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Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Trainingsbewegung entlang einer Trainingsstrecke eines Trainingsgeräts, sowie ein Trainingsgerät mit einer solchen Vorrichtung.
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Bekannt sind verschiedene Arten von Trainingsgeräten, u. a. Kraftstationen, Einzelgeräte und Kabel- oder Seilzuggeräte. Einzelgeräte werden hauptsächlich in Fitnessstudios aufgestellt und dienen zumeist der Durchführung einer spezifischen Übungsbewegung, bei welcher herkömmlicherweise entweder ein Gewichtsstock wiederholt angehoben und gesenkt wird, um die Übung durchzuführen, oder die Trainingsbewegung in beide Richtungen gegen ein elektrisch oder magnetisch aktuiertes Widerstandselement durchgeführt wird. Diese Geräte weisen zumeist nur einen oder zwei symmetrische Hebelarme auf, die um eine Drehachse mittels eines Manipulators (z. B. Rolle, Griff, etc.) gegen die Gewichts- bzw. Widerstandskraft zwischen zwei Umkehrpunkten der Bewegung bewegt werden müssen.
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Beispiele für derartige Trainingsgeräte, bei denen zum Training eine wiederholte Hin- und Her-Bewegung zwischen zwei Umkehrpunkten um eine kraftbeaufschlagte Drehachse erfolgt, sind Chest-Press-Geräte, Ruder-Geräte, Abdominal-Crunch-Geräte, Back-Extension-Geräte, Leg-Curl-Geräte, Leg-Extension-Geräte und viele andere. Solche Geräte gibt es in mechanischer Ausführung mit einer Anbindung der Drehachse an den Gewichtsstock und in elektromechanischer Ausführung mit einer Anbindung der Drehachse an ein wie auch immer geartetes Widerstandselement.
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In dem Dokument
US 2007/0 219 051 A1 ist ein derartiges Trainingsgerät gezeigt, bei welchem mittels eines virtuellen Trainingscharakters eine Soll-Anzeige einer gewünschten Trainingsbewegung erfolgt.
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Unabhängig von einer mechanischen oder elektromechanischen Ausführung des Kraft-Trainingsgeräts ist eine klassische Aufgabenstellung für den Trainierenden während eines Trainings, eine Soll-Bewegung, die beispielsweise durch eine Bewegungsgeschwindigkeit, ein Geschwindigkeitsprofil bei der Übungsbewegung und/oder durch eine Verweildauer an einem definierten Umkehrpunkt der Trainingsbewegung (als Teil einer Übungs-Kadenz) definiert ist, möglichst gut durch die eigene Trainingsbewegung (Ist-Bewegung) nachzubilden.
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Klassischerweise war eine geeignete Kontrolle der Ist-Bewegung die Aufgabe eines Trainers, der die Durchführung des Krafttrainings an der Maschine begleitet und dem Trainierenden Tipps gibt, wie er die durch den Trainer vorgegebene, gewünschte Soll-Bewegung am besten erreichen kann.
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In den letzten Jahren haben jedoch zunehmend elektronische Komponenten in Krafttrainingsmaschinen Einzug gehalten, angefangen von der elektromechanischen Ausführung des Widerstandselements über einfache Anzeigen von Trainingsparametern bis hin zu komplexen Interaktionen zwischen dem Trainierenden und einer Benutzerschnittstelle (GUI), beispielsweise mittels eines Touchscreens am Kraft-Trainingsgerät.
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Die Verwendung elektronischer Komponenten ermöglicht eine Automatisierung des oben beschriebenen Aspekts einer Kontrollfunktion des Trainers. Aus einer solchen Automatisierung können verschiedene Vorteile realisiert werden: Beispielsweise muss der Trainierende nicht mehr warten, bis ein Trainer verfügbar ist bzw. kann ein Fitnessstudio mit entsprechend ausgestatteten Geräten auch mit geringerem Personalaufwand betrieben werden.
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Ein bekanntes Verfahren zur Abstimmung einer Ist-Trainingsbewegung auf eine vorgegebene Soll-Trainingsbewegung mittels eines am Trainingsgerät angeordneten Bildschirms 100 ist in 1 dargestellt und bildet die Soll-Bewegung als (Sinus-)Kurve 101 ab, wobei die maximalen Ausschläge 102, 103 der Kurve einen Start-Umkehrpunkt 104 und einen End-Umkehrpunkt 105 der Trainingsstrecke des Manipulators um die Drehachse repräsentieren. Während des Trainings „läuft” diese Kurve als Soll-Anzeige quer von rechts nach links durch den Bildschirm der Anzeige (waagerechte Pfeile). Die Ist-Trainingsbewegung des Trainierenden wird bei dem bekannten Verfahren mittels eines Punktes 106 dargestellt, welcher, entsprechend der Trainingsbewegung entlang der Trainingsstrecke, zwischen dem Start-Umkehrpunkt 104 und dem End-Umkehrpunkt 105 entlang einer fixen Hochachse H nach oben bzw. nach unten (senkrechte Pfeile) bewegt wird. Ziel des Trainierenden bei der Ist-Bewegung ist eine Führung des Ist-Punktes 106 auf der Hochachse H derart, dass er möglichst genau auf der an der Hochachse H und am Punkt 106 vorbeiziehenden Sinuskurve 101 geführt wird. Eine Soll-Trainingsgeschwindigkeit kann in einem solchen System durch die Geschwindigkeit der durchlaufenden Sinuskurve oder durch den Abstand zwischen deren Amplitudenmaxima vorgegeben werden.
