DE10000247A1 - Vorrichtung zur sportlichen Betätigung - Google Patents

Abstract

Es besteht der Bedarf nach einem Sportgerät, mit dem neben einem Ganzkörpertraining auch unterschiedliche Rumpfmuskulatorgruppen einer Person gezielt traninierbar sind. Daher wird eine Vorrichtung mit einer Ständereinrichtung (1), einem Biegeelement (4), das an seinem einen Ende an die Ständereinrichtung (1) angebracht ist, einer Sitz-/Steheinrichtung (6), die an dem anderen Ende des Biegeelements (4) angebracht ist und auf der die Person sitzen und/oder stehen kann, so daß die Sitz-/Steheinrichtung (6) durch Biegen des Biegeelements (4) aus einer Ruhelage auslenkbar ist, einem Neigungssensor, mit dem die Neigung der Sitz-/Steheinrichtung (6) relativ zur Ruhelage erfaßbar ist, zur Lieferung eines entsprechenden Neigungssignals, und einer Monitoreinrichtung (14), mit der das Neigungssignal optisch darstellbar ist, vorgeschlagen. Ebenso wird hierzu das Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals durch Biegen eines Biegeelements (4) aufgrund einer Gewichtsverlagerung einer Person und Abgreifen einer Biegegröße an dem oder in der Nähe des Biegeelements (4) durch einen Sensor und Bereitstellen des Sensorsignals als Steuersignal vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur sportlichen Betätigung einer Person.

Bekanntermaßen gibt es in Fitness-Studios, Krankengymnastikräumen und dergleichen vielerlei Geräte, um unterschiedliche Muskelpartien gezielt, selektiv zu trainieren. Insbesondere besteht immer mehr der Bedarf, die Rumpfmuskulatur des Körpers aufgrund von Bewegungsmangel speziell zu trainieren.

Nach dem Stand der Technik gibt es zum Trainieren einer bestimmten Muskelgruppe in der Regel jeweils ein Gerät. So sind beispielsweise jeweils spezifische Geräte zum Training der Bauchmuskulatur und der Rückenmuskulatur im Einsatz. Auch die seitliche Rumpfmuskulatur ist durch ein spezielles Gerät trainierbar.

Beim Training wird also so vorgegangen, daß zunächst an einem Gerät eine bestimmte Muskelgruppe trainiert wird. Daraufhin wechselt die trainierende Person das Sportgerät und trainiert mit dem neuen Sportgerät eine andere Muskelgruppe. Die einzelnen Übungseinheiten an einem Gerät sind nicht sehr abwechslungsreich und strapazieren die Geduld des Sportlers.

Weiterhin sind Geräte insbesondere auf Kinderspielplätzen bekannt, welche aus einer im Boden verankerten Schraubenfeder und einem darauf befindlichen, als Sitz ausgearbeiteten Holztier bestehen. Auf diesen Spielgeräten können Kinder in alle Richtungen schaukeln, wenn sie auf dem Spielgerät sitzen und durch ihr eigenes Körpergewicht die Feder in die entsprechende Richtung biegen. Prinzipiell werden bei dem Schaukeln mit dem Kinderspielgerät unterschiedliche Muskeln des Rumpfes trainiert. Es besteht aber das Problem, daß ein derartiges Gerät, selbst wenn es für Erwachsene dimensioniert ist, nicht als Sportgerät angesehen werden kann, mit dem Muskelpartien gezielt trainiert werden können, da die Bewegungsabläufe durch Schaukeln mehr oder weniger chaotisch ablaufen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sportgerät vorzuschlagen, mit dem neben einem Ganzkörpertraining auch mehrere unterschiedliche Muskelgruppen des Rumpfes gezielt trainierbar sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit einer Ständereinrichtung, die mindestens drei Beine, welche auf dem Boden stehen, umfaßt, einem Biegeelement, das an seinem einen Ende an die Ständereinrichtung angebracht ist, einer Sitz-/Steheinrichtung, die an dem anderen Ende des Biegeelements angebracht ist und auf der die Person sitzen und/oder stehen kann, so daß die Sitz- /Steheinrichtung durch Biegen des Biegeelements aus einer Ruhelage auslenkbar ist, einem Neigungssensor, mit dem die Neigung der Sitz-/Steheinrichtung relativ zur Ruhelage erfaßbar ist, zur Lieferung eines entsprechenden Neigungssignals und einer Monitoreinrichtung, mit der das Neigungssignal optisch darstellbar ist, gelöst.

