KR20240070696A - 근육 군의 지구력을 결정하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

저항 요소에 결합되고 복수의 운동 행정 내내 사용자에 의해 이동되는 맞물림 조립체의 속도를 측정함으로써 사용자의 근육 군의 지구력을 평가하는 장치 및 방법. 근육 군은 근육 군에 대한 피로도를 결정함으로써 평가된다. 방법은 제어 가능한 저항을 저항 레벨로 조정하는 단계. 복수의 반복에 걸쳐 저항 레벨에 대항하는 맞물림 조립체의 움직임을 모니터링하는 단계, 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하는 단계, 및 관계를 사용하여 피로도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

근육 군의 지구력을 결정하기 위한 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호-참조

본 출원은 미국 가출원 제63/253,521호(출원일: 2021년 10월 7일)의 이득을 주장하고, 이의 전체 개시내용은 전문이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.

분야

본 발명은 피트니스, 운동, 신체 재활, 스포츠 의학 및 말단 테스트의 분야에 적용 가능하고 이러한 분야에서 사용 가능한 방법 및 장치에 관한 것이다.

운동선수와 다른 사람들의 근력, 민첩성, 순발력을 증가시키기 위해 수많은 디바이스가 개발되어 왔다. 운동선수의 성능을 향상시키는 것 이외에, 이러한 디바이스는 운동선수가 아닌 사람의 생활 방식을 향상시키고 잠재적으로 각자의 수명을 증가시키기 위해 운동선수가 아닌 사람의 체력과 건강을 개선시키거나 유지하는 데 사용된다. 이러한 디바이스는 바벨, 덤벨 등과 같은 기본 장비부터, 사용자가 사용자의 근육을 운동시키기 위해 사용되는 무게 또는 저항을 신속하게 변경하게 하는 범용 체육관과 같은 점점 더 복잡한 장비까지 다양하다. 예를 들어, 제어 가능한 저항을 제공하기 위해 공압 디바이스를 사용하는 운동 장치 및 관련된 디바이스를 설명하고 각각 전문이 참조에 의해 원용되는, 미국 특허 제4,257,593호; 제5,526,692호; 제5,336,145호; 제6,962,554호; 제7,172,538호; 제7,686,749호; 제7,998,038호; 제8,052,584호; 제8,3231,58호; 및 제8,523,789호(발명자: Dennis L. Keiser)를 참조한다. 특히, 이러한 공압 운동 장치는 종래의 웨이트의 관성 효과를 유리하게 감소시키거나 제거하고, 웨이트를 움직이기 시작하는데 필요한 힘과 웨이트의 계속 움직이는 경향은 각각의 운동 행정 동안 필요한 힘이 행정 내내 변경되게 한다. 이러한 공압 장치는 운동 행정 내내 일반적으로 일정한 저항을 제공한다.

근력, 민첩성, 순발력의 발달을 위해 사용되는 것 이외에, 운동 장치는 사람의 근력, 민첩성 및 순발력을 측정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 중력에 대항하여 웨이트를 들어올리는 개인의 능력 또는 저항에 대항하여 움직이는 대응하는 능력이 상이한 시간에 측정되어 이러한 특성이 운동 프로그램에 응답하여 또는 치료에 응답하여 개선되는지를 결정할 수 있다. 이러한 측정은 또한 하나 이상의 근육 또는 근육 군(muscle group)이 적절하게 수행되지 않는지를 결정하는 평가 목적으로 사용될 수 있으므로, 예를 들어, 치료사 또는 피트니스 트레이너가 부적절하게 수행되는 근육을 더 구체적으로 겨냥한 치료 또는 훈련 프로그램을 개발할 수 있다.

역사적으로, 근육 성능의 측정 및 평가는 근육 또는 근육 군의 근력을 측정하는 것(예를 들어, 들어 올릴 수 있는 무게의 양 측정하는 것)에 집중되어 왔다. 그러나, 근력만으로는 근육의 성능을 정확하게 나타낼 수 없다는 것이 확인되었다. 사람의 근육은 적절한 양의 무게를 들어올릴 수 있지만 시간 경과에 따라 피로해질 수 있다. 예를 들어, 100미터 단거리 선수의 단거리 경기와 관련된 근육 중 임의의 근육의 동력 출력이 5% 감소하면 새로운 세계 기록을 세우느냐, 심지어 시상대에 오르지 못하느냐의 차이가 생길 수 있다. 마찬가지로, 노인이 시간 경과에 따라 특정한 레벨의 동력 출력을 유지하지 못하면 불안정성, 낙상, 그리고 심지어 고관절 골절 또는 그보다 더 심각한 위험이 증가될 수 있다. 이 정보를 미리 알고 결함을 훈련할 수 있으면 모든 레벨에서 인간의 성능이 증가되고 부상 가능성이 감소될 것이다.

본 발명의 시스템 및 방법은 여러 개의 특징을 갖고, 그 중 어느 하나도 바람직한 속성에 대해 단독으로 책임이 있지 않다. 다음의 청구범위에 표현된 바와 같이 범위를 제한하는 일 없이, 더 두드러진 특징이 본 명세서에서 간략하게 논의될 것이다. 이러한 논의를 고려한 후, 그리고 특히 "특정한 실시형태의 상세한 설명"이라는 제목의 섹션을 읽은 후, 본 발명의 특징이 인간 성능을 개선시키는 데 여러 개의 이점을 제공하는지를 이해할 것이다.

전술한 내용을 고려하면, 운동선수 또는 다른 사용자가 주어진 근육 군에 대한 신체 피로도(rate of physical fatigue)를 결정하게 하기 위한 개선된 장치 및 방법에 대한 필요성이 존재한다는 것을 알 수 있다. 신체 운동 뒤에는 신체 피로가 따른다. 신체 운동 레벨과 신체 피로도를 측정하는 것은 개인이 특정한 레벨에서 수행하는 능력과 기간을 평가하는 데 중요할 수 있다.

일 양상은 사용자의 근육 군에 의해 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체를 갖고 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 시스템을 가진 운동 장치에 대해 근육 군에 대한 피로도를 평가하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 제어 가능한 저항을 저항 레벨로 조정하는 단계, 복수의 반복에 걸쳐 저항 레벨에 대항하는 맞물림 조립체의 움직임을 모니터링하는 단계, 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 최대 속도 및/또는 평균 속도를 결정하는 단계, 저항 레벨, 최대 속도 및/또는 평균 속도를 사용하여 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하는 단계, 및 관계를 사용하여 피로도를 결정하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 동력과 관련되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 속도와 관련되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 저항 레벨이 백분율 체중에 기초하여 선택되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 최대 동력 및/또는 평균 동력을 결정하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 최대 동력 및/또는 평균 동력을 디스플레이하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복에 걸쳐 총 최대 동력 및/또는 총 평균 동력을 결정하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복에 걸쳐 총 최대 동력 및/또는 총 평균 동력을 디스플레이하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복이 최대 속도로 수행되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복 중 각각의 반복의 동심 단계가 최대 속도로 수행되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복 중 각각의 반복이 고정된 시간인 것을 포함한다.

추가의 양상은 고정된 시간이 1초인 것을 포함한다.

추가의 양상은 복수의 반복 중 각각의 반복의 동심 단계가 움직임 범위(Range of Motion: ROM)를 통해 주어진 속도에 대해 시간이 정해지는 것을 포함한다.

추가의 양상은 종료 지점이 복수의 반복 중 최종 반복에 대응하는 것을 포함한다.

추가의 양상은 종료 지점이 시간에 기초하는 것을 포함한다.

추가의 양상은 종료 지점이 반복 횟수에 기초하는 것을 포함한다.

추가의 양상은 종료 지점이 총 최대 동력 및/또는 총 평균 동력에 기초하는 것을 포함한다.

추가의 양상은 제2 근육 군에 대한 피로도를 평가하는 단계, 및 근육 군에 대한 피로도를 제2 근육 군에 대한 피로도와 비교하는 단계를 포함한다.

일 양상은 사용자의 근육 군에 의해 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체를 갖고 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 시스템을 가진 운동 장치에 대해 근육 군에 대한 피로도를 평가하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 제어 가능한 저항을 저항 레벨로 조정하는 단계, 복수의 반복에 걸쳐 저항 레벨에 대항하는 맞물림 조립체의 움직임을 모니터링하는 단계, 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하는 단계, 및 관계를 사용하여 피로도를 결정하는 단계를 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 동력과 관련되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 속도와 관련되는 것을 포함한다.

일 양상은 근육 군에 대한 피로도를 평가하기 위한 장치를 포함한다. 장치는 제어 가능한 저항, 사용자의 근육 군을 사용함으로써 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체, 모니터링 시스템으로서, 복수의 반복에 걸쳐 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하여 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하도록 구성되고, 관계를 사용하여 피로도를 결정하도록 구성되는, 모니터링 시스템을 포함한다.

추가의 양상은 피로도를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 포함한다.

추가의 양상은 제어 가능한 저항이 공압 디바이스인 것을 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체가 좌측 레버 및 우측 레버를 포함하는 것을 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 동력과 관련되는 것을 포함한다.

추가의 양상은 맞물림 조립체의 움직임이 속도와 관련되는 것을 포함한다.

본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징, 양상, 및 이점이 이제 첨부 도면을 참조하여, 본 개시내용과 연관되어 설명될 것이다. 그러나, 예시된 실시형태는 단지 예이고 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1은 근육 군의 피로도를 평가할 수 있는 예시적인 운동 장치의 실시형태의 사시도.
도 2는 도 1로부터의 예시적인 운동 장치의 측면도.
도 3은 예시적인 운동 장치가 사용 중인 것을 제외하고 도 2와 유사한 도면.
도 4는 도 1의 예시적인 운동 장치의 디스플레이 장치의 예시적인 실시형태를 예시하는 도면.
도 5는 제1 구성의 제어 밸브를 포함하는 도 1의 예시적인 운동 장치를 위한 공압 시스템 및 제어 시스템의 실시형태의 블록도.
도 6은 제2 구성의 제어 밸브를 포함하는 도 1의 예시적인 운동 장치를 위한 공압 시스템 및 제어 시스템의 또 다른 실시형태의 블록도.
도 7은 본 개시내용에 따라 피로도를 결정하기 위해 복수의 반복을 통해 사용자에 의한 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 사용하는 지구력 또는 피로 테스트를 수행하기 위한 예시적인 방법의 흐름도.
도 8은 도 7의 방법에 따라 수행되는 지구력 또는 피로 테스트의 그래픽 데이터 출력을 예시하는 도면.