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Es hat sich jedoch herausgestellt, dass sich Trainierende bei den bekannten Verfahren vielfach schwer tun, mit ihrer Ist-Bewegung der vorgegebenen Soll-Trainingsbewegung zu folgen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, dem Trainierenden eine bessere Kontrolle seiner Trainingsbewegung entlang einer Trainingsstrecke eines Trainingsgerätes im Verhältnis zu einer gewünschten Bewegung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2 und ein Trainingsgerät gemäß Anspruch 9.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Kontrolle einer Trainingsbewegung entlang einer Trainingsstrecke, insbesondere zwischen zwei Umkehrpunkten der Trainingsstrecke, eines Trainingsgeräts vorgeschlagen. Unter Kontrolle ist in diesem Sinne insbesondere der Vergleich einer Ist-Bewegung mit einer Soll-Bewegung verbunden mit dem Versuch zu verstehen, die Ist-Bewegung der Soll-Bewegung möglichst gut nachzuempfinden.
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Bei dem Verfahren wird eine Kontrollstrecke angezeigt, welche die Trainingsstrecke repräsentiert. Unter der Kontrollstrecke ist vorliegend insbesondere ein mechanisch und/oder grafisch ausgebildetes Mittel zu verstehen, welches die Trainingsstrecke, also vorzugsweise den Weg eines Trainingsmanipulators bei Drehung um die Drehachse zwischen zwei festgelegten Umkehrpunkten, in einem Wahrnehmungsbereich des Trainierenden separat darstellt.
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Bei dem Verfahren wird eine gewünschte Trainingsposition, die vorzugsweise eine Drehposition an der Drehachse (und damit eine Drehposition der Drehwelle) des Trainingsgerätes widerspiegelt, gemäß einem vorbestimmten Geschwindigkeitsprofil entlang, insbesondere auf, der Kontrollstrecke vorgegeben. Damit ist vorliegend vorzugsweise gemeint, dass auf der Kontrollstrecke zu jedem Zeitpunkt des Trainings vorgegeben wird, an welche Trainingsposition auf der realen Trainingsstrecke der Trainierende den Hebelarm des Trainingsgerätes bzw. den Manipulator hinbewegt haben soll. Durch die Vorgabe eines vorbestimmten Geschwindigkeitsprofils, unter dessen Regime sich die gewünschte Trainingsposition über die Zeit verändert, kann vorzugsweise an der Kontrollstrecke vorgegeben werden, wie die Bewegung an der realen Trainingsstrecke erfolgen soll. Eine derartige Soll-Vorgabe kann beispielsweise innerhalb der maximalen Trainingsstrecke des Trainingsgerätes einen oder beide Umkehrpunkte bestimmen, Halte-Kadenzen an diesen Umkehrpunkten vorgeben (Beispiel: am Umkehrpunkt zwei Sekunden halten) und/oder konstante oder variable Geschwindigkeiten bei der Trainingsbewegung zwischen den zwei Umkehrpunkten vorgeben.
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Zusätzlich wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine, insbesondere mittels eines Sensors einer Messeinheit, erfasste Trainingsposition entlang, insbesondere auf, der Kontrollstrecke der gewünschten Trainingsposition in Echtzeit überlagert, wobei unter „in Echtzeit” zu verstehen ist, dass die erfassten Trainingspositionen im Wesentlichen zum Erfassungszeitpunkt auf der Kontrollstrecke wiedergegeben werden. Damit wird die Ist-Bewegung der Soll-Bewegung überlagert, sodass beide entlang, insbesondere auf, der Kontrollstrecke angegeben werden.
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Eine technische Umsetzung der Vorgabe der gewünschten Trainingsposition und der Überlagerung der erfassten Trainingsposition in Echtzeit ist sowohl mittels mechanischer und elektromechanischer Mittel als auch mittels einer Anzeige auf einer Anzeigeeinheit wie einem Bildschirm denkbar.
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Entsprechend wird gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zur Kontrolle einer Trainingsbewegung entlang einer Trainingsstrecke eines Trainingsgeräts angegeben, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit zur Erfassung und zur Vorgabe von Trainingsbewegungen, insbesondere auch eine Messeinheit mit einem Sensor zur Erfassung einer Trainingsposition, sowie eine Anzeigeeinheit aufweist. Die Anzeigeeinheit ist eingerichtet, eine Kontrollstrecke anzuzeigen, welche die Trainingsstrecke abbildet. Die Anzeigeeinheit ist ferner eingerichtet, eine Soll-Abbildung einer vorgegebenen Trainingsposition, die sich gemäß einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil entlang, insbesondere auf, der Kontrollstrecke bewegt, anzuzeigen. Die Anzeigeeinheit ist zudem eingerichtet, eine Ist-Abbildung einer erfassten Trainingsposition entlang, insbesondere auf, der Kontrollstrecke in Echtzeit anzuzeigen.
