KR20130067673A - 자동부하조절장치 및 이를 이용한 스마트 헬스 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동부하조절장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 인장 와이어로 무게추를 왕복운동시켜, 운동자에게 부하를 가하는 웨이트 운동기구의 부하조절장치에 있어서, 적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된 다수 개의 무게추; 상기 결합홈에 삽입되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 하나 또는 둘 이상의 무게추와 결합되는 결합부; 상기 결합부와 연결되어, 상기 결합부의 삽입 깊이를 조절하는 모터부; 상기 모터부를 제어하는 제어부; 및 외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송하는 사용자설정부;를 구비하고, 상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 부하설정에 관련된 정보가 전송되면, 상기 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 다수 개의 무게추들에 형성된 홈에 결합부의 삽입 깊이를 모터를 통해 자동으로 조절함으로써, 사용자가 직접 무게를 조절하는 번거로움을 해소하면서, 안전하게 무게를 조절할 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

자동부하조절장치 및 이를 이용한 스마트 헬스 시스템{Automatic load controlling apparatus and smart health system using the same}

본 발명은 자동부하조절장치 및 이를 이용한 스마트 헬스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 종래에 수동적으로 무게를 조절하거나 부하를 조절했던 운동기구에 모터를 이용하여 자동으로 무게를 조절하거나 부하를 조절하도록 함으로써, 사용자의 안전 및 편리를 도모하며, 단말기를 통한 자동 조절시스템 구축이 가능한 자동부하조절장치 및 이를 이용한 스마트 헬스 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 웨이트 운동 기구란 와이어에 다수 개의 웨이트 블록을 선택적으로 물릴 수 있도록 하고, 상기 와이어에 연결된 운동구를 작동함으로써, 사용자가 근육을 단련할 수 있도록 하는 운동기구이다.

이와 같은 종래의 웨이트트레이닝 기구는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 베이스(11)를 갖는 지지대(10)의 상부에 도르래(12)를 장착하고, 일측에 플레이트(14)가 연결된 와이어(13)가 지지대(10)의 상부에 장착된 도르래(12)에 감기도록 장착된다. 또한, 플레이트(14)의 다른 일측에는 다수 개의 구멍이 형성된 웨이트축(15)이 장착된다. 그리고, 지지대(10)의 중앙부에는 한 쌍의 가이드(16)가 세워져 상기 플레이트(14)가 상기 가이드(16)를 따라 상하로 작동할 수 있도록 장착되어 있고, 또한 상기 가이드(16)에는 상기 웨이트축(15)이 삽입될 수 있는 구멍이 형성된 다수 개의 스택(17)이 상하로 작동 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 상기 스택(17)의 일측면에는 상기 웨이트축(15)의 구멍에 상응하는 구멍이 각각 형성된다. 이와 같은 구조를 갖는 종래의 웨이트 트레이닝 기구는 플레이트(14)의 하부에 장착된 웨이트축(15)이 수직으로 스택(17)의 중앙부에 형성된 구멍을 통해 삽입되고, 핀(18)을 어느 스택(17)의 측면에 형성된 구멍을 통해 삽입하여 스택(17)과 웨이트축(15)을 결합되게 하여 무게를 조절하고 있다.

이와 같은 무게 조절 장치는 상체, 하체, 기타 근육 부위별로 운동케 하는 20여종의 웨이트 트레이닝 기구에 공통적으로 장착되고 있다. 그러나, 이와 같은 무게조절장치는 핀(18)이 분리된 상태로 착탈되므로, 핀(18)을 분실할 우려가 크며, 핀(18) 삽입시 구멍을 일일이 확인하여야 하므로, 무게의 변경 시 매우 번거롭다는 단점이 있다. 또한, 종래의 무게 조절 장치는 운동자가 운동 중에 핀이 블록으로부터 벗어나, 안전사고가 발생할 우려가 있다. 그리고 핀의 착탈에 따른 공간이 필요하므로, 운동기구를 컴팩트화 하는데 방해요소가 되고 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에 한국등록특허 제10-0549407호의 "웨이트 운동기구 핀장치 및 웨이트 운동기구"는 핀 삽입공이 길이방향으로 다수 관통되어 형성된 웨이트축에 가이드 부재를 결합시키고, 웨이트 핀이 핀 삽입공을 향해 복원력을 가하도록 하는 탄성부재를 구비함으로써, 핀의 분실 및 이탈 우려가 없는 운동기구를 제안하고 있다. 그러나, 이러한 핀장치를 갖는 운동기구도 종래의 운동기구와 마찬가지로 사용자가 직접 핀을 옮겨 무게를 조절해야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라, 탄성부재의 탄성력으로 인하여 무게 조절시에도 상당한 힘이 필요하다는 문제점이 있다.