In vorteilhafter Weise kann der Sportler bzw. die trainierende Person die Neigung der Sitz-/Steheinrichtung auf der Monitoreinrichtung genau verfolgen und somit gezielte Bewegungen ausführen, bei denen spezielle Muskelgruppen angesprochen werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist weiterhin eine Recheneinrichtung vorgesehen, auf der ein Computeranimationsprogramm abspielbar ist, wobei das Neigungssignal als Steuersignal für das Animationsprogramm verwendbar ist. Außerdem erweist sich als vorteilhaft, wenn mit dem Computeranimationsprogramm auf der Monitoreinrichtung ein Parcours oder ein Videospiel darstellbar ist, dessen Durchlauf bzw. Spielfunktion mit dem Neigungssignal steuerbar ist, und wenn das Computeranimationsprogramm für die trainierende Person individuell programmierbar ist. Durch den Parcours oder das Videospiel kann vorgegeben werden, wie weit und in welche Richtung die Sitz-/Steheinrichtung durch die trainierende Person ausgelenkt werden muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Biegeelement aus einer Schraubenfeder. Der Bewegungsspielraum kann durch die Länge und Steifigkeit der Feder in Abhängigkeit des Körpergewichts der trainierenden Person beliebig variiert werden. Vorzugsweise ist die Vorrichtung weiterhin mit einer ersten Montageeinrichtung zur variablen Befestigung des einen Endes des Biegeelements an die Ständereinrichtung derart, daß die Hebelwirkung der Ständereinrichtung an dem Biegeelement veränderbar ist, sowie einer zweiten Montageeinrichtung zur variablen Befestigung des anderen Endes des Biegeelements an die Sitz-/Steheinrichtung derart, daß die Hebelwirkung der Sitz-/Steheinrichtung an dem Biegeelement veränderbar ist, ausgestattet. Damit kann bei gleicher Federsteifigkeit der Biegespielraum auf das Körpergewicht der trainierenden Person abgestimmt werden.

Weiterhin kann die Sitz-/Steheinrichtung eine Sitzeinrichtung und eine Steheinrichtung umfassen, die derart angeordnet oder anzuordnen sind, daß sich der Gesamtschwerpunkt der Vorrichtung einschließlich der trainierenden Person im wesentlichen zentral über der Ständereinrichtung befindet. Damit wird verhindert, daß die Vorrichtung beim Training kippt.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung neben einer Fußabstützeinrichtung weiterhin mit einer Halte- bzw. Handgriffeinrichtung ausgestattet, an der sich die auf der Vorrichtung befindliche Person im Sitzen oder Stehen einhalten kann. Durch diese optional vorgesehene Halteeinrichtung erhält die trainierende Person zusätzlichen Halt.

Die Monitoreinrichtung kann an einer Hängeeinrichtung etwa in Augenhöhe der Person oder an der Halte- bzw. Handgriffeinrichtung angebracht sein. Bei der Befestigung der Monitoreinrichtung an der Halteeinrichtung vollführt der Kopf der Person in der Regel auch die gleiche Bewegung wie der Rumpf. Wenn andererseits die Monitoreinrichtung an einer gegenüberliegenden Wand angebracht ist, wird die Person den Kopf eher aufrecht halten und somit, falls gewünscht, lediglich Bewegungen des Rumpfes ausführen.

Die vorliegende Erfindung wird auch durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals mit den Schritten: Biegen eines Biegeelements durch Gewichtsverlagerung einer Person und Abgreifen einer Biegegröße an dem oder in der Nähe des Biegeelements durch einen Sensor und Bereitstellen des Sensorsignals als Steuersignal gelöst.

Vorzugsweise wird das Steuersignal zur Steuerung eines Computerprogramms verwendet, mit dem die trainierende Person animiert wird, das Training gezielt fortzusetzen.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 ein Beispiel eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchzufahrenden Parcours.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung als Sportgerät mit einer Ständereinrichtung 1. Diese Ständereinrichtung 1 besitzt fünf Beine, die für einen sicheren Stand auf dem Boden sorgen. Für sicheren Stand müssen minimal drei Beine vorgesehen sein, aber je mehr Beine vorhanden sind, desto höher ist die Standfestigkeit des Geräts nach allen Richtungen. Prinzipiell ist es optimal, wenn die Ständereinrichtung 1 als Fuß eine Scheibe besitzt. Je höher die Länge der Beine bzw. der Durchmesser der Ständerscheibe ist, desto höher ist die Standfestigkeit des Geräts. Andererseits nimmt dadurch natürlich auch die Handhabbarkeit des Geräts ab.

