KR20110033789A

KR20110033789A - 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치

Info

Publication number: KR20110033789A
Application number: KR1020100091482A
Authority: KR
Inventors: 카즈유키 하마다; 요시히사 우지마; 츠토무 니시자와
Original assignee: 시스템 인스트루먼츠 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2011-03-31
Also published as: EP2301633B1; US7922621B1; TW201110952A; KR101682026B1; CN102029055A; EP2301633A1; JP5507174B2; US20110077128A1; DK2301633T3; TWI486158B; JP2011067319A; CN102029055B

Abstract

본 발명의 과제는, 근력 트레이닝을 시작하기 전의 테스트나 근력 트레이닝시의 운동상황데이터를 계측하여 각종 설정데이터와 함께 축적·제시할 수 있는 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치를 제공하는 것이다.
트레이닝장치 본체(2)와, 트레이닝용 부하부여장치(3)를 갖는 근력 트레이닝기계(4)에 있어서, 트레이닝용 부하부여장치(3) 내의 주축의 회전방향 및 회전량을 검출할 수 있는 회전검출센서(51)와, 적어도 부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보나 기타 측정에 필요한 데이터를 포함하는 설정데이터와 함께 회전검출센서(51)로부터의 회전방향 및 회전량을 데이터 베이스에 저장하고, 상기 데이터 베이스로부터 각종 설정데이터에 근거하여 표시데이터, 인자데이터 등의 제시 데이터를 작성처리하는 데이터 처리장치(52)를 구비한다.

Description

근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치{PHYSICAL EXERCISE CONDITION DETECTING APPARATUS OF MUSCLE FORCE TRAINING MACHINE}

본 발명은, 고령자 혹은 병환 후의 재활 운동(rehabilitation exercise) 등에 이용하기 적합한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 관한 것으로, 특히 근력 트레이닝을 시작하기 전의 테스트나 근력 트레이닝시의 운동상황데이터를 계측하여 각종 설정데이터와 함께 축적·제시할 수 있는 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 관한 것이다.

근력 트레이닝기계의 변형예의 하나로서 발가락훈련장치가 제안된 바 있다. 이 발가락훈련장치는, 발을 올린 베이스 플레이트에 롤러를 설치하고, 이 롤러를 베이스에 올린 발가락에 의해 회전시킬 수 있도록 되어 있으며, 또한, 상기 롤러의 회전상태를 검출부에서 검출하고, 그 검출부에서 검출된 데이터를 표시부에서 표시할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 부하부여기구에 의해 롤러의 회전을 방해하는 부하를 부여하도록 한 것이다(특허문헌 1).

그리고, 베이스에 발을 올리고, 그 발가락으로 롤러를 회전시키도록 함으로써, 발가락 본래의 운동기능을 무리없이 확실하게 회복할 수 있도록 한 것이다. 또한, 이러한 종래의 발가락훈련장치는, 롤러의 회전상황을 표시부에서 표시할 수 있도록 하며, 정확하고 객관적인 데이터를 표시하여 제공할 수 있도록 한 것이다.

[특허문헌 1] 일본특허공개공보 제2000-210393호

그러나, 종래의 발가락훈련장치는, 발가락 본래의 운동기능을 무리없이 확실하게 회복할 수 있으며, 또한 롤러의 회전상황을 검출부에서 검출하고 그것을 표시부에서 표시하여 제공할 수 있다는 이점이 있기는 하지만, 다른 신체 부위의 트레이닝에 사용할 수 없다는 결점이 있었다.

한편, 종래의 근력 트레이닝기계에서는, 트레이닝시의 운동상황은 수동으로기록하고 운동상황데이터 그 자체도 사람이 보고 판단하고 있어, 객관적으로 측정해서 표시하거나 제시한다는 것은 제안되어 있지 않았다. 이에 따라, 종래의 근력 트레이닝기계에서는, 정확하고 정량성이 있는 운동상황데이터의 측정과 보존이 불가능하였기 때문에, 부하판정테스트 등, 미세한 미량의 부하의 증감을 수행하는 트레이너나 헬퍼의 육체적 부담이나 실수에 대한 정신적 부담이 가해진다는 결점이 있었다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 근력 트레이닝을 시작하기 전의 테스트나 근력 트레이닝시의 운동상황데이터를 계측하여 각종 설정데이터와 함께 축적·제시할 수 있는 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치를 제공하고자 하는 것이다.

