DE102010003342B4 - Treadmill device - Google Patents
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Abstract
Laufbandgerät, umfassend: – eine Gerätebasis (12; 12a; 12b), – ein über wenigstens zwei Umlenkungen (16; 16a; 16b) und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis (12; 12a; 12b) abgestützten Lauftisch (20; 20a; 20b) geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband (14; 14a; 14b), – eine erste Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer von einer Geh- oder Laufbewegung eines Probanden (25; 25a; 25b) auf dem Laufband (14; 14a; 14b) abhängigen oder/und diese kennzeichnende Bewegungsgröße, wobei die erste Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, als Bewegungsgröße eine Vertikalbewegung des Probanden (25; 25a; 25b) oder/und des Lauftisches oder wenigstens eine diese Vertikalbewegung kennzeichnende Größe zu erfassen, und – eine elektronische Auswerteeinheit (28), die dafür ausgeführt oder programmiert ist, Daten oder Messsignale von der Sensoreinrichtung (22) bzw. den Sensoreinrichtungen zu empfangen und aus den Daten oder Meßsignalen den Gang bzw. Lauf des Probanden (25; 25a; 25b) charakterisierende Daten abzuleiten oder zu extrahieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (28) ferner dafür ausgeführt ist, die den Gang bzw. Lauf des Probanden (25; 25a; 25b) charakterisierenden Daten auf einer Anzeige anzuzeigen oder zu visualisieren, wobei die den Gang bzw. Lauf des Probanden (25; 25a; 25b) charakterisierenden Daten die Laufsymmetrie des Probanden (25; 25a; 25b) charakterisierende Daten umfassen, wobei die elektronische Auswerteinheit dafür ausgeführt ist, auf der Anzeige dem linken und dem rechten Bein des Probanden (25; 25a; 25b) zugeordnete Bewegungshübe oder/und die Laufsymmetrie zu visualisieren.A treadmill apparatus comprising: - a tool base (12; 12a; 12b), - a walk table supported by at least two deflectors (16; 16a; 16b) and having an upper run via at least one directly or indirectly supported on the tool base (12; 12a; 12b) (20; 20a; 20b) guided endless treadmill (14; 14a; 14b) which is preferably driven by a belt drive for circulation around the deflections, - a first sensor device for detecting at least one of a walking or running movement of a subject (25; 25b) on the treadmill (14; 14a; 14b) dependent and / or this characteristic movement amount, wherein the first sensor device is designed for movement as a vertical movement of the subject (25; 25a; 25b) and / or the run table or at least one to detect this vertical movement characterizing size, and - an electronic evaluation unit (28), which is designed or programmed for this, data or measurement signals from the sensor device (22) or the Receive sensor devices and from the data or measurement signals the course or run of the subject (25; 25a; Deriving or extracting characterizing data, characterized in that the evaluation unit (28) is further configured to display or visualize the data characterizing the course of the subject (25; 25a; 25b) on a display, wherein the data characterizing the course of the person (25; 25a; 25b) characterizing the course of movement of the subject (25; 25a; 25b), wherein the electronic evaluation unit is designed to display on the left and right legs of the subject (25; 25a; 25b) associated movement strokes and / or to visualize the running symmetry.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft nach einem ersten Aspekt ein Laufbandgerät, umfassend eine Gerätebasis, ein über wenigstens zwei Umlenkungen und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützten Lauftisch geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband, eine erste Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer von einer Geh- oder Laufbewegung eines Probanden auf dem Laufband abhängigen oder/und diese kennzeichnende Bewegungsgröße, wobei die erste Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, als Bewegungsgröße eine Vertikalbewegung des Probanden oder/und des Lauftisches oder wenigstens eine diese Vertikalbewegung kennzeichnende Größe zu erfassen, und eine elektronische Auswerteeinheit, die dafür ausgeführt oder programmiert ist, Daten oder Messsignale von der Sensoreinrichtung bzw. den Sensoreinrichtungen zu empfangen und aus den Daten oder Meßsignalen den Gang bzw. Lauf des Probanden charakterisierende Daten abzuleiten oder zu extrahieren.According to a first aspect, the present invention relates to a treadmill apparatus comprising an apparatus base, an endless treadmill guided over at least two deflections and with an upper strand via at least one directly or indirectly supported on the device base, preferably by a belt drive for circulation around the deflections , A first sensor device for detecting at least one of a walking or running movement of a subject on the treadmill dependent and / or this characteristic movement amount, wherein the first sensor device is designed for movement as a vertical movement of the subject and / or the running table or at least one of these To detect vertical motion characterizing size, and an electronic evaluation unit that is designed or programmed to receive data or measurement signals from the sensor device or the sensor devices and from the data or measurement signals the gear or Derive or extract data characterizing the subject's course.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung nach einem zweiten Aspekt ein Laufbandgerät, umfassend eine Gerätebasis und ein über wenigstens zwei Umlenkungen und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützten Lauftisch geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband, wobei das Laufbandgerät mit einer auf den Lauftisch wirkenden Beeinflussungseinrichtung ausgeführt ist, mit welcher eine Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches variabel beeinflussbar ist.Furthermore, according to a second aspect, the present invention relates to a treadmill apparatus comprising an apparatus base and an endless belt guided over at least two deflections and with an upper strand via at least one directly or indirectly supported on the device base, preferably by a belt drive for circulation around the deflections Treadmill, wherein the treadmill device is designed with an influencing device acting on the walking table, with which a vertical movement or vertical deflection of the running table can be variably influenced.
Diagnostik-, Therapie- und Trainingsausrüstung, welche auf Laufbandgeräten basiert, wird häufig sowohl im medizinischen Bereich als auch für leistungsdiagnostische Untersuchungen und zum Training im Sportbereich verwendet. Insbesondere finden Laufbandgeräte breite Anwendung zur Durchführung von diagnostischen oder auch therapeutischen Untersuchungen. Solche medizinische Anwendungen richten sich unter anderem auch auf die Untersuchung der Skelettmuskulatur sowie des neurologischen und kardiopulmonaren Systems, insbesondere im Hinblick auf dessen Leistungsfähigkeit beim Menschen.Diagnostic, therapy and training equipment, which is based on treadmill equipment, is often used both in the medical field as well as for performance diagnostic examinations and training in sports. In particular, treadmill devices are widely used for performing diagnostic or therapeutic tests. Such medical applications are directed, inter alia, to the examination of skeletal muscle as well as of the neurological and cardiopulmonary systems, in particular with regard to their performance in humans.
Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Laufbandgeräten erfolgen Training, Diagnostik, und Therapie in der Form von Gehen und Laufen eines Probanden, wobei dieser bei der Durchführung von Geh- und Laufbewegungen bezogen auf die Laufrichtung des Laufbandes mehr oder weniger in einer im Wesentlichen stationären Position verbleibt. Im Allgemeinen führt der Proband dazu auf dem Laufband für die genannten Zwecke ein definiertes und abgestimmtes Geh- oder Laufprogramm aus. Moderne Laufbandgeräte speichern dabei eine Vielzahl von Daten und Parametern, beispielsweise die momentane Herzfrequenz des Probanden, um daraus beispielsweise Rückschlüsse auf die momentane Leistungsfähigkeit oder/und den momentanen Gesundheitszustand des Probanden ziehen zu können.With the known from the prior art treadmill devices training, diagnostics, and therapy in the form of walking and running of a subject done, this in the implementation of walking and running movements with respect to the running direction of the treadmill more or less in a substantially stationary Position remains. In general, the subject performs on the treadmill for the purposes mentioned a defined and tuned walking or running program. Modern treadmill devices store a variety of data and parameters, such as the current heart rate of the subject in order to draw conclusions about the current performance and / or the current state of health of the subject.
Die Analyse und Interpretation von Daten und Parametern, die mit Hilfe eines Laufbandgerätes ermittelt werden, liefern dem Trainer oder Mediziner also ein Bild über körperliche Leistungsfähigkeit bzw. Gesundheitszustand des Probanden. Basierend auf solchen Daten können dann beispielsweise Entscheidungen getroffen werden, ob und welche Medikamente dem Probanden verabreicht werden können, welche Therapiemaßnahmen erfolgen sollen oder in welcher Weise bereits eingeleitete Therapiemaßnahmen angepasst werden müssen. Ebenso ist es möglich, Schlussfolgerungen zu ziehen, ob der aktuelle Trainingszustand des Probanden für einen bestimmten sportlichen Wettkampfeinsatz die notwendigen körperlichen Anforderungen erfüllt, oder ob die Anwendung des Trainingsgeräts und der Trainingsmethode sich positiv auf den Gesundheitszustand des Probanden auswirken.The analysis and interpretation of data and parameters, which are determined with the help of a treadmill device, thus provide the trainer or physician with a picture of the physical performance or state of health of the subject. Based on such data, decisions can then be made, for example, as to which drugs can be administered to the subject, which therapeutic measures are to be taken or in which manner already initiated therapeutic measures have to be adapted. It is also possible to draw conclusions as to whether the current training state of the subject for a given athletic competition meets the necessary physical requirements, or whether the application of the training device and the training method have a positive effect on the health of the subject.
Aus dem Stand der Technik bekannte Laufbandgeräte werden häufig bei Belastungsuntersuchungen für Herz-Kreislauf-Patienten eingesetzt. Dagegen sind die Auswirkungen des Laufstils und der Laufsymmetrie, insbesondere der Links-Rechts-Laufsymmetrie, des Probanden und damit verbunden die Auswirkung von Schrittlänge und Schrittfrequenz des Probanden auf seine körperliche Belastung oder seinen Energieverbrauch sowie auf verschiedene andere Parameter (wie zum Beispiel die Herzfrequenz des Probanden) in der modernen Ergometrie gar nicht oder nur unzureichend berücksichtigt.Treadmill devices known from the prior art are frequently used in stress tests for cardiovascular patients. In contrast, the effects of running style and running symmetry, in particular the left-right symmetry of the subject and the associated impact of stride and pace of the subject on his physical stress or energy consumption and various other parameters (such as the heart rate of the Subjects) in modern ergometry not or only insufficiently taken into account.