한편, 최근들어 다양한 분야에서 개인용 단말기와 연계를 통해 스마트한 시스템이 활발히 응용되고 있다. 그러나, 종래의 운동기구들은 무게 또는 부하를 사용자가 수동으로 조작하여 조절할 수밖에 없으므로, 운동량 등을 체크하여 관리해주는 실질적인 자동화된 스마트 시스템 구축이 불가능한 실정이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 나사홈이 형성된 무게추와 다수 개의 기어들을 통해 상기 나사홈과 연결되는 모터를 구비함으로써, 자동으로 부하의 무게를 조절할 수 있는 자동부하조절장치를 제공하고자 하는 것이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 탄성부재 및 상기 탄성부재와 연결되고, 회전에 의해 상기 탄성부재의 길이를 조절하는 모터를 구비함으로써, 자동으로 부하를 조절할 수 있는 자동부하조절장치를 제공하고자 하는 것이다.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 무선 네트워크를 통해 자동부하조절장치를 제어함으로써, 사용자의 접근만으로도 부하를 조절할 수 있는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은, 인장 와이어로 무게추를 왕복운동시켜, 운동자에게 부하를 가하는 웨이트 운동기구의 부하조절장치에 있어서, 적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된 다수 개의 무게추; 상기 결합홈에 삽입되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 개수의 무게추와 결합되는 결합부; 상기 결합부와 연결되어, 모터구동신호에 따라 상기 결합부의 삽입 깊이를 조절하는 모터부; 상기 모터부를 제어하는 제어부; 및 외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송하는 사용자설정부;를 구비하고, 상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 전송된 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

전술한 제1 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 결합부는 길이 방향으로 나사산이 형성되는 제1 나사로 이루어지며, 상기 다수 개의 무게추의 결합홈은 상기 제1 나사의 나사산과 맞물리는 제1 나사홈으로 이루어지고, 상기 모터부는 상기 제1 나사를 회전시키는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 결합부는 길이 방향으로 나사산이 형성되는 제1 나사 및 제2 나사로 이루어지며, 상기 다수 개의 무게추의 결합홈은 상기 제1 나사 및 제2 나사의 나사산과 각각 맞물리는 제1 나사홈 및 제2 나사홈으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 나사홈은 중심축을 기준으로 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 모터부는 상기 제1 나사 및 제2 나사를 회전시키는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제1 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 모터부는 상기 회전모터와 연결되는 제1 기어; 및 상기 제1 나사 및 제2 나사의 상면에 각각 연결되고, 상기 제1 기어와 맞물려 움직이는 제2 기어들;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징은, 웨이트 운동기구에 사용되는 부하조절장치에 있어서, 사용자에 의해 운동이 이루어지는 조작부; 일단이 상기 조작부와 연결되어, 상기 조작부에 부하를 제공하는 탄성부재; 상기 탄성부재의 타단과 연결되어, 모터구동신호에 따라 상기 탄성부재의 길이를 조절하는 모터부; 상기 모터부를 제어하는 제어부; 및 외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송하는 사용자설정부;를 구비하고, 상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 전송된 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

