KR101907789B1 - 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법 - Google Patents

Abstract

자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법이 개시된다. 자전거형 재활 운동 기구는, 높이 조절 및 회전 가능하게 베이스의 일단에 설치되는 의자, 베이스의 타단에 의자와 이격 배치되고 의자와의 이격 거리 및 자체 높이를 조정 가능하게 설치되는 플라이휠, 플라이휠에 회전가능하게 결합하는 양쪽 페달, 및 의자의 틸팅 각도, 양쪽 페달의 높이, 및 의자와 플라이휠 간의 수평 거리를 사용자의 체형에 따라 자동 조정하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법{THE BICYCLE TYPE REHABILITATION EXERCISE APPARATUS AND METHOD OF OPERATING THE SAME}

본 발명의 실시예들은 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 실내에서 유산소 운동과 사용자의 다리 근력을 강화하기 위한 자전거형 재활운동기구에 대해서는 여러가지가 알려져 오고 있다.

예를 들면 도 1에 도시한 대한민국 실용신안 등록번호 제 20-0245367호로 등록된 헬스용 자전거 기구(이하, "자전거"라 칭한다)가 그 대표적인 것으로, 그 내용은 다음과 같다.

도시한 바를 참조하면, 종래의 자전거는 기본적으로 핸들(4)이 구비되고, 페달에 의해 구동되는 후륜(2)과, 그 후륜(2)에 부하를 부여하는 부하롤러(3)가 구비되고, 이 부하롤러(3)의 부하상태를 제어하도록 컨트롤러 장치(10)가 구비되어 있다.

또한, 베이스(7) 상측에 롤러대(6)가 연결되고, 이 롤러대(6)의 일측으로 권취/해권기(32)가 구비되어 롤러대(6)를 선회운동시키기 용이하도록 하였다.

상기한 권취/해권기(32)는 일측에 구비된 모터(33)에 의해 정, 역방향으로 회전구동이 용이하도록 하였다.

또한, 상기한 부하롤러(3)는 회전검출센서(11)에 의해 회전이 검출되며, 모터(33)와 컨트롤러 장치(10)는 제어장치(12)에 의해 제어된다.

나아가, 상기한 회전검출센서(11)의 신호를 받아 현주행상태를 화면에 표시하고 설정한 코스 상태를 화면에 표시하는 표시장치(13)를 포함하여 이루어지는 구성이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 실내 헬스용 자전거기구는 신체 건강한 일반인을 겨냥하여 제작된 것으로, 거동이 불편한 환자나 고령화 사회에서 활동이 자유롭지 못한 노인층이 이용하기는 현실적으로 어려운 문제가 있었다.

또한, 도시하지는 않았으나, 각 지방 자치단체에서 운영하는 체육시설등이 전부 실외에 설치되어 있어, 황사 또는 미세먼지 또는 동절기에 취약한 노인들이 이용하기는 한계가 있었다.

나아가, 다양한 형태의 질환을 갖고 있는 대다수의 노인들이 안전하고 효율적으로 유산소운동을 할 수 있는 실버 헬스케어 서비스의 공급이 필요한 실정이다.

또한, 상술한 종래의 헬스기구는 노인층 사용자의 체형이 전혀 고려되지 않아 잘못된 자세에서 유발될 수 있는 퇴행성 관절염에 의한 무릎 통증, 척추질환에 의한 요통 등의 통증을 더욱 악화시킬 수 있는 치명적인 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 주 사용층인 재활운동자나 노인들이 사용하는데 있어서 안전하고 올바른 자세로 유산소운동을 할 수 있도록 하는, 자전거형 재활 운동 기구를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 1차 사용자의 체형을 기억하여 추후에 재 사용시 그 사용자의 체형과 심박수에 맞는 운동을 할 수 있는, 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 노인층 및 재활운동자의 생체신호에 따라 지능형으로 작동하며, 개인 맞춤형 운동처방 및 훈련방법과 재활운동 관리 정보를 제공함으로써, 심폐질환자 및 노약자도 유용하게 사용할 수 있는, 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 자전거형 재활 운동 기구는, 3차원 체형 맞춤형 리컴번트 사이클 플랫폼 장치로서, 의자, 상기 의자와 이격 배치되는 플라이휠, 및 크랭크축을 게재하고 플라이휠에 회전가능하게 결합하는 양쪽 페달을 포함하며, 여기서 재활운동중의 재활운동대상자(P)의 심장자동조절에 따른 심박수, 혈압, 심근산소 요구량이 감소하는 의학적 특성과 연계되어, 또한 제1 제어기, 제2 제어기, 산소포화도센서 및 부하/케이던스 측정센서 각각의 감지 또는 제어결과에 근거하여, 의자의 등받이 각도(a1), 의자높이(H1), 의자와 크랭크축간거리(L), 양쪽 페달의 페달링 높이(H2)가 각각 조절될 수 있다.