Laufstil und Laufsymmetrie gehören neben Vitalparametern wie Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, Blutdruck, Atemfrequenz, Atemvolumen, CO2-Abgabe, Sauerstoffaufnahme, Sauerstoffsättigung im Blut, Körpertemperatur, Körperkerntemperatur, EKG, Körperfettanteil, Blutlaktatwerten, Blutzuckerwerten und Glukosespiegel zu wichtigen Kenngrößen, welche die Trainingsverfassung, die körperliche Leistungsfähigkeit und den Gesundheitszustand des Probanden kennzeichnen. Nur eine Analyse und Interpretation aller gemessenen Daten und Parameter ergeben für den Trainer bzw. Mediziner ein vollständiges Bild über den Trainingszustand, die körperliche Leistungsfähigkeit bzw. den Gesundheitszustand des Menschen.Running style and running symmetry are among vital parameters such as heart rate, heart rate variability, blood pressure, respiratory rate, respiratory volume, CO 2 release, oxygen uptake, blood oxygen saturation, body temperature, core body temperature, ECG, body fat percentage, blood lactate levels, blood glucose levels and glucose levels to important parameters, the training constitution, the identify physical performance and health status of the subject. Only an analysis and interpretation of all measured data and parameters provide the trainer or physician with a complete picture of the state of training, physical performance or state of health of the individual.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laufbandgerät bereitzustellen, bei dem der Laufstil, insbesondere die Laufsymmetrie und die Laufökonomie, des Probanden analysiert werden kann, ggf. um in diesem Zusammenhang die Beeinflussung des Laufstils des Probanden auf Basis einer solchen Analyse zu ermöglichen.It is an object of the present invention to provide a treadmill apparatus in which the running style, in particular the running symmetry and the running economy, of the test person can be analyzed, if necessary in order to influence the running style of the subject on the basis of such an analysis.
Nach einer weiteren Aufgabe möchte die Erfindung eine Beeinflussung bzw. Anpassung des Laufgefühls, insbesondere Laufkomforts ermöglichen, und ggf. den Energieverbrauch des Probanden beim Laufen beeinflussen, was ggf. auf den Laufstil rückwirken kann.According to a further object, the invention aims to enable influencing or adaptation of the running feeling, in particular running comfort, and possibly influencing the energy consumption of the subject during running, which may possibly have an effect on the running style.
Zumindest zur Lösung der erstgenannten Aufgabe wird nach dem ersten Aspekt der Erfindung ein Laufbandgerät vorgeschlagen, umfassend eine Gerätebasis, ein über wenigstens zwei Umlenkungen und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützten Lauftisch geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband, eine erste Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer von einer Geh- oder Laufbewegung eines Probanden auf dem Laufband abhängigen oder/und diese kennzeichnende Bewegungsgröße, wobei die erste Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, als Bewegungsgröße eine Vertikalbewegung des Probanden oder/und des Lauftisches oder wenigstens eine diese Vertikalbewegung kennzeichnende Größe zu erfassen, und eine elektronische Auswerteeinheit, die dafür ausgeführt oder programmiert ist, Daten oder Messsignale von der Sensoreinrichtung bzw. den Sensoreinrichtungen zu empfangen und aus den Daten oder Meßsignalen den Gang bzw. Lauf des Probanden charakterisierende Daten abzuleiten oder zu extrahieren. Erfindungsgemäß zeichnet sich dieses Laufbandgerät dadurch aus, dass die Auswerteeinheit ferner dafür ausgeführt ist, die den Gang bzw. Lauf des Probanden charakterisierenden Daten auf einer Anzeige anzuzeigen oder zu visualisieren, wobei die den Gang bzw. Lauf des Probanden charakterisierenden Daten die Laufsymmetrie des Probanden charakterisierende Daten umfassen, wobei die elektronische Auswerteinheit dafür ausgeführt ist, auf der Anzeige dem linken und dem rechten Bein des Probanden zugeordnete Bewegungshübe oder/und die Laufsymmetrie zu visualisieren.At least for the solution of the first-mentioned object, according to the first aspect of the invention, a treadmill device is proposed, comprising a device base, a guided over at least two deflections and with an upper strand via at least one directly or indirectly supported on the device base run table, preferably by a tape drive for circulation the deflections drivable endless treadmill, a first sensor device for detecting at least one of a walking or running movement of a subject on the treadmill dependent and / or these characteristic motion size, wherein the first sensor device is designed for movement as a vertical movement of the subject and / or the runtable or at least one of these vertical movement characterizing size to detect, and an electronic evaluation unit that is designed or programmed to receive data or measurement signals from the sensor device or the sensor devices and au s derive or extract the data or measurement signals characterizing the gait or run of the subject. According to the invention, this treadmill device is characterized in that the evaluation unit is further designed to display or visualize the data characterizing the gait or run of the subject on a display, the data characterizing the gait or run of the subject characterizing the running symmetry of the subject Include data, wherein the electronic evaluation unit is designed to visualize on the display of the left and right leg of the subject associated movement strokes and / or the running symmetry.
Durch die Verwendung einer Sensoreinrichtung, welche dafür ausgeführt ist, als Bewegungsgröße eine Vertikalbewegung des Probanden oder/und des Lauftisches bzw. wenigstens eine diese Vertikalbewegung kennzeichnende Größe zu erfassen, ist es möglich, den Laufstil des Probanden zu analysieren. Durch die direkte oder indirekte Erfassung der Vertikalbewegung des Probanden oder/und des Lauftisches können Rückschlüsse auf Schrittlänge und Schrittfrequenz des Probanden, durch welche der Laufstil des Probanden wesentlich bestimmt ist, gezogen werden, da beide Parameter mit der Vertikalbewegung des Probanden oder/und des Lauftisches in unmittelbarem Zusammenhang stehen. Auch kann auf die Laufökonomie, also den „Resourceneinsatz” des Probanden für das Gehen oder Laufen, rückgeschlossen werden.By using a sensor device, which is designed to detect a vertical movement of the subject and / or the running table or at least one variable that characterizes this vertical movement, it is possible to analyze the running style of the subject. By the direct or indirect detection of the vertical movement of the subject or / and the running table conclusions on stride length and step frequency of the subject by which the running style of the subject is essentially determined, be drawn because both parameters with the vertical movement of the subject and / or the run table be directly related. It is also possible to draw conclusions about the economy of running, in other words, the "resource use" of the subject for walking or running.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Laufstil des Probanden nicht nur analysiert, sondern ggf. auch gezielt beeinflusst werden. So kann ein Trainer dem Probanden auf Basis der Analyse des Laufstils Hinweise geben, wie der Proband etwa für eine bessere Laufökonomie seinen Laufstil ändern soll. Ferner wird daran gedacht, dem Probanden etwa auf visuellem Wege eine Rückmeldung zum momentanen Laufstil zu geben, so dass der Proband selbst an seinem Laufstil arbeiten kann. Besonders bevorzugt ist das Vorsehen einer Biofeedbackfunktion, insbesondere auf visuellem Wege, wie im Folgenden noch näher angesprochen wird.By means of the device according to the invention, the running style of the subject can not only be analyzed, but if necessary, also be influenced in a targeted manner. For example, a trainer can indicate to the test person, based on the analysis of the running style, how the test person should change his running style, for example, for a better running economy. Furthermore, it is thought to give the subject about visually feedback on the current running style, so that the subject can work on his own style of running. Particularly preferred is the provision of a biofeedback function, in particular visually, as will be mentioned in more detail below.
Die Auswerteeinheit ermöglicht eine Auswertung oder/und Weiterverarbeitung der von der Sensoreinrichtung bzw. den Sensoreinrichtungen empfangenen Daten auf vielfältige Art und Weise, beispielsweise durch ein mit der Auswerteeinheit gekoppeltes Computer-System.The evaluation unit makes it possible to evaluate and / or further process the data received from the sensor device or the sensor devices in a variety of ways, for example by means of a computer system coupled to the evaluation unit.
Dabei umfassen die den Gang bzw. Lauf des Probanden charakterisierenden Daten die Laufsymmetrie des Probanden charakterisierende Daten. Auf diese Weise kann eine unerwünschte Asymmetrie in der Geh- oder Laufbewegung des Probanden erfasst und gegebenenfalls deren Korrektur erleichtert werden.In this case, the data characterizing the gait or run of the test subject comprise data characterizing the running symmetry of the subject. In this way, an unwanted asymmetry in the walking or running movement of the subject can be detected and, if necessary, their correction can be facilitated.
Um für den Probanden instantan während der Durchführung von Geh- oder Laufbewegungen Informationen über die Laufsymmetrie seiner momentan ausgeführten Geh- oder Laufbewegung bereitzustellen, ist die elektronische Auswerteeinheit dafür ausgeführt, auf der Anzeige dem linken und dem rechten Bein des Probanden zugeordnete Bewegungshübe oder/und die Laufsymmetrie zu visualisieren. Auf diese Weise kann der Proband instantan über seine Laufsymmetrie bei der Durchführung von Lauf- oder Gehbewegungen informiert werden, und ggf. Asymmetrien in seinem Laufstil „online” korrigieren. Vorteilhaft wird ein so genanntes „Biofeedback” ermöglicht.In order to provide the subject with instantaneous information about the running symmetry of his current walking or running movement while walking or running movements are being performed, the electronic evaluation unit is designed to move on the display to the left and right legs of the subject associated movement strokes and / or Visualize running symmetry. In this way, the subject can be informed instantaneously about his running symmetry in the implementation of walking or walking movements, and correct if necessary asymmetries in his running style "online". Advantageously, a so-called "biofeedback" is possible.
Es wird vor allem daran gedacht, dass als Vertikalbewegung bzw. als diese kennzeichnende Größe ein momentaner Hub oder eine momentane Vertikalauslenkung des Probanden bzw. des elastisch oder/und gedämpft vertikalauslenkbaren Lauftisches erfasst wird oder/und dass als Vertikalbewegung bzw. als diese kennzeichnende Größe eine momentane Hubgeschwindigkeit oder eine momentane Vertikalauslenkungsgeschwindigkeit des Probanden bzw. des elastisch oder/und gedämpft vertikalauslenkbaren Lauftisches erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass als Vertikalbewegung bzw. als diese kennzeichnende Größe eine momentane Vertikalbeschleunigung des Probanden bzw. des elastisch oder/und gedämpft vertikalauslenkbaren Lauftisches erfasst wird.It is mainly thought that as a vertical movement or as this characteristic size of an instantaneous stroke or an instantaneous vertical deflection of the subject or the elastically and / or attenuated vertically deflectable run table is detected and / or that as a vertical movement or as a characteristic of this size instantaneous lifting speed or a current vertical deflection speed of the subject or the elastically and / or attenuated vertically deflectable run table is detected. Alternatively or additionally, it can be advantageously provided that a vertical movement of the subject or of the elastic and / or damped vertically deflectable walking table is detected as a vertical movement or as a variable characterizing it.
