른 실시형태는 본 개시의 이익을 갖는 당업자에게 그 자신들을 용이하게 제안할 것이다. 첨부한 도면에 예시한 바와 같이 본 발명의 수행을 위해 상세히 참조가 이루어질 것이다. 도면 및 하기 상세한 설명을 통해 동일한 참조 표시가 사용되어 동일하거나 유사한 부분을 말할 것이다. 달리 명확하게 명시하여 나타내거나 내용에 의해서가 아니면, "한", "하나", 및 "그"와 같은 단수 지시어는 복수 지시어 또한 포함하도록 의도된다.
명확성의 관점에서, 본원에 설명된 수행의 통상적인 특징의 전부를 나타내고 설명하지 않는다. 물론, 이러한 실제 수행의 개발에 있어서, 많은 수행-특정 선택이 용도- 및 비지니스-관련 제한과의 순응성과 같은 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 이루어져야 하고, 이들 특정 목표는 하나의 수행에서부터 또 다른 수행까지 그리고 한 개발자로부터 다른 개발자까지 다양할 것이라는 것을 인식할 것이다.
본원에 설명된 어떤 변형형태에서, 어떤 구성요소, 어떤 프로세스 단계 및/또는 어떤 데이터 구조는 본원에 설명되거나, 현재 공지되어 있거나, 또는 후에 발견되는 어떤 적절한 타입의 운영 체제(OS), 컴퓨팅 플랫폼, 펌웨어, 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 언어 및/또는 일반 목적의 기계를 사용하여 수행할 수 있다. 본원에 설명된 방법의 변형형태는 예컨대 프로세싱 회로 상에서 운영되는 프로그래밍된 프로세스로서 운영될 수 있다. 사용한다면, 이러한 프로세싱 회로는 프로세서와 운영 체제의 많은 조합의 형태를 취할 수 있고, 또는 독립형 디바이스로서 형성될 수 있다. 본원에 설명된 방법 및 프로세스는 이러한 하드웨어, 하드웨어 단독, 소프트웨어, 소프트웨어 단독 또는 이들의 어떤 조합에 의해 수행되는 지시로서 수행될 수 있다. 사용한다면, 소프트웨어는 기계로 판독가능한 프로그램 저장 디바이스에 저장될 수 있다.
또한, 당업자는 하드웨어 디바이스, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 및 복합 프로그램가능 로직 디바이스(CPLD)를 포함하는 필드 프로그램가능 로직 디바이스(FPLD), 주문형 반도체(ASIC) 등과 같은 덜 일반적인 목적 성질의 디바이스를 본원에 개시된 발명의 개념의 범위 및 본질에서 벗어나지 않고 사용할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 실시형태는 공기차압 시스템에서 기압의 사용 및 교정을 위한 시스템, 방법 및 장치와 관련하여 본원에서 설명된다. 방법에서, 공기차압 시스템은 사용자의 신체, 예컨대 다리 및 엉덩이를 포함하는 사용자의 하체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸기 위한 챔버를 포함한다. 공기차압 시스템을 교정하기 위해 본원에 설명된 방법은 예컨대 교정 프로세스 동안 결정되는 체중의 힘과 챔버 압력 간의 관계를 사용하여 외삽 및/또는 내삽에 의해 시스템 압력에 기초한 사용자의 유효 체중을 예측하는 것을 포함할 수 있다.
개인의 신체의 일부가 밀봉된 챔버에 의해 둘러싸여졌을 때, 챔버 내의 압력을 변화시켜서 밀폐된 신체의 일부에 대한 힘을 조정할 수 있고, 결국 전체로서 사용자의 신체에 대한 힘에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 챔버에 압력이 가해져서 개인에 대한 중력을 감소시킬 수 있다. 여기서, 챔버 내 압력은 중력의 정상 영향으로부터 개인이 비가중 또는 비하중되도록 기능할 수 있다. 예컨대 운동 또는 재활 동안 사용자에 의해 경험되는 힘의 양을 제어 및/또는 정량하기 위해서, 챔버 내 압력을 교정할 수 있다. 일부 변형형태에서, 챔버는 개인 사용자에 대하여, 예컨대 개인 사용자의 중량에 대하여 교정될 수 있다.
정확하게 공기차압 시스템의 챔버 내의 압력을 제어함으로써, 사용자의 중량의 오프로딩의 양이 상응하여 정확하게 제어될 수 있다. 예컨대, 대부분의 개인에 대하여, 본원에 설명된 시스템 및 방법은 개인의 체중의 약 1% 정도의 미세한 조정으로 사용자의 유효 체중을 증진 변화시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 사용자 밀봉부는 사용자와 챔버 간의 틈을 충분히 기밀인 방식으로 이어지도록 하기 위한 연질 또는 가요성 재료, 뻣뻣하거나 경질인 재료, 또는 이들의 조합의 구조물을 설명한다. 사용자 밀봉을 달성하는 구조물 및 방법의 다양한 비제한 예는 미국 특허 공보 제2007/2007/0181121호 및 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICES"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)에 설명되어 있다.
또한, 본원에 설명된 공기차압 시스템 및 관련 방법은 예컨대 동적으로(예컨대 사용자가 움직이거나 계속해서 단순히 서있지 않는 동안) 또는 정적으로(예컨대 사용자가 정지하거나 비교적 정지하고 있는 동안) 다양한 다른 상황에서 사용되는 용도로 적합하게 될 수 있다. 일부 실시형태에서, 본원에 설명된 공기차압 시스템은 포지티브 압력을 가할 수 있는데, 이때 공기차압 시스템의 챔버 내부 압력이 주변의 주위 압력보다 크다. 다른 실시형태에서, 압력 챔버에 주변 환경의 주위 압력 보다 더 낮은 네거티브 압력이 가해질 수 있다.
사용자의 신체에 의해 발휘되는 중력을 예컨대 그라운드 수준에서 측정하는 것은 저울, 하나 이상의 로드셀, 하나 이상의 압력 센서 및/또는 하중에 대하여 직접 또는 간접적으로 교정 및/또는 상관될 수 있는 출력을 갖는 하나 이상의 다른 종류의 센서를 사용하여 달성할 수 있다. 측정된 힘은 일부 변형형태에서 교정 시스템에 수동으로 입력할 수 있고, 또는 전자장치를 통해 자동으로 수집 및 저장될 수 있는데, 일부 예에서 소프트웨어의 사용에 의해 보조될 수 있다.
사용자에 의해 경험되는 힘 또는 하중을 압력의 함수로서 둘 이상의 (압력, 힘) 데이터점에서 측정 및 기록함으로써 개인에 대하여 압력 대 하중 곡선을 구축할 수 있다. 두개의 이러한 (압력, 힘) 데이터점은 하중과 압력 간의 직선 관계를 결정한다. 그러나, 직선 관계는 더욱 세밀화될 수 있고, 또는 비직선 관계는 둘 이상의 압력점에서 사용자에 의해 경험되는 하중을 측정 및 기록함으로써 확인 및 세밀화될 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력-하중 관계는 하중을 측정하는 압력 범위를 증가시킴으로써 세밀화될 수 있다.
원한다면 미리 설정되거나 미리 정의된 압력점을 사용하여 압력 대 하중 곡선을 작성할 수 있다. 이러한 미리 정의된 압력점(들)을 모든 사용자들을 위해 하드웨어 또는 소프트웨어에 설정할 수 있고, 또는 일부 사용자 치수(예컨대 정중량)에 기초한 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 사용자가 주위 압력에서 그의 체중을 입력하고, 그 결과 요구되는 (압력, 힘) 데이터점 중 하나를 생성하여 압력-하중 직선 또는 곡선을 구축을 시작할 수 있다. 압력은 압력 챔버 내부에서 불연속적으로 또는 연속적으로 변화할 수 있고, 사용자의 중량을 하나 이상의 챔버 압력에서 측정하여 압력-하중 곡선을 작성하기 위한 추가의 하중 값(들)을 수집할 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력-하중 곡선은 다양한 개체의 테스트 데이터에 기초하여 조절 및/또는 조정될 수 있다. 공기차압 시스템의 챔버 내부의 연속 하중 측정을 가능하게 하는 저울을 사용하는 교정된 시스템 및 관련 방법의 일부 비제한 예가 미국 특허 공보 제2007/0181121호에 설명되어 있으며, 그 전체로 참조로서 특히 교정에 관하여 본원에 포함된다.
상기 또는 본원의 다른 곳에서 설명된 어느 변형형태에서, 예측 알고리즘으로서 압력 대 하중 곡선을 사용할 수 있다(예컨대 사용자가 일정한 힘을 경험할 압력, 또는 사용자가 일정한 정도의 비하중을 경험할 압력을 예컨대 주위 압력에서 사용자의 체중의 퍼센트로서 또는 주위 압력에서 사용자의 체중이 감소되는 힘 상쇄로서 예측하기 위해).
공기차압 시스템의 예가 도 1 및 도 2에 예시되어 있다. 도 1은 공기차압 시스템의 예를 개략적으로 예시하는 블록 다이어그램이다. 여기서, 시스템(100)은 한 실시형태에 따라 개인(101)의 하체 부분(106)에 압력을 가하도록 구성된다. 시스템(100)은 챔버(102) 및 챔버(102) 내부 압력을 조절(증가 또는 감소)하기 위한 제어기(103)를 포함한다. 일부 변형형태에서, 제어기(103)는 챔버(102) 내부 압력을 유지하도록 형성될 수 있다. 현재 공지되었거나 후에 개발되는 본원에 설명된 어떤 적절한 제어기 또는 제어기 형태를 사용하여 챔버의 내부 압력을 조절(증가 또는 감소)할 수 있다. 압력 제어기(103)가 챔버(102) 내부 압력을 유지하도록 구성되었다면, 예컨대 그 전체로 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 공보 제2007/0181121호에 설명된 바와 같이, 네거티브 피드백 제어 시스템이 일부 변형형태에서 사용될 수 있다.
