DE102007014080A1

DE102007014080A1 - Trainingsgerät

Info

Publication number: DE102007014080A1
Application number: DE102007014080A
Authority: DE
Inventors: Jens Lautenschlaeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2007-09-27

Abstract

Ein Trainingsgerät enthält wenigstens ein Betätigungselement, welches insbesondere als eine Platte (60) ausgebildet ist und auf welches ein Trainierender Kräfte aufbringen kann, wobei dem Trainierenden Bewegungen durchführbar sind. Das Trainingsgerät soll dahingehend weiter gebildet werden, dass Bewegungsabläufe unter Berücksichtigung der vom Trainierenden durchgeführten Bewegungen vorgegeben werden können und die Bewegungsabläufe verbessert werden. Hierzu wird vorgeschlagen, dass wenigstens ein Gebersystem (76, 80) und/oder ein Sensor (96) für ein gezieltes Messen der Bewegungen oder Bewegungsabläufe des Trainierenden vorgesehen ist und dass eine Steuereinheit oder ein Steuerterminal (10) derart vorgesehen ist, dass auf den Trainierenden bezogene Bewegungsabläufe vorgebbar und/oder durchführbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Trainingsgerät gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Derartige Trainingsgeräte sind beispielsweise aus der DE 299 22 140 U1 oder der DE 202 11 938 U1 bekannt, welche für ein Balance-Training und die Koordination eines Trainierenden vorgesehen sind. Ferner sind als Test-Ergometer bezeichnete Trainingsgeräte bekannt, mit welchen das Ausdauerverhalten eines Trainierenden getestet und beispielsweite Pulswerte bestimmt werden können, bei denen die körperliche Leistung vom Trainierenden erbracht werden sollte. Bei den bekannten Trainingsgeräten werden die Bewegungsabläufe durch die Mechanik vorgegeben, wobei überwiegend auf die Körperertüchtigung abgestellt ist. Die Trainingsgeräte enthalten vom Trainierenden zu nutzende Betätigungselemente, wie Fußauftritte, Pedale, Handgriffe oder dergleichen, um auf die Mechanik Kräfte und damit verbundene Bewegungsabläufe wirksam einbringen zu können. Dabei werden oftmals falsche Bewegungen durchgeführt, welche den Trainingserfolg in Frage stellen können. Es sei festgehalten, dass Rückenleiden und Einschränkungen im Bereich des Bewegungsapparats ein wesentliches Volksleiden sind, und ferner viele Menschen sich falsch bewegen, wodurch Fehlstellungen entstehen. Die Folge sind gesundheitliche Einschränkungen mit sinkender Lebensqualität, und zudem wird das Gesundheitswesen einer enormen finanziellen Belastung ausgesetzt.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Trainingsgerät dahingehend weiter zu bilden, dass Bewegungsabläufe unter Berücksichtigung der vom Trainierenden durchgeführten Bewegungen vorgegeben werden können und die Bewegungsabläufe verbessert werden. Das Trainingsgerät soll einen einfachen Aufbau aufweisen und problemlos an die jeweiligen Einsatz- und Therapiebedingungen anpassbar oder für diese ausbildbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Das erfindungsgemäße Trainingsgerät zeichnet sich durch einen funktionsgerechten und insbesondere auf Therapievorgaben angepassten Aufbau aus, wobei von einem Messverfahren zur Erfassung und Berechnung von Bewegungsabläufen ausgegangen wird, welche für die Trainingsvorgaben verwendet werden. Die Bewegungsabläufe werden entsprechend der Aufgaben erfasst, und zwar ganzheitlich. Aufgrund der ganzheitlichen Erfassung und Beurteilung ist es möglich, eine motorische Störung des Trainierenden zu erkennen und darauf abgestimmt die Bewegungsabläufe vorzugeben. In besonders zweckmäßiger Weise werden die Bewegungsabläufe optisch, insbesondere mittels eines Displays, dargestellt und über optische Wahrnehmungen des Trainierenden gesteuert bzw. vom Trainierenden gemäß den derart vorgegebenen und/oder vom Trainierenden wahrgenommen und gesteuert. Hierbei wird berücksichtigt, dass Menschen in der Regel Fähigkeiten und/oder Bewegungen nicht blind ausführen, sondern ihre Bewegungen über die Augen, sei es bewusst oder unbewusst, steuern.
Mit dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät wird der Patient oder Trainierende in einzelnen Therapieschritten hingeführt, falsche Bewegungsebenen verlassen zu können, um mit den erfindungsgemäßen Geräten die richtigen Bewegungsabläufe zurückzugewinnen oder grundsätzlich zu erlernen. Die erfindungsgemäßen Geräte sind für den Therapeuten ein ideales Werkzeug, um eine Therapie ganzheitlich anzuwenden und die einzelnen Therapiefortschritte zu dokumentieren. Jeder Therapieschritt kann über ein Display, einen Drucker oder eine Auswertungseinheit, insbesondere angeschlossen an ein Steuerterminal, graphisch dargestellt werden. Durch die erfindungsgemäßen Geräte kann die Qualität der therapeutischen Maßnahme deutlich erhöht werden.
