DE102014004672B4 - Training device - Google Patents
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Abstract
Bei einem Trainingsgerät mit von der trainierenden Person durch Aufbringen einer Trainingskraft bewegbaren Krafteinleitungsmitteln (18), die unter der Einwirkung einer eine zum Bewegen der Krafteinleitungsmittel (18) zu überwindende Gegenkraft aufbringenden Rückstelleinrichtung (38) stehen, und mit einer Rückkopplungseinrichtung (46) zur Kontrolle und mittels Ausgabemitteln erfolgender Rückmeldung der von der trainierenden Person erzeugten Trainingsgröße weist die Rückstelleinrichtung (46) mindestens eine Kontraktionseinheit (39a, 39b) mit einem bei Fluidbeaufschlagung seines Schlauchinnenraums einen eine Längenkontraktion erfahrenden Kontraktionsschlauch (40a, 40b) auf, wobei der Schlauchinnenraum zum Hervorrufen der Gegenkraft mit einem unter einem über dem Atmosphärendruck liegenden Arbeitsdruck stehenden Arbeitsfluid beaufschlagbar ist, und wobei eine Steuereinrichtung (45) zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Kontraktionsschlauchs (40a, 40b) in Abhängigkeit wenigstens einer Trainingsgröße vorgesehen ist.In the case of a training device with force introduction means (18) which can be moved by the training person by applying a training force and which are under the action of a resetting device (38) to be overcome to move the force introduction means (18), and with a feedback device (46) for checking and by means of output means of feedback of the training variable generated by the exercising person, the resetting device (46) has at least one contraction unit (39a, 39b) with a contraction hose (40a, 40b) experiencing a length contraction when fluid is applied to its hose interior, the hose interior being used to cause the Counterforce can be acted upon by a working fluid which is at a working pressure above atmospheric pressure, and a control device (45) for controlling the fluid loading of the contraction tube (40a, 40b) as a function of little at least one training size is provided.
Description
Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät mit von der trainierenden Person durch Aufbringen einer Trainingskraft bewegbaren Krafteinleitungsmitteln, die unter der Einwirkung einer eine zum Bewegen der Krafteinleitungsmittel zu überwindende Gegenkraft aufbringenden Rückstelleinrichtung stehen, und mit einer Rückkopplungseinrichtung zur Kontrolle und mittels Ausgabemitteln erfolgender Rückmeldung der von der trainierenden Person erzeugten Trainingsgröße.The invention relates to a training device with force introduction means which can be moved by the training person by applying a training force and which are under the action of a restoring device which has to be overcome to move the force introduction means, and with a feedback device for control and feedback of the training person by means of output means generated training size.
Derartige Trainingsgeräte sind seit langem bekannt. Es sind beispielsweise häufig in Fitnessstudios vorhandene, für kardiovaskuläres Training geeignete Crosstrainer oder Ergometer zu nennen. Crosstrainer oder Ergometer besitzen Krafteinleitungsmittel in Form von Pedalen und/oder Handhebeln, mittels derer die trainierende Person gegen einen Widerstand Kraft einleitet. Der Widerstand ist veränderbar, beispielsweise im Falle eines Ergometers der Widerstand beim Treten der Pedale. Ferner weisen solche Crosstrainer oder Ergometer eine Rückkopplungseinrichtung auf, mit der sich die von der trainierenden Person aufgebrachte Trainingsgröße kontrollieren lässt, beispielsweise im Falle eines Ergometers die Watt-Zahl. Ferner ist es auch bekannt, abgespeicherte Trainingsprogramme ablaufen zu lassen, bei denen der Widerstand über die Dauer des Trainingsprogramms variiert. Diese Trainingsprogramme sind jedoch eindimensional und laufen nach einem bestimmten Muster an Widerstandsänderungen ab. Von der zu trainierenden Person ist also stets ein Trainingsprogramm auszuwählen, das sie oder gegebenenfalls ein Trainer für als geeignet erachtet. Eine Analyse des spezifischen Leistungsvermögens der trainierenden Person wird weder vor Beginn des Trainings noch während des Trainings vorgenommen.Such training devices have been known for a long time. For example, cross trainers or ergometers available in fitness studios that are suitable for cardiovascular training are frequently mentioned. Cross trainers or ergometers have force introduction means in the form of pedals and / or hand levers, by means of which the exercising person initiates force against resistance. The resistance can be changed, for example in the case of an ergometer the resistance when pedaling. Furthermore, such crosstrainers or ergometers have a feedback device with which the training size applied by the exercising person can be checked, for example the wattage in the case of an ergometer. Furthermore, it is also known to run stored training programs in which the resistance varies over the duration of the training program. However, these training programs are one-dimensional and follow a certain pattern of resistance changes. The person to be trained must always select a training program that he or a trainer may consider suitable. An analysis of the specific performance of the exercising person is made neither before the start of the training nor during the training.
