WO2018048208A1 - 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비 - Google Patents

보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비 Download PDF

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exercise
unit
load
power transmission
mounting
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백준영
노치범
윤성민
김진찬
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주식회사 론픽
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Definitions

  • the present invention relates to a physical fitness equipment having an exercise assisting device and an exercise assisting device capable of determining an assisting force, and more particularly, to precisely assist muscle strength exercise by electronic control without a professional trainer.
  • the present invention relates to a physical fitness device having an exercise assisting device and an exercise assisting device capable of weight training, providing a competitive and high value-added physical fitness equipment, and determining an auxiliary force to reduce labor costs.
  • Weight training is a typical anaerobic exercise that lifts weight and stimulates muscles to strengthen muscle strength. With increasing interest in health and body, weight training is also gaining in popularity.
  • Weight training requires barbell rods, barbell discs and weights such as dumbbells.
  • racks can be divided into power racks, half racks, and multi racks.Because the basic functions and configuration are simple items, the racks are slightly different in shape, but the overall functions and The composition is much the same. However, since the racks are relatively expensive items and rarely cause problems such as failure, they are used for a long time in one installation.
  • the conventional technology does not support smooth movement because the amount (size) of the load to be removed is constant, and the amount of feedback is removed by feeding back the position or speed.
  • the amount (size) of the load to be removed is constant, and the amount of feedback is removed by feeding back the position or speed.
  • the sensor is installed outside the rod, there is a problem in that it is difficult to perform precise control because the error of the detected value is large and thus there is a limitation in commercialization.
  • strength training such as weight training continuously stimulates the muscles so that the muscles are in a tired state and continue the exercise to see the effect of the exercise.
  • the accumulated muscles are sensitive to changes in the external force. Therefore, the effect of the movement can be increased or halved depending on the fine intensity of the external force transmitted from the electric assist device.
  • the conventional techniques apply a simple algorithm that accepts only information through an external sensor, and do not take into account the changes in the small force, such as the frictional force generated by the device itself and the information on reaction forces generated by the movement. We do not provide a training aid system that is suitable for the sensitive response of muscles.
  • Patent Document 1 (Document 1) Republic of Korea Patent Publication No. 10-0657716 (December 2006)
  • Patent Document 2 (Document 2) Republic of Korea Patent Publication No. 10-1425769 (2014.07.25.)
  • Patent Document 3 (Document 3) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0026062 (2010.03.10.)
  • Patent Document 4 (Document 4) Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0123855 (2012.11.12.)
  • the present invention for solving the above-mentioned problems is to enable the weight training by the exerciser alone by precisely assisting the muscular exercise by the electronic control without a professional trainer, to provide a competitive and high-value physical fitness equipment
  • the purpose of the present invention is to provide an exercise assisting device capable of determining an auxiliary force capable of reducing labor costs, and a physical fitness device having the same.
  • the mounting is detachably mounted to the first direction frame constituting the rack for strength training, provided mounted parallel to the first direction frame unit;
  • a power transmission unit having the mounting unit and generating and transmitting power;
  • an exercise assisting unit movably coupled to the mounting unit, the exercise assisting unit receiving power from the power transmitting unit and exerting an exercise force and an external force required for the exercise, wherein the exercise assisting unit has one end connected to the power transmitting unit.
  • An enclosure-shaped receiving case coupled to the upper surface and having an open upper surface, at least one load detecting member for detecting a load received from and applied to the receiving case, and an opening of the receiving case, the cover being acting externally.
  • the guide rail provided in the cover member; A movable body provided to be movable along the guide rail; A seating plate fixed to an upper portion of the movable body; And to protect the guide rail, it may include a protector configured to cover the seating plate exposed.
  • the load detection member is composed of a plurality of load cells
  • the load transmission member is provided between the plurality of load cells and the cover member so that the working load applied to the plurality of load cells to act on all of the plurality of load cells. It may further include.
  • the mounting unit includes a rod-shaped mounting pin installed to pass through the first directional frame, a first locking groove that is caught by the mounting pin, and a U-shaped first mounting table, and
  • the power transmission unit is fixed, includes a second locking groove to which the mounting pin is caught, includes a U-shaped second mounting, the power transmission unit is fixed in parallel to the mounting unit and has a housing having an inner space And a ball disposed in the housing, a ball screw extending in a first direction by receiving power of the motor, and a ball movable in a first direction or a direction opposite to the first direction by receiving power of the ball screw.
  • a screw nut wherein the exercise assisting unit can be configured to be coupled to the ball screw nut.
  • the microcomputer receives the weight detected from the load cell and stores an initial weight value which is acted immediately before the start of exercise, and determines whether the weight value is 0, when the weight value is determined to be 0, the exercise starts. If the load measured in the load cell is greater than the initial weight value and the load measurement time in the load cell is greater than a predetermined time, the auxiliary exercise unit is driven, and the driving of the auxiliary exercise unit is performed in real time from the load cell.
  • the torque of the motor is calculated by receiving the measured weight value, calculating the torque of the difference based on the comparison value calculated by comparing the measured weight value with the initial weight value, and based on the calculated value. It can be configured to operate the motor forward and backward.
  • a physical fitness equipment comprising the rack for strength training.
  • the weight training can be performed by the fitness trainer alone to precisely assist the muscular exercise by the electronic control without a professional trainer. It is possible to reduce labor costs.
  • the present invention can receive the exercise aid based on the detected actual load, not based on the position or speed, there is an effect that the fitness trainer can perform a natural, precise and effective exercise without any sense of heterogeneity.