Die Erfassung des momentanen Hubs des Probanden bzw. der momentanen Vertikalauslenkung des Lauftisches gibt unmittelbar Informationen über Charakteristika des Laufstils. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhaft aber auch der Hub bzw. die Vertikalauslenkung des Lauftisches erfasst werden. Diese Größen geben ebenfalls Informationen über den Laufstil, da sie von der Wechselwirkung des Probanden mit dem Lauftisch beim Laufen abhängen und das Auftreffen der Füße und Abheben der Füße vom Lauftisch bzw. dem darauf laufenden Laufband wiederspiegeln.The detection of the current stroke of the subject or the current vertical displacement of the walking table gives immediate information about characteristics of the running style. Alternatively or additionally, however, the stroke or the vertical deflection of the running table can advantageously also be detected. These sizes also provide information about the running style, as they depend on the interaction of the subject with the walking table while walking and reflect the impact of the feet and lifting of the feet from the walking table or running on it treadmill.
Von Interesse ist auch die momentane Hubgeschwindigkeit des Probanden bzw. die momentane Vertikalauslenkungsgeschwindigkeit des Probanden. Diese Größen lassen sich als sekundäre Größe aus dem momentanen Hub bzw. der momentanen Vertikalauslenkung bestimmen, oder auch direkt durch Einsatz entsprechender Sensoren. Eine für die Analyse relevante, die Vertikalbewegung kennzeichnende Größe ist auch die momentane Vertikalbeschleunigung des Probanden bzw. des Lauftisches. Diese Größen lassen sich ebenfalls als sekundäre Größen aus dem momentanen Hub bzw. der momentanen Vertikalauslenkung bestimmen, oder durch Verwendung entsprechender Sensoren.Of interest is also the current lifting speed of the subject or the current vertical deflection of the subject. These variables can be determined as a secondary variable from the current stroke or the current vertical deflection, or directly by using appropriate sensors. A variable which is relevant for the analysis and characterizes the vertical movement is also the instantaneous vertical acceleration of the subject or of the walking table. These variables can also be determined as secondary variables from the current stroke or the instantaneous vertical deflection, or by using corresponding sensors.
Zu beachten ist, dass der momentane Hub, die momentane Hubgeschwindigkeit und die momentane Vertikalbeschleunigung des Lauftisches von dessen Ausgestaltung und dessen Lagerung, insbesondere der wirkenden Elastizität oder/und Dämpfung, abhängt. Dies ist zu berücksichtigen, wenn an verschiedenen Laufbandgeräten gewonnene Analyseergebnisse miteinander verglichen werden sollen. Es ist deshalb zweckmäßig, entsprechende Informationen über die wirksame Elastizität und Dämpfung und den möglichen Auslenkungshub des Lauftisches bereitzustellen und ggf. zu erfassen und für einen Vergleich bereitzuhalten, etwa abzuspeichern.It should be noted that the instantaneous stroke, the instantaneous lifting speed and the instantaneous vertical acceleration of the walking table depend on its design and its mounting, in particular the effective elasticity and / or damping. This should be taken into account when comparing analysis results obtained on different treadmill equipment. It is therefore expedient to provide appropriate information about the effective elasticity and damping and the possible deflection stroke of the walking table and, if necessary, to record and make available for comparison, for example to store it.
Zweckmäßig kann eine direkt oder indirekt zwischen der Gerätebasis und dem Lauftisch wirksame Dämpfungsanordnung vorgesehen sein, die wenigstens ein elastisches Element (beispielsweise eine Elastomermatte), vorzugsweise eine Mehrzahl von elastischen Elementen (höchstvorzugsweise in Form von Gummi-Metall-Kissen) umfasst. Auf diese Weise kann die Belastung des Probanden, insbesondere seiner Gelenke, beim Durchführen der Geh- und Laufbewegungen wirkungsvoll reduziert werden.Suitably, a damping arrangement effective directly or indirectly between the appliance base and the walking table may be provided which comprises at least one elastic element (for example an elastomer mat), preferably a plurality of elastic elements (most preferably in the form of rubber-metal cushions). In this way, the burden on the subject, in particular his joints, when performing the walking and running movements can be effectively reduced.
Es kann vorgesehen sein, dass der Lauftisch bezogen auf eine Laufrichtung des Laufbands in einem linken und in einem rechten Lauftischbereich oder/und in einem vorderen und einem hinteren Lauftischbereich voneinander unabhängig vertikalauslenkbar ist. Eine solche Vertikalauslenkbarkeit etwa im Sinne einer Kippbewegung des Lauftisches kann eine unmittelbare Folge des Vorsehens und der Ausgestaltung einer Dämpfungsanordnung zwischen der Gerätebasis und dem Lauftisch sein. Eine Erfassung lokaler Vertikalauslenkungen des Lauftisches in einem linken und einem rechten Lauftischbereich bzw. in einem vorderen und einem hinteren Lauftischbereich ermöglicht allgemein eine Untersuchung des Laufstils. Von besonderem Interesse ist die Erfassung der Vertikalauslenkung im linken und im rechten Lauftischbereich, da hieraus Informationen über die Links-Rechts-Lauf- oder Gehsymmetrie des Probanden gewonnen werden können.It can be provided that the walking table is vertically deflectable independently of one another in a running direction of the running belt in a left and in a right running table area and / or in a front and a rear running table area. Such Vertikalauslenkbarkeit about in the sense of a tilting movement of the walking table may be a direct result of the provision and the embodiment of a damping arrangement between the device base and the walking table. Detecting local vertical deflections of the walking table in left and right walking table areas and in front and rear walking table areas, respectively, generally allows an examination of the running style. Of particular interest is the detection of the vertical deflection in the left and right running table area, as this information about the Left-right walking or walking symmetry of the subject can be obtained.
Vor dem Hintergrund der vorstehenden Überlegungen wird allgemein vorgeschlagen, dass die erste Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, lokale Vertikalauslenkungen des Lauftisches in einem/dem linken und in einem/dem rechten Lauftischbereich oder/und in einem/dem vorderen und einem/dem hinteren Lauftischbereich aufzulösen.In light of the above considerations, it is generally suggested that the first sensor device be configured to resolve localized vertical deflections of the walking table in one / of the left and right / side walkway area and / or front / rear walkway area.
Auf diese Weise kann der Laufstil und die Laufsymmetrie des Probanden besonders genau erfasst werden. Insbesondere kann mit besonders hoher Genauigkeit festgestellt werden, ob eine erwünschte gleichmäßige Belastung bzw. eine gleichmäßige Bewegung des linken bzw. rechten Beins des Probanden gegeben ist.In this way, the running style and running symmetry of the subject can be detected very accurately. In particular, it can be determined with particularly high accuracy whether a desired uniform loading or a uniform movement of the left or right leg of the subject is given.
Das Laufbandgerät kann mit einer Entlastungsvorrichtung zur Gewichtsentlastung des Probanden ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Entlastungsvorrichtung eine wenigstens ein Zugelement umfassende Zugelementanordnung und eine Vertikalständeranordnung, von der oder über die das wenigstens eine Zugelement zu dem auf dem Laufband befindlichen Probanden führbar ist, umfassen, wobei mittels der Zugelementanordnung auf den Probanden eine eine seiner Gewichtskraft entgegengesetzte Kraftkomponente aufweisende Gewichtsentlastungskraft ausübbar ist. Eine solche Gewichtsentlastung ermöglicht beispielsweise bei Probanden mit eingeschränkter körperlicher Leistungsfähigkeit bzw. Gesundheit, beispielsweise nach einem Unfall oder medizinischen operativen Eingriff, durch kontrollierte reduzierte Gewichtsbelastung verbesserte Rehabilitationsmaßnahmen. Auch bei sportbezogenen Anwendungen kann es sinnvoll sein, dass Probanden gewichtsentlastet werden, da dies beispielsweise eine Laufbewegung bei erhöhter Geschwindigkeit ermöglicht, so dass der Proband sich hinsichtlich der Bewegungskoordination an eine besonders hohe Laufgeschwindigkeit gewöhnen kann.The treadmill device can be designed with a relief device for weight relief of the subject. For example, the unloading device may comprise a traction element assembly comprising at least one traction element and a vertical stator assembly from or via which the at least one traction element is routable to the subject on the treadmill, whereby by means of the traction element assembly on the subjects a weight relieving force having a force component opposite its weight exercisable. Such weight relief allows for example in subjects with limited physical performance or health, for example, after an accident or medical surgery, by controlled reduced weight load improved rehabilitation measures. Even in sports-related applications, it may be useful for subjects to be relieved of weight, as this allows, for example, a running motion at increased speed, so that the subject can get used to a particularly high running speed in terms of motion coordination.
Zweckmäßig kann das Zugelement mittels einer dem Probanden anlegbaren Koppeleinrichtung mit dem Probanden koppelbar sein, um die Gewichtsentlastungskraft auszuüben. In der Regel wird die Zugelementanordnung die Gewichtsentlastungskraft von einer Krafterzeugungsanordnung zu dem Probanden übertragen, wobei die Krafterzeugungsanordnung vorteilhaft wenigstens eines von einer Gewichtsanordnung, einer Federanordnung und einer Motoranordnung oder – ganz allgemein – eine im Prinzip beliebige geeignet ausgeführte, Kraft/Druck/Zugeinrichtung umfassen kann. Damit wird eine präzise Einstellung der auf den Probanden wirkenden Gewichtsentlastungskraft sowohl manuell als auch alternativ automatisiert ermöglicht.Suitably, the tension element can be coupled to the subject by means of a coupler which can be applied to the subject to exert the weight-relieving force. Typically, the tension member assembly transfers the weight relieving force from a force generating assembly to the subject, wherein the force generating assembly may advantageously comprise at least one of a weight assembly, a spring assembly and a motor assembly, or, more generally, any suitably designed force / pressure / drag assembly , Thus, a precise adjustment of the weight-bearing force acting on the subjects is made possible both manually and alternatively automatically.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist die erste Sensoreinrichtung für die Erfassung der Vertikalbewegung des Probanden bzw. der diese kennzeichnenden Größe dafür ausgeführt, auf eine Zugelementbewegung oder eine Bewegung einer mit der Zugelementanordnung bewegungsverkoppelten Komponente anzusprechen. Vermittels der Entlastungsvorrichtung ist somit auf einfache Weise eine Erfassung der Vertikalbewegung des Probanden bzw. der diese Vertikalbewegung kennzeichnenden Größe möglich. Es werden damit wichtige, den Laufstil des Probanden kennzeichnende Parameter unmittelbar erfasst.In an expedient embodiment of the invention, the first sensor device for detecting the vertical movement of the test subject or the variable characterizing it is designed to respond to a traction element movement or a movement of a component motion-coupled to the traction element arrangement. By means of the relief device, it is thus possible in a simple manner to detect the vertical movement of the subject or the variable characterizing this vertical movement. It thus important, the running style of the subject characterizing parameters are detected immediately.
