DE102015007107B4

DE102015007107B4 - Sensoranordnung und Trainingsgerät zur Bestimmung eines Trainingsgewichts

Info

Publication number: DE102015007107B4
Application number: DE102015007107.6A
Authority: DE
Inventors: Holger Redtel
Original assignee: Allinone Medical Ug; Lc Digital Ventures GmbH
Current assignee: Allinone Medical Ug; Lc Digital Ventures GmbH
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: DE102015007107A1

Abstract

Anordnung zur Bestimmung eines Trainingsgewichts, mit:
- einer Stifteinheit (S) zum Einstecken in einen Gewichtsblock (b0, b1, ..., bn) aus einer Mehrzahl von Gewichtsblöcken (b0, b1, ..., bn), welche derart verbindbar sind, dass mindestens einer der Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) mittels Krafteinwirkung auf die Hebestange (St) anzuheben ist;
- einer Sensoreinheit (S1, S2) eingerichtet zum Messen eines Abstands (A0, A1) zwischen der Sensoreinheit (S1, S2) und einer Referenzfläche;
- wobei die Stifteinheit (S) und die Sensoreinheit (S1, S2) eine gekoppelte oder koppelbare Vorrichtung bilden, und
- einer Auswerteeinheit (UE) eingerichtet zur Ermittlung des Trainingsgewichts in Abhängigkeit des gemessenen Abstands (A0, A1) und eines Gewichts des mindestens einen Gewichtsblocks (b0, b1, ..., bn),
- wobei eine zentrale Steuereinheit eine Anzahl an Messungen vorgibt und
- wobei die Steuereinheit mindestens einen zeitlichen Abstand zwischen den Messungen vorgibt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine stiftförmige Vorrichtung oder Anordnung, welche in einem Gewichtsblock eines Trainingsgeräts eingesteckt werden kann und dort gegebenenfalls nach einem Kalibrieren bestimmt, wie schwer das eingestellte Trainingsgewicht ist. Die Trainingsdaten können an eine zentrale Steuereinheit übermittelt werden und beispielsweise mit einem Trainingsplan abgeglichen werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Trainingsgerät aufweisend die vorgeschlagene Anordnung zur Bestimmung des Trainingsgewichts und ein Verfahren zum Bestimmen eines Trainingsgewichts.
Häufig bieten Fitnessstudios und Rehabilitationszentren nicht nur Trainingsgeräte an sich an, sondern eine den Trainierenden unterstützende Elektronik, welche beispielsweise eine Trainingsleistung an einem Laufband oder einem Trainingsfahrrad misst. Im Rahmen der Optimierung von Trainingsplänen und Rehabilitationsprogrammen besteht ein Bedarf für weitere Sensorik, welche einen Trainingsfortschritt und/oder einen Trainingsplan eines Benutzers überwacht.
DE 20 2013 003 731 U1 beschreibt ein Abspeichern eines personalisierten Trainingsplans auf ein mobiles Endgerät eines Trainierenden, welcher mittels Funktechnik an eine Recheneinheit übertragen wird. Insbesondere zeigt diese Druckschrift ein System für mobile elektronische Endgeräte zur Steuerung und Dokumentation des persönlichen Trainings an Trainingsgeräten mitsamt einer Software, welche Sensordaten verarbeitet.
US 2011/0124978 A1 zeigt ein mobiles Endgerät, welches mit einer Reihe von Sensoren kommuniziert und abgegriffene Daten an das Internet übermittelt.
US 2011/0126143 A1 zeigt ein Anwendungsszenario, in welchem ein Fahrradfahrer mit einem mobilen Endgerät, welches Sensordaten ausliest, eine Trainingseinheit absolviert und hierbei Leistungsdaten misst.
Die WO 2007/ 056 736 A2 zeigt ein Empfangen von Gesundheitsdaten mittels einer Schnittstelle mitsamt einem Verarbeiten von Gesundheitsdaten mittels eines Endgeräts.
Die DE 102 31 861 A1 , die GB 2 483 101 A , die US 2006 / 0 234 842 A1 und die EP 1 832 317 A1 zeigen gattungsgemäße Messeinrichtungen, sowie Sensoranordnungen für Fitnessgeräte als bekannt.
Trainingsgeräte, wie Kraftfitnessgeräte, sind häufig in wirtschaftlichen Einrichtungen integriert und eingesetzt. In 152.000 Fitnesseinrichtungen stehen derzeit über 9 Millionen Kraftfitnessgeräte. Hinzu kommen die privaten Inhaber solcher Geräte zuhause und medizinische Einrichtungen, wie in der Rehabilitation. Der Stand der Technik weist jedoch verschiedene Nachteile auf. Eingeschränkt wird die Ermittlung von Daten oft durch eine begrenzte Energieversorgung, oder durch die Baugröße der Rechen- und Speichereinheit. Ein weiterer Grund zur Begrenzung von alltäglichen Messungen sind jedoch die Kosten bzw. der technische Aufwand für die beabsichtigte Ermittlung von Daten.
Eine Aufzeichnung von Trainingsdaten wird seit der Einführung von Trainingsplänen im Sport durchgeführt. Die akribische Aufzeichnung von Trainingsdaten ist Bestandteil der Entwicklung, bspw. von Trainingsprinzipien, Trainingsmethoden und Trainingsplänen. Bestehende Aufzeichnungssysteme von elektronischen Erfassungen sind bspw. in der Leichtathletik die Stoppuhr beim Laufen und die Entfernungsmessung bspw. bei den Wurf- oder Sprungdisziplinen.
Bei den olympischen Sportarten haben sich Messsysteme zur Aufnahme der Leistung und Belastungsdaten über einen längeren Zeitraum entwickelt. Es gibt aber auch Sportarten, für die eine faktische Messung an technische Grenzen stößt und sich aus diesen Gründen nicht einfach automatisieren lässt. Hierzu zählt die nicht vorhandene automatisierte Messung und Ermittlung von Trainingsgewichten an herkömmlichen Fitnesskraftgeräten, wie auch die Ermittlung der Anzahl an trainierten Wiederholungen, Trainingsätzen oder die Bewegungsausführung.
Weiterhin ist die Bewertung der einfachen Belastungsintensität im Training eine ungelöste technische und sportwissenschaftliche Herausforderung. Leistungstest mit Spirometrie am Laufband oder Ergometer durchgeführt sind bekannt. Der Sportler wird hierbei mittels kontinuierlicher Leistungssteigerung an seine Grenzen bis zum Abbruch geführt. Die Auswertung erfolgt manuell und ist technisch aufwendig. Eine weitere große Gruppe von Menschen im Bereich der Herz-Kreislauf-Erkrankten bedürfen einer regelmassigen Kontrolle von Grenzwertermittlung und Einstellung, bspw. zur Medikation. Aufgrund der hohen Kosten für eine Beurteilung durch den Arzt sind diese Tests kein Regelfall und werden vom Arzt nach Notwendigkeit verordnet. Im Sport finden solche Grenzwertkontrollen regelmäßig im Hochleistungsbereich statt. Kosten sind im diesen Bereich eine zu vernachlässigende Größe, da heute weltweit nur mit dem Einsatz von Grenzwertfeststellungen Spitzenleistungen möglich sind. Eine Beurteilung von Leistung und Belastung im Freizeitsport obliegt dem Willen des Sportlers bei der Wahl der jeweiligen Einrichtung, seinem finanziellen Aufwand oder seinen Möglichkeiten, und werden gegebenenfalls durch die Sportart selbst bestimmt.