그리고, 본 발명의 특징은, 트레이닝장치 본체와, 베이스 프레임 내에 수평으로 배치되며, 수직방향으로 회전가능하게 지지된 주축, 상기 주축에 대하여 부하를 부여하는 부하추용 풀리, 부하전달용 로프체의 기저단을 고정부착하며 상기 주축의 단부에 강고히 부착된 상기 부하추용 풀리와 직경이 동일한 부하전달용 풀리, 상기 부하추용 풀리의 각각에 기저단을 고정부착하며 상기 부하전달용 로프체와 반대방향으로 감기는 부하추 연결용 로프체의 선단(先端)에 접속된 부하추를 구비하고, 부하전달용 로프체를 통해 트레이닝장치 본체에 부하를 부여하는 트레이닝용 부하부여장치를 갖는 근력 트레이닝기계로서, 상기 트레이닝용 부하부여장치 내의 주축의 부근에 설치되며, 상기 주축의 회전방향 및 회전량을 검출할 수 있는 회전검출센서와, 상기 회전검출센서로부터의 회전방향 및 회전량을 가져와, 적어도 부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보나 기타 측정에 필요한 데이터를 포함하는 설정데이터와 함께 상기 가져온 회전방향 및 회전량을 데이터 베이스에 저장하고, 또한 상기 데이터 베이스로부터 각종 설정데이터에 근거하여 표시데이터, 인자데이터 등의 제시데이터를 작성 처리하는 데이터 처리장치를 구비한 것을 특징으로 하는 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있다.

본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 따르면, 상술한 바와 같이 구성하였기 때문에, 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 근력 트레이닝기계를 이용한 피험자마다의 정확하고 정량성이 있는 운동상황데이터를 측정할 수 있으며, 또한 측정한 운동상황데이터는 자동적으로 계측장치에 보존된다.

(2) 부하판정테스트 등, 미세한 미량의 부하의 증감을 수행하는 트레이너 등의 육체적 부담, 실수에 대한 정신적 부담을 경감할 수 있다. 특히 부하적정값의 산출, 자동부하변경 등이 가능하기 때문에, 인위적 데이터 입력 실수가 없어지고 , 트레이닝을 수행하는 시스템 상호간 및 피험자 사이에서의 데이터 취득에 공통성이 있어 데이터의 축적에 신뢰성이 높아진다.

(3) 개별 운동기록, 이력, 기능평가 등은 데이터 베이스화(데이터 축적화)된다. 특히, 수고스러웠던 보고서의 작성이나 인쇄를 간단히 하여, 트레이너 등의 사무적 부담을 대폭 경감시킨다.

(4) 보고서 양식은 CGT 실시기록용지에 근거하여 작성할 수 있다. 또한, 일반인도 알기 쉬운 레이더차트도 작성할 수 있다. 또, CGT(Comprehensive Geriatric Training)란 「포괄적인 고령자 운동 트레이닝」을 말하는 것으로, 일본 후생노동성의 간호예방프로그램의 운동이론을 가리킨다.

(5) 다음회 이후의 적정값의 산출이나, 의료 스태프의 트레이닝 지침의 결정, 개별 트레이닝 목표의 설정 등 CGT에 따른 종합평가에 도움이 된다는 이점이 있다.

(6) 스트로크 경과시간에 관계된 운동상황데이터를 볼 수 있으므로, 종래 패턴과 다른 동작, 혹은 통증이 있는 부분에서의 이변(異變)상황 등 시행 테스트의 판단에 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 근력 트레이닝용 부하부여장치의 원리적 구성, 회전검출센서 및 데이터 처리를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치의 구성예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치 내의 하드디스크장치에 저장되어 있는 데이터 베이스의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치에 의해 얻어진 데이터 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에서 사용되는 근력 트레이닝용 부하부여장치의 일 구성예의 일부를 생략하고 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에서 사용되는 근력 트레이닝용 부하부여장치의 일 구성예의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에서 사용되는 근력 트레이닝용 부하부여장치의 주요부에 대한 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에서 사용되는 근력 트레이닝용 부하부여장치의 원리 설명도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치(1)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 트레이닝장치 본체(2) 및 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)로 이루어진 근력 트레이닝기계(4)와, 계측장치(5)로 구성되어 있다. 또, 도 1에서는 계측장치(5)를 별체(別體)로 나타내고 있지만, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)와 일체(一體)로 해도 된다.

상기 트레이닝장치 본체(2)는, 베이스 프레임(21)과, 상기 베이스 프레임(21)의 일단에 세워져 설치된 지지기둥(22)의 상단에 유지한 발판(23)과, 상기 베이스 프레임(21)의 상부에, 상기 발판(23)과 접촉 및 이격하는 방향으로 이동 가능하게 부착되고, 정상부에 시트부(24), 등받이부(25) 및 양손의 지지아암(26, 26)을 구비한 이동대(27)로 이루어지며, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)에서의 부하전달용 로프체(30)의 선단을, 상기 트레이닝장치 본체(2)에서의 발판(23)과 반대되는 쪽으로부터 이동대(27)를 통과하여 발판(23)쪽으로 안내하고, 가이드 풀리(28) 등을 통해 접어 꺾어 상기 이동대(27)에 고정부착하여 이루어지는 것이다.