Das erfindungsgemäße Trainingsgerät enthält Betätigungselemente beliebiger Ausbildung, wie Platten, Fußauftritte, Sitze, Handgriffe oder dergleichen, wobei in der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele überwiegend Platten erläutert werden, ohne dass die Erfindung insoweit beschränkt wird. Des Weiteren sei angemerkt, dass das oder die Trainingsgeräte wie bekannt üblicherweise ein Chassis, Rahmen oder dergleichen enthalten, auf welchem die verschiedenen Komponenten zweckmäßig angeordnet und in geeigneter Weise befestigt sind. Die einzelnen Bewegungen oder Bewegungsabläufe des Trainierenden werden mittels Sensoren oder Gebersystemen unterschiedlichster Ausbildung gemessen und/oder erfasst, und entsprechende Signale werden mittels geeigneter Leitungen oder Übertragungssysteme, gegebenenfalls auch drahtlos, an eine Steuereinheit übermittelt, welche in vorteilhafter Weise in ein Steuerterminal integriert ist oder als solches ausgebildet ist.
Ferner ist zur Darstellung und/oder Vorgabe der unter Berücksichtigung der Messergebnisse errechneten Bewegungsabläufe an den Trainierenden ein Display vorgesehen, welches vorteilhaft in die Steuereinheit bzw. das Steuerterminal integriert ist. Darüber hinaus können im Rahmen der Erfindung für das jeweiligen Training bzw. die jeweilige Therapie Bewegungsmuster oder Bewegungsabläufe zugrunde gelegt werden, welche beispielsweise von einem Trainer oder einem Physiotherapeuten vorgegeben und der weiteren Berechnung zugrunde gelegt werden und/oder insbesondere mittels des Displays zur Anzeige gebracht werden und/oder gleichzeitig mit den vom Trainierenden durchgeführten und mittels der Sensoren oder Gebersysteme erfassten Bewegungen, sozusagen als Zielvorgabe, gleichfalls über das Display dem Trainierenden optisch zur Anzeige gebracht werden.
Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüche sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Trainingsgeräts angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
1 ein als therapeutisches Gerät für Schulter- und Rückentraining ausgebildetes Trainingsgerät,
2 ein Trainingsgerät für Test- und Therapiezwecke, vor allem in der Physio- und Ergotherapie,
3 ein Trainingsgerät ähnlich 1 mit zusätzlichen Vibrationseinheiten,
4 ein Trainingsgerät ähnlich 2 mit einer zusätzlichen Vibrationseinheit,
5 ein als mobile Einheit ausgebildetes Trainingsgerät,
6 ein Trainingsgerät ähnlich gemäß 2 mit zwei separaten Neigungsplatten,
7 ein Trainingsgerät ähnlich gemäß 4 mit zwei Neigungsplatten und separaten Vibrationseinheiten,
8 ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem gemäß 6 mit zwei unabhängigen Trägerplatten,
9 ein Trainingsgerät ähnlich gemäß 8 mit zusätzlichen Vibrationseinheiten,
10 ein Prinzipdarstellung der Anordnung der Sensoren am Trainingsgerät,
11 einen zusätzlichen Drehaufsatz für eines der erfindungsgemäßen Trainingsgeräte,
12 eine besondere Ausbildung des Sensors,
13, 14 eine Ausbildung des Sensors als Haltungssensor.
1 zeigt schematisch das Trainingsgerät, welches als ein therapeutisches Gerät für ein Training im Schulter- und Rückenbereich ausgebildet ist und einen Rahmen bzw. ein Chassis 2 aufweist. Das Chassis 2 enthält ein im Wesentlichen horizontal angeordnetes und auf dem Boden auflegbares Chassisprofil 4 sowie am vorderen Ende eine bevorzugt schräg nach oben ausgerichtete Haltegriffeinheit 6, welche als ein Profilrohr ausgebildet ist, mit einem Haltegriff 8 und mit einem zweckmäßig am oberen Ende angeordneten Steuerterminal 10. Das Steuerterminal 10 ist die elektronische Steuer- und/oder Regeleinheit und enthält Elektronikkomponenten zur Steuerung, Regelung, Signalverarbeitung von Sensoren sowie zur Ausgabe von Daten, sei es über ein zweckmäßig in das Steuerterminal 10 integriertes Display 12 und/oder geeignete Ausgabeeinheiten, wie z. B. einen Drucker. Am Haltegriff 8 sind vorteilhaft Bedienungselemente 14, insbesondere in Form von Tasten, für eine Handbedienung angeordnet. Auf dem Rahmen 2, vorteilhaft auf dessen Chassisprofil 4, ist ferner ein Stützelement 16 angeordnet, welches zweckmäßig als Profilrohr ausgebildet ist und auf welchem eine Sitzeinheit 18 für einen Probanden oder eine trainierende Person angeordnet ist. Des Weiteren ist zweckmäßig im Bereich des hinteren Endes des Rahmens 2 eine Halteeinrichtung 20 mit wenigstens einem Sensor oder Gebersystem 22, 24 angeordnet. Wie dargestellt, sind zwei Gebersysteme 22, 24 vorgesehen, mittels welchen Bewegungen vorteilhaft in oder um zwei orthogonalen Richtungen bzw. Achsen erfasst werden. Das Gebersystem 22 erfasst Drehungen um die zur Zeichenebene senkrechte Achse gemäß Doppelpfeil 26, während mittels des Gebersystems 24 gemäß Doppelpfeil 28 Drehbewegungen um die in der Zeichenebene liegende Achse erfasst werden. Die beiden Sensoren bzw. Gebersysteme 22, 24 sind zweckmäßig in Drehelemente und/oder Gelenke 32, 34 der Halteeinrichtung 20 derart integriert, dass mit dem Gebersystem 22 Bewegungen nach vorne und hinten messbar sind und ferner mit dem Gebersystem 24 Seitenbewegungen nach rechts bzw. links messbar sind. Die Signale der Gebersysteme 22, 24 werden mittels hier nicht dargestellten Leitungen auf das Steuerterminal 10 geführt und in geeigneter Weise verarbeitet, insbesondere zur Berechnung und/oder Vorgabe von Bewegungsabläufen. Die Gebersysteme 22, 24 und/oder Gelenke 32, 34 sind derart ausgebildet, dass ohne von außen einwirkende Belastungen die Halteeinrichtung 20, wie dargestellt, im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist und/oder keine Signale von den Sensoren oder Gebersystemen 22, 24 zur Auswertung abgegeben werden.
