KR100693926B1

KR100693926B1 - 근육트레이닝장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100693926B1
Application number: KR1020050039903A
Authority: KR
Inventors: 아츠미 오타; 노부오 오기와라
Original assignee: 이토쵸탄파 가부시키가이샤
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-03-12
Anticipated expiration: 2025-05-12
Also published as: JP2005348859A; US7787955B2; CN1706507B; CN1706507A; KR20060047839A; US20050277997A1; JP4057558B2

Abstract

본 발명의 근육트레이닝 장치는, 이용자의 몸에 부착할 수 있는 복수의 도자와; 상기 이용자로부터의 지시를 받는 조작부와; 전기자극신호의 크기 및 공급주파수 간의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터를 격납하는 기억부와; 상기 조작부로부터 입력된 상기 전기자극신호의 크기 및 상기 전류주파수 상관데이터에 의하여 상기 공급주파수를 결정하는 제어부와; 상기 제어부로부터 지정되는 상기 전기자극신호의 크기 및 상기 공급주파수에 의하여 상기 전기자극신호를 생성하고, 상기 각 도자를 경유하여 상기 이용자의 몸에 상기 전기자극신호를 공급하여 간섭파를 발생시키는 전기자극 출력부를 구비한다.

근육트레이닝장치, 전류주파수 상관데이터, 전기자극신호, 간섭파, 전기자극출력부

Description

근육트레이닝장치 및 그 제어방법{MUSCLE TRAINING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREFOR}

도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 관한 근육트레이닝장치의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는, 본 발명의 근육트레이닝장치가 출력하는 전기자극신호의 크기와 공급주파수와의 관계를 나타내는 그래프이고, 가로축이 출력, 세로축이 공급주파수를 나타낸다.

도 3은, 본 발명의 근육트레이닝장치의 제어흐름을 나타내는 프로챠트.

도 4는, 본 발명의 근육트레이닝장치의 조작부의 일례를 나타내는 정면도.

도 5는, 본 발명의 근육트레이닝장치가 출력하는 전기자극신호의 크기와 공급주파수와의 관계의 변형예를 나타내는 그래프이고, 가로축이 출력, 세로축이 공급주파수를 나타낸다.

도 6은, 본 발명의 근육트레이닝장치의 각 도자를 이용자의 트레이닝부위에 부착시킨 모습을 나타내는 사시도.

도 7은, 본 발명의 근육트레이닝장치에 의한 간섭파의 발생개소를 나타내는 도면.

[부호의 설명]

1 : 근육트레이닝장치

2 : 전기자극출력부

3 : 제어부

4 : 조작부

5 : 기억부

6 : 표시부

7a∼7d : 도자

S01 : 공급개시

S02 : 간섭파 주파수 상승

S03 : 출력상승 요구접수

S04 : 전류주파수상관데이터 참조

S05 : 공급주파수 변경

본 발명은, EMS(Electrical Muscle Stimulation, 전기적근육자극)을 이용한 근육트레이닝장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

근력 업이나 다이어트를 목적으로, EMS를 이용한 근육트레이닝장치가 사용된다. EMS를 이용한 근육트레이닝장치는, 도자(導子)를 경유하여 이용자의 체내에 전류를 공급하고, 이용자의 근육에 자극을 가한다. 이때, 공급되는 전류의 전류값이 클수록 이용자의 근육은 큰 자극을 받기 때문에, 트레이닝 효과도 커지는 것을 기대할 수 있다. 그러나, 단순히 전류값을 크게 하면 이용자의 피부에 큰 자극을 가하기 때문에, 이용자가 통증을 느낄 수 있다.

일본국 특개2001-025510호 공보에는, 컴퓨터나 게임기 이용자가 사용하는 맨·머신인터페이스인 역촉각(力觸覺)글로우브에 쓰여지는 기술이 개시되고 있다. 이 기술은, 이용자의 저온화상 등을 억지하기 위한 것이다. 그러나, 이 기술에서는, 이용자의 안전을 위하여 전류값을 저하시키거나 전류를 정지시키거나 한다. 따라서, 근육트레이닝장치에 적용하게 되면 트레이닝 효과가 감소하는 문제가 생긴다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이용자에게 과도한 통증을 느끼게 하지 않고 큰 전류값을 이용자의 체내에 공급하는 근육트레이닝장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이하의 수단을 갖는다.