상기 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)는, 부하전달용 로프체(30)를 통해 트레이닝장치 본체(2)의 이동대(27)에 부하를 부여하는 것이다.

상기 데이터 처리장치(5)는, 상기 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 주축의 회전방향과 회전량의 데이터를 가져와, 적어도 초기설정 부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보나 기타 측정에 필요한 데이터를 포함하는 설정데이터와 함께 상기 가져온 회전방향 및 회전량을 운동상황데이터로서 데이터 베이스에 저장하고, 또한 상기 데이터 베이스로부터 각종 설정데이터에 근거하여 운동상황데이터를 표시데이터, 인자데이터 등의 제시데이터로서 작성처리할 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 근력 트레이닝용 부하부여장치의 원리적 구성, 회전검출센서 및 데이터 처리를 나타낸 사시도이다.

상기 도 2에 있어서, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)는, 도시하지 않은 베이스 프레임 내에 수평으로 배치되며, 수직방향으로 회전가능하게 지지된 주축(31)과, 상기 주축(31)에 대하여 부하를 부여하는 부하추용 풀리(32)와, 부하전달용 로프체(30)의 기저단을 고정부착하며 상기 주축(31)의 단부에 강고히 부착된 상기 부하추용 풀리(32)와 직경이 동일한 부하전달용 풀리(33)와, 상기 부하추용 풀리(32)에 기저단을 고정부착하며 상기 부하전달용 로프체(30)와 반대방향으로 감기는 부하추 연결용 로프체(34)의 선단에 접속된 부하추(35)를 구비하고, 부하전달용 로프체(30)를 통해 트레이닝장치 본체(2)에 부하를 부여하도록 되어 있다. 또, 부하전달용 로프체(30)의 최대 스트로크(L[m])는, 부하추 연결용 로프체(34)의 최대 스트로크(L[m])의 길이와 같도록 되어 있다. 또한, 부하전달용 풀리(33)의 「기점」은 무릎을 구부린 상태이며, 부하전달용 로프체(30)의 최대 스트로크(L[m])는 무릎을 완전히 편 상태를 나타낸다.

상기 계측장치(5)는, 상기 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 주축(31)의 부근에 설치되고, 상기 주축(31)의 회전방향 및 회전량을 검출할 수 있는 회전검출센서(51)와, 상기 회전검출센서(51)로부터의 회전방향 및 회전량을 가져와, 적어도 부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보나 기타 측정에 필요한 데이터를 포함하는 설정데이터와 함께 상기 가져온 회전방향 및 회전량을 운동상황데이터로서 데이터 베이스에 저장하고, 또한, 상기 데이터 베이스로부터 각종 설정데이터에 근거하여 운동상황데이터를 표시데이터, 인자데이터 등의 제시데이터로서 작성처리하는 데이터 처리장치(52)로 구성되어 있다.

상기 회전검출센서(51)는, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 주축(31)에 설치한 풀리(51a)와, A상 펄스 및 A상 펄스와는 90도 위상이 어긋난 B상 펄스를 발생시켜 회전방향 및 회전량에 관한 펄스를 출력할 수 있는 인코더(51b)와, 상기 인코더(51b)의 회전축에 설치한 풀리(51c)와, 풀리(51a)와 풀리(51c)의 사이에 걸쳐진 벨트(51d)로 이루어지며, 상기 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 주축(31)의 회전방향 및 회전량을 검출할 수 있도록 한 것이다.

상기 인코더(51b)는, 인크러멘털(incremental)방식의 것으로서, 회전검출센서(51)의 회전축이 일정량 회전할 때마다 펄스를 출력하고, A상 펄스와 B상 펄스는 타이밍(위상)이 어긋나게 출력되도록 되어 있으며, 그 축이 시계방향과 반시계방향에서는 A상 펄스와 B상 펄스와의 출력 타이밍이 역(逆)관계가 되도록 펄스가 출력되게 되어 있다.

도 3은, 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치의 구성예를 나타낸 블록도이다.