전문이 참조에 의해 원용되는, 미국 특허 제4,257,593호; 제5,526,692호; 제5,336,145호; 제6,962,554호; 제7,172,538호; 제7,686,749호; 제7,998,038호; 제8,052,584호; 제8,3231,58호; 및 제8,523,789호(발명자: Dennis L. Keiser)는 지구력을 평가하기 위한 본 발명의 실시형태와 유리하게 관련되어 사용될 수 있는 예시적인 운동 장치의 실시형태를 개시한다. 미국 특허 제4,257,593호; 제5,526,692호; 제5,336,145호; 제6,962,554호; 제7,172,538호; 제7,686,749호; 제7,998,038호; 제8,052,584호; 제8,3231,58호; 및 제8,523,789호에 개시된 장치를 본 명세서에서 참조하지만, 본 발명의 실시형태가 다른 운동 장치에 통합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 지구력 측정 시스템이 사용될 수 있는 운동 장비의 예는 예를 들어, 캘리포니아 프레즈노 소재의 Keiser Corporation에서 상업적으로 입수 가능한 유형과 같은, 레그 프레스(leg press), 레그 익스텐션 머신, 레그 컬 머신(leg curl machine), 스탠딩 힙 머신, 복부 머신, 등 하부 머신, 등 상부 머신, 횡방향 풀 다운 머신, 밀리터리 프레스 머신, 삼두근 머신, 암 컬 머신, 시티드 버터플라이 머신(seated butterfly machine), 시티드 종아리 머신(seated calf machine), 횡방향 어깨 들어올리기 머신, 스쿼트 머신 및 고관절 외향근 머신을 제한 없이 포함할 수 있다.

위에 간략하게 논의된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 실시형태에 대한 하나의 특히 유리한 용도는 동력/속도 피로 테스트를 수행하여 특정한 머신(예를 들어, 미국 특허 제4,257,593호; 제5,526,692; 제5,336,145호; 제6,962,554호; 제7,172,538호; 제7,686,749호; 제7,998,038호; 제8,052,584호; 제8,3231,58호; 및 제8,523,789호에 개시된 머신)으로 운동한 근육 군에 대한 신체 피로도 및 사용자의 신체 운동 레벨을 결정하는 것이다. 이 정보를 사용하여, 사용자는 근육 군을 운동하여 근육 군의 피로도를 개선시키고 피로도의 성능 레벨을 상승시키고 부상 가능성을 감소시킬 수 있다.

특정한 실시형태에서, 방법은 근육 군의 피로도를 평가한다. 특정한 실시형태에서, 방법은 운동 장치에 대한 근육 군의 피로도를 평가한다. 특정한 실시형태에서, 운동 장치는 사용자의 근육 군에 의한 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체를 갖는다. 특정한 실시형태에서, 운동 조립체는 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 시스템을 갖는다.

도 1은 근육 군의 피로도를 평가할 수 있는 예시적인 운동 장치(10)의 실시형태의 사시도를 예시한다. 예시된 운동 장치(10)가 "체스트 프레스"로 구성되지만, 본 개시내용은 이로 제한되지 않는다. 체스트 프레스에 대해 본 명세서에서 설명되지만, 본 개시내용의 실시형태가 동일하거나 다른 근육 군을 테스트하는 다른 운동 장치에 통합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 도 2는 도 1로부터의 운동 장치(10)의 측면도를 예시한다. 운동 장치(10)는 유리하게는 특정한 근육 군의 피로도를 평가하기 위해 본 개시내용의 실시형태와 관련되어 사용될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 장치(10)는 운동 시설 또는 피트니스 평가 시설의 바닥에 놓이는 하부 부분을 가진 프레임(12)을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 프레임(12)은 시트 조립체(22)를 지지하는 대체로 수직 전방 부분(20)을 갖는다. 특정한 실시형태에서, 시트 조립체(22)는 시트 후방 부분(24) 및 시트 하단 부분(26)을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 시트 하단 부분(24)은 사용자의 신체적 특성의 변동을 수용하기 위해 수직으로 조정 가능하다. 특정한 실시형태에서, 시트 후방 부분(24)은 또한 사용자의 팔의 길이의 변동을 수용하기 위해 조정 가능하다.

특정한 실시형태에서, 프레임(12)은 좌측 상단 부분(30L) 및 우측 상단 부분(30R)을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 2개의 상단 부분(30L, 30R)은 시트 조립체(22) 위에서 캔틸레버된다(cantilevered). 특정한 실시형태에서, 좌측 상단 부분(30L)은 가장 앞쪽에 위치한 상향 단부에 배치된 좌측 힌지(32L)를 갖는다. 유사하게, 우측 상단 부분(30R)은 가장 앞쪽에 위치한 상향 단부에 배치된 우측 힌지(32R)를 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "좌측"과 "우측"은 장치(10)의 사용자의 위치에 대해 규정된다. 따라서, 도 1에 도시된 도면에서, 좌측 상단 부분(30L) 및 좌측 힌지(32L)는 도면의 우측에 있고, 우측 상단 부분(30R) 및 우측 힌지(32R)는 도면의 좌측에 있다.

특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)는 사용자의 근육 군에 의한 제어 가능한 저항에 대항하여 움직인다. 특정한 실시형태에서, 장치(10)는 맞물림 조립체(40)의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 또는 제어 시스템(200)을 더 포함한다. 예시된 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)는 좌측 레버(40L) 및 우측 레버(40R)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 좌측 레버(40L)는 좌측 힌지(32L)에 피벗 가능하게 장착되고, 우측 레버(40R)는 우측 힌지(32R)에 피벗 가능하게 장착된다. 아래에 설명된 바와 같이, 좌측 레버(40L)와 우측 레버(40R)는 이들의 각각의 컴포넌트와 조합하여 각각 사용자로부터의 동력을 각각의 저항 요소에 결합시키기 위한 독립적인 맞물림 장치를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 제어 가능한 저항은 아래에 또한 설명되는, 좌측 및 우측 공압 실린더에 의해 구현되는 저항 요소의 형태이다.

특정한 실시형태에서, 좌측 레버(40L)는 일반적으로 좌측 힌지(32L) 아래에서 그리고 약간 앞쪽으로 연장되는 하부 레버 부분(42L)을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 좌측 레버(40L)는 일반적으로 좌측 힌지(32L) 위로 그리고 후방으로 연장되는 상부 레버 부분(44L)을 더 포함한다. 예시된 실시형태에서, 하부 레버 부분(42L) 및 상부 레버 부분(44L)은, 하부 레버 부분(42L)이 앞쪽으로 그리고 일반적으로 상향으로 이동될 때, 상부 레버 부분(44L)이 후방으로 그리고 일반적으로 하향으로 이동하도록 구조체의 중간 위치에 형성되는 좌측 힌지(32L)를 가진 단일의 구조체를 포함한다.

바람직하게는, 하부 레버 부분(42L)은 이의 하부 단부에 힌지(46L)를 포함한다. 연장된 레버 부분(48L)은 힌지(46L)를 통해 하부 레버 부분(42L)에 피벗 가능하게 장착된다. 조정 선택기(50L)는 힌지(46L)의 위치에서 연장된 레버 부분(48L)에 장착된다. 특정한 실시형태에서, 조정 선택기(50L)는 내부에 형성된 복수의 구멍(52L)(예를 들어, 예시된 실시형태에서 4개의 구멍)을 갖는다. 특정한 실시형태에서, 구멍(52L)은 하부 레버 부분(42L)의 하부 단부의 근방의 스프링 로딩된 핀(54L)과 선택 가능하게 맞물림 가능하다. 특정한 실시형태에서, 스프링 로딩된 핀(54L)이 구멍(52L) 중 하나로부터 일시적으로 맞물림 해제될 수 있고 연장된 레버 부분(48L)이 힌지(46L)를 중심으로 피벗될 수 있어서 하부 레버 부분(42L)에 대해 연장된 레버 부분(48L)의 각도를 변경하여 특정한 사용자의 신체적 특성에 대해 연장된 레버 부분(48L)의 위치를 조정한다. 특정한 실시형태에서, 스프링 로딩된 핀(54L)은 구멍(52L) 중 가장 밀접하게 정렬된 구멍에 다시 맞물려서 연장된 레버 부분(48L)을 선택된 각도로 억제한다.

유사한 방식으로, 우측 레버(40R)는 좌측 레버(40L)의 요소에 대체로 대응하는 요소를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 우측 레버(40R)의 요소가 유사한 위치에 배치되고 좌측 레버(40L)의 대응하는 요소와 유사한 방식으로 작동한다. 특히, 우측 레버(40R)는 하부 레버 부분(42R), 상부 레버 부분(44R), 힌지(46R) 및 연장된 레버 부분(48R)을 포함한다. 조정 선택기(50R)는 복수의 구멍(52R)을 갖는다. 구멍(52R) 중 선택 가능한 구멍이 스프링 로딩된 핀(54R)과 맞물림 가능하여 연장된 레버 부분(48R)의 각도를 하부 레버 부분(42R)에 대해 조정한다.

대안적인 실시형태에서, 연장된 레버 부분(48L, 48R)이 각각의 하부 레버 부분(42L, 42L)에 대해 고정된 각도로 배치되어 힌지(46L, 46R)와 선택기(50L, 50R)가 필요하지 않을 수 있다.

특정한 실시형태에서, 좌측 레버(40L)는 좌측 연장된 레버 부분(48L)으로부터 내향으로(예를 들어, 우측을 향하여) 연장되는 좌측 손잡이(60L)를 포함한다. 유사하게, 우측 레버(40R)는 우측 연장된 레버 부분(166)으로부터 내향으로(예를 들어, 좌측을 향하여) 연장되는 우측 손잡이(60R)를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 손잡이(60L, 60R)는 각각의 연장된 레버 부분(48L, 48R)에 대체로 수직으로 배치된다. 각각의 손잡이(60L, 60R)는 사용자의 손의 폭을 수용하고 또한 사용자의 손의 위치의 변동을 수용하는 데 충분한 길이를 갖는다. 바람직하게는, 각각의 손잡이(60L, 60R)는 원통형이고 사용자가 손잡이를 파지하는 것을 돕도록 상부에 장착된 각각의 파지 표면(62L, 62R)을 갖는다. 특정한 실시형태에서, 파지 표면(62L, 62R)은 유리하게는 사용자의 손의 편안함을 위해 패드 처리될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 좌측 손잡이(60L)의 노출된 단부(64L)는 좌측 작동기 버튼(66L)을 지지한다. 유사하게, 우측 손잡이(60R)의 노출된 단부(64R)는 우측 작동기 버튼(66R)을 지지한다. 작동기 버튼(66L 또는 66R) 중 하나를 누름으로써 또는 버튼(66L 및 66R) 둘 다를 누름으로써, 사용자는 아래에서 논의될, 장치(10)의 작동의 다양한 양상을 제어할 수 있다.