Die Ständereinrichtung weist eine senkrecht zum Boden nach oben ragende, hohlzylindrische Aufnahme 3 auf. Die Aufnahme 3 ist mit den Beinen bzw. der Ständerscheibe fest verbunden.

In die nach oben ragende zylinderförmige Aufnahme 3 ist das eine Ende einer Schraubenfeder 4 eingeführt. Dieses eine Ende der Schraubenfeder 4 ist in der Aufnahme 3 durch einen Splint 5 befestigt. Der Splint 5 ermöglicht, daß die Schraubenfeder 4 in der Aufnahme 3 höhenverstellbar ist.

Die Schraubenfeder 4 kann selbstverständlich durch jedes beliebige biegsame Element ersetzt werden, das annähernd das gleiche Rückstellmoment gewährleistet wie die Schraubenfeder 4. Denkbar hierzu sind Gummielemente, aber auch Anordnungen von mehreren Federn.

An dem anderen, nach oben ragenden Ende der Schraubenfeder 4 ist eine Sitz- /Steheinrichtung 6 aufgesetzt. Die Sitz-/Steheinrichtung ist gemäß Fig. 1 eine Gestängekonstruktion mit einem nach unten ragenden, zylinderförmigen Aufsatzelement 7. Dieses Aufsatzelement 7 ist wiederum durch einen Splint 8 auf dem oberen Ende der Schraubenfeder 4 höhenverstellbar.

Ähnlich einem Fahrrad weist die Sitz-/Steheinrichtung einen zum vertikalen Aufsatzelement 7 im wesentlichen horizontal verlaufenden und mit diesem fest verbundenen Gestängeabschnitt auf, der einen auch im wesentlichen horizontal angeordneten Sitz 9 trägt.

Relativ zu der durch das Aufsatzelement 7 definierten vertikalen Achse ist gegenüber dem Sitz 9 eine Handgriffeinrichtung 10, die ebenfalls durch eine Gestängekonstruktion realisiert ist, angeordnet. An den Außenenden des Handgriffgestänges 10 sind Handgriffe 11 in einer ähnlichen Position relativ zum Sitz 9 angeordnet wie bei einem Fahrrad, so daß die trainierende Person auf dem Sitz 9 aufrecht sitzen und sich an den Handgriffen 11 einhalten kann.

Vertikal unterhalb des Handgriffgestänges 10 ist ein Fußstützgestänge 12 vorgesehen, auf dem die trainierende Person während des Trainings ihre Füße abstützen kann. Das Fußstützgestänge 12 weist an seinem unteren Ende ähnliche Fußstützen 13 wie ein Motorrad auf.

Das Fußstützgestänge 12, das Handgriffgestänge 10 und das Gestänge für den Sitz 9 sind in dieser Ausführungsform am oberen Ende des Aufsatzelements 7 verschweißt oder anderweitig fest miteinander verbunden. Es können aber auch verstellbare Gelenke an dieser Stelle vorgesehen sein. Die Sitz-/Steheinrichtung 6 kann außerdem aus längenverstellbaren Gestängeelementen bestehen, so daß Sie ergonomisch an die Körpergröße der trainierenden Person angepaßt werden kann. Darüber hinaus kann es für das Training bzw. die Therapie wichtig sein, einzelne Gestängeteile, wie beispielsweise das Sitzgestänge, das Handgriffgestänge 10 oder das Fußablagegestänge 12 von dem Sportgerät abzunehmen, damit einzelne Muskelgruppen gezielter trainiert werden können.

Ein in Fig. 1 nicht dargestellter Neigungssensor ist an einem beliebigen Gestängeabschnitt der Sitz-/Steheinrichtung 6, z. B. an dem Aufsatzelement 7 oder dem Handgriffgestänge 10 angeordnet, um die Neigung der Sitz-/Steheinrichtung 6 zu erfassen. Der Neigungssensor erfaßt sämtliche Kippwinkel relativ zu der durch das Aufsatzelement 7 definierten vertikalen Achse. D. h. er erfaßt Vorwärts-, Rückwärts- und Seitwärtskippwinkel der Sitz-/Steheinrichtung 6 sowie beliebige schräge Kippwinkel.