Der Vollständigkeit halber ist aber darauf hinzuweisen, dass die Vertikalbewegung des Probanden auch auf völlig andere Weise erfasst werden kann, beispielsweise auf optischem Wege mittels einer der ersten Sensoreinrichtung zuzurechnenden Kamera oder dergleichen. Die Erfassung der Vertikalbewegung des Probanden vermittels der Entlastungsvorrichtung ist aber besonders bevorzugt. Es wird in diesem Zusammenhang speziell daran gedacht, dass die erste Sensoreinrichtung für die Erfassung des momentanen Hubs des Probanden dafür ausgeführt ist, auf eine Zugelementbewegung oder eine Bewegung einer mit der Zugelementanordnung bewegungsverkoppelten Komponente anzusprechen, oder/und dass die Sensoreinrichtung für die Erfassung der momentanen Hubgeschwindigkeit des Probanden dafür ausgeführt ist, auf eine Zugelementbewegungsgeschwindigkeit oder eine Bewegungsgeschwindigkeit einer mit der Zugelementanordnung bewegungsverkoppelten Komponente anzusprechen.For the sake of completeness, however, it should be pointed out that the vertical movement of the subject can also be detected in a completely different manner, for example optically by means of a camera or the like attributable to the first sensor device. The detection of the vertical movement of the subject by means of the relief device is particularly preferred. It is specifically contemplated in this regard that the first sensor device for detecting the subject's current stroke is adapted to respond to traction element movement or movement of a component coupled with the traction element assembly, or / and that the sensor device detects the current one Hubgeschwindigkeit of the subject is designed to respond to a Zugelementbewegungsgeschwindigkeit or a speed of movement bewegungsverkoppel with the Zugelementanordnung component.
Auch die momentane Hubgeschwindigkeit des Probanden ist eine interessierende Größe, und diese kann unmittelbar oder als sekundäre Größe aus dem momentanen Hub bestimmt werden.Also, the subject's current lift speed is a quantity of interest, and this can be determined directly or as a secondary quantity from the current lift.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die Entlastungsvorrichtung wenigstens eine Umlenkrolle aufweist, über die das vorzugsweise als Zugseil ausgeführte langgestreckte Zugelement geführt ist, und dass die erste Sensoreinrichtung auf eine Drehbewegung einer/der Umlenkrolle anspricht. Auf diese Weise kann die Entlastungsvorrichtung auf technisch einfach realisierbare Art und Weise mit der ersten Sensoreinrichtung kombiniert werden.In a further development, it is proposed that the unloading device has at least one deflection roller, via which the elongated tension element, which is preferably designed as a traction cable, is guided, and in that the first sensor device responds to a rotational movement of one / the deflection roller. In this way, the relief device can be combined with the first sensor device in a technically easily realizable manner.
Allgemein wird vorgeschlagen, dass die erste Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, auf ein Auftreffen oder/und Abheben des linken oder/und rechten Fußes des Probanden auf bzw. von dem Laufband während seiner Geh- oder Laufbewegung anzusprechen oder ein solches Auftreffen bzw. Abheben zu erfassen, um die Vertikalbewegungen des Probanden bzw. des Lauftisches in Zuordnung zu Bewegungsphasen der Geh- oder Laufbewegung des Probanden zu erfassen, die durch das Auftreffen oder Abheben eines jeweiligen Fußes auf bzw. von dem Laufband gekennzeichnet sind. Dies ermöglicht eine besonders genaue Analyse des Laufstils des Probanden.It is generally proposed that the first sensor device is designed to respond to or impinge upon striking or lifting the left and / or right foot of the subject on or off the treadmill during walking or running to the vertical movements of the subject or the running table in association with movement phases of the walking or running movement of the To detect subjects who are characterized by the impact or lifting of a respective foot on or from the treadmill. This allows a particularly accurate analysis of the running style of the subject.
Alternativ oder zusätzlich wird eine zweite Sensoreinrichtung vorgeschlagen, die dafür ausgeführt ist, auf ein Auftreffen oder/und Abheben des linken oder/und rechten Fußes des Probanden auf bzw. von dem Laufband während seiner Geh- oder Laufbewegung anzusprechen bzw. ein solches Auftreffen bzw. Abheben zu erfassen, um mittels der ersten Sensoreinrichtung erfasste Vertikalbewegungen des Probanden bzw. des Lauftisches Bewegungsphasen der Geh- oder Laufbewegung des Probanden zuzuordnen, die durch das Auftreffen oder/und Abheben eines jeweiligen Fußes auf bzw. von dem Laufband gekennzeichnet sind. Durch die kombinierte Verwendung von der ersten und der zweiten Sensoreinrichtung ist eine besonders präzise Erfassung der Lauf- oder Gehbewegung, des Laufstils, und insbesondere der Links-Rechts-Symmetrie des Probanden beim Durchführen von Geh- oder Laufbewegungen möglich.Alternatively or additionally, a second sensor device is provided, which is designed to respond to a hitting or / and lifting the left and / or right foot of the subject on or from the treadmill during his walking or running movement or such impact or To detect lift-off in order to assign detected by the first sensor device vertical movements of the subject or the running table movement phases of walking or running movement of the subject, which are characterized by the impact and / or lifting a respective foot on or from the treadmill. Due to the combined use of the first and the second sensor device, a particularly precise detection of the running or walking movement, of the running style, and in particular of the left-right symmetry of the subject when performing walking or running movements is possible.
Nach einem besonders einfachen Ansatz kann man daran denken, lokale Auslenkungen des Lauftisches in einem linken Lauftischbereich dem Auftreffen bzw. Abheben des linken Fußes und lokale Auslenkungen des Lauftisches in einem rechten Lauftischbereich dem Auftreffen bzw. Abheben des rechten Fußes zuzuordnen, so dass eine auf diese Auslenkungen ansprechende und diese auflösende erste Sensoreinrichtung völlig ausreichend ist. Es hat sich aber gezeigt, dass es beim Laufen durchaus dazu kommen kann, dass der Proband den rechten Fuß weiter links als den linken Fuß und den linken Fuß weiter rechts als den rechten Fuß aufsetzt (so genanntes „Overcrossing”), so dass eine Unsicherheit betreffend die Zuordnung bestehen kann. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, die zweite Sensoreinrichtung vorzusehen.According to a particularly simple approach, one may think of associating local deflections of the walking table in a left walking table area with the impact of the left foot and local deflections of the walking table in a right walking area with the impact of the right foot Excursions responsive and this resolving first sensor device is completely sufficient. However, it has been shown that while running it can happen that the test person touches the right foot further to the left than the left foot and the left foot further to the right than the right foot (so-called "overcrossing"), so that an uncertainty concerning the assignment. For this reason, it is expedient to provide the second sensor device.
Für die zweite Sensoreinrichtung wird als besonders bevorzugt vorgeschlagen, dass diese eine Kraftsensoranordnung aufweist, die die beim Gehen bzw. Laufen vom jeweiligen Fuß am Lauftisch abgestützte, vom Fuß ausgeübte Kraft erfasst. Es können hierzu beispielsweise Kraftsensorplatten unterhalb des Laufbandes vorgesehen sein, die direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützt sind und ggf. dem Lauftisch zugerechnet werden können. Durch eine so ermöglichte Kraftmessung lässt sich die momentane Lage des Körperschwerpunkts in Links-Rechts-Richtung bestimmen, woraus dann ermittelt werden kann, welchem Bein die momentane Laufphase bzw. die momentan erfasste Vertikalbewegung zuzuordnen ist.It is particularly preferred for the second sensor device to have a force sensor arrangement which detects the force exerted on the walking table by the foot when walking or running by the respective foot. For this purpose, for example, force sensor plates can be provided underneath the treadmill, which are supported directly or indirectly on the device base and, if necessary, can be added to the walking table. By means of a force measurement made possible in this way, the instantaneous position of the center of gravity of the body in left-right direction can be determined, from which it can then be determined which leg the current running phase or the currently detected vertical movement can be assigned to.
Derartige Kraftmesssensoren unter dem Laufband sind auch vorteilhaft dafür, die Bodenreaktionskräfte zu messen, die ein Proband beim Gehen/Laufen erzeugt. Man kann dann bestimmen, ob der Proband gleiche Kräfte mit dem linken und dem rechten Bein erzeugt und ob somit die Muskulaturbelastung gleich und symmetrisch ist.Such force measuring sensors under the treadmill are also advantageous for measuring the ground reaction forces that a subject generates when walking / running. One can then determine whether the subject produces equal forces with the left and right legs, and thus whether the muscular load is the same and symmetrical.
Wichtige Informationen, speziell auch Informationen, die für eine Beurteilung des Laufstils relevant sind, lassen sich auch aus der Verwendung von Erschütterungssensoren gewinnen. Es hat sich gezeigt, dass die Messergebnisse wenigstens eines Erschütterungssensors, vorzugsweise wenigstens vier in Laufbandlaufrichtung und Links-Rechts-Richtung gegeneinander versetzte Sensoren, auch für die Zuordnung der Vertikalbewegungsphasen zu dem linken und rechten Bein hilfreich sind. Dementsprechend wird vorgeschlagen, dass als zweite Sensoreinrichtung oder als weitere Sensoreinrichtung wenigstens ein Erschütterungssensor vorgesehen ist, der auf Erschütterungen des Lauftisches aufgrund des Auftreffens der Füße des Probanden auf dem Lauftisch während einer Geh- oder Laufbewegung anspricht.Important information, especially information that is relevant for an assessment of the running style, can also be obtained from the use of vibration sensors. It has been found that the measurement results of at least one vibration sensor, preferably at least four sensors offset from one another in the direction of the running belt and in the left-right direction, are also helpful for the assignment of the vertical movement phases to the left and right legs. Accordingly, it is proposed that at least one vibration sensor be provided as a second sensor device or as a further sensor device, which responds to vibrations of the walking table due to the impact of the feet of the subject on the walking table during a walking or running movement.
Eine Zuordnung der die Geh- oder Laufbewegung begleitenden Vertikalbewegungsphasen der zu dem Auftreffen bzw. Abheben des linken bzw. rechten Fußes auf bzw. von dem Laufband kann auch auf optischem Wege erfolgen. So können Lichtschranken vorgesehen sein, um links-rechts zu unterscheiden. Ferner kann eine Kamera vorgesehen sein, die das Laufen des Probanden erfasst Eine Zuordnung der Laufphasen zu links bzw. rechts ist dann vermittels einer einfachen Bildverarbeitung möglich.An assignment of the walking or running movement accompanying vertical movement phases to the impact or lifting of the left or right foot on or from the treadmill can also be done by optical means. Thus, light barriers can be provided to distinguish left-right. Furthermore, a camera can be provided which detects the running of the subject. An assignment of the running phases to the left or right is then possible by means of a simple image processing.
