KR101384299B1 - 운동 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 헬스 기구를 이용하는 운동 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 운동 관리 시스템은, 사용자의 체지방량 및 근육량을 측정하여 체성분 정보를 생성하는 체성분 측정 장치; 내부의 공기압을 운동하중으로 제공하는 에어 실린더와, 에어 실린더에 연결되며 입력 전압값에 따라 에어 실린더의 운동하중을 조절하는 전공비례제어밸브와, 에어 실린더의 피스톤 헤드에 설치되며 피스톤에 가해지는 운동부하를 감지하여 운동부하 정보를 발생시키는 로드셀과, 에어 실린더에 설치되며 피스톤의 위치 및 피스톤 왕복운동 횟수를 감지하여 피스톤위치 정보 및 운동횟수 정보를 발생시키는 위치 센서와, 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 최대로 설정한 후 사용자에 의한 피스톤의 측정 행정 시, 로드셀로부터 운동부하 정보를 수신하여 사용자의 최대근력량 정보를 생성하는 컨트롤러를 포함하는 헬스 기구; 및 체성분 정보와 최대근력량 정보를 수신하여, 운동하중값 및 운동횟수값을 포함하는 자동운동제어 정보를 생성하고 헬스 기구에 전송하는 중앙서버 장치;를 포함하며, 헬스 기구는 자동운동제어 정보를 수신하여 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 자동 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

운동 관리 시스템{SYSTEM FOR EXERCISE MANAGEMENT}

본 발명은 각종 헬스 기구를 이용하는 운동 관리 시스템에 관한 것이다.

최근, 건강에 대한 사회적인 홍보와 현대인의 관심이 증대됨에 따라, 섭취 칼로리를 고려한 식생활 개선과 더불어 다양한 운동을 통하여 건강관리를 하고 있는 추세이다. 대표적인 것이 헬스클럽에서 운동을 하는 것인데, 이는 현실적으로 바쁜 일상 속에서 쉽게 이용할 수 있다는 점 외에 다양한 헬스 기구를 사용하여 체계적인 운동을 할 수 있다는 점에서 많이 애용된다.

하지만, 일반적으로 헬스클럽에서 이루어지는 운동프로그램은 기본적인 체력 또는 신체측정 후 트레이너의 일방적 운동 처방에 의해 정하여지고, 일단 정해진 프로그램은 상당한 기간이 지난 후에야 다시 수정되었다. 따라서, 회원의 신체변화 또는 상황변화에 따라 빠르게 운동 프로그램이 수정되지 못하는 문제점이 있다. 아울러, 회원의 헬스 기구 사용에 대한 운동 데이터 축적이 이루어지지 못함에 따라 운동경과를 제대로 평가하지 못해 차후의 운동프로그램이 주먹구구식으로 이루어지는 문제점이 있다.