  • the present invention can be commercialized through the optimized design of the components for exercise assistance, there is an effect that can provide a competitive and high value-added physical fitness equipment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing that the exercise assisting device capable of determining the auxiliary force according to the present invention is attached to a rack for strength exercise (physical fitness equipment).
  • Figure 2 is a perspective view showing a mounting unit constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention.
  • FIG 3 is an assembled perspective view of the power transmission unit constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force according to the present invention.
  • Figure 4 is an exploded perspective view showing an exercise assisting unit of an embodiment constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state in which the exercise auxiliary unit of the embodiment constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force according to the present invention.
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing the exercise assisting unit of another embodiment constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the exercise assisting unit of the embodiment constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the assisting force according to the present invention is assembled.
  • FIG. 8 is a view showing an exercise assistance algorithm to be executed in the auxiliary exercise unit constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force according to the present invention.
  • ... unit means a unit for processing at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and It can be implemented in a combination of software.
  • FIGS. 1 to 3 is a perspective view showing that the exercise assisting device capable of determining the auxiliary force according to the present invention is attached to a rack for strength exercise (physical fitness equipment),
  • FIG. 2 is an exercise assisting device capable of determining the auxiliary force according to the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view showing a mounting unit constituting,
  • Figure 3 is an assembled perspective view of the power transmission unit constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention.
  • the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force according to the present invention includes a pair of first direction frames (for example, of the strength training rack 10 constituting the physical fitness equipment) A mounting unit (100) configured to be detachably attached to the vertical frame (11) and provided in parallel to the first directional frame (11); A power transmission unit 200 having the mounting unit 100 and generating and transmitting power; And an exercise assisting unit 300 movably coupled to the mounting unit 100 to receive power from the power transmission unit 200 and to act on an external force required for exercise assisting and exercising.
  • first direction frames for example, of the strength training rack 10 constituting the physical fitness equipment
  • a mounting unit (100) configured to be detachably attached to the vertical frame (11) and provided in parallel to the first directional frame (11)
  • a power transmission unit 200 having the mounting unit 100 and generating and transmitting power
  • an exercise assisting unit 300 movably coupled to the mounting unit 100 to receive power from the power transmission unit 200 and to act on an external force required for exercise assisting and exercising.
  • the strength training rack 10 extends along a pair of first direction frames 11 extending in a first direction D1 and a second direction D3 crossing the first direction D1. And a second directional frame (eg, a horizontal frame) 12 disposed between the pair of first directional frames 11.
  • a second directional frame eg, a horizontal frame
  • the mounting unit 100 includes a mounting pin 110 installed through a mounting hole 12 formed in each vertical frame 11, and a first locking groove 121 engaged by the mounting pin 110. And the first mounting bracket 120 of the U-shaped steel, and the second locking groove 131 is caught by the mounting pin 110 and may comprise a second mounting 130 of the U-shaped steel.
  • the mounting unit 100 may be mounted by drilling a mounting hole 12 through which the mounting pin 110 may pass in the vertical frame 11 of the rack 10 used for strength training, the rack may be previously installed. It can be attached regardless of the type.
  • the power transmission unit 200 is fixed to the mounting unit 100 in parallel and configured to generate and transmit power, as shown in Figure 3, is fixed in parallel to the mounting unit 100
  • a housing 211 and 212 having an inner space
  • a motor 220 disposed at one end of the housing 211 and 212 to generate power
  • the ball screw 230 extends in the first direction D1 and transmits power generated from the motor 220 in conjunction with the 220, and is disposed on the threads of the ball screws 230 in the first direction D1.
  • each ball screw nut 240 movable in a direction opposite to the first direction D1.
  • the housings 211 and 212 may include a coupling plate member 211 including fixing members (not shown) to which the motor 220 may be fixed, and a movement groove for guiding movement of the exercise assistance unit 300.
  • Reference numeral 213 includes a U-shaped square member 212 extending along the first direction D1.
  • the power transmission unit 200 may include a motor cover member 214 to cover the motor, and a support cover member 215 to cover the rotary support 222 described later.
  • the present invention is a belt (not shown) for transmitting the power generated from the motor 220 in place of the ball screw 230 and the ball screw nut 240 and a pulley for supporting and rotating the belt (not shown) May not be used).
  • the motor 220 may transfer power to the ball screw 230 through the motor connection unit 250 that receives the power of the motor 220 and transmits the power to the ball screw 230.
  • the ball screw 230 may be configured to be supported and rotated by the rotation support 260.
  • the motor 220 is controlled to be driven by a control signal from a microcomputer constituting an exercise auxiliary unit described later, and is configured to transmit an encoder signal.
  • the ball screw nut 240 is disposed on a thread of the ball screw 230 and is movably disposed in a first direction D1 or in a direction opposite to the first direction D1, and assists vertical movement according to power. It will be delivered to the unit 300.
  • the ball screw nut 240 may be precisely moved in a unit of about 1 mm in the first direction D1 or in a direction opposite to the first direction D1 according to the operation of the motor 220.
  • FIGS. 4 and 5 are exploded perspective views showing an exercise assistance unit of an embodiment constituting the exercise assisting device capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention
  • Figure 5 is an embodiment of the exercise assisting device capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention It is a figure which shows the state which the exercise assistance unit of the example was assembled.