Im Fitnesssport ist die Bewertung von automatisierter Leistungsaufnahme an Fitnesskraftgeräten bei sehr speziellen und extrem kostenintensiven Geräten teilweise möglich. Die Bewegungen der Trainingsgewichte, bspw. einem Fitnesskraftgerät, werden durch die jeweilige Leistungsfähigkeit des Sportlers begrenzt. Eine Begrenzung oder Einschränkung der Leistungsfähigkeit des Menschen ist nicht immer ein manifestierter Zustand. Einschränkungen der Leistungsfähigkeit können auch variabel und trainierbar sein. Eine begrenzte Leistungsfähigkeit beruht oft auf einem Mangel an Training. Die Leistungsfähigkeit kann durch Training erhöht werden. Die Leistungsfähigkeit schrumpft aber auch durch Alterung oder Erkrankungen. Training kann den Prozess der Leistungsminderung im Alter auch zu Gunsten eines aktiven Lebensgefühls positiv verändern. Leistungsfähigkeit im Sport ist von allgemeinen und speziellen Faktoren abhängig. Spezielle Faktoren sind auf die spezielle Leistung gerichtet. Beim Bankdrücken werden bspw. Muskulaturen wie die Bruststrecker oder die Armstrecker in der konzentrischen und exzentrischen Bewegung benötigt. Gut trainierte Muskeln können eine hohe Leistung erbringen. Die Beinmuskulatur spielt bspw. beim Bankdrücken keine Rolle. Im Rückkehrschluss wird somit verdeutlicht, dass ein Training aller Muskelgruppen sowie auch das Zusammenspiel aller Muskelgruppen nicht nur während des Trainings von Bedeutung sind. Allgemeine Faktoren wie der Gesundheitszustand, Flüssigkeits- und Nahrungszufuhr, Tageszeit des Trainings des Trainierenden stellen ebenfalls einen Teil dar.
Zur Bewertung des aktuellen Zustandes der Leistungsfähigkeit des lebenden Organismus ist ein Leistungstest notwendig. Ein Leistungstest wird bspw. an Fitnesskraftgeräten zu Beginn des Trainings und dann in regelmäßigen Abständen zum Abgleich auf die Maximalleistung des Trainierenden durchgeführt. Der Turnus von Krafttests spiegelt das Trainings- bzw. Leistungsziel wieder. Hochleistungssportler haben einen anderen Anpassungs- und Ökonomisierungszyklus als Trainierende, die bspw. nur 2-mal in der Woche trainieren. Der Anpassung- und Ökonomisierungsprozess von Leistungsfähigkeit bei speziellen Trainingsübungen wird durch geänderte Trainingsreize immer wieder neu geordnet. Somit besteht ein ständiger Bedarf an aktuellen Kenntnissen zu Trainingsergebnissen, um das Training der Leistung bzw. der Entwicklung des Trainingszieles anzupassen. Eine Unterscheidung, ob Schmerz durch die Belastung aus einem gesunden Training heraus oder aus einer statischen Überbelastung herleitet, ist oft nebensächlich. Die Belastung des Körpers, bspw. der Muskeln und Gelenke, ist dosiert auf die Leistungsfähigkeit des Sportlers abzustimmen. Schmerzen in den Muskeln und Gelenken sind ein Zeichen von Überbelastung.
Im Fitnesstraining mit Gewichten liegt die Erkenntnis einer Überbelastung erst mit bzw. nach der Überbelastung vor. Der Trainer hat meist schlechte Möglichkeiten bei der Beobachtung und Verhinderung von Überbelastungen. Die Ermittlung von Daten im Alltag ist vorteilhaft, wenn die Einfachheit in der Handhabung und ein angemessenen Preis einen Mehrwert ergeben. Unter einem angemessener Preis mit Mehrwert versteht man, dass die zu erwartende Leistung den Aufwand für den jeweiligen relativen Anwendungsfall übertrifft.
Für einen konkreten Anwendungsfall bedarf es einer sehr einfachen und preiswerten, jedoch funktionellen Recheneinheit. Die Recheneinheit sollte weiterhin mit einfachster Sensorik zielgerichtet und energiearm kommunizieren können. Eine energiearme Funklösung sollte die Daten abschließend auf die Bildausgabe, vorzugsweise ein mobiles Endgerät, wie bspw. ein Smartphone, mit hoher Übertragungsrate senden können. Die Recheneinheit sollte weiterhin dafür verantwortlich sein, dass die Messergebnisse an die Auswerteeinheit einzeln sowie auch synchronisiert und somit für mehrere Messergebnisse aus mehreren Messorten berechnet und ausgewertet werden können.
Derzeitige am Markt angebotene Systeme, wie Microcomputer haben eine hohe Funktionalität in der Rechenleistung und besitzen einfache und gängige Schnittstellen. Die Baugröße eines Mikrocontrollers richtet sich nach der Leistung und den Anschlüssen. Zur Messung von Masse bzw. Masseverteilung an heutigen Fitnesskraftgeräten und zur teilweisen Auswertung des Trainings werden aufwendige Gerätschaften benötigt, die sehr speziell zu bedienen und extrem kostenintensiv sind.
Die vorhandene Technologie dient vor allem medizinischen Anwendungen im klinischwissenschaftlichen Bereich, wie der Diagnostik, in der Sporttherapie, bspw. zur Analyse von Fehlern im Hochleistungssport, sowie in der Rehabilitation. Die Messungen werden von speziell ausgebildeten Wissenschaftlern in sportmedizinischen Einrichtungen, Facharzteinrichtungen, wie der Orthopädie und Sportmedizin, von Podologen und manuell therapierenden Einrichtungen durchgeführt. Hier werden automatisierte Trainingsprogramme einschließlich der Gewichte voreingestellt.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung bereitzustellen, mit der es in einfacher Weise möglich ist, einen Trainierenden derart zu unterstützen, dass ein verwendetes Trainingsgewicht ohne großen Aufwand während einer Trainingseinheit messbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein entsprechendes Trainingsgerät bereitzustellen, welches Leistungsdaten eines Trainierenden in einfacher Weise misst und einer weiteren datentechnischen Verarbeitung zugänglich macht.
Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Es wird eine Anordnung zur Bestimmung eines Trainingsgewichts vorgeschlagen, mit einer Stifteinheit zum Einstecken in einen Gewichtsblock von mehreren Gewichtsblöcken, welche derart mit einer Hebestange verbindbar sind, dass mindestens einer der Gewichtsblöcke mittels Krafteinwirken auf die Hebestange anzuheben ist. Die Anordnung sieht ferner eine Sensoreinheit eingerichtet zum Messen eines Abstands zwischen der Stifteinheit und einer Referenzfläche vor, sowie eine Auswerteeinheit zur Ermittlung des Trainingsgewichts in Abhängigkeit des gemessenen Abstands und eines Gewichts des mindestens einen Gewichtsblocks.
Die Stifteinheit kann beispielsweise eine herkömmliche Stifteinheit sein, welche derart in einen Gewichtsblock eingesteckt wird, dass aus einer Mehrzahl von Gewichtsblöcken genau diejenigen Gewichtsblöcke ausgewählt werden, welche mit einer Trainingskraft beaufschlagt werden sollen. Hat beispielsweise ein Fitnessgerät zehn Gewichtsblöcke, so kann der Trainierende mittels Einstecken des Stifts beispielsweise in den untersten der obersten vier Gewichtsblöcke auswählen, dass die Trainingseinheit mittels der ausgewählten obersten vier Trainingsblöcke erfolgen soll. Die obersten vier Trainingsblöcke sind somit mittels der Stifteinheit an eine Hebestange derart gekoppelt, dass nunmehr die Hebestange, falls diese angehoben wird, die obersten vier Gewichtsblöcke mit sich zieht. Nach einem Anheben der obersten vier Gewichtsblöcke erfolgt wieder ein Absenken der Gewichtsblöcke in die Ausgangsposition, was bei einem Training allgemein als eine Wiederholung gezählt wird.
Hebt der Trainierende die Gewichtsblöcke nun beispielsweise zehn Mal in Folge an, so wird ein Trainingssatz von 10 Wiederholungen durchgeführt. Nach einer Pause zur Regeneration kann der Trainierende beispielsweise einen neuen Satz mit acht Wiederholungen durchführen. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, dass gemäß der vorgeschlagenen Anordnung die Stifteinheit mit einer Sensoreinheit derart ausgestattet ist, dass die Sensoreinheit automatisch einen Hinweis auf die Anzahl und/oder das Gewicht der verwendeten Trainingsblöcke liefern kann.