도 3은 예시적인 운동 장치가 사용자에 의해 사용 중인 것을 제외하고 도 2와 유사하다. 특정한 실시형태에서, 사용자가 시트 조립체(22)에 앉고 손잡이(60L, 60R)를 파지하고 전방 힘을 레버(40L, 40R)의 연장된 하부 부분(48L, 48R)에 인가하여 연장된 하부 부분(48L, 48R)이 대체로 전방으로 그리고 상향으로 이동되게 할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 레버(40L, 40R)가 각각의 힌지(32L, 32R)를 중심으로 피벗하여 각각의 상부 레버 부분(44L, 44R)이 대체로 후방으로 그리고 하향으로 이동된다.

예시된 실시형태에서, 좌측 레버(40L)와 우측 레버(40R)가 실질적으로 독립적으로 작동하는 것에 유의한다. 예를 들어, 하나의 레버가 이동될 수 있는 반면에 다른 레버가 고정되게 유지된다. 추가의 예로서, 2개의 레버가 상이한 속도로 이동될 수 있다. 대안적인 실시형태(미도시)에서, 2개의 레버가 유리하게는 상호연결되어 각각의 팔을 운동시키는 능력이 독립적으로 필요하지 않을 때 장치로서 이동될 수 있다.

좌측 상부 레버 부분(44L)의 최후방 단부(70L)는 좌측 상부 피벗 장착부(72L)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 좌측 상부 피벗 장착부(72L)는 피벗 핀(74L)을 지지한다. 좌측 연결 막대(80L)는 좌측 공압 실린더(82L)의 제1 단부로부터 연장되고 피벗 핀(74L)을 통해 좌측 상부 피벗 장착부(72L)에서 좌측 상부 레버 부분(44L)에 연결된다.

좌측 공압 실린더(82L)의 제2 단부는 피벗 핀(86L)이 장착된 러그(84L)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 피벗 핀(86L)은 프레임(12)의 좌측 상단 부분(30L)의 일반적으로 후방 부분의 좌측 하부 피벗 장착부(88L)와 맞물린다. 사용자에 의해 좌측 손잡이(60L)에 인가되는 전방 힘에 응답하여 후방으로 그리고 하향으로 좌측 상부 레버 부분(44L)의 이동은 좌측 연결 막대(80L)가 좌측 공압 실린더(82L)로 이동되게 한다. 좌측 연결 막대(80L)의 단부(미도시)는 좌측 공압 실린더(82L) 내에서 활주하는 피스톤을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 좌측 연결 막대(80L) 및 좌측 공압 실린더(82L)는 좌측 레버(40L)를 위한 저항 조립체로서 기능하는 선형 작동기를 포함한다. 좌측 연결 막대(80L)가 좌측 공압 실린더(82L)로 이동됨에 따라, 좌측 연결 막대(80L)가 좌측 상부 피벗 장착부(72L)에 대해 피벗하고, 좌측 공압 실린더(82L)의 제2 단부가 좌측 하부 피벗 장착부(88L)에 대해 피벗하여 좌측 연결 막대(80L)가 구속 없이 좌측 공압 실린더(82L)에 대해 자유롭게 이동될 수 있다.

유사하게, 우측 상부 레버 부분(44R)의 단부(70R)는 우측 상부 피벗 장착부(72R)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 우측 상부 피벗 장착부(72R)는 피벗 핀(74R)을 지지한다. 우측 연결 막대(80R)는 우측 공압 실린더(82R)의 제1 단부로부터 연장되고 피벗 핀(72R)을 통해 우측 상부 피벗 장착부(72R)에서 우측 상부 레버 부분(44R)에 연결된다.

우측 공압 실린더(82R)의 제2 단부(미도시)는 피벗 핀(미도시)이 장착된 러그(미도시)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 피벗 핀은 프레임(12)의 우측 상단 부분(30R)의 일반적으로 후방 부분의 우측 하부 피벗 장착부(미도시)와 맞물린다. 사용자에 의해 우측 손잡이(60R)에 인가되는 전방 힘에 응답하여 후방으로 그리고 하향으로 우측 상부 레버 부분(44R)의 이동은 우측 연결 막대(80R)가 우측 공압 실린더(82R)로 이동되게 한다. 우측 연결 막대(80R)의 단부(미도시)는 우측 공압 실린더(82R) 내에서 활주하는 피스톤을 포함한다. 특정한 실시형태에서, 우측 연결 막대(80R) 및 우측 공압 실린더(82R)는 우측 레버(40R)를 위한 저항 조립체로서 기능하는 선형 작동기를 포함한다. 우측 연결 막대(80R)가 우측 공압 실린더(82R)로 이동됨에 따라, 우측 연결 막대(80R)가 우측 상부 피벗 장착부(72R)에 대해 피벗하고, 우측 공압 실린더(82R)의 제2 단부가 우측 하부 피벗 장착부에 대해 피벗하여 우측 연결 막대(80R)가 구속 없이 우측 공압 실린더(82R)에 대해 자유롭게 이동될 수 있다.

각각의 공압 실린더(82L, 82R) 내에서, 각각의 피스톤은 실린더 몸체를 2개의 가변 용적 챔버로 분할한다. 챔버 중 적어도 하나는 압축된 공기 공급원(도 5 및 도 6에 개략적으로 도시됨) 및 대기와 선택적으로 연통하여 원하는 저항을 제공하는 충전된 챔버이다. 특정한 실시형태에서, 다른 챔버가 대기에 개방될 수 있지만; 일부 적용에서, 챔버 둘 다가 가압될 수 있고(예를 들어, 동일한 압력일 수 있고), 대기와 선택적으로 연통할 수 있고/있거나 서로 연통할 수 있다. 그러나, 예시된 실시형태에서, 챔버 중 하나가 대기와 연통하여 피스톤의 이동에 저항하지 못한다.

특정한 실시형태에서, 공압 실린더(82L, 82R)는 금속 또는 다른 적합한 물질로 구성될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 공압 실린더(82L, 82R) 및 내부 피스톤이 폴리머(예를 들어, 플라스틱)를 포함하여 저항 조립체의 제작 비용 및 무게를 감소시킨다.

예시된 실시형태에서, 각각의 연결 막대(80L, 80R)가 대기에 개방된 가변 용적 챔버를 통해 연장된다. 특정한 실시형태에서, 각각의 연결 막대(80L, 80R)는 피스톤이 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 실린더 보어 내에서 활주할 때 행정축을 따라 선형으로 이동된다. 특정한 실시형태에서, 연결 막대(80L, 80R)의 행정 길이는 상부 레버 부분(44L, 44R)으로부터 원하는 행정을 제공하는 데 충분하다.

예시된 실시형태에서, 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 각각의 제2 단부와 근접한 내부 챔버(예를 들어, 각각의 실린더의 하부 챔버)가 가압된다. 특정한 실시형태에서, 좌측 공압 실린더(82L)의 하부 챔버는 도 5에 더 분명히 도시된 바와 같이, 공압 관(92L)을 통해 적어도 하나의 좌측 누산기(90L)와 연통한다. 유사하게, 우측 공압 실린더(82R)의 하부 챔버는 공압 관(92R)을 통해 적어도 하나의 우측 누산기(90R)와 연통한다. 특정한 실시형태에서, 2개의 누산기(90L, 90R)는 예시된 실시형태에서 시트 후방 부분(24) 뒤에 위치되고 프레임(12)에 고정된다. 특정한 실시형태에서, 공압 관(92L, 92R)은 2개의 실린더 중 하부 챔버의 가변 용적을 효과적으로 확장시키기 위해 각각의 공압 실린더(82L, 82R)와 누산기(90L, 90R)를 상호연결시키는 각각의 공기 평형선으로서 기능한다. 이 방식으로, 실린더의 실질적인 공기 용적이 증가되고, 따라서 공기 압력은 피스톤이 이동될 때 급격하게 증가되지 않을 것이다.

공압 실린더(82L, 82R) 내의 각각의 누산기(90L, 90R) 및 각각의 상부 챔버는 또한 압축 공기 공급원(도 5) 및 대기와 선택적으로 연통한다. 예시된 예에서, 압축 공기 공급원은 예를 들어, 운동 장치에 대해 원격으로 배치될 수 있는 공기 압축기일 수 있다. 특정한 실시형태에서, 압축 공기 공급원은 각각의 유입 밸브(도 5에 개략적으로 도시됨)를 통해 상부 챔버와 연통한다. 예시된 실시형태에서, 사용자가 2개의 공압 실린더의 저항을 수동으로 제어할 때 공압 실린더(82L, 82R) 둘 다를 위한 유입 밸브는 좌측 손잡이(60L)의 좌측 작동기 버튼(66L)에 의해 제어된다. 특정한 실시형태에서, 좌측 작동기 버튼(66L)이 사용자에 의해 선택 가능하게 작동되어 유입 밸브를 작동시켜서 공기 압력을 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 하부 챔버에 추가한다. 특정한 실시형태에서, 하부 챔버는 또한 각각의 실린더의 충전된 측면으로 지칭된다.

특정한 실시형태에서, 장치(10)는 모니터링 또는 제어 시스템(200)(도 5 및 도 6과 관련되어 아래에 더 상세히 설명됨)을 수용하는 제어 장치 인클로저(100)를 더 포함한다. 특정한 실시형태에서, 인클로저(100) 내의 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 통신 케이블(102), 어댑터 장치(104)(둘 다 요소가 임의적임을 나타내도록 가상선으로 도시됨)를 통해 그리고/또는 무선으로 외부 컴퓨터 시스템(250)(도 5 및 도 6)과 임의로 통신할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 통신 케이블(102), 어댑터 장치(104) 및 외부 컴퓨터 시스템(250)은 본 명세서에 설명된 실시형태의 이해에 필수적이지 않고 더 논의되지 않을 것이다.