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Ein Merkmal der Erfindung ist es, eine Kontrollstrecke vorzusehen, die vorzugsweise wenigstens in der Ausbildung als „Strecke” der Trainingsstrecke nachgebildet ist, nämlich in dem Wesen einer Strecke als Verbindungsweg zwischen zwei Endpunkten (hier vorzugsweise maximale Trainingsbewegung um die Drehachse am Hebelarm zwischen den maximal erreichbaren Umkehrpunkten). Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, sowohl die gewünschte Trainingsposition als auch die erfasste Trainingsposition entlang und/oder auf der Kontrollstrecke anzuzeigen, sei es mit elektromechanischen Mitteln wie zwei akuierten Zeigern vor einer Repräsentanz der Trainingsstrecke als Kontrollstrecke, oder sei es mittels einer geeigneten Anzeige einer grafischen Kontrollstrecke, einer Soll-Abbildung und einer Ist-Abbildung auf einer Anzeigeeinheit.
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Dass die Soll-Abbildung und die Ist-Abbildung beim Training entlang der Kontrollstrecke erfolgt, ist vorliegend vorzugsweise im folgenden Sinn zu verstehen: Die Kontrollstrecke hat eine Kontur, die mehr oder weniger stark der Trainingsstrecke (beispielsweise die Bewegung des Manipulators hin und her bei der Übungsdurchführung) nachempfunden ist. Die Anzeige der Soll-Abbildung entlang dieser Kontrollstelle bedeutet, dass die Soll-Abbildung auf oder neben der Kontrollstrecke entsprechend deren Kontur bewegt wird. Genauso muss die Ist-Abbildung im Sinne der Erfindung auf oder neben der Kontrollstrecke entsprechend der Kontrollstrecke die erfasste Trainingsposition wiedergeben, die sich häufig über die Zeit entlang dieser Kontur auf oder neben der Kontrollstrecke verändern wird.
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Die Erfindung basiert unter anderem auf dem Gedanken, den Trainierenden, der ohnehin in seinem Bestreben, die Trainingsbewegung möglichst gut auszuführen, integraler Bestandteil eines „Trainings-Regelkreises” ist, eine möglichst gute unterbewusste Regelung seiner Trainingsbewegung zu ermöglichen. Weiter liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, dass das menschliche Gehirn besser imstande ist, eine reine Geschwindigkeits-Regelungsaufgabe unterbewusst zu optimieren als eine Regelungsaufgabe, bei der Geschwindigkeitsregelung und Beschleunigungsregelung überlagert sind.
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Beim eingangs beschriebenen Stand der Technik ist es häufig schwierig für die Trainierenden, ihre Ist-Bewegung der vorgegebenen Soll-Bewegung nachzuempfinden, weil genau so ein Fall von kombinierter Geschwindigkeits- und Beschleunigungsregelung vorliegt: von einer Seite, beispielsweise von rechts nach links, läuft die Sinuskurve 102 durch das Bild 100, die zwischen den Extremwerten 104, 105 (entspricht den maximalen Umkehrpunkten) eine Soll-Position darstellt. Beim Versuch, seine Ist-Bewegung der durchlaufenden Sinuskurve 102 anzupassen, muss sich der Trainierende aber auf die Ist-Darstellung 106, die entlang einer einzigen Hochachse H hin und her erfolgt, konzentrieren. D. h., der Trainierende muss an dieser Hochachse H einen veränderlich durchlaufenden Sollwert mit seinem hin- und her-beweglichen Ist-Wert 106 in Einklang bringen.
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Letzteres ist allerdings keine Geschwindigkeitsregelung, sondern eine Beschleunigungsregelung, weil sich der Soll-Wert an der Position der Hochachse entsprechend der sich stark verändernden Krümmung der Sinuskurve bewegt, und diese Bewegung sich daher mit stark veränderlicher Beschleunigung vollzieht. Aus der Überlagerung mit der konstanten oder variablen Geschwindigkeit der seitlichen Bewegung der Soll-Kurve resultiert eine Überforderung der Regelungsfähigkeit vieler Trainierender.