또한, 종래의 금속 웨이트를 이용하는 헬스 기구는, 사용자 또는 트레이너가 운동하중, 운동횟수, 사용 헬스 기구의 종류 및 사용 시간 등을 직접 기록해야 하므로, 운동 데이터의 관리가 정확하고 용이하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 또한, 트레이너 없이는 운동 프로그램의 처방대로 사용자의 운동량을 강제로 단속할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로, 헬스 기구 사용자의 운동 데이터를 정확하고 신뢰성 있게 수집하여 사용자의 운동 관리를 체계적으로 행할 수 있는 운동 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자에게 운동관리 정보를 제공하는데 나아가, 운동처방에 따라 운동량 및 운동하중을 강제로 제어할 수 있는 운동 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 사용자가 안전하게 운동할 수 있는 운동 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 운동 관리 시스템은, 사용자의 체지방량 및 근육량을 측정하여 체성분 정보를 생성하는 체성분 측정 장치; 내부의 공기압을 운동하중으로 제공하는 에어 실린더와, 에어 실린더에 연결되며 입력 전압값에 따라 에어 실린더의 운동하중을 조절하는 전공비례제어밸브와, 에어 실린더의 피스톤 헤드에 설치되며 피스톤에 가해지는 운동부하를 감지하여 운동부하 정보를 발생시키는 로드셀과, 에어 실린더에 설치되며 피스톤의 위치 및 피스톤 왕복운동 횟수를 감지하여 피스톤위치 정보 및 운동횟수 정보를 발생시키는 위치 센서와, 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 최대로 설정한 후 사용자에 의한 피스톤의 측정 행정 시, 로드셀로부터 운동부하 정보를 수신하여 사용자의 최대근력량 정보를 생성하는 컨트롤러를 포함하는 헬스 기구; 및 체성분 정보와 최대근력량 정보를 수신하여, 운동하중값 및 운동횟수값을 포함하는 자동운동제어 정보를 생성하고 헬스 기구에 전송하는 중앙서버 장치;를 포함하며, 헬스 기구는 자동운동제어 정보를 수신하여 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 자동 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 에어 실린더는 단동식 에어 실린더이며, 전공비례제어밸브는 피스톤의 헤드에 의해 구획되는 공기실 중 일방에만 연결되어, 피스톤의 위치가 변경되어도 동일 입력 전압값에서는 동일 공기압값을 갖도록 행정간 출입되는 공기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 컨트롤러는 자동운동제어 정보의 운동하중값에 따라 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 설정하고, 위치 센서로부터 운동횟수 정보를 수신하여 자동운동제어 정보의 운동횟수값에 달성될 때까지 운동하중을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 헬스 기구는 운동 종류별로 복수대가 구비되며, 각각에는 RFID 리더기가 장착되어, 사용자가 소지하는 RFID 태그를 인식하는 것으로, 중앙서버 장치가 사용자의 운동 종류별 최대근력량을 자동운동제어 정보에 반영하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 컨트롤러는 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 피스톤의 제1 행정 시 입력 전압값을 0으로 제어하고, 사용자에 의한 피스톤의 제2 행정 시 입력 전압값을 점진적으로 증가시켜 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값에 도달하도록 제어하며, 사용자에 의한 피스톤의 제3 행정부터 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값으로 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 컨트롤러는 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 피스톤의 제1 행정 내지 제5 행정 시에, 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 헬스 기구는, 행정간 시간을 감지하여 운동시간 정보를 발생시키는 타이머를 더 포함하며, 컨트롤러는 사용자에 의한 피스톤의 제1 행정 내지 제5 행정 시의 운동시간 정보와 피스톤위치 정보를 수신하여 운동속도 정보를 산출하고, 운동속도 정보가 미리 설정된 운동속도 문턱값 이하인 경우, 에어 실린더가 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 중앙서버 장치는, 근파워 향상 모드, 근육량 향상 모드 및 근지구력 향상 모드를 미리 설정하고, 선택되는 모드에 따라 자동운동제어 정보의 운동하중값 및 운동횟수값을 다르게 생성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 중앙서버 장치는 재활운동 모드를 미리 설정하여, 행정간 운동위치에 따라 운동하중값의 크기를 조절하여 자동운동제어 정보를 생성하고, 컨트롤러는 피스톤위치 정보를 이용하여, 행정간 피스톤의 위치와 운동되는 근육 부위를 대응시켜, 활성화시키고자 하는 근육 부위에 해당하는 운동위치에서의 운동하중값을 상승시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 운동 관리 시스템은, 사용자의 귀에 장착되며, 사용자의 심박수 또는 체온 중 적어도 어느 하나를 감지하여 사용자상태 정보를 생성하는 사용자상태 센서를 더 포함하고, 중앙서버 장치는, 사용자상태 센서의 사용자상태 정보를 수신하여, 미리 설정된 제1 상태문턱값 이상인 경우 또는 제2 상태문턱값 이하인 경우 중 적어도 어느 하나의 경우, 비상정지 정보를 생성하여 헬스 기구의 컨트롤러에 전송하며, 컨트롤러는 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 0으로 급변경하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 헬스 기구는 운동을 비상 정지시키는 비상정지 버튼을 더 포함하고, 비상정지 버튼 작동시, 컨트롤러는 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 0으로 급변경하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 중앙서버 장치는, 사용자의 회원 정보, 사용 헬스기구종류 정보, 운동시간 정보, 운동하중 정보 또는 운동횟수 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 운동 데이터를 저장하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 중앙서버 장치는, 주기적으로 체성분 정보와 최대근력량 정보를 업데이트하여, 자동운동제어 정보를 재생성하는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성 및 동작에 의해 본 발명의 운동 관리 시스템은, 헬스 기구 사용자의 운동 데이터를 정확하고 신뢰성 있게 수집하여 사용자의 운동 관리를 체계적으로 행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 운동 관리 시스템은, 사용자에게 운동관리 정보를 제공하는데 나아가, 운동처방 정보에 따라 운동량 및 운동하중을 트레이너 없이도 자동 제어할 수 있는 양방향 관리가 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 운동 관리 시스템은 사용자가 안전하게 운동할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구의 각 구성 요소를 기능 블록으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더 및 피스톤에 부착되는 위치 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 다른 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 또 다른 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구에서 행정간 운동 위치에 따른 운동부하를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템의 다른 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구에 표시되는 화면을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단말 장치에 표시되는 자동운동 제어 정보를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 단말 장치에 표시되는 각종 운동 데이터를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 기본 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 장기간 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 재활운동용 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템은 체성분 측정 장치(100), 헬스 기구(200), 중앙서버 장치(300) 및 단말 장치(400)를 포함한다.

체성분 측정 장치(100)는 사용자의 체지방량 및 근육량을 측정하여 체성분 정보를 생성한다. 구체적으로, 체성분 측정은 비만진단, 부위별 근육발달, 부종지수, 내장지방 등의 건강데이터를 제공하여 체형을 반영한 운동, 영양의 길잡이 역할을 하는 것이 가능하다. 체성분 측정은 인바디감사라고도 일컬어진다.

헬스 기구(200)는 내부의 공기압을 운동하중으로 제공하는 에어 실린더(210)와, 에어 실린더(210)에 연결되며 입력 전압값에 따라 에어 실린더(210)의 운동하중을 조절하는 전공비례제어밸브(220)와, 에어 실린더(210)의 피스톤 헤드에 설치되며 피스톤에 가해지는 운동부하를 감지하여 운동부하 정보를 발생시키는 로드셀(230)과, 에어 실린더(210)에 설치되며 피스톤의 위치 및 피스톤 왕복운동 횟수를 감지하여 피스톤위치 정보 및 운동횟수 정보를 발생시키는 위치 센서(240)와, 전공비례제어밸브(220)의 입력 전압값을 최대로 설정한 후 사용자에 의한 피스톤의 측정 행정 시, 로드셀(230)로부터 운동부하 정보를 수신하여 사용자의 최대근력량 정보를 생성하는 컨트롤러(250)를 포함한다.

이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구(200)는, 별도의 최대근력량 측정 장치 필요 없이, 1회의 피스톤 행정으로 최대근력량 정보를 생성하는 것이 가능하다. 헬스 기구(200)에 관한 보다 상세한 설명은 이후 도 2 내지 도 4를 통해 후술하기로 한다.

중앙서버 장치(300)는 체성분 측정 장치(100)로부터 체성분 정보를 수신하고, 헬스 기구(200)로부터 최대근력량 정보를 수신한다. 수신된 체성분 정보와 최대근력량 정보를 연산하여 자동운동제어 정보를 생성한다. 이는 미리 설정된 연산식에 의해 체성분 수치와 최대근력량 수치를 대입하여 산술함으로써 구현 가능하며, 다른 방법으로는 미리 설정된 룩업테이블에서 체성분 정보와 최대근력량 정보에 대응하는 자동운동제어 정보를 서치하여 생성하는 방법으로 구현 가능하다. 자동운동제어 정보에는 설정하고자 하는 운동하중값과 운동횟수값이 포함된다.

