KR20200114200A

KR20200114200A - 근력운동기구용 스마트 운동부하장치

Info

Publication number: KR20200114200A
Application number: KR1020190035504A
Authority: KR
Inventors: 백준영; 윤성민; 노치범
Original assignee: 주식회사 론픽
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-07
Also published as: EP3714949A1; KR102247670B1

Abstract

본 발명은 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 맞춤형 운동환경의 구축 그리고 운동정보의 수집제공으로 보다 효율적이고도 효과적인 운동수행이 가능할 수 있도록 한 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 장치의 모듈화를 위한 프레임바디; 상기 프레임바디에 장치된 상태로, 근력운동에 필요한 운동부하를 발생하며 그 운동부하의 자유변경이 가능한 웨이트어태치먼트; 상기 프레임바디에 장치되고 상기 웨이트어태치먼트와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 웨이트어태치먼트의 동작제어를 통한 운동강도 조절과 더불어 상기 웨이트어태치먼트의 동작정보 취득을 통한 사용자 운동정보 수집제공의 프로그램 구동을 하는 컨트롤박스; 및, 상기 프레임바디에 장치되며 상기 웨이트어태치먼트 및 상기 컨트롤박스와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 컨트롤박스로부터 신호를 받아 기동 및 정지가 빈번한 동작특성을 나타내는 상기 웨이트어태치먼트 제동의 회생저항을 발생하는 저항모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

근력운동기구용 스마트 운동부하장치{SMART EXERCISE LOAD APPARATUS FOR MUSCULAR EXERCISE EQUIPMENT}

본 발명은 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 맞춤형 운동환경의 구축 그리고 운동정보의 수집제공으로 보다 효율적이고도 효과적인 운동수행이 가능할 수 있도록 한 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 관한 것이다.

문명의 발달로 삶의 질은 향상되었으나, 좌업생활(坐業生活, sedentary life)의 증가와 반복되는 스트레스로 인해 현대인들의 신체활동이 급격히 감소되고 있다.

신체활동의 부족은 각종 성인병(운동부족병)에 노출될 위험성을 증가시키는바, 이러한 성인병을 예방·극복하고 나아가 건강한 삶을 영위하는데 매우 중요하고 가장 바람직한 방법으로 운동의 역할과 필요성이 그 어느 때보다 강조되고 있다.

통계청이 실시한 「2017 국민생활체육참여실태조사」에서 주 1회 이상 규칙적인 체육활동 참여율은 59.2%로 나타났고, 참여종목은 걷기(31.8%)와 등산(17.0%) 그리고 보디빌딩(14.7%) 순으로, 보디빌딩(이하 "웨이트트레이닝"이라 함)에 대한 사람들의 참여도가 높다는 것을 알 수 있다.

이처럼, 웨이트트레이닝(weight training)은 생활체육현장의 피트니스센터 등에서 체력과 건강의 증진을 위한 운동으로 폭넓게 확대되고 있으며, 근력 및 근기능 향상과 체중·체형 조절 등 건강 외에 미적인 차원에서도 인기가 점차 증가하고 있다. 또한, 노화로 인한 근기능과 근력의 감소를 지연시키고 운동상해의 위험도 줄여주고, 골다공증의 예방과 유병률의 감소 및 요통의 예방 및 완화에 긍정적인 영향을 미치며, 운동수행의 능력과 자신감을 향상시켜주는 등 다양한 측면에서 이점을 가져다준다.

한편, 웨이트트레이닝의 방법 중에서도 저항성운동이 매우 효과적인 것으로 알려져 있는데, 전문 스포츠선수는 물론 일반인들에게도 넓게 알려진 운동으로 각종 근력운동기구를 이용한다.

즉, 웨이트머신(weight machine), 스미스머신(smith machine), 케이블머신(cable machine) 등과 같은 다양한 종류의 근력운동기구(muscular exercise equipment)를 이용한 웨이트트레이닝은 프리웨이트운동(free weight exercise / 덤벨, 바벨 등을 이용한 근력운동)에 비해 안전하고 편리하게 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 취약한 근육강화를 목표로 한 경우에 해당 근육군을 고립시켜 단련할 수 있는 장점을 나타낸다.

