KR20170095691A

KR20170095691A - Ict기반 근력트레이닝시스템 제어방법

Info

Publication number: KR20170095691A
Application number: KR1020160017468A
Authority: KR
Inventors: 백송원
Original assignee: 부산외국어대학교 산학협력단
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2017-08-23
Also published as: KR101782247B1

Abstract

본 발명에 따른 ICT기반 근력트레이닝시스템 및 그 제어방법은 사용자의 신체정보(111), 운동프로그램(P)과 같은 개인데이터(110,미도시)를 저장하는 웨어러블기기(100); 사용자의 근육량, 체지방량과 같은 신체정보(111)를 측정하여 상기 웨어러블기기(100)에 전송하는 체성분분석기(200); 운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 파악할 수 있는 각종 센서(320)가 장착되어 있고, 상기 운동프로그램(P) 및 운동데이터(321)를 표시할 수 있는 스크린(310)이 장착되어있으며, 최초 운동시 상기 웨어러블기기(100)로 부터 추출한 신체정보(111)를 바탕으로 테스트 강도를 설정하여 사용자의 운동한계를 파악하는 운동기기(300); 상기 운동기기(300)로부터 사용자의 운동데이터(321)를 종합하여 도출된 운동프로그램(P)을 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 제공하거나 자체적으로 제공하는 서버(400); 로 구성되며, 상기 체성분분석기(200)를 통하여 신체정보(111)를 측정하고, 상기 신체정보(111)를 웨어러블기기(100)에 저장하며, 상기 운동기기(300)에 웨어러블기기(100)를 등록하는 사용자정보등록 단계(A); 상기 웨어러블기기(100)에 저장된 신체정보(111)를 바탕으로 운동기기(300)의 테스트 강도를 설정하고, 상기에서 설정된 강도의 테스트를 통하여 수집된 사용자의 운동데이터(321)를 상기 서버로 전송 후 종합하여 운동프로그램(P)을 제공하는 운동강도테스트 단계(B); 상기 운동강도테스트 단계(B)에서 결정된 운동프로그램(P)은 중간장치없이 서버(400)에서 운동기기(300)로 제공되거나, 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 운동기기(300)로 제공되어 사용자가 운동프로그램(P)에 따라 운동을 진행하는 운동실시 단계(C); 를 포함하는 것을 특징으로 하고, 기존의 단순한 웨이트 트레이닝 장비를 지능형 장비로 발전시켜 운동과 동시에 사용자의 운동능력을 측정할 수 있도록 하며, 이러한 데이터를 바탕으로 사용자에게 적합한 운동프로그램을 제공하고 상기 운동프로그램을 온라인상에 데이터 베이스화 하여 사용자가 어디서든 자신에게 적합한 운동부하와 운동프로그램을 적용할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

ICT 기반 근력트레이닝 시스템 및 그 제어방법{Weight Training System Base of Information and Communications Technology}

본 발명은 근력트레이닝 시스템에 관한 것이며, 구체적으로 전기모터를 이용하여 운동부하를 조절하고, 개개인의 운동역량에 적합한 운동프로그램을 제공하는 ICT기반 근력트레이닝 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 웨이트 트레이닝을 하기 위해서는 다양한 운동 기구가 설치된 휘트니스 센터 등에 찾아가서 자신에게 맞는 트레이닝 스케쥴을 설정하여 운동을 하게 된다.

상기한 휘트니스 센터에서 사용하는 운동 기구는 심폐 기능을 위한 운동 기구, 웨이트 트레이닝을 위한 운동 기구로 분류되어 있는 바, 상기한 웨이트 트레이닝용 운동 기구는 손잡이가 달리 케이블에 다수개의 웨이트 스택(Weight stack)을 선택적으로 들어 올릴 수 있도록 구성되어 있어서, 운동자에게 가변 부하를 주기 위하여 5㎏, 10㎏등과 같이 다수의 웨이트 스텍을 적층한 후 손잡이를 잡고 웨이트 스택을 들어 올려 근육을 단련할 수 있는 운동기구이다.

