KR20200076193A - Appratus, method and system for aiding exercise - Google Patents

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KR20200076193A KR1020180165060A KR20180165060A KR20200076193A KR 20200076193 A KR20200076193 A KR 20200076193A KR 1020180165060 A KR1020180165060 A KR 1020180165060A KR 20180165060 A KR20180165060 A KR 20180165060A KR 20200076193 A KR20200076193 A KR 20200076193A
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Abstract

An exercise assistance system for controlling an exercise device according to an embodiment includes: a detecting unit configured to detect a load acting between a user and the exercise device; and a controlling unit which determines whether the user intends to exercise based on the detected load, determines the user′s exercise type between concentric contraction exercise and eccentric contraction exercise based on the detected load, and controls an exercise condition of the exercise device based on the user′s intention to exercise or the user′s exercise type.

Description

운동 보조 장치, 방법 및 시스템{APPRATUS, METHOD AND SYSTEM FOR AIDING EXERCISE}Exercise assisting device, method, and system{APPRATUS, METHOD AND SYSTEM FOR AIDING EXERCISE}

이하, 실시예들은 운동 보조 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다.Hereinafter, embodiments relate to an exercise assisting apparatus, method, and system.

사람, 동물 등 대상체의 운동을 보조하는 장치, 방법 및 시스템이 개발되고 있다. 보조되는 대상체의 운동은 저항성 근력 운동인 등장성 수축 운동(isotonic contraction exercise), 등척성 수축 운동(isometric contraction exercise) 및 등속성 수축 운동(isokinetic contraction exercise)을 예로 들 수 있다. 등장성 수축 운동은 덤벨(dumbbell)과 같은 불변의 운동 로드(constant exercise load)에 의해 유도되는 운동으로, 근력(muscle force)이 불변하게 유지된 채 근육의 길이가 변화하는 운동을 말한다. 등척성 수축 운동은 고정 바(fixed bar)와 같은 고정계(fixed environment)에 의해 유도되는 운동으로, 근력이 변화(variable)하면서 근육의 길이가 불변하게 유지되는 운동을 말한다. 등속성 수축 운동은 대상체가 필요로 할 때 근력이 발생되는 동안 근육의 길이 변화 없이 수행되는 운동으로, 근력이 변화하면서 운동 속도가 불변하게 유지되는 운동을 말한다. 등속성 수축 운동은 근력 훈련에 있어서 위 3가지 운동들 중 가장 효과적인 수축 운동으로 알려져 있으나, 보조 장치 없이 수행하기 어려운 면이 있다.Devices, methods, and systems for assisting the movement of subjects, such as humans and animals, have been developed. Exercises of the assisted subject may include, for example, isotonic contraction exercise, isometric contraction exercise, and isokinetic contraction exercise, which are resistance muscular exercises. Isotonic contraction is an exercise induced by a constant exercise load, such as a dumbbell, and refers to an exercise in which the length of the muscle changes while the muscle force remains unchanged. Isometric contraction is an exercise induced by a fixed environment, such as a fixed bar, and refers to an exercise in which the length of the muscle is maintained unchanged while the muscle strength is variable. Isokinetic contraction exercise is an exercise performed without changing the length of the muscle while muscle strength is generated when the subject needs it, and refers to an exercise in which the exercise speed is maintained constant while the muscle strength is changed. Isokinetic contraction exercise is known to be the most effective contraction exercise among the above three exercises in strength training, but it is difficult to perform without assistive devices.

공개특허공보 제10-2016-0066083호 (2016.06.10. 공개)Patent Publication No. 10-2016-0066083 (published on June 10, 2016)

일 실시예에 따른 목적은 사용자의 의도에 따라 압축성 수축 운동(concentric contraction exercise) 및 신장성 수축 운동(eccentric contraction)을 모두 구현할 수 있도록 사용자의 운동을 보조하는 운동 보조 장치, 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to provide an exercise assisting device, method, and system that assists a user's movement to implement both a concentric contraction exercise and an eccentric contraction according to a user's intention. will be.

일 실시예에 따른 운동 기구를 제어하기 위한 운동 보조 시스템은 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드를 감지하도록 구성된 감지부; 및 감지된 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정하고, 감지된 로드에 기초하여 사용자의 운동 타입이 압축성 수축 운동 및 신장성 수축 운동 중 어느 하나에 해당하는지 결정하고, 사용자의 운동 의도 유무 또는 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구의 운동 조건을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.An exercise assisting system for controlling an exercise device according to an embodiment includes a sensor configured to sense a load acting between a user and the exercise device; And determining whether the user's exercise intention is based on the sensed load, and determining whether the user's exercise type corresponds to one of compressive contraction and extensible contraction based on the sensed load, or whether the user's intention is to exercise, or It may include a control unit for controlling the exercise condition of the exercise device based on the user's exercise type.

상기 제어부는 감지된 로드의 부호값에 기초하여 사용자의 운동 타입을 결정할 수 있다.The control unit may determine a user's exercise type based on the detected sign value of the rod.