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Die Erfindung umgeht dieses Problem: Die unterbewusste Regelungsaufgabe für den Trainierenden gemäß der Erfindung ist eine reine Folgeaufgabe entlang einer Strecke (oder entlang einer Linie, wenn man so möchte). Die Soll-Abbildung und die Ist-Abbildung werden entlang ein und derselben Strecke (der Kontrollstrecke) angezeigt, sodass die Regelungsfähigkeit des Trainierenden nennenswert geringer beansprucht wird, weil dies eine Aufgabe ist, die „im natürlichen Programm” des Menschen deutlich besser lösbar ist. Die Erfindung liegt also unter anderem in der Art und Weise, wie dem Trainierenden die Soll-Bewegung vorgegeben und die Ist-Bewegung dieser Vorgabe überlagert wird, nämlich beides entlang ein und derselben Kontrollstrecke.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Krafttrainingsgerät mit einer Trainingsstrecke angegeben, das eine Messeinheit zur Erfassung einer Trainingsposition entlang einer Trainingsstrecke, insbesondere mit einem Sensor zur Erfassung einer Drehposition einer Drehwelle des Trainingsgeräts, aufweist, sowie eine Vorrichtung im Sinne der Erfindung. Die Messeinheit ist dazu eingerichtet, der Steuereinheit erfasste Werte der Trainingsposition in Echtzeit zu übermitteln, beispielsweise erfasste Werte des Drehpositions-Sensors. Ggf. kann mit dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät ein erfindungsgemäßes Kontrollverfahren durchgeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung erstreckt sich eines von der Soll-Abbildung und der Ist-Abbildung entlang eines größeren Teilbereichs der Kontrollstrecke als das andere von der Soll-Abbildung und der Ist-Abbildung. Damit lässt sich ein Toleranzbereich umsetzen, in welchem der Trainierende mit seiner Ist-Trainingsbewegung zwar nicht genau der Soll-Position entspricht, aber hinreichend genau, damit diese Übereinstimmung noch als „OK” durchgehen kann. Dabei ist unerheblich, ob sich die Soll-Abbildung entlang eines größeren Teilbereichs der Kontrollstrecke erstreckt als die Ist-Abbildung, oder ob sich die Ist-Abbildung entlang eines größeren Teilbereichs der Kontrollstrecke erstreckt als die Soll-Abbildung, denn es kommt allein auf die Überlagerung der beiden Abbildungen an, um die Idee einer Toleranzangabe umzusetzen.
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Die Größe des Toleranzbereichs kann sich dabei insbesondere aus dem Erstreckungsverhältnis zwischen den beiden Abbildungen ergeben; d. h., wenn eine Abbildung deutlich größer ist als die andere, ist der Toleranzbereich größer; wenn der Unterschied der Erstreckungen nur gering ist, ist der Toleranzbereich kleiner. Dies ergibt sich daraus, dass die Erstreckung jeder der Abbildungen entlang der Kontrollstrecke in ihrer Größe einen entsprechenden Anteil der Trainingsstrecke und damit quasi einen Positionsbereich einer bestimmten Größe repräsentiert.
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Um eine besonders eingängige und damit für den Trainierenden leicht einregelbare Toleranzangabe zu ermöglichen, weist eines von der Soll-Abbildung und der Ist-Abbildung eine Hohlform, insbesondere eine Ringform, auf, deren hohler Bereich ausreichend groß ist, um das andere von der Soll-Abbildung und der Ist-Abbildung aufzunehmen. Beispielsweise kann die Ist-Abbildung als ausgefüllter Kreis oder als eine andere ausgefüllte zweidimensionale Form ausgebildet sein, während die Soll-Abbildung als hohler Kreis (= Ring) oder andere innen hohle, zweidimensionale Form ausgebildet sein, oder andersherum. In einer anderen bevorzugten Ausprägung kann die Abbildung mit der größeren Erstreckung auch als eine Art voneinander beabstandeter Klammern ausgebildet sein, mithin also eine nicht umlaufende hohle Form aufweisen. Wiederum ist unerheblich, ob die Hohlform die Soll-Abbildung oder die Ist-Abbildung darstellt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Kontrollstrecke einen ersten Umkehrpunkt auf, der einem Start-Umkehrpunkt der Trainingsstrecke entspricht, und einen zweiten Umkehrpunkt, der einem End-Umkehrpunkt der Trainingsstrecke entspricht. Damit ist sichergestellt, dass die maximale mögliche Trainingsbewegung auf der Trainingsstrecke (vorzugsweise durch Bewegung des Manipulators um einen Hebelarm und die damit verbundene Drehung einer Drehwelle an der Drehachse des Trainingsgeräts) der maximal möglichen Erstreckung der Soll-Vorgabe auf der Kontrollstrecke entspricht.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Soll-Vorgabe auch Umkehrpunkte ermöglicht, die nicht an den Endpunkten der Kontrollstrecke liegen, welche die maximalen Umkehrpunkte der Trainingsstrecke abbilden. Wenn durch derart enger gesetzte Umkehrpunkte auf der Kontrollstrecke eine gleichsam eingeschränkte Trainingsbewegung vorgegeben werden kann, ermöglicht dies eine Anpassung der Trainingsbewegung, beispielsweise für bewegungseingeschränkte Trainierende.
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Damit die Kontrollstrecke die Trainingsstrecke zumindest hinsichtlich der zentralen Parameter möglichst gut repräsentiert, ist jeder Trainingsposition des Trainingsgeräts, insbesondere im Rahmen einer Messauflösung oder einer Messgenauigkeit eines entsprechenden Sensors einer Messeinheit, ein bestimmter Punkt auf der Kontrollstrecke zugeordnet, wobei dieser Punkt die Kontrollstrecke im Wesentlichen im gleichen Verhältnis teilt, wie diese Trainingsposition die Trainingsstrecke teilt, insbesondere im gleichen Verhältnis zwischen den jeweiligen maximal möglichen Umkehrpunkten.