상기 도 3에 있어서, 데이터 처리장치(52)는, 각종 처리를 실행하는 동시에 데이터 베이스를 갖는 중앙처리장치 본체(53; CPU 본체)와, 상기 CPU 본체(53)에 대하여, 적어도 초기설정부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보(예컨대, 트레이닝 실시일시, 성명, ID, 생년월일, 연령, 신장, 체중, BMI, 혈압, 심박수, 부정맥의 유무, 복용약, 본인의 희망 등)나 기타 측정에 필요한 데이터(예컨대, 증가시킨 부하량)를 포함하는 각종 설정데이터를 부여하는 키보드(54)와, CPU 본체(53)에서 처리한 결과의 운동상황데이터에 관한 제시데이터(표시데이터)를 표시할 수 있는 디스플레이(55)와, CPU 본체(53)에서 처리한 결과의 운동상황데이터에 관한 제시데이터(인자데이터)를 인쇄하는 프린터(56)와, 회전검출센서(51)로부터의 A상 펄스, B상 펄스를 전처리(前處理)하여 CPU 본체(53)에 부여하는 전처리회로(57)를 구비한 것이다. 참고로, 부호 58은, CPU 본체(53)의 디지털신호 입력부이며, 상기 디지털 신호입력부(58)에는 전처리회로(57)로부터 부여되는 A상 펄스, B상 펄스가 입력된다.

전처리회로(57)는, A상용 게이트(57a)와, B상용 게이트(57b)와, 게이트신호 형성회로(57c)로 이루어진다. A상용 게이트(57a)의 한쪽의 입력단자에는, 인코더(51b)로부터의 A상 펄스가 입력되도록 되어 있다. B상용 게이트(57b)의 한쪽의 입력단자에는, 인코더(51b)로부터의 B상 펄스가 입력되도록 되어 있다. A상용 게이트(57a) 및 B상용 게이트(57b)의 다른쪽의 입력단자에는 게이트신호 형성회로(57c)로부터 게이트신호가 입력되도록 되어 있다. 또한, 게이트신호 형성회로(57c)의 게이트신호는 CPU 본체(53)에도 부여되도록 되어 있다. A상용 게이트(57a) 및 B상용 게이트(57b)의 각각의 출력단자는 CPU 본체(53)의 디지털신호 입력부(58)에 각각 접속되어 있고, 게이트신호 형성회로(57c)로부터의 게이트신호가 논리「1」일 때에 A상용 게이트(57a)의 출력단자로부터 A상 펄스가, B상용 게이트(57b)의 출력단자로부터 B상 펄스가, 디지털신호 입력부(58)에 부여되도록 되어 있다.

CPU 본체(53)는, 도시하지 않았지만, 각종 연산처리를 실행하는 중앙연산처리부와, 오퍼레이팅 시스템(OS), 본 발명의 처리를 실행하기 위한 어플리케이션 프로그램 및 각종 데이터를 기억할 수 있는 메인 메모리와, 키보드 등의 입력장치로부터의 데이터를 중앙연산처리부 등에 부여하거나, 혹은 중앙연산처리부에서 처리한 표시데이터나 인자데이터의 제시데이터를 디스플레이(55) 등의 출력장치에 부여하는 입출력부와, OS, 본 발명을 실시하기 위한 어플리케이션 프로그램 및 데이터 베이스를 기억하는 하드디스크장치를 구비하고 있다.

CPU 본체(53)는, 전원이 투입되면, 하드디스크장치로부터 OS, 본 발명을 실시하기 위한 어플리케이션 프로그램의 순서로 메인 메모리에 전개되고, 이들을 중앙연산처리부가 처리함으로써 본 발명의 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치가 실현되게 된다.

도 4는, 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치 내의 하드디스크장치에 저장되어 있는 데이터 베이스의 예를 나타낸 도면이다.

부호 59는 하드디스크장치를 모식적으로 나타낸 것이며, 통상적으로는 CPU 본체(53) 내에 설치되어 있지만, 외부에 설치하여 예컨대 USB 접속, LAN 접속 등으로 CPU 본체(53)에 접속하도록 해도 된다.

상기 하드디스크장치(59)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 데이터 베이스(60)가 설치되어 있다. 데이터 베이스(60)는, 예컨대 성명, ID 등의 설정데이터를 토대로 다른 설정데이터(트레이닝 실시일시, 생년월일, 연령, 신장, 체중, BMI, 혈압, 심박수, 부정맥의 유무, 복용약, 본인의 희망 등)를 결합시켜 기록된 데이터의 집합이다.