전술한 제2 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 모터부는 회전모터 및 상기 회전모터와 연결되는 회전축으로 이루어지며, 상기 탄성부재는 상기 회전축에 연결되어 상기 회전모터의 회전에 의해 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제2 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 모터부는 상기 회전모터와 상기 회전모터와 연결되는 다수 개의 기어장치로 이루어지며, 상기 탄성부재는 상기 다수 개의 기어장치 중 최종기어의 회전축에 연결되어 상기 회전모터의 회전에 의해 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제3 특징은, 자동부하조절장치가 구비된 웨이트 운동기구를 포함하는 스마트 헬스 시스템에 있어서, 상기 웨이트 운동기구로 부하설정에 관련된 정보를 송신하는 이동단말기; 상기 이동단말기로부터 상기 부하설정에 관련된 정보가 수신되면, 상기 부하설정에 관련된 정보에 따라 모터를 제어하여 부하를 조절하는 자동부하조절장치를 포함하는 웨이트 운동기구;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 부하설정에 관련된 정보는 부하설정량, 상기 이동단말기의 식별정보 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 상기 자동부하조절장치는 부하를 조절하는 모터부; 상기 이동단말기로부터 상기 부하설정량를 수신하는 사용자설정부; 및 상기 사용자설정부로부터 부하설정량이 수신되면, 상기 부하설정량에 해당하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 제공하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 스마트 헬스 시스템은 서비스 서버를 더 구비하고, 상기 서비스 서버는 이동단말기의 식별정보 및 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 저장하는 데이터 베이스; 및 상기 웨이트 운동기구의 사용자 설정부로부터 상기 식별정보에 대한 서비스 요청이 수신되면, 상기 데이터베이스로부터 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 검색하여 상기 웨이트 운동기구로 제공하는 서비스실행모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 웨이트 운동기구의 상기 자동부하조절장치는 부하를 조절하는 모터부; 상기 이동단말기로부터 상기 이동단말기의 식별정보를 수신하는 사용자설정부; 및 상기 사용자설정부로부터 상기 이동단말기의 식별정보가 수신되면, 상기 서비스 서버로 상기 식별정보에 대한 서비스를 요청하고, 상기 서비스서버로부터 제공된 부하설정량에 해당하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 제공하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 자동부하조절장치는 적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된 다수 개의 무게추; 및 상기 결합홈에 삽입되고, 상기 모터부와 연결되어 삽입 깊이가 조절되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 하나 또는 둘 이상의 무게추와 결합되는 결합부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

전술한 제3 특징을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 자동부하조절장치는 사용자에 의해 운동이 이루어지는 조작부; 일단이 상기 조작부와 연결되고, 타단이 상기 모터부와 연결되어 길이가 조절되고, 상기 조작부에 부하를 제공하는 탄성부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 자동부하조절장치는 모터를 통해 다수 개의 무게추들에 형성된 홈에 결합부의 삽입 깊이를 자동으로 조절함으로써, 사용자가 직접 무게를 조절하는 번거로움을 해소하면서, 안전하게 무게를 조절할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 하나의 회전 모터 및 상기 회전모터에 연결되며, 대칭구조를 형성하는 제1 나사 및 제2 나사를 이용함으로써, 무게추와의 결합이 균형있게 유지되므로 운동자가 운동을 할 때 효과적이면서 올바른 운동을 유도할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 제1 나사 및 제2 나사의 길이 방향을 따라 나사산이 형성되고, 이를 통해 삽입 깊이에 따른 무게추들과 전부 결합하게 되므로, 운동 조작 시 충격으로 인하여 무게추들의 이탈을 막을 수 있게 된다. 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 자동으로 무게추와 결합되는 갯수를 조절함으로써 무게 조절이 이루어지므로, 무게추가 조금이라도 한쪽으로 쏠리거나 이탈하는 경우 나사홈에 제1 나사 또는 제2 나사가 제대로 맞물리지 않게 되어 제 기능을 할 수 없게 된다. 다수 개의 무게추 중 하나라도 위치가 조금 변경되는 경우 나사는 나사홈을 따라 이동할 수 없게 되므로, 사용자가 직접 무게추를 제자리로 돌려놓아야 하므로, 오히려 불편을 야기하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 나사의 길이방향을 따라 나사산이 모두 형성되도록 하여 무게추들과 안정적으로 고정되게 함으로써, 무게조절장치의 사용효과를 극대화시킬 수 있다는 장점을 갖게 된다.

본 발명에 따른 자동부하조절장치는 탄성부재를 이용하여 사용자에게 부하를 제공함으로써, 무게추와 같은 무게조절장치를 따로 구비할 필요가 없어 생산 비용을 절감할 수 있으며, 무게추의 이동으로 인해 발생되는 소음을 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 따른 자동부하조절장치는 상기 탄성부재의 일단에 회전모터 등으로 구성되는 모터부를 연결하여 길이를 조절함으로써, 부하를 자동으로 조절할 수 있으며, 사용자에게 제공되는 부하를 미세하게 조절할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

한편, 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템는 이동단말기를 구비한 사용자가 웨이트 운동기구에 접근하는 것만으로도 부하량을 설정할 수 있도록 함으로써, 실질적인 스마트 헬스 시스템을 구현할 수 있게 한다.

도 1 및 도 2는 종래의 웨이트트레이닝 기구를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치의 실시형태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 자동부하조절장치의 구조 및 동작원리에 대하여 설명한다.