Die Sensoreinheit misst einen Abstand zwischen der Sensoreinheit bzw. der Stifteinheit und einer Referenzfläche. So kann es beispielsweise vorkommen, dass der unterste der obersten vier Trainingsblöcke 50 cm von dem Boden eines Fitnessstudios entfernt ist. Die Anordnung sieht hierbei vor, dass ein Referenzwert datentechnisch derart abgespeichert ist, dass ausgehend von dem gemessenen Abstand zwischen der Sensor- bzw. Stifteinheit und der Referenzfläche die Anzahl und/oder das Gewicht der Gewichtsblöcke bestimmt werden kann. Erkennt die erfindungsgemäße Anordnung beispielsweise, dass die Höhe des untersten der obersten vier Gewichtsblöcke 50 cm vom Boden ist, so kann eine entsprechende Auswerteeinheit feststellen, dass es sich hierbei eben um diesen vierten Block von oben handelt.
Im weiteren Verlauf können Daten ausgelesen werden, die zeigen, dass jeder der Blöcke beispielsweise 5 kg wiegt. Da nunmehr die Information vorliegt, dass der viertoberste Gewichtsblock ausgewählt wurde und jeder der Gewichtsblöcke 5 kg wiegt, kann automatisiert der Hinweis gegeben werden, dass 20 kg Trainingsgewicht ausgewählt wurden.
Erfindungsgemäß eignen sich auch weitere Referenzflächen. Beispielsweise kann ein Trainingsgerät eine eigene Referenzfläche bereitstellen, welche in Abstimmung mit der Sensoreinheit gewählt ist. Liegt beispielsweise die Sensoreinheit als eine Ultraschalleinheit vor, so kann die Referenzfläche derart ausgestaltet werden, dass diese besonders zum Rückwerfen von Ultraschall geeignet ist. Die Referenzfläche muss nicht notwendigerweise unterhalb eines Gewichtsblocks angeordnet werden, wie dies beispielsweise bei einem Boden der Fall ist. Vielmehr kann auch die Referenzfläche oberhalb des Sensors angeordnet werden, so dass ein Hinweis auf eine Anzahl der zu verwendenden Gewichtsblöcke mittels eines Auslesens eines Abstands oberhalb der Sensoreinheit und unterhalb der Referenzfläche erfolgt. Somit kann erfindungsgemäß auf die Bauart herkömmlicher Trainingsgeräte Rücksicht genommen werden und diese mittels der erfindungsgemäßen Anordnung derart aufgerüstet werden, dass diese automatisiert ein Trainingsgewicht ermitteln.
In Abhängigkeit einer vorgegebenen Bauart eines Trainingsgeräts ist es auch möglich, die Referenzfläche seitlich bezüglich der Sensoreinheit anzuordnen. Dies unterstützt dann eine horizontale Ziehbewegung, welche erfindungsgemäß ebenfalls gemessen werden kann.
Auch wenn die vorliegende Erfindung typischerweise unter anderem mittels einer Hebestange umgesetzt wird, so ist die vorliegende Erfindung keinesfalls lediglich auf diese Hebestange beschränkt. Vielmehr eignen sich auch Seile bzw. Hebevorrichtungen, an denen die Stifteinheit angebracht werden kann. Typischerweise jedoch verfügen herkömmliche Gewichtsblöcke über eine zentral angeordnete Aussparung bzw. Durchbohrung, durch die eine Hebestange gleitet. Orthogonal zu der Hebestange weisen die Gewichtsblöcke ebenfalls Aussparungen bzw. Durchbohrungen auf, in die eine Stifteinheit eingesteckt werden kann, welche sich im eingesteckten Zustand dann durch die Gewichtsblöcke und ebenso durch die Hebestange zumindest teilweise hindurch erstreckt. Auf diese Weise erfolgt eine Kopplung mindestens eines Gewichtsblocks mit der Hebestange.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liest die Auswerteeinheit einen Speicher aus, der zur Ermittlung des Trainingsgewichts das Gewicht der einzelnen Gewichtsblöcke bereitstellt. Das hat den Vorteil, dass je nach Trainingsgerät die unterschiedlichen Gewichtsblöcke beispielsweise in einer Tabelle derart bezüglich ihres Gewichts aufgeführt sind, dass anhand des gemessenen Abstands bestimmt werden kann, wie hoch das tatsächliche Trainingsgewicht ist. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, auch Trainingsgeräte zu berücksichtigen, die Gewichtsblöcke unterschiedlichen Gewichts aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liest die Auswerteeinheit einen Speicher aus, der zur Ermittlung des Trainingsgewichts jeweils eine Einsteckhöhe der Gewichtsblöcke bereitstellt, die Aufschluss über eine Anzahl der Gewichtsblöcke bereitstellt, welche mittels der eingesteckten Stifteinheit mit der Hebestange oder einer anderen Koppelungseinrichtung verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Hebeblöcke zum Beispiel in einer Tabelle bezüglich ihrer Höhe in der Ausgangslage beschrieben werden können. So kann festgestellt werden, dass bei einem gemessenen Abstand zwischen der Sensoreinheit bzw. der Stifteinheit und der Referenzfläche beispielsweise der vierte Gewichtsblock eingestellt ist.
Typischerweise sind alle Gewichtsblöcke von der gleichen Bauart, wobei die Abstände der jeweils einzelnen Gewichtsblöcke untereinander, d.h. der jeweiligen Einstecklöcher, äquidistant sind. So ist es beispielsweise möglich, dass sich die Sensoreinheit, falls die Stifteinheit in einem untersten Block eingesteckt ist, 5 cm von der Referenzfläche entfernt befindet. Die zweitunterste, also von unten gesehen die zweite Einsteckhöhe der Stifteinheit mit angeschlossener Sensoreinheit, kann somit 10 cm betragen. Der dritte Block von unten wird erkannt, falls die Sensoreinheit bzw. die Stifteinheit 15 cm von der Referenzfläche beabstandet ist.