Mit der Halteeinrichtung 20, zweckmäßig an deren oberem Ende, ist an einer Befestigung 36 eine Befestigungsvorrichtung 38 für den Schulter- und/oder Rückenbereich eines Probanden angeordnet und ist hier insbesondere als ein Gurt 40 mit einer Schlaufe 42 oder dergleichen ausgebildet. Für eine sitzende Position des Probanden befindet sich die Befestigungsvorrichtung 38 in der dargestellten Lage. Nimmt hingegen der Proband eine stehende Position ein, so befindet sich die Befestigungsvorrichtung 38' etwa in der mittels gestrichelten Linien angedeuteten Lage. Weiterhin ist mit der Befestigung 36 und/oder der Halteeinrichtung 20 eine Krafteinwirkungseinheit 46 gekoppelt, welche ein Seil 48 sowie Gewichte 50, Federn, Hydraulik oder Pneumatikelemente enthält. Wie dargestellt, ist das Seil 48 über eine Seilrolle 52 geführt, die vorteilhaft am oberen Ende eines am Chassis befestigten Träger oder Profilrohrs 54 angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung kann die Krafteinwirkungseinheit 46 auch in anderer Weise ausgebildet sein und beispielsweise einen elektrischen Antriebsmotor zur Erzeugung einer vorgebbaren Kraft enthalten. Mittels der Krafteinwirkungseinheit 46 und über die Befestigungsvorrichtung 38 wirken in geeigneter Weise vorgebbare Kräfte auf den Probanden ein, wobei das Training sitzend oder stehend ausgeübt werden kann. Wesentlich für das erfindungsgemäße Trainingsgerät ist die Darstellung der Körperbewegungen des Probanden mittels der Gebersysteme 22, 24, insbesondere über das angeschlossene Steuerterminal und insbesondere das Display 12. Somit wird eine stufenlose Messung der Krümmung der Wirbelsäule und/oder deren Neigung nach vorne, hinten, rechts und links exakt erfasst, wobei die insoweit aufgewendete Kraft und der Weg gemessen werden.
Das erfindungsgemäße Trainingsgerät und ebenso die nachfolgend erläuterten Gerätevarianten arbeiten in einem geschlossenen Regelkreis mit dem Probanden. Über die Augen, und zwar vorteilhaft in Verbindung der mit dem Display 12 dargestellten Vorgaben, werden die Bewegungsvorgaben optisch erfasst, wobei die Augen den Befehl an das Gehirn weiterleiten und von dort der betreffende Muskelkreis angesprochen wird, um die Bewegung auszuführen. Die Augen kontrollieren, ob die Bewegung richtig war, um eine Korrekturbewegung auszulösen. Die Gebersysteme 22, 24 erfassen und/oder registrieren die Korrekturbewegung, wodurch beispielsweise einem Physiotherapeuten wichtige Informationen über den Therapiefortschritt des Probanden an die Hand gegeben werden. Das Trainingsgerät ermöglicht genaue und/oder gezielte Messungen von Bewegungsabläufen des Probanden, und die mittels des oder der Sensoren bzw. des oder der Gebersysteme 22, 24 erfassten Signale werden auf das Steuerterminal 10 geführt zur Berechnung der entsprechenden Trainingsabläufe. Somit werden mit dem an Hand der 1 erläuterten und ebenso mit den nachfolgend erläuterten Trainingsgeräten auf den Probanden, Trainierenden bzw. Patienten bezogene Bewegungsabläufe durchgeführt. Ferner werden erfindungsgemäß die Bewegungsabläufe per Anweisung vom Steuerterminal 10 ausgelöst. Es sei festgehalten, dass das an Hand von 1 erläuterte Trainingsgerät für die spezielle Messung und Beurteilung des Wirbelsäulenbereichs ausgebildet ist und mit den weiteren Ausführungsbeispielen der Trainingsgeräte besondere Bewegungsabläufe erfassbar und/oder vorgebbar und/oder berechenbar sind.
So ist in 2 ein besonderes Ausführungsbeispiel des Trainingsgeräts dargestellt, welches vor allem in der Physio- und Ergotherapie sowie im Fitness- und Gesundheitsbereich für Test- und Therapiezwecke eingesetzt werden kann. Es sei angemerkt, dass die Erläuterungen derjenigen Komponenten, welche mit denen des an Hand von 1 erläuterten Ausführungsbeispiels übereinstimmen, entsprechend für das Trainingsgerät gemäß 2 gelten; auch für die weiteren Ausführungsbeispiele gelten die Erläuterungen hinsichtlich übereinstimmender Komponenten jeweils entsprechend. Das Trainingsgerät gemäß 2 enthält auf dem Chassis 2 zwei bewegbar angeordnete Platten, und zwar eine Trägerplatte 58 und eine Neigungsplatte 60, welche mittels einer Kippmechanik ausgebildeten Lageranordnung 62 auf der Trägerplatte 58 befestigt ist. Die untere Trägerplatte 58 ist über eine Lagerung 64 drehbar und/oder schwenkbar auf dem Chassis 2 angeordnet. Die Lagerung 64 enthält einen mit der Trägerplatte 58 drehfest verbundenen Lagerbolzen 66, welcher in einer Lagerbuchse 68 drehbar bzw. schwenkbar angeordnet ist. Wie ersichtlich, ist der Lagerbolzen 66 in einem vorgegebenen Winkel 70 zum hinteren Ende des Chassis 2 geneigt angeordnet. Aufgrund des schräg stehenden Lagerbolzens 66 wird eine parabelförmige Schwenkbewegung der Trägerplatte 58 samt Neigungsplatte 60 vorgegeben, wobei mit dem Doppelpfeil 72 die Bewegung in der Ebene angedeutet ist. Bedarfsweise kann mittels eines Arretierungshebels oder sonstigen Arretierungselements 74 die Trägerplatte 58 eingestellt oder frei gegeben werden.
