DE102011100933A1 - Electronic ski binding device for winter sports apparatus, has trip unit which is triggered based on signal sent by electronic device which is provided with acceleration sensor and turning rate sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Skibindung mit elektronischer Auslösefunktion.The invention relates to a ski binding with electronic triggering function.
Nach dem Stand der Technik sind Skibindungen bekannt, die unter bestimmten Kraft- bzw. Momenteinwirkungen auslösen, um den Skischuh freizugeben und den Skifahrer dadurch vor Verletzungen zu verschonen. Die Grundproblematik besteht dabei, dass die Bindung bei während der Fahrt auftretenden Belastungen nicht auslösen soll, im Fall eines Sturzes jedoch schnell und zuverlässig auslösen soll. Dies ist insbesondere deshalb problematisch, da die auf die Bindung einwirkenden Kräfte im Sturzfall und im Nicht-Sturzfall vergleichbar hoch sein können. Üblicherweise werden Bindungen deshalb so eingestellt, dass sich ein guter Mittelweg zwischen mangelnder Auslösung im Sturzfall und vorzeitiger Auslösung im Nicht-Sturzfall ergibt. Dabei wird jedoch in Kauf genommen, dass im Einzelfall eine frühere oder spätere Auslösung der Bindung notwendig wäre. Dies ist vor allem im Leistungssport ein Problem, da hier auch im Nicht-Sturzfall bereits sehr hohe Belastungen auf die Bindung wirken, und die Bindungen deshalb sehr „hart” eingestellt werden.According to the state of the art, ski bindings are known which trigger under certain force or momentary effects in order to release the ski boot and thereby protect the skier from injury. The basic problem is that the binding should not trigger when occurring during driving loads, but should trigger quickly and reliably in the event of a fall. This is particularly problematic because the forces acting on the binding forces in a fall and in non-fall can be comparatively high. Usually, bindings are set in such a way that a good balance between a lack of triggering in the event of a fall and premature release in the case of non-fall results. However, it is accepted that an earlier or later triggering of the bond would be necessary in individual cases. This is a problem, especially in competitive sports, since even in non-fall situations, very high loads are already acting on the binding, and the bindings are therefore set very "hard".
Das Problem der Skibindungen gemäß dem Stand der Technik besteht darin, dass ein zu frühes Auslösen der Bindung, wenn also keine Gefahrensituation vorliegt, nahezu unweigerlich zu einem Sturz des Skifahrers mit hohem Verletzungsrisiko führt. Des Weiteren ist es gefährlich, wenn eine Bindung im Sturzfall nicht oder zu spät auslöst, da durch den Verbleib des Wintersportgeräts am Körper des Sportlers Verletzungen hervorgerufen werden können. Sowohl im Leistungssport als auch im Breitensport sind die Bänder der Kniegelenke besonders betroffen, da diese durch Belastungssituationen schwerwiegend geschädigt werden können, die auch im Nicht-Sturzfall auftreten können und deshalb noch nicht zu einem Auslösen der Skibindung führen.The problem of the ski bindings according to the prior art is that too early release of the binding, if there is no danger situation, almost inevitably leads to a fall of the skier with a high risk of injury. Furthermore, it is dangerous if a binding in case of a fall does not trigger or too late, since the whereabouts of the winter sports equipment on the body of the athlete injuries can be caused. Both in competitive sports and recreational sports, the ligaments of the knee joints are particularly affected because they can be severely damaged by stress situations that can occur even in non-fall and therefore does not lead to a triggering of the ski binding.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bestimmte Belastungen zwar zum Auslösen einer mechanischen Skibindung führen, dass zum Zeitpunkt der Auslösung aber bereits schädliche Einflüsse auf den menschlichen Körper gewirkt haben.Another problem is that certain loads lead to the triggering of a mechanical ski binding, but that at the time of triggering have already had harmful effects on the human body.
