AT405364B - Laufbandergometer - Google Patents

Description

AT 405 364 B

Die Erfindung betrifft ein Laufbandergometer mit einem linken und einem rechten angetriebenen, umlaufenden Hauptlaufband.

Es sind verschiedenste Ergometer, wie beispielsweise Kurbel (Fahrrad)- Ruder- oder Treppensteigergometer sowie ein- oder zweibahnige Laufbandergometer bekannt (EP 417 970 A1, US 4 204 673 A und WO 5 95/16502 A1), wobei im wesentlichen die kinetischen Belange über die Abtriebsleistung im Verhältnis zu stoffwechselbezogenen Organreaktionen beschreibbar bzw. meßbar gemacht wurden.

Mit bekannten Verfahren, zweibahnige Laufbänder mit Wägeplattformen und synchronisierten, unabhängigen Film- bzw, Videoaufzeichnungen in Verbindung zu setzen, konnte allerdings dem Defizit der exakten Trennung kinetischer von kinematischen Belangen deshalb nicht voll entsprochen werden, weil eine gewisse io Übertrittszone des Probanden in der Laufbandmitte berücksichtigt werden muß. Im Fall eines Übertrittes auf das dem anderen Bein zugeordneten Laufband sind nämlich aussagekräftige Schlüsse bezüglich der Zuordenbarkeit, welche Bodenzwangskräfte welchem Bein zuzuordnen wären, nur mit einem erheblichen Mehraufwand zu bewerkstelligen.

Neben der schwer zu erfüllenden Forderung praxisrelevanter, ergometrischer Quantitäts- sowie Quali-is tätsvergleiche bei den erhobenen Meßwerten bekannter Ergometrieeinrichtungen bleibt auch die zusätzlich in Anwendung gebrachte Form der ortsfesten Einzelmeßplatten (beispielsweise auf DMS- oder Piezzobasis) deshalb problematisch, weil die Abweichungen vom gedachten, geraden Gang bzw. Lauf die willkürliche "Regelung" und deren "Störebene" so einschließen, daß bei den auf der Einzelmeßplattform ermittelten Meßdaten nicht ausgesagt wird, inwieweit darin "willkürliche Korrekturmaßnahmen" zum Ausdruck kommen. 20 Um aussagekräftigen, analytischen Ansprüchen zu entsprechen, bedarf es einer frei wählbaren Anzahl von Schritten, in denen es dem Probanden frei überlassen bleibt, wie er seine genetisch festgelegte Variabilität hinsichtlich der Impulsbildung auf dem Boden wählt, um qualitativ einwandfreie Bedingungen beim geraden Gang sowie Lauf zu schaffen. Der zusätzlichen Forderung Genüge zu tun, eine den meisten Menschen vertraute Bewegungsform für differentialdiagnostische Analysen heranzuziehen, soll die Indivi-25 dualität des Ganges bzw. Laufes nicht aufheben, aber die prinzipielle Vergleichbarkeit ermöglichen.

Aus der DE 41 43 280 A1 ist schließlich noch eine Zugschnursteuerung für ein Laufband bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Laufbandergometer zur Verfügung zu stellen, bei dem mehrere frei wählbare, mehr oder weniger ungleiche Schrittfolgen als Element des Ganges bzw. Laufes erfaßt werden können, um eine möglichst objektive Analyse des Ganges oder Laufes eines 30 Probanden zu ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Laufbandergometer dadurch, daß zwischen den Hauptlaufbändern wenigstens ein weiteres, nicht angetriebenes Nebenlaufband vorgesehen ist, das mit einem Hauptlaufband verbindbar ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt, wenn zwei Nebenlaufbänder vorgesehen sind 35 und daß jeweils ein Nebenlaufband einem Hauptlaufband zugeordnet ist.

Durch die von den Nebenlaufbändern in der Mitte zwischen den angetriebenen Hauptlaufbändern gebildeten Übertrittsbereich kann der Proband seinem natürlichen Bewegungsablauf entsprechend gehen oder laufen, ohne daß er darauf achten müßte, nicht auf das dem anderen Fuß zugeordnete Hauptlaufband zu treten. 40 Bei der Erfindung ist des weiteren bevorzugt, wenn die Hauptlaufbänder mit den zugeordneten Nebenlaufbändern überlappen und insbesondere, wenn ein Nebenlaufband mit dem zugeordneten Hauptlaufband im Überlappungsbereich reibschlüssig verbindbar ist. Durch diese Maßnahmen wird der Lauf oder Gang des Probanden in keiner Weise beeinflußt, wenn er vom Hauptlaufband auf irgendein Nebenlaufband Übertritt, da das dem jeweiligen Bein zugeordnete Nebenlaufband durch den durch den Auftritt erfolgenden 45 Reibungsschluß im Überlappungsbereich mitgenommen wird, das dem anderen Bein zugeordnete Nebenlaufband, das unter Umständen auch betreten wird, aber frei laufend durch den Schuh mitgenommen wird, da bei diesem ohne einen Auftritt auf das zugeordnete Hauptlaufband keine Reibungsverbindung und somit kein unmittelbarer Antrieb erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. so Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen die Fig. 1, 2 und 3 schematisch ein erfindungsgemäßes Laufbandergometer in Vorder-, Drauf- und Seitenansicht, Fig. 4 einen Schnitt durch das Laufbandergometer von Fig. 2 entlang der Linie IV-IV, Fig. 5 eine schematische Detailansicht im Bereich der Lagerung der Haupt- und Nebenlaufbänder, Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführungsform, Fig. 7 einen 55 schematischen Längsschnitt durch das Laufbandergometer mit einem Probanden, Fig. 8 eine Detailansicht des Laufbandergometers im Bereich des Antriebes und Fig: 9 schematisch ein Schaltbild des Antriebs- und Steuerungssystems des erfindungsgemäßen Laufbandergometers. i i 2