Letztendlich laufen bei den herkömmlichen Trainingsgeräten isolierte, gleichförmige Bewegungsmuster ab. Dieser Ansatz gewährt zwar in gewissem Umfang den Erhalt oder die Erhöhung der Muskelmasse durch eine Leistungssteigerung spezifischer Muskelgruppen, vernachlässigt hingegen das Zusammenspiel zwischen dem menschlichen Bewegungsapparat, der intrinsischen körpereigenen Information über Kraft, Haltung und Bewegung und der extrinsischen multisensorischen Information über die Trainingsumgebung.Ultimately, isolated, uniform movement patterns occur with conventional training equipment. Although this approach grants to a certain extent the maintenance or increase of muscle mass through an increase in performance of specific muscle groups, it neglects the interaction between the human musculoskeletal system, the intrinsic body information about strength, posture and movement and the extrinsic multisensory information about the training environment.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Trainingsgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das ein ganzheitliches, realitätsnahes motivationsförderndes Trainieren unter Einbeziehung der kognitiven Fähigkeiten der trainierenden Person erlaubt.The object of the invention is to provide a training device of the type mentioned at the outset which allows for a holistic, realistic, motivational training, including the cognitive abilities of the exercising person.
Diese Aufgabe wird durch ein Trainingsgerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.This object is achieved by a training device with the features of independent claim 1. Further developments of the inventions are presented in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Trainingsgerät zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückstelleinrichtung mindestens eine Kontraktionseinheit mit einem bei Fluidbeaufschlagung seines Schlauchinnenraums eine Längenkontraktion erfahrenden Kontraktionsschlauch aufweist, wobei der Schlauchinnenraum zum Hervorrufen der Gegenkraft mit einem unter einem über dem Atmosphärendruck liegenden Arbeitsdruck stehenden Arbeitsfluid beaufschlagbar ist, und wobei eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Fluidbeaufschlagung des Kontraktionsschlauchs in Abhängigkeit wenigstens einer Trainingsgröße vorgesehen ist.The training device according to the invention is characterized in that the resetting device has at least one contraction unit with a contraction hose which experiences a length contraction when fluid is applied to its hose interior, wherein the hose interior can be acted upon by a working fluid which is at a working pressure above atmospheric pressure, and one Control device for controlling the fluid exposure to the contraction tube as a function of at least one training variable is provided.