  • One end of the exercise assisting unit 300 is coupled to the power transmission unit 200, and includes an enclosure-type accommodating case 310 having an open top, and accommodated in the accommodating case 310 and applied from above. At least one load cell 320 for detecting a load, a cover member 330 for covering an opening of the accommodating case 310 to cover a load acting externally to the load cell 320, and the power transmission unit Alternatively, the calculated value for the exercise assisting time, the exercise assisting intensity, and the exercise assisting position is provided in the accommodating case 310, and is calculated according to the encoder signal transmitted from the motor 220. And a microcomputer (not shown) for calculating an external force value to be generated at 220 and transmitting a control signal to the motor 220.
  • the load cell 320 may be composed of two or more, and is provided between the plurality of load cells 320 and the cover member 330, the plurality of load cells 320 It further includes a load transmission member 340 is provided so that the working load applied to act on all of the plurality of load cells 320.
  • the load transmitting member 340 is a contact portion 341 which is in surface contact with the cover member 330 and a fixing portion 342 extending from the contact portion 351 toward each load cell 320 and fixed to the load cell 320. It includes.
  • FIGS. 6 and 7 is an exploded perspective view showing an exercise assisting unit of another embodiment constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the assisting force according to the present invention
  • FIG. 7 illustrates an exercise assisting apparatus capable of determining the assisting force according to the present invention. It is a figure which shows the state which the exercise assistance unit of the example was assembled.
  • the exercise assisting unit 300 has one end coupled to the power transmission unit 200, and a housing-type accommodating case 310 having an open upper surface. At least one load cell 320 accommodated in the accommodating case 310 and detecting a load applied from the upper part of the accommodating case 310 covers an opening of the accommodating case 310, but an external load is provided to the load cell 320.
  • the power transmission unit or the accommodating case 310 which is provided in accordance with the encoder signal transmitted from the motor 220, for the exercise assistance time and the exercise assistance intensity and exercise assistance position
  • a microcomputer (not shown) for calculating a calculated value, calculating an external force value to be generated by the motor 220 and transmitting a control signal to the motor 220 according to the calculated value, and whether the cover member 330 is provided.
  • the guide rail 350, the movable body 360 provided to be movable along the guide rail 340, the seating plate 370 fixed to the upper portion of the movable body 360, and the guide rail 350.
  • a protector 380 configured to protect the seating plate 370 to be exposed.
  • the exercise auxiliary unit 300 of the other embodiment may also be composed of two or more load cells 320, the plurality of load cells are provided between the plurality of load cells 320 and the cover member 330
  • the load applied to the load 320 may further include a load transmitting member 340 provided to act on all of the plurality of load cells 320.
  • the exercise assisting unit 300 includes a guide rail 350, a movable body 360, and a seating plate 370, and thus may move forward and backward in a vertical motion such as a barbell positioned on the seating plate 370. Freedom of movement), and the frictional force can be reduced so that there is no discomfort as possible.
  • FIG. 8 is a view showing an exercise assistance algorithm to be executed in the auxiliary exercise unit constituting the exercise assisting apparatus capable of determining the auxiliary force in accordance with the present invention.
  • the microcomputer is placed on the cover member 330 (in one embodiment) or the seating plate 370 where a weight of a barbell or another exercise device that exerts a load for strength exercise is placed. It receives the weight detected from the load cell 320 and stores the initial weight value acting just before the start of the exercise.
  • the exercise assistance by the auxiliary exercise unit 300 is executed.
  • Execution of the exercise aid receives a real-time measured weight value from the load cell 320, and based on the comparison value calculated by comparing the measured weight value and the initial weight value, the torque for the difference value (lack of force) is obtained. It calculates, correspondingly calculates the torque of the motor, and operates the motor based on the calculated value to drive the auxiliary movement unit 300 up and down.
  • the microcomputer calculates the perturbation value by using the sliding mode control with sliding perturbation observer (SMCSPO) algorithm based on the encoder signal, calculates the external force by subtracting the driving friction force from the calculated perturbation value, and calculates the external force through the low pass filter.
  • SMCSPO sliding mode control with sliding perturbation observer
  • the microcomputer not only calculates an external force value to be generated in the motor 220 in order to assist the muscular exercise using heavy materials, but also mounts a barbell rod on the auxiliary exercise unit 300 by the power of the motor 220.
  • the external force value to be generated in the motor 220 is also calculated to assist the muscular exercise that is performed by generating a load for the muscular exercise in the barbell rod.
  • the exercise assisting apparatus of the present invention it is possible to implement and assist both the muscular exercise using the weight and the muscular exercise using the load generated by the electric force.
  • the exercise assisting device capable of determining the assisting force according to the present invention described above
  • the exercise assisting in the case where the barbell rod is employed has been described and illustrated, but the technical idea and implementation manner of the present invention May be employed in various mechanisms for applying strength for strength training, for example, leg presses, leg extensions, cable crossovers, chest weights, high pulleys, and the like. It can be understood that it can be combined through the implementation technique.
  • the weight training can be performed by the fitness trainer alone to precisely assist the muscular exercise by the electronic control without a professional trainer. It is possible to reduce labor costs and to receive exercise assistance based on the detected actual load, not based on position or speed, so that the trainer can perform a natural, precise and effective exercise without any discomfort.

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Abstract

본 발명은 근력운동을 정밀하게 보조할 수 있도록 하여 체력 단련자 단독으로도 웨이트 트레이닝을 가능하게 하고, 경쟁력 있고 고부가가치의 피지컬 피트니스 장비를 제공할 수 있는 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 동력 전달 유닛, 및 운동 보조 유닛을 포함하고, 상기 운동 보조 유닛은 수용 케이스, 로드셀, 커버 부재, 및 상기 동력 전달 유닛으로 제어신호를 송출시키는 마이컴을 포함하는 운동보조장치가 제공된다.