Des Weiteren bietet es sich an, zur Verbesserung des Laufstils, insbesondere der Links-Rechts-Laufsymmetrie des Probanden, eine bei Bedarf ein- bzw. ausschaltbare optische Mittenmarkierung auf dem Laufbandtisch vorzusehen. Eine solche Mittenmarkierung kann beispielsweise mit Hilfe eines optischen Lasers realisiert werden, wobei die Laservorrichtung beispielsweise in einer in einem vorderen Bereich des Laufbandgeräts angebrachten Motorhaube des Laufbandantriebs installiert sein kann. Durch die Bereitstellung einer Mittenmarkierung kann der Proband seinen Laufstil, insbesondere seine Laufsymmetrie, auch hinsichtlich des im Zusammenhang mit der Links-Rechts-Laufsymmetrie bereits erwähnten „Overcrossing” optimieren. Im Gegensatz zu permanent angebrachten Mittelmarkierungen, beispielsweise ausgefrästen Mittenmarkierungen oder Kreidemarkierungen, bewirkt eine ein- und ausschaltbare Mittenmarkierung einen besonderen psychologischen Effekt auf den Probanden. So ist vorstellbar, dass die Mittenmarkierung nur bei Auftreten eines besonders stark ausgeprägten „Overcrossing” des Probanden situativ eingeschaltet wird.Furthermore, it is advisable, to improve the running style, in particular the left-right symmetry of the subject, to provide an on demand switchable optical center mark on the treadmill table. Such a central marking can be realized, for example, with the aid of an optical laser, wherein the laser device can be installed, for example, in a motor hood of the treadmill drive mounted in a front region of the treadmill device. By providing a center mark, the test person can optimize his running style, in particular his running symmetry, also with regard to the "overcrossing" already mentioned in connection with the left-right running symmetry. In contrast to permanently applied center markings, for example milled center markings or chalk markings, a center mark that can be switched on and off causes a special psychological effect on the subject. Thus, it is conceivable that the center mark is switched on situationally only when a particularly pronounced "overcrossing" of the subject occurs.
Als im Rahmen der Erfindung verwendbare Sensoreinrichtung bzw. Sensoreinrichtungen kommen grundsätzlich alle Sensoren in Betracht, mit denen sich die angesprochenen Funktionen realisieren lassen. Es kommen Kraftsensoren zur Kraftmessung, Beschleunigungssensoren zur Beschleunigungsmessung oder Positionssensoren, insbesondere Positionsgeber, zur Positionsmessung in Betracht. As a sensor device or sensor devices which can be used within the scope of the invention, basically all sensors are considered with which the mentioned functions can be realized. There are force sensors for force measurement, acceleration sensors for acceleration measurement or position sensors, in particular position sensor, for position measurement into consideration.
Eine momentane Auslenkung, ggf. ortsaufgelöste Auslenkung des Lauftisches, kann beispielsweise einfach durch Verwendung von drahtlos, insbesondere elektromagnetisch arbeitenden Näherungssensoren erfasst werden. Die Auslenkung des Lauftisches kann aber auch berührend erfasst werden, und zwar beispielsweise durch Positions- oder Wegsensoren. In Betracht kommt auch die Verwendung von Potentiometern, beispielsweise von linearen Potentiometern oder von über eine Umlenkung die Auslenkung erfassenden Dreh-Potentiometern.A momentary deflection, possibly spatially resolved deflection of the running table, can be detected, for example, simply by using wireless, in particular electromagnetically operating, proximity sensors. The deflection of the walking table can also be detected touching, for example, by position or displacement sensors. Also contemplated is the use of potentiometers, for example, linear potentiometers or rotary potentiometers which detect the deflection via a deflection.
Als Kraftsensoren bieten sich insbesondere piezoelektrische Sensoren an, bei denen mittels Kraftausübung eine räumliche Verformung und daraus folgend eine elektrische Spannung erzeugt wird (piezoelektrischer Effekt). Die Verwendung von Kraftsensoren in dem erfindungsgemäßen Laufbandgerät kann simultan mit der Verwendung von Dämpfungselementen in dem Lauftisch erfolgen, beispielsweise zur Gelenkschonung des Probanden. Würde es um eine möglichst exakte Bestimmung der Bodenreaktionskräfte beim Gehen/Laufen des Probanden gehen, wäre das Vorsehen von Dämpfungselementen in Kombination mit Kraftsensoren problematisch, da die aus der Dämpfung resultierenden Gegenkräfte die Kraftmessung verfälschen. Trotzdem ist auf Basis derartiger Kraftmessergebnisse aber eine Zuordnung der Bewegungsphasen zum Auftreffen bzw. Abheben des linken Fußes und Auftreffen bzw. Abheben des rechten Fußes immer noch möglich.In particular, piezoelectric sensors are suitable as force sensors, in which a spatial deformation and, consequently, an electrical voltage is generated by means of the application of force (piezoelectric effect). The use of force sensors in the treadmill device according to the invention can be carried out simultaneously with the use of damping elements in the walking table, for example for joint protection of the subject. If it were a very precise determination of the ground reaction forces when walking / running of the subject, the provision of damping elements in combination with force sensors would be problematic because the resulting from the damping counter forces distort the force measurement. Nevertheless, based on such force measurement results but still an assignment of the movement phases for hitting or lifting the left foot and striking or lifting the right foot is still possible.
Für den Einsatz in Laufbandgeräten eignen sich besonders miniaturisierte Beschleunigungssensoren, welche auf Piezoelementen oder auf MEMS-Technologie (Micro-Elektro-Mechanical-System) basieren, und insbesondere als Erschütterungssensoren in Betracht kommen, wie angesprochen.Particularly suitable for use in treadmill devices are miniaturized acceleration sensors which are based on piezo elements or on MEMS technology (micro-electro-mechanical system) and, in particular, come into consideration as vibration sensors, as mentioned.
Die Miniaturisierung solcher Beschleunigungssensoren bietet eine Reihe von Vorteilen, beispielsweise eine Unempfindlichkeit des Sensors gegen Temperaturschwankungen, Vibrationen und anderen störenden Effekten. Zudem sind Beschleunigungssensoren in der Regel wesentlich preiswerter zu erwerben als Kraftsensoren, so dass sich bei der Verwendung von Beschleunigungssensoren auch die Herstellungskosten des Laufbandgeräts reduzieren lassen.The miniaturization of such acceleration sensors offers a number of advantages, such as insensitivity of the sensor to temperature fluctuations, vibrations and other disturbing effects. In addition, acceleration sensors are generally much cheaper to acquire than force sensors, so that can also reduce the manufacturing cost of the treadmill device when using acceleration sensors.
Im Zusammenhang mit dem Erfindungsvorschlag und den vorstehend dargelegten Weiterbildungsvorschlägen zur Erfindung nach dem ersten Aspekt ist es vorteilhaft, wenn das Laufbandgerät mit einer auf den Lauftisch wirkenden Beeinflussungseinrichtung ausgeführt ist, mit welcher die Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches variabel beeinflussbar ist.In connection with the proposed invention and the training proposals for the invention according to the first aspect set out above, it is advantageous if the treadmill device is designed with an influencing device acting on the walking table, with which the vertical movement or vertical deflection of the walking table can be variably influenced.
Dieser Weiterbildungsvorschlag ist auch unabhängig von der Erfindung nach dem ersten Aspekt von Interesse.This training proposal is also independent of the invention according to the first aspect of interest.
Bezug nehmend auf die oben angegebenen Aufgaben wird zur Lösung zumindest der letztgenannten Aufgabe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung ein Laufbandgerät vorgeschlagen, welches eine Gerätebasis und eine über wenigstens zwei Umlenkungen und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützten Lauftisch geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband, umfasst, wobei das Laufbandgerät mit einer auf den Lauftisch wirkenden Beeinflussungseinrichtung ausgeführt ist, mit welcher eine Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches variabel beeinflussbar ist. Erfindungsgemäß zeichnet sich dieses Laufbandgerät dadurch aus, dass eine der Beeinflussungseinrichtung zugeordnete Sensoreinrichtung, ggf. die erste oder/und die zweite Sensoreinrichtung, dafür ausgeführt ist, eine resultierende Dämpfung des Lauftisches zu bestimmen, wobei eine/die Auswerteeinheit dafür ausgeführt oder programmiert ist, aus erfassten Vertikalauslenkungen des Lauftisches und deren zeitlichem Verlauf für einen bestimmten Probanden bei gegebenen Lauf- bzw. Gehbedingungen oder für eine vorgegebene Auslenkungsanregung des Lauftisches eine momentane Dämpfung des Lauftisches zu bestimmen.With a view to the objects stated above, in order to solve at least the last-mentioned object according to the second aspect of the invention, a treadmill device is proposed which has a device base and a running table which is supported via at least two deflections and with an upper run via at least one run table supported directly or indirectly on the device base. Preferably, by a belt drive for circulation around the deflections drivable endless treadmill comprises, wherein the treadmill device is designed with an acting on the moving table influencing device, with which a vertical movement or vertical deflection of the running table is variably influenced. According to the invention, this treadmill device is characterized in that a sensor device associated with the influencing device, if appropriate the first or / and the second sensor device, is designed to determine a resulting damping of the walking table, one or the evaluation unit being designed or programmed for this purpose detected vertical deflections of the walking table and their time course for a particular subject at given running or walking conditions or for a given excitation excitation of the walking table to determine a momentary damping of the walking table.
Die Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches hängt einerseits vom Laufen und dem Laufstil und vom Gewicht des Probanden ab. Andererseits wirkt die resultierende Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung auf das Gehen oder Laufen des Probanden zurück. So hängt der Laufkomfort von der vertikalen Auslenkbarkeit und einer ggf. vorgesehenen Dämpfung des Lauftisches ab. Ferner ergibt sich auch eine Rückwirkung auf den Energieverbrauch des Probanden beim Laufen.The vertical movement or vertical deflection of the walking table depends on the one hand on running and the running style and the weight of the subject. On the other hand, the resulting vertical movement or vertical deflection affects the walking or running of the subject. So the running comfort depends on the vertical deflectability and a possibly provided damping of the running table. Furthermore, there is also a retroactive effect on the energy consumption of the test person while walking.
Die Beeinflussungsvorrichtung kann derart ausgeführt sein, dass vermittels dieser zum einen der Vertikalamplitudenbereich des Lauftisches festgelegt wird und dass zum anderen die Vertikalbewegung des Lauftisches beim Durchführen von Geh- oder Laufbewegungen des Probanden einer Dämpfungskraft unterworfen wird, derart, dass die Geh- oder Laufbewegungen des Probanden gedämpft werden.The influencing device can be designed in such a way that on the one hand the vertical amplitude range of the walking table is determined and, on the other hand, the vertical movement of the walking table during the walking or running movements of the subject is subjected to a damping force, such that the walking or running movements of the subject be steamed.