Die oben genannten Nachteile des Standes der Technik können durch eine elektronische Skibindung gelöst werden. Dies bedeutet, dass mittels Sensoren am Ski, an der Bindung, am Skischuh oder am Skifahrer bzw. dessen Helm bzw. Kleidung eine Sturzsituation beziehungsweise, allgemeiner gesprochen, eine Gefahrensituation durch eine elektronische Vorrichtung erkannt wird, und dass die elektronische Vorrichtung ein Auslösen der Bindung veranlasst, falls dadurch eine Reduktion des Verletzungsrisikos zu erwarten ist. Eine derartige elektronische Bindung hat den Vorteil, dass bestimmte verletzungsträchtige Situationen erkannt werden können und die Bindung ausgelöst werden kann, bevor eine durch die verletzungsträchtige Situation hervorgerufene Belastung auf den Körper des Sportlers wirken kann. Zudem können Situationen als verletzungsträchtig erkannt werden, die zu keiner für eine Auslösung der Bindung ausreichenden Belastung führen.The above-mentioned disadvantages of the prior art can be solved by an electronic ski binding. This means that by means of sensors on the ski, on the binding, on the ski boot or on the skier or his helmet or clothing a fall situation or, more generally, a dangerous situation is detected by an electronic device, and that the electronic device triggering the bond if it can be expected to reduce the risk of injury. Such an electronic binding has the advantage that certain traumatic situations can be detected and the bond can be triggered before a stress caused by the injury situation can act on the body of the athlete. In addition, situations can be identified as causing injury that do not lead to sufficient stress for triggering the bond.
Dabei ist offensichtlich, dass die herkömmliche mechanische Auslösefunktion mit einer elektronisch aktivierten Auslösefunktion kombiniert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die herkömmliche mechanische Auslösefunktion rigider eingestellt werden kann als bisher, und dadurch die Gefahr eines Auslösens im Nicht-Sturzfall reduziert werden kann. Im Fall von geringen bis mittleren Belastungen wäre dabei eine Auslösung durch die elektronische Funktionalität gegeben, während die mechanische Auslösefunktion nur noch als letzte Sicherheit bei kapitalen Stürzen dienen würde. Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Darstellung nur auf den Aspekt einer elektronischen Bindung Bezug genommen, der die durch eine Elektronik initiierte Auslösung der Bindung betrifft. Die Erfindung ist jedoch nicht auf rein elektronisch auslösende Bindungen begrenzt, sondern betrifft auch Bindungen, die zum einen elektronisch und zum anderen rein mechanisch auslösen.It is obvious that the conventional mechanical release function can be combined with an electronically activated release function. This has the advantage that the conventional mechanical release function can be set more rigid than before, and thereby the risk of triggering in the no-fall situation can be reduced. In the case of low to medium loads thereby a triggering would be given by the electronic functionality, while the mechanical triggering function would only serve as a last security in case of capital falls. In the following, for ease of illustration, reference will only be made to the aspect of an electronic bond relating to electronically initiated initiation of the binding. However, the invention is not limited to purely electronically triggering bonds, but also relates to bonds that trigger on the one hand electronically and the other purely mechanically.
Elektronische Skibindungen sind noch nicht am Markt verfügbar, sind in der Wissenschaft jedoch seit einigen Jahren im Gespräch. Dabei ist offensichtlich, dass die eigentliche Auslösung auf verschiedene Weisen gelöst sein kann, beispielsweise durch elektromechanische oder elektromagnetische Mechanismen, durch kleine Sprengladungen, oder durch hydraulische oder pneumatische Mechanismen mit elektrisch betätigten Ventilen. Unklar ist jedoch, in welcher Weise gefährliche Situationen erkannt werden können, in denen eine elektronische Bindung auslösen soll.Electronic ski bindings are not yet available on the market, but have been discussed in science for several years. It is obvious that the actual tripping can be solved in various ways, for example by electromechanical or electromagnetic mechanisms, by small explosive charges, or by hydraulic or pneumatic mechanisms with electrically operated valves. However, it is unclear in which way dangerous situations can be identified in which an electronic binding should trigger.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, mit denen Situationen erkannt werden können, in denen eine Auslösung der Skibindung erfolgen soll, sowie Vorrichtungen und Verfahren, mit denen die Auslösung der Bindung veranlasst werden kann.The object of the present invention is therefore to provide devices and methods with which situations can be detected in which a triggering of the ski binding is to take place, as well as devices and methods with which the initiation of the binding can be initiated.