데이터 베이스(60)에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 예컨대 성명 A 또는 (ID1)을 토대로 그 사람의 다른 설정데이터(DT1) 및 운동상황데이터(UD1)가, 성명 B 또는 (ID2)를 토대로 그 사람의 다른 설정데이터(DT2) 및 운동상황데이터(UD2)가, ………와 같이 각각 기록되어 있다. 또, 일단 데이터 베이스(60)에 기록되면, CPU 본체(53)의 제어하에 언제라도 필요에 따른 형식으로, 성명(또는 ID)을 토대로 해서, 그 사람의 데이터(DTn…) 및 운동상황데이터(UDn…)를 출력할 수 있게 된다. 여기서, n은 CPU 본체(53)에 대해 출력을 요구한 성명(또는 ID)를 가진 사람의 데이터임을 나타낸다.

참고로, 그 사람의 다른 설정데이터(DT1, DT2, …)란, 예컨대 트레이닝 실시일시, 생년월일, 연령, 신장, 체중, BMI, 혈압, 심박수, 부정맥의 유무, 복용약, 본인의 희망 등, 초기설정부하와 같은 항목을 들 수 있다.

또한, 트레이닝시의 운동상황데이터(UD1, UD2)는, 회전검출센서(51)의 인코더(51b)로부터 출력된 A상 펄스 및 B상 펄스를 토대로, CPU 본체(53)에 의해 연산한 데이터로서, 시간경과와 함께 기록된 데이터를 말한다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 있어서, 데이터 처리장치에 의해 얻어진 데이터 예를 나타낸 도면으로서, 횡축에 시간(t)을 취하고, 종축에 인코더(51b)의 카운트값을 취한 것이다.

우선, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)에 부하를 설정하는 동시에, 트레이닝장치 본체(2)를 트레이닝 가능하게 하며, 또한 계측장치(5)의 전원을 넣어 계측준비를 한다.

또한, 근력 트레이닝을 하는 사람의 각종 설정데이터(초기설정부하량, 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보, 및 기타 측정에 필요한 데이터)를 CPU 본체(53)를 통해 데이터 베이스(60)에 저장시켜 계측이 가능한 상태로 한다.

여기서, 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보란, 예컨대, 트레이닝 실시일시, 성명, ID, 생년월일, 연령, 신장, 체중, BMI, 혈압, 심박수, 부정맥의 유무, 복용약, 본인의 희망 등을 말한다.

또한, 기타 측정에 필요한 데이터란, 예컨대 당초의 설정에 의해 증가시킨 부하량, 기타 계측에 필요한 데이터 등을 말한다.

또, 이미 데이터 베이스(60)에 필요한 정보가 저장되어 있는 경우에는, 그 성명(또는 ID) 등을 CPU 본체(53)에 부여함으로써, 계측 가능한 상태로 할 수 있다.

그리고, 근력 트레이닝을 하는 사람이 트레이닝장치 본체(2)의 시트부(24)에 앉아, 등받이부(25)에 등을 기대고, 지지아암(26, 26)을 양손으로 쥐고, 무릎을 구부린 상태에서 발판(23)에 발을 올린다. 이 상태는 도 3 및 도 5에 나타낸 「기점」이다.

그리고, 무릎을 펴가면, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 부하전달용 로프체(30)가 잡아당겨져 부하전달용 풀리(33)가 회전하여 주축(31)이 회전한다. 이에 따라, 풀리(51a), 벨트(51d), 풀리(51c)로 회전력이 전달되어 인코더(51b)로부터 A상 펄스, B상 펄스가 소정 타이밍에서 출력된다. A상 펄스는 A상용 게이트(57a)에, B상 펄스는 B상용 게이트(57b)에, 각각 입력된다. 이때, A상용 게이트(57a)와 B상용 게이트(57b)의 다른쪽의 입력단자가 논리「1」로 되어 있으므로, 이들 A상 펄스, B상 펄스는 A상용 게이트(57a), B상용 게이트(57b)를 통과하며, 디지털신호 입력부(58)를 통해 CPU 본체(53)에 입력된다. CPU 본체(53)에서는, A상 펄스와 B상 펄스의 타이밍(위상)의 상태를 통해 가산이라고 판단하며, 또한 그 펄스를 카운트한다. 그리고, CPU 본체(53)는 시간과 함께 카운트값을 데이터베이스가 저장한다. 이 상태는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 시간(t)과 함께 카운트값이 상승해가는 상태로서 데이터 베이스(60)에 저장되게 된다(「기점」~ 시각 tm).

그리고 무릎이 완전히 펴진 상태가 되면, 도 5에 나타낸 바와 같이 카운트값이 최대값의 상태가 된다(시각 tm).