이와 관련하여, 대한민국 등록실용신안 제20-0248827호(고안의 명칭 : 웨이트 운동기구) 및 대한민국 등록실용신안 제20-0379517호(고안의 명칭 : 상체 및 어깨운동기구) 등을 통해 관련 선행기술들이 다수 개시되어 있으나, 중량체(웨이트블럭)의 부하를 이용해서 특정 신체부위의 근력을 강화하기 위한 단순(1차원적) 근력운동기구에 불과할 뿐, 운동횟수, 근력측정, 1RM(1 repetition maximum : 1회 최대로 들어 올릴 수 있는 중량)측정, 익센트릭(eccentric) 및 컨센트릭(concentric) 운동부하 변경, 운동 중 자유로운 부하변경 등 다양한 기능의 추가·변경을 위한 기술적 특징(장치 등)이 마련되어 있지 않아 운동능력 향상을 도모하는데 한계가 있어 왔다.

결국, 사용자 맞춤형 운동강도(부하조절) 설정과 조절 그리고 운동정보 수집제공은 물론 중량체(이하 "웨이트블럭"이라 함)를 이용의 모든 근력운동기구에 부착, 스마트한 근력운동기구로 업그레이드해서 사용할 수 있도록 한 근력운동기구용 운동부하장치의 연구개발이 절실히 요구된다.

(문헌 1) 대한민국 등록실용신안 제20-0248827호(등록일자 : 2001.09.19.) (문헌 2) 대한민국 등록실용신안 제20-0379517호(등록일자 : 2005.03.11.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 근력운동에 필요한 운동부하의 발생은 물론 그 운동부하의 자유로운 조절이 가능하고 또한 동작정보의 취득이 가능한 웨이트어태치먼트 그리고 상기 웨이트어태치먼트의 제어와 더불어 그로부터 취득된 동작정보의 수집제공이 가능한 컨트롤박스의 구비로, 사용자 맞춤형 운동환경을 설정할 수 있고 이를 통해 보다 효율적이고도 효과적인 근력운동을 수행할 수 있도록 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 컨트롤박스 조작을 통해 다양한 운동환경(운동강도, 기능추가 등)을 설정함이 가능토록 하여, 최적화된 근력운동의 수행은 물론이거니와 사용자가 필요로 하는 다양한 운동효과가 발휘될 수 있도록 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 장치의 모듈화를 위한 프레임바디; 상기 프레임바디에 장치된 상태로, 근력운동에 필요한 운동부하를 발생하며 그 운동부하의 자유변경이 가능한 웨이트어태치먼트; 상기 프레임바디에 장치되고 상기 웨이트어태치먼트와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 웨이트어태치먼트의 동작제어를 통한 운동강도 조절과 더불어 상기 웨이트어태치먼트의 동작정보 취득을 통한 사용자 운동정보 수집 및 제공의 프로그램 구동을 하는 컨트롤박스; 및, 상기 프레임바디에 장치되며 상기 웨이트어태치먼트 및 상기 컨트롤박스와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 컨트롤박스로부터 신호를 받아 기동 및 정지가 빈번한 동작특성을 나타내는 상기 웨이트어태치먼트 제동의 회생저항을 발생하는 저항모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 프레임바디에 장치되고 상기 컨트롤박스와 전기적으로 연결되어, 상기 컨트롤박스의 사용자 제어가 가능한 한편, 상기 컨트롤박스를 통해 상기 웨이트어태치먼트의 동작정보 취득에 따른 사용자 운동정보를 출력하는 터치스크린;을 더 포함한다.

또한, 상기 웨이트어태치먼트는, 일방향 회전구동에 따른 운동부하를 생성하되 그 운동부하의 자유조절이 가능한 부하발생유니트와, 근력운동기구로부터 이어진 와이어로프를 걸어 그 와이어로프의 작용이 원활토록 하는 복수의 제1가이드풀리 및 제2가이드풀리와, 상기 부하발생유니트와 어느 하나의 상기 제1가이드풀리 사이에서 상기 와이어로프의 장력을 측정하는 로드셀과, 상기 부하발생유니트와 복수의 상기 제1가이드풀리 및 상기 제2가이드풀리 그리고 상기 로드셀의 연계결합을 위한 유니트브래킷으로 구성된다.