이와 같은 웨이트 트레이닝 시스템으로는 '국내공개특허 제10-2009-0051860호'에 근육 강화를 위한 웨이트 트레이닝 운동 기구에 있어서, 향심적(concentric) 및 이심적(eccentric) 운동방향으로의 부하 이동을 제어하는 운동제어수단을 포함하고, 외부와 차단된 공간이 형성된 케이스, 상기 케이스의 하부 일측에 위치하여 유동액을 저장하는 저장탱크, 상기 케이스의 내부에 위치하여 피스톤의 상승 및 하강을 통해 상기 유동액의 유입에 따른 유압이 생성되도록 하는 실린더, 상기 피스톤의 상승 또는 하강 시 피스톤의 위치를 감지하는 위치감지수단, 상기 피스톤의 하강 시 저장탱크 내의 유동액이 상기 실린더로 유입되도록 구동하는 유압 펌프 및 상기 케이스의 외부 일측에 위치하여 각종 운동 정보를 디스플레이하고, 운동 범위 및 속도의 설정치를 입력하는 표시/조작 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이트 트레이닝용 운동기구 및 그 제어방법이 개시되어 있고, '국내등록특허 제10-0869067호'에 본체와, 상기 본체에 설치되는 모터와, 사용자가 상기 모터의 출력을 선택하여 입력하는 입력부와 상기 모터의 부하량을 측정하는 부하량 측정부와 상기 입력부와 상기 부하량 측정부로부터 제공받는 데이터에 따라 상기 모터의 출력을 제어하는 제어부를 포함하는 모터 출력 제어수단과, 사용자가 신체 일부로 잡거나 걸어서 외력을 가하는 웨이트트레이닝부와, 상기 웨이트트레이닝부와 상기 모터를 연결하는 연결수단으로 구비되는데, 상기 본체는 바닥면에 지지되며 고정핀이 형성된 제 1프레임과, 상기 제 1프레임에 수직하게 설치되는 제 2프레임과, 상기 제 1프레임에 대향되게 상기 제 2프레임의 상단에 설치되는 제 3프레임과, 상기 제 1프레임과 상기 제 3프레임을 연결하는 제 4프레임과, 상기 제 4프레임의 중단에 설치되는 제 5프레임으로 이루어지며, 상기 연결수단은 상기 본체에 설치되는 하나 이상의 도르래와 상기 도르래를 통과하며 상기 모터와 상기 웨이트트레이닝부를 연결하는 와이어를 포함하되, 상기 와이어는 상기 제 2프레임과 제 3프레임 상에 설치된 도르래를 통과하여 상기 모터와 연결되며 중단부를 대칭되게 양쪽으로 도르래가 형성된 양방향도르래의 일단 도르래에 통과시키는 제 1와이어와, 일단은 상기 제1프레임의 고정핀에 고정시키고 중단부를 상기 양방향도르래의 타단 도르래에 통과시켜 상기 제1와이어와 연동되게 하는 제 2와이어와, 일단에는 도르래가 형성되고 타단에는 고정핀이 형성된 고정핀도르래의 도르래부분에 상기 제 2와이어를 통과시킨 후 상기 고정핀 도르래의 고정핀에 일단을 고정시켜 상기 제 2와이어와 연동되게 하는 제 3와이어로 이루어지고, 상기 모터 구동시 사용자의 운동방향과 반대로 발생하는 반력을 이용하여 웨이트트레이닝을 하는 것을 특징으로 하는 전자식 헬스기구가 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래기술들은 운동부하 조절방식에 국한된 기술로써 정밀한 운동부하를 순시적으로 가변할 수 없었고, 전문가의 도움이 없이는 사용자에게 적합한 운동부하를 설정하기 어려운 문제점이 있었다.