일실시예에서, 자전거형 재활 운동 기구는, 상기 의자의 등받이 각도(a1), 의자높이(H1), 의자와 크랭크축간 거리(L), 양쪽 페달의 페달링 높이(H2)의 조정변수를 제어하도록, 상기 재활운동중의 재활운동대상자(P)의 체형을 기억하여 자동으로 조절하는 회로부 또는 상기 회로부를 포함하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러는 제1 제어기, 제2 제어기 또는 이들 모두를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 컨트롤러는 상기 의자의 등받이 각도(a1), 의자높이(H1), 의자와 크랭크축간 거리(L), 양쪽 페달의 페달링 높이(H2)의 조정변수를 제어하여, 상기 재활운동중의 재활운동대상자(P)의 운동시 최대의 운동 파워를 발휘하도록 제어될 수 있다.

일실시예에서, 자전거형 재활 운동 기구는, 상기 양쪽 페달에 설치되는 압력측정 센서를 더 포함하며, 컨트롤러는, 상기 압력 측정 센서로부터, 압력 차이를 비율로 표시하여 제공받거나, 또는 양쪽 페달링 구간 중 상기 재활운동중의 재활운동대상자(P)의 대퇴사두근(quadriceps)이 사용되는 구간의 각속도 차이를 계측한 데이터의 이용비율을 제공받을 수 있다.

일실시예에서, 자전거형 재활 운동 기구는, 상기 양쪽 페달(pd_1,pd_2)이 별도의 플라이휠(Fw)을 구비시켜 구동하게 하고, 각각의 휠은 별도의 마그네틱 저항기(Mr)로 부하를 줄 수 있도록 설치되며, 그에 의해 상기 재활운동 중의 재활운동대상자(P)의 좌우측 다리에 가해지는 운동부하를 다르게 하는 듀얼 플라이휠 방식으로 동작할 수 있다.

일실시예에서, 상기 구동부는 상기 양쪽 페달로부터 페달축까지의 각각의 이격 거리를 변경하도록 구성될 수 있다.

일실시예에서, 상기 양쪽 페달은 서로 다른 각각의 플라이휠로 연결될 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 자전거형 재활 운동 기구는, 바닥에 안착할 수 있도록 판형으로 구비된 베이스와; 상기 베이스의 일단에 사용자가 착석할 수 있도록 의자식으로 구비되며, 하측에는 상기 베이스와 결합이 용이하도록 프레임을 갖춘 안착부와; 상기 베이스와 상기 안착부의 프레임 사이에 사용자의 착석이 용이하도록 일측 또는 타측 직각방향으로 회동할 수 있도록 구비되는 회동장치와; 상기 안착부에 대향하는 상기 베이스의 타단에 구비되어 상기 안착부에 착석한 사용자가 양발로 페달을 굴러 디스크를 회전시킬 수 있도록 구비되는 구동부를 포함한다.

일실시예에서, 상기 안착부는, 전, 후 방향으로 소정각도 틸팅이 용이하도록 상기 프레임과의 사이에 구비된 힌지브라켓과, 상기 프레임 상측에 일단이 힌지결합되고, 타단은 상기 안착부의 하측에 구비된 브라켓과 힌지결합된 틸팅실린더를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 회동장치는, 상기 베이스 상측에 원형으로 구비된 제 1가이드와, 상기 안착부의 프레임 하측에 원형으로 구비된 제 2가이드와, 상기 제 1, 2가이드에 대칭방향으로 형성된 원형 안내홈에서 구름(Rolling)이 용이하도록 다수의 보올을 구비하며; 상기 제 1가이드는, 중심에 베어링을 구비하고; 상기 제 2가이드는, 상기 베어링과 축결합이 용이하도록 중심축을 구비할 수 있다.