상기 제어부는 감지된 로드의 크기가 설정 민감도보다 작은 경우 사용자의 운동 의도가 없는 것으로 결정할 수 있다.The control unit may determine that there is no user's intention to exercise when the detected load size is smaller than the set sensitivity.

상기 제어부는 사용자의 입력에 기초한 목표 조건을 운동 기구의 운동 조건으로 결정할 수 있다.The controller may determine a target condition based on a user's input as an exercise condition of the exercise equipment.

상기 운동 조건은 운동 기구에 인가되는 로드, 운동 기구의 변위, 운동 기구의 동작 방향, 운동 기구의 속도 및 운동 기구의 가속도를 포함할 수 있다.The exercise condition may include a rod applied to the exercise device, displacement of the exercise device, direction of movement of the exercise device, speed of the exercise device, and acceleration of the exercise device.

상기 운동 기구의 속도는 상수일 수 있다.The speed of the exercise device may be constant.

상기 감지부는 운동 기구의 변위에 따라 변형하는 탄성 부재 및 상기 탄성 부재의 변형을 감지하는 센서를 포함할 수 있다.The sensing unit may include an elastic member that deforms according to the displacement of the exercise device and a sensor that detects the deformation of the elastic member.

상기 제어부는 운동 기구의 변위가 목표 변위에 도달하면 운동 기구의 동작을 정지시킬 수 있다.The control unit may stop the motion of the exercise device when the displacement of the exercise device reaches the target displacement.

상기 제어부는 감지된 로드에 포함된 노이즈에 기초하여 로드와 비교하기 위한 설정 민감도를 조절할 수 있다.The control unit may adjust the setting sensitivity for comparing with the load based on the noise included in the detected load.

일 실시예에 따른 운동 기구를 제어하는 운동 보조 방법은 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드를 포함하는 입력을 수신하는 단계; 상기 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정하는 단계; 사용자의 운동 의도가 있는 것으로 결정되면 상기 로드에 기초하여 사용자의 운동 타입을 압축성 수축 운동 및 신장성 수축 운동 중 어느 하나로 결정하는 단계; 및 결정된 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구의 운동 조건을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.An exercise assisting method for controlling an exercise device according to an embodiment includes receiving an input including a rod acting between a user and the exercise device; Determining whether a user intends to exercise based on the load; Determining that the user's exercise type is one of compressive contraction and extensible contraction based on the rod when it is determined that the user intends to exercise; And determining an exercise condition of the exercise equipment based on the determined exercise type of the user.

상기 사용자의 운동 타입을 결정하는 단계는 상기 로드의 부호값에 기초하여 운동 기구의 운동 조건 중 동작 방향을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The determining of the user's exercise type may include determining an operation direction among exercise conditions of the exercise device based on the sign value of the rod.

일 실시예에 따른 운동 보조 장치, 방법 및 시스템은 사용자의 의도에 따라 동작할 수 있으며, 사용자의 의도 및 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드에 따라 운동 기구의 운동 조건이 결정될 수 있다.The exercise assisting apparatus, method, and system according to an embodiment may operate according to a user's intention, and an exercise condition of the exercise device may be determined according to a user's intention and a load acting between the user and the exercise equipment.

일 실시예에 따른 운동 보조 장치, 방법 및 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the exercise assisting apparatus, method and system according to an embodiment are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 운동 보조 시스템에서 구동부와 운동 기구의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1의 운동 보조 시스템의 운동 기구의 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 운동 보조 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of an exercise assisting system according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing a connection relationship between a driving unit and an exercise device in the exercise assisting system of FIG. 1.
3 is a block diagram illustrating a method of controlling an exercise device of the exercise assisting system of FIG. 1.
4 is a flowchart of an exercise assisting method according to an embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related well-known structures or functions hinder understanding of the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), and the like can be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but another component between each component It should be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in any one embodiment and components including a common function will be described using the same name in other embodiments. Unless there is an objection to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and a detailed description will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 시스템의 블록도이고, 도 2는 도 1의 운동 보조 시스템에서 구동부와 운동 기구의 연결 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 1의 운동 보조 시스템의 운동 기구의 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram of an exercise assisting system according to an embodiment, FIG. 2 is a block diagram schematically showing a connection relationship between a driving unit and an exercise device in the exercise assisting system of FIG. 1, and FIG. 3 is an exercise assisting system of FIG. 1 It is a block diagram for explaining the control method of the exercise equipment.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 운동 보조 시스템(1)은 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무 및 사용자의 운동 타입을 결정하고, 결정된 사용자의 운동 의도 유무 및/또는 결정된 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구(20)의 운동 조건을 제어할 수 있다. 여기서, 사용자는 운동 기구(20)를 사용하는 사람, 동물 등을 포함하는 개념으로 사용된다.1 to 3, the exercise assisting system 1 according to an embodiment determines whether a user intends to exercise and a user's exercise type based on a load acting between the user and the exercise device 20, The exercise condition of the exercise device 20 may be controlled based on whether the determined user's exercise intention is present and/or the determined user's exercise type. Here, the user is used as a concept including people, animals, and the like using the exercise equipment 20.

