KR20180064781A - 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템 - Google Patents

애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템 Download PDF

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KR20180064781A
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Abstract

애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템은, 인체 복수의 부위에 개별적으로 부착되며 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 출력하는 복수의 전기근육자극 장치; 및 무선통신방식을 이용하여 상기 복수의 전기근육자극 장치에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는 애플리케이션이 설치된 휴대용 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템{Electrical Muscle Stimulation Training Device using Application}
본 발명은 운동보조시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템에 관한 것이다.
최근 일반인들의 건강에 대한 관심이 날로 증대되고 있으며 그에 따라 건강증진을 위한 각종 기기가 다양하게 개발되어 일반인들에게 널리 보급되고 있다.
특히, 저주파 치료기는 저주파 발생장치로부터 발생된 저주파 전류로 인체의 국소 부위를 자극하는 것으로 비만이나 통증의 치료에 널리 이용되고 있다.
상기와 같은 종래의 기술들로서 대한민국 등록실용신안 제20-0392565호 "저주파 치료기"(2005. 8. 3. 등록), 대한민국 공개특허 제10-2014-0114190호 "심부근육 자극용 전기 치료 자극기"(2014. 9.26. 공개), 대한민국 공개특허 제10-2015-0105062호 "저주파 패드를 활용한 다이어트 및 치료 벨트"(2015. 9.16. 공개) 등이 제안된 바 있다.
이와 같이 일반적으로 저주파는 피부를 통해 인체에 미약한 전기를 통하게 하여 근육을 직접 운동시켜 기초 대사량을 높이고, 지방 세포를 직접 자극하여 세포 수를 감소시키며 아울러 그 크기를 줄일 수 있다. 또한 혈액순환을 촉진시켜 체내 온도를 상승시켜 에너지 소모량을 늘리고 피부를 자극하여 피부와, 대장을 직접 운동시켜 숙변을 제거하고 장운동을 활발하게 하여 변비치료도 가능하다.
저주파는 인체에 흐르는 인체 전류와 유사하여 인체를 투과하기가 용이하고 신경과 근육을 자극하기에 적합하며, 근육을 자극하여 활동량을 높이고 혈액의 움직임을 높이고 혈액순환을 촉진시켜 근육의 마비, 통증, 피로 등의 증상을 완화시킨다.
한편 이와 같은 저주파 자극기 중에서 EMS System(Electrical Muscle Stimulation System)이라고 불리면서, 저주파 전기자극을 통하여 근육을 운동시키는 근육 운동용 저주파 자극기가 시판되고 있다.
근육 운동용 저주파 자극기로서 종래에는 일반적으로 벨트 형태로 시판되었지만, 최근 벨트 형태를 벗어나 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있는 형태들이 시판되고 있다.
하지만 종래의 근육 운동용 저주파 자극기는, 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리 등과 같이 각각의 신체에 맞는 제품을 개별적으로 구매해서 사용해야 하고, 각 제품을 개별적으로 조작해서 동작시켜야 하는 불편함이 있다.
종래의 근육 운동용 저주파 자극기는, 미리 설정된 몇 가지 프로그램에 따라 전기자극을 부여하는 방식이므로 개인별 신체특성 및 선호도를 고려하여 전기자극을 조절할 수 없는 단점이 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0392565호 대한민국 공개특허 제10-2014-0114190호 대한민국 공개특허 제10-2015-0105062호
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 휴대용 단말기의 애플리케이션으로부터 전송되어 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 각 접촉전극에 전달하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인체 복수의 부위에 개별적으로 부착되며 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 출력하는 복수의 전기근육자극 장치; 및 무선통신방식을 이용하여 상기 복수의 전기근육자극 장치에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는 애플리케이션이 설치된 휴대용 단말기;를 포함하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템이 제공된다.
또한, 상기 휴대용 단말기의 애플리케이션은, 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어함에 있어서, 상기 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보 및 크기정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 휴대용 단말기의 애플리케이션은, 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어함에 있어서, 상기 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보, 크기정보, 동작시작 시간정보 및 동작종료 시간정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기근육자극 장치는, 실리콘 재질로 형성되며 인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드가 배치되고 각 카본패드에는 접촉전극이 형성되어 있는 패드형 몸체; 상기 패드형 몸체의 상부면에 장착되며 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 상기 접촉전극에 전달하는 메인 컨트롤러; 및 상기 패드형 몸체의 접촉전극이 인체의 특정부위에 접촉된 상태로 고정될 수 있도록, 상기 메인 컨트롤러, 상기 패드형 몸체 및 인체의 특정부위를 동시에 감싸도록 구성되되, 상기 메인 컨트롤러의 일부영역을 외부로 노출시키는 개구부가 형성되는 고정용 밴드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패드형 몸체의 상부면에는 상기 메인 컨트롤러를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는 동작상태에 대응하는 색상을 발광하는 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극 장치는, 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 접촉전극에 전달할 수 있다.
