DE102017003587A1 - Exercise machine with treadmill unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät umfassend eine Laufbandeinheit (1) mit einem um Walzen herum endlos umlaufenden Laufband, wobei wenigstens eine der Walzen von einem Antrieb antreibbar ist und wobei die Neigung der Laufbandeinheit (1), insbesondere gegenüber einem Untergrund oder der Horizontalen, mit einer Neigevorrichtung (5) verstellbar ist, wobei die Neigevorrichtung (5) wenigstens einen Aktor (5a), insbesondere wenigstens einen Linearaktor umfasst, mit dem die Neigung der Laufbandeinheit (1) verstellbar ist und die Laufbandeinheit (1), insbesondere die Neigevorrichtung (5) der Laufbandeinheit (1) einen Sensor (6), insbesondere Kraft- und/oder Beschleunigungssensor umfasst, mit dem eine durch den Auftrittsstoß eines Benutzers erzeugte physikalische Größe, insbesondere eine Kraft und/oder Beschleunigung messbar ist, wobei weiterhin eine Steuerelektronik (7), insbesondere in der Neigevorrichtung (5) vorgesehen ist, die eingerichtet ist, in Abhängigkeit der gemessenen Größe die Neigung der Laufbandeinheit (1) durch Ansteuerung des Aktors zu ändern. Die Erfindung betrifft auch ein Trainingsgerät, welches wenigstens einen Positionssensor (8) umfasst, mit dem die Position eines Nutzers auf dem Laufband messbar ist und es eine Regeleinheit aufweist, die eingerichtet ist, die Laufbandgeschwindigkeit in Abhängigkeit wenigstens eines Positionsmesswertes zu ändern, insbesondere durch Veränderung der Laufbandgeschwindigkeit die Abweichung zwischen der gemessenen Position eines Nutzers und einer Sollposition zu minimieren. The invention relates to a training device comprising a treadmill unit (1) with a continuously circulating around rollers treadmill, wherein at least one of the rollers is driven by a drive and wherein the inclination of the treadmill unit (1), in particular with respect to a background or the horizontal, with a Tilting device (5) is adjustable, wherein the tilting device (5) comprises at least one actuator (5a), in particular at least one linear actuator with which the inclination of the treadmill unit (1) is adjustable and the treadmill unit (1), in particular the tilting device (5) the treadmill unit (1) comprises a sensor (6), in particular a force and / or acceleration sensor, with which a physical variable, in particular a force and / or acceleration, generated by the impact of a user can be measured, further comprising control electronics (7), is provided in particular in the tilting device (5), which is set up, depending on the measured G To change the inclination of the treadmill unit (1) by controlling the actuator. The invention also relates to a training device comprising at least one position sensor (8) with which the position of a user on the treadmill is measurable and it has a control unit which is adapted to change the treadmill speed in response to at least one position measured value, in particular by change the treadmill speed to minimize the deviation between the measured position of a user and a desired position.
Description
Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät umfassend eine Laufbandeinheit mit einem um Walzen endlos umlaufenden Laufband, wobei wenigstens eine der Walzen von einem Antrieb antreibbar ist und wobei die Neigung der Laufbandeinheit, insbesondere gegenüber einem Untergrund oder der Horizontalen, mit einer Neigevorrichtung verstellbar ist.The invention relates to a training device comprising a treadmill unit with a continuously revolving around rollers treadmill, wherein at least one of the rollers is driven by a drive and wherein the inclination of the treadmill unit, in particular with respect to a background or the horizontal, with a tilting device is adjustable.
Trainingsgeräte dieser Art sind im Stand der Technik allgemein bekannt und finden Anwendung beispielsweise in Fitnessstudios, aber auch im privaten Bereich. Hierbei ist es im Wesentlichen bekannt, dass eine das Trainingsgerät nutzende Person die Umlaufgeschwindigkeit des Laufbandes vorwählen kann und insbesondere auch im Betrieb zum Beispiel durch Tastendrücken einer Bedienungseinheit ändern kann.Training devices of this type are well known in the art and find application for example in gyms, but also in the private sector. In this case, it is essentially known that a person using the exercise device can preselect the rotational speed of the treadmill and, in particular, can change it during operation, for example by pressing a control unit.
Die eingestellte Laufbandgeschwindigkeit wird sodann von der Laufbandeinheit des Trainingsgerätes konstant gehalten und der trainierende Nutzer muss sein Lauftempo dementsprechend an die Laufbandeinheit anpassen, um zum einen nicht auf die vor ihm befindliche Bedienungseinheit des Trainingsgerätes aufzulaufen und zum anderen nicht von dem umlaufenden Laufband nach hinten hin vom Trainingsgerät herunter befördert zu werden.The set treadmill speed is then kept constant by the treadmill unit of the exerciser and the exercising user must adjust his tempo accordingly to the treadmill unit, not to run on the one in front of him operating unit of the training device and on the other not from the revolving treadmill back from the Training device to be moved down.
Um Unfälle zu vermeiden, die zum Beispiel daraus resultieren, dass ein Nutzer stürzt oder nach hinten hin von der Laufbandeinheit herunter bewegt wird, weil sein Lauftempo nicht genügend hoch ist, ist im Stand der Technik bekannt, dass sich eine trainierende Person einen Clip an die Kleidung anstecken muss, der über eine Schnur mit einem Notstoppschalter des Trainingsgerätes verbunden ist.In order to avoid accidents resulting, for example, from a user falling or being moved backwards off the treadmill unit because his walking speed is not sufficiently high, it is known in the art that a exercising person attaches a clip to the treadmill Wear clothing that is connected by a cord to an emergency stop button on the exerciser.