Description

보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비
본 발명은 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전문 트레이너 없이도 전자제어에 의해 근력운동을 정밀하게 보조할 수 있도록 하여 운동자 단독으로도 웨이트 트레이닝을 가능하게 하고, 경쟁력 있고 고부가가치의 피지컬 피트니스 장비를 제공할 수 있으며, 인건비를 절감할 수 있는 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 운동보조장치를 구비한 피지컬 피트니스 장비에 관한 것이다.
웨이트 트레이닝(Weight Traning)은 대표적 무산소 운동으로서, 중량물을 들어올려 근육에 자극을 주어 근력을 강화시키는 운동이다. 건강과 몸매에 대한 관심이 높아짐에 따라 웨이트 트레이닝의 인기도 높아지고 있다.
웨이트 트레이닝을 하기 위해서는 바벨봉 및 바벨원판 및 덤벨 등의 중량물이 필요하다. 보다 체계적인 트레이닝을 위해서는 중량물들을 무게별로 보관할 수 있고, 중량물들을 운동 시작 위치에 거치시킬 수 있는 랙(Rack)이 더 필요하게 된다. 랙은 크게 파워랙(Power Rack), 하프랙(Half Rack), 멀티랙(Multi Rack) 등으로 나뉠 수 있는데, 기본적 기능과 구성 자체가 단순한 물품이기 때문에 종류별로 형상이 약간씩 상이하나 전체적 기능과 구성은 대동소이하다. 그러나 상기 랙들은 비교적 고가의 물품이고, 고장 등의 문제가 거의 발생하지 않기 때문에 한번 설치시 오랜 기간 동안 사용되게 된다.
종래, 웨이트 트레이닝 등의 근력운동을 전동식으로 보조하거나 시행시키는 기술들이 다수 개시되어 있다. 다시 말해서, 근력운동을 전동식으로 보조하거나 시행시키는 기술은 체력 단련자가 자연스럽고 부드럽게 장치의 도움을 받아서 마치 전문 트레이너가 도와주는 것처럼 느끼게 하여야 한다.
이러한 기술의 일 예로 대한민국 등록특허공보 제10-0657716호(2006.12.07.)에 "웨이트 트레이닝을 위한 하중제거장치"가 제안된 바 있다.
그러나 이러한 종래 기술은 위치나 속도 검출량을 하중을 제거하기 위한 시점 판단에만 사용할 경우, 제거할 하중의 정도(크기)가 일정하므로 부드러운 운동 보조가 되지 못하고, 위치나 속도를 피드백하여 하중을 제거하는 양을 계산하는 경우, 반응 속도가 느려 자연스러운 느낌으로 하중을 보조하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 센서가 봉이 아닌 외부에 설치된 경우, 검출된 값의 오차가 커서 정밀한 제어를 하기 어려운 문제점이 있어 상용화에 한계가 따른다.
또한, 반응성을 개선하기 위해 가속도를 계산하여 사용하려 할 경우, 잡음에 의한 오작동 문제와, 봉이 아닌 외부에 설치하면 오차 문제가 있어 봉 자체에 설치할 경우, 센서 값을 컨트롤러에 전달하기 위한 통신 시스템을 마련하는데 용이하지 않는 문제점이 있다.
한편, 웨이트 트레이닝 등의 근력운동은 계속적으로 근육에 자극을 주어 근육이 피로한 상태로 운동을 지속해야 운동의 효과를 볼 수 있는데, 피로가 누적된 근육은 미세한 외력의 변화에도 민감하게 반응하게 된다. 따라서 전동식 보조기구에서 전해지는 외력의 미세한 강도에 따라 운동의 효과가 증대되거나 반감될 수 있는 것이다. 그러나 종래의 기술들은 외부 센서를 통한 정보만을 수용하는 단순한 알고리즘을 적용시켜, 운동에 의해 발생되는 반력에 대한 정보 및 장치 자체에서 발생되는 마찰력 등의 미세한 힘의 변화는 고려하지 않기 때문에, 피로한 상태의 근육이 나타내는 민감한 반응에 적합한 트레이닝 보조 시스템은 제공하지 못하고 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) (문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-0657716호(2006.12.07.)
(특허문헌 2) (문헌 2) 대한민국 등록특허공보 제10-1425769호(2014.07.25.)
(특허문헌 3) (문헌 3) 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0026062호(2010.03.10.)
(특허문헌 4) (문헌 4) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0123855호(2012.11.12.)
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전문 트레이너 없이도 전자제어에 의해 근력운동을 정밀하게 보조할 수 있도록 하여 운동자 단독으로도 웨이트 트레이닝을 가능하게 하고, 경쟁력 있고 고부가가치의 피지컬 피트니스 장비를 제공할 수 있으며, 인건비를 절감할 수 있는 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 이를 구비한 피지컬 피트니스 장비를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 근력운동용 랙을 구성하는 제1 방향 프레임에 탈부착 가능하게 구성되고, 상기 제1 방향 프레임에 평행하게 구비되는 장착 유닛; 상기 장착 유닛이 구비되며 동력을 발생하여 전달하는 동력 전달 유닛; 및 상기 장착 유닛에 이동가능하게 결합되고, 상기 동력 전달 유닛으로부터 동력을 전달받아 운동 보조 및 운동에 소요되는 외력을 작용하는 운동 보조 유닛;을 포함하고, 상기 운동 보조 유닛은 일단부가 상기 동력 전달 유닛에 결합되고, 상면 개방된 개방부를 갖는 함체형의 수용 케이스와, 상기 수용 케이스에 수용되고 상부에서 가해지는 하중을 검출하는 하나 이상의 하중 검출 부재와, 상기 수용 케이스의 개방부를 커버하되 외부에서 작용하는 하중이 상기 하중 검출 부재로 제공되도록 커버하는 커버 부재, 및 상기 동력 전달 유닛 또는 상기 수용 케이스에 구비되고, 상기 동력 전달 유닛을 구성하는 모터에서 송출되는 엔코더 신호에 따라 운동 보조 시점과 운동 보조 강도에 대한 계산값을 계산하고, 계산값에 따라 상기 동력 전달 유닛에서 발생시킬 외력치를 산출하여 상기 동력 전달 유닛으로 제어신호를 송출시키는 마이컴을 포함하는 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치가 제공된다.