더하여, 상기 컨트롤박스에는, 제어보드, 모터드라이브, 파워서플라이, 누전차단기, 노이즈필터가 내장되고, 상기 제어보드는, 운동횟수 및 셋트횟수의 저장, 근력측정, 1RM 측정, 익센트릭 및 컨센트릭 운동부하의 변경, 운동 중 자유로운 운동부하의 변경, 운동기능의 추가와 변경이 가능하며, 상기 부하발생유니트의 동작정보와 상기 웨이트어태치먼트의 로드셀로부터 와이어로프의 장력 측정정보를 신호로 전달받아 수집된 운동정보를 출력장치를 통해 사용자 제공한다.

또한, 상기 저항모듈은, 상기 부하발생유니트의 전력을 소모시켜 신속한 제동이 이루는 저항발생의 회생저항과, 상기 상기 회생저항의 과열을 방지하는 적어도 하나 이상의 냉각팬이 내장되며, 상기 회생저항에서 발생하는 노이즈의 고립을 위한 박스구조를 이룬다.

더하여, 상기 유니트브래킷에는, 상기 부하발생유니트에 구비된 와인드드럼에 권취 및 권출되는 와이어로프의 정렬권취와 더불어 그렇게 권취된 상기 와이어로프가 풀리지 않도록 하는 이탈방지수단이 더 구성된다.

또한, 상기 부하발생유니트에는, 와이어로프가 권취 및 권출되는 와인드드럼이 구비되고, 상기 와인드드럼의 둘레면에는, 상기 와이어로프가 일정한 정렬상태로 권취되도록 하여 상기 와이어로프의 작용이 원활토록 하는 나선형 정렬홈이 형성된다.

더하여, 상기 이탈방지수단은, 상기 와인드드럼의 둘레면에 밀착된 상태로 그 와인드드럼에 권취 및 권취되는 와이어로프를 압박하여 정렬권취가 이루어지도록 함에 더해 상기 와이어로프가 느슨해지더라도 상기 와인드드럼으로부터 풀리지 않게 하는 압착롤과, 상기 압착롤이 선단에 힌지결합되고, 그 압착롤이 상기 와이어로프의 권취부위 압박이 가능한 위치에 배치되도록 하는 힌지아암과, 상기 힌지아암 타단의 힌지결합을 위한 힌지브래킷과, 상기 힌지아암이 상기 와이어로프의 일면을 압박하는 방향으로 회전되도록 하는 탄성발휘를 위한 스프링이 더 구성된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 근력운동기구용 스마트 운동부하장치는, 운동부하를 발생하는 웨이트어태치먼트의 제어를 통한 운동패턴(익센트릭 및 컨센트릭 운동부하 변경 등) 및 운동강도(운동 중 자유로운 부하 변경 등) 그리고 운동환경(운동횟수, 셋트횟수 등)의 설정으로 사용자 맞춤형 근력운동을 가능케 하는 효과가 있고, 또한 컨트롤박스의 조작을 통해 사용자 운동능력(근력측정, 등속도 운동, 1RM 측정 등)의 정보수집 및 제공이 가능하며 이를 토대로 사용자가 자신에게 적합한 운동환경을 설정할 수 있어 보다 효율적이고도 효과적인 운동결과를 도출할 수 있는 효과를 나타낸다.

또한, 장치구조의 모듈화 달성은 물론이거니와 이를 통해 대부분의 근력운동기구에 결합되는 호환성(compatibility)의 발휘로, 기존에 사용하던 일반 운동기구를 다양한 기능이 추가된 스마트한 운동기구로 업그레이드해서 사용함이 가능한 효과가 있다.

