DE102017009169A1 - Interactive upper body imaging device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Interaktives Oberkörperabbildgerät. Erfindungsgemäß besteht es einerseits aus Kopf, Hals, Armen und Hände erfassender Steuerungs--Ein-/ Ausgabekomponente mit Datensender/-empfänger, die aus einem, an einer Anzahl von Fixierpunkten fest mit Kopf und/oder Hals, Armen und Händen eines Benutzers verbindbaren, Rahmen besteht, der mit einer Anzahl von Sensoren versehen ist, mit denen zum Zwecke der Steuerung (Eingabe) der Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente durch den Benutzer die charakteristischen Parameter für eine unmittelbar bevorstehende Bewegung der Körperbereiche des Benutzers erfassbar sind und von der diese Steuerdaten zur Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente versendet werden können, sowie die von der Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente empfangenen sensorischen Daten dem Benutzer, in für diesen verständlicher Form, zu Verfügung stellt und andererseits bestehend aus einer Kopf, Hals, Armen und Hände repräsentierenden Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente mit Datensender/-empfänger, die aus einer geeigneten technischen Nachbildung der Körperbereiche Kopf, Hals, Arme und Hände, in geeigneter Anordnung von starren und bewegbaren Elementen ähnlich dem Vorbild des betreffenden menschlichen Körperbereiches, besteht, deren technische Umsetzung geeignet funktionsorientiert minimal und reduziert gehalten sein kann und deren Beweglichkeit, der Beweglichkeit der realen Körperbereiche geeignet nahe kommt und die in der Lage ist die, von der Steuerungs-Ein-/ Ausgabekomponente versendeten, Steuerungsinformationen in geeignet übereinstimmende reale Bewegungen der repräsentierenden Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente umzusetzen, sowie mit einer Anzahl von Sensoren versehen ist, deren sensorische Fähigkeiten den realen sensorische Fähigkeiten der zugehörigen Körperbereiche des Benutzers in ihrer Funktion technisch nachempfunden sind und deren technische Umsetzung geeignet funktionsorientiert minimal und reduziert gehalten sein kann und die in der Lage ist diese sensorischen Information an die erfassende Steuerungs-Ein-/ Ausgabekomponente zu senden und somit geeignet verständlich zum Benutzer zurückzuliefern, so dass dieser in die Lage versetzt werden kann die Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente geeignet entfernt und interaktiv zu steuern. The invention relates to an interactive upper body imaging device. According to the invention, it consists on the one hand of head, neck, arms and hands grasping control - input / output component with data transmitter / receiver, which consists of a, at a number of fixing points firmly connected to the head and / or neck, arms and hands of a user, Frame provided with a number of sensors, with which for the purpose of control (input) of the body image input / output component by the user, the characteristic parameters for an imminent movement of the body regions of the user are detectable and from which this control data to the body image input / output component, as well as providing the sensory data received from the body image input / output component to the user, in comprehensible form for this purpose, and on the other hand consisting of a head image, neck, arms and hands representative body image Input / output component with data transmitter / receiver, which is a gneten technical replica of the body areas head, neck, arms and hands, in a suitable arrangement of rigid and movable elements similar to the model of the relevant human body area, exists, the technical implementation of suitable function-oriented minimal and can be kept reduced and their mobility, the mobility of the real Suitably accommodates body regions and which is able to implement the control information sent by the control input / output component into suitably matching real movements of the representative body image input / output component, as well as having a number of sensors whose sensory capabilities the function of the actual sensory abilities of the associated body areas of the user are functionally modeled in their function and their technical implementation can be suitably function-oriented minimized and kept reduced and which is capable of this sensory informatio n to send to the captive control input / output component and thus suitably intelligible to the user so that it can be enabled to remotely and interactively control the body image input / output component.
Description
Das Interaktive Oberkörperabbildgerät (im Folgenden mit IOag) besteht aus zwei Komponenten. Der Steuerungs-Ein-/ Ausgabekomponente (im Folgenden mit S-EAk abgekürzt) und der Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente (im Folgenden mit K-EAk abgekürzt).The Interactive Upper Body Imager (hereafter referred to as IOag) consists of two components. The control input / output component (hereinafter abbreviated as S-EAk) and the body image input / output component (hereinafter abbreviated as K-EAk).
Das IOag versetzt einen Benutzer in die Lage entfernt physische Tätigkeiten zu verrichten, als wäre er vor Ort.The IOag enables a user to perform physical activities remotely, as if he were on-site.
Hierzu begibt er sich geeignet in die S-EAk hinein oder legt sich die S-EAk geeignet an. Innerhalb der aktivierten S-EAk werden nun die Aktionen die der Benutzer, mit seinen Gliedmaßen oder auch dem Hals-Kopfbereich durchführt, geeignet sensorisch erfasst und in Form von geeigneten Steuerbefehlen an die K-EAk gesendet. Die K-EAk übersetzt diese Steuerbefehle in Anweisungen für reale Bewegungen der zugehörigen technischen Gliedmaße (im Folgenden mit tG abgekürzt) der K-EAk und führt diese aus.For this purpose, he goes into the S-EAk suitably or puts on the S-EAk suitably. Within the activated S-EAk, the actions performed by the user, with his limbs or also the neck-head area, are now suitably sensed and sent in the form of suitable control commands to the K-EAk. The K-EAk translates these control commands into instructions for real movements of the associated technical limb (hereafter abbreviated to tG) of the K-EAk and executes them.
Die K-EAk verwendet Sensoren, wie z.B. optische Sensoren zur perspektivischen Bilderfassung, Drucksensoren zur Registrierung von Kontakten der tG mit der Umwelt, etc. um die Parameter der aktuelle Situation der Umwelt im Bereich der K-EAk zu erfassen und diese zeitnah an die S-EAk zurückzusenden.The K-EAk uses sensors, e.g. optical sensors for perspective image acquisition, pressure sensors for registration of contacts of the tG with the environment, etc. to capture the parameters of the current situation of the environment in the field of K-EAk and to send them back to the S-EAk in a timely manner.