도 1에 예시된 변형형태에서, 챔버(102)는 하체 부분(103)을 수용하기 위한 개구부(104)를 포함한다. 이 특정 예에서 개구부(104)가 수직축을 따라 향하고 있지만, 다른 변형형태에서, 하체 부분을 수용하기 위한 개구부의 다른 위치 또는 방향을 사용할 수 있다. 어떤 적절한 종류의 쉘을 사용하여 시스템(100)에서 챔버(102)를 형성할 수 있다. 챔버(102)는 연질 또는 가요성 쉘 또는 뻣뻣하거나 경질인 쉘, 또는 연질 또는 가요성 재료로 형성된 부분 및 뻣뻣하고 경질인 재료로 형성된 부분을 포함하는 쉘을 포함할 수 있다. 적합한 쉘의 일부 비제한 예는 미국 특허 출원 제2007/0181121호 및 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허 출원 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)에 설명되어 있으며 각각은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다.
챔버(102)가 연질 또는 가요성 쉘 또는 연질 또는 가요성 부분 및 뻣뻣하거나 경질인 부분을 포함하는 쉘을 갖는 변형형태에서, 연질의 쉘 또는 쉘의 연질부는 그에 맞게 팽창 또는 수축될 수 있다. 특정 변형형태에서, 챔버(102)는 연질의 쉘 또는 쉘의 연질부가 팽창할 때 대략 반-원형 형상 또는 반-타원형 형상을 차지할 수 있다. 도 1은 챔버가 챔버(102)의 기부(108)로서 평탄한 단면을 갖는 원형 또는 타원형-유사 형상의 상부를 포함한다. 기부(108)는 임의의 위치, 예컨대 똑바로 서있거나 똑바로 앉아있는 것과 같은 서있거나 앉아있는 개인 사용자(101)를 지지할 수 있다. 수평 위치에 있는 사용자와 함께 예컨대 개구부(104)를 시계방향 또는 반시계방향으로 약 90도 회전시킴으로써 유사한 시스템을 구성할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
연질의 쉘 또는 연질의 쉘 부분은 어떤 적절한 가요성 재료, 예컨대 섬유(직물 또는 부직포), 얇은 플라스틱 시트, 가죽(천연 또는 합성) 등으로 만들어질 수 있다. 일부 변형형태에서, 연질의 쉘 또는 연질의 쉘 부분은 직물 또는 부직포일 수 있는 충분히 기밀성인 섬유로 만들어질 수 있다. 일부 경우, 쉘에 사용되는 섬유는 약간 공기가 침투가능할 수 있지만, 챔버를 구성하기 위해 원하는 정도의 압력을 허용하도록 충분히 기밀성이다. 챔버가 수축되는 동안, 연질의 쉘 또는 쉘 부분이 하체 부분(106)이 개구부(104) 내에 위치하도록 할 수 있다. 개구부(104)는 다양한 형상의 개인 하체(106)의 허리선을 수용하기 위해 예컨대 타원형 또는 원형 형상 및 가요성 섬유 또는 다른 종류의 가요성 재료를 포함할 수 있다.
연질의 쉘 또는 쉘 부분의 높이는 다양한 기술을 사용하여 조정할 수 있다. 한 예에서, 연질의 쉘(예컨대 섬유로 만들어진 것)의 높이는 쉘의 상부 위에서 끌어내리기 위한 스트랩을 사용하여 변경할 수 있다. 또 다른 예에서, 개구부(104)는 개인(101)의 허리 또는 몸통을 둘러싸는 경질의 고리(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 챔버(102)의 높이는 따라서 경질의 고리를 상승시키거나 낮춤으로써 조정할 수 있다.
시스템(100)의 부분으로서 하나 이상의 바(도시하지 않음)가 제공될 수 있고, 개인(101)의 허리 아래에 가요성 쉘의 적어도 일부를 포위하도록 형성될 수 있다. 이러한 바 또는 바들은 챔버의 측면을 따라 쉘의 가요성 부분을 고정하여 확장을 제한하고, 그 결과 개인(101)의 몸통에 가깝게 쉘을 유지하여 편안한 팔 스윙을 허용한다. 바 또는 바들은 가요성 쉘이 원하지 않는 형상, 예컨대 구 형상으로 확장하는 능력을 제한할 수 있다. 바 또는 바들은 어떤 적합한 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 일부 변형형태에서, 두개의 평행한 바들이 측면을 따라 제공될 수 있다. 다른 변형형태에서, 하나의 U-형상 바를 사용할 수 있고, 이때 U-형상 바의 기부는 사용자의 정면에 위치할 수 있다. 유사하게, 경질인 쉘 또는 부분적으로 경질인 쉘은 개인(101)이 윤곽 형상, 예컨대 안장 형상을 통해 이동(걷기 또는 뛰기)하는 동안 개인(101)의 팔이 경질의 쉘에 접촉하거나 이것에 의해 방해를 받는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 챔버를 위한 높이-조절가능 쉘 및 가변 형상 쉘의 추가 예가 미국 특허 출원 제2007/0181121호 및 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허 출원 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)에 설명되어 있으며 각각은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다.
시스템(100)은 또한 챔버(102) 내외로 진입 및 퇴장을 용이하게 하기 위한 후방 진입 통로(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 후방 진입 통로는 일부 변형형태에서 계단을 포함할 수 있다. 연질의 쉘 또는 연질의 쉘 부분을 갖는 챔버(102)의 변형형태에서, 이러한 후방 진입 통로가 존재한다면, 예컨대 밀봉부(110)를 개인(101)에게 부착하기 더 쉽도록 수축 상태에서 연질의 쉘 또는 연질의 쉘 부분을 지지하기 위한 수단으로서 사용할 수 있다. 또한 통로는 챔버(102)가 찢어지거나(가요성 쉘, 예컨대 섬유 쉘의 경우) 파열되는(경질 쉘의 경우) 경우 안전 플랫폼으로서 기능할 수 있다. 통로는 또한 개인을 지지체에 고정하거나 개인이 떨어지는 것을 방지하기 위한 개인(101)을 위한 하나 이상의 고정바를 포함할 수 있다.
경질 쉘을 갖는 챔버(102)의 변형형태에 대하여, 챔버(102)는 개인(101)이 챔버(102)로 진입 및 퇴장하도록 하는 문(도시하지 않음) 또는 다른 종류의 개방부를 포함할 수 있다. 예컨대, 문을 사용할 수 있고, 이때 문은 스윙 오픈, 스윙 다운 또는 슬라이드 오픈일 수 있다. 문은 지퍼, 스냅 및/또는 다른 종류의 폐쇄수단(예컨대 Velcro™ 타입 후크 및 루프 폐쇄수단)으로 충분히 기밀인 방식으로 폐쇄될 수 있는 섬유, 플라스틱, 가죽 또는 다른 종류의 가요성 재료로 이루어질 수 있다. 일부 변형형태에서, 개구부(104)는 클램-쉘 또는 조종석과 같이 챔버(102)의 두개의 절반부를 함께 떨어지고 되돌아가게 이동시킴으로써 형성될 수 있다. 추가적으로, 경질 쉘의 높이는 개인(101)의 키를 기준으로 조정될 수 있다.
도 1에 예시한 바와 같은 공기차압 시스템에 사용하기 위한 적합한 쉘의 일부 변형형태가 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허 출원 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)에 설명되어 있으며 각각은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다.
개인 사용자(101)의 몸통 또는 허리선에서 또는 그 근방에서 사용자의 하체(106)와 개구부(104) 사이에 밀봉부(110)가 제공된다. 한 실시형태에 따라, 밀봉부(110)는 개인(101)의 몸통 주변에 복수의 개방부/누출부를 포함하여 개인(101)을 시원하게 하고 및/또는 개인(101)의 몸통 주변의 압력 분포를 더 잘 제어한다. 예컨대, 개인(101)의 복부 정면에 위치한 누출부는 압력하에서 가요성 허리 밀봉부의 벌루닝으로 인한 팽창(bloating)에 도움을 줄 수 있다. 이러한 의도적인 누출부는 비-기밀 섬유 또는 다른 재료를 꿰맴으로써, 또는 챔버(102)의 쉘(경질 또는 연질)에 홀을 형성함으로써 수행할 수 있다. 밀봉부(110)는 실질적으로 기밀성인 재료 및/또는 비-기밀성 재료로 만들어질 수 있다. 밀봉부(110)는 치마, 바지(반바지) 또는 이들의 조합으로 수행될 수 있다.
한 실시형태에 따르면, 밀봉부(110)는 분리가능한 밀봉 폐쇄수단을 포함할 수 있다. 분리가능한 밀봉 폐쇄수단의 비제한 예는 쉘, 클램프 및 변형가능 루프에 부착되는 단단한 립에 걸치는 지퍼, 스냅, Velcro™ 타입 후크 및 루프 폐쇄수단, 카약 스타일 부착수단(예컨대 지퍼 사용)을 포함한다. 일부 변형형태에서, 밀봉부(110)는 개인 하체(106)를 고정하기 위한 수단 및 개구부(104)에 부착하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 사용자의 신체에 고정하기 위한 수단은, 예컨대 상이한 대퇴부 크기를 수용하도록 조절하기 위해 사용자의 대퇴부의 주변 둘레에 연장되는 Velcro™ 타입 스트랩, 및 힙본에 고정된 밀봉부를 유지하는 벨트를 포함할 수 있다. 사용자의 신체를 고정하기 위한 수단의 다른 예는 사용자의 신체에 대하여 밀봉하는 높은 마찰 재료 및 높은 마찰계수로 인하여 고정된 나머지 부분을 포함할 수 있다. 밀봉부(110)는 통기성이고 세탁가능하다. 또 다른 실시형태에 따르면, 밀봉부(110)는 개인의 가슴까지 밀봉할 수 있고, 일부 변형형태에서, 밀봉부는 사용자의 허리 부분부터 최대 가슴까지 연장될 수 있다. 일부 변형형태에서, 밀봉부(110)는 스커트-타입 밀봉부를 포함할 수 있다. 밀봉부의 추가의 비제한 예는 미국 특허 출원 제2007/0181121호 및 발명의 명칭이 "SYSTEMS, METHODS AND APPARATUS FOR DIFFERENTIAL AIR PRESSURE DEVICE"이고 여기 동시에 출원된 미국 특허 출원 제_____호(대리인 사건 번호 8038.P002)에 설명되어 있으며 각각은 그 전체로 본원에 참조로 포함된다.