이와 같이 생성되는 자동운동제어 정보는 헬스 기구(200)로 전송된다. 헬스 기구(200)는 자동운동제어 정보를 수신하여 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 자동 설정한다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템은 체성분 정보와 최대근력량 정보를 이용하여 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 헬스 기구에 자동을 설정할 수 있다. 이에 따라, 사용자에 의한 별도의 복잡한 조작 없이 운동이 가능하게 된다.

또한, 중앙서버 장치(300)는, 근파워 향상 모드, 근육량 향상 모드 및 근지구력 향상 모드를 미리 설정하고, 선택되는 모드에 따라 자동운동제어 정보의 운동하중값 및 운동횟수값을 다르게 생성하는 것이 가능하다. 즉, 사용자의 체성분 수치와 최대근력량 수치가 동일하여도, 운동의 목적에 따라 운동하중값 및 운동횟수값을 달리할 수 있다. 예컨대, 근파워 향상 모드에서는 운동하중값을 높게 설정하고, 근지구력 향상 모드에서는 운동횟수를 많게 설정한다.

또한, 중앙서버 장치(300)는, 주기적으로 체성분 정보와 최대근력량 정보를 업데이트하여, 자동운동제어 정보를 재생성하는 것이 가능하다. 운동 관리 시스템을 장기적으로 이용하는 경우, 사용자의 체성분 정보와 최대근력량은 변화된다. 이에 대응하여, 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템은, 일, 주, 월 단위로 장기적으로 사용자의 운동을 관리하는 것이 가능하다.

한편, 헬스 기구(200)는 운동 종류별로 복수대가 구비되며, 각각에는 RFID 리더기(도시하지 않음, 컨트롤러(250)에 내재 가능)가 장착되어, 헬스 기구 사용자가 소지하는 RFID 태그(도시하지 않음)를 인식하는 것으로, 중앙서버 장치(300)가 사용자의 운동 종류별 최대근력량을 자동운동제어 정보에 반영하는 것이 가능하다. 또한, 중앙서버 장치(300)는 사용자를 식별하고, 사용 헬스 기구를 인식하며, 운동시간을 체크하는 것이 가능하다.

즉, RFID 시스템을 채용함으로써, 본 발명의 일실시예에 따른 중앙서버 장치(300)는 사용자의 회원 정보, 사용 헬스기구종류 정보, 운동시간 정보, 운동하중 정보 또는 운동횟수 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 운동 데이터를 생성하고 저장하는 것이 가능하다. 이에 따라, 사용자의 운동 관리를 체계적으로 행할 수 있다.

단말 장치(400)는 중앙 서버 장치(300)로부터 각종 정보를 수신하여 표시한다. 예컨대, 운동통계 데이터, 운동관리 데이터 및 운동처방 데이터등을 수신하여 표시한다. 단말 장치(400)는 컴퓨터, 스마트폰 등으로 구성됨으로써, 사용자는 상기의 데이터들을 용이하게 확인할 수 있다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더의 작동 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구의 각 구성 요소를 기능 블록으로 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더(210)는 단동식 에어 실린더이며, 전공비례제어밸브(220)가 피스톤의 헤드에 의해 구획되는 공기실 중 일방에만 연결되어, 피스톤의 위치가 변경되어도 동일 입력 전압값에서는 동일 공기압값을 갖도록 행정간 출입되는 공기를 조절하는 구성을 이룬다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더(210)는 일방의 공기실(211, 하부 공기실)의 흡기 또는 배기 동작만을 제어하는 구조로서, 타방의 공기실(212, 상부 공기실)은 공기 출입구(212a)가 항상 개방 상태이다. 에어 실린더(210)를 상하 수직으로 설치하면 하부 공기실(211)이 부하측이 되며, 이때의 부하는 중력이다.

단동식 에어 실린더에서는 하부 공기실(211)로 투입되는 공기의 압력이 하부 공기실(211)의 부하와 같아질 때 균형이 이루어지는데 이것을 공기의 밸런스가 일치한다고 한다. 예컨대, 내측 80인 에어 실린더에 2kgf/cm²의 압력을 투입할 때 평행을 이루는 추의 무게는 r²× 압력에 의해 100.48kg이다. 이때, 흡기 또는 배기 동작에 의한 추의 위치의 변화는 압력의 변화가 아닌 유량의 변화이다. 따라서, 피스톤(213)이 어느 위치에 있어도 하부 공기실(211) 내부의 부하 압력은 동일하다.

본 발명의 일실시예에서는 이를 바탕으로 하여 하부 공기실(211)측에 공기의 압력을 조절하여 투입하면, 사용자는 공기의 압력만큼의 부하로 운동을 하게 된다. 이때, 추를 대신하여 사용자가 아래로 당기고 있다면, 100.48kg 이하의 힘일 때는 피스톤(113)이 올라가고, 100.48kg 이상의 힘일 때는 피스톤(213)이 내려오게 된다.

구체적으로, 공기 밸런스는 단동 에어 실런더에만 적용되며, 도 2의 (a)는 공기 밸런스 상태이다. 이때, 부하(W)는 공기압(P)과 동일하게 된다(W=P).

이 상태에서 부하, 즉 A1이 눌러주면, 도 2의 (b)와 같이 피스톤(213)의 위치는 아래로 내려가고 내부 공기압은 A1에 해당하는 압력만큼 증가한다. 이때, A1을 제거하면 피스톤(213)은 원래의 위치로 올라간다. 반대로, A1만큼 들어주면, 도 2의 (c)와 같이 피스톤(213)의 위치는 올라가고 내부 공기압은 A1에 해당하는 압력만큼 하락한다. 이때, A1을 제거하면 피스톤(213)은 원래의 위치로 내려간다. 이것을 플로팅(floating)이라 일컫는다. 이를 바탕으로 헬스 기구를 제작하면 피스톤의 위치에 따라 공기압의 변화가 다르게 나타나는데, 이는 종래의 문제점으로 지적한 바와 같이, 각각의 위치에서 정확한 공기압으로 운동하중을 주어야 하는 헬스 기구로는 부적합하다.

