KR20190014887A - 다중 주파수를 이용한 ems 트레이닝 장치 - Google Patents

Abstract

다중 주파수를 이용한 EMS 트레이닝 장치가 개시된다. 개시된 EMS 트레이닝 장치는, 저주파 전류를 발생시키는 저주파 발생부; 중주파 전류를 발생시키는 중주파 발생부; 상기 저주파 전류 및 상기 중주파 전류 중 어느 하나를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성하는 전기 자극 신호 생성부; 및 상기 저주파 발생부, 중주파 발생부 및 전기 자극 신호 생성부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하되, 상기 신호 제어부는 소정의 파라미터에 기초하여 상기 저주파 발생부 및 중주파 발생부 중 어느 하나를 활성화시킨다.

Description

다중 주파수를 이용한 EMS 트레이닝 장치{EMS TRAINING APPARATUS USING MULTIPLE FREQUENCIES}

본 발명은 전기 근육 자극(EMS, Electrical Muscle Stimulation)을 이용하는 트레이닝 장치에 관한 것이다.

최근에는 운동 효과를 높이기 위해 EMS(Electrical Muscle Stimulation, 전기적 근육 자극)을 이용한 근육 트레이닝 장치가 사용되고 있다. EMS는 기 설정된 주파수의 미세 전류가 근육을 자극하는 방식으로써, 근육 자극에 의해 트레이닝 효과가 커질 수 있다.

EMS 트레이닝 장치는 가정에서 개인적으로 이용되기도 하고, 피트니스 센터에서 운동 효과를 높이기 위한 목적으로 사용되기도 하며, 점차 그 사용이 확대되는 추세에 있다.

기존의 EMS 트레이닝 장치는 1Hz 내지 10Hz의 저주파 전기 자극만을 이용하였다. 이러한 저주파 전기 자극은 근육 운동의 강도를 높이는 데는 효율적이라고 할 수 있으나 전기 자극 신호의 침투 깊이에 한계가 있는 관계로 다양한 근육 트레이닝을 제공하는 요구를 충족시킬 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 요구되는 운동 부위와 운동 목적에 적응적으로 대응할 수 있는 EMS 트레이닝 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 목적은 사용자의 요구 및 사용자의 상태에 기초하여 운동 효과를 상승시킬 수 있는 EMS 트레이닝 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저주파 전류를 발생시키는 저주파 발생부; 중주파 전류를 발생시키는 중주파 발생부; 상기 저주파 전류 및 상기 중주파 전류 중 어느 하나를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성하는 전기 자극 신호 생성부; 및 상기 저주파 발생부, 중주파 발생부 및 전기 자극 신호 생성부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하되, 상기 신호 제어부는 소정의 파라미터에 기초하여 상기 저주파 발생부 및 중주파 발생부 중 어느 하나를 활성화시키는 EMS 트레이닝 장치가 제공된다.

상기 파라미터는 사용자 지정 정보, 요구되는 운동 부위 및 센싱 정보 중 적어도 하나를 포함한다.

상기 중주파 발생부는 제1 주파수 전류를 발생시키는 제1 주파수 발생부, 제2 주파수 전류를 발생시키는 제2 주파수 발생부 및 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성하는 합성부를 포함한다.

상기 합성부는 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수의 차에 상응하는 주파수를 가지면서 진폭이 주기적으로 변하는 맥놀이 간섭 전류를 합성한다.

상기 신호 제어부는 상기 소정의 파라미터에 기초하여 상기 전기 근육 자극 신호의 생성을 제어한다.

본 발명에 따르면, 요구되는 운동 부위와 운동 목적에 적응적으로 대응할 수 있는 전기 근육 자극 신호를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 사용자의 요구 및 사용자의 상태에 기초하여 운동 효과를 상승시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치의 구조를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중주파 발생부(210)의 구조를 도시한 블록도.
도 4는 중주파 발생부에서 사용되는 주파수 신호의 일례를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치의 전체적인 동작을 도시한 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 EMS 트레이닝 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, EMS 트레이닝 시스템은 EMS 트레이닝 장치(100), 통신 선로(102) 및 다수의 패드가 적용된 트레이닝복(104)을 포함한다.

EMS 트레이닝 장치(100)는 통신 선로(102)를 통해 다수의 패드가 적용된 트레이닝복(104)에 전기 근육 자극 신호를 제공한다. 여기서, 통신 선로(102)는 신호의 전달이 가능한 도전 선로이며, 일반적인 전선을 포함할 수 있을 것이다. 필요에 따라, 통신 선로(102)는 복수개일 수도 있으며 단일 선로로 구현될 수도 있을 것이다.

트레이닝복(104)은 EMS 트레이닝을 위한 트레이닝복이며, 통신 선로와 연결되는 다수의 패드(121)를 포함한다. 다수의 패드에는 다수의 전극이 적용되어 있으며, 트레이닝복(104)의 착용자는 전극을 통해 전기 근육 자극 신호를 제공받게 된다.