챔버(102) 내에 선택적 운동기구(112)가 적어도 부분적으로 수용될 수 있다. 어떤 적합한 운동기구, 예컨대 트레드밀, 고정식 자전거, 로잉 머신, 스테퍼 기구, 엘립티컬 트레이너, 발란스 보드 등을 사용할 수 있다. 운동기구(112)는, 예컨대 높이, 경사 및 속도를 조절할 수 있는 트레드밀일 수 있다. 운동기구의 어떤 파라미터는 개인 사용자(101)의 치수에 기초하여 조정될 수 있다. 예컨대, 운동기구(112)의 높이, 챔버 내의 위치, 좌석 위치, 핸드그립 위치 등을 개인(101)의 치수를 수용하도록 조절할 수 있다. 당업자들은 나타낸 트레드밀에 제한적인 것으로 의도되지 않고 다른 운동기구를 본원에 개시된 발명 개념에서 벗어나지 않고 사용할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
일부 변형형태에서, 공기차압 시스템은 운동기구(112)가 없는 가압가능 챔버를 포함한다. 이들 변형형태에서, 예컨대 점프 능력, 균형 또는 일반적인 움직임을 개선하기 위한 수단으로서 어떤 운동기구 없이 챔버(102)를 사용할 수 있다.
챔버(102) 내부 압력을 조정하기 위해 어떤 적합한 타입의 제어기(103)를 사용할 수 있다. 상기 기술한 바와 같이, 예컨대 만약 제어기(103)가 네거티브 피드백 제어 시스템으로서 형성된다면, 일부 변형형태에서 제어기(103)는 챔버(102) 내의 압력을 유지하도록 형성된다. 특정 변형형태에서, 제어기(103)는 흡기 시스템(114) 및 배기 시스템(116)을 포함한다. 일부 경우, 제어기(103)는 압력 센서(120), 프로세서(122), 또는 제어 패널(118), 또는 상기 중 둘 이상의 어떤 조합을 포함할 수 있다.
도 1에 예시한 변형형태에서, 흡기 시스템(114)은 가스(예컨대 공기)를 수용하기 위한 입력구(124), 압력 공급원(126)(펌프 또는 블로어) 및 출력구(128)를 포함한다. 압력 공급원(126)으로부터의 가스 흐름은 불규칙할 수 있다. 압력 공급원(126)은 껴지거나 꺼질 수 있다. 또 다른 실시형태에 따르면, 압력 공급원(126)은 챔버(102)로의 유입 기류를 제어하기 위해 조절될 수 있는 가변 팬 속도를 포함할 수 있다. 압력 공급원(126)은 입력구(124)로부터 출력구(128)로 가스를 펌핑할 수 있다.
도 1에 예시한 변형형태에서, 배기 시스템(116)은 챔버(102)로부터 가스를 수용하기 위한 입력구(130), 압력 조절 밸브(132) 및 주위 압력에 대한 출력구(134)를 포함한다. 압력 조절 밸브(132)는 챔버(102)로부터의 배기 흐름을 제어한다. 입력구(130)는 챔버(102)의 입력구이다. 가스는 출력구(134)를 통해 챔버(102)를 떠난다. 또 다른 실시형태에 따르면, 안전 배기구(도시하지 않음)를 챔버(102)에 연결하여 예컨대 응급 또는 시스템 실패시 안전 한계와 같은 한계를 넘어 압력이 증가하는 경우 가스가 챔버(102)를 빠져나갈 수 있도록 할 수 있다.
일부 변형형태에서, 도 1에 예시한 공기차압 시스템은 개인(101) 또는 작동자가 프로세서(122)를 통해 시스템(100)과 상호작용할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스 시스템을 포함한다. 어떤 적합한 사용자 인터페이스, 예컨대 터치 스크린, 핸드헬드 버튼, 핸드헬드 제어 박스 또는 목소리-활성화 사용자 인터페이스를 사용할 수 있다. 특정 변형형태에서, 제어 패널(118)이 사용자 인터페이스 시스템을 포함한다. 사용자 인터페이스 및/또는 제어 패널은 무선 형태 또는 내장형으로 프로세서(122)와 접속될 수 있다. 일부 변형형태에서, 개인(101)은 제어 패널(118) 상의 터치-스크린 인터페이스(도시하지 않음)를 사용하여 예컨대 챔버(102) 내의 압력을 프로그래밍하고 및/또는 운동기구의 하나 이상의 파라미터, 예컨대 운동기구(112)의 속도, 경사, 저항 및/또는 높이를 제어할 수 있다. 제어 패널(118)은 또한 시스템을 교정하여 체중을 보정하고 및/또는 원하는 인수 또는 파라미터를 입력하여 운동의 강도를 결정하도록 개인(101)에 의해 사용될 수 있다. 예컨대, 사용자는 그가 그의 체중의 특정 부분에서 운동하거나, 또는 특정 수의 파운드만큼 그의 체중을 줄이거나, 또는 특정 심박수 또는 혈압에서 운동하거나, 또는 특정 통증 수준에서 운동하기를 원하는지를 명시할 수 있다. 교정 프로세스의 비제한 예는 하기 더 상세히 설명한다.
한 실시형태에서, 선택적 압력 센서(120)가 챔버(102)에 연결되어 챔버(102) 내부 압력과 주위 압력 간의 차압을 측정한다. 당업자는 나타낸 압력 센서(120)가 제한이 되는 것으로 의도되지 않고 다른 타입의 압력 변환기 또는 압력 측정 센서를 본원에 개시된 발명 개념에서 벗어나지 않고 사용할 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 압력 센서(120)는 그것의 측정값을 프로세서(122)로 전달한다. 본원에 설명한 바와 같이, 시스템(100)은 하기 방법 및 시스템의 변형형태 중 일부에 설명되는 바와 같이 교정 프로세스를 달성하기 위해 압력 센서를 포함할 필요는 없다.
일부 변형형태에서, 제어기(103)는 압력 공급원(126) 및/또는 압력 조절 밸브(132)를 제어하기 위해 압력 센서(120)로부터의 입력을 사용하도록 구성될 수 있다. 프로세서(122)는 만약 존재한다면 사용자 인터페이스 또는 제어 패널(118)과 소통할 수 있다. 프로세서(122)의 알고리즘의 예는 프로세서(122)가 제어 패널(118)로부터 입력을 수신하는 것이다. 예컨대, 입력은 원하는 챔버(102) 내의 압력, 원하는 개인의 체중의 퍼센트, 사용자의 체중을 상쇄하기 위한 중량, 및/또는 통증 수준을 포함할 수 있다. 프로세서(122)는 네거티브 피드백 루프, 회로 또는 시스템을 사용하여 압력 공급원(126) 및/또는 조절된 밸브(132)를 작동시키도록 형성될 수 있다. 프로세서(122)는 특정 변형형태에서 압력 센서(120)로부터의 입력으로 챔버(102) 내부 압력을 모니터할 수 있다. 압력 센서(120)로부터의 측정값 및 예컨대 제어 패널(118)을 통한 사용자로부터 입력에 기초하여, 프로세서(122)는 구동 신호를 조절된 밸브(132) 및/또는 압력 공급원(126)으로 보내어 챔버(102)를 통한 배기 흐름을 증가 또는 감소시켜서 챔버(102) 내의 압력을 원하는 압력에 가능한 한 가깝게 유지한다. 원하는 압력은 일부 변형형태에서 미리 설정할 수 있고, 일부 변형형태에서 제어 패널(118)로부터 수신하거나 예컨대 제어 패널을 통해 사용자로부터 수신된 정보로부터 유도할 수 있다. 챔버(102) 내부 압력(포지티브 또는 네거티브)은 개인(101)에 대한 상승 또는 하강 힘을 생성하여 더 가볍거나 더 무거운 감각을 가져온다.
프로세서(122)는 일부 변형형태에서 운동기구(112)와 소통할 수 있다. 프로세서(122)는 제어 패널(118)을 통해 운동기구(112)를 위한 하나 이상의 입력 파라미터를 수신할 수 있다. 예컨대, 운동기구(112)는 챔버(102) 내부에서 감지된 압력에 기초한 프로세서(122)에 의해 조절된 속도 또는 경사를 갖는 트레드밀을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 따라, 시스템(100)을 제어하여 특정한 보폭 빈도 달성과 같은 다양한 실행 파라미터를 모니터 및/또는 유지할 수 있다. 일부 변형형태에서, 프로세서(122)는 하나 이상의 사용자 실행 파라미터 센서, 예컨대 심박수, 혈압, 통증 수준, 보폭 길이, 박자 또는 보폭 빈도, 발의 착지 압력 등으로부터 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 속도, 저항 및/또는 챔버 내부 압력과 같은 운동기구의 하나 이상의 파라미터는 하나 이상의 사용자 파라미터에 응답하여 조절될 수 있다. 예컨대, 센서가 트레드밀 위에 위치하여 트레드밀에 대한 사용자 발의 충격을 탐지하고 후속 값과 비교하여 보폭 간의 지속시간을 측정할 수 있다. 그 다음 기계는 압력, 경사, 속도 등을 조절하여 특정 보폭 속도를 유지할 수 있다.
또 다른 실시형태에 따르면, 시스템(100)은 사용자가 속도를 증가시켰거나 감소시켰는지 여부를 감지하는 개인(101)에 결합된 감속/가속 센서를 포함할 수 있다. 당업자들은 이러한 센서를 수행하는 많은 방식이 있다는 것을 인식할 것이다. 프로세서(122)가 가속/감속 센서로부터의 측정값을 수신하고 신호를 보내어 측정값에 응답하여 챔버(102) 내부 압력의 증가 또는 감소와 조합하여 트레드밀의 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
프로세서(122)는 또한 다양한 데이터를 저장하는 데이터베이스 및/또는 개인(101)에 의해 또는 제어 패널(118)을 통해 작동자에 의해 선택 또는 프로그래밍될 수 있는 실행가능한 프로그램과 같은 데이터 저장소(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 데이터 저장소는 시스템(100)을 제어하는데 사용할 수 있는 데이터의 리포지터리를 포함할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 센서(압력 센서, 개인의 실행 센서, 안전 센서 등)로부터 데이터를 수신하는 동안, 프로세서(122)는 하나 이상의 파라미터가 미리 설정된 한계 또는 위험한 수준에 도달하였다는 것을 결정할 수 있다. 그 다음 프로세서(122)는 운동기구(112)의 압력 및/또는 파라미터, 예컨대 저항 또는 속도, 예컨대 트레드밀의 속도를 변경한다. 예컨대, 트레이너는 개인(101)을 위한 최대 속도, 심박수, 저항, 기울기, 혈압 또는 통증 파라미터를 설정할 수 있다. 프로세서(122)는 파라미터가 초과되지 않는 것을 확보할 수 있다. 데이터 저장소는 또한 과거의 실행 데이터 및 상이한 프로토콜에 대한 개인 기록을 저장하는데 사용될 수 있고 시스템(100)은 개인(101)이 이전의 실행 데이터 또는 개인 기록에 대하여 운영할 수 있도록 한다.