즉, 본 발명의 근육트레이닝장치는, 이용자의 몸에 부착되는 복수의 도자와; 상기 이용자로부터의 지시를 받는 조작부와; 전기자극신호의 크기 및 공급주파수 간의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터를 격납 하는 기억부와; 상기 조작부로부터 입력된 상기 전기자극신호의 크기 및 상기 전류주파수 상관데이터에 의하여 상기 공급주파수를 결정하는 제어부와; 상기 제어부로부터 지정된 상기 전기자극 신호의 크기 및 상기 공급주파수에 의하여 상기 전기자극신호를 생성하고, 상기 각 도자를 경유하여 상기 이용자의 몸에 상기 전기자극신호를 공급하여 간섭파를 발생시키는 전기자극 출력부를 구비한다.

상기 근육트레이닝장치에 의하면, 전기자극신호의 크기에 맞추어 공급주파수도 변화시키므로, 근육트레이닝장치를 사용하는 경우의 통증을 억지하는 것이 가능하다.

상기 전류주파수 상관데이터에 있어서 상기 전기자극신호의 크기와 상기 공급주파수가 정비례의 관계를 가질 수 있다.

이 경우, 전기자극신호의 크기에 정비례하여 공급주파수도 상승하므로, 근육트레이닝장치의 사용에 의한 통증을 더욱 확실하게 억지하는 것이 가능하게 된다.

상기 조작부가, 상기 이용자로부터 상기 전기자극신호의 공급주파수의 변경지시를 받은 경우에, 이 변경지시를 상기 제어부로 출력하고; 상기 제어부가, 상기 변경지시에 의하여 상기 전기자극출력부에 상기 전기자극신호의 공급주파수 변경을 지시하고; 상기 전기자극출력부가, 상기 제어부로부터의 상기 지시를 받아서 상기 전기자극신호의 공급주파수를 변경할 수 있다.

이 경우, 이용자는 원하는 전기자극신호의 크기에 맞추어 공급주파수도 변경할 수 있으므로, 근육트레이닝장치의 사용에 의한 통증을 각 이용자의 각 상태에 따라서 억지할 수가 있게 된다.

또, 본 발명의 근육트레이닝장치의 제어방법은, 이용자로부터의 지시를 입력하고; 상기 지시에 따른 전기자극신호의 크기에 대응하는 공급주파수를, 상기 전기자극신호의 크기 및 공급주파수 간의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터에 의 하여 구하고; 상기 전기자극신호의 크기와 공급주파수에 의하여 상기 전기자극신호를 생성하고, 이 전기자극신호를 상기 이용자의 몸에 공급하여 간섭파를 발생시킨다.

상기 근육트레이닝장치 제어방법에 의하면, 전기자극신호의 크기에 맞추어 공급주파수도 변화시키므로, 근육트레이닝장치를 사용하는 경우의 통증을 억지할 수 있다.

상기 전류주파수 상관데이터에 있어서 상기 전기자극 신호의 크기와 상기 공급주파수가 정비례의 관계를 가질수 있다.

이 경우, 전기자극신호의 크기에 정비례하여 공급주파수도 상승하므로, 근육트레이닝장치의 사용에 의한 통증을 더욱 확실하게 억지할 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 발명의 일 실시형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태의 근육트레이닝 장치(1)의 구성을 나타내고 있다. 제어부(3)는, 근육트레이닝장치(1)를 제어하기 위한 기능을 갖는다(상세에 대하여는 후술한다). 전기자극출력부(2)는, 제어부(3)으로부터의 지시에 의하여 전기자극 신호를 생성하고, 도자(7a)와 도자(7c)와의 사이에 전기자극신호를 인가한다. 또, 전기자극출력부(2)는, 도자(7b)와 도자(7d)와의 사이에도 전기자극신호를 인가한다.

도자(7a∼7d)는, 전기자극출력부(2)가 생성한 전류를 이용자의 몸에 공급하는 패드이고 제 6 도에 도시한 것과 같이, 이용자가 단련하고자 하는 근육위치(이하, 트레이닝부위)에 부착하여 사용한다. 이용자가, 도 6에 도시한 것과 같이 도자(7a∼7d)를 트레이닝부위에 부착하여 트레이닝을 수행할 때, 예를 들어, 도자(7a) 와 도자(7c)와의 사이에 1000Hz의 전류가 인가되고, 또한, 도자(7b)와 도자(7d)와의 사이에 990Hz의 공급주파수를 갖는 전류가 인가되는 경우에는, 도 7에 도시한 부분A∼D에 10Hz의 간섭파가 발생하고, 이 부분 A∼D의 위치에 있어서 근육이 단련된다.