Die vorliegende Erfindung betrifft dabei alle Wintersportgeräte, die mittels Bindung am Sportler bzw. dessen Schuhe befestigt werden, beispielsweise Ski oder Snowboards. Nachfolgend wird auf Ski Bezug genommen, ohne die Erfindung dahingehend zu beschränken.The present invention relates to all winter sports equipment, which are attached by means of binding to the athlete or his shoes, for example skis or snowboards. In the following, reference will be made to skis without restricting the invention to that end.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch Sensoren gelöst, die an der Bindung, am Ski, am Skischuh oder in einer Einlegesohle im Skischuh angebracht sind, und die Beschleunigung und/oder die Drehraten messen.According to a first aspect of the present invention, the object of the invention is achieved by sensors attached to the binding, on the ski, on the ski boot or in an insole in the ski boot are mounted, and measure the acceleration and / or the rotation rates.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind an von der Bindung entfernten Stellen, insbesondere an den Knien, am Rumpf, am Kopf, an der Kleidung oder am Helm des Skifahrers Sensoren angebracht, die drahtlos Daten zu einem im Bereich der Bindung angebrachten Empfänger Daten senden, um eine Erkennung von Gefahrensituationen zu ermöglichen.According to a further aspect of the invention, sensors are attached to locations remote from the binding, in particular to the knees, the torso, the head, the clothing or the helmet of the skier, which send data wirelessly to a receiver attached in the region of the binding, to enable detection of dangerous situations.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die an von der Bindung entfernen Stellen gemessenen Daten lokal vorverarbeitet, und es werden nur solche Informationen drahtlos zum Empfänger gesendet, die für eine Erkennung von Gefahrensituationen notwendig sind. Dadurch kann die Menge der zu übertragenden Daten reduziert werden, wodurch die Echtzeitfähigkeit des Systems verbessert wird.According to a further aspect of the present invention, the data measured at locations away from the bond are locally preprocessed, and only such information is wirelessly sent to the receiver as is necessary to detect hazardous situations. This can reduce the amount of data to be transferred, thereby improving the real-time capability of the system.
Von Vorteil ist, wenn beim Auslösen der Bindung einer ersten Beinseite auch die Bindung der zweiten Beinseite auslöst, da dies verhindert, dass der Sportler mit nur einseitig ausgelöstem Wintersportgerät weiterfahren muss.It is advantageous if when triggering the binding of a first leg side and the binding of the second leg side triggers, as this prevents the athlete must continue with only one-sided triggered winter sports equipment.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden Informationen über die Meereshöhe in die Entscheidung über Auslösen oder Nichtauslösen der Bindung berücksichtigt.According to another aspect of the invention, information about sea level is taken into account in the decision to initiate or not trigger the binding.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Entscheidung über das Auslösen nicht in einer Elektronik der Bindung getroffen, sondern in einer separaten Vorrichtung, die der Sportler mit sich führt.According to another aspect of the invention, the decision to release is not made in electronics of the binding but in a separate device that the athlete carries with him.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.
Hierin zeigenShow here
Ein drittes Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hinsichtlich des zweiten Ausführungsbeispiels darin, dass die Sensorknoten
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Funkverbindung zwischen der Elektronik
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Informationen über die Meereshöhe in die durch die Elektronik
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Logik bzw. die Mustererkennung, die auf eine Gefahrensituation und somit auf Auslösen der Bindung entscheidet, nicht eine in oder in der Umgebung der Bindung angebrachte Elektronik, sondern eine entfernt davon befindliche Vorrichtung. Dies kann gemäß der Erfindung eine speziell für die elektronische Bindung bereitgestellte Vorrichtung sein. Dabei kann es sich um eine Vorrichtung handeln, die auch der Bedienung der elektronischen Bindung dient und beispielsweise eine Ein-/Aus-Funktion und/oder Einstellfunktionen der Bindung aufweist. Es kann sich auch um eine Vorrichtung handeln, die in einen der Sensorknoten integriert ist. Anstelle einer speziell für die elektronische Bindung bereitgestellte Vorrichtung kann es sich auch um eine eigenständige Vorrichtung handeln, beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Mini-Computer, eine Armbanduhr, ein Lawinenverschüttetensuchgerät oder einen Musikabspielgerät. In jedem Fall verfügt die Vorrichtung über eine Software und/oder eine elektronische Schaltung, die Sensordaten auswertet und eine Entscheidung über die Auslösung der Bindung trifft, die an die Auslöseeinheit
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Elektronik
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