Dabei ist eine der Beeinflussungseinrichtung zugeordnete Sensoreinrichtung, ggf. die erste oder/und die zweite Sensoreinrichtung, dafür ausgeführt, insbesondere eine resultierende Dämpfung und ggf. eine Vertikalauslenkungsbegrenzung des Lauftisches zu bestimmen. Diese Informationen können dafür verwendet werden, den Probanden über das eingestellte Beeinflussungsmaß der Beeinflussungsvorrichtung, insbesondere über eine resultierende Dämpfung oder/und Vertikalauslenkungsbegrenzung des Lauftisches, zu informieren. In this case, a sensor device assigned to the influencing device, if appropriate the first or / and the second sensor device, is designed to determine, in particular, a resulting damping and possibly a vertical deflection limit of the running table. This information can be used to inform the subject about the set influencing measure of the influencing device, in particular about a resulting damping and / or vertical deflection limitation of the walking table.
Dabei ist eine/die Auswerteeinheit dafür ausgeführt oder programmiert, aus erfassten Vertikalauslenkungen des Lauftisches und deren zeitlichem Verlauf für einen bestimmten Probanden bei gegebenen Lauf- bzw. Gangbedingungen oder für eine vorgegebene Auslenkungsanregung des Lauftisches eine momentane Dämpfung des Lauftisches zu bestimmen.In this case, an evaluation unit is designed or programmed for determining a momentary damping of the travel table from detected vertical deflections of the walking table and their time profile for a specific subject at given running conditions or for a given deflection excitation of the walking table.
Mit herkömmlichen Laufbandgeräten gemessene Probanden-Vitalparameter sind nicht miteinander vergleichbar, da die Belastung des Probanden, speziell die von ihm aufgebrachte Anstrengung, auch von der wirksamen Dämpfung des Lauftisches abhängt. Unterschiedliche Laufbänder haben stark variierende Dämpfungen, die von dem Extrem „keine Dämpfung” bis hin zu einer starken Dämpfung für einen besseren Komfort und die Schonung der Gelenke reichen. Mit solchen hinsichtlich der Dämpfung stark variierenden Laufbändern gemessene Vitalparameter, wie etwa die Herzfrequenz bei einer bestimmten Laufbandgeschwindigkeit, täuschen eine Vergleichbarkeit vor, die tatsächlich nicht gegeben ist.Test subject vital signs measured with conventional treadmill equipment are not comparable because the subject's load, especially the effort exerted by him, also depends on the effective damping of the walker. Different treadmills have widely varying damping, ranging from the extreme "no damping" to a strong cushioning for better comfort and protection of the joints. Vital parameters measured with such treadmills, which vary greatly in damping, such as the heart rate at a certain treadmill speed, simulate a comparability that is actually not present.
Demgegenüber kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass mittels der angesprochenen Sensoreinrichtung die während eines Trainings bzw. einer Ergometrieuntersuchung wirksame Lauftischdämpfung gemessen und zusammen mit gemessenen Vitalparametern abgespeichert und ggf. angezeigt wird.In contrast, it can be provided according to the invention that by means of the addressed sensor device the effective during a training or Ergometrieuntersuchung table damping is measured and stored together with measured vital parameters and possibly displayed.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Beeinflussungseinrichtung als Begrenzungseinrichtung ausgeführt ist, mit welcher die Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches auf ein vermittels der Begrenzungseinrichtung einstellbares Auslenkungsmaximum begrenzbar ist.It is proposed, in particular, that the influencing device is designed as a limiting device with which the vertical movement or vertical deflection of the travel table can be limited to a deflection maximum that can be set by means of the limiting device.
Insbesondere wird daran gedacht, dass mit der Beeinflussungseinrichtung eine momentane Vertikalauslenkung des elastisch oder/und vertikal auslenkbaren Lauftisches auf eine vermittels der Beeinflussungseinrichtung einstellbares Auslenkungsmaximum begrenzbar ist. Beispielsweise ist wenigstens ein der Beeinflussungseinrichtung zugeordnetes, manuell oder motorisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder elektromagnetisch betätigbares Stellglied zum Einstellen des Auslenkungsmaximums auf einen gewünschten Wert vorgesehen. Zweckmäßig kann mit dem Stellglied ein das Auslenkungsmaximum definierender Anschlag verstellbar sein.In particular, it is thought that with the influencing device, a momentary vertical deflection of the elastically or / and vertically deflectable running table can be limited to a deflection maximum that can be set by means of the influencing device. For example, at least one of the influencing means associated, manually or by motor or pneumatically or hydraulically or electromagnetically actuated actuator for setting the deflection maximum is provided to a desired value. Suitably can be adjustable with the actuator a deflection maximum defining stop.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Beeinflussungseinrichtung als Dämpfungseinrichtung ausgeführt ist, mit welcher die Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches einstellbar dämpfbar ist. Neben einer Einstellung der Dämfpung der Vertikalbewegung bzw. Vertikalauslenkung vermittels der Einstellung des Auslenkungsmaximums kommt auch eine einstellbare Dämpfung auf anderem Wege, beispielsweise auf hydraulischem Wege, in Betracht.Alternatively or additionally, it is proposed that the influencing device is designed as a damping device with which the vertical movement or vertical deflection of the running table can be damped in an adjustable manner. In addition to adjusting the Dämfpung the vertical movement or vertical deflection by means of the adjustment of the deflection maximum is also an adjustable damping in other ways, for example by hydraulic means, into consideration.
Insbesondere wird daran gedacht, wenigstens ein der Beeinflussungseinrichtung zugeordnetes, mit dem Lauftisch vertikalbewegungsverkoppeltes oder vertikalbewegungsverkoppelbares Bewegungsglied vorgesehen ist, mit welchem eine einer Änderung einer momentanen Vertikalposition bzw. Vertikalauslenkung des Lauftisches entgegenwirkende, einstellbare Dämpfungskraft auf den Lauftisch ausübbar ist.In particular, it is envisaged that at least one of the influencing means associated, with the moving table verticalbewegungsverkoppeltes or Vertikalbewegungsverkoppelbares motion member is provided, with which a change of a current vertical position or vertical deflection of the run table counteracting, adjustable damping force is exercised on the walking table.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Dämpfungskraft motorisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder elektromagnetisch erzeugbar ist. Insbesondere wird daran gedacht, dass die Stärke der Dämpfungskraft manuell oder motorisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder elektromagnetisch auf einen gewünschten Wert einstellbar ist.Furthermore, it is proposed that the damping force can be generated by motor or pneumatically or hydraulically or electromagnetically. In particular, it is contemplated that the strength of the damping force can be adjusted manually or by motor or pneumatically or hydraulically or electromagnetically to a desired value.
Zur Berücksichtigung des eingestellten Beeinflussungsmaßes, insbesondere Auslenkungsmaximums oder/und Dämpfungsmaß bei der Auswertung weiterer den Laufstil und die damit verbundene Vertikalauslenkung des Probanden betreffende Daten kann in einer bevorzugten Ausführungsform eine/die elektronische Auswerteeinheit dafür ausgeführt oder programmiert sein, ein momentan eingestelltes, gewünschtenfalls durch einen Sensor erfasstes oder an einer Bedieneinrichtung vorgegebenes, ggf. Auslenkungsmaximum oder/und Dämpfungsmaß, auf einer Anzeige anzuzeigen oder/und in Zuordnung zu anderen Daten abzuspeichern oder/und in Zuordnung zu anderen Daten über ein Datennetz zu übertragen.In order to take account of the set influencing measure, in particular deflection maximum and / or attenuation in the evaluation of further data on the running style and the associated vertical deflection of the subject, in a preferred embodiment, the electronic evaluation unit may be designed or programmed for a currently set, if desired, one Sensor detected or predetermined on an operating device, possibly deflection maximum and / or attenuation measure to display on a display and / or store in association with other data and / or transfer in association with other data via a data network.
Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass die während eines Trainings bzw. einer Ergometrieuntersuchung wirksame Lauftischdämpfung auf Basis vorgegebener Daten eingestellt wird, um für eine Vergleichbarkeit zwischen zu verschiedenen Zeitpunkten bzw. mit verschiedenen Geräten gewonnenen Vitalparametern zu sorgen. Hierzu wird konkret vorgeschlagen, dass eine/die Auswerteeinrichtung dafür ausgeführt oder programmiert ist, die als Dämpfungseinrichtung ausgeführte Beeinflussungseinrichtung auf Basis vorgegebener Lauftischdämpfungsdaten derart anzusteuern, dass eine vorgegebene Lauftischdämpfung eingestellt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein gewünschter voreingestellter Wert für die Lauftischdämpfung auch tatsächlich erzielt wird.In a further development, it is proposed that the running table damping effective during a training or an ergometric examination be set on the basis of predetermined data in order to ensure comparability between vital parameters obtained at different times or with different devices. For this purpose, it is specifically suggested that one / the evaluation designed or programmed to control the influencing device designed as a damping device on the basis of predetermined table damping data in such a way that a predetermined table height damping is set. In this way it is ensured that a desired preset value for the running table damping is actually achieved.
Es lassen sich so also Messwerte zu Vitalparametern und dergleichen, die mit verschiedenen Laufbandgeräten erfasst wurden, miteinander vergleichen. Durch die Einstellung einer vorgegebenen, wohldefinierten Lauftischdämpfung sind überdies definierte Trainingsbedingungen für den Probanden sichergestellt, so dass die Belastung des Probanden bei der Durchführung von Lauf- und Gehbewegungen auf verschiedenen Laufbändern jeweils im Wesentlichen gleich ist. Damit sind dann auch Ergometrie-Messwerte von Vitalparametern, die mit verschiedenen Laufbandgeräten gemessen wurden, miteinander vergleichbar.Thus, it is thus possible to compare measured values for vital parameters and the like which were recorded with different treadmill devices. By setting a predetermined, well-defined running table damping defined training conditions for the subject are also ensured, so that the burden of the subject in the implementation of running and walking movements on different treadmills in each case is substantially equal. Ergometry measurements of vital parameters measured with different treadmill equipment are comparable with each other.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Auswerteeinrichtung dafür ausgeführt oder programmiert ist, die momentan resultierende Dämpfung mittels der Beeinflussungseinrichtung zugeordneten Sensoreinrichtung zu bestimmen und mit den vorgegebenen Lauftischdämpfungsdaten zu vergleichen und in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Beeinflussungsvorrichtung so anzusteuern, dass sich die Lauftischdämpfung der vorgegebenen Lauftischdämpfung zumindest annähert. Durch solch eine geregelte Einstellung der Lauftischdämpfung wird die gewünschte bzw. vorgegebene Laufbanddämpfung sichergestellt und gehalten, und es können zuverlässig auch vorgegebene Änderungen der Lauftischdämpfung eingestellt werden, etwa für die Durchführung eines Trainingsprogramms.Furthermore, it is proposed that the evaluation device is designed or programmed to determine the momentarily resulting attenuation by means of the influencing device associated sensor device and to compare with the given Lauftischdämpfungsdaten and depending on this comparison, the influencing device to control so that the paddle damping of the predetermined pad table damping at least approximates. By such a controlled adjustment of the running table damping the desired or predetermined treadmill damping is ensured and maintained, and it can also be reliably adjusted predetermined changes in the table damping, such as for the implementation of a training program.