Das Trainingsgerät ist also fähig, die Körperhaltung der trainierenden Person und die von ihm / ihr erzeugten Trainingsgrößen zu ermitteln, zu kontrollieren und zu analysieren und darauf zu reagieren, indem es die Trainingsgrößen, die durch die Kontraktionseinheit am Bewegungsapparat der trainierenden Person erzeugt werden, über die Steuereinrichtung fließend variiert. Zu den erzeugten Trainingsgrößen zählen kinematische Trainingsgrößen und dynamische Trainingsgrößen. Die Trainingsgrößen umfassen beispielsweise auf die Krafteinleitungsmittel aufgebrachte Kraft, Energie, Leistung, Geschwindigkeit, mit der die Krafteinleitungsmittel bewegt werden, die Position der trainierten Körperpartie der trainierenden Person, beispielsweise der Kniewinkel eines Knies oder der Beugewinkel des Rumpfes. Selbstverständlich sind auch Kombinationen oben genannter Trainingsgrößen denkbar.The training device is therefore able to determine, control and analyze the body posture of the exercising person and the training quantities generated by him / her, and to react to this by transmitting the training quantities generated by the contraction unit on the musculoskeletal system of the training person the control device varies fluently. The training variables generated include kinematic training variables and dynamic training variables. The training variables include, for example, the force, energy, power, speed with which the force introduction means are applied to the force introduction means, the position of the trained body part of the exercising person, for example the knee angle of a knee or the bending angle of the trunk. Of course, combinations of the above-mentioned training sizes are also conceivable.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist, dass bei dem Training die kognitiven Fähigkeiten der trainierenden Person mit einbezogen werden. Die trainierende Person muss also aktiv die zu trainierende Körperpartie aktivieren, um das Trainingsziel zu erreichen. Dabei werden das zentrale Nervensystem und auch das periphale Nervensystem geschult. Das Trainingsgerät ermöglicht also ein neuro-muskuläres Training. Das Zusammenspiel zwischen Gehirn und Körper der trainierenden Person wird gefördert. Die Kombination zwischen Kraft, Koordination und motorischem Lernen ermöglicht ein umfassendes Training, wodurch das Trainingsgerät insbesondere auch für die Neurorehabilitation einsetzbar ist.An important aspect of the invention is that the training includes the cognitive abilities of the person exercising. The exercising person must therefore actively activate the body part to be trained in order to achieve the training goal. The central nervous system and also the peripheral nervous system are trained. The training device thus enables neuromuscular training. The interaction between brain and body of the exercising person is promoted. The combination of strength, coordination and motor learning enables extensive training, which means that the training device can also be used for neurorehabilitation in particular.
Die Fluiddruckbeaufschlagung des Kontraktionsschlauchs erlaubt eine stufenlose Einstellung des Widerstands. Das System ist ferner im Wesentlichen trägheitsfrei, sodass die Krafteinleitungsmittel direkt auf die trainierende Person beziehungsweise des an die Krafteinleitungsmittel angreifenden Körperteils ansprechen. Die minimale Trägheit erlaubt dem Trainierenden eine „freiere“ Bewegung und vereinfacht oder beschleunigt somit motorisches Lernen. The fluid pressure on the contraction tube allows the resistance to be infinitely adjusted. The system is also essentially inertia-free, so that the force application means respond directly to the exercising person or the body part engaging the force application means. The minimal inertia allows the exerciser to move more freely and thus simplifies or accelerates motor learning.
Durch die Rückkopplungseinrichtung erhält der Benutzer Rückmeldung zur erzeugten Trainingsgröße, die er dann zur Erzielung eines Trainingsziels, das beispielsweise in Form eines Trainingsprogramms hinterlegt sein kann, entsprechend durch Aktivieren der trainierten Körperpartie, beispielsweise Erhöhung der aufgebrachten Trainingskraft, variieren kann. Diese Variation ist mit den Kontraktionseinheiten im Wesentlichen verzögerungsfrei nachbildbar. Auch die Rückmeldung über die erzeugte Trainingsgröße ist im Wesentlichen verzögerungsfrei. Es findet eine bidirektionale Interaktion zwischen der trainierenden Person und dem Trainingsgerät statt. Ferner dient die Rückkopplungseinrichtung zur Diagnostik, beispielsweise zur Ermittlung verschiedener Leistungsformen, Koordination, Symmetrie, neuromuskuläre Ungleichheit zwischen verschiedenen Körperpartien, beispielsweise linkem und rechtem Bein oder dergleichen.The feedback device provides the user with feedback on the training size generated, which he can then vary accordingly to achieve a training goal, which can be stored, for example, in the form of a training program, by activating the trained body part, for example increasing the training force applied. This variation can be reproduced essentially without delay using the contraction units. The feedback about the generated training size is essentially without delay. There is a bidirectional interaction between the exercising person and the training device. Furthermore, the feedback device is used for diagnostics, for example for determining different types of performance, coordination, symmetry, neuromuscular inequality between different parts of the body, for example left and right leg or the like.