또한, 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템은, 휴대용 단말기의 애플리케이션으로부터 전송되어 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 각 접촉전극에 전달할 수 있다.
또한, 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템은, 휴대용 단말기의 애플리케이션의 요청에 의해, 선택된 운동 동영상과, 선택된 운동 동영상에 대한 설명과, 전기근육자극 장치를 착용하는 부위와, 선택된 운동 동영상에 대응하는 제어 커맨드 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극 장치(100)의 구성도
도 2는 전기근육자극 장치(100)의 패드형 몸체(110)의 하부면 구성도
도 2a는 접촉전극(112)의 상태를 나타낸 도면
도 3은 전기근육자극 장치(100)의 메인 컨트롤러(120) 구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템(1)의 구성도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템(2)의 구성도
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극 장치(100)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 전기근육자극 장치(100)는 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1을 참조하면, 전기근육자극 장치(100)는 패드형 몸체(110)와, 메인 컨트롤러(120)와, 고정용 밴드(130)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 전기근육자극 장치(100)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
패드형 몸체(110)는 실리콘 재질로 형성되어 인체와 밀착될 수 있도록 구성된다. 즉, 패드형 몸체(110)는 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있도록 구성된다.
이때, 패드형 몸체(110)는 인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드(111)가 배치되고 각 카본패드에는 접촉전극이 형성되어 있다.
카본패드(111)는 전도성 재질로 형성될 수 있으므로 접촉한 인체에 전기자극패턴을 직접 전달할 수 있도록 구성된다. 카본패드(111)는 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부 및 카본블랙 1 내지 10 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.
참고적으로, 카본패드(111)에 접촉전극이 추가적으로 형성되어 전기자극패턴을 인체에 더욱 원활하게 전달할 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 패드형 몸체(110)의 상부면에는 메인 컨트롤러(120)를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있다. 수용홈은 메인 컨트롤러(120)의 하부면과 동일한 형상으로 형성되고 메인 컨트롤러(120)를 소정의 깊이까지 삽입할 수 있도록 구성된다.
이때, 수용홈에는 메인 컨트롤러(120)에서 전송되는 전기적인 신호를 전달하기 위한 전극이 형성되는데, 전극은 패드형 몸체(110) 내부에 형성된 전달라인을 따라 카본패드(111) 및 접촉전극과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 메인 컨트롤러(120)에서 전기자극패턴을 전기적인 신호로 출력할 경우, 전기자극패턴이 카본패드(111) 및 전촉전극으로 전달된다.
참고적으로, 전기자극패턴은 1Hz ~ 150Hz 대역, 즉 저주파수 대역의 전기적인 신호로 전달되는데, 저주파수 대역의 신호는 피부를 통해 인체에 미약한 전기를 통하게 하여 근육을 직접 운동시켜 기초 대사량을 높이고, 지방 세포를 직접 자극하여 세포 수를 감소시키며 아울러 그 크기를 줄일 수 있다.
또한 혈액순환을 촉진시켜 체내 온도를 상승시켜 에너지 소모량을 늘리고 피부를 자극하여 피부와, 대장을 직접 운동시켜 숙변을 제거하고 장운동을 활발하게 하여 변비치료도 가능하다.
저주파수 대역의 신호는 인체에 흐르는 인체 전류와 유사하여 인체를 투과하기가 용이하고 신경과 근육을 자극하기에 적합하며, 근육을 자극하여 활동량을 높이고 혈액의 움직임을 높이고 혈액순환을 촉진시켜 근육의 마비, 통증, 피로 등의 증상을 완화시킬 수 있다.
메인 컨트롤러(120)는 패드형 몸체(110)의 상부면에 장착되며 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달한다.
메인 컨트롤러(120)는 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드를 수신할 수 있는 무선통신모듈을 구비하고 있는데, 무선으로 수신된 제어 커맨드에 대응하는 주파수, 파형 및 크기를 갖는 전기자극패턴을 생성하여 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달하도록 구성된다.
여기에서 무선통신모듈은 블루투스 통신방식, 지그비 통신방식 및 IEEE 802.11 규격의 로컬 무선 통신방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 데이터를 교환할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
고정용 밴드(130)는, 패드형 몸체(110)의 하부면에 형성된 카본패드(111) 및 접촉전극이 인체의 특정부위에 접촉된 상태로 고정될 수 있도록 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 고정용 밴드(130)는 메인 컨트롤러(120), 패드형 몸체(110) 및 인체의 특정부위를 동시에 감싸도록 구성되는데, 메인 컨트롤러(120)의 일부영역을 외부로 노출시키는 개구부(131)가 형성된다.