도 1에 도시한 조작부(4)는, 근육트레이닝장치(1)의 이용자로부터의 지시를 받은 경우에, 이 지시의 내용을 제어부(3)로 출력한다. 이용자는, 조작부(4)에 지시하는 것으로, 예를 들어 10mA∼80mA의 전기자극신호를 출력할 수 있도록 지정할 수 있다.

기억부(5)는, 전기자극신호의 크기와 공급주파수와의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터(도 2 참조)를 기억하고 있다. 전류주파수 상관데이터의 공급주파수는, 전기자극출력부(2)가 실제로 발생시키는 전기자극신호의 주파수를 나타낸다.

표시부(6)는, 제어부(3)로부터의 출력에 의하여, 근육트레이닝장치(1)가 출력하고 있는 전기자극신호의 강도 등을 표시한다.

다음으로, 본 실시형태의 근육트레이닝장치(1)의 동작에 대하여 설명한다. 제 3 도는, 근육트레이닝 장치(1)의 제어처리의 흐름을 나타낸다.

우선, 근육트레이닝장치(1)의 이용자는, 자신들의 트레이닝 부위에 도자(7a∼7d)를 부착시킨 후, 조작부(4)에 트레이닝의 개시를 입력한다.

근육트레이닝장치(1)의 제어부(3)는, 조작부(4)를 통하여 이용자로부터의 지시를 받으면, 기억부(5)로부터 제 2 도에 도시한 상기 전류주파수 상관데이터를 읽 어 낸다.

그리고, 제어부(3)는, 현재가 트레이닝의 개시 시점이므로, 가장 약한 레벨(강도)의 전류를 이용자의 체내에 공급하여야 한다고 판단한다. 또한 제어부(3)는, 전류주파수 상관데이터에 의하여 가장 약한 전류값「10 mA」와 이 전류값 「10 mA」에 대응하는 공급주파수로서 상기 전류주파수 상관데이터로부터 얻을 수 있는 「600 Hz」와, 실제로 이용자의 근육에 작용하는 간섭파의 주파수의 최소치인 「0 Hz」 를 전기자극출력부(2)로 출력한다. 이렇게 하여, 제어부(3)는, 전기자극출력부(2)에 대하여 전류공급의 개시를 지시한다(도 3의 스탭 S01). 또한, 제어부(3)은 표시부(6)에 대하여 현재의 가동상황(전류값이 10 mA이고, 간섭파의 주파수가 0 Hz인 것)을 출력하여 표시시킨다. 그리고, 제어부(3)는, 이용자로부터 다음의 지시를 기다린다.

전기자극출력부(2)는, 제어부(3)로부터의 지시에 따라서, 전류값이 10 mA이고 또한 공급주파수가 600 Hz의 전기자극신호를 발생시켜 도자(7a∼7d)로 송신한다. 이 때, 전기자극 출력부(2)로부터 도자(7a∼7d)에 송신되는 각 전기자극신호의 공급주파수는 동일하므로, 이용자의 체내에 간섭파는 발생하지 않는다. 더욱, 전기자극출력부(2)는, 처음부터 전류값이 10 mA이고 또한 공급주파수가 600 Hz의 전기자극신호를 발생시키는 것이 아니고, 전류값이 0 mA이고 또한 공급주파수가 0 Hz의 상태에서 소정의 시간 내에 점차적으로 전류값 및 공급주파수를 상승시킨다.

다음으로, 이용자가 조작부(4)에 대하여 간섭파의 주파수를 10 Hz로 상승시키는 지시를 행한 경우에 대하여 설명한다.

제어부(3)는, 조작부(4)를 경유하여 이용자로부터 상기 지시를 받고, 간섭파의 주파수를 10 Hz로 상승시키기 위한 공급주파수의 상승은 필요하지 않다고 판단한 경우, 전기자극 출력부(2)에 대하여, 간섭파의 주파수를 10 Hz로 상승시키기 위한 신호를 송신한다(도 3의 스탭S02). 또, 제어부(3)는, 표시부(6)에 대하여 현재의 가동상황(전류값이 10 mA이고, 간섭파의 주파수가 10 Hz인 것)을 출력하여 표시한다. 그리고, 제어부(3)는, 이용자로부터 다음 지시를 기다린다.