In besonders bevorzugter Weise ist ein Prozessor bzw. CPU vorgesehen, auf dem verschiedene Trainingsprogramme abrufbar sind und der über eine Schnittstelle mit der Steuereinrichtung gekoppelt ist. Die Trainingsprogramme können auf den Prozessor geladen und abgespeichert werden. Alternativ wäre auch die Abspeicherung in einer Cloud denkbar. Bei der Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine drahtlose Schnittstelle, beispielsweise Infrarot- oder Funkschnittstelle handeln. Es ist jedoch auch eine kabelgebundene Schnittstelle möglich. Der Prozessor ist zweckmäßigerweise an Bord des Trainingsgerätes. Es ist jedoch auch möglich, einen externen Prozessor, der beispielsweise Bestandteil eines externen Rechners, beispielsweise Laptops, ist, zu verwenden.In a particularly preferred manner, a processor or CPU is provided on which various training programs can be called up and which is coupled to the control device via an interface. The training programs can be loaded onto the processor and saved. Alternatively, storage in a cloud would also be conceivable. The interface can be, for example, a wireless interface, for example an infrared or radio interface. However, a wired interface is also possible. The processor is expediently on board the training device. However, it is also possible to use an external processor, which is, for example, part of an external computer, for example laptops.
Bei den Trainingsprogrammen beziehungsweise der Trainings-Software handelt es sich um solche, die die kognitiven Fähigkeiten der trainierenden Person mit einbeziehen und/oder um solche, die ohne Einbeziehung des Gehirns der trainierenden Person Reflexe trainieren. Es handelt sich also insbesondere nicht um Trainingsprogramme solcher Art, bei denen lediglich der Widerstand über die Dauer des Trainingsprogramms variiert wird und dies von der trainierenden Person nachzuvollziehen ist, wie es beispielsweise bei Ergometern oder Crosstrainern der Fall ist, sondern die Trainingsprogramme erfordern die aktive Einbeziehung der kognitiven Fähigkeiten. Beispielsweise wäre es möglich, die Krafteinleitungsmittel als eine Art Steuermittel zu verwenden, wobei durch den linken Arm beziehungsweise die linke Hand beziehungsweise das linke Bein betätigbare linke Krafteinleitungsmittel zur Steuerung nach links oder alternativ nach rechts und durch den rechten Arm beziehungsweise die rechte Hand beziehungsweise das rechte Bein betätigbare rechte Krafteinleitungsmittel zur Steuerung nach rechts oder alternativ nach links eingesetzt werden können. Die aktive Steuerung der trainierenden Person erfolgt also durch Betätigen der entsprechend zugeordneten Krafteinleitungsmittel und zusätzlich noch durch die Intensität, beispielsweise mehr Kraft oder weniger Kraft, der erzeugten Trainingsgröße. Mit diesen Instrumenten ist es beispielsweise dann möglich, ein Trainingsprogramm abzuarbeiten, bei dem es auf Richtungswechsel ankommt.The training programs or the training software are those which incorporate the cognitive abilities of the exercising person and / or those which train reflexes without involving the brains of the exercising person. In particular, these are not training programs of this type, in which only the resistance is varied over the duration of the training program and this can be understood by the exercising person, as is the case for example with ergometers or elliptical machines, but the training programs require active involvement of cognitive skills. For example, it would be possible to use the force introduction means as a kind of control means, with left force introduction means which can be actuated by the left arm or the left hand or the left leg for control to the left or alternatively to the right and by the right arm or the right hand or the right Leg-actuated right force introduction means can be used for steering to the right or alternatively to the left. The exercising person is thus actively controlled by actuating the correspondingly assigned force introduction means and additionally by the intensity, for example more strength or less strength, of the training variable generated. With these instruments it is then possible, for example, to work through a training program in which a change of direction is important.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist die Rückkopplungseinrichtung Messmittel zur Messung der von der trainierenden Person erzeugten Trainingsgröße auf. Die Messmittel können Sensoren, insbesondere Kraftsensoren, umfassen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, Wegsensoren zu verwenden, die beispielsweise die Längenkontraktion der Kontraktionseinheit messen. Es ist auch möglich, einen Kraftsensor durch Einsatz eines Encoders bzw. Positionsgebers, eines Drucksensor und des mathematischen Modells der Kontraktionseinheit zu bilden.In a development of the invention, the feedback device has measuring means for measuring the training variable generated by the exercising person. The measuring means can include sensors, in particular force sensors. Alternatively or additionally, it is possible to use displacement sensors which measure, for example, the contraction in length of the contraction unit. It is also possible to form a force sensor by using an encoder or position transmitter, a pressure sensor and the mathematical model of the contraction unit.