또한, 고정용 밴드(130)에는 밸크로 형태의 부착용 부직포(132)가 형성될 수 있다.
도 2는 전기근육자극 장치(100)의 패드형 몸체(110)의 하부면 구성도이다.
도 2를 참조하면, 패드형 몸체(110)는 실리콘 재질로 형성되어 있는데,
인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드(111)가 배치되어 있으며, 실시예에 따라 각 카본패드(111)에는 접촉전극(112)이 추가로 형성되어 있도록 구성될 수 있다.
접촉전극(112)은 전기자극패턴을 인체에 더욱 원활하게 전달할 수 있도록 형성될 수 있으며, 접촉전극(112)은 도 2에 도시된 바와 같이 금속재질의 원형라인이 방사형으로 배열된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 접촉전극(112)은 메인 컨트롤러(120)로부터 전기적인 신호를 직접 전달받지 않고, 카본패드(111)를 통해 간접적으로 전기적인 신호를 전달받도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 2a는 접촉전극(112)의 상태를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하면, 접촉전극(112)은 형상기억합금 재질의 스프링으로 구성되어, 특정 온도범위(인체 온도 범위)에서 인체의 피부방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 접촉전극(112)이 제1 내지 제3 스프링으로 구성된다고 가정한다.
이때, 가장 작은 반경의 제1 스프링과, 제1 스프링보다 반경이 크면서 제1 스프링을 내부에 수용하고 있는 제2 스프링과, 제2 스프링보다 반경이 크면서 제3 스프링을 내부에 수용하고 있는 제3 스프링은 각각 형상기억합금 재질의 스프링으로 구성된다.
제1 내지 제3 스프링의 온도가 인체의 온도보다 낮을 경우, 각각의 스프링은 가장 작은 길이를 갖는 스프링 형태를 유지하다가, 인체 온도범위 중 제1 온도 이상에서는 제1 스프링이 돌출되어 인체의 피부방향으로 이동하고, 제1 온도 보다 높은 온도인 제2 온도 이상에서는 제2 스프링이 돌출되어 인체의 피부방향으로 이동하고, 제2 온도 보다 높은 온도인 제3 온도 이상에서는 제3 스프링이 돌출되어 인체의 피부방향으로 이동하도록 구성될 수 있다.
또한, 도 2a를 참조하면, 접촉전극(112)의 하부에는 전도성 젤 공급부(113)가 구비될 수 있다. 전도성 젤 공급부(113)는 전도성 젤을 상부의 접촉전극(112) 방향으로 밀어 올리는 탄성부재를 포함하여 구성될 수 있다. 전도성 젤은 접촉전극(112)과 피부 사이의 전기저항을 낮게 유지하여 전기자극패턴이 피부로 잘 전달될 수 있도록 구성되는 물질이다.
도 3은 전기근육자극 장치(100)의 메인 컨트롤러(120) 구성도이다.
도 3을 참조하면, 메인 컨트롤러(120)는 패드형 몸체(110)의 상부면에 장착되며, 무선으로 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달한다. 메인 컨트롤러(120)는 내장된 배터리의 전원을 이용하여 동작하도록 구성될 수 있으며, 유선으로 외부전원을 제공받을 수 있는 전원단자를 구비할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(120)는 각각의 동작상태에 대응하는 색상을 발광하는 발광소자(121)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 발광소자(121)는 색상에 따라 동작 중, 대기 중, 배터리 부족 등의 현재 동작상태를 실시간으로 표시하도록 구성된다.
참고적으로 발광소자(121)는 전원버튼의 외곽 테두리를 둘러싸는 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 발광소자(121)의 불빛을 통해 야간에도 전원버튼을 용이하게 식별될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(120)는 진동세기를 조절할 수 있는 진동세기 조절부(122A,122B)를 포함하여 구성될 수 있다. 진동세기 조절부(122A,122B)는 진동을 강하게 조절하는 버튼(122A) 및 진동을 약하게 조절하는 버튼(122B)으로 구성될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(120)는 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드를 수신할 수 있는 무선통신모듈을 구비하고 있다. 여기에서 무선통신모듈은 블루투스 통신방식, 지그비 통신방식 및 IEEE 802.11 규격의 로컬 무선 통신방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 데이터를 교환할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
따라서 메인 컨트롤러(120)는 수신된 제어 커맨드에 대응하는 주파수, 파형 및 크기를 갖는 전기자극패턴을 생성하여 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달하도록 구성된다.