다음으로, 무릎을 굽혀 가면, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 부하추용 풀리(32)의 부하추 연결용 로프체(34)의 선단에 설치된 부하추(35)의 작용에 의해 부하전달용 로프체(30)가 근력 트레이닝용 부하부여장치(3) 내로 잡아당겨져 부하전달용 풀리(33)가 역회전하여 주축(31)이 역회전한다. 이에 따라, 풀리(51a), 벨트(51d), 풀리(51c)로 회전력이 전달되어 인코더(51b)로부터 A상 펄스, B상 펄스가, 부하전달용 로프체(30)가 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)로부터 인출되는 타이밍과는 역 타이밍(위상)에서 출력된다. 이들 A상 펄스는 A상용 게이트(57a)에, B상 펄스는 B상용 게이트(57b)에, 각각 입력된다. 이때, A상용 게이트(57a)와 B상용 게이트(57b)의 다른쪽의 입력단자가 논리「1」로 되어 있으므로, 이들 A상 펄스, B상 펄스는 A상용 게이트(57a), B상용 게이트(57b)를 통과하며, 디지털신호 입력부(58)를 통해 CPU 본체(53)에 입력된다. CPU 본체(53)에서는, A상 펄스와 B상 펄스가, 부하전달용 로프체(30)가 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)로부터 인출되는 타이밍과는 역(逆) 타이밍(위상) 상태가 되기 때문에 감산으로 판단하고, 또한 그 펄스를 토대로 최대값으로부터 감산 카운트한다. 그리고, CPU 본체(53)는 시간과 함께 그 감산 카운트값을 데이터 베이스(60)에 저장한다. 이 상태는, 도 5에 나타낸 바와 같이 시간(t)과 함께 카운트값이 최대값으로부터 감소되어 가는 상태로서 데이터 베이스(60)에 저장된다(시각 tm ~ 시각 tp).

또한, 데이터 베이스(60)에 저장된 운동상황데이터는 언제라도 필요할 때에 CPU 본체(53)를 통해 디스플레이(55)에 표시할 수 있고, 또한 프린터(56)를 통해 인쇄할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 관한 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치에 따르면, 다음과 같은 이점이 있다.

(1) 근력 트레이닝기계(4)를 이용한 피험자마다의 정확하고 정량성이 있는 운동상황데이터를 측정할 수 있으며, 또한 측정한 운동상황데이터는 자동적으로 계측장치(5)에 보존된다.

(2) 부하판정테스트 등, 미세한 미량의 부하의 증감을 수행하는 트레이너 등의 육체적 부담, 실수에 대한 정신적 부담을 경감할 수 있다. 특히 부하적정값의 산출, 자동부하변경 등이 가능하기 때문에, 인위적 데이터 입력 실수가 없어지고, 트레이닝을 수행하는 시스템 상호간 및 피험자 사이에서의 데이터 취득에 공통성이 있어 데이터의 축적에 신뢰성이 높아진다.

(4) 보고서양식은 CGT 실시기록용지에 근거하여 작성할 수 있다. 또한, 일반인도 알기 쉬운 레이더차트도 작성할 수 있다. 또, CGT(Comprehensive Geriatric Training)란 「포괄적인 고령자 운동 트레이닝」을 말하는 것으로, 일본 후생노동성의 간호예방프로그램의 운동이론을 가리킨다.

(6) 스트로크의 경과시간에 관계된 운동상황데이터를 볼 수 있으므로, 종래 패턴과 다른 동작, 혹은 통증이 있는 부분에서의 이변상황 등 시행 테스트의 판단에 이용할 수 있다.

(실시예)

또, 상기 발명을 실시하기 위한 형태에서는, 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)는 원리적 구성만을 나타낸 것이었기 때문에, 본 실시예에서는 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)에 대해 구체적으로 1개의 구성예를 들어 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 관한 근력 트레이닝용 부하부여장치의 일부를 생략하고 나타낸 정면도, 도 7은 상기의 측면도, 도 8은 본 발명의 주요부에 대한 개략적 구성도, 도 9는 본 발명의 원리 설명도이다.

도면에서의 부호 36은 박스형상의 베이스 프레임이다. 부호 31은 상기 베이스 프레임(1) 내에 수평으로 배치되며, 수직방향으로 회전가능하게 지지된 주축이다. 또한, 부호 37, 37은 상기 베이스 프레임(36)에 설치한 상기 주축(31)의 축받이이다.

부호(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)는 상기 주축(31)에 소정의 간격으로 배치되며, 또한 각각은 상기 주축(31)에 대해 회전 가능한 상태로 부착된 부하추용 풀리이다. 또한, 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)에는 각각 그 둘레면의 한 부분에 후술하는 연결핀의 수용 오목부(32aa, 32ba, 32ca, 32da, 32ea, 32fa, 32ga, 32ha)가 형성되어 있다. 참고로, 도면에서는 상기 연결핀의 수용오목부(32aa, 32ba, 32ca, 32da, 32ea, 32fa, 32ga, 32ha)가 생략되어 있다. 또한, 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)는 본 실시예에서는 후술하는 부하추의 개수에 대응시켜 8개로 하고 있다. 또한, 부호(39a, 39b, 39c, 39d, 39e, 39f, 39h)는 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)와 상기 주축(31)과의 사이에 설치한 축받이이다.