제1 실시예

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동부하조절장치(10)는 인장 와이어로 무게추를 왕복운동시켜, 운동자에게 부하를 가하는 웨이트 운동기구의 무게조절장치에 있어서, 다수 개의 무게추(100), 결합부(120), 모터부(140), 제어부(도시하지 않음) 및 사용자설정부(도시하지 않음)를 구비한다. 여기서, 상기 다수 개의 무개추(100)는 양측에 가이드부재(180)으로 연결되어, 운동자가 인장와이어를 이용하여 무게추를 왕복운동할 때, 상기 가이드부재(180)를 따라 상기 무게추(100)들이 이동할 수 있도록 한다.

상기 다수 개의 무게추(100)는 적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된다. 상기 결합홈은 후술할 결합부(120)에 대응되는 형태로 형성되어 상기 결합부(120)와 결합에 의해 상기 무게추(100)를 들어올릴 수 있도록 한다. 상기 결합홈은 상기 다수 개의 무게추(100)의 중심에 몸체를 관통하는 제1 나사홈으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 결합부(120)는 상기 무게추의 결합홈에 삽입되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 하나 또는 둘 이상의 무게추(100)와 결합된다. 상기 결합부(120)는 상기 다수 개의 무게추(100)와 전부 결합할 수 있도록 상기 다수 개의 무게추가 적재되는 높이에 대응되는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 결합부(120)는 전술한 바와 같이 상기 결합홈이 나사홈으로 형성되는 경우, 상기 나사홈에 맞물리는 나사산이 형성된 나사로 이루어진다. 도 3을 참조하면, 상기 결합부(120)는 상기 제1 나사홈에 삽입되며, 길이 방향을 따라 상기 제1 나사홈에 대응되는 나사산이 형성된 제1 나사로 이루어진다.

상기 모터부(140)는 상기 결합부(120)와 연결되어, 상기 결합부의 삽입 깊이를 조절한다. 상기 모터부(140)는 회전모터로 이루어지는 것이 바람직하다. 다시 말해, 상기 회전모터는 상기 제1 나사로 이루어지는 상기 결합부(120)와 연결되어, 상기 회전모터가 회전되는 것에 의해 상기 제1 나사의 삽입 깊이를 조절하게 된다. 상기 회전모터에 연결된 제1 나사가 회전에 의해 승강하는 기술은 이미 공지된 기술이므로, 자세한 설명은 생략한다. 여기서, 제1 나사와 제1 나사홈으로 이루어지는 결합부와 결합홈으로 인하여, 본 발명은 회전 방향 및 회전되는 정도에 의해 삽입되는 깊이가 조절될 뿐만 아니라, 제1 나사와 제1 나사홈이 직접 결합되는 것에 의해 따로 결합수단을 구비하지 않아도 된다는 장점을 갖게 된다.

상기 사용자설정부는 외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송한다. 상기 사용자설정부는 터치스크린과 같은 입력이 가능한 디스플레이부로 이루어지는 것이 바람직하며, 외부의 단말기 또는 서버와 통신할 수 있는 통신모듈을 더 구비할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 설정부는 터치스크린을 통해 사용자로부터 부하설정량을 직접 입력받을 수 있으며, 이에 대한 결과값을 상기 디스플레이부로 표시할 수 있다. 또한, 후술할 시스템을 형성하여, 외부의 단말기 또는 서버로부터 정보를 입력받을 수 있다.

상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 부하설정량과 같은 부하설정에 관련된 정보가 전송되면, 상기 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송한다. 즉, 부하설정량에 대한 정보가 입력되면, 상기 제어부는 상기 부하설정량에 해당하는 무게추의 갯수를 계산하고, 상기 계산된 무게추들에 제1 나사가 삽입되도록 모터부의 회전 방향 및 회전 횟수를 포함하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송한다. 예를 들어, 단위가 5kg인 무게추들로 이루어지고, 사용자가 15kg의 부하설정량을 입력하면, 상기 제어부는 제1 나사가 3개의 무게추와 결합하도록 회전모터의 회전방향과 회전되는 횟수를 모터구동신호로 생성하여 전송한다.