또한, 메인 컨트롤러(120)는 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드를 수신하고, 제어 커맨드에 대응하는 주파수, 파형 및 크기를 갖는 전기자극패턴을 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달하는데, 이때 제어 커맨드에 동작시작 시간정보가 포함되어 있을 경우 동작시작 시간정보를 이용하여 동작시점을 조절할 수 있다.
즉, 메인 컨트롤러(120)는 제어 커맨드를 수신할 때 제어 커맨드에 동작시작 시간정보가 포함되어 있을 경우, 동작시작 시간정보에 동기되어 전기자극패턴을 생성할 수 있다.
<표 1>
Figure pat00001
표 1은 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드의 코드값을 나타낸 표이다.
표 1을 참조하면, 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드의 코드값은,
기기고유번호, 동시 제어 기기 수량, 동시 제어 기기 번호, 현재 시간 데이터, 동작 시간 셋팅값, 동작중 현재 시간값, 응답 신호(예), 응답 신호(대기), 응답 신호(완료), 응답 신호(실패), 군_저주파 주파수 값, 군_저주파 주파수 변위, 군_저주파 주파수변위 모양, 군_저주파 진폭 값, 군_저주파 진폭 변위, 군_저주파 진폭변위 모양, 군_저주파 단위 시간, 군_저주파 단위 갯수, 군_저주파 단위 번호, 본_저주파 주파수 값, 본_저주파 주파수 변위, 본_저주파 주파수변위 모양, 본_저주파 진폭 값, 본_저주파 진폭 변위, 본_저주파 진폭변위 모양, 본_저주파 단위 시간, 본_저주파 단위 갯수, 본_저주파 단위 번호, 모드 구성 순서값(본, 군), 커맨드 예비값을 포함하여 구성된다.
즉, 기기고유번호, 동시 제어 기기 수량 및 동시 제어 기기 번호는, 복수의 전기근육자극 장치가 구비될 때 각 장치를 구분하기 위한 코드값으로 정의된다.
또한, 현재 시간 데이터, 동작 시간 셋팅값 및 동작중 현재 시간값은, 시간에 동기되어 동작시키기 위한 코드값으로 정의된다.
또한, 응답 신호(예), 응답 신호(대기), 응답 신호(완료) 및 응답 신호(실패)는, 제어 커맨드를 송신 및 수신하는 장치들 사이에 데이터 교환을 확인하기 위한 코드값으로 정의된다.
또한, 군_저주파 주파수 값, 군_저주파 주파수 변위, 군_저주파 주파수변위 모양, 군_저주파 진폭 값, 군_저주파 진폭 변위, 군_저주파 진폭변위 모양(구형파, 사인파 등), 군_저주파 단위 시간, 군_저주파 단위 갯수, 군_저주파 단위 번호는, 전기자극패턴을 직접 설정하기 위한 코드값으로 정의된다.
또한, 본_저주파 주파수 값, 본_저주파 주파수 변위, 본_저주파 주파수변위 모양, 본_저주파 진폭 값, 본_저주파 진폭 변위, 본_저주파 진폭변위 모양, 본_저주파 단위 시간, 본_저주파 단위 갯수, 본_저주파 단위 번호, 모드 구성 순서값(본, 군)은 전기자극패턴을 직접 설정하기 위한 코드값으로 정의된다.
즉, 메인 컨트롤러(120)에 전달되는 제어 커맨드는 상술한 코드값을 포함하고 있으므로, 메인 컨트롤러(120)는 코드값에 대응하는 전기자극패턴을 생성하여 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템(1)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템(1)은, 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 4를 참조하면, 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템(1)은 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)와, 휴대용 단말기(200)를 포함하여 구성된다.
휴대용 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성되는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템(1)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 인체 복수의 부위에 개별적으로 부착되며, 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 출력한다. 여기에서 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는, 도 1의 전기근육자극 장치(100)와 동일한 장치로 정의된다.
복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 실리콘 재질로 형성되어 인체와 밀착될 수 있도록 구성된다. 즉, 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 팔, 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리, 허리, 발 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있도록 구성된다. 도 4에는 두 개의 전기근육자극 장치(100A,100B)를 착용한 상태가 도시되어 있다.
각각의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 패드형 몸체(110)와, 메인 컨트롤러(120)와, 고정용 밴드(130)를 포함하여 구성된다.
패드형 몸체(110)는 실리콘 재질로 형성되어 인체와 밀착될 수 있도록 구성된다. 즉, 패드형 몸체(110)는 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있도록 구성된다.
이때, 패드형 몸체(110)는 인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드(111)가 배치되고 각 카본패드에는 접촉전극이 형성되어 있다.