본 발명에 있어서, 상기 커버 부재에 구비되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 이동가능하게 구비되는 이동체; 상기 이동체의 상부에 고정되는 안착 플레이트; 및 상기 가이드 레일을 보호하되, 상기 안착 플레이트를 노출되게 커버하도록 구성되는 보호체를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하중 검출 부재는 복수의 로드셀로 구성되며, 상기 복수의 로드셀과 커버 부재 사이에 구비되어 상기 복수의 로드셀로 가해지는 작용 하중이 복수의 로드셀 모두에 작용하도록 구비되는 하중 전달 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 장착 유닛은, 상기 제1 방향 프레임을 통과하여 설치되는 막대 형상의 장착핀과, 상기 장착핀에 걸리는 제1 걸림홈을 포함하고, ㄷ자 형상의 제1 장착대, 및 상기 동력 전달 유닛이 고정되고, 상기 장착핀이 걸리는 제2 걸림홈을 포함하며, ㄷ자 형상의 제2 장착대를 포함하고, 상기 동력 전달 유닛은, 상기 장착 유닛에 평행으로 고정되며 내부 공간을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 배치되는 모터와, 상기 모터의 동력을 전달받아 제1 방향으로 연장되는 볼스크류, 및 상기 볼스크류의 동력을 전달받아 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동가능한 볼스크류 너트를 포함하며, 상기 운동 보조 유닛은 상기 볼스크류 너트에 결합되게 구성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 마이컴은 상기 로드셀로부터 검출한 무게를 전달받아 운동 시작 직전 작용하는 초기 무게값을 저장하고, 무게값이 0인지 여부를 판단하여 무게값이 0으로 판단되는 경우, 운동이 시작되는 것으로 결정한 다음, 상기 로드셀에서 측정된 하중이 초기 무게값보다 크고, 로드셀에서의 하중 측정 시간이 미리 설정된 시간보다 클 경우, 상기 보조 운동 유닛을 구동시키되, 상기 보조 운동 유닛의 구동은 로드셀로부터 실시간 측정된 무게값을 전달받고, 측정 무게값과 초기 무게값의 비교를 통해 산출된 비교값에 근거하여 그 차의 값에 대한 토크를 계산하여 상기 모터의 토크를 계산하며, 계산된 값에 근거하여 모터를 정역 작동시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 근력운동용 랙을 포함하는 피지컬 피트니스 장비가 제공된다.
상기한 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 이를 구비한 피지컬 피트니스 장비에 의하면, 전문 트레이너 없이도 전자제어에 의해 근력운동을 정밀하게 보조할 수 있도록 하여 체력 단련자 단독으로도 웨이트 트레이닝을 가능하고, 인건비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 위치나 속도 기반이 아닌 검출된 실제 하중을 기반으로 하여 운동 보조를 받을 수 있어 체력 단련자가 이질감없이 자연스럽고 정밀하며 효과적인 운동을 수행할 수 있는 효가가 있다.
또한, 본 발명은 운동 보조를 위한 구성요소들의 최적화된 설계를 통해 상용화가 가능하며, 경쟁력 있고 고부가가치의 피지컬 피트니스 장비를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 피지컬 피트니스 장비인 근력운동용 랙(rack)에 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치가 부착된 것을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 장착 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 동력 전달 유닛의 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛이 조립된 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 다른 실시 예의 운동 보조 유닛을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛이 조립된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 보조 운동 유닛에서 실행되는 운동 보조 알고리즘을 나타내는 도면이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 이를 구비한 피지컬 피트니스 장비를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 도 1 내지 3을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 피지컬 피트니스 장비인 근력운동용 랙(rack)에 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치가 부착된 것을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 장착 유닛을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 동력 전달 유닛의 조립 사시도이다.
본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치는, 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 피지컬 피트니스 장비를 구성하는 근력운동용 랙(10)의 한 쌍의 제1 방향 프레임(예를 들면, 수직 프레임)(11)에 탈부착 가능하게 구성되고, 상기 제1 방향 프레임(11)에 평행하게 구비되는 장착 유닛(100); 상기 장착 유닛(100)이 구비되며 동력을 발생하여 전달하는 동력 전달 유닛(200); 및 상기 장착 유닛(100)에 이동가능하게 결합되고, 상기 동력 전달 유닛(200)으로부터 동력을 전달받아 운동 보조 및 운동에 소요되는 외력을 작용하는 운동 보조 유닛(300);을 포함한다.
상기 근력운동용 랙(10)은 제1 방향(D1)으로 연장되는 한 쌍의 제1 방향 프레임(11), 및 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D3)을 따라 연장되어 상기 한 쌍의 제1 방향 프레임(11) 사이에 배치되는 제2 방향 프레임(예를 들면, 수평 프레임)(12)을 포함한다.