Überschreitet der Nutzer einen maximalen Abstand zum Notschalter, wird somit z.B. die Schnur gestrafft oder der Clip von der Kleidung abgerissen oder die Schnur aus einer Aufnahme des Trainingsgerätes gerissen, so wird die Notausfunktion des Trainingsgerätes aktiviert und das Laufband hält an. Eine solche Sicherheitsfunktion ist einfach dadurch funktionslos, dass der Nutzer den Clip nicht an seiner Kleider ansteckt, was schon manchmal aus reiner Nachlässigkeit unterbleibt.If the user exceeds a maximum distance to the emergency switch, e.g. tightened the cord or tore off the clip of clothing or tore the cord from a recording of the training device, the emergency stop function of the training device is activated and the treadmill stops. Such a security function is simply ineffective in that the user does not infect the clip on his clothes, which is sometimes omitted for sheer negligence.
Es ist im bekannten Stand der Technik auch die Möglichkeit gegeben, die Neigung der Laufbandeinheit gegenüber dem Untergrund oder der Horizontalen zu ändern, um so zum Beispiel zu simulieren, ob eine trainierende Person auf einer ebenen Straße läuft oder gegebenenfalls einen Berg hinaufläuft.It is also possible in the known state of the art to change the inclination of the treadmill unit relative to the ground or the horizontal, so as to simulate, for example, whether a trainee is walking on a flat road or possibly uphill.
Soweit der Stand der Technik die Möglichkeit kennt, die Dämpfung des Auftrittsstoßes beim Benutzen des Trainingsgerätes zu ändern ist dies bislang nur passiv durch unterschiedlich einstellbare Dämpfungswerte von Dämpfungselementen zwischen der Laufbandeinheit und einem Gestell des Trainingsgerätes und/oder dem Untergrund möglich. Die Verstellung der Dämpfung während des laufenden Betriebes eines Laufbandes ist hingegen bislang nicht erschlossen.As far as the prior art knows the possibility to change the damping of the impact impact when using the training device this is so far only passively possible by differently adjustable damping values of damping elements between the treadmill unit and a frame of the training device and / or the ground. The adjustment of the damping during operation of a treadmill, however, has not yet been developed.
So kann ein Benutzer zwar möglicherweise eine Dämpfung einstellen, um zum Beispiel das Laufen auf einem weichen Waldboden zu simulieren, diese einmalig eingestellte Dämpfung kann jedoch nicht ohne Unterbrechung des Lauftrainings am Trainingsgerät geändert werden. Unterschiedliche Streckenverläufe, wie zum Beispiel der Übergang von einem weichen Waldboden auf eine harte Straße während eines simulierten Trainingsverlaufes sind somit bislang im Stand der Technik nicht realisierbar.While a user may be able to adjust damping to simulate, for example, running on a soft forest floor, this one-time set damping can not be changed without interrupting the running of the training device. Different route courses, such as the transition from a soft forest floor to a hard road during a simulated training course, have thus far not been feasible in the prior art.
Darüber hinaus kennt der Stand der Technik bislang keine Möglichkeit, die Dämpfung eines Laufbandes bezüglich des Auftrittsstoßes einer nutzenden Person in Abhängigkeit des Gewichtes einer Person variabel einzustellen, insbesondere somit also personenbezogen automatisch zu ändern.In addition, the state of the art has hitherto had no possibility of variably setting the damping of a treadmill with respect to the impact impact of a user as a function of the weight of a person, thus in particular thus changing the person-related automatically.
Vor dem Hintergrund der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Trainingsgerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches die Möglichkeit erschließt, Dämpfungen des Auftrittsstoßes einer trainierenden Person variabel einstellbar zu halten, insbesondere von Auftrittsstoß zu Auftrittsstoß ändern zu können, insbesondere darüber hinaus die Anpassung einer Dämpfung auch konkret an das Gewicht der gerade trainierenden Person anpassen zu können.Against the background of the aforementioned disadvantages of the prior art, it is an object of the invention to provide a training device of the type mentioned, which opens up the possibility to keep damping of the impact of a person exercising variably adjustable, in particular to be able to change from impact to impact impact, in particular, moreover, to be able to adapt the adaptation of damping specifically to the weight of the person currently exercising.
Es ist weiterhin auch eine Aufgabe der Erfindung das Training einer auf dem Laufband laufenden Person hinsichtlich eventueller Unfallgefahren sicherer zu gestalten, insbesondere Unfälle im größeren Maße zu vermeiden, die auf einer Diskrepanz zwischen der aktuellen Laufgeschwindigkeit eines Nutzers und der Geschwindigkeit des Laufbandes beruhen. Darüber hinaus soll mit einem erfindungsgemäßen Trainingsgerät ein Lauftraining insgesamt komfortabler gestaltet werden.It is also an object of the invention to make the training of a running on the treadmill safer with regard to possible accident hazards, in particular to avoid accidents to a greater extent, based on a discrepancy between the current running speed of a user and the speed of the treadmill. In addition, a running training should be made more comfortable overall with a training device according to the invention.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Neigevorrichtung wenigstens einen Aktor, insbesondere wenigstens einen Linearaktor umfasst, mit dem die Neigung der Laufbandeinheit verstellbar ist und die Laufbandeinheit, insbesondere die Neigevorrichtung der Laufbandeinheit einen Sensor, insbesondere Kraft-/oder Beschleunigungssensor umfasst, mit dem eine durch den Auftrittsstoß eines Benutzers erzeugte physikalische Größe, insbesondere eine Kraft und/oder Beschleunigung messbar ist, wobei weiterhin eine Steuerelektronik, insbesondere in der Neigevorrichtung vorgesehen ist, die eingerichtet ist, in Abhängigkeit der gemessenen Größe die Neigung der Laufbandeinheit durch Ansteuerung des Aktors zu ändern, insbesondere zu erhöhen und besonders bevorzugt zu verringern.According to the invention, this object is achieved in that the tilting device comprises at least one actuator, in particular at least one linear actuator with which the inclination of the treadmill unit is adjustable and the treadmill unit, in particular the tilting device of the treadmill unit comprises a sensor, in particular force or acceleration sensor, with the a physical variable, in particular a force and / or acceleration, generated by the impact of a user is measurable, wherein furthermore a Control electronics, in particular in the tilting device is provided, which is adapted depending on the measured size to change the inclination of the treadmill unit by controlling the actuator, in particular to increase and particularly preferably to reduce.