Besonders bevorzugt ist der Prozessor zum Vergleich der von der trainierenden Person erzeugten Trainingsgröße mit einer vorgegebenen Trainingsaufgabe eingerichtet. Daraus lässt sich dann ein Trainingsergebnis ableiten.The processor is particularly preferably set up to compare the training variable generated by the exercising person with a predetermined training task. A training result can then be derived from this.
In besonders bevorzugter Weise weist der Mikrocontroller einen Komparator auf, zum Vergleich der durch die trainierende Person aufgebrachten aktuellen Ist-Trainingsgröße mit einer vom Trainingsprogramm vorgegebenen Soll-Trainingsgröße, wobei der Komparator mit den Ausgabemitteln zur Ausgabe einer Abweichung der Ist-Trainingsgröße mit der Soll-Trainingsgröße gekoppelt ist. Dadurch erhält die trainierende Person eine Rückmeldung über die Abweichung der Ist-Trainingsgröße von der Soll-Trainingsgröße und daher Rückmeldung, wie weit sie vom Trainingsziel, also beispielsweise der Soll-Trainingsgröße, entfernt ist. Die Ist-/Soll-Trainingsgröße kann beispielsweise eine Ist-/Soll-Position sein.In a particularly preferred manner, the microcontroller has a comparator for comparing the current actual training variable applied by the exercising person with a target training variable specified by the training program, the comparator with the output means for outputting a deviation of the actual training variable from the target Training size is coupled. This gives the exercising person feedback on the deviation of the actual training size from the target training size and therefore feedback on how far it is from the training target, for example the target training size. The actual / target training variable can be an actual / target position, for example.
Es ist möglich, dass die zu einem aktuellen Zeitpunkt mittels eines Trainingsprogramms hinterlegte Soll-Trainingsgröße ein Absolutwert oder ein Wertebereich ist. Liegt im letzteren Fall die Ist-Trainingsgröße im Toleranzfeld, so kann die Rückmeldung in der Art erfolgen, dass das Trainingsziel erreicht ist.It is possible that the target training variable currently stored by means of a training program is an absolute value or a range of values. In the latter case, if the actual training size is within the tolerance range, feedback can be given in such a way that the training goal has been reached.
In besonders bevorzugter Weise enthält der Prozessor ein Diagnostikmodul mit Diagnostik-Software, über das qualitative Aussagen über das Training der trainierenden Person im Hinblick Trainingsqualität, Leistung und Fortschritt getroffen werden können. In a particularly preferred manner, the processor contains a diagnostic module with diagnostic software, via which qualitative statements about the training of the exercising person with regard to training quality, performance and progress can be made.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Ausgabemittel als optische Ausgabemittel ausgebildet, die eine grafische Benutzeroberfläche aufweisen, wobei vorzugsweise die grafische Benutzeroberfläche einen Monitor, insbesondere Touch-Screen-Monitor, aufweist.In a development of the invention, the output means are designed as optical output means, which have a graphical user interface, the graphical user interface preferably having a monitor, in particular a touch screen monitor.