KR 10-2009-0051860 A

KR 10-0869067 B1

KR 10-2009-0093383 A

KR 10-2003-0011245 A

KR 10-2007-0059819 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하며, 구체적으로 본 발명의 목적은 운동부하를 전기모터로 제어하고, 또한 트레이닝 장비를 온라인화 하여 근력 트레이닝시 운동과 동시에 인체 바이오 시그널 및 운동역학적 변인을 실시간 측정하여 개개인에게 최적화된 운동을 처방할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 ICT기반 근력트레이닝시스템 및 그 제어방법은 사용자의 신체정보(111), 운동프로그램(P)과 같은 개인데이터(110,미도시)를 저장하는 웨어러블기기(100); 사용자의 근육량, 체지방량과 같은 신체정보(111)를 측정하여 상기 웨어러블기기(100)에 전송하는 체성분분석기(200); 운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 파악할 수 있는 각종 센서(320)가 장착되어 있고, 상기 운동프로그램(P) 및 운동데이터(321)를 표시할 수 있는 스크린(310)이 장착되어있으며, 최초 운동시 상기 웨어러블기기(100)로 부터 추출한 신체정보(111)를 바탕으로 테스트 강도를 설정하여 사용자의 운동능력을 파악하는 운동기기(300); 상기 운동기기(300)로부터 사용자의 운동데이터(321)를 종합하여 도출된 운동프로그램(P)을 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 제공하거나 자체적으로 제공하는 서버(400); 로 구성되며, 상기 체성분분석기(200)를 통하여 신체정보(111)를 측정하고, 상기 신체정보(111)를 웨어러블기기(100)에 저장하며, 상기 운동기기(300)에 웨어러블기기(100)를 등록하는 사용자정보등록 단계(A); 상기 웨어러블기기(100)에 저장된 신체정보(111)를 바탕으로 운동기기(300)의 테스트 강도를 설정하고, 상기에서 설정된 강도의 테스트를 통하여 수집된 사용자의 운동데이터(321)를 상기 서버로 전송 후 종합하여 운동프로그램(P)을 제공하는 운동강도테스트 단계(B); 상기 운동강도테스트 단계(B)에서 결정된 운동프로그램(P)은 중간장치없이 서버(400)에서 운동기기(300)로 제공되거나, 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 운동기기(300)로 제공되어 사용자가 운동프로그램(P)에 따라 운동을 진행하는 운동실시 단계(C); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 기존의 단순한 웨이트 트레이닝 장비를 지능형 장비로 발전시켜 운동과 동시에 사용자의 운동능력을 측정할 수 있도록 하며, 이러한 데이터를 바탕으로 사용자의 능력에 적합한 운동프로그램을 제공하고 상기 운동프로그램을 온라인상에 데이터 베이스화 하여 사용자가 어디서든 자신에게 적합한 운동부하와 운동프로그램을 적용할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ICT기반 근력트레이닝시스템 및 그제어방법에 대한 예시도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운동프로그램 순서도이다;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 ICT기반 근력트레이닝시스템 및 그 제어방법은 사용자의 신체정보(111), 운동프로그램(P)과 같은 개인데이터(110,미도시)를 저장하는 웨어러블기기(100); 사용자의 근육량, 체지방량과 같은 신체정보(111)를 측정하여 상기 웨어러블기기(100)에 전송하는 체성분분석기(200); 운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 파악할 수 있는 각종 센서(320)가 장착되어 있고, 상기 운동프로그램(P) 및 운동데이터(321)를 표시할 수 있는 스크린(310)이 장착되어있으며, 최초 운동시 상기 웨어러블기기(100)로 부터 추출한 신체정보(111)를 바탕으로 테스트 강도를 설정하여 사용자의 운동한계를 파악하는 운동기기(300); 상기 운동기기(300)로부터 사용자의 운동데이터(321)를 종합하여 도출된 운동프로그램(P)을 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰(101)을 통하여 제공하거나 자체적으로 제공하는 서버(400); 로 구성되며, 상기 체성분분석기(200)를 통하여 신체정보(111)를 측정하고, 상기 신체정보(111)를 웨어러블기기(100)에 저장하며, 상기 운동기기(300)에 웨어러블기기(100)를 등록하는 사용자정보등록 단계(A); 상기 웨어러블기기(100)에 저장된 신체정보(111)를 바탕으로 운동기기(300)의 테스트 강도를 설정하고, 상기에서 설정된 강도의 테스트를 통하여 수집된 사용자의 운동데이터(321)를 상기 서버로 전송 후 종합하여 운동프로그램(P)을 제공하는 운동강도테스트 단계(B); 상기 운동데이터(321)는 서버(400)로 바로 전송되거나, 스마트폰(101)을 거쳐서 서버(400)로 전송되는 것이 가능하며, 상기 운동강도테스트 단계(B)에서 결정된 운동프로그램(P)은 중간장치없이 서버(400)에서 운동기기(300)로 제공되거나, 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 운동기기(300)로 제공되어 사용자가 운동프로그램(P)에 따라 운동을 진행하는 운동실시 단계(C); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 상기 사용자정보등록 단계(A)에서 웨어러블기기(100)를 운동기기(300)에 등록할 때, 개인 스마트폰도 같이 등록할 수 있으며, 상기 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰 없이 운동하러 왔을 경우를 대비하여 비밀번호를 등록하고, 추가적으로 연령, 성별, 신장, 체중 데이터를 등록하는 것이 가능하다.