따라서, 도 2의 (b)와 같이 피스톤(213)의 위치 변화가 있을 때에는, 내부 공기압이 P+A1이 아니라 P만 존재하도록 A1에 해당하는 압력만큼 순간적으로 배기된다면, 위치의 변화만 있고 내부 공기압이 P로 유지된다. 반대로, 도 2의 (c)와 같이 피스톤(213)의 위치 변화가 있을 때에는, 내부 공기압이 P-A1이 아니라 P만 존재하도록 A1에 해당하는 압력만큼 순간적으로 흡기된다면, 위치의 변화만 있고 내부 공기압이 P로 유지된다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더(210)는 단동식 에어 실린더로 구성되며, 행정간 하부 공기실(211) 내로 출입되는 공기를 조절하는 것으로, 피스톤(213)의 위치가 변경되어도 동일 운동하중값에서는 동일 공기압값을 갖는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구는 공기압을 정확하고 일정하게 조절할 수 있다.

한편, 상부 공기실(212)의 공기 출입구(212a)를 제어하고, 하부 공기실(211)의 공기 출입구(211a)를 개방하면, 반대 방향의 운동에 대해 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구는, 운동 기구부(10), 에어 실린더(210), 전공비례제어 밸브(220), 로드셀(230), 위치 센서(240), 컨트롤러(250), 타이머(260), 컴프레서(271), 솔레노이드 밸브(272), 에어 탱크(273), 필터 레귤레이터(274) 및 온오프 스위치(275)를 포함한다.

운동 기구부(10)는 운동부하를 제공하는 상기의 구성 요소들을 제외하고, 일반적인 헬스 기구의 구성 요소들, 예컨대 받침 의자, 운동레버(11), 지지대 등으로 구성된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 어깨근육 운동을 할 수 있는 숄더 프레스(shoulder press)를 일례로 들어서 설명하기로 한다.

에어 실린더(210)는 내부의 공기압이 컨트롤러(250)에서 설정되는 입력 전압값에 따른 공기압으로 유지된다. 이 공기압에서 피스톤(213)을 왕복 운동시키는 것으로 사용자는 설정된 운동하중값으로 운동을 할 수 있게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더(210)는 단동식 에어 실린더로서 피스톤(213)의 헤드에 의해 구획되는 상하부 두 개의 공기실 중 운동부하를 제공하고자 하는 측의 공기실에만 공기를 인위적으로 흡기 또는 배기하여 공기압을 일정하게 유지함으로써 설정된 운동하중을 제공하는데 나아가, 필요에 따라 흡기량 또는 배기량을 달리하여 공기압을 조절하는 것으로 운동하중을 조절하는 것이 가능하다. 피스톤(213)은 운동레버(11)에 연결되며 에어 실린더(210)에서 왕복운동하는 행정을 한다. 전공비례제어밸브(220)의 입력 전압값을 최대로 설정하는 것, 즉 운동하중을 최대로 설정한 후, 피스톤(213)의 측정 행정으로 사용자의 최대근력량 측정이 가능하다.

전공비례제어 밸브(220)는 컨트롤러(250)에서 설정되는 입력 전압값에 비례하여 에어 실린더(210)의 운동하중을 조절한다. 즉, 전공비례제어 밸브(220)는 피스톤(213)의 헤드에 의해 구획되는 에어 실린더(210)의 공기실 중 일방에만 연결되어, 피스톤(213)의 위치가 변경되어도 동일 운동하중값에서는 동일 공기압값을 갖도록 행정간 출입되는 공기를 조절한다.

즉, 본 발명의 일실시예에서는 컨트롤러(250)로부터 전공비례제어 밸브(220)로 인가되는 운동하중값이 특정 전압값을 가지는 신호에 해당하며, 운동부하로 작용하는 에어 실린더(210)의 공기압이, 전압 신호에 비례하는 공기압에 해당된다. 예컨대, 0~120kg 단위의 운동하중값을 0~24V의 전압으로 전환된다. 즉, 최대 운동하중값 120kg에 해당하는 전압값이 24V로 설정되며, 정상 운동하중값이 자동 설정되어, 40kg으로 셋팅되면 컨트롤러(250)는 8V의 전압을 전공비례제어 밸브(220)로 공급한다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 전공비례제어 밸브(220)를 채용함으로써, 운동하중값에 따라 공기압값을 유지하여 정밀한 운동하중을 제공하는 것이 가능하며, 나아가 필요에 따라 공기압을 원하는 값으로 증가 또는 감소시키는 것도 가능하다.

한편, 본 발명에 일실시예에 따른 전공비례제어 밸브(220)는 정전시 밸브 개도를 정전 직전 상태로 유지하는 동작으로, 에어 실린더(210)의 공기압을 일정시간 동안 그대로 유지시키는 것으로 사고 발생을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 일실시예에 따른 헬스 기구는 종래의 금속 웨이트 방식의 헬스 기구와 비교하여 보다 안전하다.

로드셀(230)은 피스톤(213)의 헤드 전단 또는 헤드 후단에 설치되며, 피스톤(213)에 가해지는 운동부하를 감지하여 운동부하 정보를 발생시킨다. 즉, 로드셀(230)에는 운동하중으로 작용하는 공기압에 의한 제1 하중과, 사용자의 근력운동으로 작용하는 반발력에 의한 제2 하중이 함께 작용하여 운동부하값으로 나타나게 된다. 여기서, 운동부하값으로부터 운동하중값을 제거하게 되면, 반발력으로 작용하는 사용자의 운동근력치를 알 수 있다.

위치 센서(240)는 에어 실린더(210) 또는 피스톤(213)에 설치되며, 피스톤(213)의 운동위치를 감지하여 피스톤위치 정보를 발생시킨다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 위치 센서(220)를 이용하여 피스톤(213)의 운동의 시작점과 운동의 끝점을 인식하여 운동스트로크를 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 운동의 시작점과 운동의 끝점 사이에서의 피스톤(213)의 위치도 실시간으로 파악할 수 있다. 또한, 위치 센서(240)는 피스톤(213)의 위치를 파악함으로써, 피스톤(213)의 왕복운동 횟수를 감지할 수 있다. 감지된 운동횟수에 따라 운동횟수 정보를 발생시킨다. 위치 센서(240)에 관한 구성은 다음의 도 5를 통해 후술하기로 한다.