도 4는 도 1의 예시적인 운동 장치(10)의 디스플레이 장치(110)의 예시적인 실시형태를 예시한다. 특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)가 라이저(riser)(112) 상에 지지되어 디스플레이 장치(110)가 시트 조립체(22)에 앉은 사용자의 전방에 배치된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널은 2개의 손잡이(60L, 60R)에 인가되는 총 저항을 디스플레이하는 저항 표시기(120)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시형태에서, 총 저항은 저항을 증가시키기 위해 우측 작동기 버튼(66R)을 선택적으로 작동시키고 저항을 감소시키기 위해 좌측 작동기 버튼(66L)을 선택적으로 작동시킴으로써 사용자에 의해 선택될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 저항이 또한 자동으로 선택될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 저항은 손잡이(60L, 60R)를 이동시키는 데 필요한 힘(파운드 또는 킬로그램)으로 디스플레이되고 종래의 웨이트의 대응하는 스택을 이동시키는 데 필요한 힘과 같도록 교정된다.

손잡이가 사용되지 않거나 손 작동식 작동기가 손쉽게 포함될 수 없는 장치(10)의 대안적인 실시형태에서, 저항을 증가시키고 감소시기기 위한 제어부는 발 페달(미도시)로서 구현될 수 있다.

디스플레이 장치(110) 및 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 AC 전력 대신 배터리에 의해 전력 공급받는 특정한 실시형태에서, 저항 표시기(120)가 유리하게는 저항 값 대신 오프(OFF)를 디스플레이하게 되어 모니터링 또는 제어 시스템(200) 및 디스플레이 장치(110)가 배터리 수명을 증가시키기 위해 저전력 소비(예를 들어, "절전") 모드로 변경되는 것을 나타낸다. 저전력 소비 모드로 시스템을 작동시키길 원하는 사용자는 저항 변경 버튼(예를 들어, 예시된 실시형태에서 좌측 작동기 버튼(66L) 또는 우측 작동기 버튼(66R 또는 대안적인 실시형태에서 발 페달) 중 하나를 누를 수 있거나 사용자는 데이터 키(162)를 삽입할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 저항 표시기는 또한 유리하게는 모니터링 또는 제어 시스템(200) 및 디스플레이 장치(110)에 공급하는 배터리가 낮은 상태이고 교체될 필요가 있는 것을 나타내는 캐릭터 Loba를 디스플레이하도록 사용될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)는 반복 표시기(122), 테스트 모드 표시기(124), 현재 동력 표시기(126) 및 최대 동력 표시기(128) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)는 최대 속도 표시기(138), 평균 속도 표시기(140) 및 피로도 표시기(142) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)는 제1 머신 조정 표시기(130), 제2 머신 조정 표시기(132), 제3 머신 조정 표시기(134) 및 제4 머신 조정 표시기(136) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)는 각각의 머신 조정 표시기 위에 각각의 상향 화살표(130U, 132U, 134U, 136U)를 포함할 수 있고, 각각의 머신 조정 표시기 아래에 각각의 하향 화살표(130D, 132D, 134D, 136D)를 포함할 수 있다. 상향 화살표 및 하향 화살표의 각각은 디스플레이 장치(110)의 면판 아래에 스위치의 각각의 위치를 규정한다. 각각의 스위치는 각각의 화살표를 누르는 사용자에 의해 선택적으로 활성화될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 머신 조정 표시기(130, 132, 134, 136)는 신체 구조의 차이를 수용하기 위해 사용자에 의해 조정될 수 있는 장치(10)의 다양한 설정을 나타내도록 사용된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 실시형태에서, 제1 조정 표시기(130)는 예를 들어, 시트 조립체(22)의 시트 하단 부분(24)의 수직 위치를 나타내도록 할당된다. 예시된 실시형태에서, 제2 조정 표시기(132)는 예를 들어, 암 조정 선택기(50L, 50R)의 위치를 나타내도록 할당된다. 시트 조립체(22)의 시트 후방 부분(24)이 조정 가능한 대안적인 실시형태에서, 조정 표시기 중 하나는 시트 후방 부분(24)의 위치를 나타내도록 할당될 수 있다. 다른 유형의 운동 장비(예를 들어, 조정 가능한 체스트 패드 등을 가진 장비)에서, 조정 표시기는 장비의 조정 가능한 부분의 위치를 나타내도록 할당된다. 4개보다 더 적은 조정 가능한 부분을 가진 운동 장비에서, 조정 표시기 중 하나 이상이 사용될 수 없다는 것을 이해해야 한다.

특정한 실시형태에서, 디스플레이 장치(110)는 디스플레이 장치(110)의 하부 우측 코너의 근처에 데이터 포트 오목부(160)를 포함한다. 특정한 실시형태에서, 데이터 포트 오목부(160)는 데이터 키(162)를 수용하도록 구성된다. 특정한 실시형태에서, 데이터 키(162)는 집적 회로(164) 및 지지 핸들(166)을 포함한다. 하나의 실시형태에서, 데이터 키(162)의 집적 회로(164)는 데이터 디바이스를 포함한다. 호환 가능한 인터페이스는 데이터 키(162)가 존재할 때 집적 회로(164)와 통신하기 위해 디스플레이 장치(110)의 데이터 포트 오목부(160)에 배치될 수 있다. 집적 회로(164) 내의 비휘발성 메모리는 사용자 식별 정보를 저장하고 유리하게는 사용자와 관련된 이력 정보를 포함한다.

특정한 실시형태에서, 제어 장치 인클로저(100)는 누산기(90L, 90R)에 공압 연결되고 따라서 공압 실린더(82L, 82R)의 충전 측면에 연결된다. 특정한 실시형태에서, 제어 장치 인클로저는 또한 압축 공기 공급원(미도시)에 공압 연결된다. 제어 장치 인클로저(100) 내에서, 각각의 누산기(90L, 90R)를 위한 각각의 유입 밸브(도 5에 개략적으로 도시됨, 아래에 논의됨)는 압축 공기를 누산기로 선택적으로 전송하여 누산기의 공기 압력을 증가시키고 따라서 대응하는 공압 실린더의 충전 측면의 공기 압력을 증가시킨다. 특정한 실시형태에서, 각각의 유입 밸브는 가변 크기의 2개의 유입 밸브를 포함한다. 더 큰 유입 밸브는 공압 실린더의 저항 레벨이 증가될 때 실린더의 공기 용적을 급격하게 증가시키기 위해 제어 시스템(아래에 설명됨)에 의해 선택적으로 활성화된다. 더 작은 유입 밸브는 제어 시스템이 선택된 저항 레벨을 유지할 때 실린더의 공기 용적을 더 미세한 증분으로 증가시키기 위해 제어 시스템에 의해 선택적으로 활성화된다. 물론, 당업자는 다른 실시형태가 또한 사용되어 저항 레벨을 변경하는 것을 이해할 것이다.

각각의 누산기를 위한 각각의 유출 밸브(도 5에 개략적으로 도시됨)는 실린더의 충전 측면의 공기 압력을 감소시키기 위해 공기를 대기로 방출하도록 선택적으로 개방된다. 예시된 실시형태에서, 사용자가 2개의 공압 실린더의 저항을 수동으로 제어할 때 공압 실린더(82L, 82R) 둘 다를 위한 유출 밸브는 좌측 손잡이(60L)의 좌측 작동기 버튼(66L)에 의해 제어된다. 특정한 실시형태에서, 좌측 작동기 버튼(66L)은 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 하부 챔버에 대한 공기 압력을 감소시키기 위해 유출 밸브를 작동시키도록 사용자에 의해 선택 가능하게 활성화된다.

따라서 사용자는 우측 작동기 버튼(66R) 및 좌측 작동기 버튼(66L)을 사용하여 적절한 밸브를 작동시킴으로써 각각의 저항 조립체 내의 공기 압력을 조정할 수 있다(예를 들어, 증가 또는 감소시킬 수 있다). 대안적인 실시형태(미도시)에서, 사용자는 다른 방식으로(예를 들어, 발 페달 등을 사용하여) 작동되는 제어 스위치를 사용하여 공기 압력을 조정할 수 있다.

우측 작동기 버튼(66R) 및 좌측 작동기 버튼(66L)이 유입 밸브 및 유출 밸브에 각각 직접 연결될 수 있지만, 예시된 실시형태에서 좌측 공압 실린더(82L)의 압력과 우측 공압 실린더(82R)의 압력이 실질적으로 동일하므로 좌측 손잡이(60L)에 인가되는 저항과 우측 손잡이(60R)에 인가되는 저항이 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 예시된 실시형태에서, 이것은 각각의 작동기 버튼(66R, 66L)으로부터 제어 장치 인클로저(100) 내에 위치되는 모니터링 또는 제어 시스템(200)(도 5 및 도 6에서 블록도로 예시됨)으로 각각의 작동기 신호를 제공함으로써 달성된다. 단일 제어 시스템으로 표현되지만, 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 특정한 기능, 예컨대, 공기 압력의 실시간 측정 및 조정, 위치의 실시간 측정과 속도의 계산, 디스플레이 패널을 통한 사용자와의 통신 등을 수행하도록 프로그래밍된 복수의 마이크로프로세서를 포함한다.

도 5는 제1 구성의 제어 밸브를 포함하는 도 1의 예시적인 운동 장치를 위한 공압 시스템과 모니터링 및 제어 시스템(200)의 실시형태의 블록도를 예시한다. 도 5에 예시된 간략화된 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 각각의 작동기 신호를 수신하고 사용자가 압력 증가 또는 압력 감소를 요청하는지를 결정한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 제어 신호를 좌측 유입 밸브(210L)로 그리고 우측 유입 밸브(210R)로 출력하여 좌측 누산기(90L), 우측 누산기(90R) 또는 누산기 둘 다를 압축 공기 공급원(212)에 선택적으로 결합시켜서 누산기(90L, 90R)와 대응하는 공압 실린더(82L, 82R) 중 하나 또는 둘 다의 공기 압력을 선택적으로 증가시킨다. 위에서 논의된 바와 같이, 각각의 유입 밸브(210L, 210R)는 유리하게는 한 쌍의 유입 밸브를 포함한다. 특히, 한 쌍의 큰 유입 밸브는 각각의 공압 실린더의 공기 압력의 대략적인 조정을 제공하기 위해 선택적으로 작동된다. 한 쌍의 작은 유입 밸브는 각각의 공압 실린더의 공기 압력의 미세 조정을 제공하기 위해 선택적으로 작동된다.