데이터 저장소는 또한 제어 패널(118)로부터의 선택에 기초한 다양한 트레이닝 프로그램을 포함할 수 있다. 프로세서(122)는 그 다음 하나의 변수, 변수의 조합 또는 모든 변수들에 기초한 개인(101)에 대한 해롭지 않은 범위로 활동 수준을 제한할 수 있다. 데이터 저장소는 또한 개인(101)의 실행 및 활동을 기록 및 저장할 수 있고 어떤 교정 데이터도 저장하여 개인(101) 트레이너, 치료사 등이 공기차압 시스템의 매 사용을 위해 교정 프로세스를 수행할 필요가 없다.
도 2는 또 다른 실시형태에 따라 개인(101)의 하체 부분(106)에 압력을 가하기 위한 시스템(200)을 개략적으로 예시하는 블록 다이어그램이다. 시스템(200)은 챔버(102) 및 챔버(102) 내부 압력을 조정(증가 또는 감소)하기 위한 제어기(202)를 포함한다. 일부 변형형태에서, 제어기(202)는 챔버(102) 내부 압력을 유지하도록 형성될 수 있다. 제어기(202)의 예는 네거티브 피드백 제어 시스템이다.
챔버(102) 내부 압력을 조절(일부 변형형태에서는 유지)하기 위한 제어기(202)는 흡기 시스템(204)을 포함한다. 일부 변형형태에서, 제어기는 도 1과 관련하여 설명한 바와 같이 사용자 인터페이스를 포함한다. 특정 변형형태에서, 사용자 인터페이스는 제어 패널(118)의 일부로서 포함될 수 있다. 일부 변형형태에서, 제어기(202)는 압력 센서(120) 및 프로세서(206)를 포함한다.
도 2에 예시한 변형형태에서, 흡기 시스템(204)은 가스(예컨대 공기)를 수용하기 위한 입력구(208), 조절된 압력 공급원(210) 및 출력구(212)를 포함한다. 조절된 압력 공급원(210)은 가스를 입력구(208)로부터 출력구(212)로 펌핑한다. 출력구(212)는 또한 챔버(102)로의 입력구이다. 가스는 출력구(212)를 통해 챔버(102) 내외로 펌핑된다. 공기의 유입량은 제어된 압력 공급원(210)을 통해 조절된다. 조절된 압력 공급원(210)은 출력구(212)를 통해 가스 유속을 제어하기 위한 조절가능한 배기 밸브를 포함한다. 일부 변형형태에 따라서, 조절된 압력 공급원은 조정가능한 팬 블레이드 크기 및 팬 속도를 갖는 펌프를 포함할 수 있다. 가스 유속은 팬 속도 또는 팬 블레이드 크기를 변화시킴으로써 조절할 수 있다. 안전 배기구(도시하지 않음)를 챔버(102)에 연결하여 미리 설정된 한계에 도달한 경우, 예컨대 응급 또는 시스템 실패시 가스가 챔버(102)를 빠져나가게 한다.
프로세서(206)는 만약 존재한다면 제어 패널(118) 및 압력 센서(120)와 소통하여 조절된 압력 공급원(210)을 제어한다. 프로세서(206)의 알고리즘의 예는 프로세서(206)가 예컨대 제어 패널(118)을 통해 사용자로부터의 입력을 수신하는 것이다. 예컨대, 입력은 원하는 챔버(102) 내의 압력, 원하는 개인의 체중, 개인이 운동하는 동안 경험하고 싶은 체중의 퍼센트를 결정하는 인자, 사용자가 주위 압력에서의 중량에 대하여 그의 중량을 상쇄하는데 사용하고 싶은 중량 상쇄, 통증 한계, 삼박수 및/또는 혈압 등을 포함할 수 있다. 도 2에 예시된 변형형태에서, 프로세서(206)는 네거티브 피드백 루프, 회로 또는 시스템을 사용하여 조절된 압력 공급원(210)을 작동시킬 수 있다. 프로세서(206)는 압력 센서(120)로 챔버(120) 내부 압력을 모니터할 수 있다. 압력 센서(120)로부터의 측정값 및 (예컨대 제어 패널(118)을 통한) 사용자로부터 입력에 기초하여, 프로세서(206)는 구동 신호를 조절된 압력 공급원(210)으로 보내어 챔버(102)를 통한 가스 흐름을 증가 또는 감소시켜서 챔버(102) 내의 압력을 예컨대 제어 패널(118)을 통해 사용자로부터 수신한 원하는 압력에 가능한 한 가깝게 유지한다. 챔버(102) 내부 압력(포지티브 또는 네거티브)은 개인(101)에 대한 상승 또는 하강 힘을 생성하여 더 가볍거나 더 무거운 감각을 가져온다.
일부 변형형태에서, 프로세서(206)는 챔버(102) 내부에 적어도 부분적으로 수용된 운동기구(112)와 소통할 수 있다. 예컨대 도 1과 관련하여 상기 설명한 바와 같이 어떤 적합한 운동기구(112)를 사용할 수 있다. 일부 변형형태에서, 운동기구를 사용하지 않는다. 프로세서(206)는 예컨대 제어 패널(118)을 통해 사용자로부터 운동기구(112)를 위한 하나 이상의 입력 파라미터(예컨대 속도, 저항, 경사, 기울기, 작동 알고리즘 등)를 수신할 수 있다. 예컨대, 운동기구(112)는 챔버(102) 내부에서 감지된 압력에 기초한 프로세서(206)에 의해 조절된 속도 또는 경사를 갖는 트레드밀을 포함할 수 있다.
프로세서(206)는 또한 다양한 데이터 및/또는 개인(101)에 의해 또는 제어 패널(118)을 통해 작동자에 의해 선택 또는 프로그래밍될 수 있는 실행가능한 프로그램를 저장하는 데이터베이스와 같은 데이터 저장소(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 데이터 저장소는 시스템(200)을 제어하는데 사용할 수 있는 데이터의 리포지터리를 포함할 수 있다. 예컨대, 모든 센서로부터 데이터를 수신하는 동안, 프로세서(206)는 하나 이상의 파라미터가 미리 설정된 한계 또는 위험한 수준에 도달하였다는 것을 결정할 수 있다. 그 다음 프로세서(206)는 압력 및/또는 운동기구(112)의 하나 이상의 파라미터, 예컨대 트레드밀의 속도를 변경한다. 예컨대, 트레이너 또는 물리치료사는 개인(101)을 위한 최대 속도 파라미터를 설정할 수 있다. 프로세서(206)는 속도가 초과되지 않는 것을 확보할 수 있다. 데이터 저장소는 또한 과거의 실행 데이터 및 상이한 프로토콜에 대한 개인 기록을 저장하는데 사용될 수 있고 시스템(200)은 개인(101)이 이전의 실행 데이터 또는 개인 기록에 대하여 이행할 수 있도록 한다.
데이터 저장소는 또한 제어 패널(118)로부터의 선택에 기초한 다양한 트레이닝 프로그램을 포함할 수 있다. 프로세서(206)는 일부 변형형태에서 하나 이상의 변수, 예컨대 모든 변수에 기초한 해롭지 않은 수준으로 하나 이상의 활동 수준을 제한할 수 있다. 데이터 저장소는 또한 개인(101)의 실행 및 활동을 기록 및 저장할 수 있다.
한 실시형태에서, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법은, 사용자에 의해 경험되는 힘이 목표 힘값에 도달할 때 까지 챔버 내 압력을 조정하는 것, 및 목표 힘값에 도달하여 제1 (압력, 힘) 데이터점를 얻은 압력을 측정하는 것을 포함하고, 여기서 힘값은 목표 힘값이고 압력은 목표 힘값에 도달했을 때 측정된 챔버 압력이다. 일부 변형형태에서 방법은 제1 (압력, 힘) 데이터점를 사용하여 사용자에 의해 경험되는 체중의 힘과 챔버 압력 간의 관계를 (예컨대 외삽 및/또는 내삽에 의해) 결정하는 것을 포함한다. 이러한 프로세스 변형형태의 예가 도 3에 예시되어 있다.
도 3에 예시된 프로세스 변형형태는 압력 챔버 내부에 위치하여 압력의 함수로서 사람의 중량을 측정할 수 있는 연속 하중 측정이 가능한 저울 또는 다른 디바이스를 요하지 않는다. 대신, 사용자의 체중과 같은 힘이 챔버 내부에서 감지될 수 있고, 힘이 미리 설정된 힘 수준에 도달하는 압력을 결정할 수 있다. 예컨대, 시스템은 사용자가 체중의 힘을 발휘하는 플랫폼 또는 표면을 포함할 수 있다. 사용자의 체중이 목표 힘값(즉 일부 변형형태에서 미리 결정될 수 있는 공지된 중량)에 도달하는 압력을 측정하여 제1 (압력, 힘) 데이터점를 발생시킬 수 있고, 여기서 힘은 목표 함값이고 압력은 목표 힘값에서 측정된 상이한 챔버 압력이다. 사용자에 대한 힘과 목표 힘값 또는 공지된 중량 간의 비교는 예컨대 간단한 천칭 또는 평형추 형태를 사용하여 어떤 적절한 메커니즘 또는 설정을 사용하여 달성할 수 있다. 그 다음 제1 (압력, 힘) 데이터점를 적어도 한 이상의 (압력, 힘) 데이터점과 조합하여 사용하여 시스템을 위한 압력-하중 곡선을 발생시킬 수 있다. 일부 변형형태에서, 주위 압력에서 사용자의 체중을 추가 (압력, 하중) 데이터점의 하나로서 사용할 수 있다. 하나 이상의 추가 (압력, 하중) 데이터점은 압력 챔버 내 사용자의 체중이 하나 이상의 다른 목표 힘값에 도달하는 하나 이상의 추가 압력을 측정함으로써 얻을 수 있다. 교정 프로세스에 사용되는 목표 힘값 중 적어도 하나는 일부 변형형태에서 미리 설정될 수 있으며, 예컨대 공기차압 시스템의 모든 사용자에 대하여 미리 설정될 수 있다. 다른 변형형태에서, 목표 힘값 중 하나 이상은 특정 개인에 대하여 시스템에 의해 결정 또는 선택될 수 있다. 예컨대, 시스템은 비교적 높은 정상 체중을 나타내는 사용자로부터의 입력에 기초한 더 큰 목표 힘값, 및 비교적 낮은 정상 체중을 나타내는 사용자에 대한 입력에 기초한 더 작은 힘값을 선택할 수 있다. 이렇게 수집한 (압력, 하중) 데이터점를 사용하여 압력-하중 곡선을 발생시킬 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력-하중 곡선은 다양한 개체의 테스트 데이터에 기초하여 조절 및/또는 조정될 수 있다. 압력-하중 데이터점은 예컨대 압력 챔버 내에 저울 또는 로드셀이 구비된 공기차압 시스템 및 챔버에 결합된 압력 센서를 사용하여 개체의 설정에 대하여 얻을 수 있다.