일실시예에서, 상기 구동부의 디스크는, 상기 페달이 각 중심에 각각 대칭형으로 구비되어 각각 구동할 수 있도록 병렬로 구비될 수 있다.

일실시예에서, 상기 자전거형 재활 운동 기구는, 사용자의 체형에 맞게 높낮이가 조절되도록 상기 베이스와 상기 구동부 사이에 구비되는 높낮이 조절장치를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 높낮이 조절장치는, 상기 구동부의 하부 양측에 대칭형으로 구비되는 제 1링크브라켓과, 상기 제 1링크브라켓에 각 일단이 힌지결합되고, 각 타단은 상기 베이스의 상측에 구비된 리프트 보드 상에서 구름이 용이하도록 롤러가 구비된 제 1링크와; 상기 구동부의 하부 양측에 대칭형으로 구비되는 상기 제 1링크의 길이방향 중심과 중심이 힌지결합된 일단은 리프트 보드 상측에 상기 제 1링크브라켓과 대칭방향으로 구비된 제 2링크브라켓과, 상기 제 2링크브라켓에 일단이 힌지결합되고, 타단은 상기 구동부의 하측에서 구름이 용이하도록 롤러가 구비된 제 2링크와; 상기 제 1, 2링크 사이 중심의 길이방향으로 구비된 일단은 상기 리프트 보드 상에 구비된 고정브라켓과 결합되고, 타단은 상기 제 2링크 롤러의 연장된 중심축과 힌지결합된 승강실린더를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 자전거형 재활 운동 기구는, 사용자의 다리 길이에 맞게 전, 후 방향으로 슬라이딩이 용이하도록 상기 높낮이 조절장치와 상기 구동부 사이에 구비되는 길이조절장치를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 길이조절장치는, 상기 높낮이 조절장치의 상측에 상부가 개구된 박스형으로 구비된 메인프레임과, 상기 메인프레임의 일단에 구비된 구동모터와, 상기 구동모터의 구동축과 축결합된 스크류와, 상기 스크류와 나사결합이 용이하도록 하측으로 적어도 하나 이상의 너트가 구비되며, 상측으로는 상기 구동부를 안착시킬 수 있는 안착판을 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 길이조절장치는, 상기 안착판 하측과 접촉하여, 상기 안착판의 슬라이딩이 원활하도록 상기 메인프레임의 양측에 적어도 2개 이상 구비된 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법을 사용하는 경우에는, 유산소 운동 중 통증을 감소시킬 수 있는 3차원 체형 맞춤형 리컴번트 사이클 플랫폼 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 거리조절 시스템 이외에 의자 각도를 후방으로 기울이는 리컴번트 조절 시스템과 페달링 축의 높이를 올릴 수 있는 축높이 조절 시스템을 사용함으로써, 이용자의 허리와 등받이를 밀착시켜 허리 통증을 최소화시키는 자세를 찾는 효과가 있다. 즉, 페달링 축 높이 조절은 스피닝이나 좌식 실내 사이클에 비해 운동하는 다리를 더욱 높게 유지한 자세로 운동할 수 있어, 다리에 몰린 정맥혈의 심장 환류를 촉진시켜 주고 리컴번트 자세와 더불어 심장의 1회 심박출량을 촉진시켜 심장근육으로의 혈액공급을 향상시킬 뿐만 아니라, 다리의 부종을 예방하여 심장 부담을 낮추어 주는 효과도 기대할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 페달링 하는 다리의 위치가 높아지면 대퇴사두근을 더욱 주로 사용하게 되어, 의자에서 일어나기, 계단 오르기, 경사진 길 걸어 올라가기 등의 일상생활에 큰 도움을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동 기구에 의하면, 주 사용층인 노인들이 사용하는데 있어서, 안전하고 올바른 자세로 유산소운동을 할 수 있는 재활 운동 기구를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동 기구 및 그 작동 방법에 의하면, 1차 사용자의 체형을 기억하여 추후에 재 사용시 그 사용자의 체형과 심박수에 맞는 운동을 할 수 있는 운동기구를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 노인층 및 재활운동자의 생체신호에 따라 지능형으로 작동하는 운동장비를 제공하며, 개인 맞춤형 운동처방 및 훈련방법과 재활운동 관리 정보를 제공함으로써, 심폐질환자 및 노약자에게 적합한 운동기구를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 자전거형 운동기구를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 외형을 보인 사시도이다.
도 3과 도 4a는 도 2의 "A"선 부분을 확대하여 보인 도면으로서, 안착부의 틸팅 동작을 보인 도면이다.
도 4b는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 회동장치의 다른 실시예를 보인 도면이다.
도 5는 도 2의 "B"-"B"선에 의한 단면도로서, 병렬로 구비된 디스크 구성을 보인 도면이다.
도 6과 도 7의 가) 및 나)는 도 2의 "C"선 부분을 확대하여 보인 도면으로서, 자전거형 재활 운동기구의 높이조절장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8과 도 9는 도 6의 "D"선 부분을 확대한 도면으로서, 자전거형 재활 운동기구의 길이조절장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 구성요소들의 틸팅 각도와 길이조절장치의 상관관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 컨트롤러의 동작에 대해 설명하기 위해 동작 시스템의 모식도이다.
도 12는 도 11의 컨트롤러의 주요 기능 모듈에 대한 블록도이다.
도 13은 도 12의 메모리를 탑재한 자전거형 재활 운동기구에서의 작동 방법에 대한 흐름도이다.
도 14는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 또 다른 작동 상태를 보인 사시도이다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 조작자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 외형을 보인 사시도이고, 도 3과 도 4a는 도 2의 "A"선 부분을 확대하여 보인 도면으로서, 안착부의 틸팅 동작을 보인 도면이다.