로드(load)는 힘(force), 토크(torque) 등을 포함하는 개념으로 사용된다. 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드는 사용자가 운동 기구(20)에 인가하는 로드뿐만 아니라 운동 기구(20)가 사용자에게 인가하는 로드까지 포함하는 개념으로 사용된다.Load is used as a concept including force, torque, and the like. The rod acting between the user and the exercise device 20 is used as a concept including a load applied by the user to the exercise device 20 as well as a load applied by the exercise device 20 to the user.

사용자의 운동 의도는 사용자가 운동을 수행하려고 하는 의도뿐만 아니라, 사용자가 운동 기구(20)에 대한 구체적인 조작 의도도 포함하는 개념으로 사용된다. 예를 들어, 사용자의 운동 의도는 사용자가 운동 기구(20)를 어떤 방향으로 동작시킬 것인지, 사용자가 운동 기구(20)의 동작 속도를 얼마나 할 것인지 등을 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.The user's exercise intention is used as a concept that includes not only the user's intention to perform the exercise, but also the user's specific intention to operate the exercise device 20. For example, the user's intention to exercise may be used as a concept including a direction in which the user will operate the exercise device 20, a user's operating speed of the exercise device 20, and the like.

사용자의 운동은 저항성 근력 운동을 포함할 수 있다. 일 예로, 사용자의 운동은 등속성 수축 운동을 포함할 수 있다. 이 경우, 사용자의 운동 타입은 사용자가 의도하는 운동 기구(20)의 동작 방향과 운동 기구(20)에 인가되는 로드의 방향이 실질적으로 동일한 압축성 수축 운동(concentric contraction exercise) 및 사용자가 의도하는 운동 기구(20)의 동작 방향과 운동 기구(20)에 인가되는 로드의 방향이 실질적으로 반대인 신장성 수축 운동(eccentric contraction exercise) 중 어느 하나로 결정될 수 있다.The user's workout may include resistive strength training. For example, the user's exercise may include an isokinetic contraction exercise. In this case, the user's exercise type includes a concentric contraction exercise in which the direction of motion of the exercise device 20 intended by the user and the direction of a rod applied to the exercise device 20 are substantially the same and a motion intended by the user The direction of movement of the mechanism 20 and the direction of the rod applied to the movement mechanism 20 may be determined by any one of an eccentric contraction exercise that is substantially opposite.

운동 보조 시스템(1)은 운동 보조 장치(10) 및 운동 기구(20)를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(10)는 입력부(110), 제어부(120), 구동부(130) 및 감지부(140)를 포함할 수 있다.The exercise assisting system 1 may include an exercise assisting device 10 and exercise equipment 20. The exercise assisting device 10 may include an input unit 110, a control unit 120, a driving unit 130, and a sensing unit 140.

입력부(110)는 사용자의 입력에 기초한 목표 조건을 수신할 수 있다. 여기서, 목표 조건은 사용자가 의도하는 운동 기구(20)의 운동 조건을 의미한다. 예를 들어, 목표 조건은 운동 기구(20)에 인가할 운동 속도 및 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드와 비교하기 위한 민감도(sensitivity)를 포함할 수 있다. 여기서, 민감도는 사용자의 운동 의도 유무를 결정하기 위한 역치값을 의미하는 것으로, 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드가 설정 민감도보다 작으면 사용자의 운동 의도가 없는 것으로 결정되고, 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드가 설정 민감도보다 크거나 같으면 사용자의 운동 의도가 있는 것으로 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 피봇(P)을 중심으로 회전하는 운동 기구(20)에서, 운동 기구(20)에 인가할 운동 속도는 피봇(P)을 중심으로 하는 운동 기구(20)의 회전 속도(w1)일 수 있다.The input unit 110 may receive a target condition based on a user's input. Here, the target condition means an exercise condition of the exercise device 20 intended by the user. For example, the target condition may include an exercise speed to be applied to the exercise device 20 and a sensitivity to compare with a load acting between the user and the exercise device 20. Here, the sensitivity means a threshold value for determining the presence or absence of the user's intention to exercise, and if the load acting between the user and the exercise device 20 is less than the set sensitivity, it is determined that there is no user's intention to exercise, and the user If the load acting between the exercise devices 20 is greater than or equal to the set sensitivity, it may be determined that the user has an intention to exercise. In one embodiment, in the exercise device 20 rotating about the pivot P, the motion speed to be applied to the exercise device 20 is the rotational speed w1 of the exercise device 20 around the pivot P ).

입력부(110)는 사용자의 입력 방식에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 입력부(110)는 키보드, 사용자 단말기의 터치 스크린 상의 가상 키보드, 기타 전자기기의 메뉴 버튼, 리모트 컨트롤러, 사용자의 제스처를 감지하는 카메라, 사용자의 음성을 감지하는 마이크 등을 포함할 수 있다.The input unit 110 may be implemented in various forms according to a user's input method. For example, the input unit 110 may include a keyboard, a virtual keyboard on a touch screen of a user terminal, a menu button of other electronic devices, a remote controller, a camera sensing a user's gesture, a microphone sensing a user's voice, and the like. have.