Die Lagerung 64 enthält ein Gebersystem 76, welches als Drehgebersystem für die Winkelmessung des Lagerbolzens 66 ausgebildet ist. Die Kippmechanik 62 enthält eine Lagerbuchse 78 mit einem integrierten Gebersystem 80 für die Messung der Neigung der Neigungsplatte 60 bezüglich der Trägerplatte 58. Die Neigungsplatte 60 kann bezüglich der Trägerplatte 58 Neigungsbewegungen gemäß den Doppelpfeilen 82 durchführen. Ferner ist auf der Trägerplatte 58 ein Arretierungselement bzw. Arretierungshebel 84 derart angeordnet, dass bei Bedarf die Neigungsplatte 60 einstellbar oder frei gebbar ist. Ferner ist auf der Neigungsplatte 60 eine Haltevorrichtung 86 angeord net, welche insbesondere zwei Halterohre 88 mit Handgriffen 90 enthält. Die Haltevorrichtung 86, welche auch als Oberkörpereinheit bezeichnet wird, ist für die Bewegungssteuerung durch den Rumpf, die Hände bzw. den Oberkörper vorgesehen. In zweckmäßiger Weise wird das derart ausgebildete Trainingsgerät von Personen genutzt, welche sitzend oder stehend sich im Bereich des hinteren Endes des Trainingsgerätes befinden, insbesondere von Rollstuhlfahrern, beispielsweise Schlaganfallpatienten.
Aufgrund der Lagerung 64 mit dem schräg stehenden Lagerbolzen 66 wird eine parabelförmige Schwenkbewegung der Trägerplatte 58 mit der Neigungsplatte 60 vorgegeben. Des Weiteren kann im Rahmen der Erfindung der Lagerbolzen 66 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein oder um einen vorgegebenen Winkel nach vorn in Richtung zum Haltegriffprofil 6 geneigt bzw. schräg angeordnet sein. In der Praxis haben sich Neigungswinkel, und zwar ausgehend von der Vertikalen, bis zu 20° nach vorn oder nach hinten, als zweckmäßig erwiesen.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist ferner eine aktive Eingabe von Bewegungsabläufen mittels Antrieben, insbesondere Elektromotoren, vorgesehen, und zwar zweckmäßig kombiniert mit oder in die Kippmechanik 62 und/oder die Lagerung 64. Somit können – in bevorzugter Weise gesteuert vom Steuerterminal 10 – Bewegungsabläufe aktiv in einfacher Weise vorgegeben werden, um je nach Therapieanwendung einen Patienten zu bewegen.
In einer alternativen Ausgestaltung sind die Trägerplatte 58 und die Neigungsplatte 60 übereinander umgekehrt derart angeordnet, dass die Neigungsplatte 60 mittels der Kippmechanik oder einer vergleichbaren Lageranordnung 62 auf dem Chassis 2 angeordnet ist und ferner auf bzw. über der Neigungsplatte 60 die Trägerplatte 58 mittels der Lagerung 64 gelagert ist. Auch bei dieser "umgekehrten" Anordnung bleibt die Test- und Therapiewirkung erhalten. Wesentlich ist, dass mittels der Gebersysteme 76 und 80 bei einem Test eines Patienten oder Probanden mit dem Trainingsgerät die Bewegungen der beiden Platten 58 und 60 gemessen werden.
Bei einem Test oder einer Therapie werden mittels des Steuerterminals 10 und/oder über das Display 12 die Bewegungen vorgegeben, wobei bedarfsweise mittels der Arretierungen bzw. Arretierungshebel 74, 84 eine oder beide Platten frei gegeben oder arretiert sind. Sofern beide Platten 58 und 60 frei gegeben sind, erfüllt das Trainingsgerät die Funktion eines Kreisels. Dies wird zudem unterstützt im Falle einer Schrägstellung des Lagerbolzens 66, wodurch die Drehbewegung parabelförmig wirkt. Ein Proband oder Patient bewegt sich nicht in einer starren durch eine Mechanik vorbestimmten Ebene, wie es in vorbekannten Geräten der Fall ist, sondern durch die vorgeschlagene Kombination der beiden Platten 58 und 60 wird eine große Variabilität der vorgebbaren Bewegungsabläufe erreicht. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass durch die zwei unabhängig und/oder stufenlos verstellbaren Platten, insbesondere in Kombination mit den erläuterten Antrieben bzw. Motoren, problemlos Kreiselbewegungen in den unterschiedlichsten Ebenen durch Vorgabe mittels des Steuerterminals 10 realisiert werden.