Als zweckmäßige Weiterbildung, vor allem aber auch als unabhängiger weiterer Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Sensoreinrichtung, ggf. die erste oder zweite Sensoreinrichtung, dafür ausgeführt ist, eine momentane Belastung des Probanden aufgrund eines Gewichts oder/und aufgrund wirkender kinematischer Kräfte zu erfassen. Die Erfassung der momentanen Belastung des Probanden kann insbesondere mit den bereits erwähnten Positions- oder/und Beschleunigungssensoren erfolgen. Des Weiteren bietet sich auch eine Verwendung der bereits erwähnten Kraftsensoren an. Durch eine solche Sensoreinrichtung kann der Grad der Belastung des Probanden, insbesondere etwa seiner Gelenke, aufgrund seines Gewichts oder auch aufgrund wirkender kinematischer Kräfte (Beschleunigungs- und Abbremskräfte) erfasst werden.As an expedient development, but especially as an independent further aspect of the invention, it is proposed that a sensor device, possibly the first or second sensor device, is designed to detect a momentary load of the subject due to a weight and / or due to acting kinematic forces , The detection of the current load of the subject can be done in particular with the already mentioned position and / or acceleration sensors. Furthermore, it is also possible to use the already mentioned force sensors. By such a sensor device, the degree of exposure of the subject, in particular about its joints, due to its weight or due to acting kinematic forces (acceleration and deceleration forces) can be detected.
Die Erfindung stellt also auch ein Laufbandgerät bereit, umfassend eine Gerätebasis und ein über wenigstens zwei Umlenkungen und mit einem Obertrum über wenigstens einen direkt oder indirekt an der Gerätebasis abgestützten Lauftisch geführtes, vorzugsweise durch einen Bandantrieb zum Umlauf um die Umlenkungen antreibbares Endlos-Laufband, welches sich dadurch auszeichnet, dass eine Sensoreinrichtung, ggf. die erste oder zweite Sensoreinrichtung, dafür ausgeführt ist, eine momentane Belastung des Probanden aufgrund seines Gewichts oder/und aufgrund wirkender kinematischer Kräfte zu erfassen.Thus, the invention also provides a treadmill apparatus comprising an apparatus base and an endless treadmill guided over at least two deflections and with an upper run via at least one run table supported directly or indirectly on the implement base, preferably by a belt drive for circulation around the deflections is characterized in that a sensor device, possibly the first or second sensor device, is designed to detect a momentary load of the subject due to its weight and / or due to acting kinematic forces.
In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Sensoreinrichtung dafür ausgeführt ist, eine durch den Probanden hervorgerufene Belastung des Lauftisches oder/und der Gewichtsentlastungsvorrichtung zu erfassen.In this connection, it is proposed that the sensor device is designed to detect a load of the walking table or / and the weight-relieving device caused by the test subject.
Des Weiteren wird daran gedacht, dass eine/die Auswerteeinheit dafür ausgeführt oder programmiert ist, Sensorsignale oder daraus gewonnene sekundäre Daten durch Vergleich mit vorgegebenen Referenzdaten auf die Erfüllung oder Nichterfüllung wenigstens eines Alarm- oder Abbruchkriteriums zu prüfen. Auf diese Weise kann etwa eine Überlastung des Probanden, insbesondere etwa seiner Gelenke, aufgrund seines Gewichts bzw. wirkender kinetischer Kräfte, vermieden werden. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn etwa ein in der Rehabilitation befindlicher Patient das erfindungsgemäße Laufbandgerät benutzt. In Frage kommende Alarm- oder Abbruchkriterien brauchen sich aber nicht zwingend nur auf die Belastung des Probanden beziehen, sondern können sich auch auf Zustände des Laufbandgeräts oder auch auf die ordnungsgemäße Absolvierung eines Trainings- oder Ergometrieprogramms beziehen.Furthermore, it is thought that one / the evaluation unit is designed or programmed to check sensor signals or secondary data obtained therefrom by comparison with predetermined reference data on the fulfillment or non-fulfillment of at least one alarm or termination criterion. In this way, an overload of the subject, in particular about his joints, due to its weight or effective kinetic forces can be avoided. This is of particular importance when, for example, a patient in rehabilitation uses the treadmill device according to the invention. Candidate alarm or termination criteria, however, need not necessarily relate only to the subject's exposure, but may also refer to conditions of the treadmill device or to the proper completion of a training or ergometry program.
Zusätzlich ist daran gedacht, dass bei Erfüllung eines Alarm- oder Abbruchskriteriums dem Probanden ein akustisches oder/und visuelles Alarmsignal gebbar ist. Auf diese Weise wird der Proband unmittelbar über eine bevorstehende oder auftretende Überbelastung oder andere relevante Umstände informiert.In addition, it is contemplated that upon satisfaction of an alarm or Abbruchskriteriums the subject an audible and / or visual alarm signal is renable. In this way, the subject is informed immediately about an impending or occurring overload or other relevant circumstances.
Zusätzlich wird daran gedacht, dass bei Erfüllung eines Abbruchkriteriums ein Training mit dem Laufbandgerät abbrechbar ist, insbesondere durch Anhalten des Laufbandgerätes. Dies vermeidet gesundheitliche Schädigung des Probanden durch Nichtbeachten der Erfüllung eines Alarm- oder Abbruchkriteriums.In addition, it is contemplated that when a termination criterion is met, training with the treadmill device may be aborted, in particular by stopping the treadmill device. This avoids health damage to the subject by disregarding the fulfillment of an alarm or termination criterion.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments with reference to the accompanying figures.
Die
Vermittels der Vertikalbewegungssensoren
Bevorzugt werden als Vertikalbewegungssensoren
In der
Es sind aber auch zahlreiche weitere Varianten hinsichtlich der Anzahl und Anordnungsgeometrie der verwendeten Vertikalbewegungssensoren
In einer deutlich vereinfachten Ausführungsvariante weist der Lauftisch keine unabhängig vertikalauslenkbare Lauftischsegmente auf, und eine wenigstens zwei Vertikalbewegungssensoren aufweisende Sensoranordnung (erste Sensoranordnung) spricht auf beim Laufen auftretende Kippbewegungen des elastisch oder/und gedämpft gelagerten Lauftisches
Allgemein wird angemerkt, dass bevorzugt für einen besseren Laufkomfort eine zwischen dem Lauftisch und der Laufgeräte-Basis wirksame Dämpfungsanordnung vorgesehen wird. Eine solche Dämpfungsanordnung ermöglicht auch, dass der Lauftisch lokal oder insgesamt Vertikalbewegungen ausführen kann, die mittels der Vertikalbewegungssensoranordnung erfasst werden können. Das Vorsehen einer Dämpfungsanordnung ist aber nicht zwingend, und erfassbare Vertikalbewegungen des Lauftisches könnten auch aus inhärenten Elastizitäten des Lauftisches oder einer Lauftischlagerung resultieren.It is generally noted that a damping arrangement effective between the walking table and the treadmill base is preferably provided for better running comfort. Such a damping arrangement also allows the walking table to perform locally or in total vertical movements that can be detected by the vertical motion sensor arrangement. However, the provision of a damping arrangement is not mandatory, and detectable vertical movements of the walking table could also result from inherent elasticities of the walking table or a running table storage.
Geht man davon aus, dass der Proband das linke Bein weiter links aufsetzt als das rechte Bein, so lässt sich aus der Erfassung der Vertikalauslenkung mittels der Vertikalbewegungssensoren
Es hat sich allerdings gezeigt, dass bei manchen Probanden ein so genanntes „Overcrossing” auftrifft, bei der der linke Fuß weiter rechts als der rechte Fuß auf dem Lauftisch auftrifft. Für solche Probanden lässt sich aus den erfassten Vertikalauslenkungen nicht sicher bestimmen, welche Vertikalauslenkung dem linken und welche dem rechten Bein zuzuordnen ist.However, it has been shown that in some subjects, a so-called "overcrossing" hits, in which the left foot hits to the right of the right foot on the run table. For such subjects can be determined from the detected vertical deflections not sure which vertical deflection is to be assigned to the left and which the right leg.
Um diesbezüglich Abhilfe zu schaffen, kann eine zusätzliche Sensoranordnung (zweite Sensoranordnung) vorgesehen sein, die einer Zuordnung der erfassten Vertikalbewegungen zu dem linken und dem rechten Bein zuzurechnenden Laufphasen ermöglicht. Beispielsweise kann unter dem Laufband eine Kraftsensoranordnung vorgesehen sein, die die Erfassung der momentanen Links-Rechts-Position des Körperschwerpunkts ermöglicht, die auf die momentane Laufphase (linker oder rechter Fuß trifft auf den Lauftisch auf) rückschließen lässt.In order to remedy this situation, an additional sensor arrangement (second sensor arrangement) can be provided, which allows an assignment of the detected vertical movements to the left and the right leg attributable running phases. For example, under the treadmill, a force sensor arrangement can be provided, which makes it possible to detect the current left-right position of the body center, which can be inferred to the current running phase (left or right foot meets the walking table).
Für die besonders genaue Bestimmung des Laufstils sind in einer bevorzugten Ausführungsform Kraftsensoren vorgesehen, die beim Gehen oder Laufen des Probanden die vom Fuß auf den Lauftisch ausgeübten Kräfte erfassen. Eine andere Möglichkeit ist, den gesamten Lauftisch (auch als Gleitplatte bezeichenbar) auf Kraftmesssensoren zu lagern.For a particularly accurate determination of the running style, force sensors are provided in a preferred embodiment, which detect the forces exerted by the foot on the walking table during walking or running of the subject. Another possibility is to store the entire walking table (also identifiable as a sliding plate) on force measuring sensors.