특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 제어 신호를 좌측 유출 밸브(214L)로 그리고 우측 유출 밸브(214R)로 출력하여 하나 또는 양쪽 누산기(90L, 90R)로부터 공기를 선택적으로 방출해서 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 공기 압력을 선택적으로 감소시킨다. 특정한 실시형태에서, 유입 밸브 및 유출 밸브는 2개의 공압 실린더(82L, 82R)에 의해 제공되는 실질적으로 동일한 저항을 유지하면서 원하는 압력 변화를 달성하기 위해 선택적으로 제어된다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 좌측 공압 실린더(82L)에 결합된 좌측 압력 변환기(220L)로부터 피드백 신호를 수신함으로써 그리고 우측 공압 실린더(82R)에 결합된 우측 압력 변환기(220R)로부터 피드백 신호를 수신함으로써 이것을 달성한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 주기적으로(예를 들어, 하나의 실시형태에서 초당 10회의 샘플 속도로 그리고 비례 밸브를 가진 또 다른 실시형태에서 초당 50회의 샘플 속도로) 피드백 신호를 샘플링하여 실린더에서 측정되는 게이지 압력을 결정한다. 특정한 실시형태에서, 게이지 압력은 각각의 실린더의 절대 압력을 결정하기 위해 기압 압력 변환기(224)를 사용하여 또한 주기적으로 측정되는 주변 기압 압력에 추가된다. 특정한 실시형태에서, 각각의 실린더의 절대 압력이 계산된 원하는 절대 압력과 비교되고, 그 다음에 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 유입 밸브 및 유출 밸브에 인가되는 제어 신호를 조정하여 원하는 절대 압력을 달성한다. 대안적인 실시형태에서, 기압 압력 변환기(224)가 포함되지 않고, 기압 압력이 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 대한 입력으로서 제공되는 고도 설정으로부터 추정된다.

특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 제어 신호를 좌측 유출 밸브(214L)로 그리고 우측 유출 밸브(214R)로 출력하여 하나 또는 양쪽 누산기(90L, 90R)로부터 공기를 선택적으로 방출해서 각각의 공압 실린더(82L, 82R)의 공기 압력을 선택적으로 감소시킨다. 특정한 실시형태에서, 유입 밸브 및 유출 밸브는 2개의 공압 실린더(82L, 82R)에 의해 제공되는 실질적으로 동일한 저항을 유지하면서 원하는 압력 변화를 달성하기 위해 선택적으로 제어된다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 좌측 공압 실린더(82L)에 결합된 좌측 압력 변환기(220L)로부터 피드백 신호를 수신함으로써 그리고 우측 공압 실린더(82R)에 결합된 우측 압력 변환기(220R)로부터 피드백 신호를 수신함으로써 이것을 달성한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 주기적으로(예를 들어, 하나의 실시형태에서 초당 10회의 샘플 속도로 그리고 비례 밸브를 가진 또 다른 실시형태에서 초당 50회의 샘플 속도로) 피드백 신호를 샘플링하여 실린더에서 측정되는 게이지 압력을 결정한다. 특정한 실시형태에서, 게이지 압력은 각각의 실린더의 절대 압력을 결정하기 위해 기압 압력 변환기(224)를 사용하여 또한 주기적으로 측정되는 주변 기압 압력에 추가된다. 특정한 실시형태에서, 각각의 실린더의 절대 압력이 계산된 원하는 절대 압력과 비교되고, 그 다음에 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 유입 밸브 및 유출 밸브에 인가되는 제어 신호를 조정하여 원하는 절대 압력을 달성한다. 대안적인 실시형태에서, 기압 압력 변환기(224)가 포함되지 않고, 기압 압력이 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 대한 입력으로서 제공되는 고도 설정으로부터 추정된다.

도 6은 제2 구성의 제어 밸브를 포함하는 도 1의 예시적인 운동 장치를 위한 공압 시스템과 모니터링 및 제어 시스템(200)의 또 다른 실시형태의 블록도를 예시한다. 도 6의 블록도의 많은 요소는 도 5의 블록도의 대응하는 요소와 유사하고 이에 따라 번호가 매겨진다. 특정한 실시형태에서, 다음의 설명은 도 5가 아닌 도 6의 블록도의 요소에 관한 것이다.

도 6에서, 제1 좌측 제어 밸브(610L)는 압축 공기 공급원(212)에 결합된 제1 포트(612L)를 갖는다. 특정한 실시형태에서, 제1 좌측 제어 밸브(610L)는 대기에 결합된 제2 포트(614L)를 갖는다. 특정한 실시형태에서, 제1 좌측 제어 밸브(610L)는 좌측 공통 갤리(left common galley)(620L)에 결합된 제3 포트(616L)를 갖는다. 특정한 실시형태에서, 제1 좌측 제어 밸브(610L)는 2개의 모드 중 하나일 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 제어된다. 제1 모드에서, 제1 포트(612L)가 제3 포트(616L)에 결합되어 좌측 공통 갤리(620L)가 압축 공기 공급원(212)에 결합된다. 제2 모드에서, 제2 포트(614L)가 제3 포트(616L)에 결합되어 좌측 공통 갤리(620L)가 대기에 결합된다.

특정한 실시형태에서, 좌측 공통 갤리(620L)가 제2 좌측 제어 밸브(630L)의 제1 포트(632L) 그리고 제3 좌측 제어 밸브(640L)의 제1 포트(642L)에 결합된다. 제2 좌측 제어 밸브(630L)의 제2 포트(634L)는 공압 관(636L)을 통해 좌측 누산기(90L) 및 좌측 압력 변환기(220L)에 결합된다. 제3 좌측 제어 밸브(640L)의 제2 포트(644L)는 조정 가능한 오리피스(646L)를 통해 공압 관(636L)에 결합된다. 별개의 요소로 도시되지만, 조정 가능한 오리피스(646L)는 유리하게는 제3 제어 밸브(640L)의 부분으로서 포함될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 제2 좌측 제어 밸브(630L)와 제3 좌측 제어 밸브(640L)는 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 제어된다. 특정한 실시형태에서, 제2 좌측 제어 밸브(630L)는 고 흐름 밸브로서 작동한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 제2 좌측 제어 밸브(630L)를 활성화하여 누산기(90L) 및 공압 실린더(82L)의 공기 용적에 대한 대략적인 조정을 수행한다. 특정한 실시형태에서, 제3 좌측 제어 밸브(640L)는 저 흐름 밸브로서 작동한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 제2 좌측 제어 밸브(630L)를 활성화하여 조정 가능한 오리피스(640L)에 의해 결정되는 흐름 속도에 따라 누산기(90L) 및 공압 실린더(82L)의 공기 용적에 대한 미세 조정을 수행한다.

특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 제2 좌측 제어 밸브(630L) 및 제3 좌측 제어 밸브(640L)와 조합하여 제1 좌측 제어 밸브(610L)를 작동시킨다. 특정한 실시형태에서, 제1 좌측 제어 밸브(610L)의 모드는 좌측 누산기(90L) 및 좌측 공압 실린더(82L)의 공기 용적이 증가되거나 또는 감소되는지를 결정하고 제2 좌측 제어 밸브(630L) 또는 제3 좌측 제어 밸브(640L)의 선택적 활성화는 용적의 증가 또는 감소가 발생하는 속도를 결정한다.

유사하게, 제1 우측 제어 밸브(610R)는 압축 공기 공급원(212)에 결합된 제1 포트(612R), 대기에 결합된 제2 포트(614R), 및 우측 공통 갤리(620R)에 결합된 제3 포트(616R)를 갖는다. 특정한 실시형태에서, 제1 우측 제어 밸브(610R)는 제1 좌측 제어 밸브(610L)에 대해 위에서 설명된 바와 같이 2개의 모드 중 하나일 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 제어된다.

특정한 실시형태에서, 우측 누산기(90R) 및 우측 공압 실린더의 공기 용적은 제1 포트(632R) 및 제2 포트(634R)를 가진 제2 우측 제어 밸브(630R)와 제1 포트(642R), 제2 포트(644R) 및 조정 가능한 오리피스(646R)를 가진 제3 우측 제어 밸브(642R)에 의해 제어된다. 특정한 실시형태에서, 우측 누산기(90R) 및 우측 압력 변환기(220R)는 제2 우측 제어 밸브(630R)의 제2 포트(634R) 및 공압 관(636R)에 의해 조정 가능한 오리피스(646R)에 결합된다.

특정한 실시형태에서, 제2 우측 제어 밸브(630R) 및 제3 우측 제어 밸브(640R)가 제1 우측 제어 밸브(610R)와 조합하여 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 제어되어 대응하는 좌측 컴포넌트에 대해 위에서 논의된 바와 같이 누산기(90R) 및 공압 실린더(82R)의 공기 용적에 대한 대략적인 조정 및 미세 조정을 수행한다.

특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 손잡이가 이동될 때 사용자에 의해 인지될 저항을 계산하기 위해 압력 측정값을 사용한다. 특정한 실시형태에서, 계산된 저항이 유리하게는 디스플레이 장치(110)의 저항 표시기(120)에 저항으로서 디스플레이되어 앉은 사용자가 좌측 작동기 버튼(66L) 및 우측 작동기 버튼(66R)을 사용함으로써 선택되는 저항을 손쉽게 관찰할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 저항은 손잡이(60L, 60R)를 이동시키는 데 필요한 힘(바람직하게는 파운드 또는 킬로그램)으로서 디스플레이되고 종래의 웨이트의 대응하는 스택을 이동시키는 데 필요한 힘과 동일하도록 계산된다.