Der im Patentanspruch 1 und/oder 2 angegebenen Erfindung liegt unter weiterem das Problem zugrunde, dass sich Bewegungen mit herkömmlichen Erfassungsverfahren zumeist auf die Körperbewegungen des Benutzers mit realer Auslenkung der Körperbereiche in der realen Realität stützen und somit zu einem gehobenen technischen Aufwand und damit Kosten und zu einem erhöhten Platzbedarf als bei der angegebenen Erfindung führen. Zudem kann es zu unlogischen Konstellationen des gesteuerten Abbildes und dem Steuerungsgerät kommen, wenn sich das Steuergerät in seiner Bewegungsausführung nicht präzise genug zu dem Steuereingabegerät verhält und somit z.B. eine andere Auslenkung der Gliedmaße aufweisen kann als das Steuereingabegerät.The indicated in
Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 und/oder 2 aufgeführten Merkmale, also die Nutzung der Erfassung der charakteristischen Parameter der unmittelbar für eine bevorstehende Bewegung des Körperbereichs oder charakteristischen Parameter des Entstehens einer Bewegung des Körperbereiches in der tatsächlichen Realität gelöst. Es brauchen keine oder nahezu keine Bewegungen ausgeführt zu werden, sondern es kann eine reine Steuerung der Bewegungen des K-EAk unter Verwendung des betreffenden realen Körperbereiches erfolgen, somit brauchen reale Bewegungen nicht in entsprechendem Umfang ausgeführt zu werden und folglich können unlogischen Konstellationen in Verbindung mit der realen Bewegung des K-EAk reduziert werden. Es kann weniger realer Raum zur Steuerung in der realen Realität benötigt werden.This problem is solved by the features listed in
Diese Weiterbildung nach Patentanspruch 2 nutzt Körperbewegungen mit möglichen Ähnlichkeiten zu den „micro-actions“, siehe auch HUANG DEFENG, CN; HUANG DEFENG, CN; MAN-MACHINE INTERACTION CONTROLLING ME-THOD AND APPLICATIONS THEREOF; Patent
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 3 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 ermöglicht es, dass S-EAk als auch K-EAk mehrfach ausgeführt und gleichzeitig oder nacheinander miteinander verbunden sein können, so dass eine S-EAk mehrere K-EAk parallel gleichzeitig oder nacheinander steuert oder mehrere S--EAk eine einzelne K-EAk nacheinander steuern können.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 3. The development according to claim 3 makes it possible for S-EAk and K-EAk to be executed several times and connected to each other at the same time or successively, so that one S-EAk controls several K-EAk in parallel simultaneously or one after the other or several S - EAk ones single K-EAk can control one after the other.
Hiermit wird das Problem gelöst, dass sonst für unterschiedliche Aufgaben in unterschiedlichen Einsatzszenarien stets genau die dafür bestimmten S-EAk verwendet werden müssen sowie, dass Aufgaben die gleichzeitig und identisch mittels mehrerer K-EAk umgesetzt werden könnten nacheinander durchgeführt werden müssten.This solves the problem that otherwise for different tasks in different scenarios, exactly the specific S-EAk must always be used and that tasks that could be implemented simultaneously and identically using several K-EAk would have to be performed one after the other.
Mit Hilfe der Weiterbildung nach Patentanspruch 3 können nun verschiedene Benutzer einer S-EAk sich auf beliebige andere K-EAk aufschalten um diese zu bedienen und können sich trotzdem in ihrem gewohnten Umfeld befinden, da die wesentlichen Aspekte der K-EAk stets ähnlich gehalten werden können und ein neues Einlernen nicht erfordern müssen. Eine Aufschaltung auf mehrere K-EAk gleichzeitig durch eine S-EAk kann dem Benutzer einen Überblick über die Gesamtheit der K-EAk geben sowie ihn vorteilhaft gleichartige Handlungen ausführen lassen.With the help of the further development according to claim 3 different users of an S-EAk can now switch to any other K-EAK to use them and can still be in their usual environment, since the essential aspects of the K-EAk can always be kept similar and do not require a new teaching. A connection to several K-EAk at the same time by an S-EAk can give the user an overview of the entirety of the K-EAk and let him advantageously perform similar actions.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 4 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 4 ermöglicht es zusätzlich Bewegungsabläufe die der Benutzer über das S-EAk eingibt auf dessen Wunsch für eine spätere Verwendung abzuspeichern, also sogenannte Makros zu erstellen, und somit eine Automatisierung von Bewegungsabläufen des K-EAk zu programmieren, die bedarfsgemäß auch ohne spätere Benutzeraktivität durch die Logik mit anpassbaren Parametern ausgeführt werden können.A further advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 5 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 ermöglicht es zusätzlich zu der eher starren Logik, zur Ausführung von Makros durch das K-EAk, eine bedarfsgemäße, interaktive Auswahl der geeigneten Makros in Abhängigkeit der Umstände die über die Sensoren erfasst und von der Logik ausgewertet werden können. Eine Automatisierung die in durch Schwellwerte bestimmte Grenzen erkennen kann und auf diese mit im Vorfeld festgelegten Gegenmaßnahmen reagiert ist vorteilhaft.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 5. The development according to claim 5 makes it possible in addition to the rather rigid logic to execution of macros through the K-EAk, an on-demand, interactive selection of the appropriate macros depending on the circumstances that can be detected by the sensors and evaluated by the logic. An automation that can recognize in limits determined by thresholds and reacts to these with pre-determined countermeasures is advantageous.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 6 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 6 ermöglicht die automatisch Rückmeldung der K-EAk an eine S-EAk sobald ein vordefinierter Zustand eintritt, also wenn z.B. das Makro die vorgegebene Anzahl von Ausführungen vollendet hat, ein Fehlerzustand aufgetreten ist oder eine anderweitige Situation die sensorisch erfasst werden konnte und als Bedingung zur Meldung festgelegt wurde. Diese Meldung kann zur Folge haben, dass sich ein Benutzer auf die K-EAk aufschaltet und manuell die weiteren Schritte durchführt bis die K-EAk wieder selbstständig fortfahren kann.A further advantageous embodiment of the invention is specified in