In besonders bevorzugter Weise ist der Monitor zur Anzeige des aktuell ablaufenden Trainingsprogramms mit einem Verlauf der Soll-Trainingsgröße und einem Verlauf der Ist-Trainingsgröße sowie einem Maß für die Abweichung der Ist-Trainingsgröße von der Soll-Trainingsgröße eingerichtet. Der Monitor kann beispielsweise zur Anzeige von Trainings-Videos eingerichtet sein, bei denen von der trainierenden Person eine per Video visualisierte Trainingsstrecke zurückgelegt werden muss, die gegebenenfalls mit mehreren Richtungswechseln, die über die Krafteinleitungsmittel erzeugbar sind, ausgestattet ist. Hierbei kann vor allem auch die Abweichung und ein Maß der Abweichung angezeigt werden, sodass die trainierende Person zu jedem Zeitpunkt informiert ist, ob das Trainingsziel erreicht ist oder nicht. Als Maßstab bei Abweichungen kann beispielsweise eine Prozentzahl angezeigt werden.In a particularly preferred manner, the monitor is set up to display the currently running training program with a course of the target training size and a course of the actual training size as well as a measure for the deviation of the actual training size from the target training size. The monitor can be set up, for example, to display training videos in which the training person has to cover a training route visualized by video, which may be equipped with several changes of direction that can be generated via the force introduction means. Above all, the deviation and a measure of the deviation can be displayed, so that the exercising person is informed at all times whether the training goal has been reached or not. For example, a percentage can be displayed as a yardstick for deviations.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Krafteinleitungsmittel zwei unabhängig voneinander bewegbare und jeweils mit einer zugeordneten Kontraktionseinheit gekoppelte Pedale auf. Dadurch, dass jedes Pedal mit einer separaten, zugeordneten Konstruktionseinheit gekoppelt ist, besteht eine Entkopplung der Pedale voneinander. Daher sind nicht nur unilaterale sondern auch asymmetrische Trainingsprotokolle möglich. Die Pedale ermöglichen das Trainieren der Bein- und Fußmuskulatur sowie des unteren Rumpfbereiches in jeder erdenklichen Weise. Es ist selbstverständlich möglich, auch andere, von Pedalen verschiedene Krafteinleitungsmittel einzusetzen, beispielsweise solche, die zur Aktivierung der Hüfte, der Wirbelsäule, der großen Wirbelmuskulatur oder des Schultergürtels dienen. Bei der Aktivierung des vorderen Schultergürtels können beispielsweise Handhebel eingesetzt werden, die ansonsten bei Butterfly-Maschinen zum Einsatz kommen.In a development of the invention, the force introduction means have two pedals which can be moved independently of one another and are each coupled to an associated contraction unit. Because each pedal is coupled to a separate, assigned construction unit, the pedals are decoupled from one another. Therefore, not only unilateral but also asymmetrical training protocols are possible. The pedals allow you to train the leg and foot muscles as well as the lower trunk area in every conceivable way. It is of course also possible to use other force introduction means other than pedals, for example those which serve to activate the hip, the spine, the large vertebral muscles or the shoulder girdle. When activating the front shoulder belt, for example, hand levers can be used, which are otherwise used in butterfly machines.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Trainingsgerät einen Grundrahmen auf, an dem die Kontraktionseinheiten gelagert sind, die andererseits jeweils insbesondere über Übertragungsmittel mit den zugeordneten Pedalen gekoppelt sind. Die Kontraktionseinheiten sind also einerseits am Grundrahmen und andererseits am zugeordneten Pedal aufgehängt.In a further development of the invention, the training device has a base frame on which the contraction units are mounted, which on the other hand are each coupled to the assigned pedals in particular via transmission means. The contraction units are thus suspended on the one hand on the base frame and on the other hand on the assigned pedal.
In besonders bevorzugter Weise sind die Übertragungsmittel als Getriebe ausgebildet, wobei vorzugsweise ein Hebelgetriebe vorgesehen ist.In a particularly preferred manner, the transmission means are designed as a transmission, a lever transmission preferably being provided.
