DE10000135B4

DE10000135B4 - Bewegungsgerät mit zwei bewegbaren Betätigungselementen

Info

Publication number: DE10000135B4
Application number: DE10000135.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Reck
Original assignee: Individual
Current assignee: RECK, ANTON, 88422 BETZENWEILER, DE
Priority date: 2000-01-04
Filing date: 2000-01-04
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2020-01-05
Also published as: DE10000135A1; US20010019985A1; US6607471B2

Abstract

Bewegungsgerät mit zwei bewegbaren Betätigungselementen (3, 7, 8) für ein Extremitätenpaar einer Person, wenigstens einem Organ (4) zum Antreiben und/oder Bremsen der Betätigungselemente (3, 7, 8), und einer Elektronikeinheit (13) zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente (3, 7, 8) dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (9, 10) zur Bestimmung von Extremitäten bezogenen Messwerten vorgesehen sind, die Aufschluss darüber geben, welche Belastung auf das jeweilige Betätigungselement (3, 7, 8) wirkt, und dass auf der Basis der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität die Elektronikeinheit (13) die Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente vornimmt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bewegungsgerät mit zwei bewegbaren Betätigungselementen für ein Extremitätenpaar einer Person, wenigstens einem Organ, vorzugsweise Elektromotor, zum Antreiben und/oder Bremsen der Betätigungselemente und einer Elektronikeinheit zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung des Betätigungselemente.
Stand der Technik
Ein Bewegungsgerät der einleitend bezeichneten Art ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 11 233 A1 beschrieben.
Dabei handelt es sich um ein Trainingsgerät mit einer Kurbel zur Verbindung mit den Füßen oder Armen einer trainierenden Person. Durch das Trainingsgerät kann auf verbleibende Bewegungsmöglichkeiten einer behinderten Person reagiert werden, um einen möglichst effektiven Trainingsablauf zu gewährleisten. Hierzu wird insbesondere eine Steuerung bzw. Regelung mit unterschiedlichen Funktionen für eine Drehzahlerhöhung in Abhängigkeit von dem auf die Kurbel wirkenden Drehmoment durch eine trainierende Person vorgeschlagen, so dass auch noch so geringe Restmuskelkräfte einen Beitrag zur Kurbelbewegung in Form einer Drehzahlerhöhung leisten können. Auf diese Weise kann ein runder Bewegungsablauf, z.B. bei Kranken begünstigt werden, die auf Grund eines Schlaganfalls eine einseitige Lähmung aufweisen, durch welche das betroffene Gliedmaß, wenn überhaupt, nur stark eingeschränkt bewegbar ist.
Ein solches Trainingsgerät wird bereits erfolgreich eingesetzt, wobei jedoch insbesondere der Aspekt auf unterschiedliche Seiten einer Extremität einzugehen, noch verbessert werden könnte.
Aufgabe und Vorteile der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Bewegungsgerät der einleitend bezeichneten Art bereit zu stellen, bei welchem auf unterschiedliche Bewegungsmöglichkeiten der Extremitäten eines Extremitätenpaars reagiert werden kann, um ein verbessertes Training zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bewegungsgeräts angegeben.
Die Erfindung geht von einem Bewegungsgerät mit zwei bewegbaren Betätigungselementen für ein Extremitätenpaar einer Person, wenigstens einem Organ, vorzugsweise einem Elektromotor, zum Antreiben und/oder Bremsen der Betätigungselemente und einer Elektronikeinheit zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente aus. Der Kerngedanke der Erfindung liegt nun darin, dass Mittel zur Bestimmung von Extremitäten bezogenen Messwerten vorgesehen sind, die Aufschluss darüber geben, welche Belastung auf das jeweilige Betätigungselement wirkt, und dass auf der Basis der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität die Elektronikeinheit die Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente vornimmt. Bislang wird zur Regelung und/oder Steuerung von Bewegungsgeräten für ein Extremitätenpaar, die z. B. eine von einem Elektromotor angetriebene Kurbel umfassen, für die Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Kurbel durchweg eine Größe herangezogen die die Belastung der Kurbel durch beide Kurbelseiten widerspiegelt. Damit findet sozusagen für beide Extremitätenseiten ein „integrales Training“ statt. Durch die Erfindung ist es nunmehr auf elegante Art möglich, ständig eine auf die Bewegungsmöglichkeiten der Extremitäten, z. B. Beine einer trainierenden Person, in bester Weise abgestimmte Trainingsform anzubieten, da die Elektronikeinheit eine Regelung und/oder Steuerung der Betätigungselemente Extremitäten bezogen vornimmt. D.h. insbesondere die Auswahl von Regel- und/oder Steuerfunktionen und/oder die Zusammensetzung einer