또한, 상기 제어부는 이전의 사용자가 설정해놓은 부하설정량이 리부팅이 되지않고 남아있는 경우에는, 이전 부하설정량을 기준으로 얼마나 무게추를 가감해야하는지도 판단하여 모터구동신호를 생성한다. 예를 들어, 단위가 5kg인 무게추들로 이루어지고, 이전 사용자가 20kg으로 설정해서 사용한 후 리부팅이 되지 않은 경우, 사용자가 10kg의 부하설정량을 입력하게 되면, 2개의 무게추를 감할 수 있도록 제1 나사의 회전방향과 회전되는 횟수를 모터구동신호로 생성하여 전송하게 되는 것이다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동부하조절장치는 다수 개의 무게추들에 형성된 결합홈에 결합부의 삽입 깊이를 모터를 통해 자동으로 조절함으로써, 사용자가 직접 무게를 조절하는 번거로움을 해소하면서, 안전하게 무게를 조절할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 자동부하조절장치는 제1 나사의 길이방향에 나사산을 전부 형성함으로써, 이를 통해 삽입깊이에 따른 무게추들 전부 결합하게 되므로, 운동 조작시 충격으로 인하여 무게추들의 이탈을 막을 수 있게 된다.

제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치(20)는 인장와이어로 무게추를 왕복운동시켜, 운동자에게 부하를 가하는 웨이트 운동기구의 자동부하조절장치에 있어서, 다수 개의 무게추(200), 결합부(220), 모터부(240), 제어부(도시하지 않음) 및 사용자 설정부(도시하지 않음)를 구비한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치(20)는 상기 결합부(220) 및 상기 결합부에 맞물리는 결합홈이 두 개로 형성되어 하나의 모터로 구동된다는 점을 특징으로 하며, 나머지는 제1 실시예의 그것들과 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

상기 다수 개의 무게추(200)는 적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성되며, 상기 결합홈은 중심축을 기준으로 대칭으로 형성되는 제1 나사홈(205) 및 제2 나사홈(207)로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결합부(220)는 깊이 방향으로 나사산이 형성된 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)로 이루어지며, 상기 제1 나사홈 및 제2 나사홈에 맞물리는 나사산이 길이 방향을 따라 각각 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치(20)는 모터부가 회전모터를 두 개 구비하고, 상기 제1 나사 및 제2 나사에 각각 연결되어 구동시킬 수 있으나, 하나의 회전모터를 이용하여 동일한 회전속도에 의해 제어됨으로써, 무게추(200)의 이동시 안정적인 균형을 유지하는 것이 바람직하다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치의 실시형태를 도시한 도면이다. 도 5에서와 같이, 상기 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)는 길이 방향을 따라 동일한 산의 거리를 갖는 나사산으로 형성되되, 상기 무게추의 중심축을 기준으로 서로 대칭으로 형성된다.

한편, 상기 모터부(240)는 상기 회전모터(242)와 연결되는 제1 기어(244) 및 상기 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)의 상면에 각각 연결되고, 상기 제1 기어(244)와 맞물려 움직이는 제2 기어들(246)을 더 구비하여, 하나의 회전모터(242)에 의해 상기 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)가 동시에 회전되도록 한다. 여기서, 상기 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)는 상기 회전모터(242)에 의해 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.

따라서, 서로 반대 방향으로 회전하는 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)가 하나의 회전모터에 대해 동일한 삽입 깊이를 갖기 위해서는, 전술한 바와 같이, 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)는 서로 대칭인 나사산이 형성되며, 상기 다수 개의 무게추들에 형성된 제1 나사홈(205) 및 제2 나사홈(207)은 상기 제1 나사(225) 및 제2 나사(227)의 나사산에 각각 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자동부하조절장치는 대칭구조를 형성하는 제1 나사 및 제2 나사로 형성된 결합부 및 결합홈과의 결합을 이용하여 부하를 조절함으로써, 하나의 결합홈과 결합부로 형성된 제1 실시예에 비해 더욱 안정적이고, 균형있게 무게추를 이동시킬 수 있다. 특히, 하나의 회전모터를 이용하여 동일한 회전속도에 의해 제어되도록 함으로써, 무게추와의 결합이 균형있게 유지되므로, 운동자가 운동을 할 때 효과적이면서 올바른 운동을 유도할 수 있다.

제3 실시예

이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치의 구조 및 동작원리에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치(30)는 조작부(300), 탄성부재(320), 모터부(340), 제어부(도시하지 않음) 및 사용자설정부(도시하지 않음)을 구비한다.