도 3을 참조하여, 이러한 교정 프로세스는 초기 힘 또는 하중 목표값에 도달할 때 까지 사용자 신체의 적어도 일부의 주변에 밀봉된 압력 챔버 내의 압력을 조절하고, 힘 또는 하중 목표값이 도달하는 압력(또는 본원에 설명된 바와 같이 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 의해 유인되는 전력과 같은 압력과 관련될 수 있는 파라미터)을 측정하는 프로세싱 로직에 의해 시작한다(프로세싱 블록(302)). 프로세스는 하드웨어(전기회로, 표시된 로직 등), 소프트웨어(예컨대 일반적 목적의 컴퓨터 시스템 또는 표시된 기계 상에서 운영됨) 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수 있다. 일부 변형에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다. 시스템이 교정되는 힘 또는 하중은 시스템의 표면 상에 발휘되는 힘, 또는 다른 감지점일 수 있다. 힘이 발휘되는 표면은 시스템에 대하여 임의의 방향일 수 있다.
일부 변형형태에서, 사용자에 의해 경험되는 힘의 측정값은 시스템의 기부에서의 표면에 대한 사용자의 체중으로부터 얻을 수 있다. 일부 변형형태에서, 힘 측정값은 예컨대 걸이식 하중 측정 디바이스와 같은 상단 표면으로부터 얻어진다. 예컨대, 도 9는 걸이식 하중 측정 디바이스(901)를 포함하는 공기차압 시스템(900)의 한 변형형태의 예시를 제공한다. 여기서, 디바이스(901)는 공기차압 시스템(900)의 챔버(906) 내에 신체의 적어도 일부가 밀봉된 사용자(904)에게 부착되는 하나 이상의 힘 센서(902)(예컨대 하나 이상의 스프링, 인장계 등)를 포함한다. P1(챔버 내부 압력)과 P2(챔버 외부 압력) 간의 차이가 사용자(904)에 의해 경험되는 힘을 변경시킨다. 챔버(906) 내부 압력 P1은 사용자에 의해 경험되는 힘이 하나 이상의 힘 센서(902)에 의해 감지되는 목표 힘 F1에 도달할 때 까지 증가할 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 초기 하중값은 시스템에서 주위 압력에서 측정 및 입력되는 전체 사용자 체중일 수 있다. 데이터의 입력은 사용자에 의해 행해지거나 챔버내 차압이 없는 (즉 주위 압력에서) 시스템에 의해 측정될 수 있다.
그 다음 제2 목표 힘값이 설정되고, 감지된 힘(예컨대 사용자의 체중)이 목표 힘값에 도달할 때 상응하는 시스템 압력 (또는 본원에 설명된 바와 같이 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 의해 유인되는 전력과 관련될 수 있는 파라미터)가 기록된다(프로세싱 블록(304)). 원하는 다수 횟수 만큼 단계(304)를 반복할 수 있다. 일부 변형형태에서, 목표 힘값 또는 값들은 모든 사용자를 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 설정될 수 있다. 특정 변형형태에서, 미리 결정된 힘 목표 값은 사용자 치수(예컨대 주위 압력에서 정적 전신 중량)에 기초한 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 결정된다. 예컨대, 힘 목표는 주위 압력에서 사용자의 정중량의 퍼센트에 기초하여 형성될 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력은 시스템의 표면 상에서 사용자의 신체에 의해 발휘되는 힘/하중이 미리 설정된 힘값과 유효하게 동일하거나, 약간 더 크거나, 약간 더 작을 때 까지 프로세싱 로직에 의해 도 1 또는 도 2의 시스템에서 변한다.
그 다음 둘 이상의 (압력, 하중) 데이터점를 사용하여 상관관계가 계산될 수 있다(프로세싱 블록(306)) (즉 하중-압력 곡선이 발생함). 일부 변형형태에서, 압력-하중 곡선은 다양한 개체의 테스트 데이터에 기초하여 조절 및/또는 조정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 상관관계는 시스템이 추정 압력 대 하중 곡선을 형성하도록 챔버 내 압력을 조절함으로써 챔버에서 사용자의 유효 체중을 조절한다.
일부 변형형태에서, 프로세싱 로직은 프로세싱 블록(302)으로 되돌아가서 감지 및 교정 프로세스(300)를 반복한다. 일부 변형형태에서, 프로세싱 로직은 많은 (압력, 하중) 데이터점를 수집하기 위한 프로세싱 블록(304) 후 압력과 체중의 상관관계를 계산하기(프로세싱 블록(306)) 전에 프로세싱 블록(302)으로 되돌아갈 수 있다. 교정 프로세스를 선택적으로 여러 다른 목표 힘값에 대하여 반복하여 추가의 압력값, 예컨대 더 넓거나 더 좁은 범위의 압력값을 확립하거나, 또는 보다 정확한 힘과 압력 간의 상관관계를 형성할 수 있게 한다. 예컨대, 저체중에서 시스템의 비선형성 때문에 다수의 (압력, 하중) 데이터점이 특정 환경에서 요망될 수 있다.
제어 변수로서 힘을 사용하기 때문에, 측정되는 힘이 힘 목표값을 충족시킬 때 까지 압력을 조절하는 동안, 도 3의 프로세스가 목표 하중값(미리 설정될 수 있음)이 그 분야에서 공지되거나 후에 개발되는, 본원에 설명된 바와 같은 스프링, 변형가능한 탄성 재료 또는 다른 공지된 힘 적용 도식을 통해 측정되는 시스템 및 방법으로 연장될 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 감지된 힘이 하나 이상의 목표 힘값에 도달할 때 까지 압력을 조절하고 하나 이상의 목표 힘값과 관련된 압력(또는 본원에 설명된 바와 같이 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 의해 유인되는 전력과 관련될 수 있는 파라미터)을 측정하는 시스템 및 방법의 변형형태는 특정 환경에서 유리할 수 있다. 예컨대, 이러한 시스템 및 방법은 힘을 정량하는 것을 필요로 하지 않는 힘 감지 수단을 사용할 수 있고, 예컨대 이것은 연속된 힘값을 판독할 필요가 없을 수 있다. 대신, 이러한 시스템은 예컨대 저울, 스프링, 평형추, 탄성체 등으로 목표 힘값에 대하여 힘을 감지할 수 있는 것만이 필요하다. 그 결과 전기적 및/또는 기계적 복잡성이 감소되어 이로써 시스템 비용을 감소시키면서 시스템의 신뢰성을 증가시키는 시스템으로 될 수 있다.
도 4는 공기차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시된 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시한 플로우 다이어그램(400)이다. 프로세스는 하드웨어(전기회로, 지시된 로직 등), 소프트웨어(예컨대 일반 목적의 컴퓨터 시스템 또는 지시된 기계에서 운영됨), 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 행할 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다.
도 4를 참조하여, 프로세스는 스프링 또는 연성 표면에 대하여 사용자에 의해 발휘되는 힘/하중으로 시작되고 계속해서 하중이 감지 또는 측정된다(프로세싱 블록(402)). 연성 표면 또는 스프링은 주위 압력 또는 시스템 압력에서 힘/하중을 감지 또는 측정하는데 사용될 수 있다. 한 실시형태에서, 힘은 예컨대 두개의 플랫폼을 포함할 수 있는 보드의 변형으로서 측정되고, 이때 플랫폼은 스프링 또는 스프링 유사 재료에 의해 분리된다.
편향을 측정하여 가해진 사용자 하중을 표시하거나 상관되는 어떤 시스템 또는 방법이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 일부 변형형태에서, 스프링이 변형될 때(예컨대 사용자가 플랫폼 위에 직립함으로써 스프링에 힘을 발휘할 때), 스프링 편향이 가해진 사용자 하중을 측정하고 상관될 수 있다. 일부 변형형태에서, 하나 이상의 센서, 예컨대 하나 이상의 전기용량계 또는 센서가 스프링의 변형축을 따라 위치하여 편향 측정값을 얻을 수 있고, 그 다음 공지된 스프링의 컴플라이언스 및 센서의 출력, 예컨대 전기용량을 통해 하중에 상관하여 두 플레이트 간의 거리를 나타낼 수 있다. 편향을 감지하기 위한 어떤 적절한 타입의 센서, 예컨대 변위 센서(들), 광학 센서(들), 또는 홀 효과 마그넷 센서(들)를 사용할 수 있다.
도 4와 관련하여 설명 및 예시된 방법 변형형태에서, 연속적 방식으로 양적으로 적합한 센서에 의해 편향을 측정할 수 있고, 또는 편향을 기준값에 대하여 감지 또는 측정할 수 있고; 예컨대 스프링을 공지된 힘값에 대하여 비하중되도록 미리 설정할 수 있고, 힘의 감소 정도가 달성되었을 때 스위치(예컨대 이진 스위치)가 프로세서를 변경할 수 있다. 일부 변형형태에서, 센서는 스프링의 컴플라이언스 또는 센서가 결합된 보드에 의해 상관되는 공지된 하중값으로 미리 설정될 수 있기 때문에, 특정 편향량으로부터 특정한 하중의 정도를 알 수 있다. 다른 예에서, 두개의 스위치를 설정할 수 있고, 제1 스위치가 당겨질 때 까지 압력을 변화시킬 수 있고, 다른 스위치가 당겨질 때 까지 압력을 조정할 수 있다. 각 스위치를 당기는데 필요한 힘의 차이 및 각 스위치가 당겨진 압력을 아는 것에 의해, 적절한 압력-하중 곡선 또는 상관관계을 얻을 수 있다. 특정 변형형태에서, 시스템은 다수의 이러한 트리거 스위치를 포함할 수 있다.