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 7 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 7 ermöglicht es eine reduzierte Umsetzung des IOag zu etablieren die lediglich die Kopfbewegungen des Benutzers überträgt und ihm die Sensordaten, im Wesentlichen wird es die Sicht sein, zu der Wahrnehmung der K-EAk liefert. Eine Verwendung im Bereich der Raumüberwachung kann einen Wachmann schnell und intuitiv in die Lage versetzen mit den Sinnen vor Ort zu sein.A further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 7. The development according to claim 7 makes it possible to establish a reduced implementation of the IOag which transmits only the head movements of the user and the sensor data, in essence it will be the view, to the perception of the K-EAk delivers. A use in the area of room surveillance can quickly and intuitively enable a security guard to be on-site with the senses.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 9 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 9 ermöglicht der S-EAk die Erfassung der Bewegungen des ganzen Körpers als auch die Ergänzung des K-EAk um Körper, Beine und FüßeA further advantageous embodiment of the invention is specified in claim 9. The development according to claim 9 allows the S-EAK the detection of the movements of the whole body as well as the addition of the K-EAK to body, legs and feet
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 10 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 10 ermöglicht es die S-EAk unabhängig vom K-EAk universell als Ein-/ Ausgabegerät für Drittanwendungen zu verwenden die z.B. bereits existieren und mit der S-EAk als Ein-/ Ausgabegerät vorteilhafter betrieben werden können. Bei der alleinigen Verwendung des S-EAk tritt somit eine unbekannte Drittanwendung an die Stelle des K-EAk und das K-EAk entfällt. Die unbekannte Drittanwendung übernimmt folglich eine geeignete Kommunikation mit dem S-EAk.A further advantageous embodiment of the invention is specified in
Das S-EAk kann hierbei beispielsweise für ein nachgeschaltetes technisches System oder auch Dateninhalte für ein nachgeschaltetes Computer- oder sonstiges Datenverarbeitungssystem erzeugen sowie für die Ausgabe an eine Datenschnittstelle bereitstellen.The S-EAk can in this case, for example, for a downstream technical system or data content for a downstream computer or other data processing system generate and provide for output to a data interface.
Grundsätzlichin principle
In existierenden Computersystemen oder Datenverarbeitungsanlagen kommen als Eingabegeräte für Daten beispielsweise Tastaturen, Computermäuse oder beispielsweise für Spieleanwendungen oder dergleichen Joysticks zum Einsatz. Des Weiteren werden auch Systeme zur dreidimensionalen Erfassung von Handbewegungen wie Gesten oder dergleichen verwendet.In existing computer systems or data processing systems come as input devices for data, for example, keyboards, computer mice or for example for game applications or the like joysticks used. Furthermore, systems for the three-dimensional detection of hand movements such as gestures or the like are also used.
Existierende Robotik kann die entfernte Manipulation der realen Umwelt gemäß entfernter Steuergeräte leisten.Existing robotics can perform the remote manipulation of the real environment according to remote controllers.
Es soll das Problem des Fehlens eines universellen Standardgeräts für dem Massenmarkt gelöst werden, das vorteilhaft alle zur Steuerung geeigneten Körperaktionen des Benutzers aufnimmt und auf den künstlichen Körper überträgt, so dass ein Anwender intuitiv die Körperrepräsentation steuern kann und somit in verteilten Netzen ausgehend von einem S-EAk sich auf multiple K-EAks aufschalten kann um mit diesen entfernte Tätigkeiten vor Ort, z.B. Supportarbeiten an unzugänglichen Orten, durchzuführen kann. Diese K-EAks sind in Funktion stets gleich oder zumindest ähnlich, so dass kein Umlernen erforderlich ist. In Größe und Ausführung können sie sich unterscheiden.To solve the problem of the lack of a universal standard mass market device which advantageously accommodates and transmits to the artificial body all body actions of the user suitable for control so that a user can intuitively control the body representation and thus in distributed networks starting from an S -EAk can switch to multiple K-EAks to deal with these remote on-site activities, eg Support work in inaccessible places, can perform. These K-EAks are always the same in function or at least similar, so that no relearning is required. They can differ in size and design.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einerseits ein Eingabegerät für Daten anzugeben, mit der die Daten auf besonders effiziente und zuverlässige Weise und für den Benutzer besonders angenehm und intuitiv eingegeben werden können um diese zur Steuerung einer künstliche Repräsentation des Körpers zu nutzen und eine komfortable Möglichkeit zur entfernten Manipulation der realen oder auch virtuellen Umwelt zu bieten und die von der künstlichen Repräsentation aufgenommenen Sinneseindrücke auf die Sinne und den Körper des Benutzers zu übertragen um eine Interaktivität zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object, on the one hand to provide an input device for data, with the data in a particularly efficient and reliable manner and the user can be entered particularly pleasant and intuitive to use this to control an artificial representation of the body and a comfortable Possibility of remote manipulation of the real or virtual environment and to transfer the sensory impressions recorded by the artificial representation to the senses and the body of the user in order to enable interactivity.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Gerät mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 10 gelöst.This object is achieved by the device with the features of
Erfassung einer kurz bevorstehenden Bewegung, bzw. Erfassung in deren EntstehenDetection of an imminent movement, or detection in its creation
Die Erfindung geht dabei von folgender Grundüberlegung aus:
- Das menschliche Gehirn orientiert sich in der Regel an dem, was es über die Sensorik des Körpers erfährt, primär die Augen. Erkennt, bzw. sieht, das Gehirn ein zum eigenen Körper gehörendes Körperteil in einer Simulation, beispielsweise den zu dem Körper zugehörigen Arm, so kann es diesen per Willen normal bewegen.
- Die erfindungsgemäße S-EAk soll dazu ausgelegt sein, durch geeignet gewählte und platzierte Sensoren Parameter zu erfassen, zu messen und/oder für eine Weiterverarbeitung bereitzustellen, die bereits auf eine Absicht oder auf einen Ansatz des Benutzers schließen lassen, eine bestimmte Körperbewegung auszuführen.
