DE102008029564A1 - Mobile Trainings-Vorrichtung zum Aufbau der Muskulatur des Gehapparates - Google Patents

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Abstract

Bei einer mobilen Vorrichtung (100) zum Trainieren der Muskulatur des menschlichen Gehapparates mit einer einerseits mindestens indirekt an einem Haltearm (120) befestigten und anderseits an einem Patienten (400) in dessen Hüftbereich lösbar fixierbaren Stützeinrichtung (110), wird ein Lauf- oder Gehtraining, bei dem ein die Vorrichtung (100) nutzender Patient (400) sich tatsächlich von einem ersten Punkt A zu einem zweiten Punkt bewegt dadurch ermöglicht, dass die Vorrichtung (100) als autonom betreibbares, eine Trägerplattform (190) aufweisendes mobiles Modul ausgeführt ist, das an einem mittels einer Antriebseinrichtung treibbaren Fahrgestell (300) angebracht ist, und der Haltearm (120) in seinem der Stützeinrichtung (110) fernen unteren Ende (122) mittels einer neigbaren Neigungseinrichtung (130, 140) neigbar auf der Trägerplattform (190) angeordnet ist, wobei für eine Geschwindigkeitssteuerung (230) des Moduls unter Berücksichtigung des Betrages und der Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms (120) von einem vorgegebenen Referenzwinkel in einer Steuereinheit (210) ein Steuersignal erzeugbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trainieren der Muskulatur des menschlichen Gehapparates mit einer einerseits mindestens indirekt an einer Haltearmeinrichtung befestigten und anderseits an einem Patienten in dessen Hüftbereich lösbar fixierbaren Stützeinrichtung.
  • Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik verwendet, um Menschen mit Fallangst insbesondere ein Training der Muskulatur des Gehapparates, aber auch ein Training des Gleichgewichtssinnes sowie der räumlichen Orientierung zu ermöglichen.
  • Zu diesem Zweck sind Stehständer bekannt, in denen Patienten fixiert werden können, wobei jedoch ein Training eines dynamischen Bewegungsablaufes nicht ermöglicht ist. Bekannt sind des Weiteren so genannte Balance-Trainer für ein ”dynamisches Stehen”, die für gelähmte Patienten wie insbesondere Rollstuhlfahrer eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus bekannt sind Muskeltrainings-Vorrichtungen mit Haltebügeln, in denen ein Patient frei steht. Diese bekannten Geräte sind indes nur geeignet für Patienten, die bereits sicher zu stehen in der Lage sind.
  • Die herkömmlichen Muskeltrainings-Vorrichtungen weisen jedoch sämtlich den Nachteil auf, dass eine tatsächliche Fortbewegung von einem ersten Punkt A zu einem zweiten Punkt B nicht ermöglicht ist, da sie alle als feststehende Standeinheiten ausgebildet sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Muskeltrainings-Vorrichtung zu schaffen, mit der ein in seiner Dynamik natürliches, dabei jedoch vor Sturz und Fall geschütztes Geh- oder Lauftraining ermöglicht ist, wobei der die Vorrichtung nutzende Patient sich tatsächlich gehender Weise von einem ersten Punkt A zu einem zweiten Punkt einer Fläche bewegt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung als autonom betreibbares, eine Trägerplattform aufweisendes mobiles Modul ausgeführt ist, das an einem mittels einer Antriebseinrichtung treibbaren Fahrgestell angebracht ist, und der Haltearm in seinem der Stützeinrichtung fernen unteren Ende mittels einer neigbaren Neigungseinrichtung neigbar auf der Trägerplattform angeordnet ist, wobei für eine Geschwindigkeitssteuerung des Moduls unter Berücksichtigung des Betrages und der Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms von einem vorgegebenen Referenzwinkel in einer Steuereinheit ein Steuersignal erzeugbar ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Merkmalskombination, dass die Vorrichtung als autonom betreibbares, eine Trägerplattform aufweisendes mobiles Modul ausgeführt ist, das an einem mittels einer Antriebseinrichtung treibbaren Fahrgestell angebracht ist, und der Haltearm in seinem der Stützeinrichtung fernen unteren Ende mittels einer neigbaren Neigungseinrichtung neigbar auf der Trägerplattform angeordnet ist, wobei für eine Geschwindigkeitssteuerung des Moduls unter Berücksichtigung des Betrages und der Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms von einem vorgegebenen Referenzwinkel in einer Steuereinheit ein Steuersignal erzeugbar ist, erreicht, dass ein die Vorrichtung nutzender Patient, in dessen Hüftbereich die Stützeinrichtung fixiert ist, sich auf einer Fläche frei gehend von einem ersten Punkt A zu einem zweiten Punkt B bewegen kann und so nicht ein imitiertes sondern ein tatsächliches, vor Sturz und Fall geschütztes Geh- oder Lauftraining absolvieren kann, wobei das Modul dem Patienten ohne seinerseitigen Kraftaufwand folgt oder vorauseilt.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Neigungseinrichtung eine zirkulär allseitige Neigung des Haltearms erlaubt und für eine Richtungssteuerung des Fahrgestells in der Steuereinheit ein Steuersignal erzeugbar ist, in dem den Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms von einem vorgegebenen Referenzwinkel als unabhängige Variable berücksichtigt ist, wobei zur Erzeugung eines Richtungs-Steuersignals eine Auslenkung des Haltearms in einer Richtung rechtwinkelig zu einer Auslenkungsrichtung des Haltearms zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Steuersignals erfolgt.