이와 함께, 상술한 각종 효과의 달성으로, 운동부족은 물론 비만 등의 문제를 해결 및 체력증진과 더불어 건강관리에 대한 현대인들의 관심도가 갈수록 높아지는 현시대의 소비자 구매욕구 충족을 통한 판매경쟁력 확보로, 관련업체의 이익창출과 함께 관련산업의 발전 및 활성화에 크게 기여할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치의 구성관계를 나타낸 사시도와 정면도 및 배면도.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 있어서, 웨이트어태치먼트의 구성관계를 나타낸 사시도와 배면도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치의 실시예를 나타낸 사용상태도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

첨부도면 중 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치의 구성관계를 나타낸 사시도와 정면도 및 배면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치에 있어서, 웨이트어태치먼트의 구성관계를 나타낸 사시도와 배면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치의 실시예를 나타낸 사용상태도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치(A)는, 장치의 모듈화를 위한 프레임바디(1)와, 상기 프레임바디(1)에 장치된 상태로 근력운동에 필요한 운동부하를 발생하며 그 운동부하의 자유변경이 가능한 웨이트어태치먼트(2)와, 상기 프레임바디(1)에 장치되고 상기 웨이트어태치먼트(2)와 전기적으로 연결된 상태로 웨이트어태치먼트(2)의 동작제어를 통한 운동강도(운동부하) 조절(변경)과 더불어 상기 웨이트어태치먼트(2)의 동작정보 취득을 통한 사용자 운동정보 수집제공의 프로그램 구동을 하는 컨트롤박스(3)와, 상기 프레임바디(1)에 장치되며 상기 웨이트어태치먼트(2) 및 컨트롤박스(3)와 전기적으로 연결된 상태로 상기 컨트롤박스(3)로부터 신호를 받아 기동 및 정지가 빈번한 동작(회전)특성을 나타내는 웨이트어태치먼트(2) 제동의 회생저항(回生抵抗, regenerative resistance)을 발생하는 저항모듈(4)을 포함한다.

이와 함께, 상기 프레임바디(1) 또는 근력운동기구의 프레임 중 어느 하나에 장치되고 상기 컨트롤박스(3)와 전기적으로 연결되어 컨트롤박스(3)의 사용자 제어가 가능하고, 또한 상기 컨트롤박스(3)를 통해 웨이트어태치먼트(2)의 동작정보 취득에 따른 사용자 운동정보 출력(display)의 터치스크린을 더 포함한다.

프레임바디(1)는, 앞서 설명한 바와 같이 장치의 모듈화와 아울러 근력운동기구와의 연계를 위한 베이스구조체인 것으로, 상기 웨이트어태치먼트(2)와 컨트롤박스(3) 및 상기 저향모듈(4)이 내재수용 및 연계장착되는바, 상기 웨이트어태치먼트(2)의 거치결합을 위한 어태치먼트브래킷(11)이 내부 하측에 일체로 구비되어 있다.

참고하여, 상기 프레임바디(1)에 마감커버(미도시)를 조립, 웨이트어태치먼트(2), 컨트롤박스(3), 저항모듈(4)의 노출을 방지하고 보호함과 아울러 외관이 미려하도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 근력운동기구용 스마트 운동부하장치(A)는, 기존 중량체(웨이트블럭) 장착을 이용한 근력운동의 실시가 가능한 통상의 운동부하장치로써도 변형실시가 가능하다. 이 경우 상기 웨이트어태치먼트(2)와 컨트롤박스(3) 그리고 저항모듈(4)은 생략된다.

웨이트어태치먼트(2)는, 앞서 설명한 바와 같이 근력운동에 필요한 운동부하의 발생 및 그 운동부하의 자유변경은 물론 상기 와이어로프(W) 작용을 원활히 관장하는 것으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 일방향 회전구동에 따른 운동부하를 생성하되 그 운동부하의 자유로운 조절이 가능한 부하발생유니트(21)와, 상기 와이어로프(W)를 걸어 그 와이어로프(W)의 작용이 원활토록 하는 복수의 제1가이드풀리(22) 및 제2가이드풀리(23)와, 상기 부하발생유니트(21)와 어느 하나의 상기 제1가이드풀리(22) 사이에서 와이어로프(W)의 장력을 지속적으로 측정하는 로드셀(24)과, 상기 부하발생유니트(21)와 복수의 제1가이드풀리(22) 및 상기 제2가이드풀리(23) 그리고 상기 로드셀(24)의 연계결합을 위한 유니트브래킷(25)으로 구성된다.