상기 장착 유닛(100)은 각각의 수직 프레임(11)에 형성되는 장착구멍(12)을 통과하여 설치되는 장착핀(110), 상기 장착핀(110)에 걸리는 제1 걸림홈(121)을 포함하고 ㄷ자 형강의 제1 장착대(120), 및 상기 장착핀(110)이 걸리는 제2 걸림홈(131)을 포함하고 ㄷ자 형강의 제2 장착대(130)를 포함할 수 있다.
이러한 장착 유닛(100)은 근력 운동에 사용되는 랙(10)의 수직 프레임(11)에 장착핀(110)이 통과될 수 있는 장착 구멍(12)을 천공하여 장착될 수 있으므로, 기존에 설치된 랙의 종류에 상관없이 부착할 수 있다.
다음으로, 상기 동력 전달 유닛(200)은 장착 유닛(100)에 평행으로 고정되며 동력을 발생하여 전달하도록 구성되는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 장착 유닛(100)에 평행으로 고정되며 내부 공간을 갖는 하우징(211, 212)과, 상기 하우징(211, 212)의 일단부에 배치되며, 동력을 발생시키는 모터(220)와, 상기 하우징(210)의 내부 공간에 배치되고 상기 모터(220)와 연동되어 모터(220)로부터 발생되는 동력을 전달하며 제1 방향(D1)으로 연장되는 볼스크류(230)와, 상기 볼스크류들(230)의 나사산 상에 배치되어 제1 방향(D1) 또는 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이동가능한 각각의 볼스크류 너트(240)를 포함한다.
상기 하우징(211, 212)은 상기 모터(220)가 고정될 수 있는 고정 부재들(도시되지 않음)을 포함하는 결합 플레이트 부재(211)와, 운동 보조 유닛(300)의 이동을 안내하는 이동홈(213)이 제1 방향(D1)을 따라 연장되어 구비된 ㄷ자형 각형 부재(212)를 포함한다.
또한, 상기 동력 전달 유닛(200)은 모터를 커버하는 모터 커버 부재(214), 및 후술되는 회전 서포트(222)를 커버하는 서포트 커버 부재(215)를 포함할 수 있다.
여기에서, 본 발명은 상기 볼스크류(230) 및 볼스크류 너트(240)를 대신하여 모터(220)로부터 발생되는 동력을 전달하는 벨트(도시되지 않음) 및 상기 벨트를 지지하여 회전시키는 풀리(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모터(220)는 모터(220)의 동력을 수용하여 볼스크류(230)로 전달하는 모터 연결부(250)를 통하여 동력을 볼스크류(230)로 전달할 수 있다. 또한, 상기 볼스크류(230)는 회전 서포트(260)에 의해 지지되어 회전될 수 있도록 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 모터(220)는 후술하는 운동 보조 유닛을 구성하는 마이컴으로부터의 제어신호에 의해 제어 구동되고, 엔코더신호를 송출시키도록 구성된다.
상기 볼스크류 너트(240)는 볼스크류(230)의 나사산 상에 배치되어 제1 방향(D1) 또는 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 이동가능하게 배치되며, 동력에 따른 상하 운동을 보조 운동 유닛(300)으로 전달하게 된다. 예를 들어, 볼스크류 너트(240)는 모터(220)의 동작에 따라 제1 방향(D1) 또는 제1 방향(D1)의 반대방향으로 약 1mm의 단위로 정밀 이동이 가능하다.
다음으로, 상기 운동 보조 유닛(300)에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 운동 보조 유닛의 일 실시 예에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛을 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛이 조립된 상태를 나타내는 도면이다.
상기 운동 보조 유닛(300)은 일단부는 상기 동력 전달 유닛(200)에 결합되고, 상면 개방된 개방부를 갖는 함체형의 수용 케이스(310)와, 상기 수용 케이스(310)에 수용되고 상부에서 가해지는 하중을 검출하는 하나 이상의 로드셀(320)과, 상기 수용 케이스(310)의 개방부를 커버하되 외부에서 작용하는 하중이 상기 로드셀(320)로 제공되도록 커버하는 커버 부재(330), 및 상기 동력 전달 유닛 또는 상기 수용 케이스(310)에 구비되고, 상기 모터(220)에서 송출되는 엔코더신호에 따라, 운동 보조 시점 및 운동 보조 강도 및 운동 보조 위치에 대한 계산값을 계산하고, 계산값에 따라 상기 모터(220)에서 발생시킬 외력치를 산출하여 상기 모터(220)로 제어신호를 송출시키는 마이컴(미도시)을 포함한다.
여기에서, 상기 운동 보조 유닛(300)에서 상기 로드셀(320)은 둘 이상 복수로 구성될 수 있고, 상기 복수의 로드셀(320)과 커버 부재(330) 사이에 구비되어 상기 복수의 로드셀(320)로 가해지는 작용 하중이 복수의 로드셀(320) 모두에 작용하도록 구비되는 하중 전달 부재(340)를 더 포함한다.
상기 하중 전달 부재(340)는 상기 커버 부재(330)의 면 접촉하는 접촉부(341)와, 상기 접촉부(351)에서 각 로드셀(320) 측으로 연장되어 로드셀(320)에 고정되는 고정부(342)를 포함한다.
다음으로, 본 발명의 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 운동 보조 유닛의 다른 실시 예에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 다른 실시 예의 운동 보조 유닛을 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 일 실시 예의 운동 보조 유닛이 조립된 상태를 나타내는 도면이다.