  • Der Referenzwinkel kann vorzugsweise von der Vertikalen gebildet sein.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms von dem Referenzwinkel mittels eines bogenförmig ausgebildeten Potentiometers messbar sind, dessen drehbar angeordneter Leiter mit dem Haltearm gekoppelt ist. Alternativ können der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms von dem Referenzwinkel auch mittels eines Neigungswinkelsensor (Accellerometer) messbar sein.
  • Ein Mittelpunkt des Haltearms ist vorzugsweise oberhalb des Fahrgestells und unterhalb der Stützeinrichtung vorgesehen.
  • Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung des Fahrgestells als mit einer Steuereinrichtung gekoppelter Elektromotor ausgeführt ist, dessen Drehzahl die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Geschwindigkeits-Steuersignale steuert. Gemäß einer verbesserten Ausführung ist die Antriebseinrichtung des Fahrgestells als mit einer Steuereinrichtung gekoppelter Elektromotor versehen, wobei die Steuereinrichtung die Stellung mindestens zweier der Räder des Fahrgestells in Abhängigkeit der Richtungs-Steuersignale steuert.
  • Die Haltearmeinrichtung kann von einem oder mehr Haltearmen gebildet sein.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der Figur der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von schräg oben;
  • 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von oben;
  • 3 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von unten;
  • 4 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von vorne;
  • 5 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von hinten;
  • 6 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht.
  • Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Trainieren der Muskulatur des menschlichen Gehapparates enthält eine einerseits mindestens indirekt an einem Haltearm 120 befestigte und anderseits an einem Patienten 400 in dessen Hüftbereich lösbar fixierbare Stützeinrichtung 110, wobei die Vorrichtung 100 als autonom betreibbares, eine Trägerplattform 190 aufweisendes mobiles Modul ausgeführt ist, das an einem mittels einer Antriebseinrichtung treibbaren Fahrgestell 300 angebracht ist.
  • Der Haltearm 120 ist dabei in seinem der Stützeinrichtung 110 fernen unteren Ende 122 mittels einer neigbaren Neigungseinrichtung 130, 140 neigbar auf der Trägerplattform 190 angeordnet, wobei für eine Geschwindigkeitssteuerung 230 des Moduls ein Steuersignal erzeugbar ist, das den Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms 120 von einem vorgegebenen Referenzwinkel als unabhängige Variable berücksichtigt.
  • Die Neigungseinrichtung 130, 140 erlaubt eine zirkulär allseitige Neigung des Haltearms 120, wobei für eine Richtungssteuerung 220 des Fahrgestells 300 in der Steuereinheit 210 ein Steuersignal erzeugbar ist, in dem der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms 120 von einem vorgegebenen Referenzwinkel als unabhängige Variable berücksichtigt ist, wobei zur Erzeugung eines Richtungs-Steuersignals eine Auslenkung des Haltearms 120 in einer Richtung rechtwinkelig zu einer Auslenkungsrichtung 220 des Haltearms 120 zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Steuersignals erfolgt.
  • Der Referenzwinkel ist von der Vertikalen 240 gebildet.
  • Der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms 120 von dem Referenzwinkel sind mittels eines bogenförmig ausgebildeten Potentiometers 250, 251 messbar, dessen drehbar angeordneter Leiter 260, 261 mit dem Haltearm 120 gekoppelt ist.