제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정할 수 있다. 제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드 및 설정 민감도를 비교할 수 있다. 로드가 민감도보다 작으면, 제어부(120)는 사용자의 운동 의도가 없는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 구동부(130)로 속도(w)가 0인 속도 지령 신호를 송신할 수 있고, 구동부(130)는 운동 기구(20)의 동작을 정지시킬 수 있다. 한편, 로드가 민감도보다 크거나 같으면, 제어부(120)는 사용자의 운동 의도가 있는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 입력부(110)에 의해 수신한 운동 기구(20)에 인가할 운동 속도(w1)를 포함하는 속도 지령 신호를 구동부(130)로 송신할 수 있고, 구동부(130)는 운동 기구(20)가 해당 운동 속도(w1)로 동작하도록 운동 기구(20)에 동력을 전달할 수 있다. 피봇(P)을 중심으로 회전하는 운동 기구(20)를 포함하는 실시예에서, 운동 기구(20)에 인가할 운동 속도(w1)는 피봇(P)에 대한 운동 기구(20)의 회전 속도일 수 있다.The control unit 120 may determine whether the user intends to exercise based on a load acting between the user and the exercise device 20. The control unit 120 may compare the load and setting sensitivity acting between the user and the exercise device 20. If the load is less than the sensitivity, the control unit 120 may determine that the user has no intention to exercise. In this case, the control unit 120 may transmit a speed command signal having a speed w of 0 to the driving unit 130, and the driving unit 130 may stop the operation of the exercise device 20. On the other hand, if the load is greater than or equal to the sensitivity, the controller 120 may determine that the user has an intention to exercise. In this case, the control unit 120 may transmit a speed command signal including an exercise speed w1 to be applied to the exercise device 20 received by the input unit 110 to the driving unit 130, and the driving unit 130 May transmit power to the exercise device 20 so that the exercise device 20 operates at a corresponding exercise speed w1. In the embodiment including the exercise device 20 rotating about the pivot P, the exercise speed w1 to be applied to the exercise device 20 is the rotational speed of the exercise device 20 relative to the pivot P Can.

제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 기초하여 사용자의 운동 타입을 결정할 수 있다. 제어부(120)는 사용자의 운동 타입을 압축성 수축 운동 및 신장성 수축 운동 중 어느 하나로 결정할 수 있다. 제어부(120)는 상기와 같은 2가지 운동들을 구현하기 위하여 운동 기구(20)의 운동 방향(sig(w))을 결정할 수 있다. 제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드의 부호값에 기초하여 운동 기구(20)의 운동 방향(sig(w))을 결정할 수 있다. 예를 들어, 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드가 양의 민감도(positive sensitivity)보다 크거나 같으면, 제어부(120)는 사용자의 운동 타입을 압축성 수축 운동으로 결정하는 한편, 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드가 음의 민감도(negative sensitivity)보다 작거나 같으면, 제어부(120)는 사용자의 운동 타입을 신장성 수축 운동으로 결정할 수 있다.The controller 120 may determine a user's exercise type based on a rod acting between the user and the exercise device 20. The controller 120 may determine a user's exercise type as one of compressive contraction and extensible contraction. The control unit 120 may determine a movement direction (sig(w)) of the exercise device 20 to implement the above two movements. The controller 120 may determine the movement direction sig(w) of the exercise device 20 based on the sign value of the rod acting between the user and the exercise device 20. For example, if the load acting between the user and the exercise device 20 is greater than or equal to a positive sensitivity, the controller 120 determines the user's exercise type as a compressive contraction exercise, while the user and the exercise If the rod acting between the instruments 20 is less than or equal to the negative sensitivity, the controller 120 may determine the type of exercise of the user as an extensible contraction exercise.

상기와 같이, 제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 기초하여 사용자의 의도 감응식 운동을 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 등속성 수축 운동인 압축성 수축 운동과 신장성 수축 운동을 모두 구현할 수 있다.As described above, the controller 120 can not only implement the user's intention-sensitive exercise based on the rod acting between the user and the exercise device 20, but also compressive and extensible contraction movements, which are isokinetic contraction movements You can implement all of

제어부(120)는 운동 기구(20)의 변위가 목표 변위에 도달하면 운동 기구(20)의 동작을 정지시킬 수 있다. 한편, 운동 기구(20)의 변위가 목표 변위에 도달하지 못하면, 제어부(120)는 운동 기구(20)의 동작을 해당 운동 속도(w1)로 지속시킬 수 있다.The control unit 120 may stop the operation of the exercise device 20 when the displacement of the exercise device 20 reaches the target displacement. On the other hand, if the displacement of the exercise device 20 does not reach the target displacement, the control unit 120 may continue the operation of the exercise device 20 at a corresponding exercise speed w1.

제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 기초하여 민감도를 조절할 수 있다. 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에는 외란에 의한 노이즈(noise)가 포함될 수 있으며, 이러한 노이즈를 고려하여 제어부(120)는 민감도를 적절한 범위로 조절할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드에 포함된 노이즈를 측정하는 외란 관측부(disturbance observer)를 포함할 수 있다.The controller 120 may adjust sensitivity based on a load acting between the user and the exercise device 20. The load acting between the user and the exercise device 20 may include noise due to disturbance, and in consideration of such noise, the controller 120 may adjust sensitivity to an appropriate range. For example, the controller 120 may include a disturbance observer that measures noise included in a rod acting between the user and the exercise equipment 20.