도 2 내지 도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구(10)(이하, "운동기구"라 칭한다)는 베이스(100)와 안착부(200)와 회동장치(300)와 구동부(400)로 이루어진다.

베이스(100)는 평평한 바닥에 안착이 용이하도록 판형으로 구비되며, 도시하지는 않았으나, 네 모서리에 수평을 유지할 수 있도록 높낮이 조절나사를 구비시키는 것이 바람직하다.

이 베이스(100)의 상부 일단에 사용자가 착석할 수 있도록 의자식으로 구비된 안착부(200)는 상기한 베이스(100)와 결합이 용이하도록 하측에 프레임(201)을 갖추고 있는데, 상기 프레임(201)은 도시한 바와 같이, 안착부(200)의 전, 후 방향에 "U"자형으로 이루어진 구성이 나란히 배치된다.

또한, 안착부(200)는, 전, 후 방향으로 소정각도 틸팅이 용이하도록 상기 프레임(201)과의 사이에 구비된 힌지브라켓(210)과, 상기 프레임 상측에 일단이 힌지결합되고, 타단은 상기 안착부의 하측에 구비된 브라켓(230)과 힌지결합된 틸팅실린더(250)를 더 포함한다.

상술한 안착부(200)와 베이스(100) 사이에 사용자의 착석이 용이하도록 일측 또는 타측 직각방향으로 회동하는 회동장치(300)가 구비되어 있다.

도 4a에 도시한 바와 같이, 회동장치(300)는 제 1, 2가이드(310)(330)와 보올(350)로 이루어진다.

제 1가이드(310)는 베이스(100) 상측에 원형으로 구비된 원형 안내홈(311)이 마련되며, 그 원형의 중심에는 베어링(313)이 구비되어 있다.

제 2가이드(330)는 상기한 제 1가이드(310)와 대칭형으로 구비되도록 상기한 안착부(200)의 프레임(201) 하측에 원형으로 구비되며, 제 1가이드(310)의 원형 안내홈(311)과 동심한 위치에 원형 안내홈(331)이 형성되며, 상기한 베어링(313)과 축결합이 용이하도록 원형의 중심에는 수직방향으로 중심축(333)이 마련되어 있다.

보올(350)은 상기한 제 1, 2가이드(310)(330)에 대칭방향으로 형성된 원형 안내홈(311)(331)에서 구름(Rolling)이 용이하도록 다수의 구비되어 있다.

즉, 베어링(313)과 축결합된 중심축(333)을 중심으로 보올(350)이 원형 안내홈(311)(331)에서 구름(Rolling)하기 때문에 안착부(200)의 회동이 원활하다.

도 4b는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 회동장치의 다른 실시예를 보인 도면이다. 즉, 도 4b에 도시한 것은 본 발명에 따른 운동기구(10) 회동장치(300)의 다른 실시예로서, 원형 회동구(350)를 보인 것이다.