또한, 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 유니트브래킷(25)에 장착된 상태로 후술할 상기 부하발생유니트(21)의 와인드드럼에 권취(卷取, wind / 감김) 및 권출(捲出; unwind / 풀림)되는 상기 와이어로프(W)의 정렬권취와 더불어 그렇게 권취된 와이어로프(W)가 풀리지 않도록 하는 이탈방지수단(26)이 더 구성되어 있다.

상기 부하발생유니트(21)는, 전력공급시 일방향 회전구동을 이루어 운동부하를 발생시키되 상기 컨트롤박스(3)에 의한 동작제어로 운동부하량의 조절(대략 5~100kg, 1kg 단위 무게변경 가능)이 가능한바, 제어신호에 의해 부하를 구동하는 장치인 서보드라이버(servo driver / 서보모터)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용관계 및 작용효과를 나타내는 기계요소라 한다면 얼마든지 변형실시가 가능하다.

또한, 상기 와이어로프(W)가 권취 및 권출되는 와인드드럼(211)이 구비되어 있으며, 상기 와인드드럼(211)의 둘레면에는 와이어로프(W)가 일정한 정렬상태로 권취되도록 하여 상기 와이어로프(W)의 작용이 원활토록 하는 나선형 정렬홈(211-1)이 형성되어 있다.

상기 제1가이드풀리(22)들은, 충분한 직경을 확보하여 상기 와이어로프(W)의 작용이 원활토록 하고 또한 피복 벗겨짐의 손상을 억제함과 아울러 상기 로드셀(24)에 수직으로 하중이 전달되도록 한다.

상기 로드셀(24)은, 와이어로프(W)의 장력을 검출하기 위한 하중센서(weight sensor)로써, 운동부하에 의한 와이어로프(W)의 장력을 검출하고 전기신호로 바꾸어 상기 컨트롤박스(3)로 전송한다.

상기 이탈방지수단(26)은, 상기 와인드드럼(211)의 둘레면에 밀착된 상태로 그 와인드드럼(211)에 권취 및 권취되는 상기 와이어로프(W)를 압박하여 원활한 권취 및 정렬권취가 이루어지도록 함에 더해 와이어로프(W)의 장력(tension)이 저하(저중량 운동시)되더라도 와인드드럼(211)으로부터 풀리지 않게 하는 압착롤(261)과, 상기 압착롤(261)이 선단에 힌지결합되고 그 압착롤(261)이 와이어로프(W)의 권취부위 압박이 가능한 위치에 배치되도록 하는 힌지아암(262)과, 상기 힌지아암(262) 타단의 힌지결합을 위한 힌지브래킷(263)으로 구성된다.

또한, 상기 힌지아암(262)이 상기 와이어로프(W)의 일면을 압박하는 방향으로 회전되도록 하는 탄성발휘를 위한 스프링(도시하지 않음)이 더 구성되는 것이 바람직하다.

상기 압착롤(261)은, 상기 와이어로프(W)의 손상방지를 위해 우레탄 또는 고무와 같은 신축성 소재로 제작되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되지 않고 동일한 작용효과를 나타낼 수 있는 소재의 것이라면 얼마든지 변형실시가 가능하다.

컨트롤박스(3)는, 운동의 종류와 강도 등의 운동정보를 입력받는바, 상기 부하발생유니트(21)의 엔코더(도시하지 않음) 및 로드셀(24)로부터 신호를 전달받아 운동횟수, 셋트수, 최대근력 등을 산출하고, 상기 터치스크린(5)에 출력하기 위한 정보입력 및 정보제공의 수단인 것으로, 제어보드(micro computer), 모터드라이브(motor drive), 스위치 제어방식의 파워서플라이(switched mode power supply; SMPS), 누전차단기(earth leakage breaker), 노이즈필터(noise filter) 등이 내장되어 있다.