Claims (12)

1. AT 405 364 B An einem Schwenkrahmen 1 (siehe Fig. 1, 2, 3) sind vier Auftrittsbänder 2, 3, 4, 5 gelagert, wobei zwei Außen- bzw. Hauptlaufbänder 2, 3 die jeweils danebenliegende Innen- bzw. Nebenlaufbänder 4, 5 so überlappen, daß die von der Überlappung frei bleibende Innenzone um eine Geringfügigkeit kleiner als die Breite einer Schuhsohle 7 ist. Eine unter den oberen Laufbandtrumen angebrachte Wägeplattform 8 (siehe 5 Fig. 4, 5, 6, 7) überträgt die von den Auftritten des Probanden herrührenden Reaktionskräfte über einen entweder Rollen 11, 11a oder Gleitteile 12, 12a aufweisenden Rost 9, 10 so auf die Trume, daß die sich überlappenden Laufbänder 2, 4 bzw. 3, 5 durch den Auftritt reibschlüssig verbunden werden und die Innenlaufbänder 4, 5 die Geschwindigkeit der betreffenden Außenlaufbandes 2, 3 annehmen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Laufbandeinrichtung ist ein mittig angeordneter re Bereich dadurch gebildet, daß eine nur aus Rollen 6 aufgebaute Zone, die durch kein Laufband abgedeckt ist, die Sohle 7 unterstützt und eine Übertragung der Auftrittskräfte auf die Wägeplattform 8 bewirkt. Im Falle des weiteren Übertretens (sh. Fig. 6) bleibt diese Stützfunktion neben der Reibschlußverbindung zum Nebenlaufband 4, 5, das die Geschwindigkeit der Außenlaufband 2 annimmt, erhalten. Die beim Betrieb ggf. mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufenden Hauptlaufbänder 2, 3 und das 75 mögliche seitliche Übertreten durch den Probanden erfordern, daß die Nebenlaufbänder 4, 5 um Umlenkrollen 15, 16 (sh. Fig. 7) geführt werden, die sowohl im Durchmesser D1, D2 als auch im Achsabstand a1, a2 gegenüber der Antriebs- 13 und Umlenktrommel 14 der Hauptlaufbänder 2, 3 unterschiedlich ausgeführt sind, indem die Durchmesser D1 der Antriebs-13 und Umlenktrommel 14 zumindest um die doppelte Dicke der Nebenbandriemen größer sind als die Durchmesser D2 der Umlenkrollen 15, 16, und der Achsabstand 20 a2 der Umlenkrollen 15, 16 um zumindest den Durchmesser D1 der Antriebs- 13 bzw. Umlenktrommel 14 kleiner als der Achsabstand a1 der Antriebs- 13 und Umlenktrommel 14 ist. Mit der gemeinsamen Achse 17 der Antriebs-13 bzw. Umlenktrommel 15 aller Laufbänder 2, 3, 4, 5 auf einer Seite des Rahmens 1 einerseits und der anderseits jedem separaten Laufband 2, 3, 4, 5 zugeordneten zweiten Achse 18a, 18b, 19a, 19b (sh. Fig. 8) werden die Bandlaufeigenschaften beherrschbar, indem jedes 25 Laufband 2, 3, 4, 5 über eigene Spannelemente, z.B. mittels Stiftschrauben 20, 21, unabhängig von allen anderen Laufbändern 2, 3, 4, 5 eingestellt werden kann. Die jeweils äußeren Spannelementflansche 22a, 22b übernehmen gleichzeitig die Haltefunktion der Antriebsmotoren 23, so daß sichergestellt ist, daß durch Kupplungselemente 24 bedingt im Falle einer Riemennachspannung die Achsflucht bzw. Achsparallelität innerhalb der zulässigen Toleranzen erhalten bleibt. 30 Wie die Fig. 7 und 9 zeigen, ist der Proband für die Einhaltung einer vorgewählten Position auf dem Laufband in der gewünschten Sagittalebene über eine Zugschnurverbindung 25 vom Gürtel des Probanden zu einem Stellgliedgeber 26, beispielsweise einem Potentiometer, verbunden. Die Stellgröße des Stellgliedgebers 26 wird einem Fensterkomparator 27 zugeführt, durch den ein Summenstellglied 28 von zwei Geschwindigkeitsgebern 33, 34 so angesteuert wird, daß ab dem Überschreiten des Maximalwertes des 35 Fensterkomparators 27 die Geschwindigkeit beider Hauptlaufbänder 2, 3 rampengesteuert zunimmt und bei Unterschreiten des Minimalwertes abnimmt. Bleibt der Proband innerhalb des Komparatorfensters, d.h. des Maximal- und Minimalwertes des Fensterkoparators 27, dann bleibt auch der zuletzt wirkende Stellgliedbefehl erhalten. Die im freien Dialog zwischen Probanden