일부 변형형태에서, 주위 압력/전체 체중에서 얻어진 (압력, 하중) 데이터점은 사용자 또는 시스템에 의해 입력될 수 있고 단일 압력에서 챔버 내의 사용자의 보드 또는 스프링의 편향을 측정하여 얻어진 하나의 추가의 (압력, 하중) 데이터점과 조합하여, 단순 직선 압력-하중 관계를 구성할 수 있다. 일부 변형형태에서, 다수의 센서를 사용하여 보드, 스프링 또는 연성 표면의 편향을 측정할 수 있고, 다수의 센서로부터의 데이터가 힘/하중 대 압력 곡선의 보다 정확한 구성을 위해 기록된다.
제1 데이터점를 얻은 후, 챔버 내 압력을 목표 힘값에 도달할 때 까지 변화시킬 수 있다(프로세싱 블록(404)). 이 특정 변화형태에서, 목표 힘값은 시스템의 컴플라이언스에 기초한 공지된 편향의 형태이다. 일단 목표 편향을 달성하면, 압력값(또는 본원에 설명된 배기 밸브 설정 또는 압력 공급원에 의한 전력 당김과 같은, 압력과 연관될 수 있는 값)을 측정한다. 이 프로세스는 일부 변형형태에서 복수회 반복하여 다수의 데이터점를 얻을 수 있다. 프로세스의 반복은 도 4에서 점선으로 나타낸 프로세싱 블록(404) 후 또는 프로세싱 블록(406) 후에 발생할 수 있다.
편향에 의해 측정된 챔버 압력과 체중의 힘 간의 상관관계가 형성된다(프로세싱 블록(406)). 한 실시형태에서, 상관관계는 추정 압력 대 하중 곡선을 형성하여 챔버 내 압력을 조정함으로써 시스템이 챔버에서 사용자의 유효 체중을 조정하게 한다. 특정 변형형태에서, 보드 또는 스프링 또는 다른 연성 표면의 다수의 편향 측정값을 다수의 압력에서 얻어서 더 많은 (하중, 압력) 데이터점을 발생시킬 수 있고, 차례로 더 정확한 선형 또는 비선형 압력-하중 곡선을 유도할 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력-하중 곡선은 다양한 개체의 테스트 데이터에 기초하여 조절 및/또는 조정된다.
도 5는 차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램(500)이다. 프로세스는 하드웨어(전자회로, 지시된 로직 등), 소프트웨어(일반 목적의 컴퓨터 시스템 또는 지시된 기계에서 수행됨), 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 수행될 수 있다. 한 실시형태에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다.
도 5를 참조하여, 시스템은 시스템이 제로 차압(주위 압력)에 있다는 것을 나타내는 데이터를 수신하는 프로세싱 로직에 의해 시작한다(프로세싱 블록(502)). 한 실시형태에서, 사용자로부터 예컨대 시스템과 결합된 제어 패널(118), 저울 및/또는 스위치(예컨대 중량이 스위치를 누를 때 원하는 정도의 정확성을 탐지할 수 있는 압력 감지 스위치)를 통해 데이터를 수신할 수 있고, 또는 시스템의 압력 공급원이 꺼졌다면 그 결과 시스템에 가해지는 압력이 없다는 것을 알 수 있다.
그 다음 사용자 체중이 저울 또는 스위치에서 탐지되지 않을 때 까지 시스템에서 압력을 조정할 수 있다(프로세싱 블록(504)). 한 실시형태에서, 챔버 내 하강 압력은 측정 표면으로부터 사용자가 충분히 분리되거나 측정 표면에 사용자에 의해 충분히 낮은 힘이 발휘되었을 때의 압력에 대응하며, 이 압력 측정값이 유효 제로 사용자 중량에 상응한다고 가정했을 때 적당한 정확성이 얻어진다. 어떤 적절한 센서 또는 센서 타입을 사용하여 사용자가 측정 표면, 예컨대 중량 센서 또는 변위 센서 또는 다른 센서 타입 위에서 탐지가능하지 않은 힘을 발휘할 때를 탐지하여 사용자와 시스템의 표면, 예컨대 광학 센서, 홀 효과 마그넷 센서, 저항 센서, 용량 센서 등의 표면 간의 분리를 탐지할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 사용자로부터 예컨대 제어 패널 또는 핸드헬드 사용자 제어 인터페이스에 의해 수신한 데이터는 신호를 보내어 사용자가 표면을 상승시킨 프로세싱 로직을 변경시킨다(예컨대 압력 증가를 중단하기 위해 사용자가 버튼을 누름).
그 다음 압력과 힘(사용자의 체중의 퍼센트로서 표시될 수 있음) 간의 상관관계가 형성된다(프로세싱 블록(506)). 본원에 설명된 다른 실시형태와 연관하여 논의하였듯이, 상관관계는 시스템이 추정 압력 대 하중 곡선을 형성하게 하여 챔버 내 압력을 조절함으로써 사용자의 유효 체중을 조절한다. 곡선은 최종 압력 및 하중 교차점으로서 사용되는 두개의 (압력, 하중) 데이터점을 갖는 직선인 것으로 간주될 수 있고, 또는 곡선은 비선형 관계인 것으로 간주될 수 있다. 일부 변형형태에서, 압력-하중 곡선은 다양한 개체의 테스트 데이터에 기초하여 조절 및/또는 조정될 수 있다.
도 5를 참조하여 논의하였듯이, 사용되는 제1 (압력, 하중) 데이터점은 제로 차압 및 주위 압력에서 측정된 100% 유효 체중일 수 있고, 제2 (압력, 하중) 데이터점은 0% 유효 체중 값이 감지되는 전체 압력 측정값일 수 있다.
프로세싱 로직은 적어도 두개의 (압력, 하중) 데이터점이 공급되어 압력-하중 관계(예컨대 두개의 압력-하중 데이터점이 공급된 경우 직선)를 구축할 수 있다. 그 다음 로직은 예컨대 주위 압력 체중의 퍼센트와 같은 주위 압력에서 사용자의 체중에 대하여 또는 주위 압력 사용자 중량으로부터의 상쇄로서 시스템을 교정할 수 있다. 예컨대, 사용자가 그의 체중을 입력하여 단지 유효 퍼센트 체중이 아닌 절대 유효 체중의 예측을 제공할 수 있고, 시스템은 단지 상대 체중 유닛, 예컨대 퍼센트 체중이 아닌 절대 중량 유닛의 관점에서 구동할 수 있다.
도 6은 차압 시스템, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 시스템을 교정하기 위한 방법의 또 다른 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램(600)이다. 프로세스는 하드웨어(전자회로, 지시된 로직 등), 소프트웨어(일반 목적의 컴퓨터 시스템 또는 지시된 기계에서 운영됨), 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 수행될 수 있다. 한 실시형태에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다.
도 6을 참조하여, 프로세스는 주위 압력에서 사용자의 체중을 나타내는 데이터를 수신하는 프로세스 로직에 의해 시작한다(프로세싱 블록(602)). 한 실시형태에서, 사용자가 제어 패널 등으로부터 프로세싱 로직과 결합된 저울에 올라설 때 중량이 수신된다. 또 다른 실시형태에서, 사용자가 제로 시스템 압력에서 그의 체중을 알고 있다면 사용자에 의해 간단히 입력된다. 또 다른 실시형태에서, 프로세스는 프로세싱(604)으로 시작하고, 사용자에 대한 압력 대 가해진 하중 곡선을 형성하는데 필요한 적어도 두개의 데이터 (압력, 하중) 데이터점을 수집하기 위해 적어도 하나의 프로세싱 블록(604, 606) 반복을 필요로 한다.
하나 이상의 물체의 공지된 중량에 대하여 시스템의 표면 위에서 사용자에 의해 발휘되는 힘을 측정한다(프로세싱 블록(604)). 그 다음 프로세싱 로직은 사용자에 의해 발휘되는 힘이 공지된 중량(들)과 동등해질 때 까지 시스템 압력을 조절한다(프로세싱 블록(606)). 한 실시형태에서, 압력은 사용자에 의해 발휘되는 힘이 일부 적당한 허용한계 내에서 물체의 공지된 중량(들)과 동등해질 때 까지 압력을 조정한다. 프로세싱 로직은 선택적으로 프로세싱 블록 (604, 606)을 복수회 반복할 수 있다.
도 6에 논의된 실시형태에서, 교정은 저울 시스템의 형태에 의해 가능하다. 이러한 저울 시스템의 예는 사용자가 사용자와 공지된 중량의 물체 간의 포인트에서 그 피벗 위에 서있는 보(beam)일 수 있다. 그 다음 사용자에 의해 가해진 힘 또는 토크 및 물체 해제까지 사용자가 비하중된다(예컨대 압력이 조정됨). 이 시점에서, 사용자는 보의 피봇과 질량으로부터의 상대 거리를 고려함으로써 물체의 일부 비율을 정량한 것으로 안다. 저울 시스템의 예를 도 10에 예시한다. 여기서 공기차압 시스템(1000)은 챔버(1002)와 챔버(1002)에 의해 둘러싸인 사용자(1004)의 신체의 적어도 일부를 포함한다. 공기차압 시스템(1000)은 저울 시스템(1010)을 포함한다. 저울 시스템(1010)은 사용자(1004)를 지지하는 플랫폼(1012)을 포함한다. 플랫폼(1012)은 보(1016)의 한쪽 말단(1014)에 결합된다. 공지된 스프링 상수 ks를 갖는 스프링(1024)은 지면 또는 다른 기준점에 대하여 (사용자를 지지하는) 반대 말단(1014)인 보(1016)의 말단(1020)을 연결한다. 보(1016)는 피봇점(1022)에서 피봇 블록(1018) 위에서 균형을 잡는다. 하나 이상의 센서(1026)가 빔(1016) 위에 위치한다. 센서(들)(1026)는 어떤 적합한 타입의 센서일 수 있다(예컨대 기울기 센서, 토크 센서 등). 사용자가 보(1016)의 말단(1014) 위에 힘을 발휘함에 따라, 보가 피봇점(1022)에 중심이 맞춰져서 스프링(1024)이 압축 또는 팽창되게 한다. 챔버(1002) 내의 압력 P1은, 보(1016) 위에 사용자에 의해 발휘되는 힘이 스프링(1024)으로 인하여 보가 힘을 균형을 맞출 때까지 조정될 수 있다. 특정 변형형태에서, 스프링(1024)의 스프링 상수 ks 중 어떤 하나가 변할 수 있고, 보(1016)의 길이가 변할 수 있고, 보(1016)를 따라 피봇점(1022)의 위치가 변할 수 있다. 사용자의 중량은 공지된 중량 및 개인에 대하여 압력 대 하중 곡선을 형성하기 위해 저장된 관련 압력값을 갖는 다수의 물체를 사용하여 측정될 수 있다. 또한 본원에서 논의된 바와 같이, 또한 사용자가 예측 곡선의 형성에 사용되는 하나의 유효한 (압력, 하중) 데이터점으로서 제로 시스템 압력에서의 그의 정상 체중을 입력할 수 있다.