상기 제어보드는, 운동횟수 및 셋트횟수의 저장, 근력측정, 1RM 측정, 익센트릭 및 컨센트릭 운동부하의 변경, 운동 중 자유로운 운동부하의 변경 등 다양한 기능의 추가 및 변경이 가능하고, 또한 상기 부하발생유니트(21)의 동작정보와 로드셀(24)로부터 와이어로프(W)의 장력 측정정보를 신호로 전달받아 수집된 운동정보를 출력장치(터치스크린)를 통해 사용자 제공(화상출력)한다.

저항모듈(4)은, 상기 부하발생유니트(21)의 전력을 소모시켜 신속한 제동이 이루는 저항발생의 회생저항, 그 회생저항의 과열을 방지하는 적어도 하나 이상의 냉각팬이 내장되며, 상기 회생저항에서 발생하는 노이즈의 고립을 위한 박스구조를 이루는 것이 바람직하다.

미 설명부호, (M-1)은 근력운동 수행에 필요한 통상의 근력운동기구(muscular exercise equipment)이고, (M-2)는 본 발명에 따른 운동부하장치와 상기 근력운동기구의 조합으로 완성된 하나의 웨이트머신(weight machine)이며, (S)는 상기 프레임바디 또는 근력운동기구 프레임의 미리 정한 위치에 장치되어 상기 컨트롤박스의 사용자 제어 및 운동정보 출력을 위한 상기 터치스크린(touch screen)이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 근력운동기구용 스마트 운동부하장치(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 랫풀다운, 토탈랙, 팩트롤플라이, 숄더프레스, 체스트프레스, 라잉레그컬 등등 각종 근력운동기구(플레이트로드 타입 포함)에 결합해서 사용할 수 있는바, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 다양한 결합형태를 이루며 이로써 하나의 웨이트머신(M)이 완성될 수 있다.

여기서, 상기 컨트롤박스(3)와 전기적으로 연결되어 컨트롤박스(3)의 사용자 제어가 가능하고 또한 상기 컨트롤박스(3)를 통해 웨이트어태치먼트(2)의 동작정보 취득에 따른 사용자 운동정보 출력(display)의 터치스크린(S)은, 근력운동기구(M-1)의 정해진 위치에 구비결합되거나 또는 프레임바디(1)의 미리 정한 위치에 구비결합될 수 있다.

이 후, 상기 웨이트머신(M)을 이용한 근력운동을 실시할 수 있는바, 그 이전에 상기 컨트롤박스(3)의 조작으로 사용자가 원하는 운동강도와 운동횟수(및 셋트횟수) 등 적절한 운동환경을 설정한다.

이 상태에서, 사용자가 상기 근력운동기구(S)의 벤치(bench)에 앉아 래터럴바(lateral bar)를 양손으로 부여잡고 그 래터럴바를 끌어내리거나 밀어올리는 등의 행위를 반복하는 근력운동을 실시하게 되는데, 이와 같이 상기 근력운동기구(S)의 래터럴바를 조작하게 되면 그 래터럴바에 연결된 와이어로프(W)가 당겨지게 되고, 그렇게 당겨지는 상기 와이어로프(W)에 웨이트어태치먼트(2)의 부하발생유니트(21)에서 발생한 운동부하가 전해지는 것에 따라, 결국 사용자는 무거운 중량체를 들어올리는 것과 동일한 운동효과를 거둘 수 있다.

그리고, 상술한 바와 같은 사용자 운동정보 전반이 상기 컨트롤박스(3)에 수집되는데, 상기 와이어로프(W) 작용에 의해 기동과 정지를 반복하는 상기 부하발생유니트(21) 구동정보의 취득으로 이루어지는 것이며, 또한 와이어로프(W)가 당겨질 때 그 와이어로프(W)에서 형성되는 장력이 상기 웨이트어태치먼트(2)의 로드셀(24)에 의해 검출됨에 따라, 운동부하량의 파악 및 이를 통해 그 운동부하량의 조절이 가능하다.

여기서, 상기 부하발생유니트(21)의 부하능력은 5kg 내지 100kg의 범위에서 다양하게 설정할 수 있고, 단위무게는 1kg까지 변경 가능하며, 운동실시 중에도 자유로운 부하변경이 가능하다.