다른 실시 예에 따른 운동 보조 유닛(300)은 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 일단부는 상기 동력 전달 유닛(200)에 결합되고, 상면 개방된 개방부를 갖는 함체형의 수용 케이스(310)와, 상기 수용 케이스(310)에 수용되고 상부에서 가해지는 하중을 검출하는 하나 이상의 로드셀(320)과, 상기 수용 케이스(310)의 개방부를 커버하되 외부에서 작용하는 하중이 상기 로드셀(320)로 제공되도록 커버하는 커버 부재(330), 상기 동력 전달 유닛 또는 상기 수용 케이스(310)에 구비되고, 상기 모터(220)에서 송출되는 엔코더신호에 따라, 운동 보조 시점 및 운동 보조 강도 및 운동 보조 위치에 대한 계산값을 계산하고, 계산값에 따라 상기 모터(220)에서 발생시킬 외력치를 산출하여 상기 모터(220)로 제어신호를 송출시키는 마이컴(미도시)과, 상기 커버 부재(330)에 구비되는 가이드 레일(350)과, 상기 가이드 레일(340)을 따라 이동가능하게 구비되는 이동체(360)와, 상기 이동체(360)의 상부에 고정되는 안착 플레이트(370), 및 상기 가이드 레일(350)을 보호하며, 상기 안착 플레이트(370)를 노출되게 보호하도록 구성되는 보호체(380)를 포함한다.
여기에서, 상기 다른 실시 예의 운동 보조 유닛(300) 또한 상기 로드셀(320)은 둘 이상 복수로 구성될 수 있고, 상기 복수의 로드셀(320)과 커버 부재(330) 사이에 구비되어 상기 복수의 로드셀(320)로 가해지는 작용 하중이 복수의 로드셀(320) 모두에 작용하도록 구비되는 하중 전달 부재(340)를 더 포함할 수 있다.
이러한 다른 실시 예의 운동 보조 유닛(300)은 가이드 레일(350)과 이동체(360) 및 안착 플레이트(370)가 구성됨으로써 안착 플레이트(370)에 위치되는 바벨 등의 상하 운동에서 전후 운동(D3 방향으로의 운동)까지 자유도가 생기고, 마찰력을 줄여 최대한 이질감을 없도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치를 구성하는 보조 운동 유닛에서 실행되는 운동 보조 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 보조 운동 유닛에서 마이컴은 커버 부재(330)(일 실시 예) 또는 안착 플레이트(370)에 바벨이나 근력 운동을 위하여 하중을 작용시키는 다른 운동 기구의 중량물이 위치되어 이를 로드셀(320)로부터 검출한 무게를 전달받아 운동 시작 직전 작용하는 초기 무게값을 저장한다.
그런 다음, 무게값이 0인지 여부를 판단하고 무게값이 0인 것으로 판단되는 경우, 운동이 시작되는 것으로 결정된다. 이후 로드셀(320)에서 측정된 하중이 초기 무게값보다 크고, 로드셀(320)에서 하중 측정 시간이 미리 설정된 시간보다 클 경우, 보조 운동 유닛(300)에 의한 운동 보조가 실행된다.
상기 운동 보조의 실행은 로드셀(320)로부터 실시간 측정된 무게값을 전달받고, 측정 무게값과 초기 무게값의 비교를 통해 산출된 비교값에 근거하여 그 차의 값(부족한 힘)에 대한 토크를 계산하고, 이에 상응하여 모터의 토크를 계산하며, 계산된 값에 근거하여 모터를 작동시켜 보조 운동 유닛(300)을 상하 구동시킨다.
그런 다음, 보조 운동 장치에 마련되는 정지 스위치가 온(on) 되는 경우, 운동이 종료되어 보조 운도 유닛은 원위치된다.
상기 마이컴은 엔코더의 신호를 바탕으로 SMCSPO(Sliding Mode Control with Sliding Perturbation Observer) 알고리즘을 이용하여 섭동값을 산출하고, 산출된 섭동값에서 구동 마찰력을 감하여 외력을 산출하고, 산출된 외력을 저역통과필터를 적용하여 오차를 해소한 최종 외력 추종값을 산출하는 단계를 거쳐, 보다 정확한 보조 외력의 크기와, 보다 적절한 보조 시점 및 보조 위치를 결정하게 된다. 이에 따라 본 발명의 운동보조 장치는 사용자의 운동상황에 부합하게 되어 운동효과는 배가되고 보조장치로 인한 이질감은 저감되게 된다.
또한, 상기 마이컴은, 중량물을 이용한 근력운동을 보조하기 위하여, 모터(220)에서 발생시킬 외력치를 산출할 뿐만 아니라, 보조 운동 유닛(300)에 바벨봉을 안착시켜 모터(220)의 동력에 의해 근력 운동을 위한 부하를 바벨봉에 생성시켜 수행되는 근력 운동을 보조하기 위해서도 모터(220)에서 발생시킬 외력치를 산출하게 된다.
따라서, 본 발명의 운동보조장치는, 중량물을 이용한 근력 운동과 전동력에 의해 발생한 부하를 이용한 근력 운동을 모두 시행 및 보조할 수 있게 된다.