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Bei einer bevorzugten – und gleichzeitig der einfachsten – Ausführung der Kontrollstrecke, ist diese ohne Krümmung ausgebildet, auch wenn eine Trajektorie des Manipulators des Trainingsgerätes, welcher sich am Hebelarm um die Drehachse bewegt, eine Krümmung, beispielsweise eine Kreiskrümmung, aufweist. Dies ermöglicht beispielsweise eine unangepasste Verwendung der Kontrollstrecke für verschiedene Trainingsgeräte.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführung weist die Kontrollstrecke eine Krümmung auf, die wenigstens bezüglich einer Krümmungsrichtung einer Krümmung der Trainingsstrecke nachempfunden ist. Jedoch kann auch vorgesehen sein, die Kontrollstrecke mit einer, der Krümmung der Trainingsstrecke entgegengesetzten, Krümmungsrichtung zu versehen. Besonders bevorzugt weist die Kontrollstrecke die gleiche Krümmung auf wie die Trainingsstrecke; der Effekt dieser Ausführung ist allerdings eher ästhetisch, als einen Effekt auf die Qualität der kontrollierten Trainingsbewegung zu haben.
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Bei einer Vorrichtung im Sinne der Erfindung sollte sichergestellt sein, dass der Trainierende grundsätzlich zu jeder Zeit auf seine erfasste Trainingsposition zugreifen kann. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist daher die Ist-Anzeige der Soll-Anzeige überlagert und/oder die Soll-Anzeige der Kontrollstrecke überlagert. Besonders bevorzugt sind die Ist-Anzeige und/oder die Soll-Anzeige und/oder die Kontrollstrecke wenigstens teilweise durchsichtig, insbesondere teiltransparent dargestellt. Dies ermöglicht dem Trainierenden, grundsätzlich über die Kontrollstrecke, die erfasste Trainingsposition und die gewünschte Trainingsposition in seine Regelung der Trainingsbewegung einfließen zu lassen.
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Vorteilhafte Ausbildungen der verschiedenen Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen, teilweise stark schematisiert,
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1 einen Bildschirm, auf dem ein bekanntes Verfahren zur Abstimmung einer Ist-Trainingsbewegung auf eine vorgegebene Soll-Trainingsbewegung durchführbar ist;
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2 in einer Seitenansicht ein beispielhaftes Krafttrainingsgerät mit einer Vorrichtung zur Kontrolle einer Trainingsbewegung gemäß einer Ausführung der Erfindung;
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3 in einer Draufsicht eine Anzeigeeinheit einer Vorrichtung nach einer Ausführung der Erfindung, auf welcher die Kontrollstrecke zu einem Startzeitpunkt des Trainings dargestellt ist;
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4 die Anzeigeeinheit gemäß 3 während einer Trainingsbewegung zwischen beiden Umkehrpunkten;
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5 die Anzeigeeinheit aus 3 und 4 bei einem Halten der Trainingsbewegung am End-Umkehrpunkt;
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6 die Anzeigeeinheit gemäß 3, wobei die Ist-Bewegung nicht im Toleranzbereich der Soll-Bewegung stattfindet;
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7 eine Anzeigeeinheit nach einer weiteren Ausführung der Erfindung, bei welcher die Soll-Abbildung und die Ist-Abbildung nicht auf, jedoch entlang der Kontrollstrecke stattfindet; und
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8 zu mehreren Zeitpunkten I. bis IV. eine Anzeigeeinheit einer weiteren Vorrichtung nach einer Ausführung der Erfindung zur Anwendung bei einem Krafttrainingsgerät nach 2.
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1 wurde bereits bei den Schilderungen bekannter Verfahren beschrieben.
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In 2 ist – beispielhaft auch für die anderen eingangs genannten Arten von Krafttrainingsgeräten – ein Rückenstrecker-Krafttrainingsgerät 1 dargestellt, das einen elektromechanisch mit einem Trainingswiderstand beaufschlagbaren Hebelarm 2 aufweist, an dem der Manipulator 4 zum Ansatz der Trainingsbewegung angeordnet ist. Der Hebelarm 2 ist an einer Drehwelle 6 befestigt, an der er sich gemäß der elektronisch gesteuerten Beaufschlagung mit Widerstand entgegen der Trainingskraft des Trainierenden um eine Drehachse 8 drehen kann.
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Eine Trainingsbewegung ist mit dem Krafttrainingsgerät 1 erfolgt entlang einer Trainingsstrecke 10, entlang der eine Trainingsbewegung zwischen einem Start-Umkehrpunkt 12 und einem End-Umkehrpunkt 14 möglich ist, wobei die Umkehrpunkte 12 und 14 in der 2 durch eingezeichnete Achsen der jeweiligen Position des Hebelarms dargestellt sind. Beim Krafttraining durch den Trainierenden wird normalerweise gegen den Trainingswiderstand mehrfach die Bewegung entlang der Trainingsstrecke von Umkehrpunkt 12 zu Umkehrpunkt 14 und zurück ausgeführt.