카본패드(111)는 전도성 재질로 형성될 수 있으므로 접촉한 인체에 전기자극패턴을 직접 전달할 수 있도록 구성된다. 카본패드(111)는 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부 및 카본블랙 1 내지 10 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.
참고적으로, 카본패드(111)에 접촉전극이 추가적으로 형성되어 전기자극패턴을 인체에 더욱 원활하게 전달할 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 패드형 몸체(110)의 상부면에는 메인 컨트롤러(120)를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있다. 수용홈은 메인 컨트롤러(120)의 하부면과 동일한 형상으로 형성되고 메인 컨트롤러(120)를 소정의 깊이까지 삽입할 수 있도록 구성된다.
이때, 수용홈에는 메인 컨트롤러(120)에서 전송되는 전기적인 신호를 전달하기 위한 전극이 형성되는데, 전극은 패드형 몸체(110) 내부에 형성된 전달라인을 따라 카본패드(111) 및 접촉전극과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 메인 컨트롤러(120)에서 전기자극패턴을 전기적인 신호로 출력할 경우, 전기자극패턴이 카본패드(111) 및 전촉전극으로 전달된다.
참고적으로, 전기자극패턴은 1Hz ~ 150Hz 대역, 즉 저주파수 대역의 전기적인 신호로 전달되는데, 저주파수 대역의 신호는 피부를 통해 인체에 미약한 전기를 통하게 하여 근육을 직접 운동시켜 기초 대사량을 높이고, 지방 세포를 직접 자극하여 세포 수를 감소시키며 아울러 그 크기를 줄일 수 있다.
또한 혈액순환을 촉진시켜 체내 온도를 상승시켜 에너지 소모량을 늘리고 피부를 자극하여 피부와, 대장을 직접 운동시켜 숙변을 제거하고 장운동을 활발하게 하여 변비치료도 가능하다.
저주파수 대역의 신호는 인체에 흐르는 인체 전류와 유사하여 인체를 투과하기가 용이하고 신경과 근육을 자극하기에 적합하며, 근육을 자극하여 활동량을 높이고 혈액의 움직임을 높이고 혈액순환을 촉진시켜 근육의 마비, 통증, 피로 등의 증상을 완화시킬 수 있다.
메인 컨트롤러(120)는 패드형 몸체(110)의 상부면에 장착되며 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달한다.
메인 컨트롤러(120)는 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드를 수신할 수 있는 무선통신모듈을 구비하고 있는데, 무선으로 수신된 제어 커맨드에 대응하는 주파수, 파형 및 크기를 갖는 전기자극패턴을 생성하여 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달하도록 구성된다.
여기에서 무선통신모듈은 블루투스 통신방식, 지그비 통신방식 및 IEEE 802.11 규격의 로컬 무선 통신방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 데이터를 교환할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
고정용 밴드(130)는, 패드형 몸체(110)의 하부면에 형성된 카본패드(111) 및 접촉전극이 인체의 특정부위에 접촉된 상태로 고정될 수 있도록 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 고정용 밴드(130)는 메인 컨트롤러(120), 패드형 몸체(110) 및 인체의 특정부위를 동시에 감싸도록 구성되는데, 메인 컨트롤러(120)의 일부영역을 외부로 노출시키는 개구부(131)가 형성된다.
또한, 고정용 밴드(130)에는 밸크로 형태의 부착용 부직포(132)가 형성될 수 있다.
휴대용 단말기(200)는 무선통신방식을 이용하여 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는 애플리케이션이 설치된다.
즉, 휴대용 단말기(200)에 설치된 애플리케이션은, 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는데, 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보 및 크기정보 등을 포함한다.
상술한 표 1에 도시된 바와 같이, 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드의 코드값은,
기기고유번호, 동시 제어 기기 수량, 동시 제어 기기 번호, 현재 시간 데이터, 동작 시간 셋팅값, 동작중 현재 시간값, 응답 신호(예), 응답 신호(대기), 응답 신호(완료), 응답 신호(실패), 군_저주파 주파수 값, 군_저주파 주파수 변위, 군_저주파 주파수변위 모양, 군_저주파 진폭 값, 군_저주파 진폭 변위, 군_저주파 진폭변위 모양, 군_저주파 단위 시간, 군_저주파 단위 갯수, 군_저주파 단위 번호, 본_저주파 주파수 값, 본_저주파 주파수 변위, 본_저주파 주파수변위 모양, 본_저주파 진폭 값, 본_저주파 진폭 변위, 본_저주파 진폭변위 모양, 본_저주파 단위 시간, 본_저주파 단위 갯수, 본_저주파 단위 번호, 모드 구성 순서값(본, 군), 커맨드 예비값을 포함하여 구성된다.