Hier ist es ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung den Auftrittsstoß eines Benutzers, das heißt das Auftreffen des jeweiligen Fußes auf dem Laufband der Laufbandeinheit messtechnisch zu erfassen durch Messung einer dadurch erzeugten physikalischen Größe, wie einer Kraft oder einer Beschleunigung, um sodann hiernach und in Abhängigkeit des gemessenen Wertes die Neigung der Laufbandeinheit zu ändern, nämlich bevorzugt in Richtung einer Neigungsverringerung, sodass demnach also die Laufbandoberfläche gegenüber dem auftreffenden Fuß zurückweicht, wodurch für den Läufer ein mehr oder weniger weicher, das heißt nachgiebiger Untergrund simuliert wird. Es besteht auch die Möglichkeit die Neigung zu erhöhen, z.B. um einen sehr harten Untergrund zu simulieren. Alle nachfolgenden bevorzugten Ausführungen, die im Zusammenhang mit einer Neigungsverringerung beschrieben werden, gelten in gleicher Weise bei einer Neigungsvergrößerung.Here it is an essential core idea of the invention to detect the impact of a user, that is the impact of the respective foot on the treadmill of the treadmill unit by measuring a physical quantity generated thereby, such as a force or an acceleration, then hereafter and in dependence of measured value to change the inclination of the treadmill unit, namely preferably in the direction of a reduction in inclination, so therefore the tread surface recedes relative to the impinging foot, whereby the runner is simulated a more or less soft, that is compliant ground. There is also the possibility of increasing the inclination, e.g. to simulate a very hard ground. All subsequent preferred embodiments, which are described in connection with a reduction in inclination apply equally to an increase in inclination.
Im Gegensatz zum Stand der Technik beruht hier eine Dämpfung nicht auf dem Einsatz passiver Elemente, wie zum Beispiel einer passiven Feder-Dämpfer-Aufhängung einer Laufbandeinheit, sondern auf einer aktiven oder semi-aktiven Einstellung der Neigung der Laufbandeinheit in Abhängigkeit der beim Auftrittsstoß gemessenen Größe.In contrast to the prior art, damping is not based on the use of passive elements, such as a passive spring-damper suspension of a treadmill unit, but on an active or semi-active adjustment of the inclination of the treadmill unit depending on the size measured at the impact ,
Eine aktive Einstellung kann z.B. durch einen elektromechanischen Aktor erfolgen. Ebenso können aktive Aktoren mit einem hydraulischen, pneumatischen oder auch elektromagnetischen Wirkprinzip eingesetzt werden. Ein semi-aktiver Aktor kann auch mittels magnetorheologischer oder elektrorheologischer Wirkprinzipien arbeiten.An active setting may e.g. done by an electromechanical actuator. Likewise, active actuators can be used with a hydraulic, pneumatic or electromagnetic action principle. A semi-active actuator can also work by means of magnetorheological or electrorheological principles of action.
Es erschließt sich so durch unterschiedliche Ansteuerung des benannten wenigstens einen Aktors in der Neigevorrichtung die Möglichkeit variable Dämpfungen zu erzeugen, das heißt diese während des Trainings aktiv zu ändern, gegebenenfalls sogar von Auftrittsstoß zu Auftrittsstoß unterschiedlich zu gestalten.It thus opens up by different activation of the named at least one actuator in the tilting device the ability to produce variable damping, that is to actively change this during training, possibly to make even different from impact to impact impact.
Variable Dämpfungen können zum Beispiel erzeugt werden durch Veränderung der Dynamik einer Neigungsreduzierung, beispielsweise hinsichtlich der Dauer einer Neigungsreduzierung und/oder hinsichtlich der Schnelligkeit einer Neigungsreduzierung, somit also der Neigungsänderung pro Zeiteinheit beziehungsweise hinsichtlich des zeitlichen Gradienten der Neigung.Variable attenuations can be generated, for example, by changing the dynamics of a tilt reduction, for example with regard to the duration of a tilt reduction and / or with regard to the speed of a tilt reduction, thus the change in inclination per unit of time or with respect to the temporal gradient of the tilt.
Die Erfindung kann hier in bevorzugter Ausführung vorsehen, dass die benannte Steuerelektronik eingerichtet ist, die Neigung der Laufbandeinheit ausgehend von einer Anfangsneigung, insbesondere einer Soll-Neigung nach dem festgestellten Auftrittsstoß über die Dauer einer begrenzten Zeit zu ändern, bevorzugt zu verringern und nach Ablauf dieser Zeit die Neigung wieder zumindest auf die Soll-Neigung oder Anfangsneigung zurückzustellen.The invention can provide here in a preferred embodiment that the designated control electronics is set to change the inclination of the treadmill unit, starting from an initial inclination, in particular a target inclination for the detected impact impact over the duration of a limited time, preferably after this and decrease Time to return the inclination again at least to the desired slope or initial slope.