일단 공압 실린더의 압력이 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 설정되면, 사용자는 힘을 좌측 손잡이(60L)에 인가하고 힘을 우측 손잡이(60R)에 인가하여 손잡이를 앞으로 이동시킬 수 있다. 특정한 실시형태에서, 손잡이의 앞쪽 이동이 좌측 힌지(32L) 및 우측 힌지(32R)를 중심으로 한 좌측 레버(40L) 및 우측 레버(40R)의 피버팅 액션을 통해 결합되어 좌측 연결 막대(80L) 및 우측 연결 막대(80R)가 좌측 공압 실린더(82L) 및 우측 공압 실린더(82R) 내에서 이동되게 한다. 본 명세서에 참조에 의해 원용되는 미국 특허 제4,257,593호에서 논의된 바와 같이, 공압 실린더(82L, 82R) 및 누산기(90L, 90R) 내의 공기는 피스톤이 실린더 내에서 이동됨에 따라 압축된다. 특정한 실시형태에서, 공기를 압축시키는 데 필요한 힘이 레버를 통해 결합되어 손잡이의 이동에 대항해서 사용자에게 중력에 대항하여 웨이트를 들어올리는 효과를 제공하고 종래의 웨이트의 관성 효과를 제공하지 않는다. 피스톤이 각각의 실린더로 더 멀리 이동함에 따라, 공기를 더 압축시키는 데 필요한 힘이 증가되지만; 증가된 공기 압력을 보상하기 위해 점점 더 많은 레버리지가 사용자에게 제공되도록 상부 레버 부분(44L, 44R)의 형상이 선택된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 사용자는 각각의 운동 행정 내내 실질적으로 동일한 힘에 대항하여 민다. 특정한 실시형태에서, 상부 레버 부분의 형상 및 다른 요소의 매개변수가 대안적인 실시형태에서 변경되어 특정한 적용을 위해 각각의 행정의 힘 곡선의 형상을 조정할 수 있다.

상부 레버 부분(44L, 44R)의 형상에 의해 제공되는 힘의 기계적 제어 이외에, 힘이 또한 모니터링 또는 제어 시스템(200)에 의해 제어되고, 이는 각각의 운동 행정 내내 압력 변환기를 (예를 들어, 초당 10회 또는 50회로) 계속해서 샘플링하고 제어 신호를 유입 밸브 및 유출 밸브에 선택적으로 인가하여 운동 행정 내내 각각의 공압 실린더의 정확한 압력을 유지한다. 압력이 운동 행정 내내 변경되도록 의도되기 때문에, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 또한 행정 내내 각각의 실린더의 위치를 결정해야 한다. 특정한 실시형태에서, 이것은 각각의 실린더의 위치를 정밀하게 측정함으로써 달성된다. 특정한 실시형태에서, 좌측 공압 실린더(82L) 내의 피스톤의 위치는 좌측 위치 변환기(230L)에 의해 결정되고, 우측 공압 실린더(82R) 내의 피스톤의 위치는 우측 위치 변환기(230R)에 의해 결정된다. 특정한 실시형태에서, 좌측 공압 실린더(82L) 내의 피스톤 및 우측 공압 실린더(82R) 내의 피스톤의 위치의 측정값이 사용되어 맞물림 조립체(40)의 최대 속도(예를 들어, 표시기(138)에 의해 나타낸 바와 같음) 및/또는 평균 속도(예를 들어, 표시기(140)에 의해 나타낸 바와 같음) 중 하나 이상을 결정한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 복수의 반복을 통해 제어 가능한 저항의 저항 레벨에 대항하는 맞물림 조립체(40)의 움직임을 모니터링한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 복수의 반복 중 각각의 반복 동안 최대 속도 및/또는 평균 속도를 결정한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 저항(예를 들어, 표시기(120)에 의해 나타낸 바와 같음), 최대 속도(예를 들어, 표시기(138)에 의해 나타낸 바와 같음) 및/또는 평균 속도(예를 들어, 표시기(140)에 의해 나타낸 바와 같음)를 사용하여 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체(40)의 움직임 간의 관계를 결정한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 이 관계를 사용하여 테스트된 근육 군에 대한 피로도(예를 들어, 표시기(140)에 의해 나타낸 바와 같음)를 결정한다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 동력과 관련된다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 속도와 관련된다.

예시된 실시형태에서, 위치 변환기(230L, 230R)의 각각은 16,000,000분의 1의 분해능을 갖고 1퍼센트보다 나은 선형성을 갖는 저항성 위치 변환기에 의해 구현된다. 특정한 실시형태에서, 각각의 위치 변환기(230L, 230R)는 피스톤의 순간 위치를 결정하기 위해 초당 400회 샘플링된다.

특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 각각의 실린더의 순간 공기 용적을 결정하기 위해 각각의 피스톤의 측정된 위치를 사용한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 측정된 기압 압력과 각각의 실린더의 측정된 압력을 입력으로 사용하고 보편적 기체 법칙 방정식을 초당 10회(또는 비례 밸브를 갖는 대안적인 실시형태에서 초당 50회) 풀어서 운동 행정의 각각의 위치에서 원하는 저항을 유지하기 위해 각각의 실린더에 공기를 추가하거나 제거할지를 결정한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 또한 저장 누산기(미도시)를 통해 압축기(미도시)에 의해 제공되는 공급 압력을 측정하여 적절한 양의 공기를 실린더에 추가하기 위해 각각의 공기 유입 밸브를 개방하는 시간량을 결정한다.

도 5 및 도 6에 가상선으로 더 예시된 바와 같이, 운동 장치(10)의 특정한 실시형태에 대한 모니터링 또는 제어 시스템(200)은 통신 케이블(102) 및 어댑터(104)를 통해 외부 컴퓨터 시스템(250)에 선택적으로 결합된다. 특정한 실시형태에서, 컴퓨터 시스템(250)은 본 명세서에 설명된 실시형태와 관련하여 활용되지 않고 더 상세히 논의되지 않는다.

특정한 실시형태에서, 장치(10)는 근육의 성능을 증가시키기 위해 근육을 운동시키는 데 사용된다. 장치(10)가 유리하게는 단순히 저항을 설정하고 이어서 손잡이가 종래의 철 웨이트에 결합된 것처럼 손잡이를 이동시킴으로써 운동 디바이스로서 사용될 수 있지만, 그런 방식으로는 장치(10) 고유의 이점이 달성되지 않는다. 오히려, 장치(10)가 아래에 설명된 시스템 및 방법에 따라 활용될 때, 사용자는 테스트된 근육 군에 대한 피로도를 결정할 수 있게 된다.

본 명세서에 설명된 특정한 실시형태의 하나의 양상에 따르면, 데이터 키(162)는 손으로 작성한 운동 카드에 대한 전자 대체물이다. 각각의 운동에 대해, 데이터 키(162)는 각각의 머신의 운동 시간 및 날짜, 운동 동안 사용되는 저항, 각각의 세트 동안 반복 횟수, 및 특정한 운동을 위해 사용 중인 머신의 소프트웨어 버전 및 일련 번호를 저장한다. 특정한 실시형태에서, 데이터 키(162)는 또한 사용자가 지구력 또는 피로 테스트 모드(아래에 설명됨)를 선택하면 지구력 또는 피로 테스트와 관련된 데이터를 저장한다.

위에서 논의된 바와 같이, 장치(10)는 운동 디바이스로만 사용될 수 있다. 특히, 전자 디스플레이(110)는 사용자가 데이터 키(162)를 데이터 포트(160)에 삽입하는 일 없이 장치(10)를 작동할 때 저항값 및 반복 횟수의 디지털 표시를 제공한다. 특정한 실시형태에서, 모니터링 또는 제어 시스템(200)의 소프트웨어는 각각의 반복 동안 생성되는 최대 속도를 계산하고 그 값을 최대 속도 표시기(138)에 디스플레이한다. 특정한 실시형태에서, 소프트웨어는 또한 반복 동안 평균 속도의 기록을 유지하고 그 값을 평균 속도 표시기(140)에 디스플레이한다.

본 명세서에 설명된 실시형태는 사용자가 데이터 키(162)를 데이터 포트(160)에 삽입할 때 부가적인 기능을 제공한다. 데이터 키(162)가 삽입되면, 특정한 표시기는 운동 루틴(예를 들어, 특정한 머신에 대한 조정 설정)의 매개변수를 자동으로 추적하는 부가적인 정보를 사용자에게 제공하여, 따라서 사용자가 손으로 작성한 운동 카드를 유지해야 하는 부담을 덜어준다. 또한, 디스플레이 장치(110)는 데이터 키(162)의 존재에 응답하여 사용자 훈련을 보조하여 이들의 지구력 또는 피로도를 결정하는 데 특히 유리한 테스트 모드를 선택적으로 활성화한다.

위에서 논의된 바와 같이, 반복 표시기(122)는 일반적으로 현재 반복 횟수를 디스플레이한다. 그러나, 데이터 키(162)가 데이터 포트 오목부(160)에 삽입되면, 반복 표시기(122)는 삽입 후 선택된 시간 간격 동안 현재 세트를 디스플레이한다. 특정한 실시형태에서, 설정된 횟수는 1 내지 9의 범위이고 숫자 대신 좌측 숫자 위치에 3개의 수평 막대가 나타나는 것으로 표시된다. 특정한 실시형태에서, 세트 수는 4시간 동안 동일한 머신에서 동일한 사용자에 의해 수행된 운동 세트 수로 규정된다.

몇 초 동안 설정된 횟수를 디스플레이한 후, 반복 표시자(122)는 현재 세트에 대한 반복 횟수를 디스플레이한다. 특정한 실시형태에서, 반복 횟수는 유리하게는 예시된 실시형태에서 0 내지 99의 범위이다. 특정한 실시형태에서, 반복 횟수는 증가 작동기 버튼과 감소 작동기 버튼(예를 들어, 설명된 실시형태에서 좌측 작동기 버튼(66L)과 우측 작동기 버튼(66R) 또는 대안적인 실시형태에서 발 페달(미도시)) 둘 다를 일시적으로 누름으로써 재설정될 수 있다.

사용자가 디스플레이(110)와 모니터링 또는 제어 시스템(200)이 지구력 또는 피로 테스트 모드로 작동하게 하면, 테스트 모드 표시기(124)는 문자 P를 디스플레이한다.

특정한 실시형태에서, 피로도 표시기(142)는 특정한 신체 부위 또는 근육 군이 피로해지는 속도를 디스플레이할 수 있다. 피로도 표시기(142)는 운동이 완료된 동안 또는 운동이 완료된 후에 활성화될 수 있고 운동 과정 동안 사용자 또는 사용자의 근육 군이 어떻게 피로해졌는지를 나타낼 수 있다. 이 표시기의 예시적인 실시형태가 도 7 및 도 8에 설명된다.