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Das Krafttrainingsgerät 1 weist zudem eine Steuereinheit 15 mit einer Messeinheit 16 auf, die wiederum einen Drehpositions-Sensor 18 aufweist, mit dem eine Drehposition der Drehwelle 6 in Echtzeit erfasst werden kann.
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Zudem weist das Krafttrainingsgerät 1 eine als Bildschirm, insbesondere Touchscreen, ausgebildete Anzeigeeinheit 20 auf, auf welcher während des Trainings eine Kontrollstrecke 22 angezeigt werden kann, die die Trainingsstrecke 10 repräsentiert. Auf der Kontrollstrecke kann mittels einer Soll-Anzeige 24 eine gewünschte und/oder vorgegebene Trainingsposition vorgegeben. Eine mittels des Drehpositions-Sensors 18 erfasste Trainingsposition kann der Soll-Anzeige 24 in Echtzeit in Form einer Ist-Abbildung 26 überlagert werden. Die im Detail A eingezeichneten Achsen repräsentieren die Umkehrpunkte 12 und 14 der realen Trainingsstrecke, die in 2 auch durch eingezeichnete Achsen dargestellt sind (und nicht auf der Anzeigeeinheit 20 angezeigt sind).
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Nachfolgend wird anhand der Darstellungen der 3 bis 6 die Funktionsweise einer Vorrichtung nach dieser Ausführung der Erfindung näher erläutert, ebenso wie die Funktionsweise eines Verfahrens nach einer Ausführung der Erfindung.
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In den 3 bis 6 ist jeweils die Anzeigeeinheit 20 einer Vorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung gezeigt, mittels der sich ein Verfahren gemäß einer Ausführung der Erfindung durchführen lässt. Die Anzeigeeinheit 20 zeigt in jeder der 3 bis 6 die Kontrollstrecke 22, die die Trainingsstrecke 10 des Krafttrainingsgerätes 1 gemäß 2 repräsentiert (hier auch: abbildet). Zudem ist auf der Anzeigeeinheit 20 eine zum dargestellten Trainingszeitpunkt gewünschte und/oder vorgegebene Trainingsposition als Soll-Abbildung 24 vorgegeben (hier auch: angezeigt), die sich mit der Zeit gemäß einem vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil entlang und auf der Kontrollstrecke bewegt. Ferner ist eine mittels der Sensoreinheit 16 erfasste Trainingsposition als Ist-Abbildung 26 der gewünschten Trainingsposition in Echtzeit überlagert und/oder in Echtzeit auf der Kontrollstrecke angezeigt, und zwar ebenfalls entlang und auf der Kontrollstrecke.
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Bei einem normal durchgeführten Training, bei dem mehrfach wiederholt eine Hin- und Her-Bewegung entlang der Traingsstrecke 10 zwischen den Umkehrpunkten 12 und 14 durchgeführt wird, bewegt sich also sowohl die Soll-Abbildung 24 als auch die Ist-Abbildung 26 entlang der auf der Anzeigeeinheit 20 dargestellten Kontrollstrecke 22.
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Mit welchem Geschwindigkeitsprofil sich die Soll-Abbildung 24 auf der Kontrollstrecke 22 hin und her bewegt, ist bei Standard-Anwendungen bereits vor dem Beginn der Trainingsbewegung entsprechend einem gewünschten Trainingserfolg und/oder einer vorgegebenen Übungsdurchführung festgelegt. Das dazu vorgegebene Geschwindigkeitsprofil kann beispielsweise durch Festlegung einer Übungs-Kadenz – also einer zeitlichen Abfolge der Wiederholung der einzelnen Komponenten der Hin- und Her-Bewegung – erfolgen. Besondere Bedeutung kann bei der Definition dieser Kadenzen das Trainingsverhalten an den Umkehrpunkten 12 und/oder 14 zukommen. Aus sportwissenschaftlichen Erwägungen heraus kann es unter verschiedenen persönlichen oder aufs Trainingsziel bezogenen Erwägungen sinnvoll sein, an einem Umkehrpunkt von der hinführenden sogleich in die wegführende Bewegung überzugehen oder an dem Umkehrpunkt eine gewisse Zeit zu verweilen und dabei die Muskelspannkraft aufrecht zu erhalten.
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Eine Übungs-Kadenz ohne Verweilen an den Umkehrpunkten kann dann beispielsweise angegeben werden mit 3-0-3-0, wobei die Zahlen hier jeweils beispielhaft für eine Anzahl von Sekunden stehen: Im Beispiel bedeutet diese Kadenz, dass für die Hin-Bewegung vom Start-Umkehrpunkt 12 zum End-Umkehrpunkt 14 drei Sekunden aufgewendet werden sollen, am Umkehrpunkt keine Zeit verweilt werden soll, für die Zurückbewegung vom End-Umkehrpunkt zum Start-Umkehrpunkt 12 wiederum eine Zeit von drei Sekunden aufgewendet werden soll und am Start-Umkehrpunkt 12 vor der folgenden Wiederholung der Übungsbewegung ebenfalls keine Zeit verweilt werden soll. Im Gegensatz dazu wäre mit Verweilzeit an den Umkehrpunkten 12 und 14 beispielsweise eine Kadenz von 4-2-4-2- oder von 4-2-4-0 denkbar.