자세히 도시되어 있지는 않으나, 전극이 적용된 패드는 트레이닝복(104)의 다수의 부위에 결합되어 있으며, 각 부위별로 전기 근육 자극 신호를 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 패드는 가슴, 팔 상하부, 다리 상하부, 복부, 허리 등 다양한 부위에 결합될 수 있을 것이다.

예를 들어, 사용자가 팔 근육에 트레이닝을 원할 경우, EMS 트레이닝 장치는 팔 부위에 부착된 패드들에 전기 자극 신호를 제공하며, 해당 패드들에 적용된 전극들은 EMS 트레이닝 장치로부터 제공되는 전기 근육 자극 신호를 사용자의 팔 근육 방향으로 제공한다.

EMS 트레이닝 장치로부터 제공되는 전기 근육 자극 신호는 특정 주파수를 가지며, 이러한 전기 주파수 신호는 근육에 대한 수축/이완이 발생하도록 하여 사용자가 움직이지 않더라도 특정 부위에 대한 근육 운동을 가능하도록 하는 것이다.

기존의 EMS 트레이닝 장치는 주로 1 ~ 100Hz의 저주파 신호를 이용하는 것이 일반적이었다. 이와 같이 저주파 신호를 이용할 경우 근육의 수축/이완 효율은 뛰어나지만 신호가 깊이 침투하지 못하여 모든 근육에 대한 적절한 운동이 이루어지지 않고 피부 표면 근육에 대해서만 운동이 이루어지는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 저주파와 중주파를 함께 사용하는 EMS 트레이닝 장치를 제안하며, 특히 중주파에 있어서 간섭 전류를 이용하여 운동에 적합한 주파수를 제공하는 EMS 트레이닝 장치를 제안한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치의 구조를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치는 저주파 발생부(200), 중주파 발생부(210), 전기 자극 신호 생성부(220) 및 신호 제어부(230)를 포함한다.

저주파 발생부(200)는 전기 근육 자극 신호에 적용될 저주파 전류를 생성한다. 저주파 전류는 1Hz ~ 100Hz의 신호이며, 단일 전류를 이용하여 생성될 수 있을 것이다.

중주파 발생부(210)는 전기 자극 신호에 적용될 중주파 전류를 생성한다. 중주파 신호는 약 1000Hz ~ 6000Hz의 신호이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 중주파 신호는 근육 운동에 적합하도록 두 개의 주파수 전류를 이용하여 발생시킨다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중주파 발생부(210)의 구조를 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중주파 발생부(210)는 제1 주파수 발생부(300), 제2 주파수 발생부(310) 및 합성부(320)를 포함한다.

제1 주파수 발생부(300)는 제1 주파수의 전류를 발생시키며 제2 주파수 발생부(310)는 제2 주파수의 전류를 발생시킨다. 여기서, 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 상이하며 제1 주파수와 제2 주파수의 차는 생성하려는 중주파의 주파수에 상응한다.

합성부(320)는 제1 주파수 및 제2 주파수의 전류를 합성하여 간섭 전류를 발생시키며, 구체적으로 맥놀이 간섭 전류를 발생시킨다. 주파수의 차이가 크지 않은 두 개의 주파수 신호를 합성할 경우 주기적으로 진폭의 세기가 커졌다 작아지는 현상을 맥놀이라 하며, 합성부(320)는 두 개의 주파수 전류를 합성하여 맥놀이 간섭 전류를 생성한다.

도 4는 중주파 발생부에서 사용되는 주파수 신호의 일례를 나타낸 도면이다.

도 4의 A는 제1 주파수 전류이고, 도 4의 B는 제2 주파수 전류이다. 일례로, 제1 주파수 전류는 10Hz의 전류이고, 제2 주파수 전류는 9Hz의 전류이다. C는 합성부에 의해 합성되는 주파수는 10Hz와 9Hz의 차인 1Hz이며, 주기적으로 진폭이 커졌다 작아지는 특성을 가진다. 이와 같은 맥놀이 간섭 전류 합성은 알려진 합성 방법이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 주기적으로 작아졌다 커지는 구조의 중주파 간섭 전류는 단일 전류원에 의한 중주파에 비해 근력 운동에 효율적인 장점이 있다.

전기 자극 신호 생성부(220)는 저주파 또는 중주파 전류를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성한다. 전기 자극 신호 생성부(220)에 의해 생성되는 전기 근육 자극 신호는 신호 제어부(230)의 제어 신호에 기초하여 생성된다.

신호 제어부(230)는 사용자가 지정한 운동 방법 또는 다양한 방식으로 획득된 센싱 정보에 기초하여 전기 근육 자극 신호의 생성을 제어한다.

예를 들어, 사용자가 복부 운동을 지정한 경우, 신호 제어부(230)는 복부 근육을 운동시키기 위한 전기 근육 자극 신호를 생성하도록 전기 자극 신호 생성부(230)를 제어한다.