또한, 상기 운동강도테스트 단계(B)는 상기 테스트를 통하여 3개월간의 운동프로그램(P)을 제공하게 되며, 이 과정을 구체적으로 설명하면 최초 입력된 연령, 성별, 근육량 등을 이용하여 테스트 운동부하를 결정하고, 사용자는 상기 결정된 테스트 운동부하로 더 이상 운동을 지속할 수 없을 때까지 운동을 한다. 이 때, 운동기기(300)의 각종 센서(320)들이 운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 모니터하여 서버(400)로 전송한다. 상기 서버(400)는 전송받은 운동데이터(321)를 바탕으로 해당 운동기기(300)에 대한 3개월간의 운동빈도, 운동부하, 횟수, 운동템포를 종합한 운동프로그램(P) 제공한다.

상기 사용자정보등록 단계(A) 및 운동강도테스트 단계(B)는 운동부위에 따라 개별적으로 구성되는 운동기기(300)마다 개별적으로 실시하여야 한다.

상기 운동기기(300)는 상기 운동강도테스트 단계(B)에서 사용자가 상기 테스트를 진행할 때 의자높이, 등받이 각도를 자신에게 맞도록 설정하면 그 정보를 서버(400)에 저장하여 향후 운동시 자동으로 설정될 수 있도록 하는 것이 가능하다.

또한, 상기 운동기기(300)가 상기 운동부하를 조절함에 있어서, 종래의 중량물을 이용한 방식이 아닌 전기모터로 대체하여 정밀한 운동부하 설정이 가능하도록 하며, 추가적으로 전기모터 구동부만 모듈화가 가능하여 기존에 사용중인 운동기기(300)에 상기 전기모터 구동부의 모듈만 장착하면 개조 가능한 것을 특징으로 한다.

도 2에서 보는 바와 같이, 상기 운동실시 단계(C)에서 실시하게 되는 운동프로그램(P)은, 운동기기(300)의 스크린(310)을 통하여 안내되며, 해당 날짜에 처방된 운동부하를 알려주고 진행여부를 확인하는 제1운동설정단계(P1); 설정된 운동부하의 절반무게로 준비운동을 실시하는 준비운동단계(P2); 상기 준비운동단계(P2)가 끝나면 처방된 운동부하로 자동 설정되어 운동을 실시하는 실제운동단계(P3); 상기 실제운동단계(P3) 중 상기 각종 센서(320)로 받아들인 정보를 바탕으로 운동부하 증가여부를 확인하는 제2운동설정단계(P4); 로 구성된다.

상기 실제운동단계(P3)는 상기 각종 센서(320)를 통하여 사용자의 운동 상태를 실시간 모니터하고, 근전도 및 심박수의 변화가 나타나면 사용자에게 경고를 알리며 운동중지여부를 확인하는 경고단계(P3')를 더 포함할 수 있다.

상기 운동프로그램(P)은 운동프로그램(P)이 저장된 스마트폰을 통하여 운동일시, 스트레칭방법, 운동순서, 운동량, 운동기기별 운동부하를 확인하는 것이 가능하다.

또한, 상기 운동프로그램(P)을 실시함에 있어서 운동기기(300)는 사용자의 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰 또는 비밀번호를 인식하여 사용자의 신원을 확인하고 서버(400)로부터 운동프로그램(P)을 다운받아 운동기기(300)에 부착된 스크린(310)에 표시하고 최초 상기 테스트를 할 때 설정하였던 의자높이, 등받이 각도와 같은 설정을 자동으로 완료하고 운동시작을 알린다.

상기 제1운동설정단계(P1)에서는 사용자가 처방된 운동부하보다 임의로 높게 설정할 경우 관리자의 허락을 받아 진행하는 승인절차가 추가적으로 포함될 수 있다.

상기 실제운동단계(P3)에서는 운동시 이상적인 올리고-내림 또는 당기고-놓음의 템포를 음향 및 스크린(310)으로 안내하며, 이 때 센서(320)를 이용하여 스크린(310)에 현재 운동횟수, 운동부하, 운동템포, 근육상태와 같은 정보를 표시하는 기능을 추가로 포함할 수 있으며, 한 세트가 끝나면 휴식을 알리고 휴식에 대한 안내를 표시하며 다음 운동 시작까지의 시간을 표시하는 기능을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 운동템포 및 근육상태를 바탕으로 운동부하 증가여부를 확인하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