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Eine durch die Patentanmelderin durchgeführte orientierende Studie mit mehreren Trainierenden an unterschiedlichen eingangs genannten Krafttrainingsgeräten hat ergeben, dass bei Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens gemäß der hier beschriebenen Ausführungsform die Trainierenden im Durchschnitt deutlich besser in der Lage sind, die vorgegebenen Übungs-Kadenzen (mit oder ohne Verweilzeit an den Umkehrpunkten) mit ihrer Trainingsbewegung nachzubilden, als dies bei Lösungen gemäß dem Stand der Technik der Fall ist. Es hat sich damit herausgestellt, dass die Soll-Abbildung und die Ist-Abbildung auf derselben und einzigen Kontrollstrecke (als abstrakte Wiedergabe der Trainingsstrecke) der unbewussten Regelungsfähigkeit des durchschnittlichen Trainierenden besser entgegenkommt als bekannte Lösungen.
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Wie aus den 3 bis 6 deutlich wird, muss der Trainierende nämlich nur eine reine Folgeaufgabe bei der Regelung bewältigen, wie nachfolgend beschrieben:
In 3 ist der Zeitpunkt des Beginns (oder auch vor Beginn) der Trainingsbewegung dargestellt. Sowohl die Soll-Abbildung 24 als auch die Ist-Abbildung 26 weisen einen Schwerpunkt am Start-Umkehrpunkt 12' der Kontrollstrecke 22 auf.
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Da die Soll-Abbildung 24 als ausgefüllter Kreis und die Ist-Abbildung 26 als Hohlring dargestellt ist, sind die beiden Abbildungen 24 und 26 konzentrisch abgebildet. Diese konzentrische Abbildung (mit identischem Schwerpunkt) bedeutet im Sinne dieses Ausführungsbeispiels, dass die erfasste Trainingsposition genau mit der vorgegebenen Trainingsposition übereinstimmt. Zum hier dargestellten Start-Zeitpunkt ist diese Übereinstimmung auch nicht weiter verwunderlich, weil ja noch keine Trainingsbewegung erfolgen sollte, weswegen logischerweise der Hebelarm 2 und der Manipulator 4 an ihren Positionen am Start-Umkehrpunkt 12 angeordnet sein sollen und sind.
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In 4 ist die Anzeigeeinheit 20 zu einem Zeitpunkt dargestellt, an dem eine Hin-Bewegung vom Start-Umkehrpunkt 12 zum End-Umkehrpunkt 14 entlang der Trainingsstrecke 10 erfolgen soll. Die weißen Pfeile an der Soll-Abbildung 24 und der Ist-Abbildung 26 stellen die Bewegungsrichtung beider Abbildungen 24 und 26 zum dargestellten Zeitpunkt dar. Es ist gut erkenntlich, dass der Trainierende bei der Ausführung seiner Ist-Bewegung mit dem Ziel einer Nachbildung der Soll-Bewegung einer Folgeaufgabe zu bewältigen hat, wenn er versucht, den Hohlring der Ist-Abbildung 26 so weiterzubewegen, dass der ausgefüllte Ring der Soll-Abbildung 24 gänzlich im hohlen Bereich 30 des Rings 26 verbleibt, anstatt diesen zu berühren. Der hohle Bereich 30 weist einen Durchmesser 28 auf, der größer ist als der Durchmesser der Soll-Abbildung 24, wodurch dem Trainierenden bei seiner Trainingsbewegung und der damit verbundenen Positionsänderung der Ist-Abbildung 26 ein Toleranzbereich zur Verfügung steht, innerhalb dessen er nicht gegen die Vorgabe der Soll-Abbildung 24 „verstößt”. Im Ausführungsbeispiel ist zum in 4 dargestellten Zeitpunkt der Trainierende mit seiner Ist-Bewegung der Soll-Bewegung leicht hinterher, jedoch noch im durch den hohlen Bereich 30 vorgegebenen Toleranzbereich.
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In 5 ist ein Zeitpunkt dargestellt, an dem der Trainierende das Gewicht am End-Umkehrpunkt 14 der Trainingsstrecke 10 „halten” soll, beispielsweise bei einer Kadenz von 4-2-4-2, wobei der dargestellte „Halte-Zustand” (der auch in der Darstellung perfekt eingehalten wird) vorzugsweise der ersten „2” der Kadenz entspricht.