컨트롤러(250)는 전공비례제어 밸브(220)를 제어한다. 즉, 컨트롤러(250)는 설정하고자 하는 운동하중값에 해당하는 전압 신호, 즉 입력 전압값을 전공비례제어 밸브(220)에 공급한다. 또한, 컨트롤러(250)는 사용자의 최대근력량 정보를 생성하기 위해 피스톤(213)의 측정 행정에 연동하여, 에어 실린더(210)를 최대 운동하중 상태로 설정하는 한편, 로드셀(230), 위치 센서(240) 및 타이머(260)로부터 각종 정보를 수집한다. 또한, 컨트롤러(250)는 사용자의 최대근력량 정보를 중앙서버 장치(300)에 제공하고, 수신되는 자동운동제어 정보에 따라 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 자동 설정한다. 즉, 컨트롤러(250)는 자동운동제어 정보의 운동하중값에 따라 전공비례제어밸브(220)의 입력 전압값을 설정하고, 위치 센서(240)로부터 운동횟수 정보를 수신하여 자동운동제어 정보의 운동횟수값에 달성될 때까지 운동하중을 유지시킨다. 이에 따라, 사용자는 설정된 자동운동제어 정보에 안내되어 운동을 행하게 된다.

또한, 컨트롤러(250)는 비상 정지시 운동하중을 무부하로 설정하기 위해 입력 전압값을 0으로 급변경한다.

타이머(260)는 행정간 시간을 감지하여 운동시간 정보를 발생시킨다. 운동시간 정보는 피스톤위치 신호와 함께 피스톤(213)의 운동속도를 측정하는데 사용된다.

컴프레서(271, compressor)는 에어 실린더(210)에 공기압을 공급하기 위한 공기를 압축한다. 컴프레서(271)는, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구를 가정이나 헬스장에서 사용할 수 있도록, 일반적으로 냉장고용으로 사용되고 있는 저소음(42dB), 소형의 컴프레서를 사용한다.

솔레노이드 밸브(272)는 컴프레서(271)에 연결되어 컴프레서(271)로부터 에어 탱크(273)로의 공기압 흐름을 개폐한다. 또한, 솔레노이드 밸브(272)는 컴프레서(271)에 연결되어 누유(漏油)를 방지하고 잔압을 배기한다. 구체적으로, 컴프레서(271)는 공기 압축 동작시 내부의 오일이 외부로 유출되는 경우가 종종 있다. 솔레노이드 밸브(272)는 3포트의 출입구를 구비하여, 두 개의 포트에는 각각 컴프레서(271)와 에어 탱크(273)를 연결하고 나머지 하나의 포트와 컴프레서(271)의 사이에는 오일 되돌림 연결로를 형성함으로써, 누출되는 오일을 컴프레서(271)로 되돌려 누유를 방지할 수 있다. 또한, 솔레노이드 밸브(272)는 사용자가 헬스 기구의 사용을 종료하고 전원을 차단할 때 컴프레서(271)로부터 에어 실린더(210)까지의 전체 공압로 내에 있는 잔량의 공기를 배기하는 동작을 행하여, 헬스 기구의 공기압을 초기화시켜, 다음 사용시 잔류 공기에 의해 운동하중이 순간적으로 제공되어 사고가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이때의 솔레노이드 밸브(272)도 3포트의 출입구를 구비하여, 두 개의 포트에는 각각 컴프레서(271)와 에어 탱크(273)를 연결하고 나머지 하나의 포트는 외부 배기관을 형성한다. 한편, 누유 방지와 잔압 배기의 두가지 기능을 함께 하기 위해서는 4포트 솔레노이드 밸브로 구성하며, 솔레노이드 밸브(272)의 개폐 동작은 컨트롤러(750)에 의해 제어 가능하다.

에어 탱크(273)는 솔레노이드 밸브(272)에 연결되어 압축되는 공기를 저장한다. 헬스 기구는 순간적인 동작을 반복하는 기구로서, 이 동작에 맞추어 컴프레서(271)로부터 공기압을 직접 제공하는 데에는 무리가 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 압축 공기를 저장하는 에어 탱크(273)를 구비함으로써, 공기압을 원활하게 제공한다.

필터 레귤레이터(274)는 에어 탱크(273)와 전공비례제어 밸브(220) 사이에 연결되어 에어 탱크(273)로부터 배출되는 공기의 공기압을 조절하고 필터링한다. 구체적으로, 에어 탱크(273)와 전공비례제어 밸브(220) 사이의 공기압을 맞추어 주고, 전공비례제어 밸브(220)로 제공되는 공기를 필터링하여 불순물을 제거한다.

온오프 스위치(275)는 컨트롤러(250), 컴프레서(271) 및 솔레노이드 밸브(272)에 외부 전원(220V)을 공급 또는 차단한다. 이에 따라, 사용자는 운동 시작 전에 온오프 스위치(275)를 온(on)시키는 것에 의하여, 헬스 기구를 동작시킬 수 있으며, 운동 종료 후에 온오프 스위치(275)를 오프(off)시키는 것에 의하여, 헬스 기구를 정지시킬 수 있다. 또한, 필요에 따라서는 헬스 기구를 강제 종료시킬 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 에어 실린더 및 피스톤에 부착되는 위치 센서를 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 센서(240)는 피스톤(213)의 헤드에 장착되는 마그네틱 부재(241)와, 에어 실린더(210)의 외벽에 길이 방향으로 일정 간격을 두고 설치되는 마그네틱 스위치(242)를 포함하여 구성하는 것이 가능하다. 마그네틱 스위치(242)는 마그네틱 부재(241)의 접근에 의해 동작하게 되므로, 마그네틱 스위치(242)의 동작에 의해 피스톤(213)의 위치를 알 수 있다.