전기자극출력부(2)는, 제어부(3)로부터의 지시에 따라서, 현재 발생하고 있는 전기자극신호를 소정의 시간 내에 조금씩 변화시켜 간다. 즉, 도자(7a) 및 도자(7c)에 대한 전기자극신호의 공급주파수를 600 Hz로 유지한 상태로, 도자(7b) 및 도자(7d)에 대하여 전기자극신호의 공급주파수를 조금씩 10 Hz씩 내려서 590 Hz로 떨어뜨린다. 도자(7a∼7d)는, 수신한 전기자극신호를 이용자의 각 트레이닝 부위에 공급한다. 그 결과, 이용자의 몸이 간섭파의 발생을 관지하고, 트레이닝을 수행하게 된다.

다음으로, 이용자가 조작부(4)에 대하여, 전류값을 30 mA로 상승시키는 지시를 행한 경우에 대하여 설명한다.

제어부(3)는, 조작부(4)를 경유하여 이용자로부터 상승지시를 받은 경우(도 3의 스탭S03), 상기 전류주파수 상관데이터를 참조하여(도 3의 스탭S04), 전류값 30 mA와 공급주파수 2000 Hz를 전기자극출력부(2)에 출력하여 출력의 상승을 지시한다. 또, 제어부(3)는, 표시부(6)에 대하여 현재의 가동상황(전류값이 30 mA이고, 간섭파의 주파수가 10 Hz인 것)을 출력하여 표시한다. 그리고, 제어부(3)는, 이용 자로부터 다음의 지시를 기다린다.

도자(7a∼7d)의 크기를 T, 공급주파수를 C라 할 경우, 인간의 피부저항은 「1/(2πTC)」로 표시된다. 따라서, 전기자극신호의 출력상승에 따른 공급주파수C를 상승시킴으로써, 피부저항이 감소된다. 또, 예를들어, 공급주파수를 10 Hz에서 100 Hz로 상승시키는 경우보다, 100 Hz에서 1000 Hz로 상승시키는 것이, 동일한 10배의 상승이라도 실제 피부에의 자극감은 극단적으로 부드럽게 된다는 것으로 알려져 있다. 제어부(3)에 의한 상기 처리는, 공급주파수를 600 Hz에서 2000 Hz로 상승시키기 때문에, 공급주파수를 10 Hz에서 100 Hz로 상승시키는 경우보다 피부에의 자극감을 상당히 부드럽게 하는 것이 가능하게 되었다.

전기자극출력부(2)는, 제어부(3)에서 지시를 받은 경우, 발생시키는 전기자극신호의 출력과 공급주파수를 소정의 시간 내에 조금씩 상승시키기 위한 신호를, 도자(7a∼7d)로 송신한다.(도 3의 스탭S05). 이때, 전기자극출력부(2)는, 도자(7a ~7d) 사이에 공급하는 전기자극신호의 공급주파수와 도자(7b) 및 도자(7d) 사이에 공급하는 전기자극신호의 공급주파수 사이에, 상술한 것과 같이 차분(差分)을 갖게 한다. 이후, 제어부(3)는, 이용자로부터의 요구에 응하여 간섭파의 주파수나 출력의 변경을 수행한다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환 및 그 외의 변경이 가능하다. 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것은 아니고, 첨부의 크레임 범위에 의해서만 한정된다.

예를들어, 본 발명은, 근육의 긴장완화나 진통 등을 위한 치료도구로 적용할 수 있다. 이 경우, 환자의 피부에 강한 통증을 느끼게 하지않고 커다란 전류를 체내에 공급할 수 있으므로 보다 높은 치료효과가 기대된다.

또, 본 실시형태에서는, 4개의 도자(7a∼7d)를 준비하는 4극 간섭방식으로 EMS를 발생시키고 있지만, 4개에 한정하지 않고, 도자의 수를 6개 이상으로 할 수도 있다. 도자의 수를 늘린 경우, 간섭파를 보다 넓은 장소에서 발생시킬 수 있으므로, 한층 더 트레이닝 효과가 기대된다.