구동부(130)는 운동 기구(20)의 운동 조건을 결정할 수 있다. 여기서, 운동 기구(20)의 운동 조건은 운동 기구(20)에 인가되는 로드, 운동 기구(20)의 변위, 운동 기구(20)의 동작 방향, 운동 기구(20)의 운동 속도, 운동 기구(20)의 가속도 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 피봇(P)을 중심으로 회전하는 운동 기구(20)에서, 운동 기구(20)의 운동 조건은 피봇(P)에 대한 운동 기구(20)의 회전 방향 및 피봇(P)에 대한 운동 기구(20)의 회전 속도(w1)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 구동부(130)는 결정된 운동 기구(20)의 회전 방향 및 결정된 운동 기구(20)의 회전 속도에 따라 운동 기구(20)가 동작하도록 운동 기구(20)에 동력을 전달할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 결정된 운동 기구(20)의 회전 속도는 상수(constant)일 수 있다.The driving unit 130 may determine an exercise condition of the exercise device 20. Here, the exercise conditions of the exercise device 20 include a rod applied to the exercise device 20, a displacement of the exercise device 20, an operating direction of the exercise device 20, a moving speed of the exercise device 20, and an exercise device ( 20). In one embodiment, in the exercise device 20 that rotates about the pivot P, the motion condition of the exercise device 20 depends on the rotation direction and the pivot P of the exercise device 20 relative to the pivot P It may include a rotational speed (w1) of the exercise device 20 for. In this embodiment, the driving unit 130 may transmit power to the exercise device 20 such that the exercise device 20 operates according to the determined rotational direction of the exercise device 20 and the determined rotational speed of the exercise device 20. . In a preferred embodiment, the rotational speed of the determined exercise device 20 may be constant.

구동부(130)는 운동 기구(20)의 구동 방식에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구동부(130)는 제1구동부(131), 제2구동부(132) 및 제3구동부(133)를 포함할 수 있다. 제1구동부(131)는 제1액추에이터(A1) 및 제1 기어 어셈블리(G1)를 포함하고, 제2구동부(132)는 제2액추에이터(A2) 및 제2 기어 어셈블리(G2)를 포함하고, 제3구동부(133)는 제3액추에이터(A3) 및 제3 기어 어셈블리(G3)를 포함할 수 있다.The driving unit 130 may be implemented in various forms according to the driving method of the exercise device 20. For example, the driving unit 130 may include a first driving unit 131, a second driving unit 132, and a third driving unit 133. The first driving part 131 includes a first actuator A1 and a first gear assembly G1, and the second driving part 132 includes a second actuator A2 and a second gear assembly G2, The third driving unit 133 may include a third actuator A3 and a third gear assembly G3.

제1액추에이터(A1), 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)는 동력을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제1액추에이터(A1), 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)는 회전 모터를 포함할 수 있다.The first actuator A1, the second actuator A2, and the third actuator A3 may generate power. For example, the first actuator A1, the second actuator A2, and the third actuator A3 may include a rotating motor.

제1 기어 어셈블리(G1), 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)는 각각 제1액추에이터(A1), 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)에 연결되어 제1액추에이터(A1), 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)로부터 발생한 동력을 전달 받을 수 있다. 제1 기어 어셈블리(G1)는 운동 기구(20)에 연결되어 운동 기구(20)에 동력을 전달할 수 있다. 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)는 각각 제1 기어 어셈블리(G1)에 맞물려 있으며, 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)로부터 발생한 동력을 제1 기어 어셈블리(G1)로 전달할 수 있다.The first gear assembly G1, the second gear assembly G2, and the third gear assembly G3 are connected to the first actuator A1, the second actuator A2, and the third actuator A3, respectively. Power generated from the actuator A1, the second actuator A2, and the third actuator A3 may be transmitted. The first gear assembly G1 is connected to the exercise device 20 to transmit power to the exercise device 20. The second gear assembly (G2) and the third gear assembly (G3) are respectively engaged with the first gear assembly (G1), and the power generated from the second actuator (A2) and the third actuator (A3) is first gear assembly ( G1).

제1 기어 어셈블리(G1), 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)는 임의의 적합한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 기어 어셈블리(G1), 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)는 각각 선 기어, 유성 기어, 링 기어 및 유성 캐리어를 포함하는 유성 기어 어셈블리를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 제1 기어 어셈블리(G1), 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)는 파형 발생기(wave generator), 플렉스플라인(flexspline) 및 원형 스플라인(circular spline)을 포함하는 하모닉 기어 어셈블리를 포함할 수 있다.The first gear assembly G1, the second gear assembly G2, and the third gear assembly G3 may have any suitable shape. For example, the first gear assembly G1, the second gear assembly G2, and the third gear assembly G3 may each include a planetary gear assembly including a sun gear, a planetary gear, a ring gear, and a planet carrier. have. As another example, the first gear assembly G1, the second gear assembly G2, and the third gear assembly G3 include a wave generator, a flexspline, and a circular spline. It may include a harmonic gear assembly.