계속해서, 전술한 바와 같이 상기 근력운동기구(S)의 래터럴바를 밀어올리리는 행위를 반복하는 과정에 의거 상기 와이어로프(W)가 부하발생유니트(21)의 와인드드럼(211)에 권출(풀림) 및 권취(감김)되는데, 상기 와인드드럼(211)의 둘레면에 형성된 나선형의 정렬홈(211-1)으로 와이어로프(W)가 삽입됨에 따라 일정한 정렬상태로 권취될 수 있으며, 이로써 상기 와이어로프(W)의 작용이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.

그리고, 저중량 근력운동 등의 이유로 상기 와이어로프(W)의 텐션이 약해져 그 와이어로프(W)가 상기 와인드드럼(211)로부터 자체강성의 영향으로 풀리는 현상의 문제는, 상기 웨이트어태치먼트(2)에 더 구성된 이탈방지수단(26)에 의해 해소될 수 있다.

자세하게는, 상기 이탈방지수단(26)의 압착롤(261)이 와인드드럼(211)에 감기는 상기 와이어로프(W)의 일부분을 지속적으로 압박(도 4c 참조)함으로써, 와이어로프(W)가 상기 정렬홈(211-1)을 벗어나지 않는 와인드드럼(211) 밀착상태의 유지로 풀림현상이 방지되고, 이에 따라 상기 와이어로프(W)의 불규칙한 권취 및 그로 인한 손상(피복 벗겨짐 등) 그리고 불규칙한 권취에 따른 운동느낌 저하의 문제점이 더불어 해소될 수 있다.

한편, 지금까지 설명한 바와 같은 근력운동 전반에 걸친 운동정보가 상기 컨트롤박스(3)의 제어보드로 수집된 후 정보산출의 과정을 거쳐 상기 터치스크린(5)을 통해 출력되는 것으로 사용자 운동정보를 제공한다.

정리하여, 본 발명의 근력운동기구용 스마트 운동부하장치(A)에 의하면, 운동부하를 발생하는 상기 웨이트어태치먼트(2)의 제어를 통한 운동패턴(익센트릭 및 컨센트릭 운동부하 변경 등) 및 운동강도(운동 중 자유로운 부하 변경 등) 그리고 운동환경(운동횟수, 셋트횟수 등)의 설정으로, 사용자 맞춤형 근력운동이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.

또한, 상기 컨트롤박스(3)의 조작을 통해 사용자 운동능력(근력측정, 등속도 운동, 1RM 측정 등)의 정보수집 및 제공이 가능하고, 이를 토대로 사용자가 자신에게 적합한 운동환경을 설정할 수 있어 보다 효율적이고도 효과적인 운동결과의 도출이 가능케 되는 효과를 거둘 수 있다.

이와 함께, 장치구조의 모듈화 달성은 물론 이를 통해 대부분의 근력운동기구에 결합되는 호환성(compatibility)의 발휘로, 기존에 사용하던 일반 운동기구를 다양한 기능이 추가된 스마트한 운동기구로 업그레이드가 가능한 효과를 거둘 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 운동부하장치, 1 : 프레임바디
2 : 웨이트어태치먼트, 3 : 컨트롤박스
4 : 저항모듈, 11 : 어태치먼트브래킷
21 : 부하발생유니트, 22 : 제1가이드풀리
23 : 제2가이드풀리, 24 : 로드셀
25 : 유니트브래킷, 26 : 이탈방지수단
211 : 와인드드럼, 211-1 : 정렬홈
261 : 압착롤, 262 : 힌지아암
263 : 힌지브래킷