부호 33은 부하전달용 풀리로서, 부하전달용 풀리(33)는, 부하전달용 로프체(30)의 기저단을 고정부착하고, 상기 주축(31)의 단부에 강고히 부착된, 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)와 직경이 동일한 풀리이다.

부호(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f, 35g, 35h)는 중량이 다른 부하추이며, 본 실시예에서는 최경량의 부하추(35a)를 0.25[Kg]으로 하여 상기 부하추(35a)의 2 승수배가 되는 중량의 부하추(35b, 35c, 35d, 35e, 35f, 35g, 35h)를 가지고 전체 8개로 구성되어 있다. 또, 이들 부하추의 중량은, 본 실시예에서는 부하추(35a)가 0.25[Kg], 부하추(35b)가 0.5[Kg], 부하추(35c)가 1[Kg], 부하추(35d)가 2[Kg], 부하추(35e)가 4[Kg], 부하추(35f)가 8[Kg], 부하추(35g)가 16[Kg], 부하추(35h)가 32[Kg]이다. 이러한 부하추의 조합에 따르면, 0~63.75[Kg]의 범위에서, 0.25[Kg] 단위마다 부하설정이 가능해지는, 즉 255개의 부하설정이 가능해지는 것이다. 그리고 또한, 이들 부하추(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f, 35g, 35h)는, 기저단을 각각 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)에 고정부착하고, 상기 부하전달용 로프체(21)와 반대방향으로 감기는 부하추 연결용 로프체(34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g, 34h)의 선단에 접속되어 있다.

또한, 상기 최소단위의 부하추를 0.2[Kg]으로 한 경우에는, 그 2의 승수배는 0.4[Kg], 0.8[Kg], 1.6[Kg], 3.2[Kg], 6.4[Kg], 12.8[Kg], 25.6[Kg]이 된다.

또한, 부호(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g, 40h)는, 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)의 전방에 회전가능하게 지지되며, 상기 부하추 연결용 로프체(34a, 34b, 34c, 34d, 34e, 34f, 34g, 34h)의 중간부가 걸쳐진 가이드 풀리이다. 참고로, 부호(41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f, 41g, 41h)는 상기 가이드 풀리(40a, 40b, 40c, 40d, 40e, 40f, 40g, 40h)의 축받이이다.

부호(42, 42, 42, 42, 42, 42, 42, 42)는 상기 주축(31)에서의 상기 각 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)의 근접위치에 강고히 부착되어 주축(31)과 일체적으로 회전하는, 각각 선단에 후술하는 연결핀의 수용 오목부(42a)가 형성된 연결아암이다. 참고로, 도면에 있어서는 부하추용 풀리(32h)와 쌍을 이루는 연결아암(42)만을 나타내고 있다.

부호(43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43)는 연결핀이다. 연결핀(43, 43, 43, 43, 43, 43, 43, 43)은 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)에서의 연결핀의 수용 오목부(32aa, 32ba, 32ca, 32da, 32ea, 32fa, 32ga, 32ha)와 상기 연결아암(44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44)의 연결핀의 수용 오목부(44a)에 걸쳐 들어가거나 또는 빼낼 수 있다.

부호(45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45)는 연결핀 전달용 아암이다. 연결핀 전달용 아암(45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45)은, 상기 각 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)의 전방에 배치되며, 선단에 상기 연결핀(43)의 수용 오목부(43a)가 형성되어 있다. 연결핀 전달용 아암(45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45)의 각각은 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)를 끼우도록 2장이 1세트로 구성되어 있다. 또한, 상기 연결핀 전달용 아암(45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45)은 각각 모터(46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46)를 가지고 소정의 스트로크로 수직방향으로 회동된다. 그리고, 상기 연결핀 전달용 아암(45, 45, 45, 45, 45, 45, 45, 45)은 상기 부하추용 풀리(32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 32f, 32g, 32h)에서의 연결핀의 수용 오목부(32aa, 32ba, 32ca, 32da, 32ea, 32fa, 32ga, 32ha)와 상기 연결아암(44, 44, 44, 44, 44, 44, 44, 44)에서의 연결핀의 수용 오목부(44a)가 이들의 회전개시단 위치에 있어서 일치했을 때에 상기 연결핀(43)을 이들에 들어가게 하거나 빼내는 것이다. 또, 상기 모터(46, 46, 46, 46, 46, 46, 46, 46)는 각각 베이스 프레임(36)의 적소에 설치된 조작버튼(도시생략)의 가압조작에 의해 구동하는 것이다.