Der Neigungssensor liefert ein Neigungs- bzw. Steuersignal an eine Monitoreinrichtung 14. Die Monitoreinrichtung 14 kann zusätzlich mit einem Rechner versehen sein, so daß zusätzliche Daten, beispielsweise Videospiele, neben dem Neigungssignal optisch dargestellt werden können.

Die Monitoreinrichtung 14 ist zwischen dem Handgriffgestänge 10 etwa in Höhe der Handgriffe 11 angeordnet. Sie kann beliebig höhenverstellbar angeordnet werden, um der Körpergröße der trainierenden Person gerecht zu werden. Denkbar ist ebenfalls, daß die Monitoreinrichtung 14 auf einem eigenen Ständer oder an einer gegenüberliegenden Wand, also mechanisch losgelöst von dem Sportgerät, aufgehängt wird.

In gleicher Weise kann der Rechner an einer beliebigen Stelle des Sportgerätes, beispielsweise unter dem Sitz 9, hinter der Monitoreinrichtung 14, oder aber auch mechanisch losgelöst von dem Sportgerät untergebracht sein.

Der Neigungssensor kann aus einer halbkardanischen Aufhängung bestehen, womit die tatsächliche Neigung erfaßbar ist. Der Neigungssensor kann aber auch aus einer Anordnung von Dehnungsmeßstreifen bestehen, aus deren Signalen die Neigung errechnet wird. Jeder andere handelsübliche Neigungssensor ist für dieses Sportgerät prinzipiell geeignet.

Bei einer Weiterbildung des Geräts ist vorgesehen, daß das Gestänge der Sitz- /Steheinrichtung 6 mit einer Verkleidung versehen ist, so daß das Sportgerät eine insgesamt ansprechende Form erhält. Grundsätzlich kann das Unter- und Oberteil des Sportgeräts verschiedene Formen annehmen, damit auch Kinder zu dem Training animiert werden. So kann das Sportgerät beispielsweise die Form eines Elefanten, eines Pferds, eines Roboters oder einer anderen beliebigen Figur annehmen.

Das Signal des Neigungssensors kann beliebig optisch umgesetzt werden. So kann beispielsweise die Monitoreinrichtung 14 aus einer Diodenmatrix bestehen, auf der jede einzelne Diode einen bestimmten Neigungswinkel darstellt. Damit kann die trainierende Person Neigungswinkel und Neigungsrichtung entweder nur optisch kontrollieren, oder aber die Bahn einer auf die Monitoreinrichtung 14 aufgesetzten Schablone durch das Aufleuchten einzelner Matrixdioden nachfahren. Eine derartige Schablone könnte die in Fig. 2 gezeigte Bahn besitzen.

Das Neigungssignal des Neigungssensors kann aber auch als Steuersignal für ein Videospiel genutzt werden, das auf der Monitoreinrichtung 14 abläuft. Eine Ausführungsform eines geeigneten Videospiels besteht darin, daß softwaretechnisch auf der Monitoreinrichtung 14 ein Parcours, beispielsweise der von Fig. 2, dargestellt wird. Dabei könnten einzelne Punkte auf dem Parcours ausgelöscht werden, wenn die trainierenden Person einen Cursor auf dem Monitor durch entsprechendes Verkippen der Sitz-/Steheinrichtung entlang des Parcours bewegt. Dabei entspricht jeder Punkt auf dem Monitor einer bestimmten Neigungswinkel-Neigungsrichtungs-Kombination.

Das Computerspiel kann aber auch darin bestehen, daß beispielsweise ein Ball entlang des Parcours mit Hilfe des durch die Sitz-/Steheinrichtung gesteuerten Cursors durch den Parcour geschoben wird. Dadurch muß die trainierende Person immer versuchen, daß der Cursor eine bestimmte Position zu dem Ball einnimmt.

Das durch das Verkippen der Sitz-/Steheinrichtung erzeugte Steuersignal kann aber auch für jedes beliebige andere Computerspiel verwendet werden, bei dem das Sportgerät im Prinzip die Funktion eines üblichen Joysticks übernimmt.