Durch die Kraftmessung an der Gleitplatte bzw. unter dem Laufband kann speziell auch der momentane Körperschwerpunkt während der verschiedenen Laufphasen bestimmt werden (so genannte COP = „Center Of Pressure”), die neben dem Kraftverlauf über der Zeit interessante Informationen gibt und insbesondere ermöglicht, dass eine Auswertefunktionalität (ggf. Software einer Steuereinheit) die auftretenden Laufphasen dem Auftreffen bzw. Abheben des linken Fußes und dem Auftreffen bzw. Abheben des rechten Fußes auf bzw. von dem Lauftisch bzw. dem darüber offenen Laufband bestimmt.By measuring the force on the slide plate or under the treadmill, the momentary center of gravity during the different running phases can be determined (COP = "Center Of Pressure"). In addition to the course of force over time, it provides interesting information and, in particular, enables an evaluation functionality (possibly software a control unit) determines the running phases occurring the impact or lifting of the left foot and the impact or lifting the right foot on or from the walking table or over the open treadmill.
Mit einer Kraftmesssensorenanordnung unter dem Laufband (im Lauftisch bzw. der Gleitplatte bzw. zwischen Laufband und Lauftisch) angeordnet lassen sich auch die Bodenreaktionskräfte messen, die ein Läufer/Proband beim Gehen bzw. Laufen erzeugt. Es lässt sich dann ermitteln, ob der Proband gleiche Kräfte mit dem linken und dem rechten Bein erzeugt und ob die Belastung der Muskulatur insoweit gleich und symmetrisch bzw. ungleich und unsymmetrisch ist.With a force measuring sensor arrangement under the treadmill (in the walking table or the sliding plate or between the treadmill and the walking table) can also measure the floor reaction forces generated by a runner / subject while walking or running. It can then be determined whether the subject produces equal forces with the left and the right leg and whether the load on the muscles in this respect is the same and symmetrical or unequal and asymmetrical.
Es wird auch daran gedacht, zum Zwecke der Zuordnung der Vertikalauslenkungen des Lauftisches zu dem linken und dem rechten Bein zugeordneten Laufphasen eine Vibrationssensoranordnung zu verwenden, die auf Erschütterungen aufgrund des Auftreffens des linken bzw. rechten Fußes anspricht.It is also contemplated that for purposes of associating the vertical deflections of the walking table with the left and right leg associated walking phases, a vibration sensor arrangement responsive to shocks due to the impact of the left and right feet, respectively.
Die Beschleunigungssensoren können ähnlich wie die zuvor angesprochenen Kraftsensoren am Lauftisch bzw. unterhalb des Oberturms des Laufbands angeordnet sein, um Messdaten zu erfassen, die zu den Körperschwerpunktmessdaten bei den Kraftsensoren korrespondieren und so eine Unterscheidung von „linkes Bein” und „rechtes Bein”, also der verschiedenen Lauf- bzw. Gangphasen, ermöglichen.Similar to the previously mentioned force sensors, the acceleration sensors can be arranged on the running table or underneath the top tower of the treadmill, in order to acquire measurement data which corresponds to the body center of gravity measurement data in the case of the Force sensors correspond and thus allow a distinction between "left leg" and "right leg", ie the different running or gait phases.
Alternativ kann man beispielsweise auch daran denken, Beschleunigungssensoren beispielsweise nur links und rechts am Lauftisch vorzusehen, was dann aber weniger Informationen gibt.Alternatively, one can for example also remember to provide acceleration sensors, for example, only left and right on the walking table, but then there is less information.
Die Unterscheidung von „linkes Bein” und „rechtes Bein” ist auch auf optischem Wege, beispielsweise durch Verwendung einer Kamera oder/und durch Verwendung von Lichtschranken möglich. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Schuhen mit einem auf das Auftreten ansprechenden Sensor und einem zugeordneten Transponder oder von einem derartigen Sensor und einem derartigen Transponder aufweisenden Einlegesohlen.The distinction between "left leg" and "right leg" is also possible by optical means, for example by using a camera and / or by using photoelectric sensors. Another possibility is the use of shoes with a responsive sensor and an associated transponder or insoles comprising such a sensor and transponder.
Es kommt durchaus auch in Betracht, die angesprochenen Vertikalbewegungssensoren
Anstelle der Beschleunigung oder zusätzlich kann als die Vertikalbewegung des Lauftisches kennzeichnende Größe auch eine momentane oder mittlere Hubgeschwindigkeit erfasst bzw. bestimmt werden.Instead of the acceleration or in addition can be detected or determined as the vertical movement of the table characterizing size and a current or average stroke speed.
Die Beschleunigungssensoren
In
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Erfassung der Vertikalbewegung des Lauftisches
In den
Des Weiteren umfasst das Laufbandgerät
Das erfindungsgemäße Laufbandgerät
Das Ausführungsbeispiel der
Deshalb umfasst das erfindungsgemäße Laufbandgerät
Hinsichtlich der Anzahl, Anordnungsgeometrie und Art des verwendeten Sensoren
In einer vereinfachten Ausführungsform des zweiten Ausführungsbeispiels kann auf die Verwendung von Vertikalbewegungssensoren
Betreffend die mittels des auf die Drehbewegung der Umlenkrolle
In der
Alternativ oder zusätzlich kann ein mit dem Lauftisch
Das gewünschte Auslenkungsmaximum oder/und die gewünschte Dämpfung (je nach Art und Realisierung der Beeinflussungseinrichtung) kann beispielsweise mittels eines für den Probanden
In
In der
In der
Wie in
Wird durch einen Probanden nun eine vertikal nach unten gerichtete Kraft auf den Lauftisch
Zweckmäßigerweise ist es auch vorstellbar, die in den
In der
In
Für die praktische Realisierung eines pneumatischen Dämpfungssystems bietet sich insbesondere die Verwendung von handelsüblichen, elektronisch ansteuerbaren Pneumatikzylindern an.For the practical realization of a pneumatic damping system, in particular, the use of commercially available, electronically controllable pneumatic cylinders offers.
Alternativ können zur Realisierung von Dämpfungsvorrichtungen auch handelsübliche elektromagnetische Dämpfungselemente, beispielsweise in Form von Tauchspulenaktuatoren oder elektromagnetischen Aktuatoren, verwendet werden. Auch die Verwendung von Piezoaktuatoren ist vorstellbar.Alternatively, commercially available electromagnetic damping elements, for example in the form of Tauchspulenaktuatoren or electromagnetic actuators, can be used for the realization of damping devices. The use of piezo actuators is conceivable.
Tauchspulenaktuatoren umfassen eine in einem statischen Magnetfeld platzierte mobile Spule, die vom elektrischen Strom durchflossen wird, so dass eine Lorentzkraft proportional zum Stromfluss erzeugt wird. Aufgrund der Lorentzkraft wird die in dem Magnetfeld platzierte mobile Spule aus ihrer Ruheposition ausgelenkt. Verschiedene solche Tauchspulenaktuatoren werden beispielsweise von der Firma „Cedrat” hergestellt und vertrieben.Dive coil actuators comprise a mobile coil placed in a static magnetic field, through which electrical current flows, so that a Lorentz force is generated in proportion to the current flow. Due to the Lorentz force, the mobile coil placed in the magnetic field is deflected out of its rest position. Various such Tauchspulenaktuatoren example, manufactured and sold by the company "Cedrat".
Elektromagnetische Aktuatoren neuester Bauart, so genannte MICA, die ebenfalls von der Firma „Cedrat” hergestellt und vertrieben werden, sind mit Verzögerung arbeitende polarisierte elektromagnetische Aktuatoren, bei denen die erzeugte elektromagnetische Kraft über die gesamte Hublänge des Aktuators umgekehrt werden kann. Elektromagnetische Aktuatoren bieten daher eine größere Hublänge als Piezoaktuatoren und können eine größere elektromagnetische Kraft (bei geringerer Wärmeentwicklung) als Tauchspulenaktuatoren entwickeln.Newest type of electromagnetic actuators, so-called MICA, also manufactured and sold by the company "Cedrat", are delayed-acting polarized electromagnetic actuators in which the generated electromagnetic force can be reversed over the entire stroke length of the actuator. Electromagnetic actuators therefore offer a longer stroke length than piezo actuators and can develop a larger electromagnetic force (with less heat generation) than Tauchspulenaktuatoren.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die Dämpfungsvorrichtungen der
In alternativen Ausführungsformen können die bei den zuvor behandelten Ausführungsbeispielen erläuterten Sensoranordnungen beliebig mit der in dem dritten Ausführungsbeispiel erläuterten Beeinflussungsanordnung kombiniert werden. Insbesondere kann in dem Laufbandgerät
Vorteilhaft kann das Laufbandgerät so ausgestaltet sein, dass dem Lauftisch zugeordnete Sensoren dafür genutzt werden, eine wirksame Laufgurtdämpfung so einzustellen, dass sie im Wesentlichen identisch zu der Lauftischdämpfung eines anderen Laufbandgeräts oder zu der bei dem vorangegangenen Training wirksamen Lauftischdämpfung ist. Auf diese Weise lassen sich Messwerte zu Vitalparametern, die zu verschiedenen Zeitpunkten oder mit verschiedenen Laufbandgeräten gemessen wurden, miteinander vergleichen. Hintergrund ist, dass die Belastung eines Probanden bzw. die von ihm notwendige Anstrengung von der wirksamen Lauftischdämpfung abhängt.Advantageously, the treadmill device may be configured such that sensors associated with the walking table are used to adjust effective running-belt damping to be substantially identical to the running-table cushioning of another treadmill device or to the running-table cushioning effective in the previous exercise. In this way, measurements of vital parameters measured at different times or with different treadmill devices can be compared. The background is that the load of a subject or the effort required by him depends on the effective table damping.
Vorteilhaft kann man vorsehen, dass dem Lauftisch oder/und dem Gewichtsentlastungssystem (wenn vorgesehen) zugeordnete Sensoren dafür genutzt werden, drohende bzw. auftretende Überbeanspruchungen des Probanden zu erkennen und Warnmeldungen oder Warnsignale zu geben und ggf. das Training abzubrechen. Hierzu können Warn- und Abbruchkriterien definiert sein, die Messdaten bzw. hieraus gewonnene sekundäre Daten mit vorgegebenen Grenzwerten vergleichen und ggf. Warnsignale bzw. Abbrüche auslösen. Beispielsweise kann dem Lauftisch eine Gewichtssensoreinrichtung zugeordnet sein.Advantageously, it can be provided that sensors assigned to the walking table or / and the weight-relief system (if provided) are used to detect impending or occurring overstressing of the subject and to give warning messages or warning signals and, if necessary, to interrupt the training. For this purpose, warning and abort criteria can be defined, which compare measured data or secondary data obtained therefrom with predetermined limit values and if necessary trigger warning signals or aborts. For example, the walking table may be assigned a weight sensor device.
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