Wie die einzelnen Höhen genau ausgestaltet sind, hängt von der Bauart des jeweiligen Trainingsgeräts bzw. der Gewichtsblöcke ab und kann beispielsweise vorab in einem Datenspeicher hinterlegt werden. Auch ist ein dynamisches Kalibrieren der Abstandsauswertungen möglich. Hierzu wird die erfindungsgemäße Anordnung derart kalibriert, dass zuerst die Stifteinheit mitsamt Sensor in einen untersten Block eingesteckt wird, der Abstand zur Referenzfläche gemessen wird und dieser Abstand in einer Speichereinheit hinterlegt wird. Dies wird nunmehr sukzessiv für alle Gewichtsblöcke derart durchgeführt, dass nach diesem Kalibrieren die jeweiligen Abstände der einzelnen Gewichtsblöcke zu der Referenzeinheit bekannt sind. Somit liegt beispielsweise eine Tabelle vor, welche Aufschluss darüber gibt, welcher Gewichtsblock eingestellt ist, falls die Stifteinheit in einer bestimmten Höhe bzw. einem bestimmten Abstand von der Referenzfläche angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Anordnung eine Kommunikationsstelle zum Übertragen des gemessenen Abstands von der Sensoreinheit an die Auswerteeinheit auf. Dies hat den Vorteil, dass der gemessene Abstand nicht in der erfindungsgemäßen Einheit selbst datentechnisch verarbeitet werden muss, sondern dass die Auswerteeinheit extern bezüglich der Stifteinheit und der Sensoreinheit angeordnet werden kann. Beispielsweise ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Auswerteinheit in ein Mobiltelefon integriert ist, welches die Daten mittels einer Schnittstelleneinheit übermittelt bekommt. Auch ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Anordnung vorsieht, dass die Auswerteeinheit mit der Stifteinheit und der Sensoreinheit einstückig ausgeformt ist, so dass diese als ein Bauteil ausgeliefert werden können. Hierbei kann nunmehr die Auswerteeinheit mittels diverses Elektronikkomponenten derart realisiert werden, dass ein Teil der Komponenten mit der Stifteinheit und der Sensoreinheit verbunden ist, wobei jedoch die ausgemessenen Abstände derart an weitere Elektronikkomponenten übermittelt werden, dass die eigentliche Auswertung der Daten extern bezüglich der Stifteinheit, der Sensoreinheit und der damit verbundenen Elektronik der Auswerteeinheit erfolgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Schnittstelle als eine Luftschnittstelle vor. Dies hat den Vorteil, dass die Auswerteinheit zum Beispiel über Bluetooth Kenntnis über die gemessenen Abstände erlangt und diese somit schnurlos empfängt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden die Stifteinheit und die Sensoreinheit eine einstückige Vorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass die Stifteinheit und die Sensoreinheit als ein Bauteil ausgeliefert werden können. Die Auswerteeinheit kann hierzu extern oder ebenfalls einstückig angeordnet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Steuereinheit eine Anzahl an Messungen vor. Dies hat den Vorteil, dass die Steuereinheit bestimmen kann, mit welcher Rate die Sensordaten ausgelesen werden sollen. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass innerhalb eines gewissen Zeitraums der Sensor tausendmal angesprochen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt die Steuereinheit mindestens einen zeitlichen Abstand zwischen Messungen vor. Dies hat den Vorteil, dass die Sensordaten zum Beispiel in regelmäßigen Abständen ausgelesen werden können und/oder dass die Sensordaten während eines Bewegens der Gewichtsblöcke besonders häufig ausgelesen werden. So kann erfindungsgemäß bestimmt werden, dass die Gewichtsblöcke in einem Ruhezustand, d.h. wenn diese kein Trainierender bewegt, nur alle 3 Sekunden ausgelesen werden, und falls die Gewichtsblöcke durch einen Trainierenden bewegt werden, eine Messung 10 Mal pro Sekunde erfolgt. Der Fachmann kennt hierbei weitere Ausgestaltungen, wie diese zeitlichen Abstände zu wählen sind. Beispielsweise können die zeitlichen Abstände auch mit weiteren Sensordaten, zum Beispiel einem Bewegungssensor, derart eingestellt werden, dass bei einem schnellen Betätigen des Trainingsgeräts häufiger Sensordaten abgegriffen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Sensoreinheit mindestens einen Messsensor, z.B. einen Ultraschallsensor, einen optischen Sensor, einen Bildsensor, einen Bewegungssensor und/oder einen Beschleunigungssensor. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoreinheit eine beliebige Kombination an Sensoren aufweisen kann, welche geeignet sind, den Abstand von sich selbst zur Referenzfläche zu messen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Sensoreinheit mehrere jeweils einzeln anzusteuernde Sensoren auf. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoreinheit in Abhängigkeit einer Bauart eines vorliegenden Trainingsgeräts derart angesteuert werden kann, dass der jeweils passende Sensor ausgelesen wird. Wie der entsprechende Sensor auszuwählen ist, ergibt sich aus der Bauart des Trainingsgeräts bzw. dessen angestrebter Verwendung. So eignen sich beispielsweise Ultraschallsensoren insbesondere dann, falls es auf eine genaue Messung des Abstands ankommt, und optische Sensoren eignen sich insbesondere dann, falls beispielsweise eine vorhandene Höhenskalierung ausgemessen werden soll. Somit kann der optische Sensor angesprochen werden, falls eine Höhenskala an einer Wand ausgemessen werden soll, anhand derer die verbundenen Gewichtsblöcke bestimmt werden sollen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Gewichtsblöcke jeweils mittels der Stifteinheit mit der Hebestange verbindbar. Dies hat den Vorteil, dass die Stifteinheit derart ausgestaltet werden kann, dass diese das Gewicht der Gewichtsblöcke tragen kann und somit keine weitere Stifteinheit zum Verbinden der Gewichtsblöcke mit der Hebestange benötigt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Stifteinheit derart auszugestalten, dass diese mit einer tragenden Stifteinheit in eine freie Aussparung bzw. Durchbohrung der Gewichtsblöcke eingesteckt werden kann und somit selbst nicht das Gewicht der Gewichtsblöcke tragen muss. Beispielsweise wird eine herkömmliche tragende Stifteinheit in einen mittleren Gewichtsblock aus einer Mehrzahl der vorhandenen Gewichtsblöcke eingesteckt. Legt man nunmehr fest, dass die erfindungsgemäße Stifteinheit stets über der tragenden Stifteinheit eingesteckt werden muss, so lässt sich auch das verwendete Trainingsgewicht ermitteln. Somit können erfindungsgemäß zwei Stifteinheiten vorgesehen sein, eine erste herkömmliche Stifteinheit, welche derart robust ausgestaltet ist, dass diese die Gewichtsblöcke mit der Hebestange tragend verbinden kann, und eine zweite Stifteinheit, welche die Sensoreinheit trägt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegen die Sensoreinheit und die Auswerteeinheit als getrennte Einheiten vor. Dies hat den Vorteil, dass die Auswerteeinheit extern bezüglich der Sensoreinheit angeordnet werden kann und die Auswerteeinheit in einem Mobiltelefon oder in einem zentralen Server angeordnet werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Stifteinheit derart ausgeformt, dass sie in herkömmliche Gewichtsblöcke einzustecken ist. Dies hat den Vorteil, dass die Stifteinheit bezüglich einer Vielzahl von herkömmlichen Trainingsgeräten verwendet werden kann und somit herkömmliche Trainingsgeräte nachgerüstet werden können.
Erfindungsgemäß kann ein Trainingsgerät bereits mitsamt einer solchen erfindungsgemäßen Anordnung ausgeliefert werden.
Die erfindungsgemäße Technik verfügt über Sensorik, Recheneinheit, Speichereinheit, Wandler, Funkeinheit, Energieversorgung und zur besseren Handhabung bspw. auch über eine Induktionsladung oder Solarladung. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung erhält der Kunde nach seinem Aufnahme- und Einweisungsgespräch einen Rundgang an die für ihn im ersten Monat zu verwendenden (bzw. trainierenden) Trainingsgeräte. Anschließend erfolgt die Einweisung und Einstellung der Fitnesskraftgeräte auf den Trainierenden, sowie ein Test zur Feststellung der Leistungsfähigkeit. Bei bekannten Verfahren werden die Fitnesskraftgeräte motorisch auf die Größe des Trainierenden eingestellt. Bei herkömmlichen Fitnesskraftgeräten werden die Sitz-, Fixierungs- und Kraftaufnahmepolster manuell eingestellt. Die Trainingsleistungen aus dem ersten Test können auf einem Server gespeichert werden.
Nutzt der Trainierende beim nächsten Training das Fitnesskraftgerät, stellt sich das Gerät mit Einführen der Chipkarte selbstständig auf die jeweilig im Test eingestellte Position ein. Die Trainingsaufgaben des Tages werden im Display angezeigt. Bei herkömmlichen Fitnesskraftgeräten muss der Trainierende alle wie oben beschriebenen Aufgaben selbst lösen. Die Polster sind einzustellen und das Trainingsgewicht wird mit einem Stift, je nach Anforderung des im Einweisungsgesprächs durch den Trainer erstellten Trainingsplans (den der Trainierende vorab vom Trainier erhalten hat), fixiert. Fehlerquellen durch den „herkömmlich“ Trainierenden sind sehr vielschichtig und können unter Umständen und ohne helfenden Eingriff des Trainers, Folgen für die Gesundheit darstellen.
Die Beurteilung der Trainingseinheit des Tages zur stetigen Anpassung des Trainings und Rücksprache mit dem Trainer hat selbst bei realer Einschätzung lediglich subjektiven Charakter und kann somit nicht als Parameter dienen. Bei der Betrachtung der Technologie wird deutlich, dass die herkömmlichen Fitnesskraftgeräte das Training nicht in der Ausführung und Leistung beurteilen und auch nicht beurteilen können. (Fehl-)Leistungen, wie reduzierte Gewichte oder fehlende Wiederholungszahlen werden zwar in der Auswertung sichtbar, aber eine Beurteilung der Leistungsfähigkeit ist nicht möglich. Die Erfindung kann diese Lücke schließen und auch für das herkömmliche Training die Datenspeicherung der aktuellen Trainingsleistungen aufnehmen, den faktischen Trainingsverlauf beurteilen, und/oder direkt Hinweise zum Training geben. Die Erfindung kann auch auf Fehlstellungen von Sitz-, Fixierungs- und Kraftaufnahmepolstern zur Ur- bzw. Ersteinweisung, hinweisen.