사용자의 신체정보(111), 운동프로그램(P)과 같은 개인데이터(110,미도시)를 저장하는 웨어러블기기(100);
사용자의 근육량, 체지방량과 같은 신체정보(111)를 측정하여 상기 웨어러블기기(100)에 전송하는 체성분분석기(200);
운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 파악할 수 있는 각종 센서(320)가 장착되어 있고, 상기 운동프로그램(P) 및 운동데이터(321)를 표시할 수 있는 스크린(310)이 장착되어있으며, 최초 운동시 상기 웨어러블기기(100)로 부터 추출한 신체정보(111)를 바탕으로 테스트 강도를 설정하여 사용자의 운동한계를 파악하는 운동기기(300);
상기 운동기기(300)로부터 사용자의 운동데이터(321)를 종합하여 도출된 운동프로그램(P)을 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 제공하거나 자체적으로 제공하는 서버(400); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 근력트레이닝시스템.
사용자의 신체정보(111), 운동프로그램(P)과 같은 개인데이터(110,미도시)를 저장하는 웨어러블기기(100); 사용자의 근육량, 체지방량과 같은 신체정보(111)를 측정하여 상기 웨어러블기기(100)에 전송하는 체성분분석기(200); 운동속도, 가속도, 토크, 힘, 근전도, 심박수와 같은 운동데이터(321)를 파악할 수 있는 각종 센서(320)가 장착되어 있고, 상기 운동프로그램(P) 및 운동데이터(321)를 표시할 수 있는 스크린(310)이 장착되어있으며, 최초 운동시 상기 웨어러블기기(100)로 부터 추출한 신체정보(111)를 바탕으로 테스트 강도를 설정하여 사용자의 운동한계를 파악하는 운동기기(300); 상기 운동기기(300)로부터 사용자의 운동데이터(321)를 종합하여 도출된 운동프로그램(P)을 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 제공하거나 자체적으로 제공하는 서버(400); 로 구성되는 ICT기반 근력트레이닝시스템에 있어서,
상기 체성분분석기(200)를 통하여 신체정보(111)를 측정하고, 상기 신체정보(111)를 웨어러블기기(100)에 저장하며, 상기 운동기기(300)에 웨어러블기기(100)를 등록하는 사용자정보등록 단계(A);
상기 웨어러블기기(100)에 저장된 신체정보(111)를 바탕으로 운동기기(300)의 테스트 강도를 설정하고, 상기에서 설정된 강도의 테스트를 통하여 수집된 사용자의 운동데이터(321)를 상기 서버(400)로 전송 후 종합하여 운동프로그램(P)을 제공하는 운동강도테스트 단계(B);
상기 운동데이터(321)는 서버(400)로 바로 전송되거나, 스마트폰(101)을 거쳐서 서버(400)로 전송되는 것이 가능하며,
상기 운동강도테스트 단계(B)에서 결정된 운동프로그램(P)은 중간장치없이 서버(400)에서 운동기기(300)로 제공되거나, 웨어러블기기(100) 또는 스마트폰을 통하여 운동기기(300)로 제공되어 사용자가 운동프로그램(P)에 따라 운동을 진행하는 운동실시 단계(C); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝시스템 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 운동기기(300)는 최초 운동시 사용자가 설정한 의자높이, 등받이각도와 같은 정보를 서버(400)에 저장하여 향후 운동시 자동 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 운동기기(300)는 운동부하를 전기모터로 조절하는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 운동프로그램(P)은 운동기기(300)의 스크린(310)을 통하여 안내되며, 해당 날짜에 처방된 운동부하를 알려주고 진행여부를 확인하는 제1운동설정단계(P1);
설정된 운동부하의 절반무게로 준비운동을 실시하는 준비운동단계(P2);
상기 준비운동단계(P2)가 끝나면 처방된 운동부하로 자동 설정되어 운동을 실시하는 실제운동단계(P3);
상기 실제운동단계(P3) 중 상기 각종 센서(320)로 받아들인 정보를 바탕으로 운동부하 증가여부를 확인하는 제2운동설정단계(P4); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 실제운동단계(P3)는 운동시 이상적인 올리고-내림 또는 당기고-놓음의 템포를 음향 및 스크린(310)으로 안내하는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 실제운동단계(P3)는 상기 각종 센서(320)를 통하여 사용자의 운동 상태를 실시간 모니터하고, 근전도 및 심박수의 변화가 나타나면 사용자에게 경고를 알리고 운동중지여부를 확인하는 경고단계(P3'); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT기반 근력트레이닝 시스템.