und Untersucher vereinbarte Führung der Meßprozedur kann 4o der Proband daher jederzeit anhalten. Die Festlegung unterschiedlicher Geschwindigkeiten der Hauptlaufbänder mittels Stellgliedgebern 33, 34, sowie eine NOT-AUS-Schaltung unterliegt dem Untersucher alleine, indem er nur die entsprechende Stellgliedgröße (v1 : v2 bzw. NOT-AUS) aktiviert. Die beim Gang bzw. Lauf auftretenden Zwangskräfte werden mittels Wägezellen Z1, Z2, Z3, auf denen die Wägeplattform 8 gelagert ist, und die Laufbandgeschwindigkeiten mittels Geschwindigkeitsgebern 29, 45 30 gemessen. Diese Meßwerte werden einer Meß- und Auswerteeinrichtung eines Rechners 32 zugeführt. Die durch den Rechner 32 unterstützte Prozeßführung zeichnet sich dadurch aus, daß die Bedienung der Stellgliedgeber 33, 34 (v1, v2) nicht softwaregesteuert angesprochen werden kann. RAM-Kapazität des Rechners 32 liegt nur für die A/D-Wandlungen der Meßwerte (Meßwerte von Wägezellen ZI, Z2, Z3 und Bandgeschwindigkeiten) und für die Schnittstellenbedienung 35 vor (siehe hiezu Maschinen-Sicherheit: 50 MSV, BGBl. 306/1994 bzw EWG-Richtl. 89/392). Patentansprüche 1. Laufbandergometer mit einem linken und einem rechten angetriebenen, umlaufenden Hauptlaufband (2, 55 3), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hauptlaufbändern (2, 3) wenigstens ein weiteres, nicht angetriebenes Nebenlaufband (4, 5) vorgesehen ist, das mit einem Hauptlaufband (2, 3) verbindbar ist. 3 AT 405 364 B
2. 2. Laufbandergometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nebenlaufbänder (4, 5) vorgesehen sind und daß jeweils ein Nebenlaufband (4, 5) einem Hauptlaufband (2, 3) zugeordnet ist.
3. 3. Laufbandergometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trumen der Haupt- und Nebenlaufbänder (2, 3, 4, 5) eine Wägeplattform (8) angeordnet ist, mit deren Hilfe über Wägezellen (Z1, Z2, Z3) Auftrittskräfte des Probanden erfaßt werden.
4. 4. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Haupt- und Nebenlaufbänder (2, 3, 4, 5) über Rollen (11, 11a) oder Gieitteile (12, 12a) auf der Wägeplattform (8) abstützen.
5. 5. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hauptlaufbändern (2, 3) zugeordneten Nebenlauf bä nder (4, 5) durch ein nicht angetriebenes Rollenfeld (6) voneinander getrennt sind.
6. 6. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptlaufbänder (2, 3) mit den zugeordneten Nebenlaufbändem (4, 5) überlappen.
7. 7. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nebenlaufband (4, 5) mit dem zugeordneten Hauptlaufband (2, 3) im Überlappungsbereich reibschlüssig verbindbar ist.
8. 8. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenlaufbändern (4, 5) und die Hauptlaufbänder (2, 3) über Spannelemente, z.B. mittels Stiftschrauben (20, 21), unabhängig voneinander einstellbar sind.
9. 9. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung (26, 27, 28), an der eine mittlere Geschwindigkeit einstellbar ist, und ein Zugelement (25), über welches die Geschwindigkeitssteuereinrichtung (26, 27, 28) mit dem Probanden verbindbar ist.
10. 10. Laufbandergometer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuereinrichtung (26, 27, 28) ein Stellglied (26) aufweist, das von dem Zugelement (25) betätigt wird.
11. 11. Laufbandergometer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (26) ein Fensterkomparator (27) nachgeordnet ist, mittels dem die Geschwindigkeit der Hauptlaufbänder (2, 3) bei Über- bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Konstantbereiches erhöht bzw. verringert wird.
12. 12. Laufbandergometer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten der Hauptlaufbänder (2, 3) diskret an Stellgliedgebern (33, 34), unabhängig von einer von einem Rechner (32) geführten Prozeßführung, einstellbar ist. Hiezu 6 Blatt Zeichnungen 4