상기 조작부(300)는 사용자가 신체를 이용하여 운동이 이루어지도록 한다. 도 6에서와 같이 손잡이부(305)를 사용자가 잡고 회전운동을 함으로써, 사용자의 운동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 조작부(300)의 일단은 상기 탄성부재(320)와 연결된다. 기존에는 조작부의 일단에 무게추 등을 이용하여 중량을 가해 사용자에게 부하를 제공해왔다. 본 발명에서는 이러한 무게추와의 연결대신 탄성부재(320)를 이용함으로써, 탄성부재의 탄성력을 통한 부하를 사용자에게 제공하도록 한다. 상기 탄성부재(320)는 고무재질로 이루어지며, 왕복운동에 의한 외력에 견딜 수 있도록 충분한 내구성을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 탄성부재(320)의 타단은 상기 탄성부재의 길이를 조절하는 모터부(340)와 연결된다. 상기 모터부(340)는 회전모터(342) 및 상기 회전모터와 연결되는 회전축으로 이루어지며, 상기 탄성부재(320)는 상기 회전모터의 회전에 의해 길이가 조절된다. 즉, 회전모터가 정방향 및 역방향 중 어느 한 방향으로 회전하게 되면, 상기 회전축에 일단이 고정연결된 탄성부재가 회전되는 정도에 따라 상기 회전축에 감기게 되어 길이가 짧아지고, 반대방향으로 회전하게 되면, 상기 탄성부재가 회전축으로부터 풀려 길이가 길어진다. 본 발명에서는 이러한 탄성부재의 길이 조절을 이용하여 사용자에게 제공되는 부하를 조절할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 회전축의 일단에 이탈방지수단을 구비하여, 상기 탄성부재(320)가 회전축으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

상기 사용자설정부는 외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송한다. 상기 사용자설정부는 터치스크린과 같은 입력이 가능한 디스플레이부로 이루어지는 것이 바람직하며, 외부의 단말기 또는 서버와 통신할 수 있는 통신모듈을 더 구비할 수 있다. 따라서, 상기 사용자 설정부는 터치스크린을 통해 사용자로부터 부하설정량을 직접 입력받을 수 있으며, 이에 대한 결과값을 상기 디스플레이부로 표시할 수 있다. 또한, 후술할 시스템을 형성하여, 외부의 단말기 또는 서버로부터 정보를 입력받을 수 있다.

상기 제어부는 상기 모터부를 제어하여, 사용자의 설정에 따라 알맞은 부하를 제공할 수 있도록 탄성부재의 길이를 조절하게 된다. 상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 부하설정량과 같은 부하설정에 관련된 정보가 전송되면, 상기 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송한다. 즉, 부하설정량에 대한 정보가 입력되면, 상기 제어부는 상기 부하설정량에 해당하는 탄성부재의 길이를 조절하기 위하여 회전모터의 회전방향 및 회전되는 정도를 모터구동신호로 생성하여 전송하게 된다.

한편, 상기 모터부(340)는 상기 회전모터(342)와 상기 회전모터(342)와 연결되는 다수 개의 기어장치(344, 346)으로 이루어질 수 있다. 도 6에서는 회전모터와 연결되는 제1 기어(344) 및 상기 제1 기어(344)와 연결되어 움직이는 최종기어(346)을 예로 들었으며, 상기 탄성부재(320)는 상기 최종기어 회전축에 연결되어 상기 회전모터(342)의 회전에 의해 길이가 조절된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치는 탄성부재를 이용하여 사용자에게 부하를 제공함으로써, 무게추와 같은 중량조절장치를 따로 구비할 필요가 없어 생산 비용을 절감할 수 있으며, 무게추의 이동으로 인해 발생되는 소음을 줄일 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 자동부하조절장치는 상기 탄성부재의 일단에 회전모터 등으로 구성되는 모터부를 연결하여 길이를 조절함으로써, 부하를 자동으로 조절할 수 있으며, 사용자에게 제공되는 부하를 미세하게 조절할 수 있다는 장점을 갖게 된다.

스마트 헬스 시스템

이하, 전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템을 도면을 참조하여 설명한다.

종래에는 사용자의 운동량 등을 체크하고, 어느 정도 운동을 해야하는 지 등을 제공하는 헬스 시스템은 공지되어 있으나, 웨이트 운동기구의 무게조절이나 부하조절이 사용자에 의해 수동적으로 진행되었기 때문에, 실질적인 스마트 헬스시스템이라고는 할 수 없었다.

도 7은 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템은 이동단말기(400), 자동부하조절장치를 구비하는 웨이트 운동기구(500)를 포함한다.