So wird bewirkt, dass sich durch die aufeinander folgenden Auftrittsstöße die Neigung des Laufbandes nicht sukzessive immer in dieselbe Richtung ändern, insbesondere also verringert, sondern immer wieder auf die Soll-Neigung oder eine ggfs. darüber oder darunter liegende Anfangsneigung zurückgestellt wird und lediglich im Zeitpunkt des Auftrittsstoßes oder danach und in dem benannten zeitlichen Intervall hiernach die Änderung, bevorzugt Verringerung der Neigung durch den Aktor eingestellt wird, um so unterschiedlichen Widerstand der Laufbandeinheit dem Auftrittsstoß entgegenzubringen, diesen also unterschiedlich stark zu dämpfen.This causes that the inclination of the treadmill does not always successively change in the same direction, so especially reduced, but repeatedly reset to the desired inclination or any. Above or below initial tilt and only at the time by the successive impact impulses of the impact impaction or thereafter and in the said time interval thereafter the change, preferably reduction of the inclination, is adjusted by the actuator, so as to counteract the differentiated resistance of the treadmill unit to dampen it to different degrees.
Die Erfindung kann hier vorsehen, dass die benannte begrenzte Zeit kürzer gewählt ist als der zeitliche Abstand zwischen zwei Schritten beziehungsweise zwischen zwei Auftrittsstößen, insbesondere die zu verwendende begrenzte Zeit festgelegt ist in Abhängigkeit des gemessenen Abstandes zwischen zwei Auftrittsstößen, insbesondere zwischen den zwei unmittelbar vorhergehenden Auftrittsstößen. Es wird hierdurch beispielsweise sichergestellt, dass vor einem jeden Auftrittsstoß die zur Dämpfung verringerte Neigung bereits auf die Soll-Neigung oder eine darüber liegende Anfangsneigung der Laufbandeinheit zurückgestellt ist, um so ein gleichmäßiges Laufgefühl bei gleichbleibender Neigung zu erzielen.The invention can provide here that the named limited time is shorter than the time interval between two steps or between two impact impacts, in particular the limited time to be used is determined as a function of the measured distance between two impact impacts, in particular between the two immediately preceding impact impacts , This ensures, for example, that the inclination reduced for damping is already set back to the desired inclination or an overlying initial inclination of the treadmill unit before each occurrence impact, so as to achieve a smooth running feeling with a constant inclination.
Der zeitliche Abstand zwischen den Schritten kann hier durch denselben Sensor meßtechnisch automatisch erfasst werden und dieser Wert zur Berechnung bzw. Festlegung der begrenzten Zeit herangezogen werden.The time interval between the steps can here be detected automatically by the same sensor and this value can be used to calculate or determine the limited time.
Sehr wohl kann die Erfindung vorsehen die benannte Soll-Neigung während eines Lauftrainings zu ändern, beispielsweise, wenn unterschiedliche Steigungen einer simulierten Laufstrecke eingestellt werden sollen.Very well, the invention can provide the named target inclination to change during a running workout, for example, when different slopes of a simulated running distance to be set.
Die Erfindung kann in einer Ausführung auch vorsehen mittels des vorbenannten Sensors oder eines oder mehrerer anderer Sensoren den zeitlichen Abstand zwischen aufeinander folgenden Auftrittsstößen des Nutzers zu erfassen und sodann aus einem konkret erfolgten Auftrittsstoß den Zeitpunkt des erwarteten nächsten Auftrittsstoßes zu berechnen, um sodann schon zeitlich vor dem nächsten erwarteten Auftrittsstoß den Aktor der Neigevorrichtung anzusteuern um eine Neigungsveränderung der Laufbahneinheit, z.B. in Richtung geringerer Neigungen bereits vor dem nächsten Auftrittsstoß zu beginnen. Hierdurch kann dem Nutzer eines solchen Trainingsgerätes bei einer verringerten Neigung ein besonders weiches Auftrittsgefühl und somit auch ein gelenkschonendes Lauftraining angeboten werden.The invention may also provide in one embodiment also by means of the above-mentioned sensor or one or more other sensors to detect the time interval between successive impulses of the user and then to calculate from a concrete impact kick the time of the expected next impact impact to then already in time the next expected impulse to drive the actuator of the tilting device to begin a slope change of the track unit, for example in the direction of lesser inclinations before the next impact. As a result, the user of such a training device at a reduced inclination, a particularly soft sensation and thus also a joint gentle running training can be offered.
Auch in dieser Ausführungsform stellt die Erfindung sicher, dass vor dem nächsten folgenden Auftrittsstoß die in diesem Beispiel reduzierte Neigung der Laufbandeinheit zunächst wieder auf die festgelegte Soll-Neigung oder eine darüber liegende Anfangsneigung zurückgestellt ist. Bei einer im anderen Beispiel vergrößerten Neigung wird sichergestellt, dass die vergrößerte Neigung der Laufbandeinheit zunächst wieder auf die festgelegte Soll-Neigung oder eine darunter liegende Anfangsneigung zurückgestellt ist.In this embodiment as well, the invention ensures that, before the next following impact impact, the treadmill unit inclination, which is reduced in this example, is initially returned to the predetermined desired inclination or an initial inclination above it. With an increased inclination in the other example, it is ensured that the increased inclination of the treadmill unit is initially returned to the specified desired inclination or an underlying initial inclination.