- So ist es in der Lage, bereits vor oder während der Durchführung der Körperbewegung oder damit zusammenhängender Sekundärbewegung auf die reale Bewegung des realen Körperbereiches bzw. Gliedmaßes (z.B. den Arm) zu schließen und entsprechende Signale als Eingabesignale für eine nachgeschaltete Datenverarbeitungsanlage, beispielsweise eine „virtual reality“-Anlage, bereit zu stellen.
- Für die Datenverarbeitung kann dabei sogar auf die reale Körperbewegung oder deren vollständige Ausführung verzichtet werden. Dies gilt umso mehr, sofern das Gehirn ein virtuelles Gliedmaß oder etwas Ähnliches oder Zugeordnetes sieht, das seinen Vorstellungen gemäß agieren kann, beispielsweise eine entsprechend Zuordnung über die visuelle Sensorik der K-EAk oder entsprechendes in der virtuellen Realität.
- The human brain is usually oriented to what it experiences through the sensors of the body, primarily the eyes. Recognizes, or sees, the brain is a body part belonging to its own body in a simulation, For example, the arm associated with the body, so it can move it by will normally.
- The S-EAk according to the invention should be designed to detect, measure and / or provide for further processing by suitably selected and placed sensors parameters that already suggest an intention or an approach of the user to perform a specific body movement.
- So it is able to close before or during the implementation of body movement or related secondary movement on the real movement of the real body area or limb (eg the arm) and corresponding signals as input signals for a downstream data processing system, such as a "virtual reality "facility, ready to face.
- For the data processing can even be dispensed with the real body movement or their complete execution. This is all the more so if the brain sees a virtual limb or something similar or assigned that can act according to his ideas, for example, a corresponding assignment via the visual sensors of the K-EAk or equivalent in virtual reality.
Somit wird ein real in der S-EAk so gut wie ruhiggestellter Körperbereich, im Beispiel der Arm, zum frei beweglichen Körperbereich in der, für das Gehirn nun realen, entfernten oder Virtuellen Realität. Hier muss die künstliche Repräsentation des Armes dann optisch wie funktional nicht mehr mit dem realen Körperbereich übereinstimmen, Hauptsache die gewünschte (sich vom Gehirn vorgestellte) Aktion in der wahrgenommenen entfernten Realität, lässt sich mit den realen Bewegungsintentionen vereinbaren.Thus, a body region that is virtually immobilized in the S-EAk, in the example of the arm, becomes a freely movable body region in what is now real, distant or virtual reality for the brain. In this case, the artificial representation of the arm no longer has to correspond visually and functionally with the real body area. The main thing is the desired action (presented by the brain) in the perceived distant reality, which can be reconciled with the real intentions of movement.
Dem Benutzer der S-EAk in der Realität wird freie Bewegung, seiner künstlichen Präsenz ermöglicht indem die Bewegungsintention des Benutzers durch dessen minimale Körperbewegung, Anspannung oder Nervenimpulse interpretiert wird. Er bewegt sich damit virtuell umfänglich ohne sich real tatsächlich selbst wesentlich zu bewegen.In reality, the user of the S-EAk is allowed free movement, his artificial presence, by interpreting the user's intention of movement through his minimal body movement, tension or nerve impulses. He thus moves virtually circumferentially without really actually moving himself real.
Rückführung des Körperbereichs nach dessen Bewegung in seine UrsprungspositionReturning the body area after moving it to its original position
Die Erfindung geht dabei von folgender Grundüberlegung aus:
- Im Falle der Nutzung der S-EAk als Eingabegerät für ist davon auszugehen, dass Körperbereiche hier Gliedmaßen sich innerhalb der S-EAk zur Abgabe von Steuersignalen bewegen werden. Der Tragekomfort kann es erfordern, dass die Auslenkung eines Gliedmaßes sich im Millimeter- oder Zentimeterbereich befindet.
- Um zu vermeiden, dass sich reale Gliedmaße somit von den künstlichen bzw. virtuellen Pendants in der Ausrichtung unterscheiden muss eine Rückführung erfolgen.
- Dies ist äquivalent zu sehen zu einer Tastenrückführung bei einer Computertastatur in den Ausgangszustand oder dem automatischen Zentrieren eines Joysticks für Computerspiele bei Loslassen des Selben.
- In the case of using the S-EAk as an input device for it is to be assumed that body areas here limbs will move within the S-EAK for the delivery of control signals. Comfort may require the limb deflection to be in the millimeter or centimeter range.
- In order to avoid that real limbs thus differ from the artificial or virtual counterparts in the orientation must be a return.
- This is equivalent to seeing a key return on a computer keyboard to the initial state or automatically centering a joystick for computer games on release of the same.
Komponenten der S-EAkComponents of the S-EAk
Das S-EAk enthält grundsätzlich einen Rahmen, Sensoren und eine Datenschnittstelle.The S-EAk basically contains a frame, sensors and a data interface.
Rahmen der S-EAkFrame of the S-EAk
Ein Rahmen mit einer Anzahl von Kontaktpunkten zur Herstellung lokalen körperlichen Kontakts mit dem jeweiligen Körperbereich. Diese Kontaktpunkte sind in ihrer räumlichen Position zueinander weitgehend fest gehaltenen.A frame with a number of contact points for making local physical contact with the respective body area. These contact points are largely held firmly in their spatial position to each other.
Der Rahmen ist bevorzugt derart ausgelegt, dass er die Regionen des zu erfassenden Körperbereichs, entweder ganz oder teilweise, aber mindestens an den wesentlichen Stellen, die zur Ausführung der Bewegung nötig sind umgibt, dort also anliegt. Bevorzugt schränkt der Rahmen in der Ausprägung als Eingabegerät für Daten entweder die Bewegungsmöglichkeit des Benutzers völlig ein oder lässt nur noch minimale Restbewegungen von wenigen Millimetern oder Zentimetern zu. Zum Anlegen des Rahmens an den Benutzer kann die Beschränkung der Bewegungsmöglichkeiten zeitweise reduziert sein, bis hin zur Aufhebung der Beschränkung.The frame is preferably designed so that it is the regions of the body region to be detected, either completely or partially, but at least at the essential locations that are necessary to carry out the movement, there so abuts. Preferably, the frame in the form of an input device for data either completely limits the user's ability to move or only permits minimal residual movements of a few millimeters or centimeters. To apply the frame to the user, the restriction on the possibilities of movement may be temporarily reduced, up to the removal of the restriction.