또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 센서(240‘)는 피스톤(213)의 로더에 밀착되며 로더의 이동에 연동하여 회전하는 롤러(243)와, 롤러(243)에 연결되며 회전수 및 회전방향에 따라 피스톤(213)의 위치를 감지하는 엔코더(244)를 포함하여 구성하는 것이 가능하다. 엔코더(244)는 회전 정도를 정밀하게 감지하는 센서로서 피스톤(213)의 이동에 연동하여 엔코더(244)가 회전하는 구성에 의해 피스톤(213)의 위치를 정밀하게 알 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 신뢰도 및 정밀도를 높이기 위해, 마그네틱 부재(241) 및 마그네틱 스위치(242)의 구성과, 롤러(243) 및 엔코더(244)의 구성을 함께 사용하는 것도 가능하다.

다음의 도 6 내지 도 8에서는 중앙서버 장치(300)로부터 자동운동제어 정보를 수신한 후 헬스 기구(200)를 작동하는데 있어서, 갑작스런 강제제어에 의한 사용자의 근육 손상을 방지하고, 사용 부담을 줄이는 구성에 관하여 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러(250)는 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 피스톤(213)의 제1 행정 시 입력 전압값을 0으로 제어하고, 사용자에 의한 피스톤의 제2 행정 시 입력 전압값을 점진적으로 증가시켜 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값에 도달하도록 제어하며, 사용자에 의한 피스톤(213)의 제3 행정부터 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값으로 제어하는 것이 가능하다.

구체적으로, 도 6에서는 제2 행정시 시간에 따라 사용자에게 제공되는 운동하중을 나타낸 것으로, 제2 행정의 시작 시점에서는 무부하(운동하중값=0)에서 시작하여 운동하중을 서서히 높여 3초부터는 설정된 운동하중값이 제공된다. 이에 따라, 충분한 워밍업으로 사용자에게 운동하중을 충분히 인지시킨 후 운동이 행해짐으로, 사용자의 근육 손상을 방지하고, 갑작스런 무게에 대한 부담을 줄일 수 있다. 본 출원인은 이러한 기능을 스마트 스타트업(smart start-up) 기능으로 정의한다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 다른 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러(250)는 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 피스톤(213)의 제1 행정 내지 제5 행정 시에, 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것이 가능하다.

구체적으로, 도 7에서는 행정마다 사용자에게 제공되는 운동하중을 나타낸 것으로, 제1 행정 내지 제5 행정시에서는 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하고, 그 뒤의 행정부터는 정상적으로 설정된 운동하중값이 제공된다. 이에 따라, 충분한 워밍업으로 사용자에게 운동하중을 충분히 인지시킨 후 운동이 행해짐으로, 사용자의 근육 손상을 방지하고, 갑작스런 무게에 대한 부담을 줄일 수 있다. 본 출원인은 이러한 기능을 스마트 스타트업(smart start-up) 기능의 다른 일례로 정의한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컨트롤러의 또 다른 동작 특성을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구(200)는, 행정간 시간을 감지하여 운동시간 정보를 발생시키는 타이머(260)를 더 포함하며, 컨트롤러(250)는 사용자에 의한 피스톤(213)의 제1 행정 내지 제5 행정 시의 운동시간 정보와 피스톤위치 정보를 수신하여 운동속도 정보를 산출하고, 운동속도 정보가 미리 설정된 운동속도 문턱값 이하인 경우, 에어 실린더(210)가 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것이 가능하다.

즉, 사용자가 중앙서버 장치(300)에서 설정되는 운동하중값에 대하여 충분한 근력을 발휘하지 못하여 운동이 원활하게 진행되지 못하는 경우, 근육의 손상을 줄이고 사용자 부담을 줄이기 위해, 운동하중값을 보정하여 설정하도록 한다. 즉, 중앙서버 장치(300)로부터 제공되는 운동하중값보다 낮추어주는 보정을 행하는 것이 가능하다. 사용자의 운동이 원활하지 못함은 상술한 바와 같이 운동속도로 판단 가능하다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구에서 행정간 운동 위치에 따른 운동부하를 나타낸 그래프이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에서는 중앙서버 장치(300)가 재활운동 모드를 미리 설정하여, 행정간 운동위치에 따라 운동하중값의 크기를 조절하여 자동운동제어 정보를 생성하고, 컨트롤러(250)는 피스톤위치 정보를 이용하여, 행정간 피스톤(213)의 위치와 운동되는 근육 부위를 대응시켜, 활성화시키고자 하는 근육 부위에 해당하는 운동위치에서의 운동하중값을 상승시키는 것이 가능하다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구(200)는, 일반적인 헬스 기구와 달리, 상술한 에어 실린더(210), 전공비례제어 밸브(220), 위치 센서(240) 및 컨트롤러(250)를 이용하여 하나의 행정 동작에서도 운동위치 마다 운동부하를 자유롭게 조절할 수 있다.

또한, 일반적으로 헬스 기구를 이용하여 근육운동을 하는 경우, 행정의 시작점과 끝점 사이에 운동근력치가 낮으며, 중간 지점에서 운동근력치가 높게 나타남을 알 수 있다. 예컨대, 팔을 굽히거나 펴는 운동을 할 때, 이두근의 양끝단 부위에는 비교적 낮은 근력이 발생되며, 이두근의 중간 부위에는 비교적 높은 근력이 발생되는 데에 기인한다. 즉, 행정간 운동위치와 사용자의 근육 부위가 대략적으로 대응되며, 이때의 운동근력치는 해당 근육 부위에서 발생됨을 알 수 있다.

이를 이용하여, 본 발명의 일실시예에서는 행정간 피스톤(113)의 운동위치와, 운동되는 근육 부위를 대응시켜, 활성화시키고자 하는 근육 부위에 해당하는 운동위치에서의 운동하중값을 상승시킬 수 있다.