Es ist beispielsweise möglich, die Pedale mit einer schwenkbar gelagerten Fußplatte auszustatten. Ferner ist es möglich, einen Pedalhubbegrenzer vorzusehen, um den Hubweg des Pedals zu begrenzen. Es ist möglich, den Pedalhub ganz individuell auf die Bedürfnisse der trainierenden Person einzustellen. Es ist beispielsweise möglich, ein über einen Motor angetriebenes adaptives Stoppersystem vorzusehen, das über die Steuereinrichtung eine automatische und individuelle Einstellung des Bewegungsausmaßes (Streckung-Beugung) erlaubt.For example, it is possible to equip the pedals with a swivel-mounted footplate. It is also possible to provide a pedal stroke limiter in order to limit the stroke of the pedal. It is possible to individually adjust the pedal stroke to the needs of the person training. For example, it is possible to provide an adaptive stopper system which is driven by a motor and which permits an automatic and individual adjustment of the amount of movement (extension-flexion) via the control device.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein am Grundrahmen mittels Verstellmitteln verstellbar gelagerter Sitz vorgesehen. Zweckmäßigerweise besitzt der Sitz eine Rückenlehne, deren Neigung sich verstellen lässt. Ferner lässt sich die Position des Sitzes in Bezug zu den Pedalen längs des Grundrahmens verstellen. Ferner ist auch noch eine Sitzhöhenverstellung vorgesehen. Somit ist es möglich, die optimale Sitzposition der trainierenden Person in Bezug zu den Pedalen einzustellen.In a development of the invention, a seat which is adjustably mounted on the base frame by means of adjusting means is provided. The seat expediently has a backrest, the inclination of which can be adjusted. The position of the seat in relation to the pedals can also be adjusted along the base frame. Furthermore, a seat height adjustment is also provided. It is thus possible to set the optimal sitting position of the exercising person in relation to the pedals.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Trainingsgeräts, -
2 eine weitere perspektivische Darstellung von schräg oben des erfindungsgemäßen Trainingsgeräts von1 , -
3 eine nochmalige perspektivische Darstellung des Trainingsgeräts mit Blickwinkel von links, -
4 eine Seitenansicht des Trainingsgeräts von1 und -
5 eine Vorderansicht des Trainingsgeräts von1 .
-
1 2 shows a perspective illustration of a preferred exemplary embodiment of the training device according to the invention, -
2 a further perspective view obliquely from above of the exercise device of the invention of1 . -
3 another perspective view of the training device from the left, -
4 a side view of the training device of1 and -
5 a front view of the training device of1 ,
Die
Das Trainingsgerät
Wie insbesondere in den
Auf dem Führungsschlitten
Im Beispielsfall umfassen die Krafteinleitungsmittel
Wie insbesondere in
Die Krafteinleitungsmittel
Die Rückstelleinrichtung besitzt im Beispielsfall zwei Kontraktionseinheiten
Der Kontraktionsschlauch
Während der Schlauchkörper
Wie insbesondere in den
Die erste Kontraktionseinheit
Ein wesentliches Element der Erfindung ist eine Steuereinrichtung
Ein wesentliches Element der Erfindung ist eine Rückkopplungseinrichtung
Die Rückkopplungseinrichtung umfasst Messmittel zur Messung der von der trainierenden Person erzeugten Trainingsgröße in Form von Sensoren. Es ist beispielsweise möglich, Kraftsensoren einzusetzen, die direkt die von der trainierenden Person aufgebrachte Kraft messen. Alternativ wären jedoch auch Wegmesssensoren einsetzbar, die die Längenänderung des Kontraktionsschlauchs messen.The feedback device comprises measuring means for measuring the training variable generated by the exercising person in the form of sensors. For example, it is possible to use force sensors that directly measure the force applied by the person exercising. Alternatively, however, it would also be possible to use displacement sensors that measure the change in length of the contraction tube.