또한, 체지방 분석기 등의 분석 결과 사용자의 허벅지 부위에 비만이 감지되는 경우, 신호 제어부(230)는 허벅지 부분의 운동을 위한 전기 근육 자극 신호가 생성되도록 전기 자극 신호 생성부(220)를 제어할 수 있을 것이다.

특히, 신호 제어부(230)는 다양한 파라미터를 이용하여 저주파와 중주파 중 어느 주파수를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성할지 여부를 결정한다.

예를 들어, 복부와 같이 피부로부터 깊은 부분에 운동이 요구될 경우 신호 제어부(230)는 중주파 주파수가 전기 자극 신호 생성부(220)에 제공되도록 제어할 수 있다. 이 경우 신호 제어부(230)는 저주파 발생부(200)를 비활성화시키고 중주파 발생부(210)를 활성화시킬 수 있을 것이다.

또한, 팔 근육과 같이 상대적으로 깊지 않은 부분에 운동이 요구될 경우 신호 제어부(230)는 저주파 주파수가 전기 자극 신호 생성부(220)에 제공되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 신호 제어부(230)는 저주파 발생부(200)를 활성화시키고 중주파 발생부(210)를 비활성화시킬 수 있을 것이다.

다른 실시예에 따르면, 신호 제어부(230)는 사용자의 지정 정보에 기초하여 저주파와 중주파 중 하나를 선택할 수 있을 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치는 저주파 또는 중주파 중 하나를 선택할 수 있는 인터페이스를 제공하며 사용자의 선택 정보에 기초하여 저주파 발생부(200) 및 중주파 발생부(210) 중 어느 하나를 활성화시킬 수 있을 것이다.

또 다른 실시예에 따르면, 신호 제어부(230)는 센싱 정보에 기초하여 저주파와 중주파 중 하나를 선택할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 체지방 분석기, 근육 분석기 등 다양한 분석 장치에서 획득하는 정보에 기초하여 저주파와 중주파 중 하나를 선택할 수도 있을 것이다.

위에 예시된 사항 이외에도 저주파와 중주파의 선택이 이루어질 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMS 트레이닝 장치의 전체적인 동작을 도시한 순서도이다.

근육 운동을 위해 저주파와 중주파 중 하나를 선택한다(단계 500).

앞서 설명한 바와 같이, 저주파와 중주파의 선택은 다양한 파라미터를 이용하여 이루어질 수 있을 것이다. 사용자의 지정 정보, 운동 대상 근육 부위, 센싱 정보 등을 고려하여 저주파와 중주파의 선택이 이루어질 수 있다.

선택이 이루어지면, 저주파와 중주파 중 선택된 주파수 전류가 생성된다(단계 502).

앞서 설명한 바와 같이, 중주파 전류의 경우 두 개의 주파수 전류를 이용한 맥놀이 간섭 전류가 생성되며, 진폭이 주기적으로 커졌다 작아지는 특성을 가진다.

특정 주파수 전류가 생성되면, 생성된 주파수 전류 신호를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성한다(단계 504). 전기 근육 자극 신호는 요구되는 운동 부위와 운동 강도에 기초하여 생성된다.

생성된 전기 근육 자극 신호는 통신 선로를 경유하여 지정된 전극에 제공되며(단계 506), 해당 전극을 통해 근육에 대한 수축/이완을 발생시킨다.

앞서 설명한 기술적 내용들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예들을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 하드웨어 장치는 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (5)

1. 저주파 전류를 발생시키는 저주파 발생부;
   중주파 전류를 발생시키는 중주파 발생부;
   상기 저주파 전류 및 상기 중주파 전류 중 어느 하나를 이용하여 전기 근육 자극 신호를 생성하는 전기 자극 신호 생성부; 및
   상기 저주파 발생부, 중주파 발생부 및 전기 자극 신호 생성부의 동작을 제어하는 신호 제어부를 포함하되,
   상기 신호 제어부는 소정의 파라미터에 기초하여 상기 저주파 발생부 및 중주파 발생부 중 어느 하나를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 EMS 트레이닝 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 파라미터는 사용자 지정 정보, 요구되는 운동 부위 및 센싱 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS 트레이닝 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 중주파 발생부는 제1 주파수 전류를 발생시키는 제1 주파수 발생부, 제2 주파수 전류를 발생시키는 제2 주파수 발생부 및 상기 제1 주파수 전류 및 제2 주파수 전류를 합성하는 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 EMS 트레이닝 장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 합성부는 상기 제1 주파수 및 상기 제2 주파수의 차에 상응하는 주파수를 가지면서 진폭이 주기적으로 변하는 맥놀이 간섭 전류를 합성하는 것을 특징으로 하는 EMS 트레이닝 장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 신호 제어부는 상기 소정의 파라미터에 기초하여 상기 전기 근육 자극 신호의 생성을 제어하는 것을 특징으로 하는 EMS 트레이닝 장치.
   
   
   
   
   

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