Regelgröße für derartige Funktionen erfolgt auf der Grundlage von Extremitäten bezogenen Messwerten und nicht durch eine Summengröße, die die Belastung an den Betätigungselementen nur integral widerspiegelt. Damit kann gezielt das Training beispielsweise eines schwachen Beines im Vergleich zu einem starken Bein einer trainierenden Person derart optimiert werden, dass eine vergleichsweise schnellere Gesundung bzw. Normalisierung des kranken schwachen Beins eintritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wählt die Elektronikeinheit in Abhängigkeit der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente aus. Dabei können die Extremitäten bezogenen Messwerte auch zur Vorgabe von Parametern für die Funktionen herangezogen werden. Die Auswahl kann in Abhängigkeit der Messwerte der einen oder anderen Extremität bzw. in Abhängigkeit einer Kombination der Messwerte der Extremitäten in einer vorgebbaren Gewichtung erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung setzt die Elektronikeinheit die Extremitäten bezogenen Messwerte wenigstens einer Extremität als Regel- und/oder Steuergröße für eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente ein. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Auswahl von Regel- und/oder Steuerfunktionen sowie die Verwendung der Messwerte als Regel- und/oder Steuergröße für diese Funktionen in Abhängigkeit der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität kombiniert werden. D.h. die Messwerte wenigstens einer Extremität bestimmen die Auswahl der Regel- und/oder Steuerfunktion und sind gleichzeitig Regel- und/oder Steuergröße in dieser Funktion.
In einer überdies bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung setzt die Elektronikeinheit entweder die Messwerte der einen oder anderen Extremität als Regel- und/oder Steuergröße für eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente ein. Die Messwerte einer Extremität können beispielsweise auch nur ausschnittweise herangezogen werden. Eine Regel- und/oder Steuergröße muss sich jedoch nicht zwangsläufig aus den Messwerten der einen oder anderen Extremität ergeben, sie kann auch eine Kombination dieser Messwerte in unterschiedlicher Gewichtung sein. Dabei können Messwerte ebenfalls nur ausschnittsweise zur Anwendung kommen. Auf diese Weise kann z.B. die Mitwirkung eines gesunden Beines in Bezug auf krankes schwaches Bein in einem Bewegungsablauf in sehr feinfühliger Weise festgelegt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten erläutert. Die Figur zeigt ein in Funktionsblöcken schematisch dargestelltes Bewegungsgerät.
Das Bewegungsgerät 1 umfasst eine Kurbel 2 mit Pedalen 3 für die Beine einer trainierenden Person (nicht dargestellt) sowie einen Elektromotor 4, der beispielhaft durch einen Keilrippenriemenantrieb 5 mit einer Welle 6 der Kurbel 2 verbunden ist. An den Kurbelarmen 7, 8 der Kurbel 2 sind Sensoren 9, 10 in Form von beispielsweise Drehmessstreifen angeordnet, um eine Größe zu messen, die das Moment bzw. die Kraft widerspiegelt, welche auf den jeweiligen Kurbelarm 7, 8 wirkt. Die Signale der Sensoren 9, 10 sind über Verbindungsleitungen 11, 12 mit einer Elektronikeinheit 13 verbunden, die eine weitere Verbindung 14 zum Elektromotor 4 aufweist. Die Elektronikeinheit ist dazu ausgelegt, zumindest zwei extremitäten bezogene Signale für die Regelung und/oder Steuerung der Kurbelbewegung auswerten zu können.
Mittels der Sensoren 9, 10 lassen sich somit Extremitäten bezogene Messwerte ermitteln, die Aufschluss darüber geben, welche Belastung am jeweiligen Kurbelarm 7, 8 wirkt.
Diese Extremitäten bezogenen Messwerte werden zur Elektronikeinheit 13 übermittelt, die darauf basierend die Regelung und/oder Steuerung des Elektromotors 4 und der damit verbundenen Pedale 3 vornimmt.
Extremitäten bezogene Messwerte lassen sich jedoch z. B. auch dadurch ermitteln, dass nur ein Sensor an einem Kurbelarm angebracht ist und eine weitere Größe ermittelt wird, die Aufschluss darüber gibt, wie groß die Gesamtbelastung an der Kurbel ist. Aus dem Messwert, der die Gesamtbelastung widerspiegelt und dem Messwert eines Sensors, der die Belastung an einem Kurbelarm aufzeigt, lässt sich die Belastung am zweiten Kurbelarm durch eine Differenzbildung ermitteln. Damit stehen wiederum zwei Extremitäten bezogene Messwerte (beispielsweise in Form eines Momentes) zur Verfügung, die zur Regelung und/oder Steuerung des Motors 4, von der Elektronikeinheit 13 herangezogen werden können.
Ein Extremitäten bezogener Messwert, der Aufschluss über die Belastung am jeweiligen Kurbelarm gibt, kann auch in Form eines Signals, das die Muskelaktivität widerspiegelt, von z.B. den Beinen einer trainierenden Person erhalten werden.
Bezugszeichenliste