도 4를 참조하면, 원형 회동구(350)는 제 1, 2회동구(351)(353)로 이루어지는데, 제 1회동구(351)는 원형으로 형성된 본체의 일측으로 원형돌기(351a)가 형성되어 있다.

이에 대응하는 제 2회동구(353)는 상기한 제 1회동구(351)와 마찬가지로 원형으로 형성된 본체의 타측으로 상기한 제 1회동구(351)의 원형 돌기(351a)가 끼워질 수 있도록 원형 요홈(353a)이 형성되어 있다.

이와 같이, 상호 끼워져 결합된 원형 돌기(351a)와 원형 요홈(353a) 사이에는 마찰이 최소화되도록 그리스(Grease)를 도포하거나, 자체 윤활이 가능한 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 안착부(200)와 회동장치(300)에 대향하는 베이스(100)의 타단에 구동부(400)가 구비되는데, 이 구동부(400)는, 상기한 안착부(200)에 착석한 사용자가 양발로 페달(401)을 굴러 디스크(403)를 회전시킬 수 있도록 한다.

도 5는 도 2의 "B"-"B"선에 의한 단면도로서, 병렬로 구비된 디스크 구성을 보인 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 디스크(403)는 병렬로 구비되어 각 중심에 각각 대칭형으로 페달(401)이 구비되며, 병렬로 각각 구비된 디스크(403)의 하측에는 마그네틱 저항기(405)가 구비됨으로써, 좌, 우측 다리의 근력 특성에 따라 각각의 디스크(403)에 작용하는 부하를 다르게 할 수 있다.

한편, 상기한 양 페달(401)에는 압력측정센서(미도시)를 구비하여, 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 이 양 페달(401)간의 압력 차이를 비율로 제공받거나, 양쪽 페달링 구간중 대퇴사두근이 주로 사용되는 구간의 각속도 차이를 계측하여 이용비율로 제공받을 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 운동기구(10)는 높낮이 조절장치를 더 포함한다. 도 6과 도 7의 가) 및 나)는 도 2의 "C"선 부분을 확대하여 보인 도면으로서, 자전거형 재활 운동기구의 높이조절장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

높낮이 조절장치(500)는 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 사용자의 체형에 맞게 높낮이가 조절되도록 베이스(100)와 상기 구동부(400) 사이 양측에 대칭형으로 구비되는 구성으로서, 제 1, 2링크(510)(530)와 승강실린더(550)로 이루어진다.

제 1링크(510)는, 상기한 구동부(400)의 하부 양측에 대칭형으로 구비되는 제 1링크브라켓(511)에 각 일단이 힌지결합되고, 각 타단은 상기 베이스의 상측에 구비된 리프트 보드(105) 상에서 구름이 용이하도록 롤러(513)가 구비된다.

제 2링크(530)는, 상기한 제 1링크(510)의 길이방향 중심과 중심이 힌지결합되어 엇갈린 형태로 구비되며, 일단은 리프트 보드(105) 상측에 상기한 제 1링크브라켓(511)과 대칭방향으로 구비된 제 2링크브라켓(531)에 일단이 힌지결합되고, 타단은 상기 구동부(400)의 하측에서 구름이 용이하도록 롤러(533)가 구비된다.

승강실린더(550)는, 상기 제 1, 2링크 사이 중심의 길이방향으로 구비된 일단은 상기 리프트 보드 상에 구비된 고정브라켓(551)과 결합되고, 타단은 상기 제 1링크(510) 롤러(513)의 연장된 중심축(514)과 힌지결합된다.

또한, 본 발명에 따른 운동기구(10)는, 사용자의 다리 길이에 맞게 전, 후 방향으로 슬라이딩이 용이하도록 상기 높낮이 조절장치(500)와 상기 구동부(400) 사이에 구비되는 길이조절장치(600)를 더 포함한다. 도 8과 도 9는 도 6의 "D"선 부분을 확대한 도면으로서, 자전거형 재활 운동기구의 길이조절장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

길이조절장치(600)는 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 메인프레임(610)과 구동모터(630)와 스크류(650)와 안착판(670)으로 이루어진다.

메인프레임(610)은 상기한 높낮이 조절장치(500)의 상측에 상부가 개구된 박스형으로 구비되는데, 이 메인프레임(610)의 일단에 구동모터(630)가 구비되며, 이 구동모터(630)의 구동축(631)과 스크류(650)가 축결합되어 있다.