일 실시예에서, 구동부(130)는 단일의 구동부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the driving unit 130 may include a single driving unit.

일 실시예에서, 구동부(130)는 2개의 구동부를 포함하거나, 4개 이상의 구동부를 포함할 수도 있다. 상기와 같이 복수 개의 구동부를 포함하는 구동부(130)의 실시예에서, 복수 개의 구동부들은 연동 구동되도록 서로 연결될 수 있다.In one embodiment, the driving unit 130 may include two driving units, or may include four or more driving units. In the embodiment of the driving unit 130 including the plurality of driving units as described above, the plurality of driving units may be connected to each other to be driven interlocked.

감지부(140)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드를 감지하도록 구성된다. 사용자가 운동을 수행하면, 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드가 구동부(130)를 통해 감지부(140)로 전달될 수 있다.The sensing unit 140 is configured to sense a load acting between the user and the exercise device 20. When the user performs exercise, a rod acting between the user and the exercise device 20 may be transmitted to the sensing unit 140 through the driving unit 130.

일 실시예에서, 감지부(140)는 제1감지부(141), 제2감지부(142) 및 제3감지부(143)를 포함할 수 있다. 제1감지부(141)는 제1 탄성 부재(E1) 및 제1 센서(S1)를 포함하고, 제2감지부(142)는 제2 탄성 부재(E2) 및 제2 센서(S2)를 포함하고, 제3감지부(143)는 제3 탄성 부재(E3) 및 제3 센서(S3)를 포함할 수 있다.In one embodiment, the sensing unit 140 may include a first sensing unit 141, a second sensing unit 142, and a third sensing unit 143. The first sensing unit 141 includes the first elastic member E1 and the first sensor S1, and the second sensing unit 142 includes the second elastic member E2 and the second sensor S2. And, the third sensing unit 143 may include a third elastic member (E3) and a third sensor (S3).

제1 탄성 부재(E1), 제2 탄성 부재(E2) 및 제3 탄성 부재(E3)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 로드가 작용하면, 구동부(130)를 통해 작용된 로드를 전달 받아 변형될 수 있다. 제1 탄성 부재(E1), 제2 탄성 부재(E2) 및 제3 탄성 부재(E3)는 제1액추에이터(A1), 제2액추에이터(A2) 및 제3액추에이터(A3)와, 제1 기어 어셈블리(G1), 제2 기어 어셈블리(G2) 및 제3 기어 어셈블리(G3)에 각각 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 탄성 부재(E1), 제2 탄성 부재(E2) 및 제3 탄성 부재(E3)는 비틀림 스프링을 포함할 수 있다.The first elastic member (E1), the second elastic member (E2) and the third elastic member (E3), when a load acts between the user and the exercise device (20), receives the applied load through the driving unit (130) It can be transformed. The first elastic member E1, the second elastic member E2, and the third elastic member E3 include a first actuator A1, a second actuator A2 and a third actuator A3, and a first gear assembly It may be connected to (G1), the second gear assembly (G2) and the third gear assembly (G3), respectively. For example, the first elastic member E1, the second elastic member E2, and the third elastic member E3 may include a torsion spring.

제1 센서(S1), 제2 센서(S2) 및 제3 센서(S3)는 각각 제1 탄성 부재(E1)의 변형, 제2 탄성 부재(E2)의 변형 및 제3 탄성 부재(E3)의 변형을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 센서(S1), 제2 센서(S2) 및 제3 센서(S3)는 인코더(encoder)를 포함할 수 있다. 제1 센서(S1), 제2 센서(S2) 및 제3 센서(S3)는 제1 탄성 부재(E1)의 변형, 제2 탄성 부재(E2)의 변형 및 제3 탄성 부재(E3)의 변형에 기초하여 제어부(120)로 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드를 전달할 수 있다.The first sensor S1, the second sensor S2, and the third sensor S3 are respectively deformed of the first elastic member E1, deformed of the second elastic member E2, and deformed of the third elastic member E3. It can be configured to detect deformation. For example, the first sensor S1, the second sensor S2, and the third sensor S3 may include an encoder. The first sensor S1, the second sensor S2, and the third sensor S3 are deformed of the first elastic member E1, deformed of the second elastic member E2, and deformed of the third elastic member E3 Based on the control unit 120 may transmit a load acting between the user and the exercise device 20.

감지부(140)의 개수는 위 실시예에 한정되지 않으며, 구동부(130)의 개수에 대응하는 개수를 가질 수 있다. 예를 들어, 구동부(130)가 단일인 경우, 감지부(140)도 단일일 수 있다. 예를 들어, 구동부(130)가 복수 개인 경우, 감지부(140)도 복수 개일 수 있으며, 복수 개의 감지부(140)들에 의해 각각 감지되는 값은 사용자의 운동 의도 유무를 결정할 때 독립적으로 그리고 개별적으로 사용될 수 있다.The number of the sensing units 140 is not limited to the above embodiment, and may have a number corresponding to the number of the driving units 130. For example, when the driving unit 130 is single, the sensing unit 140 may also be single. For example, when there are a plurality of driving units 130, a plurality of sensing units 140 may also be provided, and values sensed by the plurality of sensing units 140 may be independently and independently determined when the user intends to exercise. Can be used individually.

