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내부에 설치된 모터를 구동하여 사용자에게 반발력을 제공하는 운동 기구부;제어 신호에 따라서 상기 모터를 구동하여 모터의 등속 제어, 토크 제어 및 위치 제어 중 어느 하나를 수행하도록 제어하는 모터 구동부; 및사용자로부터 운동 모드 및 운동 강도에 대한 설정 정보를 입력받아, 사용자가 선택한 운동 모드 및 운동 강도에 따라서 상기 제어 신호를 상기 모터 구동부로 출력하는 제어부;를 포함하고,상기 제어부는 사용자가 수행할 운동 모드를 선택받기 전에, 사용자의 최대 운동 강도를 측정하되, 아래의 수학식 에 따라서 한 번에 최대 노력으로 중량의 저항에 대항하여 발휘할 수 있는 근력인 1RM(Repetition Maximum)을 사용자의 관절 각도(θ)마다 측정하고, 상기 측정된 1RM을 반영하여 사용자가 선택한 운동 모드에 대한 운동 강도를 설정하며,사용자로부터 등속성 운동, 등장성 운동 및 등척성 운동 중 어느 하나의 운동 모드를 설정받고,사용자가 등속성 운동을 선택한 경우에는 상기 모터 구동부가 상기 모터의 등속 제어를 수행하도록 상기 제어 신호를 출력하고,사용자가 등장성 운동을 선택한 경우에는 상기 모터 구동부가 상기 모터의 토크 제어를 수행하도록 상기 제어 신호를 출력하며,사용자가 등척성 운동을 선택한 경우에는 상기 모터 구동부가 상기 모터의 위치 제어를 수행하도록 상기 제어 신호를 출력하고,사용자가 등장성 운동을 선택한 경우에, 사용자가 설정한 운동 속도(등장성운동설정속도) 및 운동 강도(운동강도설정값)에 따라서 상기 모터에 대해서 토크 제어를 수행하여 사용자가 인가하는 힘에 대한 반발력을 제공하되,아래의 수학식에 따라서, 운동 속도에 반비례하도록 사용자의 관절 각도(θ)마다 상기 모터에 의해서 인가되는 토크값을 설정하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 운동 기구부는상기 사용자의 신체에 접촉하여 사용자의 관절의 움직임에 따라서 이동하는 지지 부재;상기 지지 부재와 회전축을 연결하는 연결 부재;상기 연결 부재 및 기어부와 결합되는 회전축;상기 회전축과 상기 모터 간에 동력을 전달하는 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 2 항에 있어서, 상기 운동 기구부는사용자의 신체에 접촉하여 사용자의 관절의 움직임에 따라서 이동하여 사용자가 인가하는 힘을 상기 연결 부재로 전달하고 상기 모터에 의한 반발력을 사용자에게 인가하는 상기 지지 부재; 상기 지지 부재와 상기 회전축을 연결하여 상기 지지 부재에 인가된 사용자의 힘을 상기 회전축으로 전달하고 상기 모터에 의해서 상기 회전축에 인가된 힘을 상기 지지 부재로 전달하는 상기 연결 부재; 상기 연결 부재와 결합되어 상기 기어부를 통해서 상기 모터로부터 전달된 토크를 상기 연결 부재를 통해서 상기 지지 부재로 전달하고 상기 연결 부재를 통해서 상기 지지 부재로부터 전달된 힘을 상기 모터로 전달하는 상기 회전축; 및 상기 회전축과 상기 모터 간에 동력을 전달하는 상기 기어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 회전축에 설치되어 사용자가 인가하는 힘과 모터에 의해서 인가하는 힘에 의한 토크를 측정하는 토크 센서; 및사용자의 관절의 위치를 측정하는 위치 센서를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 토크 센서에서 측정된 토크값과 상기 위치 센서에서 측정된 관절의 위치를 고려하여 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부는사용자의 관절 이동 범위를 운동 범위로서 설정하고, 설정된 운동 범위의 최소 위치 및 최대 위치 범위 내에서 운동을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부는사용자가 등속성 운동을 선택한 경우에, 사용자가 설정한 운동 강도에 따라서 상기 모터에 대해서 등속 제어를 수행하여 사용자가 인가하는 힘에 대한 반발력을 