안착판(670)은 상기한 스크류(650)와 나사결합이 용이하도록 하측으로 적어도 하나 이상의 너트(660)가 구비되며, 상측으로는 구동부(400)를 안착시킬 수 있도록 판형으로 구비된다.

한편, 본 발명에 따른 길이조절장치(600)는 가이드 롤러(690)를 더 포함하는데, 이 가이드 롤러(690)는 상단이 안착판(670)의 하측에 접촉하며 슬라이딩이 원활하도록 상기 메인프레임(610)의 양측에 적어도 2개 이상 구비되어 있다.

도 10은 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 구성요소들의 틸팅 각도와 길이조절장치의 상관관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 또 다른 작동 상태를 보인 사시도이다. 도 12는 본 발명에 따른 자전거형 재활 운동기구의 컨트롤러의 동작에 대해 설명하기 위해 동작 시스템의 모식도이다.

도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 운동기구(10)는 컨트롤러(700)에 입력된 알고리즘에 의해 환자의 체형에 따라 안착부(200)의 등받이 각도(a1)를 조절하고, 하체의 다리 길이(L1+L2)에 따라 안착부(200)의 높이(H1)를 조절하며, 안착부(200)와 디스크(403)간의 거리(L)에 따라 디스크(403)의 중심 높이(H2)를 조절하여 대퇴근 각도(a2)와 페달링 각도(a3)를 조절함으로서 최대의 파워를 낼 수 있게 한다.

또한, 컨트롤러(700)는 중앙관리SW(710)를 내장하여 스마트 기기(730)로 부터 전송되는 사용자의 생체신호를 실시간으로 전송받아 사용자의 운동처방과 종전 이용시 운동부하를 제어하도록 하였다. 중앙관리SW(710)는 스마트폰, 스마트기기 등의 휴대 단말에 탑재될 수 있다.

컨트롤러(700)는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있고, 메모리는 환자의 체형에 따라 안착부(200)의 등받이 각도(a1)를 조절하고, 하체의 다리 길이(L1+L2)에 따라 안착부(200)의 높이(H1)를 조절하며, 안착부(200)와 디스크(403)간의 거리(L)에 따라 디스크(403)의 중심 높이(H2)를 조절하여 대퇴근 각도(a2)와 페달링 각도(a3)를 조절할 수 있는 프로그램을 저장할 수 있다. 이러한 기능을 위해 메모리는 사용자 인터페이스, 사용자 인식, 사용자 정보 획득, 재활운동기구 상태 조정, 생체신호 획득, 최적 설정조건 생성, 정보 출력 등을 위한 프로그램을 더 저장할 수 있다. 이러한 프로그램은 프로세서에 의해 호출되어 프로세서에 탑재되거나 수행될 수 있다.

도 12는 도 11의 컨트롤러의 주요 기능 모듈에 대한 블록도이다. 도 13은 도 12의 메모리를 탑재한 자전거형 재활 운동기구에서의 작동 방법에 대한 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 자전거형 재활 운동 기구의 컨트롤러는 프로세서(미도시)와 메모리(702)를 포함할 수 있고, 이때 메모리(702)는 사용자 인터페이스(I/F) 관리부(72), 사용자 인식부(73), 사용자 정보 획득부(74), 기구상태 조정부(75), 생체신호 획득부(76), 최적 설정조건 생성부(77) 및 정보 출력부(78)를 구비할 수 있다.

계속해서, 도 2 내지 도 14에 도시한 바를 참조로 하여 본 발명에 따른 운동기구(10)의 작용 효과를 설명한다.

우선, 운동기구(10)는 사용자(M)의 착석이 용이하도록 회동장치(300)를 작동하여 안착부(200)가 일측 또는 타측 직각방향으로 회동하고, 사용자(M)의 착석이 완료되면, 원위치로 복귀한다.

그런 다음, 기 입력된 알고리즘에 의해 사용자(M)의 체형을 분석하여 도 10에 도시한 바와 같이, 안착부(200)의 등받이 각도(a1)와 안착부(200)의 높이(H1) 및 안착부(200)와 디스크(403)간의 거리(L)에 따라 디스크(403)의 중심 높이(H2)를 조절함으로써, 사용자가 올바른 자세로 재활운동을 할 수 있도록 대퇴근 각도(a2)와 페달링 각도(a3)를 조절한다.