Ein automatischer Rücklauf des Rahmens in die Ausgangs- bzw. Ursprungsposition kann die Funktionalität vorteilhaft ergänzen.An automatic return of the frame to the original position can advantageously complement the functionality.
Falls Polsterung eingesetzt wird gilt diese als Teil des Rahmens angesehen. Polsterung kann dazu dienen einen angemessenen Tragekomfort zu leisten und/oder einen Raum für die Bewegung des Körperbereichs zu gewähren der für die Sensorik notwendig sein kann, um die Bewegung oder Körperdaten messen zu können. Zudem erlaubt eine federnde Polsterung die automatische Rückführung des ausgelenkten Körperbereichs in die Ausgangsposition des Körperbereichs.If upholstery is used, it is considered part of the frame. Upholstery may be used to provide adequate comfort and / or to provide a space for movement of the body area which may be necessary for the sensor to measure movement or body data. In addition, a resilient padding allows the automatic return of the deflected body area in the starting position of the body area.
Polsterung kann in Form einer flexiblen Innenausstattung umgesetzt sein, bestehend aus z.B. Schaumstoff, Textil, Luftpolster oder ähnlichem, an der Innenseite hin zum Körperbereich aufweisen und mit dem Rahmen fest verbunden sein (z.B. aufgeklebt, geschraubt, mit Klettband angebracht, mit Druckknöpfen befestigt oder ähnlichem). Sie kann je nach Bauform fest verbaut oder entfernbar sein, z.B. zu Zwecken der Reinigung, zur Wartung oder anderem.Upholstery can be implemented in the form of a flexible interior, consisting of eg foam, textile, air cushion or the like, on the inside towards the body area and be firmly connected to the frame (eg glued on, screwed on, attached with Velcro, fastened with snaps or the like). Depending on the design, it can be permanently installed or removable, eg for cleaning, maintenance or other purposes.
Auf der Polsterung können sich innen zum Körperbereich hin auch weitere Komponenten, hier als Kontaktkomponenten bezeichnet, befinden, die den eigentlichen Kontakt zum Körperbereich des Benutzers herstellen (z.B. Gurte zur Fixierung des Körperbereiches, Schellen die den Körperbereich umfassen, etc.). Diese, auf der Polsterung gefederten, oder durch einen anderen, zwischen ihnen und dem Rahmen befindlichen, Mechanismus beweglich gehaltenen, Kontaktkomponenten sind auch Teil der S-EAk und können ebenfalls fest verbaut oder zur Wartung oder Reinigung entfernbar gehalten sein.The padding may also contain other components, referred to herein as contact components, which make actual contact with the body region of the user (e.g., straps for securing the body region, straps comprising the body region, etc.). These spring-mounted on the padding, or held by another, located between them and the frame mechanism, contact components are also part of the S-EAK and can also be firmly installed or removed removable for maintenance or cleaning.
Die Komponenten des Rahmens die als Kontaktpunkte bzw. Kontaktkomponenten dienen müssen in soweit fest positionierbar sein, dass ein sicherer und in seiner Position, zur gewünschten punktuellen oder flächigen Stelle am Körperbereich, nahezu nicht variierender Kontakt zustande kommt. Dies kann über geeignete gängige Materialien (Materialien wie Kunststoff, Metall, Holz etc.) mit geeigneten gängigen Mitteln (z.B. mittels Bändern, Riemen, Laschen, Schnallen, Reiß- oder Klettverschlüssen etc.) gewährleistet werden.The components of the frame which serve as contact points or contact components must be able to be firmly positioned so far that a secure and in its position, to the desired punctiform or planar position on the body region, almost non-varying contact is established. This can be ensured by means of suitable common materials (materials such as plastic, metal, wood, etc.) by suitable common means (for example by means of straps, straps, straps, buckles, zip fasteners or Velcro fasteners, etc.).
Dieser Kontakt kann auch nur mittelbar erfolgen wenn Kleidung den betreffenden Körperbereich bedeckt.This contact can only be made indirectly if clothing covers the affected area of the body.
Der Rahmen oder Teile von ihm können selbst Teil der Sensorik sein z.B. Messung von Druckunterschieden, der Auslenkung, Stauchung, Drehung, etc. Ebenfalls können Teile des Rahmens aus Zwischenstücke für z.B. eine Federung zum angenehmeren Tragen der S-EAk dienen oder zum Ermöglichen des Anlegens/Anziehen bzw. Ablegens/Ausziehen eingefügt und Teile können zu diesem Zweck, zum Zweck des Verstauens oder weiterem klappbar, verschiebbar, drehbar, stauchbar oder abnehmbar sein.The frame or parts of it may itself be part of the sensor system, e.g. Measurement of pressure differences, deflection, compression, rotation, etc. Also, parts of the frame may be made of spacers for e.g. serve a suspension for more comfortable wearing the S-EAk or inserted for enabling the donning / taking off / taking off and parts may be for this purpose, for the purpose of stowing or further foldable, slidable, rotatable, compressible or removable.
Sensorik der S-EAkSensor technology of the S-EAk
Die Bewegungen und je nach Bauform auch weitere Eigenschaften des Körperbereichs werden mit den, dem Gerät zugehörigen, geeigneten Sensoren erfasst und die Ergebnisse dieser Messungen werden über eine der S-EAk zugehörige Datenschnittstelle welche durch eine geeignete und zugehörige künstliche Logik unterstützt sein kann, zur zeitnahen Verarbeitung der externen Komponenten bereitstellt.The movements and, depending on the design, also other properties of the body region are detected by the appropriate sensors associated with the device, and the results of these measurements are made available via an S-EAk-associated data interface, which can be supported by suitable and associated artificial logic Processing of external components provides.