예컨대, 이두근의 중간 부위가 손상된 재활치료자의 경우, 도 9의 (a) 곡선 또는 (c) 곡선과 같이 운동부하값을 설정함으로써, 손상된 근육 부위의 양옆 근육 부위부터 활성화시키고 다음으로, (b) 곡선으로 손상된 근육을 활성화시키는 방법으로 재활치료를 효과적으로 행할 수 있다. 이때, (a) 곡선 또는 (c) 곡선의 운동은 각각 또는 병행하여 실시할 수 있다.

다음의 도 10에서는 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템에서 안전 대책에 관한 구성을 설명하기로 한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템의 다른 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템은, 사용자의 귀에 장착되며, 사용자의 심박수 또는 체온 중 적어도 어느 하나를 감지하여 사용자상태 정보를 생성하는 사용자상태 센서(500)를 더 포함한다.

또한, 중앙서버 장치(300)는, 사용자상태 센서(500)의 사용자상태 정보를 수신하여, 미리 설정된 제1 상태문턱값 이상인 경우 또는 제2 상태문턱값 이하인 경우 중 적어도 어느 하나의 경우, 비상정지 정보를 생성하여 헬스 기구(200)의 컨트롤러(250)에 전송한다. 이에 따라, 컨트롤러(250)는 전공비례제어밸브(220)의 입력 전압값을 0으로 급변경한다.

구체적으로, 사람의 목에는 경동맥이 형성되어 있으므로, 이와 인접한 사람의 귀에서 심박수를 측정하는 것이 가능하다. 또한, 사람의 귀에서는 사람의 체온변화를 쉽게 감지할 수 있다. 따라서, 사용자상태 센서(500)는 심박수를 감지하기 위한 압전 센서와, 체온을 감지하기 위한 온도 센서로 구성되어 사용자의 귀에 장착된다.

중앙서버 장치(300)는 사용자의 심박수와 체온 중 어느 하나가 급격히 상승하여 일정값(제1 문턱값)을 넘어서는 경우, 비성정지 정보를 생성하고, 헬스 기구(200)는 운동하중을 무부하로 즉시 바꾸는 초동초치를 행함으로써, 사고를 방지할 수 있다. 심박수 또는 체온이 급격히 하강하는 경우에 대해서도 제2의 문턱값을 설정하여 비상정지시키는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 헬스 기구(200)에 운동을 비상 정지시키는 비상정지 버튼(도시하지 않음)을 더 포함하고, 비상정지 버튼 작동시, 컨트롤러(250)는 전공비례제어밸브(220)의 입력 전압값을 0으로 급변경하는 것도 가능하다. 즉, 비상시 사용자에 의해 강제 정지가 가능하다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 헬스 기구에 표시되는 화면을 나타낸 도면이다.

도 11에서는 헬스 기구에서 조작 없이 운동하중값과 운동횟수값이 자동 설정되어 표시된다. 사용자의 입력에 의해 하중 조절이 가능함은 물론이다.

도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 단말 장치에 표시되는 화면을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 단말 장치에 표시되는 운동처방 정보, 즉 자동운동 제어 정보를 나타낸 것이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 단말 장치에 표시되는 운동결과 정보, 즉 각종 운동 데이터를 나타낸 것이다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 운동 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 기본 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 체성분 검사와 근력 측정 후 자동운동제어 정보가 생성되어 이에 맞추어 관리된다. 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 장기간 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 설정에 따라 12주 운동 프로그램이 생성된다. 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 운동 관리 시스템을 이용한 재활운동용 운동 관리 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 전문가에 의한 운동 처방으로 행정간 운동하중을 임의 조절할 수 있다.

<다른 실시예>

(A) 상기의 측정 행정은 표시 패널에 의해 안내하거나, 특히 시각장애가 있는 경우 스피커를 통한 음성으로 안내하는 것이 바람직하다. 또한, 비상정지 버튼에 대한 안내도 병행되어야 함은 물론이다.

(B) 본 발명의 다른 실시예로서 운동 기구부에 전후 방향으로 운동할 수 있는 부품을 추가로 장착하고, 에어 실린더 및 전공 양방향 솔레노이드 밸브를 더 구비하는 것에 의해 이종의 운동을 복합적으로 행할 수 있는 헬스 기구를 제공할 수 있다.

(C) 컴프레서와 솔레노이드 밸브 사이에 과부하 방지 밸브를 추가 설치하는 것에 의해 공기압 상승에 따른 과부하를 방지할 수 있다.

(D) 본 발명의 헬스 기구는 가정 또는 헬스장에 사용되므로, 공기 출입구에 소음기를 부착함으로써, 개방되어 공기가 배출되는 측의 공기 출입구에서 발생되는 소음을 저감할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 운동 기구부
11 : 운동레버
100 : 체성분 측정 장치
200 : 헬스 기구
210 : 에어 실린더
211 : 하부 공기실
211a : 하부 공기실의 공기 출입구
212 : 상부 공기실
212a : 상부 공기실의 공기 출입구
213 : 피스톤
220 : 전공비례제어밸브
230 : 로드셀
240, 240‘ : 위치 센서
241 : 마그네틱 부재
242 : 마그네틱 스위치
243 : 롤러
244 : 엔코더
250 : 컨트롤러
260 : 타이머
271 : 컴프레서
272 : 솔레노이드 밸브
273 : 에어 탱크
274 : 필터 레귤레이터
275 : 온오프 스위치
300 : 중앙 서버 장치
400 : 단말 장치

Claims (13)