사용자는 휴대용 단말기(200)의 애플리케이션을 이용하여 제어 커맨드의 코드값을 직접 설정하여 제어 커맨드를 변경할 수 있다.
따라서 각각의 전기근육자극 장치(100)는, 수신된 각각의 제어 커맨드의 코드값에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 생성하여 출력할 수 있다.
특히, 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 제어 커맨드에 시간 관련 코드값이 포함되어 있을 경우, 시간정보를 바탕으로 동작시점 및 종료시점이 동기화될 수 있다.
즉, 휴대용 단말기(200)가 복수의 전기근육자극 장치에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하더라도, 제어 커맨드의 시간 관련 코드값을 이용하여 동작시점 및 종료시점을 동기화할 수 있다.
이때, 휴대용 단말기(200)는 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)와 주기적으로 데이터를 교환하므로, 휴대용 단말기(200)는 각 전기근육자극 장치의 동작상태를 피드백 받을 수 있다. 따라서 휴대용 단말기(200)는 비정상적인 동작을 진행하고 있는 전기근육자극 장치의 동작을 강제적으로 종료시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템(2)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템(2)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 5를 참조하면, 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템(2)은 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)와, 휴대용 단말기(200)와, 데이터 서버(300)를 포함하여 구성된다.
휴대용 단말기(200)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성되는 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템(2)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 인체 복수의 부위에 개별적으로 부착되며, 무선으로 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 출력한다.
복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 실리콘 재질로 형성되어 인체와 밀착될 수 있도록 구성된다. 즉, 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 팔, 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리, 허리, 발 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있도록 구성된다. 도 4에는 두 개의 전기근육자극 장치(100A,100B)를 착용한 상태가 도시되어 있다.
각각의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 패드형 몸체(110)와, 메인 컨트롤러(120)와, 고정용 밴드(130)를 포함하여 구성된다.
패드형 몸체(110)는 실리콘 재질로 형성되어 인체와 밀착될 수 있도록 구성된다. 즉, 패드형 몸체(110)는 복부, 팔뚝, 허벅지, 옆구리 등에 간편하게 부착하여 사용할 수 있도록 구성된다.
이때, 패드형 몸체(110)는 인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드(111)가 배치되고 각 카본패드에는 접촉전극이 형성되어 있다.
카본패드(111)는 전도성 재질로 형성될 수 있으므로 접촉한 인체에 전기자극패턴을 직접 전달할 수 있도록 구성된다. 카본패드(111)는 폴리카보네이트 수지 100 중량부에 대하여, 탄소나노튜브 0.5 내지 5 중량부 및 카본블랙 1 내지 10 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.
참고적으로, 카본패드(111)에 접촉전극이 추가적으로 형성되어 전기자극패턴을 인체에 더욱 원활하게 전달할 수 있도록 구성될 수도 있다.
또한, 패드형 몸체(110)의 상부면에는 메인 컨트롤러(120)를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있다. 수용홈은 메인 컨트롤러(120)의 하부면과 동일한 형상으로 형성되고 메인 컨트롤러(120)를 소정의 깊이까지 삽입할 수 있도록 구성된다.
이때, 수용홈에는 메인 컨트롤러(120)에서 전송되는 전기적인 신호를 전달하기 위한 전극이 형성되는데, 전극은 패드형 몸체(110) 내부에 형성된 전달라인을 따라 카본패드(111) 및 접촉전극과 전기적으로 연결되어 있다. 따라서 메인 컨트롤러(120)에서 전기자극패턴을 전기적인 신호로 출력할 경우, 전기자극패턴이 카본패드(111) 및 전촉전극으로 전달된다.
참고적으로, 전기자극패턴은 1Hz ~ 150Hz 대역, 즉 저주파수 대역의 전기적인 신호로 전달되는데, 저주파수 대역의 신호는 피부를 통해 인체에 미약한 전기를 통하게 하여 근육을 직접 운동시켜 기초 대사량을 높이고, 지방 세포를 직접 자극하여 세포 수를 감소시키며 아울러 그 크기를 줄일 수 있다.
또한 혈액순환을 촉진시켜 체내 온도를 상승시켜 에너지 소모량을 늘리고 피부를 자극하여 피부와, 대장을 직접 운동시켜 숙변을 제거하고 장운동을 활발하게 하여 변비치료도 가능하다.
저주파수 대역의 신호는 인체에 흐르는 인체 전류와 유사하여 인체를 투과하기가 용이하고 신경과 근육을 자극하기에 적합하며, 근육을 자극하여 활동량을 높이고 혈액의 움직임을 높이고 혈액순환을 촉진시켜 근육의 마비, 통증, 피로 등의 증상을 완화시킬 수 있다.