제공하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부는사용자가 등척성 운동을 선택한 경우에, 상기 모터에 대해서 위치 제어를 수행하여, 사전에 정의된 시간동안 사용자가 상기 운동 기구부에 목표 토크를 인가하면, 상기 운동 기구부를 일정한 위치 또는 각도만큼 이동시킨 후, 해당 위치 또는 각도에 대해서 상기 모터의 위치 제어를 수행하여 사용자로부터 사전에 정의된 시간동안 목표 토크를 인가하도록 하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항, 제 8 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자 단말 또는 트레이너 단말로 운동 정보를 전송하고, 상기 사용자 단말 또는 상기 트레이너 단말로부터 운동 강도 조절 정보를 수신하여 상기 제어부로 출력하는 통신부를 더 포함하고,상기 제어부는 상기 운동 강도 조절 정보에 따라서 운동 강도를 조절하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치
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운동 기구부를 구비하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 장치에서 수행되는 관절 운동 강도 측정 및 조절 방법으로서 , (a) 상기 운동 기구부에서 사용자의 관절 이동 범위를 운동 범위로서 설정하는 단계;(b) 한 번에 최대 노력으로 중량의 저 항에 대항하여 발휘할 수 있는 근력인 1RM(Repetition Maximum)을 최 대 운동 강도로서 사용자의 관절 각도마다 측정하는 단계;(c) 사용자로부터 운동 모드 및 운동 강도를 설정받는 단계; 및(d) 사용자가 설정한 운동 모드 및 운동 강 도에 따라서 상기 운동 기구부에 구비된 모터를 제어하여 사용자에게 반발력을 제공함으로써 등속성 운동, 등장성 운동 및 등척성 운동 중 어느 하나를 수행하는 단계;를 포함하고,상기 (b) 단계는 아래의 수학식 에 따라서 한 번에 최대 노력으로 중량의 저항에 대항하여 발휘할 수 있는 근력인 1RM(Repetition Maximum)을 사용자의 관절 각도(θ)마다 측정하고,상기 (d) 단계는 상기 측정된 1RM을 반영하여 사용자가 선택한 운동 모드에 대한 운동 강도를 설정하며,상기 (c) 단계에서 사용자가 등속성 운동을 선택한 경우에, 상기 (d) 단계는 사용자가 설정한 운동 강도에 따라서 상기 모터에 대해서 등속 제어를 수행하여 사용자가 인가하는 힘에 대한 반발력을 제공하고, 상기 (c) 단계에서 사용자가 등장성 운동을 선택한 경우에, 상기 (d) 단계는 사용자가 설정한 운동 속도(등장성운동설정속도) 및 운동 강도(운동강도설정값)에 따라서 상기 모터에 대해서 토크 제어를 수행하여 사용자가 인가하는 힘에 대한 반발력을 제공하되,아래의 수학식에 따라서, 운동 속도에 반비례하도록 사용자의 관절 각도(θ)마다 상기 모터에 의해서 인가되는 토크값을 설정하고 상기 (c) 단계에서 사용자가 등척성 운동을 선택한 경우에, 상기 (d) 단 계는 상기 모터에 대해서 위치 제어를 수행하여, 사전에 정의된 시간 동안 사용자가 상기 운동 기구부에 목표 토크를 인가하면, 상기 운동 기구부를 일정한 위치 또는 각도만큼 이동시킨 후, 해당 위치 또는 각도에 대해서 상기 모터의 위치 제어를 수행하여 사용자로부터 사전 에 정의된 시간동안 목표 토크를 인가하도록 하는 것을 특징으로 하 는 관절 운동 강도 측정 및 조절 방법
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제 12 항에 있어서, (e) 사용자 단말 또는 트레이너 단말로 운동 정보를 전송하여 표시하는 단계; 및(f) 상기 사용자 단말 또는 상기 트레이너 단말로부터 운동 강도 조절 정보를 수신하여 상기 운동 강도 조절 정보에 따라서 운동 강도를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절 운동 강도 측정 및 조절 방법
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