일부 변형형태에서, 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 바와 같은 공기차압 시스템은 압력에 대한 사용자 통증 수준에 의해 교정될 수 있다. 이러한 통증을 사용하는 교정은 압력에 대한 유효 체중 교정 대신에 또는 이에 더하여 행할 수 있다. 도 7은 압력에 대한 사용자 통증 수준의 사용에 의하여 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램(700)이다. 프로세스는 하드웨어(전자회로, 지시된 로직 등), 소프트웨어(일반 목적의 컴퓨터 시스템 또는 지시된 기계에서 운영됨), 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 수행될 수 있다. 한 실시형태에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다.
도 7을 참조하여, 프로세스는 시스템 압력을 조절하는 프로세싱 로직에 의해 시작된다(프로세싱 블록(702)). 한 실시형태에서, 백의 시스템 압력은 미리 결정된 초기 또는 역치 수준으로 증가하고, 그 다음 하기 논의되는 바와 같이 사용자 통증에 따라 조절된다. 또 다른 실시형태에서, 시스템 압력은 미리 결정된 초기 또는 역치 수준으로부터 보다는 제로 시스템 압력으로부터 증가된다.
사용자의 현재 통증 수준을 나타내는 데이터가 수신된다(프로세싱 블록(704)). 일부 실시형태에서, 백 내의 압력이 증가함에 따라, 사용자는 그들이 얼마나 많은 통증을 느끼는지 입력할 수 있다. 사용자가 질문에 대답하고, 제어 패널(118) 상의 다이얼을 돌리고, 제어 패널(118)의 버튼을 눌러서 통증의 역치 또는 수준을 결정할 수 있고(예컨대 사용자는 통증 등급에 대한 수준을 나타내는 버튼을 선택할 수 있는데, 이것은 예컨대 통증 없음을 나타내는 1으로부터 참을 수 없는 통증을 나타내는 10까지의 통증 등급일 수 있음), (예컨대 숫자 패드 위의 숫자를 구두로, 또는 어떤 종류의 터치 센서로, 또는 어떤 다른 공지된 사용자 입력 방법을 사용하여 누름으로써) 시스템에 의해 공급된 프롬프트에 대하여 응답한다. 한 실시형태에서, 이 통증 측정은 정적으로 또는 동적으로 취해질 수 있으며, 사용자가 정지하거나 또는 움질일 수 있다는 것을 의미한다. 프로세스(700) 중의 단계(702, 704)는 통증 등급에 나타난 통증 수준 및/또는 최대 통증 역치가 사용자에 대하여 적절하도록 결정될 때 까지 반복될 수 있다. 통증이 너무 크다면 사용자로부터 어떤 신호에 의해 프로세스가 중단될 수 있다.
그 다음 압력은 압력에 대한 사용자 통증 수준을 나타내는 데이터와 상관된다(프로세싱 블록(706)). 한 실시형태에서, 시스템은 압력을 통증과 상관시켜서 시스템이 자동으로 압력을 조절할 수 있게 하여 사용자가 편안한 수준에 기초하여 움직일 수 있도록 한다. 또한, 상관관계는 예컨대 도 1 또는 도 2에 예시한 바와 같이 차압 시스템이 트레드밀의 속도, 경사, 저항, 압력 조절, 압력 수준 등과 같은 하나 이상의 작동 수치를 조정할 수 있게 하여 공지된 사용자 통증 허용한계에 기초하여 작동을 조절한다.
도 1 또는 도 2와 관련하여 설명한 것과 같은 공기차압 시스템의 특정 변형형태에서, 챔버 내 압력은 압력 챔버 내외로의 가스의 흐름을 제어함으로써, 즉 압력 챔버로의 흐름을 제어하는 공기 흡기 밸브, 압력 챔버 밖으로의 흐름을 제어하는 공기 배기 밸브 또는 이들의 조합을 사용하여 제어될 수 있다. 따라서, 챔버 내외로 가스 흐름이 어떻게 압력에 영향을 미치는지를 아는 것에 의해, 직접 압력을 측정하지 않고 챔버 내 압력을 결정할 수 있다.
도 1 또는 도 2와 연관하여 설명한 것과 같이 공기차압 시스템의 특정 변형형태에서, 개인의 중량을 측정하지 않고 압력 챔버에서 사용자에 의해 경험되는 하중을 결정할 수 있다. 예컨대, 압력 챔버가 트레드밀과 같은 활성 운동 시스템을 포함할 때, 사용자 입력 또는 공기차압 시스템과 결합된 저울을 통하기 보다는 모터 내의 시동 전력을 사용하여 유효 사용자 체중을 결정할 수 있다. 어떤 하중 없이, 모터는 특정량의 전력을 소비하여 운동 시스템을 출발시킨다. 사용자가 예를 들어 트레드밀의 벨트 위에 서 있음으로써 또는 그들의 다리를 자전거 위에 올려놓음으로써 모터의 출발을 지연시키는 경우, 시스템을 출발시키기 위해 취하는 전력의 양이 증가한다.
따라서, 측정된 챔버 압력 이외의 하나 이상의 시스템 자원을 시스템 교정을 위해 사용하여 사용자 하중을 결정할 수 있다. 예컨대, 가스 흡기, 배기 흐름 또는 이들의 일부 조합을 제어함으로써, 압력과 그 자원의 소비 간에 상관관계를 발견할 수 있다. 압력 공급원(블로어)에 의해 소비되는 전력(전압 또는 전류)은 챔버 내 압력에 상관될 수 있다. 일부 변형형태에서, 배기 밸브의 위치는 챔버 압력에 상관될 수 있다. 일부 변형형태에서, 운동기구(예를 들어 트레드밀, 엘립티컬 트레이너 또는 스테퍼)를 작동시키는데 필요한 시동 전력(전압 및/또는 전류)은 (사용자의 체중과 조합하는) 사용자 가해진 하중과 상관될 수 있다. 챔버 내 압력 또는 사용자의 체중의 직접 또는 간접 측정 이외의 압력 또는 하중에 연결될 수 있는 시스템 구성요소 또는 디바이스로부터의 이러한 데이터를 사용하여 차압 시스템을 교정하기 위한 한 세트의 (압력, 하중) 데이터점를 발생시킬 수 있다. 교정 곡선은 압력 또는 하중 이외의 이들 시스템 디바이스 파라미터를 사용하여 적절하게 발생될 수 있다. 예컨대, 챔버 압력을 운동기구를 작동시키는데 필요한 시동 전력에 대하여 교정할 수 있거나, 또는 챔버 내 하중(예컨대 사용자의 주위 압력 체중의 퍼센트로서)는 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 전달되는 전력에 대하여 교정될 수 있다. 일부 변형형태에서, 운동기구를 작동시키는데 필요한 시동 전력은 밸브 위치 또는 압력 공급원에 전달되는 전력에 대하여 교정될 수 있다.
도 8은 예컨대 도 1 및 도 2에 예시한 바와 같이 공기차압 시스템을 교정하기 위한 방법의 예를 개략적으로 예시하는 플로우 다이어그램(800)이다. 프로세스는 하드웨어(전자회로, 지시된 로직 등), 소프트웨어(일반 목적의 컴퓨터 시스템 또는 지시된 기계에서 운영됨), 또는 하드웨어와 소프트웨어 모두의 조합을 포함할 수 있는 프로세싱 로직에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시형태에서, 프로세싱 로직은 도 1의 프로세서(122) 또는 도 2의 프로세서(206)에 존재한다.
상기 논의한 바와 같이, 일부 변형형태에서, 공기차압 시스템을 교정하는데 사용되는 시스템 디바이스는 트레드밀 모터, 엘립티컬 트레이너 모터 또는 스테퍼 기구 모터와 같은 운동기구의 모터, 챔버로부터의 공기 배기를 제어하는 배기 밸브 위치, 또는 입력 블로어 제어 전력(전압 또는 전류) 등일 수 있다. 디바이스(들)를 조절하는 동안, 압력 또는 하중이 적절하게 직접적으로 또는 간접적으로 모니터된다.
상기 논의한 바와 같이, 챔버 압력은 시스템 디바이스 파라미터, 예컨대 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원(블로어)에 의해 소비되는 전력의 공지된 함수일 수 있다. 예컨대, 챔버 압력은 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 의해 소비되는 전력과 자동으로 또는 수동으로 상관될 수 있다. 이러한 상관관계는, 예컨대 시스템 설계 단계 또는 초기 설정 단계 동안 확립될 수 있다. 또한, 하중은 시스템 디바이스 파라미터, 예컨대 운동기구의 시동 전력의 공지된 함수일 수 있다. 예컨대, 운동 기구의 시동 전력은 예컨대 시스템 설계 동안 또는 초기 설정 단계로서 사용자 적용된 하중의 함수로서 자동으로 또는 수동으로 모니터될 수 있다. 챔버 압력 또는 하중과 시스템 디바이스 파라미터의 상관관계가 자동으로 이루어진다면 프로세싱 로직은 시스템 디바이스 파라미터의 조절을 제어하고 응답으로 압력 챔버 또는 사용자 가해진 하중을 모니터할 수 있다.
일부 변형형태에서, 디바이스 시스템 파라미터와 압력 또는 하중 간의 연속 관계를 결정하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 예컨대, 단일점에서 디바이스 시스템 파라미터와 압력 또는 하중 간의 관계를 아는 것이 충분할 수 있고, 예컨대 배기 밸브 위치 또는 압력 공급원에 의한 전력 소모는 단일 챔버 압력에 대하여 결정될 수 있다. 운동기구에 의한 시동 전력은 단일 사용자 하중값에서 결정될 수 있다.