또, 본 발명형태에서는, 전기자극출력부(2)가 발생시키는 전기자극신호로서, 도 2에 도시한 것과 같이, 출력에 비례하여 공급주파수가 증대하는 것을 채용하였다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 이용자가 공급주파수를 지정하여 바꾸어도 좋다. 예를들어, 이용자가 도 4에 도시한 조작부(4)를 조작하여 사용감을 상하로 증감시킬 수 있다. 이 경우, 이용자가 피부에 통증을 느꼈을 때에는, 도 4에 도시한 조작부(4)의 사용감 하표시버튼(10)을 누룬다. 이 조작을 상기 제어부(3)가 받어, 전기자극출력부(2)에 대하여 공급주파수의 증가를 지시한다. 이에 따라, 공급주파수가 증가되어 이용자의 통증이 완화된다.

동일한 공급주파수 및 동일한 출력이라도, 통증을 느끼는 사람과 느끼지 않는 사람이 있으므로, 지각신경이 민감한 이용자가 사용하는 경우에는, 공급주파수를 높게 설정하여 사용할 수 있다. 또, 이용자의 직감적인 이해를 위하여, 공급주파수를 표시부(6)에 표시하는 대신에, 「하드」나 「마일드」 등의 글자나 페이스 마크 등의 심볼을 표시하여도 좋다.

또, 본 실시형태의 근육트레이닝장치(1)에는, 트레이닝의 전후에 수행하는 웜 업이나 클 다운 같은 과정은 포함되어 있지 않지만, 이들의 과정을 수행하도록 할 수 있다. 이 경우, 이용자가 근육트레이닝장치(1)를 사용할 경우에 급격한 운동에 의하여 근육이 손상되는 것을 효과적으로 막을 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 전기자극출력부(2)가 발생하는 전기자극신호의 공급주파수가 도 2에 도시한 것과 같이 출력과 비례관계에 있는 것을 채용하였으나, 이에 한정하지 않고, 예를들어 도 5에 도시한 것과 같이, 소정의 출력범위마다 공급주파수가 스탭 형상으로 증가하는 전기자극신호를 채용할 수 있다. 이 경우, 장치의 구조가 단순하게 되어 근육트레이닝장치(1)의 소형화, 또는 저가격화가 가능하게 된다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 이용자에게 과도한 통증을 느끼게 하지 않고 큰 전류값을 이용자의 체내에 공급할 수 있다.

Claims

이용자의 몸에 부착되는 복수의 도자와;

상기 이용자로부터의 지시를 받는 조작부와;

전기자극신호의 크기 및 공급주파수 사이의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터를 격납하는 기억부와;

상기 조작부로부터 입력된 상기 전기자극신호의 크기 및, 상기 전류주파수 상관데이터에 의하여 상기 공급주파수를 결정하는 제어부와;

상기 제어부로부터 지정된 상기 전기자극신호의 크기 및 상기 공급주파수에 의하여 상기 전기자극신호를 생성하고, 상기 각 도자를 경유하여 상기 이용자의 몸에 상기 전기자극신호를 공급하여 간섭파를 발생시키는 전기자극출력부를 구비하고,

상기 전류주파수 상관데이터에 있어서의 상기 전기자극신호의 크기와 상기 공급주파수가 정비례 관계를 가지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 근육트레이닝장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 조작부는, 상기 이용자로부터 상기 전기자극신호의 공급주파수 변경지시를 받은 경우에, 이 변경지시를 상기 제어부로 출력하고;

상기 제어부는, 상기 변경지시에 의하여 상기 전기자극출력부에 상기 전기자극신호의 공급주파수 변경을 지시하고;

상기 전기자극출력부는, 상기 제어부로부터의 상기 지시를 받아서 상기 전기자극신호의 공급주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 근육트레이닝장치.
이용자로부터의 지시를 입력하고;

상기 지시에 따른 전기자극신호의 크기에 대응하는 공급주파수를, 상기 전기자극신호의 크기 및 공급주파수 간의 관계를 나타내는 전류주파수 상관데이터에 의하여 구하고;

상기 전기자극신호의 크기와 공급주파수에 의하여 상기 전기자극신호를 생성하고;

이 전기자극신호를 상기 이용자의 몸에 공급하여 간섭파를 발생시키고,

상기 전류주파수 상관 데이터에 있어서의 상기 전기자극신호의 크기와 상기 공급주파수가 정비례의 관계를 가지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 근육트레이닝장치의 제어방법.
삭제