1. 사용자의 체지방량 및 근육량을 측정하여 체성분 정보를 생성하는 체성분 측정 장치;
   내부의 공기압을 운동하중으로 제공하는 에어 실린더와, 상기 에어 실린더에 연결되며 입력 전압값에 따라 상기 에어 실린더의 운동하중을 조절하는 전공비례제어밸브와, 상기 에어 실린더의 피스톤 헤드에 설치되며 상기 피스톤에 가해지는 운동부하를 감지하여 운동부하 정보를 발생시키는 로드셀과, 상기 에어 실린더에 설치되며 상기 피스톤의 위치 및 상기 피스톤 왕복운동 횟수를 감지하여 피스톤위치 정보 및 운동횟수 정보를 발생시키는 위치 센서와, 상기 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 최대로 설정한 후 사용자에 의한 상기 피스톤의 측정 행정 시, 상기 로드셀로부터 상기 운동부하 정보를 수신하여 사용자의 최대근력량 정보를 생성하는 컨트롤러를 포함하는 헬스 기구; 및
   상기 체성분 정보와 상기 최대근력량 정보를 수신하여 운동하중값 및 운동횟수값을 포함하는 자동운동제어 정보를 생성하되, 미리 설정된 연산식에 의해 상기 체성분 수치와 상기 최대근력량 수치를 대입하여 상기 운동하중값 및 상기 운동횟수값을 산출하여 상기 자동운동제어 정보를 생성하거나, 미리 설정된 룩업테이블에서 상기 체성분 정보와 상기 최대근력량 정보에 대응하는 상기 운동하중값 및 상기 운동횟수값을 서치하여 상기 자동운동제어 정보를 생성하고 상기 헬스 기구에 전송하는 중앙서버 장치;
   를 포함하며, 상기 헬스 기구는 상기 자동운동제어 정보를 수신하여 사용자가 행해야 할 운동하중값과 운동횟수값을 자동 설정하며,
   사용자의 귀에 장착되며, 사용자의 심박수를 감지하기 위한 압전 센서와, 사용자의 체온을 감지하기 위한 온도 센서로 구성되어, 사용자의 심박수 또는 체온 중 적어도 어느 하나를 감지하여 사용자상태 정보를 생성하는 사용자상태 센서;를 더 포함하고,
   상기 중앙서버 장치는, 상기 사용자상태 센서의 사용자상태 정보를 수신하여, 사용자의 심박수 또는 체온 중 적어도 어느 하나가 급격히 상승하여 미리 설정된 제1 상태문턱값 이상인 경우 또는 사용자의 심박수 또는 체온 중 적어도 어느 하나가 급격히 하강하여 제2 상태문턱값 이하인 경우 중 적어도 어느 하나의 경우, 비상정지 정보를 생성하여 상기 헬스 기구의 컨트롤러에 전송하며,
   상기 컨트롤러는 상기 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 0으로 급변경하여 상기 헬스 기구의 운동하중을 무부하로 즉시 변경하며,
   워밍업으로 사용자에게 운동하중을 인지시킨 후 운동이 행해지도록, 상기 컨트롤러는 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 상기 피스톤의 제1 행정 시 입력 전압값을 0으로 제어하고, 사용자에 의한 상기 피스톤의 제2 행정 시 입력 전압값을 0에서 시작하여 점진적으로 증가시켜 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값에 도달하도록 제어하며, 사용자에 의한 상기 피스톤의 제3 행정부터 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값에 해당하는 입력 전압값으로 제어하며,
   상기 중앙서버 장치는, 근파워 향상 모드 및 근지구력 향상 모드를 미리 설정하고, 사용자의 체성분 수치와 최대근력량 수치가 동일하여도 운동의 목적에 따라, 상기 근파워 향상 모드에서는 상기 운동하중값을 상승시키고, 상기 근지구력 향상 모드에서는 상기 운동횟수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어 실린더는 단동식 에어 실린더이며,
   상기 전공비례제어밸브는 상기 피스톤의 헤드에 의해 구획되는 공기실 중 일방에만 연결되어, 상기 피스톤의 위치가 변경되어도 동일 입력 전압값에서는 동일 공기압값을 갖도록 행정간 출입되는 공기를 조절하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값에 따라 상기 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 설정하고, 상기 위치 센서로부터 운동횟수 정보를 수신하여 상기 자동운동제어 정보의 운동횟수값에 달성될 때까지 운동하중을 유지시키는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 헬스 기구는 운동 종류별로 복수대가 구비되며, 각각에는 RFID 리더기가 장착되어, 사용자가 소지하는 RFID 태그를 인식하는 것으로, 상기 중앙서버 장치가 사용자의 운동 종류별 최대근력량을 상기 자동운동제어 정보에 반영하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값을 수신한 후, 사용자에 의한 상기 피스톤의 제1 행정 내지 제5 행정 시에, 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 헬스 기구는, 행정간 시간을 감지하여 운동시간 정보를 발생시키는 타이머를 더 포함하며,
   상기 컨트롤러는 사용자에 의한 상기 피스톤의 제1 행정 내지 제5 행정 시의 상기 운동시간 정보와 상기 피스톤위치 정보를 수신하여 운동속도 정보를 산출하고, 상기 운동속도 정보가 미리 설정된 운동속도 문턱값 이하인 경우, 상기 에어 실린더가 상기 자동운동제어 정보의 운동하중값의 50% 내지 80%에 해당하는 운동하중을 유지하도록 입력 전압값을 제어하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 중앙서버 장치는 재활운동 모드를 미리 설정하여, 행정간 운동위치에 따라 상기 운동하중값의 크기를 조절하여 상기 자동운동제어 정보를 생성하고,
   상기 컨트롤러는 상기 피스톤위치 정보를 이용하여, 행정간 상기 피스톤의 위치와 운동되는 근육 부위를 대응시켜, 활성화시키고자 하는 근육 부위에 해당하는 운동위치에서의 상기 운동하중값을 상승시키는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 헬스 기구는 운동을 비상 정지시키는 비상정지 버튼을 더 포함하고,
    상기 비상정지 버튼 작동시, 상기 컨트롤러는 상기 전공비례제어밸브의 입력 전압값을 0으로 급변경하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
12. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버 장치는, 사용자의 회원 정보, 사용 헬스기구종류 정보, 운동시간 정보, 운동하중 정보 또는 운동횟수 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 운동 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.
13. 제1항에 있어서,
    상기 중앙서버 장치는, 주기적으로 상기 체성분 정보와 상기 최대근력량 정보를 업데이트하여, 상기 자동운동제어 정보를 재생성하는 것을 특징으로 하는 운동 관리 시스템.

Images