DD232982A1

DD232982A1 - ELECTRIC MUSCLE POWER MEASURING DEVICE ON MEDIUM RUNNING MOUNTED PROBANDS

Info

Publication number: DD232982A1
Application number: DD27165984A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Dube; Reinhard In Der Stroth; Joachim Krause; Rolf Koepping; Dietrich Schellberg; Hans-Herrmann Seidel
Original assignee: Sportaerzliche Hauptberatungss
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1986-02-12
Also published as: DD232982B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Muskelkraftmesseinrichtung am mittels Laufband bewegten Probanden in der Leistungsphysiologie, womit eine schnelle, aufwandsarme und genaue Auswertung der Messergebnisse, z. B. bzgl. der Kraft- und Leistungsparameter von Probanden auch auf Skirollern oder auf dem Fahrrad moeglich ist. Diese unterschiedlichen Bewegungsarten sowie wechselnde Belastungshoehen und veraenderte Kraftangriffsrichtungen sollen keinen Einfluss auf das Messergebnis haben. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass ein direkt belasteter Federkoerper, z. B. in Form eines an sich bekannten Kraftmessbuegels, mit mindestens zwei, insbesondere kammartig ausgebildeten Elektroden eines kapazitiven Wandlers versehen wird, die zugehoerige Schaltungsanordnung unmittelbar kompakt am Federkoerper angeordnet ist und diese Einrichtung ueber ein Gelenkelement an der Halterung fixiert wird. Fig. 1The invention relates to an electrical muscle force measuring device on the moving in the treadmill subjects in the physiology of performance, bringing a fast, low-cost and accurate evaluation of the results, eg. B. respect. The power and performance parameters of subjects on skirollers or on the bike is possible. These different types of movement as well as changing stress levels and altered force application directions should have no influence on the measurement result. According to the invention this object is achieved in that a directly loaded spring body, z. B. in the form of a known force measuring, is provided with at least two, in particular comb-like electrodes of a capacitive transducer, the Zugehoerige circuit arrangement is arranged directly compact on Federkoerper and this device is fixed via a hinge element on the bracket. Fig. 1

Description

Elektrische Muskelkraftmeßeinrichtung am mittels Laufband bewegten ProbandenElectrical muscular force measuring device on subjects moved by treadmill

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine elektrische Muskelkraftmeßeinrichtung, insbesondere am mittels Laufband bewegten Probanden in der Leistungsphysiologie. Damit können über die erreichten Zugkräfte bei verschiedenen Bewegungsabläufen, z.B. Laufen, Skirollern, Radfahren u.a. Rückschlüsse auf die Muskelkraft des Probanden mittels elektronischer Anzeige und Auswertung gezogen werden.The invention relates to an electrical muscle force measuring device, in particular on the treadmill moving subjects in the physiology of performance. Thus, the achieved tensile forces at different movement sequences, e.g. Running, roller skating, cycling, etc. Conclusions on the muscular strength of the subject can be drawn by means of electronic display and evaluation.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Lösungen zur Messung der auftretenden Kräfte beim Bewegen des Probanden auf dem Laufband durch einfache Federkraftanzeige und entsprechende Ablesung. In anderen Lösungen wird mittels eines mechanischen Umlenksystems die Zugkraft in eine Druckkraft gewandelt und auf eine Kraftmeßdose gebracht, die die entsprechenden Ausgangssignale liefert. Der Nachteil dieser Einrichtungen besteht in der subjektiv begrenzte-. Genauigkeit der Messung bzw. in den Fehlern der mechanischen Umlenkung. Hinzu kommen die Einflüsse einer in Richtung und Höhe schwankenden Zugkraft, die nicht kompensiert werden bzw. durch die Trägheit des Gesamt sys terns nicht mit erfaßt werden können.Solutions are known for measuring the forces occurring when moving the subject on the treadmill by simple spring force display and corresponding reading. In other solutions, the tensile force is converted into a compressive force by means of a mechanical deflection system and placed on a load cell, which provides the corresponding output signals. The disadvantage of these facilities is the subjectively limited. Accuracy of the measurement or in the errors of the mechanical deflection. In addition, there are the influences of a fluctuating in direction and height traction, which are not compensated or can not be detected by the inertia of the total sys terns.