Z.B. kann bei einer durchzuführenden Neigungsverringerung die Anfangsneigung über der Sollneigung festgelegt sein, um sicherzustellen, dass die Verringerung der Neigung vor dem nächsten erwarteten Auftrittstoß ausgehend von der Anfangsneigung erfolgt. Dies ermöglicht es, dass zum tatsächlichen Zeitpunkt des erwarteten Auftrittsstoßes bereits die Sollneigung erreicht ist, sich die Laufbandeinheit aber in diesem Zeitpunkt nach unten bewegt. So hat der Nutzer den Eindruck, bei der gewählten Sollneigung zu laufen, wobei sich gleichzeitig die Laufbandeinheit nach unten bewegt.For example, For example, if slope reduction is to be performed, the initial slope may be set above the slope to ensure that the slope is reduced prior to the next expected slope from the initial slope. This makes it possible that at the actual time of the expected impact stroke, the target inclination is already reached, but the treadmill unit moves down at this time. Thus, the user has the impression to run at the selected Sollneigung, while the treadmill unit moves down.
In sämtlichen Ausführungen kann es die Erfindung bevorzugt vorsehen, dass der wenigstens eine Aktor der Neigevorrichtung mittels eines rückstellend nachgiebigen Elementes, insbesondere einer Feder oder eines elastomeren Puffers am Aufstelluntergrund oder an einem Gestellelement des Trainingsgerätes befestigt, insbesondere angelenkt ist.In all embodiments, the invention can preferably provide that the at least one actuator of the tilting device is fastened, in particular articulated, by means of a restoring resilient element, in particular a spring or an elastomeric buffer, to the mounting surface or to a frame element of the training device.
Insbesondere bei Verwendung von zwei Aktoren kann es die Erfindung vorsehen, dass diese in der Nähe der Lagerungen derjenigen Walze, insbesondere der vorderen Walze angeordnet sind, um welche das endlose Laufband herumgeführt ist.In particular, when using two actuators, the invention can provide that these are arranged in the vicinity of the bearings of that roller, in particular the front roller, around which the endless treadmill is guided around.
Der Aktor kann bei Ausführung als Linearaktor eine Spindel umfassen, an deren Mutter die Laufbandeinheit befestigt ist. Der Aktor kann ein Schrittmotor sein, der es ermöglicht mit der Schnelligkeit der Schrittfrequenz des Läufers die Neigung zu verringern (bzw. zu erhöhen) und wieder zurückzustellen auf die Soll-Neigung oder einen darüber (bzw. darunter) liegenden Anfangswert.When executed as a linear actuator, the actuator may comprise a spindle to whose nut the treadmill unit is fastened. The actuator may be a stepping motor that allows the speed of the stride frequency of the striker to decrease (or increase) and return to the desired incline or above (or below) initial value.
Der Vorteil variabel änderbarer Dämpfungen, auch während eines Trainingsbetriebes kann bei dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät auch dahingehend genutzt werden, die Dämpfung für zwei aufeinander folgende Auftrittsstöße und somit aufeinander folgend für den Auftrittsstoß des rechten Fußes und des linken Fußes eines Nutzers wiederholend verschieden einzustellen.The advantage of variably changeable damping, even during a training operation, can also be used in the training device according to the invention to repeatedly set the damping for two consecutive impact impacts and thus consecutively different for the impact impact of the right foot and the left foot of a user.
Hierdurch ist es realisierbar, dass ein Nutzer der vom Trainingsgerät Gebrauch macht für seinen linken Fuß eine andere Dämpfung erfährt als für seinen rechten Fuß.This makes it possible for a user who makes use of the exerciser to experience a different damping for his left foot than for his right foot.
Dies kann insbesondere in Verbindung mit Therapiemaßnahmen sinnvoll sein, wenn beispielsweise einer der Füße verletzt ist und besonders gelenkschonend das Training dieses Fußes vollzogen werden muss. Die Erfindung kann so vorsehen, für einen verletzten Fuß die Dämpfung anders einzustellen, als für einen gesunden Fuß. Diese verschiedenen Dämpfungseinstellungen für linken und rechten Fuß können während des Trainings für jeden Fuß immer wieder wiederholend umgestellt werden, somit also mit der Trittfrequenz des jeweiligen Nutzers wiederholend geändert werden.This may be useful, in particular in conjunction with therapeutic measures, for example, if one of the feet is injured and the training of this foot must be performed particularly gentle on the joints. The invention may thus provide for adjusting the damping differently for an injured foot than for a healthy foot. These different attenuation settings for left and right foot can be repeatedly changed during training for each foot repeatedly, so thus repeatedly be changed with the cadence of each user.
Die Erfindung kann hier auch vorsehen, die Dämpfung in Abhängigkeit einer verstrichenen Zeit zu ändern. So besteht hierdurch die Möglichkeit während eines Trainings in Abhängigkeit der verstrichenen Zeit die Dämpfung so zu ändern, dass unterschiedliche Laufuntergründe simuliert werden. So kann im Training beispielsweise simulativ berücksichtigt werden, dass ein Nutzer von einer Straße in ein Waldgebiet läuft, wo ein weicherer Boden gegenüber dem vorherigen Straßenbelag vorliegt.The invention may also provide for changing the damping as a function of an elapsed time. This makes it possible to change the attenuation during training as a function of the elapsed time so that different running surfaces are simulated. For example, in training it can be taken into account simulatively that a user walks from a road into a forest area where there is a softer ground compared to the previous road surface.