특정한 실시형태에서, 지구력 또는 피로 테스트의 결과는 사용자 디스플레이(110)에 디스플레이될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 결과는 사용자 디스플레이(110)에 디스플레이되지 않는다. 오히려, 결과는 외부 컴퓨터 시스템(250)으로만 전송된다.

도 7은 지구력 또는 피로 테스트를 수행하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 예시한다. 특정한 실시형태에서, 방법은 이에 따른 피로도를 결정하기 위해 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체(40)의 움직임 간의 관계를 이용한다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 동력과 관련된다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 속도와 관련된다.

특정한 실시형태에서, 피로 테스트는 저항, 반복적인 동작 범위를 통한 해당 저항의 이동 및 테스트의 명시된 종료점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방법은 피로 테스트가 개시되는 블록(700)에서 시작할 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용자는 피로 테스트, 또는 도 4에 설명된 바와 같이 디스플레이 장치(110)에 위치되는 피로 테스트와 연관된 시작 표시기를 선택할 수 있다.

블록(702)에서, 사용자는 제어 가능한 저항을 피로 테스트 내내 사용될 저항 레벨로 조정할 수 있다. 예를 들어, 저항은 주어진 테스트에 대해 명시된 설정된 저항일 수 있다. 특정한 실시형태에서, 저항은 체중의 백분율 또는 사용자와 연관된 일부 다른 변수일 수 있다. 일부 실시형태에서, 저항 레벨은 디스플레이 장치(110)에 수동으로 입력될 수 있다. 일부 실시형태에서, 저항 레벨은 전문이 본 명세서에 원용되는 미국 특허 제8,052,584호에 설명된 바와 같이 최대 동력 생성을 위한 근육 군을 훈련시키기 위해 결정된 레벨이다. 일부 실시형태에서, 저항 레벨이 미리 결정되고 데이터 키(162)와 연관된 경우 단계(700 및/또는 702)를 건너뛸 수 있다.

특정한 실시형태에서, 방법은 이어서 복수의 반복에 걸쳐 저항 레벨에 대항하는 맞물림 조립체(40)의 움직임이 모니터링되는 블록(704)으로 이동될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)는 "체스트 프레스"의 수행을 가능하게 하는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같은 장치(10)의 움직이는 컴포넌트(예를 들어, 우측 레버(40R), 좌측 레버(40L))를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)는 예를 들어, 레그 컬 머신, 스탠딩 힙 머신, 복부 머신, 등 하부 머신, 등 상부 머신, 횡방향 풀 다운 머신, 밀리터리 프레스 머신, 삼두근 머신, 암 컬 머신, 시티드 버터플라이 머신, 시티드 종아리 머신, 횡방향 어깨 들어올리기 머신, 스쿼트 머신, 및 고관절 외향근 머신을 포함할 수 있는, 레그 프레스, 레그 익스텐션 머신을 허용하는 맞물림 조립체를 포함하는, 캘리포니아 프레즈노 소재의 Keiser Corporation에서 상업적으로 입수 가능한 유형과 같은 임의의 운동 장비의 움직이는 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 움직임의 모니터링은 변환기(예를 들어, 좌측 위치 변환기(230L), 우측 위치 변환기(230R) 등)에 의해 실시될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 피로 테스트의 복수의 반복은 다양한 방법을 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 반복은 완료될 반복의 설정 횟수를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 반복은 설정된 시간 동안 완료된 반복 횟수로서 설정된 기간 동안 측정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 복수의 반복은 총 동력을 달성하는데 완료된 반복 횟수가 사용되는 경우 생성되는 총 동력에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 반복은 60초 기간 동안 측정될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 반복은 50회 반복 동안 측정될 수 있다. 또 다른 예에서, 복수의 반복은 8000W의 전력을 생성하는 데 걸리는 반복 횟수로 측정될 수 있다. 이와 같이, 블록(704)의 종료 지점은 시간, 반복 횟수, 총 동력, 또는 복수의 반복을 측정하는 데 사용되는 임의의 다른 메트릭 중 하나 이상일 수 있다. 특정한 실시형태에서, 반복은 사용자의 최대 속도로 수행될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 반복의 동심 단계가 사용자의 최대 속도로 수행될 수 있는 반면, 반복 자체는 시간이 정해질 수 있다. 특정한 실시형태에서, 시간 제한이 있는 반복은 초당 1회이다. 특정한 다른 실시형태에서, 시간 제한이 있는 반복은 0.5초당 1회 또는 임의의 다른 지속기간이다. 특정한 실시형태에서, 동심 단계는 움직임 범위(ROM)뿐만 아니라 반복 간의 시간을 통해 주어진 속도에 대해 시간이 정해질 수 있다.

특정한 실시형태에서, 방법은 이어서 특정한 실시형태에서, 최대 속도 및/또는 평균 속도를 포함하는 데이터가 각각의 반복에 대해 결정되는, 블록(706)으로 이동될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 변환기, 예컨대, 도 5 및 도 6에 상세히 설명된 변환기(230L, 230R)에 의해 모니터링될 수 있다. 일정 기간 동안 맞물림 조립체(40)의 움직임을 추적하는 것은 움직임 속도가 결정되게 한다. 특정한 실시형태에서, 테스트에 의해 생성되는 데이터는 각각의 반복에 대해 각각의 사지에 대한 최대 및/또는 평균 속도 및/또는 동력을 측정하는 것으로 구성될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 데이터는 각각의 반복에 대해 각각의 사지에 대한 총 최대 또는 평균 동력으로 구성될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 방법은 이어서 특정한 실시형태에서, 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의한 맞물림 조립체(40)의 움직임 간의 관계가 결정되는 블록(708)으로 이동될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 관계는 저항(예를 들어, 표시기(120)에 의해 나타냄), 최대 속도(예를 들어, 표시기(138)에 의해 나타냄) 및/또는 평균 속도(예를 들어, 표시기(140)에 의해 나타냄) 중 하나 이상에 기초하여 결정된다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 동력과 관련된다. 특정한 실시형태에서, 맞물림 조립체(40)의 움직임은 속도와 관련된다.

특정한 실시형태에서, 동력은 저항 레벨과 맞물림 조립체(40)의 속도를 곱함으로써 결정될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 동력 레벨은 맞물림 조립체(40)의 최대 속도 및/또는 평균 속도를 사용하여 결정될 수 있다. 일부 실시형태에서, 각각의 반복의 최대 및/또는 평균 속도를 사용하여 해당 반복에 의해 생성되는 동력을 결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 여러 회의 반복의 최대 및/또는 평균 속도는 반복당 생성되는 동력을 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 반복 부분의 속도는 반복 부분 동안 생성되는 동력을 결정하는 데 사용될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 방법은 이어서 사용자에 대한 피로도(예를 들어, 표시기(142)에 의해 나타낸 바와 같음)를 결정하기 위해 관계가 사용되는 블록(710)으로 이동될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 피로도는 테스트 반복당 동력 및/또는 속도의 감소로 제시될 수 있다. 예를 들어, 테스트의 복수의 반복 중 반복당 수행되는 동력 및/또는 속도 간의 관계를 나타내는 데이터 그래프가 사용자에게 표시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 데이터의 수치 표현이 제시될 수 있다. 특정한 실시형태에서, 그래프 및/또는 수치 값은 각각의 반복마다 사용자의 지구력이 어떻게 저하되는지를 예시할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 그래프는 시작 대 테스트 종료 시의 최대 및/또는 평균 동력 및/또는 속도의 백분율을 나타낸다. 게다가, 일부 실시형태에서, 제2 근육 군에 대한 피로도가 평가되고 제1 근육 군의 피로도와 비교될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 및 제2 근육 군은 좌측 및 우측 신체 부위일 수 있다.

피로 테스트의 특정한 구현예의 실시형태의 예는 단거리 선수와 허들 선수를 위해 개발된 단거리 경기 테스트일 것이다. 특정한 실시형태에서, 사용자는 최대 3개의 상이한 머신에서 4개의 상이한 테스트 중 하나 이상을 수행한다. 특정한 실시형태에서, 4개의 테스트 중 2개는 40초 단거리 경기이다. 한 테스트는 동력 테스트(더 무거운 저항)이고 또 다른 테스트는 동적 테스트(가벼운 저항)이다. 특정한 실시형태에서, 다른 2개의 테스트는 10초 단거리 경기(하나는 동력이고 다른 하나는 동적)일 수 있다. 특정한 실시형태에서, 동력 테스트의 저항 레벨 및 동적 테스트의 저항 레벨은 사용자 체중의 백분율에 기초할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 각각의 테스트의 목표는 할당된 시간 내에 가능한 한 많은 반복을 수행하는 것일 수 있다. 일부 실시형태에서, 제1 반복이 느릴 수 있고 데이터를 왜곡할 수 있기 때문에 계수되지 않으므로 사용자의 제1 사지가 제2 반복을 시작할 때 시계가 시작할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 테스트는 시간(예를 들어, 10초, 40초 등) 제한이 끝나기 전에 시작된 마지막 반복이 완료되면 종료된다.

특정한 실시형태에서, 캡처된 데이터는 좌측 및 우측 최대 속도(Velocity 또는 Speed) 및/또는 반복당 동력, 반복당 평균 동력 및/또는 속도, 총 좌측 및 우측 최대 속도 및/또는 동력, 테스트 동안 생성되는 평균 속도 및/또는 동력 중 하나 이상이다. 좌측은 좌측 신체 부위(예를 들어, 신체 부위 또는 특정한 근육, 예컨대, 팔, 다리, 이두박근, 종아리 등)와 관련된 맞물림 조립체(40)의 단면에서 수집된 데이터와 유사할 수 있고, 우측은 우측 신체 부위와 관련된 맞물림 조립체(40)의 단면에서 수집된 데이터와 유사할 수 있다. 각각의 반복 간에 생성되는 동력 및/또는 속도의 변화를 나타낼 수 있는 수집된 동력 및/또는 속도 데이터의 평균(mean 또는 average) 추세선이 그래프로 표현될 수 있다. 테스트 시작 시와 비교하여 테스트 종료 시 반복당 생성되는 동력의 백분율의 비교가 또한 제시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 테스트가 요구하는 총 반복 중 제한 시간 내에 완료된 반복 횟수가 제시될 수 있다.