Zur Erfassung von Signalen, anhand derer die Datenerfassung erfolgen soll, sind vorzugsweise Sensoren vorgesehen, die nahe und bevorzugt im Kontakt mit Körperteilen des Benutzers platziert werden können und zur Aufnahme von im Zusammenhang mit durchgeführten oder geplanten Bewegungen des jeweiligen Körperteils auftretenden Zustandsveränderungen, beispielsweise Muskelbewegungen oder dadurch bedingte Haut- oder Druckveränderungen oder auch damit einhergehende elektrische und/oder magnetische Signale, geeignet und ausgelegt sind. Die zugehörige Sensorik kann aber auch entfernt angebracht sein und geeignet Veränderungen am Rahmen oder Körper des Benutzers messen um das gleiche Ziel zu erreichen.For detecting signals on the basis of which data acquisition is to take place, sensors are preferably provided which can be placed close and preferably in contact with parts of the user's body and for recording state changes occurring in connection with performed or planned movements of the respective body part, for example muscle movements or resulting skin or pressure changes or associated electrical and / or magnetic signals, are suitable and designed. The associated sensors can also be mounted remotely and suitably measure changes to the frame or body of the user to achieve the same goal.
Die Sensorik kann dabei bevorzugt nach folgenden Gruppen ausgeprägt sein:
- - Sensorik zur Erfassung von mechanischen Veränderungen im oder am Gerät, z.B. anliegende Druckunterschiede oder Spannungen an der Sensorik oder am Material der S-EAk, etc. durch die Bewegung des Benutzers.
- - Sensorik zur Erfassung von Veränderungen im, am oder auf dem Körperbereich (z.B. elektromagnetische Felder von Nervenimpulsen, elektrische Ströme auf der Haut des Körperbereichs, Hautfeuchtigkeit, etc.) des Benutzers.
- - Sensors for detecting mechanical changes in or on the device, for example, applied pressure differences or voltages on the sensor or the material of the S-EAk, etc. by the movement of the user.
- - Sensors for detecting changes in, on or on the body area (eg electromagnetic fields of nerve impulses, electrical currents on the skin of the body area, skin moisture, etc.) of the user.
Die zu erfassenden Körperbereiche stoßen, sobald sich der Benutzer im, für den Körperbereich, natürlichen Maße, bewegen will, bei der Bewegungsausführung von Innen gegen die Grenzen der sie umgebende Struktur der S-EAk (Rahmen). Die Messtechnik der S-EAk erfasst diese Bewegungsintention des Benutzers, misst also die noch mögliche Restbewegung oder die Vorläufer davon oder die inneren Körpervorgänge (z.B. Nervenimpulse zu der Muskulatur) die zur Bewegung und dem betreffenden Anstoßen führen würden.As soon as the user wants to move in the body area, natural dimensions, the areas of the body to be detected encounter the boundaries of the surrounding structure of the S-EAk (frame) during the movement execution from the inside. The measurement technique of the S-EAk captures this user's intention to move, thus measuring any remaining movement or precursors thereof or internal bodily processes (e.g., nerve impulses to the musculature) that would result in movement and impact.
Je nach Sensorik kommen entweder die an der S-EAk anliegende Druck-und Zugkräfte und die Positionen an denen sie auftreten, sowie deren Impuls (zur Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit) in Betracht, oder die elektromagnetische Felder der Nerven des Körpers des Benutzers und deren Intensität, Wellenform und Position.Depending on the sensor, either the compressive and tensile forces applied to the S-EAk and the positions at which they occur, as well as their momentum (for detecting the speed of movement), or the electromagnetic fields of the nerves of the user's body and their intensity, Waveform and position.
Die Sensorik ist ein wesentlicher Teil der S-EAk und ist bevorzugt zur Messung der Aktionen des Körperbereichs des Benutzers innerhalb des Rahmens ausgelegt.The sensor is an integral part of the S-EAk and is preferably designed to measure the actions of the user's body area within the frame.
Je nach Ausführung der S-EAk können unterschiedliche geeignete messtechnische Verfahren zum Einsatz kommen, die aber alle das gleiche Ziel verfolgen, und zwar die körperlichen Auswirkungen der Bewegungsintention und/oder Auswirkungen der tatsächlich ausgeführten Bewegung des Benutzers in oder an der S-EAk zu registrieren, zu messen, und die betreffenden Messwerte zur Weiterverarbeitung bereitzustellen, z.B. durch Zuleiten zur Datenschnittstelle. Hinzu kann die Erfassung von weiteren physiologischen Körperfunktionen des Körperbereiches kommen.Depending on the design of the S-EAk different suitable metrological methods can be used, but all pursue the same goal, namely the physical effects of the intention of movement and / or effects of register or measure actual movement of the user in or on the S-EAk, and to provide the relevant measured values for further processing, for example by supplying them to the data interface. In addition, the detection of other physiological body functions of the body area can come.
Die Messtechnik kann an der S-EAk an unterschiedlichen Stellen angebracht sein.
- I. Sensoren innerhalb der S-EAk:
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- - in, an oder auf der Innenseite der Kontaktkomponenten,
- - in dem beweglichen Bereich zwischen Kontaktkomponenten und Rahmen,
- - in, an oder auf der Polsterung oder
- - direkt auf der Innenseite des Rahmens angebracht.
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- II. Sensoren im Material der S-EAk:
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- - in das Material des Rahmens eingefügt (z.B. eingegossen),
- - in freigelassenen Bereichen des Rahmens eingefügt oder
- - selbst ein Rahmenstück des Rahmens bzw. der Rahmen selbst.
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- III. Sensoren außerhalb der S-EAk:
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- - auf der Oberfläche des Rahmens angebracht,
- - mechanisch an den Rahmen gekoppelt oder
- - an den Rahmen durch beliebige weitere verbindende Komponenten gekoppelt. Hierbei muss keine materielle Verbindung zu den Sensoren bestehen, es können auch Veränderungen des Rahmens auf optischem, akustischem, elektronisch, elektromagnetischem oder anderem Wege gemessen werden.