In DS AS 2 014 670 ist eine Kraftmeßvorrichtung fürIn DS AS 2 014 670 a force measuring device for

27.1284- 22200727.1284-222007

Schwimmsportgerate dargestellt, die die Zugkraft des Schwimmers mittels einer Feder und einer zugeordneten Skala erfaßbar macht. Damit ist zwar die aufgebrachte Zugkraft bequem ablesbar, jedoch besteht der Efachteil der Einrichtung darin, daß kein elektronisch weiter verarbeitbares Signal gewonnen werden kann mit dem eine objektive Auswertung von Kraft- und Leistungsparametern möglich ist. Insbesondere ist in der Literatur keine Lösung offenbart, die unter Verwendung von kapazitiven Wandlerelementen eine elektrische Meßeinrichtung in der Leistungsphysiologie realisiert.Schwimmsportgerate shown that makes the traction of the float by means of a spring and an associated scale detectable. Thus, although the applied tensile force is easy to read, but the Efachteil the device is that no electronically processed signal can be obtained with the objective evaluation of power and performance parameters is possible. In particular, no solution is disclosed in the literature which implements an electrical measuring device in the performance physiology using capacitive transducer elements.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, objektive Aussagen über die wirkende Muskelkraft von sich auf Laufbändern bewegenden Probanden zu erreichen, wobei eine schnelle, aufwandsarme und genaue Auswertung der Meßergebnisse, z.B. bezüglich Kraft- und Leistungsparametern, möglich ist.The object of the invention is to obtain objective statements about the effective muscular force of subjects moving on treadmills, whereby a fast, low-effort and accurate evaluation of the measurement results, e.g. in terms of force and performance parameters, is possible.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisehe Muskelkraftmeßeinrichtung am mittels Laufband bewegten Probanden zu schaffen, wobei unterschiedliche Bewegungsarten, dynamische Belastungsformen und veränderte Kraftangriffsrichtungen keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben sollen.The invention has for its object to provide a elektrisehe Muskelkraftmeßeinrichtung on moving treadmill subjects, with different types of movement, dynamic load types and changed Kraftangriffsrichtungen should have no effect on the measurement result.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung eines am Zugkabel angeordneten Federkörpers mit einem entsprechenden elektrischen Wandler, z.B. eic.er kapazitiven Meßeinrichtung und der entsprechenden Anzeige dadurch gelöst, daß in dem, über ein elastisches Zugkabel bzw. eine zwischengekoppelte Feder, direkt belasteter Federkörper mindestens zwei kammai'tig ausgebildete Elektroden angeordnet sind. Die damit erreichte stoßfreie Belastung des Federkörpers.führt zu einer Defor-This object is achieved according to the invention by using a spring body arranged on the pulling cable with a corresponding electrical transducer, e.g. eic.er capacitive measuring device and the corresponding display solved by the fact that in the, via an elastic tension cable or an intermediately coupled spring, directly loaded spring body at least two kammai'tig trained electrodes are arranged. The thus achieved bumpless loading of the spring body leads to a defor-

mation des Federkörpers und damit zu einer Verschiebung der Elektroden relativ zueinander, da diese auf einer oberen bzw. unteren Platte montiert und mit dem Federkörper verbunden sind.mation of the spring body and thus to a displacement of the electrodes relative to each other, since they are mounted on an upper or lower plate and connected to the spring body.

Die Elektroden wirken als Kondensatorplatten und durch ein isolierendes Material zwischen mindestens einer der Elektroden und dem Federkörper bzw, einer der Platten wird eine Kapazitätsänderung registrierbar. Dazu wird, um die Fehlereinflüsse gering zu halten, die zugehörige kapazitive Schaltungsanordnung möglichst kompakt am Federkörper bzw, einer der Platten angeordnet und mit der Auswerteschaltung verbunden. Der gesamte Federkörper ist an einer Halterung über ein Gelenkelement befestigt, so daß wechselnde Belastungsrichtungen kompensiert werden.The electrodes act as capacitor plates and by an insulating material between at least one of the electrodes and the spring body or, one of the plates is a capacity change registerable. For this purpose, in order to keep the error influences low, the associated capacitive circuit arrangement as compact as possible on the spring body or, arranged one of the plates and connected to the evaluation circuit. The entire spring body is attached to a holder via a hinge element, so that changing load directions are compensated.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to drawings. The accompanying drawings show:

Fig. 1: Elektrische Muskelkraftmeßeinrichtung imFig. 1: Electrical muscle force in the

Gesamtaufbauoverall structure

Fig. 2: Federkörper mit Elektrodenanordnung Fig. 3: Federkörper mit Elektroden und Dielektrikum Die vom Probanden, z.B. einem Sportler auf Skirollern, ausgehende Zugkraft F wird über das System Seil 8 und Feder 9 direkt auf den Federkörper 1 geleitet. In diesem sind die Elektroden 2, die kammartig ineinander greifen, mittels einer oberen Platte 3 und einer unteren Platte 4 derart angeordnet, daß durch die Deformation des Federkörpers 1 infolge der wirkenden Zugkraft F eine proportionale Verschiebung der Elektroden 2 zueinander erfolgt, wenn die untere Platte 4 fest mit dem Federkörper 1 verbunden ist. Um diese Änderung des Abstandes in ein auswertbares, kapazitiv erzeugtesFig. 2: Spring body with electrode arrangement Fig. 3: Spring body with electrodes and dielectric The test specimen, e.g. an athlete on skirollern, outgoing tensile force F is passed through the system rope 8 and spring 9 directly to the spring body 1. In this, the electrodes 2, the comb-like interlocking means of an upper plate 3 and a lower plate 4 are arranged such that by the deformation of the spring body 1 due to the tensile force F acting a proportional displacement of the electrodes 2 takes place to each other when the lower plate 4 is firmly connected to the spring body 1. To make this change of the distance into an evaluable, capacitively generated

Meßaignal zu wandeln, ist die untere Platte 4 mit einer isolierenden Schicht 10 versehen und die Elektroden 2 sind an der kapazitiven Schaltungsanordnung 7 gekoppelt, die möglichst nahe am Federkörper 1 angeordnet ist, um fehlererzeugende Verbindungskabel zu vermeiden. Dieser gesamte Aufbau wird über das Gelenk 5 an der Halterung angebracht, so daß unterschiedliche Angriffswinkel der Zugkraft F keinen verfälschenden Einfluß auf die kapazitive Meßsignalerzeugung haben. Anstelle der kammartigen Elektroden 2 ist die Anordnung eines beweglichen Dielektrikums 11 im Federkörper 1 möglich, so daß ebenfalls kapazitiv das elektrische Meßsignal erzeugt wird, das der Zugkraft des Probanden proportional ist.To convert Meßaignal, the lower plate 4 is provided with an insulating layer 10 and the electrodes 2 are coupled to the capacitive circuit arrangement 7, which is arranged as close to the spring body 1 in order to avoid fault-generating connecting cable. This entire structure is attached via the hinge 5 to the holder, so that different angles of attack of the tensile force F have no distorting influence on the capacitive Meßsignalerzeugung. Instead of the comb-like electrodes 2, the arrangement of a movable dielectric 11 in the spring body 1 is possible, so that capacitive also the electrical measurement signal is generated, which is proportional to the tensile force of the subject.

Claims

invention claims

An electrical muscle force measuring device on the treadmill moving subjects, wherein the tensile force via a pull cable to a spring body with a corresponding electrical transducer, e.g. a capacitive measuring device is transmitted and displayed, characterized in that in the, via the elastic tension cable (8) and an intermediately coupled spring (9), directly loaded spring body (1), e.g. in the form of a known Kraftmeßbügels, at least two, in particular comb-like electrodes (2) of the capacitive transducer on an upper plate (3) or lower plate (4), one of which wholly or partly of insulating material (10) , are attached, the associated circuit arrangement (7) is arranged directly compact on the spring body (1) or on one of the plates (3,4) and the spring body (1) via a hinge element (5) on the holder (β) is fixed ,

2. Electrical Muscle force measuring device according to item 1, characterized in that in the spring body (1) between at least three electrodes (2) of the capacitive transducer, which are mounted on an upper plate (3) or lower plate (4), a movable dielectric ( 11) is arranged.

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