3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, welches grundsätzlich dem gemäß 1 entspricht, wobei zusätzlich oder alternativ wenigstens eine Vibrationseinheit 92, 93 vorgesehen ist. So ist auf dem Chassis 2 bzw. dessen Chassisprofil 4 die Vibrationseinheit 92 vorgesehen, auf welche ein Trainierender, Proband oder Patient sich stellen kann oder auf welche entsprechend 1 eine Sitzeinheit für einen Probanden oder Patienten angeordnet sein kann. Es sei hier angemerkt, dass die auf einen Trainierenden bezogenen Erläuterungen analog auch für einen Probanden oder Patienten gelten, ebenso umgekehrt. Die Vibrationseinheit 92 ist kombiniert mit der Krafteinwirkungseinheit 46 und beispielsweise mit deren Seil 48 gekoppelt. Somit wird die eingeleitete Kraft im Wirbelsäulenbereich mit Schwingungen bzw. Vibrationen mit vorgebbarer Frequenz und bevorzugt auch vorgebbarer Amplitude überlagert. Dies gilt analog auch hinsichtlich der Vibrationseinheit 92. Die Vibrationseinheit 92 ist in zweckmäßiger Weise bezüglich des Chassis 2 drehbar gelagert, bevorzugt mittels der Lagereinheit 64 gemäß 2, wobei die Vibrationseinheit 92 auf der entsprechend verkleinert ausgebildeten Trägerplatte 58 angeordnet ist. Hinsichtlich der Ausbildung der Lagerung 64 gelten obige Ausführungen analog. Schwingungen der Vibrationseinheit 92 bis 93 im Bereich von 4 Hz bis 50 Hz, insbesondere bis 100 Hz, haben sich als besonders zweckmäßig erwiesen.
In 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ähnlich dem gemäß 2 dargestellt, wobei zusätzlich zwischen der Neigungsplatte 60 und der Trägerplatte 58 die Vibrationseinheit 92 an der als Kippmechanik ausgebildeten Lageranordnung 62 angeordnet ist. Somit wird die Neigungsplatte 62 mit Schwingungen bzw. Vibrationen mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagt. Die Frequenz ist vorteilhaft im Bereich von 4 Hz bis 100 Hz, insbesondere bis 50 Hz, vorgegeben. Die Frequenz der Vibrationseinheit 92 wird bevorzugt mittels der Steuereinheit bzw. dem Steuerterminal 10 vorgegeben, und zwar insbesondere in Abhängigkeit und/oder unter Berücksichtigung der Mess-Signale des Gebersystems 80 und/oder weiterer Sensoren. Hierbei wird in vorteilhafter Weise berücksichtigt, dass zielgerichtete Schwingungen bzw. Vibrationen auf einen angespannten Muskel erhöhte Trainingsreize geben. Da mit den erfindungsgemäßen Trainingsgeräten ständig wechselnde Muskelgruppen angesprochen werden, sind Schwingungen biomechanischer Muskelsimulationen (BMS) zur Unterstützung ein sinnvoller Mehrnutzen, der bei gesunden wie kranken Menschen, bzw. trainierenden Probanden oder Patienten, gleichermaßen den Trainingsnutzen erhöht. Ferner ist vorteilhaft zwischen der Trägerplatte 58 und der Neigungsplatte 60 ein Drehlager 94 derart vorgegeben, dass die Neigungsplatte 60 gedreht werden kann, und zwar bezüglich der Trägerplatte 58, bevorzugt um 90° und/oder um eine im Wesentlichen vertikale Achse.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind ferner Sensoren 96 vorgesehen, welche vorzugsweise in die Haltegriffeinheit 6 integriert oder an dieser angeordnet sind. Wie dargestellt, können die Sensoren 96 am Steuerterminal 10 und/oder am Haltegriffprofil angeordnet sein oder in dieser integriert sein. Es sei darauf hingewiesen, dass alternativ zu den dargestellten Ausführungsbeispielen im Rahmen der Erfindung die Haltegriffeinheit 6 ferner beweglich auf oder am Chassis 2 bzw. dem Chassisprofil 4 angeordnet sein kann. Die Sensoren 96 können insbesondere als Ultraschall-Sensoren oder Infrarot-Sensoren oder als Video-Sensoren bzw. Kamerasysteme ausgebildet sein oder eine Kombination derartiger Sensoren bilden. Mittels der Sensoren werden die Bewegungen des Trainierenden, insbesondere die Vorwärts-, Rückwärts- oder Seitenneigung, erfasst und bevorzugt auf der Grundlage einer Wegmessung. Es sei hier ausdrücklich festgehalten, dass die Sensoren 96 nicht allein bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 vorgesehen werden, sondern im Rahmen der Erfindung bei sämtlichen Ausführungsbeispielen. Die Funktionsweise der Sensoren 96 in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät soll nachfolgend an Hand eines Beispiels erläutert werden.