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In 6 ist ein Zeitpunkt der Trainingsbewegung dargestellt, an welchem die Zurückbewegung zum Start-Umkehrpunkt 12 auf der Trainingsstrecke 10 erfolgen soll; dementsprechend bewegt sich die Soll-Abbildung 24 mit der vorgegebenen Geschwindigkeit zurück Richtung Start-Umkehrpunkt 12' der Kontrollstrecke 22. Aus 6 ist auch ersichtlich, dass zu diesem Zeitpunkt der Trainierende mit seiner erfassten Trainingsposition, die in der Ist-Abbildung 26 dargestellt ist, der vorgegebenen Trainingsposition gemäß Soll-Abbildung 24 hinterherhinkt. Dieser Rückstand ist zum dargestellten Zeitpunkt so groß, dass er nicht mehr durch den mittels des hohlen Bereichs 30 der Ringform 16 vorgegebenen Toleranzbereich 28 gedeckt ist, weil ersichtlich ein (sogar der größere) Teil der Soll-Abbildung 24 auf der Kontrollstrecke in Pfeilrichtung sich vor diesem hohlen Bereich weiterbewegt. Im dargestellten Fall liegt also eine Trainingsbewegung vor, die zu langsam ist und/oder zu spät begonnen wurde. Durch Erhöhen der Bewegungsgeschwindigkeit hat der Trainierende ganz einfach die Möglichkeit, die Ist-Abbildung 26 wieder so weit in Übereinstimmung mit der Soll-Abbildung 24 zu bekommen, dass letztere sich im Toleranzbereich 30 bewegt.
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In 7 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das zwei weitere, voneinander unabhängige Facetten der Erfindung aufzeigt: Zum einen ist es zum Erreichen der erfindungsgemäßen Vorteile nicht notwendig, dass der Schwerpunkt und damit die Soll-Abbildung 24 und die Ist-Abbildung 26 auf der Kontrollstrecke abgebildet werden; zum anderen kann im Sinne der Erfindung auch einer der Umkehrpunkte oder beide Umkehrpunkte, hier der Umkehrpunkt 14'' auf einem Punkt der Trainingsstrecke 10 (und damit der Kontrollstrecke 22) angesetzt werden, der zwischen den mit den jeweiligen Krafttrainingsgerät 1 erreichbaren maximalen Umfang der Trainingsstrecke zwischen den Umkehrpunkten 12 und 14 liegt.
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In der Ausführung gemäß 7 ist daher vorgesehen, dass sich die Soll-Abbildung 24 und die Ist-Abbildung 26 nicht auf der Kontrollstrecke 22 bewegen, sondern nur entlang der Kontrollstrecke 22, hier auf einer konzentrisch und/oder parallel zur Kontrollstrecke verlaufenden, gedachten Parallelachse P.
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Ebenso in 7 dargestellt – jedoch unabhängig von der Frage, ob die Abbildungen 22 und 24 auf oder nur entlang der Kontrollstrecke 22 dargestellt werden – beinhaltet die vorgegebene Trainingsbewegung des Ausführungsbeispiels gemäß 7 lediglich eine Hin- und Her-Bewegung entlang einer verkürzten Trainingsstrecke 10, die auf der Anzeigeeinheit 20 entsprechend verkürzt nur auf einem Teilbereich 22'' der Kontrollstrecke 22 angegeben wird, sodass sich der End-Umkehrpunkt für die Soll-Anzeige 24 am verkürzten Umkehrpunkt 14'' ergibt (Soll-Abbildung an dieser Stelle gestrichelt mit Bezugszeichen 24'' dargestellt). Diese Variante ermöglicht eine Kontrolle der Trainingsbewegung auch für mobilitätseingeschränkte Trainierende, die – beispielsweise bei einem Krafttrainingsgerät 1 gemäß 2 – ihren Rücken nicht maximal weit beugen bzw. strecken können.
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In 8 ist die Anzeigeeinheit einer alternativen Vorrichtung nach einer Ausführung der Erfindung zu verschiedenen Zeitpunkten I. bis IV. dargestellt. Unterschiede zu der Anzeigeeinheit 20 gemäß den 3 bis 6 sind die Krümmungsrichtung der Kontrollstrecke 22 und die umgekehrte Anordnung des Start-Umkehrpunkts 12' und des End-Umkehrpunkts 14'. Beide Unterschiede haben keine Auswirkungen auf die erfindungsgemäßen Vorteile.
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Im Sinne der Erfindung ist nach einer beispielhaften Ausführung vorgesehen, ein Krafttrainingsgerät gemäß 2 anstatt mit einer Vorrichtung gemäß den 3 bis 6 mit einer Vorrichtung gemäß 8 zu versehen.
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In 8 entspricht der Zeitpunkt I. der Darstellung der 3, der Zeitpunkt II. der Darstellung der 4, der Zeitpunkt III. der Darstellung der 5 sowie der Zeitpunkt IV. der Darstellung der 6. Im Unterschied zu den 3 bis 6 starten die Soll-Abbildung 24 und die Ist-Abbildung 26 zum Beginn der Trainingsbewegung von links anstatt von rechts, und folgt einer Kontrollstrecke mit einem nach unten gerichteten Krümmungsbauch anstatt einer Kontrollstrecke mit einem nach oben gerichteten Krümmungsbauch.