Im Folgenden werden bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:

1A: eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer Stifteinheit und zwei Sensoreinheiten,
1B: eine weitere Anordnung aufweisend eine Stifteinheit und zwei Sensoreinheiten,
2: ein Anwendungsszenario mit mehreren Gewichtsblöcken gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung,
3: ein weiteres Anwendungsszenario mit mehreren Gewichtsblöcken gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
4: eine erfindungsgemäße Anordnung mit einer Stifteinheit, einer Sensoreinheit und einer Auswerteeinheit.

1A zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, wobei eine erste Sensoreinheit S1 und eine zweite Sensoreinheit S2 in der vorliegenden Abbildung übereinander angeordnet sind. Diese sind beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse G verbaut. Erfindungsgemäß ist es möglich, die Stifteinheit S in einen Gewichtsblock einzustecken. Die beiden Sensoreinheiten S1 und S2 bewegen sich dann mit den Gewichtsblöcken auf und ab und können in bestimmten Positionen einen Abstand von jeweils sich selbst zu einer Referenzfläche messen.
Wie in 1B gezeigt ist, können die Sensoren je nach Bauart des Trainingsgeräts auch horizontal angeordnet werden. Auch ist es möglich, dass die Sensoren S1 und S2 gleichzeitig einen Abstand zu einer Referenzfläche messen und beide Sensordaten in eine Auswertung des Abstands eingehen.
Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter anderem mindestens eine Rechen- und Speichereinheit, mindestens einen Wandler, mindestens eine Energieeinheit, mindestens eine Auswertelogik, mindestens eine Sensorik und mindestens eine Funklösung, Trägermaterial für die elektronischen Bauteile, mindestens eine mobile und /der stationäre Bildeinheit sowie mindestens eine Vorrichtung zur Aufnahme der Komponenten, bspw. in oder an einem Stift aufweisen. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist preiswerter, flexibler und kombinierbarer als herkömmliche Vorrichtungen.
Es können unterschiedliche Sensoren gleichartige oder ergänzende Messungen durchführen und abgleichen, und mit anderen Anwendungen kombinieren. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung misst mindestens einen Datensatz in Echtzeit, speichert diesen, kommuniziert selbstständig und kann Ergebnisse eigenständig auswerten und Handlungen auslösen. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet autark und kann mit weiteren Sensoren selbstständig kommunizieren.
Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung misst die kontinuierlichen Zustände und Zustandsänderungen von mindestens einem beteiligten Sensor, wie bspw. die Beabstandung zum Boden, oder einer anderen unbeweglichen Sache im Raum. Die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die kontinuierlichen Zustände und Zustandsänderungen von mindestens einem, bzw. einem weiteren beteiligten Sensor, wie bspw. einem Temperatursensor, Druck-, Schall-, Feuchtigkeits- und/oder Lichtsensor mit einem smarten Stift speichern.
Die Messung findet bspw. an einem Fitnesskraftgerät statt. Am Gewichtsblock des Fitnesskraftgeräts werden einstellbare Gewichtsplatten mit Hilfe der Erfindung fixiert. So kann die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung die bewegende Masse/Kraft, Wiederholungs- und Satzzahlen, Bewegungsausführung und Bewegungsintensität, ausgehend von der Bewegung von Extremitäten eines Menschen messen. Mindestens eine Kamera und/oder eine Fotodiode kann ebenfalls angesteuert werden.
2 zeigt einen Ausschnitt eines Trainingsgeräts mit diversen Gewichtsblöcken b0, b1, ..., b9. Das vorliegende Trainingsgerät verfügt über zehn Gewichtsblöcke, welche mittels jeweils zentral angeordneten Aussparungen bzw. Durchbohrungen mit der Hebestange St verbunden werden können. Wie die Pfeile andeuten, können die Gewichtsblöcke mitsamt der Hebestange angehoben und danach wieder abgesenkt werden. Wird nunmehr die Stifteinheit in den Gewichtsblock b2 eingesteckt, und die Hebestange St somit mit dem Gewichtsblock b2 verbunden, so wird nicht nur der Gewichtsblock b2 angehoben, sondern dieser hebt ebenfalls die Gewichtsblöcke b1 und b0 an.
Bereits nach einem Einstecken der Stifteinheit mitsamt der Sensoreinheit ist die Sensoreinheit in der Lage, einen Abstand A0 zwischen eben dieser Sensoreinheit bzw. der Stifteinheit und einer Referenzfläche R zu messen. Vorliegend ist die Referenzfläche R der Boden, auf dem sich die Gewichtsblöcke befinden.
Erfindungsgemäß ist nunmehr der Abstand A0 einem gewissen Gewichtsblock b2 zugeordnet. Ferner ist hinterlegt, dass jeder der Gewichtsblöcke 5 kg wiegt. Somit kann nunmehr ermittelt werden, dass drei Blöcke zu je 5 kg angehoben werden sollen. Somit wird das Trainingsgewicht auf 15 kg festgelegt. In weiteren Ausführungsbeispielen verfügen die Blöcke über kein gleiches Gewicht, sondern sind unterschiedlich ausgestaltet. Auch dies kann datentechnisch hinterlegt werden und somit kann das Trainingsgewicht bestimmt werden.
3 zeigt ein Anheben der Gewichtsblöcke b0, b1 und b2. Hierdurch erhöht sich der gemessene Abstand A1 von der Referenzfläche, also dem Boden. Somit kann eine Wiederholung festgestellt werden. Eine Wiederholung besteht aus einem Anheben der Gewichtsblöcke in eine Maximalposition und einem Absenken der Gewichtsblöcke in eine Ausgangsposition. Somit kann erfindungsgemäß die Anzahl der getätigten Wiederholungen gemessen werden und es kann auch implizit die Anzahl der durchgeführten Trainingssätze gemessen werden. Auch kann erfindungsgemäß gemessen werden, ob die Gewichtsblöcke b0, b1 und b2 ausreichend hoch angezogen wurden, um dies als eine Wiederholung zu werten. Dies ist insbesondere bei Wettkämpfen besonders vorteilhaft, da hierbei sichergestellt wird, dass alle Wettbewerber auch mindestens eine gleiche Höhe der Gewichtsblöcke erreichen. Dies lässt sich auch auf andere Sportarten übertragen, die ohne Gewichtsblöcke auskommen. Zum Beispiel bei einem Bankdrücken kann die Hebehöhe der Langhantel bestimmt werden.
4 zeigt ein Anwendungsszenario der vorliegenden Erfindung, wobei eine erste Schnittstelle I1 und eine zweite Schnittstelle I2 vorgesehen ist. Die gemessenen Trainingsdaten bzw. die gemessenen Höhenparameter werden mittels der Schnittstelle I1 an ein mobiles Endgerät, ein sogenanntes User Equipment UE, übertragen, welches dann die Auswertung der Trainingsdaten übernimmt. Bei der Luftschnittstelle I1 und I2 kann es sich beispielsweise um eine Bluetooth Schnittstelle handeln.
Die Erfindung weist unter anderem mindestens eine Rechen- und Speichereinheit, mindestens einen Wandler, mindestens eine Energieeinheit, mindestens eine Auswertelogik, mindestens eine Sensorik und mindestens eine Funklösung, Trägermaterial für die elektronischen Bauteile, mindestens eine mobile und/oder stationäre Bildeinheit, und/oder mindestens eine Vorrichtung zur Aufnahme der Komponenten in oder an einem Stift auf. Die Erfindung, bzw. der smarte Stift ist mobil als Funktionskomponente für das Fitnesskraftgerät geeignet. Die Funktionskomponente Stift für das Fitnesskraftgerät besteht gemäß einem Aspekt aus stabilen Materialen, um die Anzahl Trainingsgewichte/ Gewichtsplatten zu fixieren.