- Die Messtechnik ist je nach Ausführung
- I. Sensors within the S-EAk:
- The measuring technology is depending on the version
- in, on or on the inside of the contact components,
- in the movable area between contact components and frames,
- - in, on or on the upholstery or
- - mounted directly on the inside of the frame.
- The measuring technology is depending on the version
- II. Sensors in the material of the S-EAk:
- The measuring technology is depending on the version
- - inserted into the material of the frame (eg cast in),
- - inserted in released areas of the framework or
- - Even a frame piece of the frame or the frame itself.
- The measuring technology is depending on the version
- III. Sensors outside the S-EAk:
- The measuring technology is depending on the version
- - mounted on the surface of the frame,
- - mechanically coupled to the frame or
- - Coupled to the frame by any other connecting components. There is no material connection to the sensors; changes to the frame can also be measured by optical, acoustic, electronic, electromagnetic or other means.
- The measuring technology is depending on the version
Es können je nach Verwendungszweck der S-EAk auch weniger oder mehr Komponenten der Bewegungen und auch andere Körpereigenschaften des erfassten Körperbereiches durch die Messtechnik erfasst werden, z.B. Spannungen an der Hautoberfläche, die Feuchtigkeit an der Hautoberfläche, die Temperatur des Körperbereiches und weitere.Depending on the intended use of the S-EAK, it is also possible to detect fewer or more components of the movements and also other body properties of the detected body region by the measuring technique, e.g. Tensions on the skin surface, the moisture on the skin surface, the temperature of the body area and more.
DatenschnittstelleData Interface
Über die zur S-EAk und K-EAk gehörende Datenschnittstelle können die über die der betreffenden Komponente geeignet zugehörigen Sensorik aufgenommenen Informationen an die geeignete Gegenstelle senden. Die S-EAk sendet an die K-EAk und empfängt von der K-EAk. Die K-EAk sendet an die S-EAk und empfängt von der S-EAk. Eine Logik kann hier auf Seiten einer oder auch beider Komponenten zwischengeschaltet sein um die sensorischen Informationen geeignet zu filtern und aufzubereiten bevor diese versendet werden.
Die Datenschnittstelle ist mit den Sensorend der betreffenden Komponente über Datenverbindungen, wie z.B. elektrische Leitungen, verknüpft und stellt die Daten an nachgeordnete technischen Gerätekomponenten zum Versand zu Verfügung. Die Ausprägung der Datenschnittstelle kann auf gängigen technischen Möglichkeiten basieren, z.B. Serielle oder Parallele Schnittstellen wie z.B. USB oder auch kabellose Verfahren wie z.B. Bluetooth und weitere.By means of the data interface belonging to the S-EAk and K-EAk, the information received via the sensor component which is suitably associated with the relevant component can be sent to the suitable remote station. The S-EAk sends to the K-EAk and receives from the K-EAk. The K-EAk sends to the S-EAk and receives from the S-EAk. A logic can be interposed here on the side of one or even both components in order to filter the sensory information appropriately and prepare it before it is sent.
The data interface is linked to the sensor end of the relevant component via data connections, such as electrical lines, and makes the data available to downstream technical device components for dispatch. The nature of the data interface can be based on common technical possibilities, eg serial or parallel interfaces such as USB or wireless methods such as Bluetooth and others.
S-EAk und deren AusprägungenS-EAk and their characteristics
Aus den in der S-EAk gemessenen Positionen der auftretenden Kräfte am Gerät kann auf die daran beteiligten Körperzonen des erfassten Körperbereichs rückgeschlossen werden und hieraus können die real beteiligten Muskeln und Gelenke durch die Auswertungssoftware ermittelt werden. Die Intensität und der Zeitraum des Anschwellens der Kraft (Wellenfront, Steigung der Zunahme der Kraft) gibt Aufschluss darüber wie schnell sich der Körperbereich bewegen will und mit welcher Beschleunigung diese Bewegung vonstatten gehen soll, also vom Benutzer gewünscht wird.
Somit kann die Intention der vom Benutzer real auszuführenden Bewegung aus diesen Messungen abgeleitet werden um für eine Abbildung der durch den Benutzer gewünschten Bewegung in einer entfernten Repräsentation genutzt zu werden.From the measured in the S-EAK positions of the forces occurring on the device can be deduced the involved body zones of the detected body area and from this the real participating muscles and joints can be determined by the evaluation software. The intensity and the period of the swelling of the force (wave front, slope of the increase in force) provides information about how fast the body area wants to move and with which acceleration this movement should take place, ie is desired by the user.
Thus, the intention of the motion to be actually performed by the user can be deduced from these measurements to be used for mapping the user desired movement in a remote representation.
Gleichermaßen vorteilhaft kann es sein die Beweglichkeit im Vorfeld der Ausnutzung der Endfunktionalität ohne Bewegungsfreiheit zuzulassen um eine schrittweise Anpassung an die Endfunktionalität zuzulassen, oder eine Einstellung der Endposition des Gerätes zu ermöglichen, die dann dem Benutzer besonders angenehm ist. Somit kann das S-EAk eine Beweglichkeit im geringen Zentimeterbereich zulassen.Equally advantageously, it may be the mobility in the run-up to the use of the end functionality without freedom of movement to allow a gradual adaptation to the end functionality, or to allow adjustment of the final position of the device, which is then particularly pleasant to the user. Thus, the S-EAk can allow a mobility in the small centimeter range.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläuter.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Die zu erfassenden Körperteile werden von der S-EAk in einer bevorzugten Ausführungsform („Vollhülse“) in Form einer Vollhülse, in der Form ähnlich eines Gipsverbands umschlossen, so dass der Körperbereich vollständig innen an den Innenwänden der S-EAk oder deren innerer Polsterung anliegt. Diese Hülse kann bei Bedarf aufgeklappt und geschlossen werden um den zu erfassenden Körperbereich aufzunehmen oder zu entlassen. Nach dem Schließen kann sich der Körperbereich innerhalb, nicht oder nur noch unwesentlich darin bewegen, ähnlich wie bei einem herkömmlichen Gipsverband. Je nach Ausstattung mit einer innen liegenden Polsterung ist mehr oder weniger Freiraum zum Bewegen übrig.The body parts to be grasped are enclosed by the S-EAk in a preferred embodiment ("full sleeve") in the form of a solid sleeve, in the form of a plaster cast, so that the body portion rests completely inside on the inner walls of the S-EAk or its inner padding , This sleeve can be opened and closed as needed to accommodate or dismiss the body area to be detected. To Closing, the body area can move within, not or only slightly, similar to a conventional plaster cast. Depending on the interior padding, there is more or less free space to move around.