Zunächst absolviert beispielsweise ein Physiotherapeut auf einem der erfindungsgemäßen Trainingsgeräte ein Training, z. B. für die Therapie der Rumpfmuskulatur. Die Bewegungen des Physiotherapeuten werden über die Sensoren 96, insbesondere auf der Grundlage von Wegmessung und Körperbilddarstellung, gemessen und auf einen Datenträger, wie eine Chipkarte oder eine CD, abgespeichert. Bevor der Physiotherapeut seine Vorgabe absolviert, wurde er von den Sensoren 96 insbesondere in aufrechter Körperhaltung eingescannt. Auch ein Proband wird vor seinem Training eingescannt und mittels einer Trainingssoftware werden Unterschiede zwischen Physiotherapeut und Proband, insbesondere der Körperstatur, erfasst und für eine Trainingsberechnung berücksichtigt. Auch wird erfindungsgemäß die mechanische Einstellung des Trainingsgeräts entsprechend der Vorgabe gewählt. Auf der Grundlage der erfassten und/oder abgespeicherten Daten und der genannten Vorgabe trainiert nachfolgend der Proband. Während des Trainings erhält der Proband, insbesondere über das Display 12, ständig zwei überlagerte Bilder gezeigt, und zwar ein Bild vom Physiotherapeuten und ein Bild von ihm selbst. Dem Proband wird durch diese direkte Führung in einfacher Weise ermöglicht, die richtigen Bewegungen auszuführen. Die erläuterte Steuerung und/oder Führung hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, zumal die verschiedenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Trainingsgerätes vielfältige Bewegungen zulassen, wodurch grundsätzlich falsche Bewegungen vom Probanden ausgeführt werden könnten, welche jedoch durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Steuerung und/oder Führung in einfacher Weise vermieden werden. An Stelle der Vorgabe durch den Physiotherapeuten kann im Rahmen der Erfindung die Vorgabe auch auf andere Weise, beispielsweise durch ein abgespeichertes Bewegungsprogramm bzw. Bewegungsablauf, erfolgen. Wesentlich ist, dass zum einen der vorgegebene Bewegungsablauf und zum anderen der mittels der Sensoren 96 erfasste Bewegungsablauf des Trainierenden miteinander verglichen werden, insbesondere durch Überlagerung entsprechender Bilder oder Bildsequenzen, insbesondere mittels des Displays 12.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Trainingsgeräts, welches als eine mobile Einheit ausgebildet ist und von einem Therapeuten beispielsweise für Hausbesuche benutzt wird. Dieses Trainingsgerät zeichnet sich vor allem durch eine kompakte Bauweise, ein geringes Gewicht und zweckmäßiger Weise durch eine einfaches Handhabung aus. Das Trainingsgerät enthält auf dem Chassis 2 die mittels der Lagerung 64 schwenkbar angeordnete Neigungsplatte 60. Die Lageranordnung 64 enthält wiederum das Gebersystem 76 für die Winkelmessung, und den Lagerbolzen 66 für die Drehung. Mit dem Lagerbolzen 66 ist über die Vibrationseinheit 92 die Kippmechanik bzw. Lageranordnung 62 gekoppelt, welche das Gebersystem 80 sowie die Lagerbuchse 78 enthält, wobei mit Letzterer die Neigungsplatte 60 fest verbunden ist. Auf der Neigungsplatte 60 ist die Haltevorrichtung 86 angeordnet, welche beispielsweise die beiden Halterohre 88 enthält. Die Neigungsplatte 60 ist somit gemäß den Doppelpfeilen 82 schwenkbar. Das hier nicht weiter dargestellte Steuerterminal ist zweckmäßig in das Chassis 2 integriert, und es ist ferner eine Fernbedienung 98 vorgesehen, mit dem Bedienungselement 14 zur Frequenzeinstellung der Vibrationseinheit 92. Des Weiteren enthält die Fernbedienung 98 das Display 12 zur Anzeige der Signale des Gebersystems 76 für die Winkelmessung sowie des Gebersystems 80 für die Neigungsmessung. Ferner ist ein Netzanschluss 100 vorgesehen.
Das in 6 dargestellte Ausführungsbeispiel des Trainingsgeräts entspricht im Wesentlichen dem gemäß 2, wobei jedoch an Stelle einer einzigen Neigungsplatte nunmehr zwei Neigungsplatten 60, 61 auf der gemeinsamen Trägerplatte 58 mittels der Lageranordnung 62 vorgesehen sind. Für die beiden Neigungsplatten 60, 61 ist jeweils eine Arretierungsvorrichtung bzw. ein Arretierungshebel 84, 85 vorgesehen. Die Neigungsplatten 60, 61 können folglich unabhängig voneinander bewegt bzw. arretiert werden. Dieses Trainingsgerät dient insbesondere zur Behandlung spezieller Krankheitsbilder im Bereich Parkinson, Schlaganfall und nach Sportverletzungen sowie nach Operationen.
Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel des Trainingsgeräts entspricht im Wesentlichen dem gemäß 4, wobei nunmehr zwei Neigungsplatten 60, 61 vorgesehen sind, welche mittels zwei Vibrationseinheiten 92, 93 separat und unabhängig voneinander schwenkbar auf der gemeinsamen Trägerplatte 58 mittels der Lageranordnung 62 gelagert sind.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Trainingsgeräts ähnlich dem gemäß 6, wobei nicht nur zwei getrennt bewegliche Neigungsplatten 60, 61, sondern auch zwei unabhängig voneinander bewegbar angeordnete Trägerplatten 58, 59 vorgesehen sind. Das Chassis 2 enthält zwei nebeneinander angeordnete Chassisprofile 4, 5 mit Lagerungen 64, 65 der beiden Trägerplatten 58 bzw. 59, wobei auf diesen mittels der Lageranordnungen 62, 63 die beiden Neigungsplatten 60, 61 separat schwenkbar gelagert sind. Auf jeweils einer der Neigungsplatten 60, 61 befindet sich das jeweilige Halterohr 88 der Haltevorrichtung 86.
Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel des Trainingsgeräts enthält zusätzlich zu dem gemäß 8 zwischen den Lageranordnungen 62, 63 und den beiden Neigungsplatten 60, 61 die Vibrationseinheit 92 bzw. 93.