Während des Trainings kann somit problemlos auf unterschiedliche simulierte Untergrundeigenschaften Rücksicht genommen werden.Thus, during training, different simulated background properties can be easily taken into account.
Es besteht auch die Möglichkeit in Abhängigkeit der umgelaufenen Strecke des Laufbandes und somit letzten Endes in Abhängigkeit einer virtuell zurückgelegten Strecke eines Nutzers die Dämpfung zu ändern. Hierfür kann die umgelaufene Strecke des Laufbandes messtechnisch erfasst werden, um sodann bei jeweils gespeicherten Werten die Dämpfung zu ändern. So kann der Läufer beispielsweise eingangs festlegen, dass er zunächst einen Kilometer Straßenstrecke laufen möchte, wobei ein harter Untergrund simuliert wird um danach einen Kilometer auf einem demgegenüber relativ weichen Waldboden zu laufen, wobei ein relativ weicher Untergrund simuliert wird durch die geänderte Nachgiebigkeit des Laufbandes beim Auftrittsstoß.It is also possible, depending on the circumvented track of the treadmill and thus ultimately to change the damping depending on a virtually covered distance of a user. For this purpose, the circumvented distance of the treadmill can be detected by measurement, in order then to change the damping at respectively stored values. Thus, for example, the runner may specify at the outset that he would like to walk one kilometer of road ahead, simulating a hard ground and then walking for one kilometer on a comparatively soft forest floor, simulating a relatively soft ground due to the changed compliance of the treadmill performance impact.
Letzten Endes bietet das erfindungsgemäße Trainingsgerät auch die Möglichkeit die Dämpfung in Abhängigkeit des Gewichtes eines Nutzers zu ändern. Hierfür kann es die Erfindung vorsehen, dass mit demselben eingangs genannten wenigstens einen Sensor der Neigevorrichtung oder aber auch mit wenigstens einem anderen Sensor, insbesondere wenigstens einer Wägezelle das Gewicht des aktuell auf dem Trainingsgerät stehenden Läufers erfasst wird, um sodann in Abhängigkeit dieser erfassten Größe die Dämpfung zu wählen.In the end, the training device according to the invention also offers the possibility of changing the damping as a function of the weight of a user. For this purpose, it can provide the invention that with the same initially mentioned at least a sensor of the tilting device or else with at least one other sensor, in particular at least one load cell, the weight of the currently standing on the training device runner is detected, then to select as a function of this detected magnitude of the attenuation.
So kann zum Beispiel für unterschiedliche Untergründe, wie bereits dem zuvor benannten Straßenbelag einerseits oder einem Walduntergrund andererseits die dafür vorgesehene Dämpfung auch in Abhängigkeit des jeweiligen Gewichtes des Läufers verschieden gewählt werden. Beispielsweise kann für einen Läufer mit einem vergleichsweise höheren Gewicht die Dämpfung stärker eingestellt werden als für einen Läufer mit einem vergleichsweise geringeren Gewicht bei jeweils gleicher simulierter Untergrundbeschaffenheit.Thus, for example, for different substrates, such as the previously mentioned road surface on the one hand or a forest background on the other hand, the designated attenuation can be chosen differently depending on the weight of the runner. For example, for a runner with a comparatively higher weight, the damping can be set more strongly than for a runner with a comparatively lower weight with the same simulated ground condition.
In Verbindung mit den vorgenannten Ausführungen, aber auch grundsätzlich unabhängig hiervon kann die Erfindung auch ein Trainingsgerät der eingangs genannten Art betreffen, bei dem wenigstens ein Positionssensor vorgesehen ist, mit dem die Position eines Nutzers auf dem Laufband messbar ist und das Trainingsgerät weiterhin eine Regeleinheit aufweist, die eingerichtet ist, die Laufbandgeschwindigkeit in Abhängigkeit wenigstens eines Positionsmesswertes dieses Positionssensors zu ändern. Insbesondere kann hier die Erfindung vorsehen durch Veränderung der Laufbandgeschwindigkeit die Abweichung zwischen der gemessenen Position des Nutzers und einer Sollposition zu minimieren.In connection with the aforementioned embodiments, but also basically independent thereof, the invention may also relate to a training device of the type mentioned, in which at least one position sensor is provided, with which the position of a user on the treadmill is measurable and the training device further comprises a control unit adapted to change the treadmill speed in response to at least one position measurement value of this position sensor. In particular, the invention can provide by varying the treadmill speed to minimize the deviation between the measured position of the user and a desired position.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Trainingsgerätes erreicht, dass der Läufer nunmehr nicht mehr seine Laufgeschwindigkeit an die vorgegebene konstante Geschwindigkeit eines Laufbandes anpassen muss, sondern umgekehrt erzielt die Erfindung, dass sich die Geschwindigkeit des Laufbandes an der Laufgeschwindigkeit des Nutzers orientiert. Erhöht nämlich der Nutzer seine Laufgeschwindigkeit, so verändert sich seine Position auf dem Laufband, was mit dem Positionssensor festgestellt werden kann, wonach das Laufband seine Laufbandgeschwindigkeit ändert, um den Nutzer wieder auf die Sollposition zurückzuführen.In contrast to the prior art is achieved by this inventive embodiment of a training device that the runner now no longer has to adjust its running speed to the predetermined constant speed of a treadmill, but conversely, the invention achieves that the speed of the treadmill on the running speed of the user oriented. Namely, when the user increases his running speed, his position on the treadmill changes, which can be detected by the position sensor, after which the treadmill changes its treadmill speed to return the user to the target position.