Die wirkenden Kräfte muss der Stift gemäß einem Aspekt bei jeder Fixierung aufnehmen und ihnen standhalten. Die Trainingsgewichte im Fitnesskraftgerät sind als Gewichtsblock mit meist 10 - 40 Gewichtsplatten übereinander gestapelt und werden je Anforderung an das Trainingsgewicht mit dem Stift fixiert. Diese Lage- bzw. Zustandsänderungen der Trainingsgewichte am Fitnesskraftgerät werden durch die Kraft des Trainierenden durch Bewegung ausgelöst. Der smarte Stift bzw. die Erfindung wird somit während des Trainings in Bewegung, Höhe und Übungszeit mitgeführt. Die Erfindung kann so die Bewegungsausführung messen. Die Erfindung misst Lageänderungen der Trainingsgewichte an Fitnesskraftgeräten in Hubhöhe und Zeit. Die Sensorik liefert Daten, die aus der Entfernung vom Stift zum festen Messpunkt, bspw. Erdboden oder Decke, gemessen werden. Die Daten können mindestens 15 mal pro Sekunde gemessen und an die Auswerte- und Funkeinheit gesendet werden.
Die Bildeinheit gibt die aufbereitenden Daten an den Trainierenden in Echtzeit oder auch gespeichert aus. Mit zusätzlicher Sensorik, wie bspw. einem Bewegungssensor, kann mindestens 1000 mal pro Sekunde gemessen werden. Diese Messhäufigkeit reicht für eine valide Beurteilung von Bewegung und Leistung. Der Trainierende kann die Daten an Dritte, wie dem Trainier oder Arzt senden, bzw. eine Synchronisation mit seiner Gesundheitseinrichtung beständig einrichten. Der Trainierende kann spezielle oder ganzheitliche Datensätze aus dem Training in soziale Netzwerke veröffentlichen, bspw. „140 kg im Bankdrücken mit 5 Wiederholungen absolviert“. Der Nutzer kann weiterhin den Übungsverlauf für Dritte sichtbar machen, indem die Übung mit Zeitverlauf in der konzentrischen und exzentrischen Bewegung sowie der Hubhöhe der Trainingsleistung visuell mittels in einer Grafik erstellt und veröffentlicht werden kann.
Voraussetzung ist gemäß einem Aspekt die einmalige Kalibrierung jedes Trainingsgerätes. Die Erfindung kann die eingesetzten Trainingsmittel und Trainingsmethoden auf optimalen Einsatz und korrekte Durchführung überprüfen und bei Bedarf auf Anpassung hinweisen. Trainieren und gleichzeitiges Kontrollieren sind somit ein effizientes Mittel, um Trainingserfolge angepasster und schneller zu erzielen. Die Erfindung arbeitet gemäß einem Aspekt mit einer speziellen Low-Energy-Recheneinheit, die die Sensoren steuert und Datenveränderungen misst. Die Erfindung kann auf einem Trägermaterial die Komponenten von Rechen- und Speichereinheit, Sensoren, Wandler, Verstärker und Funkeinheit verbinden. Die Baugröße der Erfindung beträgt gemäß einem Aspekt ca. 2- 4 cm³, fest und oder mobil, im und/oder außerhalb des Stiftes verbaut.
Der Mikrocontroller kann auf einer transparenten Trägereinheit, auch als Chip on Board verbaut sein. Mit einzelner Sensorik und/oder auch Kombinationen aus unterschiedlichen Sensoren können so komplexere Datenmessungen für aufwändigere Anwendungen erfolgen. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, das mindestens ein Sensor zur Messung im oder am Stift genutzt wird. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass mindestens zwei unterschiedliche Sensoren auch für unterschiedlichen Anwendungen im oder am Stift zur Messung genutzt werden. Eine spezielle App kann aus einem weiteren gemessenen Wert der Erfindung Lösungen anbieten, bspw. aus den gespeicherten Temperaturdaten innerhalb und außerhalb des Stiftes, Statistiken erstellen und Handlungshinweise auch für Dritte vorschlagen. Abläufe und nicht sichtbare Fehlerquellen können bildhaft nicht nur dem Sportlehrer erkennbar gezeigt werden. Therapieansätze werden mit der Erfindung schneller aufgezeigt. Im Rehabilitationssport sind Leistungssteigerungen selbst in der kleinsten Veränderung für Trainer, Therapeut und für den Patienten, auch als Motivationshilfe, sichtbar und somit dienlich. In der Prävention können gesetzte Marker in der Erfindung, bspw. auch auf Defizite des Nutzers hinweisen.
Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass Disharmonien während der Bewegung, bspw. an Doppelzuggeräten gemessen werden. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass selbstständig bzw. autonom reagiert wird, sobald sich der Trendverlauf innerhalb einer Anwendung und der definierten Zeit ändert. Die Erfindung kann als Hinweissystem für den Nutzer dienen und/oder Warntöne bei Überbelastung ausgeben. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass in Echtzeit oder gespeichert, Daten an Dritte und oder Informationen in soziale Netzwerke gesendet werden kann. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass Training gesteuert wird. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass bspw. im Fitnesssport die Trainingsgewichte an Fitnesskraftgeräten, gemessen werden.
Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass bspw. im Fitnesssport Wiederholungszahlen und/oder Satzzahlen ermittelt werden, der konzentrische Bewegungsverlauf in Zeit gemessen wird, der exzentrische Bewegungsverlauf in Zeit gemessen wird, die Bewegungsgeschwindigkeit und der Abfall bei Belastung gemessen wird, der Belastungsgrad (z.B. leicht, mittel, schwer) gemessen wird, die Masse an Gewicht, insgesamt während eines Trainings, bspw. an einem speziellen Gerät oder als Tagesleistung an allen Fitnesskraftgeräten bewegt und gemessen wird, die Dauer eines Training mit und ohne Pausen ermittelt wird und/oder Trainings- oder Tagesdiagramme/Pläne sowie Statistiken automatisch erstellt werden. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass im Sport, bspw. im Fitnesssport, Trainings- oder Tagesdiagramme/ Pläne sowie Statistiken automatisch, bspw. für Dritte in soziale Netzwerke, bspw. als Produkt und oder als Marketingprodukt erstellt und zur Verfügung gestellt werden, allgemeine Trainingsdaten in geschlossene und/oder offene (soziale Netzwerke) Informationsräume/ Kreise geteilt werden und/oder dass die Skalierung auf eine einzelne Trainingswiederholung auch während der Trainingspause aktuell in Echtzeit als Ansicht (bspw. Maximalleistung) dem Nutzer und auch Dritten zur Verfügung gestellt werden. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass die Trainingsgewichte an herkömmlichen Fitnesskraftgeräten bspw. mittels Ultraschall gemessen werden, dass eine Auflistung welche Geräte trainiert wurden (Muskelgruppen) ermittelt wird, dass fehlerhafte Sitz- bzw. Einstellpostionen am Fitnesskraftgerät ermittelt werden, dass Verkürzungen der Muskulatur auch während des Trainings ermittelt werden und/oder dass bei jedem Training ein Trainingsplan, auch für Dritte erstellt wird.
Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass Pausenzeiten ermittelt und als Vorgabe per Ton an den Nutzer ausgeben werden, dass fehlerhafte oder geänderte Trainingsprinzipien ermittelt werden, dass situationsbedingte visuelle und vertonte Trainingshinweise ausgegeben werden, dass Daten zur kurzfristigen und langfristigen Trainingsführung gespeichert werden, dass koordinative und motorische Informationen zu speziellen Bewegungsabläufen ermittelt und gespeichert werden, dass Rückkopplungen zu Bewegungsabläufen und Reaktionszeiten gemessen werden, dass sensitives Verhalten bei definierter Bewegungsanforderung ermittelt wird, dass Überbelastungen, bspw. durch verkürzte Hüft- und Oberschenkelbeuger, Erkrankungen und Handycap's durch Auswertung der Vergangenheit und/oder im Abgleich von Daten ermittelt werden und/oder dass Belastungen oder Belastungsgrade, bspw. durch eine gleichbleibende oder veränderte konzentrische und exzentrische Bewegung (Wellenform in Zeit und Hubhöhe) in der Ausführungszeit und Hubhöhe ermittelt werden. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass sie auch als App verfügbar ist. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass eine automatische Erkennung der Gewichtsplattenanzahl mittels Kamera erfolgt. Die Kalibrierung entfällt gemäß einem Aspekt.
Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass die Kalibrierung in den jeweiligen Einrichtungen einmalig gespeichert und in einer Datenbank für Kalibrierungswerte zu den Standorten von Kraftfitnessgeräten und deren Einrichtungen hinterlegt wird. Der Nutzer kann die gesamten Daten mit der App herunterladen. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass Werbebanner innerhalb der Pausenbetrachtung seiner persönlichen Werte eingeblendet werden können und/oder dass Wettkämpfe und Besten- Statistiken innerhalb und außerhalb der App abgebildet werden können. Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass die Komponenten der Anordnung an allen beweglichen Teilen am Fitnesskraftgerät, bzw. sämtlich möglichen Aufnahmeflächen von beweglichen masse- bzw. kraftführenden Teilen und Lasten am Fitnesskraftgerät, bspw. Rollen oder Lager, Halterungen und Stabilisierungsarme verbaut werden können.
Es ist ein möglicher Aspekt der Erfindung, dass die Ermittlung der Belastungsintensität durch einen einfachen Test ermittelt wird. Dieser Test, zum Beispiel für konzentrisches und exzentrisches Training, basiert auf technologischer Entwicklungsarbeit und 25jähriger Erfahrung aus Leistungs- und Gesundheitssport. Der Test ist zur einfachen Kontrolle von Belastungsintensitäten geeignet. Der Test nutzt den benötigten Zeitablauf in der konzentrischen und exzentrischen Arbeit, sowie die sich reduzierende Hubhöhe der belasteten Extremitäten bei kontinuierlichen Übungsfolgen zur Berechnung. Während des Trainings an Fitnesskraftgeräten ist deutlich die Verringerung von Kraftleistungen bei durchgeführten Wiederholungen zu erkennen. Je nach zu trainierendem Belastungsgrad und der trainierenden Wiederholungzahl nehmen die Zeiteinheiten in der konzentrischen Arbeit zu.
Im Bereich der exzentrischen Arbeit ist die Bewertung des Belastungsgrades auch abhängig von der Bewegungsausführung. Bei einer dem Übungsverlauf angepassten Vernichtung von exzentrisch wirkenden Kräften während einer Übungswiederholung ist ein beschleunigter Übungsablauf auf fehlende exzentrische Leistungsfähigkeit oder als eine unsaubere Übungsausführung definiert. Ausgenommen ist Schnellkrafttraining. Der Test nutzt zur weiteren Berechnung der Belastungsintensität die Hubhöhe der zu bewegenden Masse/ Kraft in Übungsfolgen. Bei fortlaufenden Wiederholungen der Übung wird ein definierbarer Erschöpfungszustand je nach Belastungsintensität mit Hilfe des Tests in Zeit und Hubhöhe sichtbar gemacht. Insbesondere wird diese Situation bei maximaler und bis zur vollständigen Erschöpfung führender Belastung, abschließend durch Abbruch der Übung, feststellbar. Subjektive Informationen für den gefühlten Belastungsgrad eines Sportlers sind nur relativ verwertbar. Mit dem Test wird eine faktische Grundlage geschaffen, die Aussagen zur tatsächlich trainierten Belastungsintensität beinhaltet.
Bezüglich einer Implementierung des in 4 gezeigten Anwendungsszenarios können auch weitere Technologien Anwendung finden, wie dies insbesondere bezüglich einer Einrichtung von Trainingsgeräten herkömmlich nicht vorgesehen ist.
Im Folgenden werden Aspekte der datentechnischen Umsetzung des Auslesens der Sensorwerte mitsamt deren Übertragung, Abspeicherung und Auswertung beschrieben. Die erfindungsgemäße Cloudlösung basiert auf einer Kombination von RESTful Webservices und NoSQL Datenbanken, was eine hohe Skalierbarkeit, Systemstabilität und gleichzeitig Unabhängigkeit von großen Cloudanbietern ermöglicht. Eine Cloud kann hierbei als mindestens eine Recheneinheit vorliegen, welche mittels eines Netzwerks adressiert wird. Es eignet sich beispielsweise ein Rechenzentrum als eine sogenannte Cloud. Dies kann jedoch auch ein einzelner lokaler Speicher sein.
REST steht für Representational State Transfer und beschreibt ein Konzept zur Entwicklung von Serviceapplikationen, das sich an der Funktionsweise des Internets orientiert. Einzelne Ressourcen werden hierbei über eine URI (Unique Resource Identifier) eindeutig identifiziert und für Client Anwendungen bereitgestellt. Client Anwendungen können über eine beschränkte Menge an Befehlen, die dem HTTP Befehlssatz entliehen sind, neue Ressourcen anlegen, abrufen, bearbeiten oder löschen (CRUD - Prinzip).
Eine Ressource selbst wird vor der Übertragung vom Server zum Client und umgekehrt in eine textbasierte Repräsentation überführt. Als Repräsentationsformat wird in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung JSON verwendet, welches im Vergleich zu XML ein um bis zu 30% reduziertes Datenvolumen aufweist und zusätzlich dazu direkt als Javascript Code interpretiert und von jedem Webbrowser ausgelesen und verarbeitet werden kann.
Diese Kombination aus textbasierter Datenrepräsentation und dem Zugriff auf Ressourcen über URIs und standardisierten HTTP Befehlen ermöglicht es sowohl von eigens dafür entwickelten Client-Applikationen, proprietärer Software, als auch von einem Webbrowser, der auf jedem intemetfähigen Endgerät, wie einem PC, einem Smartphone, einem Smart-TV oder ähnlichen Endgeräten, verfügbar ist, aus mit der Cloud zu kommunizieren und schafft so eine wiederverwendbare Kommunikationsschnittstelle für alle gängigen Endgeräte. In späteren Entwicklungsschritten ist somit eine Erweiterung der Servicelandschaft durch neue Services möglich, die über eben diese Schnittstelle mit den bisherigen Services interagieren können und so um zusätzliche Funktionalität ergänzen können.
Für die Implementierung der Webservices wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein zustandsloser, also stateless, Ansatz gewählt. Diese Art der Implementation setzt voraus, dass die Serviceapplikation niemals über den Zustand des anfragenden Clients informiert ist, außer durch die Daten die der Client zusammen mit der aktuellen Anfrage an die Cloud übermittelt hat. Das wiederum ermöglicht eine Anfrage als geschlossene Einheit zu betrachten und erlaubt somit den Einsatz von Loadbalancer, die ihrerseits die Anfragen unter hinzuziehen von vorgegebenen Metriken auf beliebige Serversysteme verteilen können. Dadurch wird auf Seiten der Cloud eine maximale horizontale Skalierbarkeit erreicht, die zur Verarbeitung der Anfragen von potenziell Hunderttausenden oder gar Millionen von Clients nötig ist, ohne die Stabilität des Gesamtsystems zu gefährden oder ein Einbrechen der Responsezeiten des Systems zu riskieren.
Gestützt wird diese Architektur gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung von den oben genannten NoSQL Datenbanken. Aufgrund der erwarteten Datenmenge würden einzelne Rechner schnell an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit kommen. Das gilt ebenso für konventionelle relationale Datenbanksysteme, die sich sehr gut vertikal, das bedeutet durch ein Upgrade der im Server verbauten Hardware, aber nur mäßig bis schlecht horizontal, das bedeutet durch hinzufügen neuer Server, skalieren lassen. NoSQL Datenbanken sind solchen Einschränkungen nicht in demselben Maße unterworfen, der Aufwand der zur Verwaltung größerer, horizontal skalierbarer Cluster nötig ist, ist also geringer als bei traditionellen relationalen Datenbanken.