1: Bewegungsgerät
2: Kurbel
3: Pedal
4: Elektromotor
5: Keilrippenriemenantrieb
6: Antriebswelle
7: Kurbelarm
8: Kurbelarm
9: Sensor
10: Sensor
11: Leitung
12: Leitung
13: Elektronikeinheit
14: Verbindung

Claims

Bewegungsgerät mit zwei bewegbaren Betätigungselementen (3, 7, 8) für ein Extremitätenpaar einer Person, wenigstens einem Organ (4) zum Antreiben und/oder Bremsen der Betätigungselemente (3, 7, 8), und einer Elektronikeinheit (13) zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente (3, 7, 8) dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (9, 10) zur Bestimmung von Extremitäten bezogenen Messwerten vorgesehen sind, die Aufschluss darüber geben, welche Belastung auf das jeweilige Betätigungselement (3, 7, 8) wirkt, und dass auf der Basis der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität die Elektronikeinheit (13) die Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente vornimmt.
Bewegungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (13) in Abhängigkeit der Extremitäten bezogenen Messwerte von wenigstens einer Extremität eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente (3, 7, 8) auswählt.
Bewegungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (13) die Extremitäten bezogenen Messwerte wenigstens einer Extremität als Regel- und/oder Steuergröße für eine Regel und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente (3, 7, 8) einsetzt.
Bewegungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit entweder die Messwerte der einen oder anderen Extremität als Regel- und/oder Steuergröße für eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung des Betätigungselemente (3, 7, 8) einsetzt.
Bewegungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (13) die Extremitäten bezogenen Messwerte beider Extremitäten in einer vorgebbaren Gewichtung als Regel- und/oder Steuergröße für eine Regel- und/oder Steuerfunktion zur Regelung und/oder Steuerung der Bewegung der Betätigungselemente (3, 7, 8) einsetzt.
Bewegungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente (3, 7, 8) miteinander gekoppelt sind und von einem Organ (4) angetrieben und/oder gebremst werden.
Bewegungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungselemente durch eine Mechanik verbunden sind, die den Betätigungselementen eine elliptische Bahn vorgibt.