Die Ausgabemittel umfassen eine optische Ausgabe in Form einer grafischen Benutzeroberfläche, die verschiedene Trainingsprogramme, Ergebnisse oder Informationen für die trainierende Person visualisiert. Im Beispielsfall ist ein Monitor
Um der trainierenden Person ein bestmögliches und effektives Training zu gewährleisten, bietet es sich zunächst an, festzulegen, auf welchen Fokus das Training gelegt werden soll, also beispielsweise den Muskelaufbau, die Verbesserung der Schnellkraft, das Trainieren motorischer Fähigkeiten, Reflexen oder dergleichen. Sodann wird die optimale Sitzposition der trainierenden Person durch entsprechende Veränderung der Sitzeinheit in der Lage bezüglich der Pedale
Als Nächstes wird festgelegt, welches Trainingsprogramm, das auf die spezifischen Bedürfnisse der trainierenden Person abgestimmt ist, ablaufen soll. Dabei ist ganz wesentlich, dass das Trainingsprogramm, das beispielsweise auf dem Prozessor bereits abgespeichert ist, die kognitiven Fähigkeiten der trainierenden Person miteinbezieht. Rein beispielhaft sei ein Trainingsprogramm in Form eines auf dem Monitor visualisierten, für die trainierende Person in Ich-Perspektive dargestellten Ski-Riesenslaloms erwähnt, bei dem die trainierende Person die Richtungsänderungen durch die Pedale einleitet. Für eine Richtungsänderung nach links ist es also notwendig, das rechte Pedal zu betätigen, während eine Richtungsänderung nach rechts eine Betätigung des linken Pedals
Das Maß der Richtungsänderung wird durch die Differenz zwischen linkem und rechtem Pedalwinkel gemessen. Die trainierende Person muss also in diesem Fall bei einem Riesenslalom-Tor versuchen, dieses Tor in korrekter Weise zu umfahren, indem sie eine Richtungsänderung nach links oder rechts auslöst, wobei das Umfahren natürlich so dicht am Tor wie möglich sein sollte. Durch die Rückkopplungseinrichtung erhält die trainierende Person sofort ein Feedback über den Erfolg. Es ist beispielsweise möglich, bei einem nicht korrekten Umfahren des Tors eine Fehlermeldung auszugeben, die gegebenenfalls akustisch unterlegt sein kann. Dadurch, dass der Prozessor einen Komparator aufweist, wird die Ist-Trainingsgröße, also im vorliegenden Fall das Ausmaß der Richtungsänderung mit einer vom Trainingsprogramm vorgegebenen Soll-Trainingsgröße, im vorliegenden Fall der Ideallinie, verglichen, wobei der Komparator mit den Ausgabemitteln zur Ausgabe einer Abweichung gekoppelt ist. Die Abweichung von der Ist-Trainingsgröße, beispielsweise Istlinie, von der Soll-Trainingsgröße, beispielsweise Ideallinie, kann beispielsweise für die trainierende Person sofort in einer Prozentzahl oder einer Punktzahl angezeigt werden, wobei im Letzteren Fall die Abweichung der Istlinie von der Ideallinie um so größer ist, je kleiner die Punktzahl ist. Selbstverständlich können Ist- und Ideallinie auch auf dem Monitor visualisiert werden.The degree of change in direction is measured by the difference between the left and right pedal angle. In this case, the exercising person in a giant slalom goal must try to bypass this goal in the correct way by triggering a change of direction to the left or right, whereby the avoidance should of course be as close to the goal as possible. Through the feedback device, the exercising person immediately receives feedback on the success. It is possible, for example, to issue an error message if the gate is circumvented incorrectly, which may be acoustically highlighted. Because the processor has a comparator, the actual training variable, that is to say in the present case the extent of the change in direction, is compared with a target training variable specified by the training program, in the present case the ideal line, the comparator being compared with the output means for outputting a deviation is coupled. The deviation from the actual training size, for example actual line, from the target training size, for example ideal line, can, for example, be displayed immediately for the exercising person in a percentage or a number of points, the deviation of the actual line from the ideal line being all the greater in the latter case is, the smaller the score is. Of course, the actual and ideal line can also be visualized on the monitor.
Es ist selbstverständlich auch möglich, ganz andere Trainingsprogramme ablaufen zu lassen. Hier sind keine Grenzen gesetzt. Beispielsweise ist es möglich, eine sogenannte Feedforward-Funktion einzufügen, das heißt, das Trainingsprogramm erst in-situ zu generieren, beispielsweise, dass zunächst über die Ermittlung der über die Pedale aufgebrachten Trainingsgröße ermittelt wird, welche Fähigkeiten die trainierende Person besitzt und dadurch beispielsweise über ein neuronales Netzwerk ein darauf maßgeschneidertes Trainingsprogramm erstellt wird. Es ist also möglich ein selbstlernendes System zu verwenden.Of course, it is also possible to run completely different training programs. There are no limits here. For example, it is possible to insert a so-called feed forward function, that is, to generate the training program only in-situ, for example by first determining which skills the exercising person has and thus, for example, by determining the training size applied by the pedals a neural network a training program tailored to it is created. It is therefore possible to use a self-learning system.
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