10 zeigt grundsätzlich das Prinzip der Sensoren 96, die bevorzugt im vorderen Bereich der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Trainingsgeräte angebracht sind, um die Bewegungen des Trainierenden im Einsatz aufzuzeigen. Hierbei ist lediglich schematisch das Bewegungssystem 102 angedeutet, welches die jeweiligen oben erläuterten Bewegungskomponenten, wie insbesondere Neigungsplatten, Trägerplatten, die entsprechend zugeordneten Lageranordnungen, Lagerungen, Vibrationseinheiten sowie die Gebersysteme enthalten. Ferner können bei allen erfindungsgemäßen Trainingsgeräten die Bewegungen in der Ebene bzw. der unteren Platten oder Trägerplatten aufgrund der Lagerung und/oder die Neigungsbewegungen der Neigungsplatten aufgrund deren Lageranordnungen durch Antriebe, wie insbesondere Elektromotoren oder Drehantriebe, aktiv vorgenommen werden. Wie bereits erläutert, sind derartige Antriebe zweckmäßig in die jeweiligen Lageranordnungen oder Lagerungen integriert und/oder mit den Lagerbolzen bzw. Lagerbuchsen gekoppelt sein.
In 11 ist ein zusätzlicher Drehaufsatz 104 dargestellt, welcher bevorzugt auf die jeweilige Neigungsplatte 60 aufsetzbar und/oder aufsteckbar ist und um eine Drehachse 106 gemäß den Doppelpfeilen 108 drehbar ist.
12 zeigt eine besondere Ausbildung des Sensors 96, welcher ein aktives Element 110 und ein passives Element 112 enthält. Zwischen den beiden Elementen 110 und 112 ist eine Verbindung 114 vorgesehen, welche bevorzugt als Band oder Seil ausgebildet ist. Die Elemente 110 und 114 werden – wie schematisch angedeutet – am Körper eines Trainierenden an bestimmten Stellen befestigt, und zwar am Körper vorteilhaft direkt mittels Klebepads oder Vakuumtellern oder an Kleidern mit Klettelementen oder Klammern. Mittels des Elements 110 wird jede Längenänderung zwischen den beiden Elementen 110 und 112 festgestellt, so dass Bewegungen des Probanden erfasst bzw. gesteuert werden. Die mittels des aktiven Elements 110 erfassten Signale werden auf das erläuterte Steuerterminal gegeben, wahlweise bevorzugt drahtlos mittels Sender und Empfänger oder über ein Kabel.
In 13 und 14 ist eine besondere Ausgestaltung des Sensors 96 dargestellt, welcher in besonders vorteilhafter Weise als Haltungssensor ausgebildet ist. Der Haltungssensor 96 gelangt vorteilhaft in Verbindung mit einem der erfindungsgemäßen Trainingsgeräte zum Einsatz. Er ermöglicht in besonders zweckmäßiger Weise Informationen, insbesondere für den Probanden oder Patienten, über Fehlhaltungen beim Trainieren.
Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Haltungssensor 96 auch unabhängig von den Trainingsgeräten zum Einsatz gelangen. Der Haltungssensor 96 ist vorteilhaft über ein Datenkabel 116 mit einem standardisierten Anschluss, insbesondere einem USB-Anschluss, ausgestattet und ermöglicht somit in einfacher Weise die Erfassung und Übermittlung von Haltungsfehlern, beispielsweise bei stehender oder sitzender Tätigkeit, wie an einem PC-Arbeitsplatz. Der Haltungssensor 96 wird zweckmäßig am oberen Rückenbereich oder im Brustbereich einer Person befestigt. Der Haltungssensor 96 enthält in einem Gehäuse 118 ein Pendel 120, welchem vier Sensorelemente 121 bis 124 zugeordnet sind. Diese Sensorelemente sind jeweils um 90° versetzt zueinander derart angeordnet, dass die jeweils diametral liegenden Sensorelemente 121 und 123 einerseits sowie 122 und 124 andererseits jeweils Bewegungen des zwischen den Sensorelementen angeordneten Pendels 120 in Richtung der orthogonalen Raumachsen 126, 127 erfassen. Der Haltungssensor 96 wird am Körper einer Person derart befestigt, dass seine Längsachse 128 im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Zur Befestigung weist der Haltungssensor, zweckmäßig am oberen und unteren Ende, Befestigungskörper 130 auf, um beispielsweise mit einem Riemen oder Band am Körper der Person derart befestigt werden zu können, dass der an einem Draht 132 oder dergleichen frei aufgehängte Pendel 120 zwischen den genannten Sensorelementen 121 entsprechend einer etwaigen Schrägstellung der Person sich den Sensorelementen 121–124 nähert bzw. entfernt. Derartige Pendelbewegungen werden mittels den paarweise einander zugeordneten und diametral angeordneten Sensorelementen 121, 123 sowie 122, 124 erfasst, in entsprechende elektrische Signale gewandelt und über das Datenkabel 116 dem Terminal des Trainingsgeräts oder aber einem Rechner oder PC übertragen und auf dem Display oder Bildschirm in geeigneter Weise dargestellt, damit die Person ihre Fehlhaltung korrigieren kann.