메인 컨트롤러(120)는 패드형 몸체(110)의 상부면에 장착되며 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달한다.
메인 컨트롤러(120)는 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드를 수신할 수 있는 무선통신모듈을 구비하고 있는데, 무선으로 수신된 제어 커맨드에 대응하는 주파수, 파형 및 크기를 갖는 전기자극패턴을 생성하여 카본패드(111) 및 접촉전극에 전달하도록 구성된다.
여기에서 무선통신모듈은 블루투스 통신방식, 지그비 통신방식 및 IEEE 802.11 규격의 로컬 무선 통신방식 중 적어도 어느 하나 이상의 방식으로 데이터를 교환할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
고정용 밴드(130)는, 패드형 몸체(110)의 하부면에 형성된 카본패드(111) 및 접촉전극이 인체의 특정부위에 접촉된 상태로 고정될 수 있도록 지지하는 역할을 수행한다.
즉, 고정용 밴드(130)는 메인 컨트롤러(120), 패드형 몸체(110) 및 인체의 특정부위를 동시에 감싸도록 구성되는데, 메인 컨트롤러(120)의 일부영역을 외부로 노출시키는 개구부(131)가 형성된다.
또한, 고정용 밴드(130)에는 밸크로 형태의 부착용 부직포(132)가 형성될 수 있다.
휴대용 단말기(200)는 무선통신방식을 이용하여 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는 애플리케이션이 설치된다.
즉, 휴대용 단말기(200)에 설치된 애플리케이션은, 무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는데, 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보 및 크기정보를 포함한다.
상술한 표 1에 도시된 바와 같이, 패킷형태로 전달되는 제어 커맨드의 코드값은,
기기고유번호, 동시 제어 기기 수량, 동시 제어 기기 번호, 현재 시간 데이터, 동작 시간 셋팅값, 동작중 현재 시간값, 응답 신호(예), 응답 신호(대기), 응답 신호(완료), 응답 신호(실패), 군_저주파 주파수 값, 군_저주파 주파수 변위, 군_저주파 주파수변위 모양, 군_저주파 진폭 값, 군_저주파 진폭 변위, 군_저주파 진폭변위 모양, 군_저주파 단위 시간, 군_저주파 단위 갯수, 군_저주파 단위 번호, 본_저주파 주파수 값, 본_저주파 주파수 변위, 본_저주파 주파수변위 모양, 본_저주파 진폭 값, 본_저주파 진폭 변위, 본_저주파 진폭변위 모양, 본_저주파 단위 시간, 본_저주파 단위 갯수, 본_저주파 단위 번호, 모드 구성 순서값(본, 군), 커맨드 예비값을 포함하여 구성된다.
사용자는 휴대용 단말기(200)의 애플리케이션을 이용하여 제어 커맨드의 코드값을 직접 설정하여 제어 커맨드를 변경할 수 있다.
따라서 각각의 전기근육자극 장치(100)는, 수신된 각각의 제어 커맨드의 코드값에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 생성하여 출력할 수 있다.
특히, 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)는 제어 커맨드에 시간 관련 코드값이 포함되어 있을 경우, 시간정보를 바탕으로 동작시점 및 종료시점이 동기화될 수 있다.
즉, 휴대용 단말기(200)가 복수의 전기근육자극 장치에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하더라도, 제어 커맨드에 시간 관련 코드값을 이용하여 동작시점 및 종료시점을 동기화할 수 있다.
이때, 휴대용 단말기(200)는 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)와 주기적으로 데이터를 교환하므로, 각 전기근육자극 장치의 동작상태를 피드백 받을 수 있다. 따라서 휴대용 단말기(200)는 비정상적인 동작을 진행하고 있는 전기근육자극 장치의 동작을 강제적으로 종료시킬 수 있다.
데이터 서버(300)는 인증된 사용자에게 게시판을 통해 복수의 운동 동영상을 제공하도록 구성된다.
즉, 사용자가 휴대용 단말기(200)의 애플리케이션을 구동하여, 데이터 서버(300)에 접속한 후 사용자 인증을 완료한 경우,
데이터 서버(300)는 휴대용 단말기(200)의 애플리케이션의 요청에 의해, 선택된 운동 동영상과, 선택된 운동 동영상에 대한 설명과, 전기근육자극 장치(100A,100B)를 착용하는 부위와, 선택된 운동 동영상에 대응하는 제어 커맨드 정보를 휴대용 단말기(200)로 전송할 수 있다.