상기한 바와 같은, 안착부(200)의 회동은 회동장치(300)에 의해서 이루어지며, 안착부(200)의 등받이 각도(a1)는 틸팅실린더(250)에 의해 이루어지고, 안착부(200)의 높이(H1) 및 안착부(200)와 디스크(403)간의 거리(L)는 높낮이조절장치(500)와 길이조절장치(600)에 의해 이루어지는데, 이 모든 동작은 상기한 컨트롤러(700)에 입력된 알고리즘에 의해 제어된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 자전거형 재활 운동기구 및 그 작동 방법에 의하면, 주 사용층인 노인들이 사용하는데 있어서, 안전하고 올바른 자세로 유산소운동을 할 수 있도록 하였으며, 1차 사용자의 체형을 기억하여 추후에 재 사용시 그 사용자의 체형과 심박수에 맞는 운동을 할 수 있는 운동기구를 널리 제공하였다.

또한, 컨트롤러에 입력된 알고리즘에 의해 노인층 및 재활운동자의 생체신호에 따라 지능형으로 작동하는 운동장비를 제공하며, 개인 맞춤형 운동처방 및 훈련방법과 재활운동 관리 정보를 제공함으로써, 심폐질환자 및 노약자에게 적합한 운동기구를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 있게 된다.

10 : 자전거형 재활 운동 기구 100 : 베이스
200 : 안착부 201 : 프레임
210 : 힌지브라켓 230 : 브라켓
250 : 틸팅실린더 300 : 회동장치
310, 330 : 제 1, 2가이드 313 : 베어링
311, 331 : 원형 안내홈 333 : 중심축
350 : 보올 400 : 구동부
401 : 페달 403 : 디스크
500 : 높낮이 조절장치 510, 530 제 1, 2링크
511, 531 : 제 1, 2링크브라켓 513, 533 : 롤러
534 : 중심축 550 : 승강실린더
551 : 고정브라켓 600 :길이조절장치
610 : 메인프레임 630 : 구동모터
631 : 구동축 650 : 스크류
670 : 안착판 690 : 가이드 롤러

Claims (5)

1. 높이 조절 및 회전 가능하게 베이스의 일단에 설치되는 의자;
   상기 베이스의 타단에 상기 의자와 이격 배치되고 상기 의자와의 이격 거리 및 자체 높이를 조정 가능하게 설치되는 플라이휠;
   상기 플라이휠에 회전가능하게 결합하는 양쪽 페달; 및
   상기 의자의 틸팅 각도, 상기 양쪽 페달의 높이 및 상기 의자와 플라이휠 간의 수평 거리를 사용자의 체형에 따라 자동 조정하는 컨트롤러를 포함하고,
   상기 컨트롤러는 상기 사용자에 대한 미리 설정된 초기 설정이나 상기 사용자의 심박수를 포함한 생체신호에 따라 상기 플라이휠에 결합된 마그네틱 저항기의 저항을 제어하며,
   상기 컨트롤러는, 인식된 사용자 입력 정보에 기초하여 기저장된 사용자 정보를 획득하고, 상기 사용자 정보에 포함된 사용자의 체형에 따라 미리 설정된 재활 운동 기구의 상태를 자동 조정하며,
   상기 재활 운동 기구의 상태는, 베이스 일단상의 의자의 높이와 등받이 각도, 상기 베이스 타단상의 페달의 높이, 및 상기 의자와 상기 페달 간의 거리를 포함하는, 자전거형 재활 운동 기구.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 자동 조정 후에 상기 페달이 연결 디스크 또는 플라이휠에 결합하는 마그네틱 저항기에서 저항을 측정하는 압력측정센서, 생체센서, 또는 현장진단기기를 통해 사용자의 생체신호를 감지하고, 상기 생체신호 및 상기 사용자의 기설정 운동조건에 기초하여 상기 재활 운동 기구의 최적 설정조건을 생성하는, 자전거형 재활 운동 기구.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 의자는 리컴번트 자세로 기울어지는, 자전거형 재활 운동 기구.
   
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 최적 설정조건에 따라 상기 재활 운동 기구의 상태를 재조정하는, 자전거형 재활 운동 기구.

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