Problemlos kann daher zum Beispiel ein Läufer der das Trainingsgerät nutzt sein Lauftraining beenden durch einfaches Reduzieren seiner Laufgeschwindigkeit bis zum Stillstand, wobei das Trainingsgerät die Geschwindigkeit des Laufbandes so reduziert und anpasst, dass der Läufer auf der gewünschten Sollposition des Laufbandes verbleibt.Thus, for example, a runner using the exerciser can easily complete his running training by simply reducing his running speed to a standstill, with the exerciser reducing and adjusting the speed of the treadmill so that the runner remains at the desired set position of the treadmill.
So wird zum einen hierdurch der Komfort beim Laufen erhöht und zum anderen auch die Sicherheit eines solches Trainingsgerätes erheblich erhöht.Thus, on the one hand this increases the comfort while running and on the other hand also significantly increases the safety of such a training device.
Die Erfindung kann hier beispielsweise vorsehen, dass die Sollposition von einem Nutzer selbst vorgebbar ist, sodass der Nutzer eine für ihn angenehme Laufposition auf dem Laufband, zum Beispiel einen für ihn angenehmen Abstand zu dem Bedienelement des Trainingsgerätes vorwählen kann. Beispielsweise kann es hier vorgesehen sein, dass die Sollposition im Zeitpunkt einer Triggerbetätigung festlegbar ist durch die in diesem Zeitpunkt gemessene Position des Läufers relativ zum Laufband, insbesondere durch einen Abstand zwischen dem Sensor und einem Nutzer.The invention can provide, for example, here that the desired position can be predetermined by a user himself, so that the user can preselect a pleasant running position on the treadmill, for example a comfortable distance for him to the operating element of the training device. For example, it may be provided here that the target position at the time of a trigger operation can be determined by the position of the rotor relative to the treadmill measured at this time, in particular by a distance between the sensor and a user.
Um eine solche Sollposition für den Nutzer besonders einfach auffindbar zu machen, kann es die Erfindung vorsehen, dass am Laufband zunächst eine konstante Umlaufgeschwindigkeit des Laufbandes eingestellt wird, die nicht durch den eingangs benannten Regelmechanismus geändert wird. So kann der Läufer durch Veränderung seiner Laufgeschwindigkeit seinen Abstand zu den Bedienelementen so wählen, dass der Abstand für ihn angenehm ist.In order to make such a desired position particularly easy to find for the user, the invention may provide that initially a constant rotational speed of the treadmill is set on the treadmill, which is not changed by the initially named regulating mechanism. So the runner can choose his distance to the controls by changing its running speed so that the distance is comfortable for him.
Beispielsweise wird ein Läufer mit einer langen Armreichweite einen größeren Abstand zu Bedienelementen wählen, als ein Läufer mit einer vergleichsweise geringeren Armreichweite.For example, a runner with a long arm reach will choose a greater distance to controls than a runner with a relatively lower arm reach.
Hat der Läufer die für ihn angenehme Laufposition auf dem Laufband gefunden, so kann er zum Beispiel am Bedienelement eine Taste betätigen, was der zuvor genannten Triggerbetätigung entspricht, sodass hierbei seine Position mittels des wenigstens einen Sensors gemessen und als Sollposition gespeichert wird, wonach das Trainingsgerät hiernach mit dem zuvor beschriebenen Regelalgorithmus fortfährt, das heißt die Position des Läufers um die gespeicherte Sollposition herum zentriert unabhängig davon, wie der Läufer seine Laufgeschwindigkeit wählt.If the runner has found his comfortable running position on the treadmill, he can, for example, actuate a button on the operating element, which corresponds to the abovementioned trigger actuation, so that in this case his position is measured by means of the at least one sensor and stored as the desired position, after which the exerciser Thereafter, it proceeds with the above-described control algorithm, that is, the position of the runner centered around the stored target position regardless of how the runner chooses its running speed.
Um für die Durchführung des benannten Regelalgorithmus die Position des Läufers relativ zum Laufband zu erfassen kann die Erfindung in einer bevorzugten Ausgestaltung vorsehen, dass ein berührungslos arbeitender Positionssensor eingesetzt wird, insbesondere der in einem in Laufrichtung vorne liegenden Bereich an einem Gestell des Trainingsgerätes angeordnet ist, beispielsweise im Bereich der Bedienelemente.In order to detect the position of the runner relative to the treadmill for carrying out the named control algorithm, the invention can provide in a preferred embodiment that a non-contact position sensor is used, in particular that is arranged on a frame of the exerciser in a forward direction in the running direction, for example, in the field of controls.
So kann ein solcher Positionssensor zum Beispiel den Abstand der Bauch- oder Brustregion des Läufers bis zum Sensor erfassen. Die Erfindung kann hier zum Beispiel vorsehen, dass der Sensor ausgebildet ist als Laserentfernungsmesser, als Ultraschallentfernungsmesser oder als Radarentfernungsmesser. Diese Entfernungsmesser haben im Wesentlichen gemeinsam, dass Laufzeitdifferenzen ausgewertet werden von den jeweils spezifischen ausgesandten Signalen, umso den Abstand in Verbindung mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Signale zu messen.For example, such a position sensor can detect the distance of the abdominal or thoracic region of the runner to the sensor. For example, the invention may provide that the sensor is designed as a laser range finder, as an ultrasonic range finder or as Radar rangefinder. These rangefinders have in common that runtime differences are evaluated by the specific specific emitted signals, so as to measure the distance in connection with the propagation speed of these signals.