Bei dem Sportgerät wird also der Benutzer mit Hilfe einer Computeranimation zu bestimmten Bewegungsabläufen animiert. Indem der Benutzer diesen Bewegungsabläufen folgt, werden entsprechende Muskeln angespannt und entspannt. Verschiedene Schwierigkeitsstufen mit entsprechend unterschiedlichen Auslenkungen aus der Ruhelage können individuell programmiert werden. Somit eignet sich dieses Gerät insbesondere für Bewegungstherapien bei Kindern. Durch die Computeranimation, die durch ein Computerspiel realisiert sein kann, können die Kinder spielerisch ihre Therapieübungen ausführen. Durch spezielle Hinweise im Computerprogramm, wie beispielsweise "Aufstehen", "Hinsetzen" oder "Stehenbleiben", können auch die Beinpartien besonders trainiert bzw. therapiert werden.

Einen besonderen Vorteil hierfür bringt ein Bewegungsaufzeichnungsgenerator. Mit dieser Einrichtung gibt der Trainer bzw. Therapeut die Bewegungen auf dem Sportgerät vor und das Computerprogramm generiert daraus ein Computerspiel. Daraufhin spielt der Sportler das Programm ab, wobei er den vorgegebenen Bewegungsabläufen des Trainers folgen muß.

Das Sportgerät ist auch in einer Ausführung ohne Monitor für das normale Ganzkörpertraining geeignet.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur sportlichen Betätigung einer Person mit
einer Ständereinrichtung (1), die mindestens drei Beine (2), welche auf dem Boden stehen, umfaßt,
einem Biegeelement (4), das an seinem einen Ende an die Ständereinrichtung (1) angebracht ist,
einer Sitz-/Steheinrichtung (6), die an dem anderen Ende des Biegeelements (4) angebracht ist und auf der die Person sitzen und/oder stehen kann, so daß die Sitz- /Steheinrichtung (6) durch Biegen des Biegeelements (4) aus einer Ruhelage auslenkbar ist,
einem Neigungssensor, mit dem die Neigung der Sitz-/Steheinrichtung (6) relativ zur Ruhelage erfaßbar ist, zur Lieferung eines entsprechenden Neigungssignals, und
einer Monitoreinrichtung (14), mit der das Neigungssignal optisch darstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit weiterhin einer Rechnereinrichtung, auf der ein Computeranimationsprogramm abspielbar ist, wobei das Neigungssignal als Steuersignal für das Animationsprogramm verwendbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei mit dem Computeranimationsprogramm auf der Monitoreinrichtung (14) ein Parcours oder ein Videospiel darstellbar ist, dessen Durchlauf bzw. Spielfunktion mit dem Neigungssignal steuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Computeranimationsprogramm für die Person individuell programmierbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Biegeelement (4) ein federelastisches Bauteil, z. B. eine Schraubenfeder oder dergleichen, ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit weiterhin einer ersten Montageeinrichtung (5) zur variablen Befestigung des einen Endes des Biegeelements (4) an die Ständereinrichtung (1) derart, daß die Hebelwirkung der Ständereinrichtung (1) an dem Biegeelement veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit weiterhin einer zweiten Montageeinrichtung (8) zur variablen Befestigung des anderen Endes des Biegeelements (4) an die Sitz-/Steheinrichtung (6) derart, daß die Hebelwirkung der Sitz-/Steheinrichtung (6) an dem Biegeelement (4) veränderbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sitz- /Steheinrichtung (6) eine Sitzeinrichtung (9) und Steheinrichtung (12, 13) umfaßt, die derart angeordnet oder anzuordnen sind, daß sich der Gesamtschwerpunkt der Vorrichtung im wesentlichen zentral über der Ständereinrichtung (1) befindet.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit weiterhin einer Halte- bzw. Handgriffeinrichtung (10, 11), an der sich die auf der Vorrichtung befindliche Person im Sitzen oder Stehen einhalten kann.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Monitoreinrichtung (14) an einer Hängeeinrichtung etwa in Augenhöhe der Person oder an der Halte- bzw. Handgriffeinrichtung (10, 11) angebracht ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sitz- /Steheinrichtung (6) weiterhin eine Fußablageeinrichtung (12, 13) umfaßt.

12. Verfahren zur Erzeugung eines Steuersignals mit den Schritten:
Biegen eines Biegeelements (4) durch Gewichtsverlagerung einer Person und
Abgreifen einer Biegegröße an dem oder in der Nähe des Biegeelements (4) durch einen Sensor und
Bereitstellen des Sensorsignals als Steuersignal.

13. Verfahren zum Steuern eines Computerprogramms mit dem nach Anspruch 12 erzeugten Steuersignal.