도 8은 도 7의 방법에 따라 수행되는 지구력 또는 피로 테스트의 그래픽 데이터 출력을 예시한다. 특정한 실시형태에서, 방법은 피로도를 결정하기 위해 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의해 생성되는 동력 간의 관계를 사용한다. 피로도를 결정하기 위해 복수의 반복에 걸쳐 사용자에 의해 생성되는 동력 간의 관계가 사용자마다 다를 것이라는 것을 이해해야 한다. 특정한 실시형태에서, 속도가 사용된다. 따라서, 직선의 종료 지점과 기울기를 포함하되 이로 제한되지 않는, 도 8에 제시된 데이터는 사용자마다 다를 것이다.

특정한 실시형태에서, 전술한 정보의 시각적 표시를 생성하기 위해 위에서 설명된 그래프화 단계가 수행된다. 일부 실시형태에서, 그래프화 단계가 수행되지 않는다. 오히려, 모니터링 및 제어 시스템(200)은 데이터를 결정하고 전술한 정보를 나타내는 수치적 출력을 생성할 수 있다. 특정한 실시형태에서, 아래에 설명된 바와 같은 그래프 및/또는 수치 데이터는 도 4의 디스플레이 장치(110)를 통해 사용자에게 제시될 수 있다. 일부 실시형태에서, 이 데이터는 운동이 완료된 후 외부 컴퓨터 시스템(250)에 기록되고 분석될 수 있다.

특정한 실시형태에서, 사용자 인터페이스(800)는 예시적인 실시형태에 따른 피로 테스트를 위해 수집되고 분석되는 데이터의 그래픽 및 수치적 표현과 분석을 나타낼 수 있다. 여기서, 그래프(801)는 x축을 따라 기록된 반복 세트(804)를 표시하고 y축을 따라 연관된 동력 데이터포인트 세트(802)를 디스플레이한다. 따라서, 각각의 반복당 생성되는 동력을 시각화할 수 있다. 일부 실시형태에서, y축의 데이터포인트는 속도일 수 있다. 게다가, 그래프(801)는 테스트되는 좌측 및 우측 신체 부위 또는 근육과 연관되는 그래프화된 데이터 포인트의 좌측 플롯 라인(806) 및 우측 플롯 라인(808)을 나타낸다. 게다가, 좌측 추세선(810)과 우측 추세선(812)이 연관된 플롯 라인(806, 808)에 걸쳐 그래프화되었다. 특정한 실시형태에서, 추세선(810, 812) 각각의 기울기는 반복당 동력 또는 각각의 신체 부위 또는 근육의 피로도의 감소를 나타낼 수 있다.

일부 실시형태에 따르면, 사용자 인터페이스(800)는 또한 테스트 기간 내에 완료된 반복 횟수(814)를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 도시된 테스트 결과에서, 좌측 신체 부위에 대해서는 72회 중 68회 반복이 완료되었고 우측 신체 부위에 대해서는 73회 중 68회 반복이 완료되었다. 특정한 실시형태에서, 그래프는 또한 피로 테스트 시작 시 생성되는 동력에 대한 피로 테스트 종료 시 생성되는 동력(816)의 백분율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 테스트는 좌측 신체 부위가 32.2%의 동력을 생성하고 우측 신체 부위가 38.2%의 동력을 생성하는 것으로 종료되었다. 특정한 실시형태에서, 사용자 인터페이스(800)는 또한 테스트 과정 동안 각각의 신체 부위가 생성한 총 동력을 나타내는 총 동력 요약(818)을 나타낼 수 있다. 여기서, 좌측 신체 부위에 대해 생성되는 총 동력은 5533.6W이었고 우측 신체 부위에 대해 생성되는 총 동력은 6742.8W이었다. 특정한 실시형태에서, 사용자 인터페이스(800)는 또한 추세선, 데이터 포인트, 테스트 중인 각각의 신체 부위와 같이 표현되는 데이터의 다양한 양상을 나타내는 키(820)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용자 인터페이스(800)는 사용자의 이름, 수행되는 운동(예를 들어, 앉아서 종아리 들기, 가슴 압박 등) 및/또는 테스트 유형(예를 들어, 단거리 경기, 무거운 것 들기 등)을 나타낼 수 있는 라벨(822)을 포함할 수 있다.

장치의 전술한 설명이 본 발명의 양상에 따른 시스템 및 방법을 구현할 수 있는 측정 장치의 단지 일례라는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 당업자는 전술한 특징이 유리하게는 다리 컨디셔닝 장치에 통합되어 다리의 지구력 또는 피로도를 결정할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 근육 군의 지구력 또는 피로도를 결정한 후, 원하는 결과를 달성하기 위해 지구력 또는 피로도를 개선시키기 위한 적합한 컨디셔닝 프로그램을 개발할 수 있다.

운동 능력에 대해 위에서 설명하였지만, 본 발명의 실시형태의 양상에 따른 장치 및 방법이 유리하게는 다른 환경에서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 노령화 인구의 상당 부분이 겪는 한 가지 문제는 근력과 이동성의 상실이다. 젊었을 때 적절한 신체 상태를 개발하고 유지하지 못하는 것은 근육이 악화되고 약해지기 때문에 훨씬 더 큰 문제가 된다. 강화 운동은 노화된 개인의 전반적인 건강에 유익한 것으로 나타났다. 그러나, 위에서 논의된 바와 같이, 근력 측정만으로는 개인의 신체적 능력을 적절하게 판단하는 데 대부분의 경우 충분하지 않다. 위에서 설명된 장치 및 방법은 사용자의 근육 군에 대한 지구력 또는 피로도를 결정하는 데 유리하게 사용될 수 있다. 그런 다음 단순히 근력을 증가시키거나 속도를 증가시키는 것이 아니라 개인의 지구력 또는 피로도를 개선하기 위한 컨디셔닝 프로그램을 개발할 수 있다.

본 개시내용은 그 정신 또는 본질적인 특성을 벗어나는 일 없이 다른 구체적인 형태로 구체화될 수 있다. 설명된 실시형태는 모든 면에서 단지 예시적인 것이며 제한적인 것이 아닌 것으로 간주되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 표시된다. 청구범위의 의미와 동등성 범위 내에 있는 모든 변경 사항은 해당 범위 내에 포함된다.

Claims (27)

1. 사용자의 근육 군(muscle group)에 의해 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체를 갖고 상기 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 시스템을 가진 운동 장치에 대해 상기 근육 군에 대한 피로도(rate of fatigue)를 평가하기 위한 방법으로서,
   상기 제어 가능한 저항을 저항 레벨로 조정하는 단계;
   복수의 반복에 걸쳐 상기 저항 레벨에 대항하는 상기 맞물림 조립체의 움직임을 모니터링하는 단계;
   상기 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 최대 속도 및/또는 평균 속도를 결정하는 단계;
   상기 저항 레벨, 상기 최대 속도 및/또는 상기 평균 속도를 사용하여 상기 복수의 반복에 걸쳐 상기 사용자에 의한 상기 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하는 단계; 및
   상기 관계를 사용하여 상기 피로도를 결정하는 단계
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 동력과 관련되는, 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 속도와 관련되는, 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 저항 레벨은 백분율 체중에 기초하여 선택되는, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 최대 동력 및/또는 평균 동력을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 반복 중 각각의 반복에 대해 상기 최대 동력 및/또는 상기 평균 동력을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 복수의 반복에 걸쳐 총 최대 동력 및/또는 총 평균 동력을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 반복에 걸쳐 상기 총 최대 동력 및/또는 상기 총 평균 동력을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 반복은 최대 속도로 수행되는, 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 복수의 반복 중 각각의 반복의 동심 단계는 최대 속도로 수행되는, 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 반복 중 각각의 반복은 고정된 시간인, 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 고정된 시간은 1초인, 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 반복 중 각각의 반복의 상기 동심 단계는 움직임 범위(Range of Motion: ROM)를 통해 주어진 속도에 대해 시간이 정해지는, 방법.
14. 제1항에 있어서, 종료 지점은 상기 복수의 반복 중 최종 반복에 대응하는, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 종료 지점은 시간에 기초하는, 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 종료 지점은 반복 횟수에 기초하는, 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 종료 지점은 총 최대 동력 및/또는 총 평균 동력에 기초하는, 방법.
18. 제1항에 있어서,
    제2 근육 군에 대한 피로도를 평가하는 단계; 및
    상기 근육 군에 대한 피로도를 상기 제2 근육 군에 대한 피로도와 비교하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
19. 사용자의 근육 군에 의해 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체를 갖고 상기 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하는 모니터링 시스템을 가진 운동 장치에 대해 상기 근육 군에 대한 피로도를 평가하기 위한 방법으로서,
    상기 제어 가능한 저항을 저항 레벨로 조정하는 단계;
    복수의 반복에 걸쳐 상기 저항 레벨에 대항하는 상기 맞물림 조립체의 움직임을 모니터링하는 단계;
    상기 복수의 반복에 걸쳐 상기 사용자에 의한 상기 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하는 단계; 및
    상기 관계를 사용하여 상기 피로도를 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 동력과 관련되는, 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 속도와 관련되는, 방법.
22. 근육 군에 대한 피로도를 평가하기 위한 장치로서,
    제어 가능한 저항;
    사용자의 상기 근육 군을 사용함으로써 상기 제어 가능한 저항에 대항하여 움직이는 맞물림 조립체;
    모니터링 시스템으로서,
    복수의 반복에 걸쳐 상기 맞물림 조립체의 움직임 속도를 측정하여 상기 복수의 반복에 걸쳐 상기 사용자에 의한 상기 맞물림 조립체의 움직임 간의 관계를 결정하도록 구성되고,
    상기 관계를 사용하여 상기 피로도를 결정하도록 구성되는, 상기 모니터링 시스템
    을 포함하는, 장치.
23. 제22항에 있어서, 상기 피로도를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함하는, 장치.
24. 제22항에 있어서, 상기 제어 가능한 저항은 공압 디바이스인, 장치.
25. 제22항에 있어서, 상기 맞물림 조립체는 좌측 레버 및 우측 레버를 포함하는, 장치.
26. 제22항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 동력과 관련되는, 장치.
27. 제22항에 있어서, 상기 맞물림 조립체의 움직임은 속도와 관련되는, 장치.