Zusätzlich kommt zum Tragen, dass sich komplexere Strukturen, wie Ressourcen, auch Entitäten genannt, über relationale Datenbanksysteme nur schlecht abbilden lassen. Dokumentenorientierte NoSQL Datenbanken wie bspw. MongoDB sind dagegen in der Lage komplexe Strukturen und Objekte quasi nativ abzubilden und vereinfachen hier die Einbindung der Persistenzschicht in die, in den Services implementierte, Businessschicht.
Bei der Datenspeicherung muss zwischen eindeutig personenbezogenen und nur indirekt personenbezogenen Daten unterschieden werden. Eindeutig personenbezogen sind bspw. Profile die Daten wie Vor- und Nachname, Adressdaten, Geburtstag etc. enthalten, indirekt personenbezogene Daten sind die Daten die durch Messungen und/oder Umfragen erhoben werden. Die aufgenommenen Daten werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung in Messungen, Wellen und Segmente gegliedert. Wobei eine Messung mindestens eine Welle und zusätzlich Meta-Informationen wie Tags enthält. Unter einer Welle werden mehrere Segmente zusammengefasst, welche die Rohdaten der Welle aufnehmen und weitere Meta-Informationen wie Exzentrisches Phase, Uhrzeit usw. für diesen Abschnitt der Messung zusammen fassen.
Die Messungen werden über Umfragen ergänzt die einen Aufschluss über die Verfassung der Nutzer geben und so Rückschlüsse auf das Fitnesslevel geben und schlussendlich Besonderheiten in den Messdaten.
Da personenbezogene Daten besonders geschützt werden müssen, um Standards wie HIPAA oder HITECH zu erfüllen, werden diese getrennt von den restlichen Daten in separaten Datenbanken hinterlegt. Dort werden diese gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verschlüsselt abgelegt und so gesondert geschützt, während die indirekten Daten nicht ohne Zugriff auf die Personendatenbanken eindeutig zuordnen bar sind und deshalb keine Rückschlüsse auf einzelne Nutzer ermöglichen, und nicht gesondert verschlüsselt werden müssen.
Für die Übertragung der Messdaten an die Cloudservices sollen Streamingservices verwendet werden. Die dort eingespeisten Daten werden gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung von dafür konzipierten Algorithmen in Echtzeit analysiert, vorverarbeitet und gefiltert. Bei der Analyse der Datenströme könnten Algorithmen Anwendung finden, die auf Erkenntnissen der Erforschung neuronaler Netze beruhen oder aus dem Bereich der Mustererkennung stammen und speziell auf die Verarbeitung von Streams und maximale Skalierbarkeit ausgelegt sind.
So sollen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung Auffälligkeiten erkannt und via Push-Notification Services an Dritte (bspw. Angehörige, Ärzte oder Trainer und andere Betreuer) weitergeleitet werden.
Darüber hinaus lässt sich die zu speichernde Datenmenge um ein vielfaches reduzieren, indem Messdaten, welche keine Auffälligkeiten aufweisen, verworfen werden und aus den Rohdaten, die für den Endnutzer relevanten Meta-Daten extrahiert werden bzw. zur späteren Analyse notwendige Meta-Daten ergänzt werden können.
Über diese Meta-Informationen könnten Zielgruppen-orientierte Untersuchungen über vordefinierte Zeiträume durchgeführt werden. Die entsprechenden Meta-Informationen, die diese Zielgruppen eindeutig identifizieren, werden an die aufgenommenen Datensätze angehängt und ermöglichen so später eine gesonderte BigData-Analyse oder Tests von neueren und verbesserten Algorithmen.
Sind die Analysen und Tests abgeschlossen, können die Rohdaten über die entsprechenden Meta-Informationen zu größeren Datenchunks kombiniert und mittels Kompression die Datenmenge weiter reduziert und die Chunks anschließend in speziell dafür vorgesehenen Datenspeichern archiviert werden.
Zusätzlich könnte die Verwendung von graphenorientierten Datenbanken auf dem Hintergrund soziologischer Aspekte neue Abfragen und Nutzungsmöglichkeiten eröffnen. So ließen sich Analysen bezogen auf Freundes-, Bekanntenkreise oder Berufsbilder durchführen, um nachvollziehen zu können, in welchem Maße die Verbesserung der Fitness Einzelner eine Auswirkung auf andere Personen in deren Kreisen hat oder ob bestimmte Berufsgruppen eine besondere Neigung zu bestimmten Haltungsfehlern aufweisen bzw. diese begünstigen.
Ein anderer Aspekt sind Abfragen, die die eigene Leistungsfähigkeit mit der durchschnittlichen Leistungsfähigkeit im direkten Umfeld vergleichen. Solche Aspekte könnten zusätzlich zu raumspezifischen, auch geospatial genannten, Analysen beitragen sowie zu der Erstellung von Health-/ Fitnessmaps und der Verbesserung von deren Genauigkeit.
Es ist ein weiterer Aspekt der erfindungsgemäßen Erfindung, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung für einen Stift, fest und/oder mobil, im und/oder außerhalb des Stifts verbaut, Wirkkräfte, Zustände und Zustandsänderungen aufnehmen und messen, Daten ermitteln und anschließend in einer Ausgabeeinheit auswerten können. Somit lassen sich erfindungsgemäß Konzepte der Datenverarbeitung in den Fitnessbereich portieren.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt eine Gewichtsmessung mittels mindestens eines Messdehnungsstreifens, welcher innerhalb des Stifts angeordnet ist.

Claims

Anordnung zur Bestimmung eines Trainingsgewichts, mit: - einer Stifteinheit (S) zum Einstecken in einen Gewichtsblock (b0, b1, ..., bn) aus einer Mehrzahl von Gewichtsblöcken (b0, b1, ..., bn), welche derart verbindbar sind, dass mindestens einer der Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) mittels Krafteinwirkung auf die Hebestange (St) anzuheben ist; - einer Sensoreinheit (S1, S2) eingerichtet zum Messen eines Abstands (A0, A1) zwischen der Sensoreinheit (S1, S2) und einer Referenzfläche; - wobei die Stifteinheit (S) und die Sensoreinheit (S1, S2) eine gekoppelte oder koppelbare Vorrichtung bilden, und - einer Auswerteeinheit (UE) eingerichtet zur Ermittlung des Trainingsgewichts in Abhängigkeit des gemessenen Abstands (A0, A1) und eines Gewichts des mindestens einen Gewichtsblocks (b0, b1, ..., bn), - wobei eine zentrale Steuereinheit eine Anzahl an Messungen vorgibt und - wobei die Steuereinheit mindestens einen zeitlichen Abstand zwischen den Messungen vorgibt.
Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Auswerteeinheit einen Speicher ausliest, der zur Ermittlung des Trainingsgewichts das Gewicht der einzelnen Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) bereitstellt.
Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Auswerteeinheit einen Speicher ausliest, der zur Ermittlung des Trainingsgewichts jeweils eine Einsteckhöhe der Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) bereitstellt, die Aufschluss über eine Anzahl der Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) bereitstellt, welche mittels der eingesteckten Stifteinheit (S) mit der Hebestange (St) verbunden sind.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, aufweisend eine Kommunikationsschnittstelle (I1, I2) zum Übertragen des gemessenen Abstands (A0, A1) von der Sensoreinheit (S1, S2) an die Auswerteeinheit (UE).
Anordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Schnittstelle (I1, I2) als eine Luftschnittstelle (I1, I2) vorliegt.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoreinheit (S1, S2) als mindestens ein Messsensor aus einer Gruppe vorliegt, die Gruppe aufweisend: einen Ultraschallsensor, einen optischen Sensor, einen Bildsensor, einen Bewegungssensor und einen Beschleunigungssensor.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sensoreinheit (S1, S2) eine Mehrzahl an jeweils einzeln anzusteuernden Sensoren aufweist.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) jeweils mittels der Stifteinheit (S) mit einer Hebestange (St) verbindbar sind.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Stifteinheit (S), die Sensoreinheit (S1, S2) und die Auswerteeinheit als getrennte Einheiten vorliegen.
Anordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Stifteinheit (S) derart ausgeformt ist, dass sie in herkömmliche Gewichtsblöcke (b0, b1, ..., bn) einzustecken ist.
Trainingsgerät, aufweisend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.