Claims

장치의 모듈화를 위한 프레임바디;
상기 프레임바디에 장치된 상태로, 근력운동에 필요한 운동부하를 발생하며 그 운동부하의 자유변경이 가능한 웨이트어태치먼트;
상기 프레임바디에 장치되고 상기 웨이트어태치먼트와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 웨이트어태치먼트의 동작제어를 통한 운동강도 조절과 더불어 상기 웨이트어태치먼트의 동작정보 취득을 통한 사용자 운동정보 수집 및 제공의 프로그램 구동을 하는 컨트롤박스; 및,
상기 프레임바디에 장치되며 상기 웨이트어태치먼트 및 상기 컨트롤박스와 전기적으로 연결된 상태로, 상기 컨트롤박스로부터 신호를 받아 기동 및 정지가 빈번한 동작특성을 나타내는 상기 웨이트어태치먼트 제동의 회생저항을 발생하는 저항모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임바디에 장치되고 상기 컨트롤박스와 전기적으로 연결되어, 상기 컨트롤박스의 사용자 제어가 가능한 한편,
상기 컨트롤박스를 통해 상기 웨이트어태치먼트의 동작정보 취득에 따른 사용자 운동정보를 출력하는 터치스크린;을 더 포함함을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제1항에 있어서,
상기 웨이트어태치먼트는, 일방향 회전구동에 따른 운동부하를 생성하되 그 운동부하의 자유조절이 가능한 부하발생유니트와,
근력운동기구로부터 이어진 와이어로프를 걸어 그 와이어로프의 작용이 원활토록 하는 복수의 제1가이드풀리 및 제2가이드풀리와,
상기 부하발생유니트와 어느 하나의 상기 제1가이드풀리 사이에서 상기 와이어로프의 장력을 측정하는 로드셀과,
상기 부하발생유니트와 복수의 상기 제1가이드풀리 및 상기 제2가이드풀리 그리고 상기 로드셀의 연계결합을 위한 유니트브래킷으로 구성됨을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤박스에는, 제어보드, 모터드라이브, 파워서플라이, 누전차단기, 노이즈필터가 내장되고,
상기 제어보드는, 운동횟수 및 셋트횟수의 저장, 근력측정, 1RM 측정, 익센트릭 및 컨센트릭 운동부하의 변경, 운동 중 자유로운 운동부하의 변경, 운동기능의 추가와 변경이 가능하며, 상기 부하발생유니트의 동작정보와 상기 웨이트어태치먼트의 로드셀로부터 와이어로프의 장력 측정정보를 신호로 전달받아 수집된 운동정보를 출력장치를 통해 사용자 제공함을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제1항에 있어서,
상기 저항모듈은, 상기 부하발생유니트의 전력을 소모시켜 신속한 제동이 이루는 저항발생의 회생저항과, 상기 상기 회생저항의 과열을 방지하는 적어도 하나 이상의 냉각팬이 내장되며,
상기 회생저항에서 발생하는 노이즈의 고립을 위한 박스구조를 이룸을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제3항에 있어서,
상기 유니트브래킷에는, 상기 부하발생유니트에 구비된 와인드드럼에 권취 및 권출되는 와이어로프의 정렬권취와 더불어 그렇게 권취된 상기 와이어로프가 풀리지 않도록 하는 이탈방지수단이 더 구성됨을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제3항에 있어서,
상기 부하발생유니트에는, 와이어로프가 권취 및 권출되는 와인드드럼이 구비되고,
상기 와인드드럼의 둘레면에는, 상기 와이어로프가 일정한 정렬상태로 권취되도록 하여 상기 와이어로프의 작용이 원활토록 하는 나선형 정렬홈이 형성됨을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.
제3항에 있어서,
상기 이탈방지수단은, 상기 와인드드럼의 둘레면에 밀착된 상태로 그 와인드드럼에 권취 및 권취되는 와이어로프를 압박하여 정렬권취가 이루어지도록 함에 더해 상기 와이어로프가 느슨해지더라도 상기 와인드드럼으로부터 풀리지 않게 하는 압착롤과,
상기 압착롤이 선단에 힌지결합되고, 그 압착롤이 상기 와이어로프의 권취부위 압박이 가능한 위치에 배치되도록 하는 힌지아암과,
상기 힌지아암 타단의 힌지결합을 위한 힌지브래킷과,
상기 힌지아암이 상기 와이어로프의 일면을 압박하는 방향으로 회전되도록 하는 탄성발휘를 위한 스프링이 더 구성됨을 특징으로 하는 근력운동기구용 스마트 운동부하장치.