상기 이동단말기(400)는 부하설정에 관련된 정보를 상기 웨이트 운동기구로 송신한다. 이때, 상기 부하설정에 관련된 정보는 부하설정량, 상기 이동단말기의 식별정보 중 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

상기 부하설정에 관련된 정보가 부하설정량인 경우, 상기 웨이트 운동기구는 부하를 조절하는 모터부(540), 상기 이도단말기로부터 상기 부하설정량을 수신하는 사용자 설정부(510) 및 상기 사용자 설정부로부터 부하설정량이 수신되면, 상기 부하설정량에 해당하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 제공하는 제어부(520)로 이루어지는 자동부하조절장치를 구비하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 이동단말기(400)는 제1 통신모듈을 구비하고, 상기 웨이트 운동기구(500)의 사용자 설정부(510)는 제2 통신모듈을 구비하며, 상기 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈은 블루투스, 무선랜, 적외선, RF 중 어느 하나를 이용하여 통신하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 부하설정에 관련된 정보가 상기 이동단말기의 식별정보인 경우, 상기 스마트 헬스 시스템은 서비스 서버를 더 구비하고, 상기 서비스 서버(600)는 이동단말기(400)의 식별정보 및 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 저장하는 데이터 베이스(640) 및 상기 웨이트 운동기구로부터 상기 식별정보에 대한 서비스 요청이 수신되면, 상기 데이터베이스로부터 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 검색하여 상기 웨이트 운동기구로 제공하는 서비스 실행모듈(620)로 이루어진다. 마찬가지로 상기 웨이트 운동기구는 모터부, 사용자설정부, 제어부로 이루어지는 자동부하조절장치를 구비한다. 한편, 상기 자동부하조절장치는 전술한 제1 실시예 내지 제3 실시예에 제시된 발명으로서, 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다.

서비스 서버를 더 구비하는 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템은 자동부하조절장치를 구비한 상기 웨이트 운동기구(500)에 상기 이동단말기(400)를 구비한 사용자가 접근하면, 상기 웨이트 운동기구(500)의 자동부하조절장치는 상기 이동단말기(400)의 식별정보를 감지하고, 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 서비스 서버로부터 제공받아 부하량을 자동으로 조절하게 된다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템은 이동단말기를 구비한 사용자가 이동단말기를 이용하여 직접 부하설정량을 입력하여 자동으로 웨이트 운동기구의 부하량을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템은 이동단말기를 구비한 사용자가 웨이트 운동기구 가까이 접근하는 것만으로도 사용자에 해당하는 부하설정량으로 부하량을 조절하므로, 실질적인 스마트 헬스 시스템을 구현할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 모터를 이용한 무게조절장치 및 부하조절장치는 무게 조절 또는 부하조절이 필요한 모든 운동기구에 적용이 가능하다. 특히, 스마트 헬스 시스템을 구현하고자 하는 분야에 널리 활용이 가능하다.

10 : 모터를 이용한 무게조절장치
100 : 무게추
120 : 결합부
140 : 모터부
180 : 가이드부재
30 : 모터를 이용한 부하조절장치
300 : 조작부
320 : 탄성부재
340 : 모터부

Claims (14)