  • Ein Mittelpunkt des Haltearms 124 ist oberhalb des Fahrgestells 300 und unterhalb der Stützeinrichtung 110 vorgesehen.
  • Die Antriebseinrichtung des Fahrgestells 300 ist als mit einer Steuereinrichtung 200 gekoppelter Elektromotor 201, 202 ausgeführt, dessen Drehzahl die Steuereinrichtung 200 in Abhängigkeit der Geschwindigkeits-Steuersignale steuert. Des Weiteren steuert die Steuereinrichtung 200 die Stellung zweier der Räder 301, 302 des Fahrgestells 300 in Abhängigkeit der Richtungs-Steuersignale.
  • Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung 100 dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims (11)

  1. Vorrichtung (100) zum Trainieren der Muskulatur des menschlichen Gehapparates mit einer einerseits mindestens indirekt an einer Haltearmeinrichtung (120) befestigten und anderseits an einem Patienten (400) in dessen Hüftbereich lösbar fixierbaren Stützeinrichtung (110), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (100) als autonom betreibbares, eine Trägerplattform (190) aufweisendes mobiles Modul ausgeführt ist, das an einem mittels einer Antriebseinrichtung treibbaren Fahrgestell (300) angebracht ist, und ein Haltearm (120) in seinem der Stützeinrichtung (110) fernen unteren Ende (122) mittels einer neigbaren Neigungseinrichtung (130, 140) neigbar auf der Trägerplattform (190) angeordnet ist, wobei für eine Geschwindigkeitssteuerung (230) des Moduls unter Berücksichtigung des Betrages und der Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms (120) von einem vorgegebenen Referenzwinkel in einer Steuereinheit (210) ein Steuersignal erzeugbar ist.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungseinrichtung (130, 140) eine zirkulär allseitige Neigung des Haltearms (120) erlaubt und für eine Richtungssteuerung (220) des Fahrgestells (300) in der Steuereinheit (210) ein Steuersignal erzeugbar ist, in dem der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms (120) von einem vorgegebenen Referenzwinkel berücksichtigt ist, wobei zur Erzeugung eines Richtungs-Steuersignals eine Auslenkung des Haltearms (120) in einer Richtung rechtwinkelig zu einer Auslenkungsrichtung (220) des Haltearms (120) zur Erzeugung eines Geschwindigkeits-Steuersignals erfolgt.
  3. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwinkel von der Vertikalen (240) gebildet ist.
  4. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms (120) von dem Referenzwinkel mittels eines bogenförmig ausgebildeten Potentiometers (250, 251) messbar sind, dessen drehbar angeordneter Leiter (260, 261) mit dem Haltearm (120) gekoppelt ist.
  5. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag und die Richtung einer Winkelabweichung des Haltearms (120) von dem Referenzwinkel per Neigungswinkelsensor (Accellerometer) messbar sind.
  6. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittelpunkt des Haltearms (124) oberhalb des Fahrgestells (300) und unterhalb der Stützeinrichtung (110) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungseinrichtung (130, 140) einen begrenzten Neigungswinkel kleiner als 180° aufweist.
  8. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung des Fahrgestells (300) als mit einer Steuereinrichtung (200) gekoppelter Elektromotor (201, 202) ausgeführt ist, dessen Drehzahl die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Geschwindigkeits-Steuersignale steuert.
  9. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung des Fahrgestells (300) als mit einer Steuereinrichtung (200) gekoppelter Elektromotor (201, 202) ausgeführt ist, wobei die Steuereinrichtung (200) die Stellung mindestens zweier der Räder (301, 302) des Fahrgestells (300) in Abhängigkeit der Richtungs-Steuersignale steuert.
  10. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell (300) zwei getriebene Seitenräder (301, 302) und ein ungetriebenes Stützrad (303) aufweist und die Antriebseinrichtung des Fahrgestells (300) als mit einer Steuereinrichtung (200) gekoppelter Elektromotor (201, 202) ausgeführt ist, wobei die Steuereinrichtung (200) die Seitenräder (301, 302) in Abhängigkeit eines Richtungs-Steuersignals auf jeweils unterschiedliche Geschwindigkeiten regelt, so dass eines der Seitenräder (301, 302) schneller als das jeweils andere Seitenrad (301, 302) rotiert, um dadurch eine Richtungsänderung des Fahrgestells (300) zu bewirken.
  11. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltearmeinrichtung von einem oder mehr Haltearmen gebildet ist.
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