대안적인 실시예에서, 감지부(140)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드를 직접적으로 감지하도록 운동 기구(20)에 연결된 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서는 힘 감지 센서, 토크 감지 센서 등을 포함할 수 있다. 이 경우, 감지부(140)는 사용자와 운동 기구(20) 사이에 작용하는 로드를 제어부(120)로 전달할 수 있다.In an alternative embodiment, the sensing unit 140 may include a sensor connected to the exercise device 20 to directly sense a load acting between the user and the exercise device 20. For example, the sensor may include a force sensor, a torque sensor, and the like. In this case, the sensing unit 140 may transmit a load acting between the user and the exercise device 20 to the control unit 120.

도 4는 일 실시예에 따른 운동 보조 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of an exercise assisting method according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 운동 보조 방법은 먼저 운동 조건에 관한 입력을 수신할 수 있다(410). 여기서, 운동 조건에 관한 입력은 운동 기구에 인가할 운동 속도, 사용자의 운동 의도 유무를 결정하기 위한 민감도, 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, in an exercise assisting method according to an embodiment, first, an input regarding an exercise condition may be received (410). Here, the input related to the exercise condition may include an exercise speed to be applied to the exercise device, a sensitivity for determining whether a user intends to exercise, and a rod acting between the user and the exercise device.

이후, 운동 보조 방법은 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정할 수 있다(420). 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드가 민감도보다 작으면 운동 의도가 없는 것으로 결정되고 운동 기구의 동작이 정지되는 한편, 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드가 민감도보다 크거나 같으면 운동 의도가 있는 것으로 결정될 수 있다.Thereafter, the exercise assisting method may determine whether the user intends to exercise based on a rod acting between the user and the exercise equipment (420 ). If the load acting between the user and the exercise device is less than the sensitivity, it is determined that there is no intention to exercise, and the motion of the exercise device is stopped. On the other hand, if the load acting between the user and the exercise device is greater than or equal to the sensitivity, there is intention to exercise. Can be determined.

이후, 운동 보조 방법은 사용자의 운동 타입을 결정할 수 있다(430). 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드가 양의 민감도보다 크거나 같으면, 사용자의 운동 타입이 압축성 수축 운동으로 결정되는 한편, 사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드가 음의 민감도보다 작거나 같으면, 사용자의 운동 타입이 신장성 수축 운동으로 결정될 수 있다.Thereafter, the exercise assisting method may determine a user's exercise type (430 ). If the load acting between the user and the exercise device is greater than or equal to the positive sensitivity, the user's exercise type is determined to be compressive contraction motion, while if the load acting between the user and the exercise device is less than or equal to the negative sensitivity, the user The type of exercise of can be determined by extensile contraction exercise.

이후, 운동 보조 방법은 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구의 운동 조건을 결정할 수 있다(440). 예를 들어, 사용자의 운동 타입이 압축성 수축 운동에 해당하는 경우, 사용자가 운동 기구에 인가하는 로드의 방향 및 운동 타입에 의해 결정된 운동 기구의 운동 방향이 실질적으로 동일하도록 운동 기구의 운동 방향이 결정될 수 있다. 한편, 사용자의 운동 타입이 신장성 수축 운동에 해당하는 경우, 사용자가 운동 기구에 인가하는 로드의 방향 및 운동 타입에 의해 결정된 운동 기구의 운동 방향이 실질적으로 반대가 되도록 운동 기구의 운동 방향이 결정될 수 있다. 운동 기구의 운동 방향이 결정됨과 함께, 운동 기구의 운동 속도가 입력 받은 운동 속도로 결정될 수 있다.Thereafter, the exercise assisting method may determine an exercise condition of the exercise equipment based on the user's exercise type (440 ). For example, when the user's exercise type corresponds to a compressive contraction motion, the motion direction of the exercise device may be determined such that the direction of the rod applied to the exercise device and the motion direction of the exercise device determined by the exercise type are substantially the same. Can. On the other hand, when the user's exercise type corresponds to the extensible contraction motion, the motion direction of the exercise device is determined such that the direction of the rod applied to the exercise device by the user and the motion type of the exercise device determined by the exercise type are substantially opposite. Can. While the movement direction of the exercise device is determined, the movement speed of the exercise device may be determined as the received movement speed.

이후, 운동 보조 방법은 운동 기구의 목표 조건 달성 여부를 판별할 수 있다(450). 예를 들어, 운동 보조 방법은 운동 기구의 변위가 목표 변위에 도달하면 운동 기구의 동작을 정지시킬 수 있다. 반대로, 운동 기구의 변위가 목표 변위에 도달하지 못하면, 사용자의 운동 유무를 다시 결정하거나, 운동 기구의 동작이 해당 운동 속도로 지속될 수 있다. 이후, 사용자의 운동 결과가 출력되면서 사용자의 운동이 종료된다.Thereafter, the exercise assisting method may determine whether the target condition of the exercise device is achieved (450). For example, the exercise assisting method may stop the motion of the exercise device when the displacement of the exercise device reaches the target displacement. Conversely, if the displacement of the exercise device does not reach the target displacement, the user may determine whether or not the exercise is performed again, or the motion of the exercise device may continue at the corresponding exercise speed. Thereafter, the user's exercise is ended while the user's exercise result is output.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, proper results can be achieved even if replaced or substituted by equivalents.