한편, 상기한 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치의 설명 및 도시 예에서는, 바벨봉이 채용되는 경우에서의 운동 보조를 하는 것에 대하여 설명하고 도시하고 있지만, 본 발명의 기술적 사상과 구현 방식은 근력 운동을 위하여 하중을 가하여 체력 단련하는 다양한 기구, 예를 들면 레그 프레스, 레그 익스텐션, 케이블크로스오버, 체스트 웨이트, 하이풀리 등에 채용할 수 있으며, 이는 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명의 기술적 사상과 구현 기술을 통해 접목할 수 있음은 충분히 이해할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(부호의 설명)
10: 근력운동용 랙
11: 수직 프레임
12: 수평 프레임
13: 장착 구멍
100: 장착 유닛
110: 장착핀
120, 130: 장착대
121, 131: 걸림홈
200: 동력 전달 유닛
220: 모터
230: 볼스크류
240: 볼스크류 너트
300: 운동 보조 유닛
310: 수용 케이스
320: 로드셀
330: 커버 부재
340: 하중 전달 부재
350: 가이드 레일
360: 이동체
370: 안착 플레이트
380: 보호체
상기한 본 발명에 따른 보조힘 판단이 가능한 운동보조장치 및 이를 구비한 피지컬 피트니스 장비에 의하면, 전문 트레이너 없이도 전자제어에 의해 근력운동을 정밀하게 보조할 수 있도록 하여 체력 단련자 단독으로도 웨이트 트레이닝을 가능하고, 인건비를 절감할 수 있으며, 위치나 속도 기반이 아닌 검출된 실제 하중을 기반으로 하여 운동 보조를 받을 수 있어 체력 단련자가 이질감없이 자연스럽고 정밀하며 효과적인 운동을 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 운동 보조를 위한 구성요소들의 최적화된 설계를 통해 상용화가 가능하며, 경쟁력 있고 고부가가치의 피지컬 피트니스 장비를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 근력운동용 랙을 구성하는 제1 방향 프레임에 탈부착 가능하게 구성되고, 상기 제1 방향 프레임에 평행하게 구비되는 장착 유닛;
    상기 장착 유닛이 구비되며 동력을 발생하여 전달하는 동력 전달 유닛; 및
    상기 장착 유닛에 이동가능하게 결합되고, 상기 동력 전달 유닛으로부터 동력을 전달받아 운동 보조 및 운동에 소요되는 외력을 작용하는 운동 보조 유닛;을 포함하고,
    상기 운동 보조 유닛은 일단부가 상기 동력 전달 유닛에 결합되고, 상면 개방된 개방부를 갖는 함체형의 수용 케이스와, 상기 수용 케이스에 수용되고 상부에서 가해지는 하중을 검출하는 하나 이상의 하중 검출 부재와, 상기 수용 케이스의 개방부를 커버하되 외부에서 작용하는 하중이 상기 하중 검출 부재로 제공되도록 커버하는 커버 부재, 및 상기 동력 전달 유닛 또는 상기 수용 케이스에 구비되고, 상기 동력 전달 유닛을 구성하는 회전구동력을 발생시키는 구동수단에서 송출되는 엔코더 신호에 따라 운동 보조 시점과 운동 보조 강도에 대한 계산값을 계산하고, 계산값에 따라 상기 동력 전달 유닛에서 발생시킬 외력치를 산출하여 상기 동력 전달 유닛으로 제어신호를 송출시키는 마이컴을 포함하는
    보조힘 판단이 가능한 운동보조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버 부재에 구비되는 가이드 레일;
    상기 가이드 레일을 따라 이동가능하게 구비되는 이동체;
    상기 이동체의 상부에 고정되는 안착 플레이트; 및
    상기 가이드 레일을 보호하되, 상기 안착 플레이트를 노출되게 커버하도록 구성되는 보호체를 포함하는
    보조힘 판단이 가능한 운동보조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하중 검출 부재는 복수의 로드셀로 구성되며,
    상기 복수의 로드셀과 커버 부재 사이에 구비되어 상기 복수의 로드셀로 가해지는 작용 하중이 복수의 로드셀 모두에 작용하도록 구비되는 하중 전달 부재를 더 포함하는
    보조힘 판단이 가능한 운동보조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 장착 유닛은, 상기 제1 방향 프레임을 통과하여 설치되는 막대 형상의 장착핀과, 상기 장착핀에 걸리는 제1 걸림홈을 포함하고, ㄷ자 형상의 제1 장착대, 및 상기 동력 전달 유닛이 고정되고, 상기 장착핀이 걸리는 제2 걸림홈을 포함하며, ㄷ자 형상의 제2 장착대를 포함하고,
    상기 동력 전달 유닛은, 상기 장착 유닛에 평행으로 고정되며 내부 공간을 갖는 하우징과, 상기 하우징에 배치되는 모터와, 상기 모터의 동력을 전달받아 제1 방향으로 연장되는 볼스크류, 및 상기 볼스크류의 동력을 전달받아 제1 방향 또는 상기 제1 방향의 반대 방향으로 이동가능한 볼스크류 너트를 포함하며,
    상기 운동 보조 유닛은 상기 볼스크류 너트에 결합되게 구성되는
    보조힘 판단이 가능한 운동보조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 마이컴은
    상기 로드셀로부터 검출한 무게를 전달받아 운동 시작 직전 작용하는 초기 무게값을 저장하고, 무게값이 0인지 여부를 판단하여 무게값이 0으로 판단되는 경우, 운동이 시작되는 것으로 결정한 다음, 상기 로드셀에서 측정된 하중이 초기 무게값보다 크고, 로드셀에서의 하중 측정 시간이 미리 설정된 시간보다 클 경우, 상기 보조 운동 유닛을 구동시키되, 상기 보조 운동 유닛의 구동은 로드셀로부터 실시간 측정된 무게값을 전달받고, 측정 무게값과 초기 무게값의 비교를 통해 산출된 비교값에 근거하여 그 차의 값에 대한 토크를 계산하여 상기 모터의 토크를 계산하며, 계산된 값에 근거하여 모터를 정역 작동시키도록 구성되는
    보조힘 판단이 가능한 운동보조장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항에 따른 근력운동용 랙을 포함하는 피지컬 피트니스 장비.
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