Die Erfindung kann auch vorsehen mit wenigstens einem Positionssensor die Auftrittposition der Füße eines Nutzers auf dem Laufband zu messen. Hierfür können beispielsweise drucksensitive Sensoren in einer unter dem Laufband liegenden Fläche vorgesehen sein.The invention may also provide with at least one position sensor to measure the position of the feet of a user on the treadmill. For this example, pressure-sensitive sensors may be provided in a lying under the tread surface.
Die Erfindung kann aber auch vorsehen, solche Positionssensoren durch wenigstens eine Kamera zu bilden, welche die Position der Füße relativ zum Laufband optisch erfassen. Auch mit Hilfe von Radarsensoren kann die Fußposition gegenüber dem Laufband messtechnisch erfasst werden.However, the invention can also provide for such position sensors to be formed by at least one camera which optically detects the position of the feet relative to the treadmill. Even with the help of radar sensors, the foot position relative to the treadmill can be detected by measurement.
Mittels der Erfindung wird es auch erleichtert, eine Laufanalyse eines Läufers auf dem Trainingsgerät vorzunehmen. Beispielsweise kann mittels Radarsensoren die Position festgelegter Körperstellen eines Läufers, zum Beispiel Fußgelenk oder sonstige Extremitätenpositionen erfasst werden, die erfassten Positionen anhand ihrer Koordinaten in einer Analysesoftware eingespeist werden, beispielsweise in Echtzeit, um mittels einer solchen Analysesoftware eine Analyse des Laufstils vorzunehmen und diesen sodann gegebenenfalls zu korrigieren.By means of the invention it is also facilitated to carry out a running analysis of a runner on the training device. For example, by means of radar sensors, the position of defined body parts of a runner, for example ankle or other extremity positions are detected, the detected positions are fed by their coordinates in an analysis software, for example in real time, to perform an analysis of the running style by means of such an analysis software and then optionally to correct.
Beispielsweise kann es hier vorgesehen sein an den vorbestimmten Körperstellen, wie Gelenk- oder Extremitätenpositionen Reflektoren für Radarwellen zu verwenden, umso die Koordinaten dieser Reflektoren und damit indirekt auch die Position der damit markierten Körperstellen mit der benannten Software zu erfassen und auszuwerten.For example, it may be provided here at the predetermined body locations, such as joint or extremity positions, to use reflectors for radar waves in order to detect and evaluate the coordinates of these reflectors and thus indirectly also the position of the body locations marked therewith using the named software.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben.
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1 : Die Figur zeigt in einer schematischen Darstellung ein als Laufband ausgebildetes Trainingsgerät mit aktiver Neigungsverstellung zur Dämpfungsrealisierung. -
2 : Die Figur visualisiert eine alternative paralleleAnordnung von Aktor 5a und federnd nachgiebigemElement 5b. -
3 : Die Figur zeigt einen symbolisierten Regelkreis, um die Position des Läufers auf dem Laufband unabhängig von seiner Geschwindigkeit konstant zu halten.
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1 : The figure shows a schematic representation of a trained as a treadmill exercise device with active tilt adjustment for damping realization. -
2 The figure visualizes an alternative parallel arrangement ofactuator 5a andresilient element 5b. -
3 The figure shows a symbolized control loop to keep the position of the runner on the treadmill constant regardless of its speed.
Üblicherweise ist unter dem endlos umlaufenden Laufband eine Unterkonstruktion, ein sogenannter Lauftisch vorgesehen, über den das Laufband hinweg streicht, sodass der Läufer den Eindruck hat auf einem grundsätzlich festen Untergrund zu laufen.Usually, under the endless revolving treadmill, a substructure, a so-called running table is provided over which the treadmill sweeps away, so that the runner has the impression to run on a fundamentally solid surface.
Die Laufbandeinheit
Die Erfindung sieht hier vor, dass die Laufbandeinheit
Die Neigevorrichtung
Statt einer Reihenschaltung können Aktor
Diese Ausführungen ermöglichen es, dass entweder direkt in der Neigevorrichtung
Die messtechnisch erfasste Größe, also zum Beispiel eine Kraft oder eine Beschleunigung kann einer hier ebenso nur symbolisch dargestellten Steuereinrichtung
Durch die beispielshafte Verringerung der Neigung unmittelbar nachfolgend an den detektierten Auftrittsstoß oder gemäß der im allgemeinen Beschreibungsteil benannten Ausführung gegebenenfalls auch schon vorauseilend vor einem erwarteten Auftrittsstoß und während des Auftrittsstoßes wird erzielt, dass das Auftreten der Füße eines Läufers eine Dämpfung erfährt, die erfindungsgemäß variabel gestaltet werden kann, beispielsweise durch den Betrag der Neigungsverstellung und/oder die Geschwindigkeit der Neigungsverstellung.Due to the exemplary reduction in the inclination immediately following the detected impact impulse or in accordance with the embodiment described in the general part of the description, it is achieved that the occurrence of the feet of a runner undergoes an attenuation which, according to the invention, is variable in some cases before an expected impact impulse and during the impact impulse can be, for example, by the amount of inclination adjustment and / or the speed of tilt adjustment.
In die Neigevorrichtung, zum Beispiel in das federnd nachgiebige Element
Die
Ein solcher Abstandswert kann gemäß
Gemäß dieser Ausführungsform passt sich demnach die Geschwindigkeit des Laufbandes konkret an die Geschwindigkeit des Läufers an und nicht umgekehrt, wie es bislang im Stand der Technik vorgesehen ist.Accordingly, according to this embodiment, the speed of the treadmill concretely adapts to the speed of the runner and not vice versa, as heretofore provided in the prior art.
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