Claims (11)

운동 기구를 제어하기 위한 운동 보조 시스템에 있어서,
사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드를 감지하도록 구성된 감지부; 및
감지된 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정하고, 감지된 로드에 기초하여 사용자의 운동 타입이 압축성 수축 운동 및 신장성 수축 운동 중 어느 하나에 해당하는지 결정하고, 사용자의 운동 의도 유무 또는 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구의 운동 조건을 제어하는 제어부;
를 포함하는 운동 보조 시스템.
In the exercise assisting system for controlling the exercise equipment,
A sensing unit configured to sense a load acting between the user and the exercise device; And
The user's exercise intention is determined based on the detected load, and the user's exercise type is determined to be one of compressive contraction and extensible contraction based on the detected load, and the user's intention to exercise or not Control unit for controlling the exercise condition of the exercise device based on the type of exercise;
Exercise aid system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 감지된 로드의 부호값에 기초하여 사용자의 운동 타입을 결정하는 운동 보조 시스템.
According to claim 1,
The control unit is an exercise assistance system that determines a user's exercise type based on the detected sign value of the rod.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 감지된 로드의 크기가 설정 민감도보다 작은 경우 사용자의 운동 의도가 없는 것으로 결정하는 운동 보조 시스템.
According to claim 1,
The control unit determines that there is no user's intention to exercise when the detected load size is smaller than the set sensitivity.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 사용자의 입력에 기초한 목표 조건을 운동 기구의 운동 조건으로 결정하는 운동 보조 시스템.
According to claim 1,
The controller is an exercise assisting system that determines a target condition based on a user's input as an exercise condition of the exercise equipment.
제4항에 있어서,
상기 운동 조건은 운동 기구에 인가되는 로드, 운동 기구의 변위, 운동 기구의 동작 방향, 운동 기구의 속도 및 운동 기구의 가속도를 포함하는 운동 보조 시스템.
According to claim 4,
The exercise condition includes a rod applied to the exercise device, a displacement of the exercise device, an operating direction of the exercise device, a speed of the exercise device, and an acceleration of the exercise device.
제5항에 있어서,
상기 운동 기구의 속도는 상수인 운동 보조 시스템.
The method of claim 5,
An exercise assisting system in which the speed of the exercise equipment is constant.
제1항에 있어서,
상기 감지부는
운동 기구의 변위에 따라 변형하는 탄성 부재; 및
상기 탄성 부재의 변형을 감지하는 센서;
를 포함하는 운동 보조 시스템.
According to claim 1,
The sensing unit
An elastic member that deforms according to the displacement of the exercise device; And
A sensor for detecting deformation of the elastic member;
Exercise aid system comprising a.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 운동 기구의 변위가 목표 변위에 도달하면 운동 기구의 동작을 정지시키는 운동 보조 시스템.
The method of claim 7,
The control unit is an exercise assisting system that stops the motion of the exercise device when the displacement of the exercise device reaches the target displacement.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 감지된 로드에 포함된 노이즈에 기초하여 로드와 비교하기 위한 설정 민감도를 조절하는 운동 보조 시스템.
According to claim 1,
The control unit is an exercise assisting system that adjusts a setting sensitivity for comparison with a load based on noise included in the detected load.
운동 기구를 제어하는 운동 보조 방법에 있어서,
사용자와 운동 기구 사이에 작용하는 로드를 포함하는 입력을 수신하는 단계;
상기 로드에 기초하여 사용자의 운동 의도 유무를 결정하는 단계;
사용자의 운동 의도가 있는 것으로 결정되면 상기 로드에 기초하여 사용자의 운동 타입을 압축성 수축 운동 및 신장성 수축 운동 중 어느 하나로 결정하는 단계; 및
결정된 사용자의 운동 타입에 기초하여 운동 기구의 운동 조건을 결정하는 단계;
를 포함하는 운동 보조 방법.
In the exercise assisting method for controlling the exercise equipment,
Receiving an input comprising a rod acting between the user and the exercise device;
Determining whether a user intends to exercise based on the load;
Determining that the user's exercise type is one of compressive contraction and extensible contraction based on the rod when it is determined that the user intends to exercise; And
Determining an exercise condition of the exercise equipment based on the determined exercise type of the user;
Exercise aid method comprising a.
제10항에 있어서,
상기 사용자의 운동 타입을 결정하는 단계는 상기 로드의 부호값에 기초하여 운동 기구의 운동 조건 중 동작 방향을 결정하는 단계를 포함하는 운동 보조 방법.The method of claim 10,
The step of determining the user's exercise type includes determining an operation direction among exercise conditions of the exercise device based on the sign value of the rod.
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