즉, 사용자가 데이터 서버(300)의 게시판에 업로드된 운동 동영상을 확인하고 선택할 경우,
선택된 운동 동영상과, 선택된 운동 동영상에 대한 설명과, 전기근육자극 장치(100A,100B)를 착용하는 부위와, 선택된 운동 동영상에 대응하는 제어 커맨드 정보가 휴대용 단말기(200)로 전송된다.
이후 휴대용 단말기(200)에서 제어 커맨드를 복수의 전기근육자극 장치(100A,100B)에 전송하여 전기자극패턴을 피부에 전달하므로, 사용자는 운동 동영상을 참고하면서 운동을 효과적으로 진행할 수 있다.
한편, 운동 동영상과, 운동 동영상에 대한 설명과, 전기근육자극 장치(100A,100B)를 착용하는 부위와, 운동 동영상에 대응하는 제어 커맨드는, 미리 인증된 컨텐츠 제공자에 의해 데이터 서버(300)의 게시판에 업로드 될 수 있다.
이때, 컨텐츠 제공자는 사용자와 연계된 헬스 트레이너로 정의될 수 있는데,
헬스 트레이너는 사용자의 요청에 의해 새로운 운동 동영상을 업로드 할 수 있고,
헬스 트레이너가 미리 연계된 사용자의 운동진행결과를 바탕으로 새로운 운동 동영상 등을 업로드 할 수 있다.
휴대용 단말기(200)의 애플리케이션은, 전기근육자극 장치와 데이터를 주기적으로 교환하므로,
전기근육자극 장치의 동작상태를 실시간으로 파악한 후, 해당 정보를 데이터 서버(300)로 전송할 수 있다. 따라서 헬스 트레이너는 데이터 서버(300)에 저장된 전기근육자극 장치의 동작상태를 확인하여 연계된 사용자의 운동진행상태를 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기근육자극 장치는, 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 접촉전극에 전달할 수 있다.
또한, 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템은, 휴대용 단말기의 애플리케이션으로부터 전송되어 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 각 접촉전극에 전달할 수 있다.
또한, 자극패턴을 직접 제어 가능한 전기근육자극 트레이닝 시스템은, 휴대용 단말기의 애플리케이션의 요청에 의해, 선택된 운동 동영상과, 선택된 운동 동영상에 대한 설명과, 전기근육자극 장치를 착용하는 부위와, 선택된 운동 동영상에 대응하는 제어 커맨드 정보를 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 전기근육자극 장치
110 : 패드형 몸체
111 : 카본패드
112 : 접촉전극
113 : 전도성 젤 공급부
120 : 메인 컨트롤러
121 : 발광소자
122A,122B : 진동세기 조절부
130 : 고정용 밴드
131 : 개구부
132 : 밸크로 형태의 부착용 부직포
200 : 휴대용 단말기
300 : 데이터 서버

Claims (6)

  1. 인체 복수의 부위에 개별적으로 부착되며, 수신된 각각의 제어 커맨드에 대응하는 개별적인 전기자극패턴을 출력하는 복수의 전기근육자극 장치; 및
    무선통신방식을 이용하여 상기 복수의 전기근육자극 장치에 순차적으로 접속하면서 각각의 제어 커맨드를 송신하도록 제어하는 애플리케이션이 설치된 휴대용 단말기;
    를 포함하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휴대용 단말기의 애플리케이션은,
    무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어함에 있어서,
    상기 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보 및 크기정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 휴대용 단말기의 애플리케이션은,
    무선통신방식을 이용하여 패킷형태로 제어 커맨드를 송신하도록 제어함에 있어서,
    상기 제어 커맨드는 주파수정보, 파형정보, 크기정보, 동작시작 시간정보 및 동작종료 시간정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기근육자극 장치는,
    실리콘 재질로 형성되며 인체와 접촉하는 하부면에 적어도 하나 이상의 카본패드가 배치되고 각 카본패드에는 접촉전극이 형성되어 있는 패드형 몸체;
    상기 패드형 몸체의 상부면에 장착되며 수신된 제어 커맨드에 대응하는 전기자극패턴을 상기 접촉전극에 전달하는 메인 컨트롤러; 및
    상기 패드형 몸체의 접촉전극이 인체의 특정부위에 접촉된 상태로 고정될 수 있도록, 상기 메인 컨트롤러, 상기 패드형 몸체 및 인체의 특정부위를 동시에 감싸도록 구성되되, 상기 메인 컨트롤러의 일부영역을 외부로 노출시키는 개구부가 형성되는 고정용 밴드;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패드형 몸체의 상부면에는 상기 메인 컨트롤러를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러는 동작상태에 대응하는 색상을 발광하는 발광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션을 활용한 전기근육자극 트레이닝 시스템.
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