또한, 상기 부하전달용 풀리(33)의 근방에는, 도시하지 않았지만 완충 장치(shock absorber)가 설치되어 있다. 상기 완충 장치는, 상기 부하전달용 풀리(33)가 회전개시단 위치로 되돌아오기 직전에 충격을 완화하기 위해 설치된 것이다. 상기 완충 장치는, 베이스 프레임(36)에 강고히 부착된 완충 장치 본체와, 상기 완충 장치 본체의 작동바에 접촉 및 이격하는, 부하전달용 풀리(33)에 강고히 부착된 가압판을 가지고 구성되어 있다.

부호 71은 상기 주축(31)에 강고히 부착된 종동 스프로킷(sprocket), 부호 72는 베이스 프레임(36)에 고정된 모터(73)의 회전축(73a)에 강고히 부착된 구동 스프로킷, 부호 74는 구동 스프로킷(72)과 종동 스프로킷(71)과의 사이에 걸쳐진 체인이다.

다음으로, 부하추의 조합에 따른 부하의 설정변경에 대해 설명한다.

트레이닝하는 사람에게 최적인 부하로 하기 위해서는, 부하추(35a, 35b, 35c, 35d, 35e, 35f, 35g, 35h)의 조합에 따라 수행할 수 있는데, 사용하는 부하추를 선택하여 조합시킨다. 그리고 이 경우, 선택한 부하추만을 주축(31)에 연결하는데, 이것은 상기 부하추가 접속된 부하추 연결용 로프체의 기저단을 고정부착한 부하추용 풀리를 주축(31)에 연결함으로써 수행한다.

또, 상기 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)의 내부에 설치된 계측장치(5)의 회전검출센서(51)는, 주축(31)에 회전가능하게 고정된 풀리(51a)와, A상 펄스·B상 펄스를 출력하는 인코더(51b)와, 인코더(51b)의 회전축에 설치한 풀리(51c)와, 풀리(51a)와 풀리(51c)의 사이에 걸쳐진 벨트(51d)로 구성되어 있다.

실제로는, 이러한 구성의 근력 트레이닝용 부하부여장치(3)에 의해, 트레이닝장치 본체(2)에 부하가 부여되도록 되어 있다.

1 : 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치
2 : 트레이닝장치 본체
3 : 근력 트레이닝용 부하부여장치
4 : 근력 트레이닝기계
5 : 계측장치
21 : 베이스 프레임
22 : 지지기둥
23 : 발판
24 : 시트부
25 : 등받이부
31 : 주축
32 : 부하추용 풀리
33 : 부하전달용 풀리
34 : 부하추 연결용 로프체
35 : 부하추
51 : 회전검출센서
52 : 데이터 처리장치
53 : CPU 본체
57 : 전처리회로

Claims

트레이닝장치 본체와,
베이스 프레임 내에 수평으로 배치되며, 수직방향으로 회전가능하게 지지된 주축, 상기 주축에 대하여 부하를 부여하는 부하추용 풀리, 부하전달용 로프체의 기저단을 고정부착하며 상기 주축의 단부에 강고히 부착된 상기 부하추용 풀리와 직경이 동일한 부하전달용 풀리, 상기 부하추용 풀리의 각각에 기저단을 고정부착하고 상기 부하전달용 로프체와 반대방향으로 감기는 부하추 연결용 로프체의 선단(先端)에 접속된 부하추를 구비하고, 부하전달용 로프체를 통해 트레이닝장치 본체에 부하를 부여하는 트레이닝용 부하부여장치를 갖는 근력 트레이닝기계로서,
상기 트레이닝용 부하부여장치 내의 주축의 부근에 설치되며, 상기 주축의 회전방향 및 회전량을 검출할 수 있는 회전검출센서와,
상기 회전검출센서로부터의 회전방향 및 회전량을 가져와, 적어도 부하량이나 트레이닝하고 있는 사람의 각종 신체상황정보나 기타 측정에 필요한 데이터를 포함하는 설정데이터와 함께 상기 가져온 회전방향 및 회전량을 데이터 베이스에 저장하고, 또한 상기 데이터 베이스로부터 각종 설정데이터에 근거하여 표시데이터, 인자데이터 등의 제시데이터를 작성처리하는 데이터 처리장치를 구비한 것을 특징으로 하는 근력 트레이닝기계의 운동상황 검출장치.