2: Rahmen/Chassis
4, 5: Chassisprofil
6: Haltegriffeinheit/Haltegriffprofil
8: Haltegriff
10: Steuerterminal
12: Display
14: Bedienungselement/Taste
16: Stützelement
18: Sitzeinheit
20: Haltevorrichtung
22, 24: Sensor/Gebersystem
26, 28: Doppelpfeil
32, 34: Drehelement/Gelenk
36: Befestigung
38: Befestigungsvorrichtung
40: Gurt
42: Schlaufe
46: Krafteinwirkungseinheit
48: Seil
50: Gewicht
52: Seilrolle
54: Träger/Profilrohr
58, 59: Trägerplatte
60, 61: Neigungsplatte
62: Lageranordnung/Kippmechanik
64: Lagerung
66: Lagerbolzen von 64
68: Lagerbuchse von 64
70: Winkel
72: Doppelpfeil
74, 75: Arretierungselement/Arretierungshebel für 58, 59
76: Gebersystem/Drehwinkelgeber von 64
78: Lagerbuchse von 62
80: Gebersystem/Neigungsmessung von 62
82: Doppelpfeil
84, 85: Arretierungselement/Arretierungshebel für 60, 61
86: Haltevorrichtung
88: Halterohr
90: Handgriff
92, 93: Vibrationseinheit
94: Drehlager
96: Sensor/Haltungssensor
98: Fernbedienung
100: Netzanschluss
102: Bewegungssystem
104: Drehaufsatz
106: Drehachse von 104
108: Doppelpfeil
110: aktives Element von 96
112: passives Element von 96
114: Verbindung
116: Datenkabel
118: Gehäuse
120: Pendel
121–124: Sensorelement
126, 127: Raumachse
128: Längsachse von 96
130: Befestigungselement für 96
132: Draht

Claims

Trainingsgerät, enthaltend wenigstens ein Betätigungselement, welches insbesondere als eine Platte (60) ausgebildet ist und auf welches ein Trainierender Kräfte aufbringen kann, wobei vom Trainierenden Bewegungen durchführbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gebersystem (76, 80) und/oder ein Sensor (96) für ein gezieltes Messen der Bewegungen oder Bewegungsabläufe des Trainierenden vorgesehen ist und dass eine Steuereinheit oder ein Steuerterminal (10) derart vorgesehen ist, dass auf den Trainierenden bezogene Bewegungsabläufe vorgebbar und/oder durchführbar sind.
Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der oder den Platten (58, 60) Lageranordnungen (62, 64) zugeordnet sind.
Trainingsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageranordnung (62) und/oder der Lagerung (64) das oder die Gebersysteme (76, 80) zugeordnet und insbesondere in jene integriert sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder den Platten, welche insbesondere als Neigungsplatte (60) und/oder als Trägerplatte (58) ausgebildet sind, wenigstens eine Vibrationseinheit (92, 93) zugeordnet oder mit jenen gekoppelt ist, wobei die Vibrationseinheit (92, 93) mit einer vorgebbaren Frequenz, bevorzugt im Bereich von 4 Hz bis 100 Hz, insbesondere im Bereich von 4 Hz bis 50 Hz, beaufschlagbar ist.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Erfassung der Bewegung oder des Bewegungsablaufs des Trainierenden vorgesehenen Sensor (96) als ein Ultraschall-Sensor, Infrarot-Sensor oder ein Video-Sensor ausgebildet ist und/oder dass der wenigstens eine Sensor (96), bevorzugt mehrere derartige Sensoren (96), im vorderen Bereich des Trainingsgeräts angeordnet sind, und insbesondere an einer Haltegriffeinheit (6) angeordnet oder in diese integriert sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Krafteinwirkungseinheit (46) vorgesehen ist, mittels welcher auf den Trainierenden Kräfte ausübbar sind, wobei der Trainierende aufgrund von ihm erzeugten Gegenkräften Bewegungen durchführt, und/oder dass die Krafteinwirkungseinheit (46) mittels der Vibrationseinheit (93) mit vorgebbarer Frequenz beaufschlagbar ist.
Trainingsgerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsablauf vorgebbar und insbesondere auf einem Display (12) bildlich darstellbar ist und dass unter Berücksichtigung der mittels den Sensoren (96) und/oder Gebersystemen (76, 78) gemessenen Bewegungen des Trainierenden dessen Bewegungsablauf ebenfalls bildlich darstellbar ist, vorteilhaft überlagert mit dem vorgegebenen Bewegungsablauf.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Antrieb, wie insbesondere Elektromotor oder Drehantrieb, für eine aktive Bewegung der Platte oder Platten (58–61) vorgesehen sind.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (86), bevorzugt auf der Neigungsplatte oder den Neigungsplatten (60, 61) vorgesehen ist, wobei mittels der Haltevorrichtung (86) eine Bewegungssteuerung durch den Trainierenden, insbesondere durch dessen Rumpf und/oder Hände und/oder Oberkörper.
Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (96) ein aktives Element (110) sowie ein mit diesem über eine Verbindung (114) verbundenes passives Element (112) enthält, wobei die Elemente (110, 112) unmittelbar an bestimmten Stellen des Körpers des Trainierenden befestigbar sind oder an der Kleidung des Trainierenden, insbesondere mit Klettelementen oder Klammern, befestigbar sind.
Sensor, insbesondere zum Einsatz und/oder in Verbindung mit dem Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (96) als Haltungssensor ausgebildet ist und ein Pendel (120) enthält und dass dem Pendel (120) Sensorelemente (121–124) zugeordnet sind, zur Erfassung von Bewegungen des Pendels (120) und insbesondere des Trainierenden, vorteilhaft in zwei im Wesentlichen orthogonal zueinander verlaufenden Raumachsen (126, 127), wobei die mittels den Sensorelementen (121–144) erhaltenen Bewegungssignale insbesondere über ein Datenkabel (116) zur Auswertung weiterleitbar sind.