시스템 디바이스 파라미터가 하나 이상의 점에서 압력 또는 하중과 어떻게 상관하는지를 알면, 그 시스템 디바이스 파라미터를 사용하여 공기차압 시스템을 교정할 수 있다. 이러한 프로세스의 한가지 예가 도 8에 플로우 차트 형태로 예시되어 있다. 여기서, 프로세스는 시스템의 하나 이상의 디바이스를 조정함으로써 시작하며, 이때 그 디바이스의 파라미터는 압력 또는 하중과 상관된다(프로세싱 블록(802)). 도 8에 예시된 변형형태에서, 디바이스 파라미터는 공지된 압력 또는 하중 값에 상응하는 값에 도달할 때 까지 조절될 수 있다(프로세싱 블록(804)). 압력, 하중 또는 관련 수량의 관점에서 사용자 데이터는 공지된 모니터된 값으로부터 결정될 수 있다(프로세싱 블록(806)). 프로세스 단계(804, 806)는 점선으로 표시된 바와 같이 필요한 다수의 횟수만큼 반복할 수 있다.
상이한 적용 하중의 수준에서 시동 에너지, 전력, 전압, 암페어수, 관성, 토크 또는 이들의 임의의 조합을 모니터하기 위한 프로세싱 로직을 사용함으로써, 프로세싱 로직은 하나 이상의 시스템 디바이스를 조절하면서 사용자의 유효 체중 변화를 결정할 수 있다. 예컨대, 도 8에 예시된 방법을 사용하는 공기차압 시스템은 초기 목표 시동 전류값을 설정하고 목표값에 도달할 때까지 챔버 압력을 조정할 수 있다. 시스템은 이 프로세스를 복수회 반복하여 압력과 목표 값을 모두 각 회에 저장한다. 그 다음 시스템은 시동 전류와 하중 간의 공지된 상관관계를 측정된 압력과 조합하여 사용하여 사용자의 압력 대 유효 체중 곡선을 형성할 수 있다. 시동 전류는 하나의 예시이고, 다른 시스템 디바이스 파라미터를 상기 설명한 방법에서 예컨대 도 8과 조합하여 사용할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
또 다른 실시형태에서, 시스템 디바이스 파라미터가 시스템 배기인 경우, 배기 밸브 위치 대 챔버 압력을 시스템에 대하여 사전-교정할 수 있다. 시스템은 배기 밸브의 하나 이상의 개방 크기 또는 하나 이상의 밸브 위치를 결정하여 챔버 내 압력을 조정하여 하나 이상의 사전설정 하중에 도달할 수 있다. 압력 대 하중 곡선을 배기 밸브 위치 및 유효 체중의 예측 함수로서 결정하고 사용하여 압력 센서에 대한 필요성이 없어질 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 제어가 시스템 입력 블로어 제어 전압 또는 전류일 때, 블로어에 대한 전압 또는 전류가 프로세싱 로직에 의해 변화되어 챔버 내 압력을 조정하기 위한 전압 또는 전류를 발견하여 하나 이상의 사전설정 하중에 도달할 수 있다. 그러므로, 블로어에 의해 유인된 전압 또는 전류를 유사한 방식으로 유효 체중에 대하여 교정할 수 있다. 여기서 다시, 교정 프로세스는 시스템의 압력 챔버로의 가스의 유속을 사용하여 압력을 제어하고, 블로어 전력 소비와 압력 간의 공지된 시스템 버전을 사용하지만, 압력의 직접 측정을 요하지 않는다.
본 발명의 실시형태 및 용도를 나타내고 설명하였지만, 본원의 발명 개념에서 벗어지 않고 상기 언급한 것 보다 더 많은 변형이 가능하다는 것이 본 개시의 이익을 갖는 당업자들에게 명백할 것이다. 예컨대, 본 발명은 상체, 몸통 등과 같은 신체의 임의의 부분을 포함하는데 적용가능할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 첨부한 청구범위의 본질 이외에 제한되지 않는다. 또한, 본원에 설명된 시스템, 장치 및 방법의 실시형태는 개별적으로 또는 조합하여 실행할 수 있다. 많은 상이한 조합이 이 개시의 이익을 갖는 당업자들에게 명백할 수 것이다.
본원에 설명된 개념 중 임의의 것은 함께, 또는 조합하여 유용한 발명을 형성할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 본원에 설명된 교정과 감지 방법의 임의의 조합을 수행하여 교정을 행하는 시스템을 달성할 수 있다. 간략하게 하기 위해서, 그리고 상기 논의된 개별적인 개념이 모호해 지는 것을 피하기 위해서, 본원에 설명된 발명의 모든 조합을 본원에 열거하지 않았지만, 그 조합들은 본 특허의 범위 내에 있다. 추가적으로, 압력이 가해진 챔버를 설명하는 시스템은 포지티브 및 네거티브 압력 형태를 모두 포함하도록 해석될 수 있다. 포지티브 대 네거티브 압력은 본 발명의 상이한 형태를 요할 수 있지만, 이러한 본원에 명시적으로 설명된 것으로부터의 변형은 본 특허의 범위 내에 있는 것으로 간주될 수 있다.

Claims (20)

  1. 사용자의 신체에 대한 체중의 힘이 목표 힘값에 도달할 때까지 사용자 신체의 일부를 둘러싼 챔버의 내부 압력을 조절하는 단계;
    목표 힘값에서 챔버 압력을 측정하여 제1 (압력, 힘) 데이터점을 발생시키는 단계; 및
    제1 (압력, 힘) 데이터점을 적어도 하나의 다른 (압력, 힘) 데이터점과 함께 사용하여 사용자에 의해 경험되는 체중의 힘과 챔버 내 압력 간의 관계를 결정하는 단계
    를 포함하는, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템의 교정방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 목표 힘값은 미리 설정된 힘값인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 관계를 결정하는데 사용되는 적어도 하나의 다른 (압력, 힘) 데이터점 중 하나는 주위 압력에서 측정된 사용자의 체중인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 사용자 신체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸도록 형성된 챔버를 포함하는 공기차압 시스템; 및
    공기차압 시스템과 결합된 프로세싱 로직
    을 포함하는 시스템 압력의 함수로서 사용자의 유효 체중을 예측하기 위한 장치로서,
    프로세싱 로직은 사용자에 대한 체중의 힘이 목표 힘값에 도달할 때까지 챔버 내 압력을 조절하고, 목표 힘값에서의 챔버 압력을 측정하여 제1 (압력, 힘) 데이터점을 결정하고, 제1 (압력, 힘) 데이터점을 사용하여 챔버 내 압력의 함수로서 사용자에 의해 경험되는 체중의 힘을 결정하도록 형성된 장치.
  5. 사용자 신체의 적어도 일부를 둘러싸는 공기차압 시스템의 챔버 내 압력을 조절하는 단계;
    압력의 함수로서 사용자에 의해 공급된 통증 지표를 수신하는 단계; 및
    사용자의 압력 대 통증 관계를 구축하는 단계
    를 포함하는 공기차압 시스템의 교정방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 공기차압 시스템은 운동기구를 포함하고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 운동기구의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 운동기구는 트레드밀을 포함하고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 트레드밀의 속도 및 트레드밀의 경사 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 운동기구는 스테퍼 기구를 포함하고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 스테퍼 기구의 저항을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 운동기구는 고정식 자전거를 포함하고, 압력 대 통증 관계를 사용하여 고정식 자전거의 저항을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 사용자 인터페이스 및 사용자 신체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸도록 형성된 챔버를 포함하는 공기차압 시스템; 및
    공기차압 시스템에 결합되며, 챔버 내 압력을 조절하고, 사용자 인터페이스를 통해 사용자로부터 통증 지표를 수신하고, 사용자의 통증 대 챔버 압력 관계를 구축하도록 형성된 프로세서
    를 포함하는 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 통증 대 챔버 압력 관계를 사용하여 공기차압 시스템에 포함된 운동기구의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 사용자 신체의 적어도 일부를, 챔버 내의 사용자 신체가 표면과 물리적으로 접촉하고 있는지 여부를 감지하도록 형성된 센서를 포함하는 공기차압 시스템의 챔버로 둘러싸는 단계;
    센서가 사용자 신체와 표면 간의 물리적 접촉이 중단된 것을 탐지하는 압력인 하강 압력에 도달할 때까지 챔버 내 압력을 조절하는 단계; 및
    하강 압력을 사용하여 챔버 내 압력을 교정하는 단계
    를 포함하는, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템의 교정방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 하강 압력을 사용하여 사용자에 대한 원하는 유효 체중을 가져오는데 필요한 챔버 압력을 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 하강 압력을 사용하여 사용자에 대한 최대 안전 챔버 압력을 결정하여 사용하는 동안 하강을 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 사용자 신체의 적어도 일부를 수용하고 둘러싸기 위한 챔버 및 챔버 내의 사용자 신체가 표면과 물리적으로 접촉하고 있는지 여부를 탐지하도록 형성된 센서를 포함하는 공기차압 시스템; 및
    공기차압 시스템과 결합되며, 공기차압 시스템의 챔버를 팽창시키고, 센서가 사용자 신체와 표면 간의 물리적 접촉이 중단된 것을 탐지하는 하강 압력을 측정하도록 형성된 프로세서
    를 포함하는, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 장치.
  16. 가스를 사용하여 사용자 신체의 적어도 일부를 둘러싸고 있는 공기차압 시스템 내의 챔버에 압력을 가하는 단계; 및
    챔버 내외로의 가스의 유속을 사용하여 챔버 내의 압력을 결정하는 단계
    를 포함하는, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 세스템의 교정방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 배기 밸브 위치 또는 개방을 사용하여 챔버 내 압력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 가스를 챔버로 펌핑하는 블로어에 의해 유인된 전압 및/또는 전류를 사용하여 챔버 내 압력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 챔버 내의 사용자 신체를 지지하는 운동기구의 모터의 시동 전류 및/또는 전압을 측정함으로써 신체의 적어도 일부가 공기차압 시스템의 챔버에 의해 둘러싸여진 사용자의 유효 체중을 측정하는 단계; 및
    사용자의 유효 체중을 챔버 내의 압력과 상관시키는 단계
    를 포함하는, 사용자의 유효 체중 대 시스템 압력을 예측하기 위한 공기차압 시스템의 교정방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 챔버 내외로의 가스의 유속을 사용하여 챔버 내 압력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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