1. 인장 와이어로 무게추를 왕복운동시켜, 운동자에게 부하를 가하는 웨이트 운동기구의 부하조절장치에 있어서,
   적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된 다수 개의 무게추;
   상기 결합홈에 삽입되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 개수의 무게추와 결합되는 결합부;
   상기 결합부와 연결되어, 모터구동신호에 따라 상기 결합부의 삽입 깊이를 조절하는 모터부;
   상기 모터부를 제어하는 제어부; 및
   외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송하는 사용자설정부;
   를 구비하고,
   상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 전송된 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 결합부는
   길이 방향으로 나사산이 형성되는 제1 나사로 이루어지며,
   상기 다수 개의 무게추의 결합홈은 상기 제1 나사의 나사산과 맞물리는 제1 나사홈으로 이루어지고,
   상기 모터부는 상기 제1 나사를 회전시키는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 결합부는
   길이 방향으로 나사산이 형성되는 제1 나사 및 제2 나사로 이루어지며,
   상기 다수 개의 무게추의 결합홈은 상기 제1 나사 및 제2 나사의 나사산과 각각 맞물리는 제1 나사홈 및 제2 나사홈으로 이루어지며, 상기 제1 및 제2 나사홈은 중심축을 기준으로 대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하며,
   상기 모터부는 상기 제1 나사 및 제2 나사를 회전시키는 회전모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 모터부는
   상기 회전모터와 연결되는 제1 기어; 및
   상기 제1 나사 및 제2 나사의 상면에 각각 연결되고, 상기 제1 기어와 맞물려 움직이는 제2 기어들;
   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
5. 웨이트 운동기구에 사용되는 부하조절장치에 있어서,
   사용자에 의해 운동이 이루어지는 조작부;
   일단이 상기 조작부와 연결되어, 상기 조작부에 부하를 제공하는 탄성부재;
   상기 탄성부재의 타단과 연결되어, 모터구동신호에 따라 상기 탄성부재의 길이를 조절하는 모터부;
   상기 모터부를 제어하는 제어부; 및
   외부로부터 부하설정에 관련된 정보를 제공받아 상기 제어부로 전송하는 사용자설정부;
   를 구비하고,
   상기 제어부는 상기 사용자설정부로부터 전송된 부하설정에 관련된 정보에 대응되는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 전송하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 모터부는
   회전모터 및 상기 회전모터와 연결되는 회전축으로 이루어지며,
   상기 탄성부재는 상기 회전축에 연결되어 상기 회전모터의 회전에 의해 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
7. 제 5항에 있어서, 상기 모터부는
   상기 회전모터와 상기 회전모터와 연결되는 다수 개의 기어장치로 이루어지며,
   상기 탄성부재는 상기 다수 개의 기어장치 중 최종기어의 회전축에 연결되어 상기 회전모터의 회전에 의해 길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치.
8. 자동부하조절장치가 구비된 웨이트 운동기구를 포함하는 스마트 헬스 시스템에 있어서,
   상기 웨이트 운동기구로 부하설정에 관련된 정보를 송신하는 이동단말기;
   상기 이동단말기로부터 상기 부하설정에 관련된 정보가 수신되면, 상기 부하설정에 관련된 정보에 따라 모터를 제어하여 부하를 조절하는 자동부하조절장치를 포함하는 웨이트 운동기구;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
9. 제 8항에 있어서, 상기 부하설정에 관련된 정보는
   부하설정량, 상기 이동단말기의 식별정보 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
10. 제 9항에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 상기 자동부하조절장치는
    부하를 조절하는 모터부; 상기 이동단말기로부터 상기 부하설정량를 수신하는 사용자설정부; 및 상기 사용자설정부로부터 부하설정량이 수신되면, 상기 부하설정량에 해당하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 제공하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
11. 제 9항에 있어서, 상기 스마트 헬스 시스템은 서비스 서버를 더 구비하고,
    상기 서비스 서버는
    이동단말기의 식별정보 및 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 저장하는 데이터 베이스; 및
    상기 웨이트 운동기구의 사용자 설정부로부터 상기 식별정보에 대한 서비스 요청이 수신되면, 상기 데이터베이스로부터 상기 식별정보에 해당하는 부하설정량을 검색하여 상기 웨이트 운동기구로 제공하는 서비스실행모듈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
12. 제 11항에 있어서, 웨이트 운동기구의 상기 자동부하조절장치는
    부하를 조절하는 모터부; 상기 이동단말기로부터 상기 이동단말기의 식별정보를 수신하는 사용자설정부; 및 상기 사용자설정부로부터 상기 이동단말기의 식별정보가 수신되면, 상기 서비스 서버로 상기 식별정보에 대한 서비스를 요청하고, 상기 서비스서버로부터 제공된 부하설정량에 해당하는 모터구동신호를 생성하여 상기 모터부로 제공하는 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
13. 제 10항에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 자동부하조절장치는
    적재되는 방향을 따라 몸체를 관통하는 결합홈이 각각 형성된 다수 개의 무게추; 및
    상기 결합홈에 삽입되고, 상기 모터부와 연결되어 삽입 깊이가 조절되고, 삽입되는 깊이에 대응되는 하나 또는 둘 이상의 무게추와 결합되는 결합부;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
14. 제 10항에 있어서, 상기 웨이트 운동기구의 자동부하조절장치는
    사용자에 의해 운동이 이루어지는 조작부;
    일단이 상기 조작부와 연결되고, 타단이 상기 모터부와 연결되어 길이가 조절되고, 상기 조작부에 부하를 제공하는 탄성부재;
    를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동부하조절장치를 이용한 스마트 헬스 시스템.
    

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