Die Ausgestaltung der S-EAk als Vollhülse kann, z.B. zur Belüftung, im Umfang reduziert werden, so dass Öffnungen an, für die Auswertung der Bewegungen des Körperbereichs, unwesentlichen Stellen eingefügt sind oder ganze nicht benötigte Bereiche frei bleiben. Die bei dieser alternativen vorteilhaften Ausgestaltung („Teilhülse“) entstehenden Freiräume können beliebig geformt und von beliebiger Größe sein, sofern gewährleistet bleibt, dass der zu erfassende Körperbereich angemessen darin befestigt ist, also nicht herausrutscht und gleichzeitig die Bewegung so eingeschränkt bleibt, dass die Sensorik die zu messenden Bewegungsversuche des Benutzers korrekt erfassen kann, und daraus wiederum korrekt der Rückschluss auf die Bewegungsintention des Benutzers gelingt.The design of the S-EAk as a solid sleeve can be made, e.g. for ventilation, are reduced in circumference, so that openings are inserted at, for the evaluation of the movements of the body area, insignificant places or remain free all unnecessary areas. The resulting in this alternative advantageous embodiment ("partial sleeve") spaces can be arbitrarily shaped and be of any size, provided that it remains ensured that the body region to be detected is adequately secured therein, so does not slip out and at the same time the movement remains so limited that the sensor can correctly grasp the movement attempts of the user to be measured, and from this again the conclusion on the intention of the user's movement can be derived correctly.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung („Minimalgerüst“) kann das S-EAk auf eine Bauform als Minimalgerüst reduziert werden, wenn nur noch eine geringe bis zur minimalen Anzahl von Regionen des zu erfassenden Körperbereichs fixiert werden, so dass die Bewegung weiterhin wie in der Teilhülse eingeschränkt wird. Auch ist es dabei vorgesehen, dass die Sensorik den Körperbereich ausreichend erfassen kann um die Bewegungsintention des Benutzers auf zu nehmen, also z.B. den Druck und Impuls der Bewegungsversuche messen kann.In an alternative advantageous embodiment ("minimal framework"), the S-EAk can be reduced to a design as minimal framework, if only a small to the minimum number of regions of the body region to be detected are fixed, so that the movement continues as in the partial sleeve is restricted. It is also provided that the sensor system can detect the body area sufficiently to take on the intention of the user's movement, e.g. can measure the pressure and momentum of movement attempts.
Ausführungsform der S-EAk als externes/integriertes Device:Embodiment of S-EAk as external / integrated device:
Jede Bauform der S-EAk kann auch extern befestigt und somit entweder ortsgebunden feststehend oder in ein mobiles S-EAk integriert sein, so dass sie nicht vom Benutzer „übergezogen“ bzw. „angezogen“ wird sondern er sich in das S-EAk selbst hineinbegibt, also sich hineinstellt, hineinlegt oder hineinsetzt. Der Benutzer nimmt seine Position ein und betätigt eine Auslöseautomatik, die das umfassen der relevanten Körperbereiche voll- oder teilautomatisch vornimmt. Auf diese Weise kann das S-EAk auch automatisiert an den Benutzer angepasst und angelegt werden. Es werden die Messpunkte am Körper des Benutzers durch eine erkennende Sensortechnik und darunterliegende Logik identifiziert und passgenau die Rahmenkomponenten mit den Sensoren des Gerätes angelegt.Each design of the S-EAk can also be fixed externally and thus either fixed stationary or integrated into a mobile S-EAK, so that it is not "pulled over" or "attracted" by the user but he enters into the S-EAk itself , that is, put in, put in or put into it. The user takes his position and actuates an automatic triggering, which performs the fully or partially automatically covering the relevant body areas. In this way, the S-EAk can also be automatically adapted to the user and created. The measuring points on the user's body are identified by a cognitive sensor technology and underlying logic, and the exact fit of the frame components with the sensors of the device.
Alternativ kann sich der Benutzer selbst das externe oder integrierte S-EAk an die zu erfassenden Körperbereiche anlegen oder muss sich von Dritten dabei helfen lassen.Alternatively, the user may himself create the external or integrated S-EAk to the areas of the body to be detected or must be helped by a third party.
Beispiel: Bauform Vollhülse mit Drucksensoren im Innern und geringer Bewegungsfreiheit. Im Innern dieser Bauform sind an den Innenwänden oder in der Polsterung, entweder weiträumig oder nur an signifikanten Bereichen oder Punkten, an welchen primär Kraftentwicklung durch den zu erfassenden Körperbereich zu erwarten ist, druckmessende Sensoren angebracht, die die Höhe des ausgeübten Druckes sowie den Impuls an der Innenseite messen und zur Datenschnittstelle der S-EAk weitergeben können.Example: Full-sleeve design with pressure sensors inside and little freedom of movement. In the interior of this design are on the inner walls or in the upholstery, either spacious or only at significant areas or points at which primarily force development is to be expected by the body region to be detected, pressure-measuring sensors attached, the height of the pressure exerted and the pulse Measure the inside and pass it to the data interface of the S-EAk.
Der Benutzer der Vollhülse betätigt also nun die Muskeln seines zu erfassenden Körperbereichs und veranlasst hierdurch einen Druck der hierdurch bewegten Teile des Körperbereich gegen die Innenwand bzw. daran anliegende Polsterung und damit auf die Sensoren. Die Position des ausgeübten Druckes lässt einen Rückschluss auf die bewegten Teile des Körperbereichs ziehen.The user of the solid sleeve thus now actuates the muscles of his body region to be detected and thereby causes a pressure of the parts of the body area moved thereby against the inner wall or padding and thus on the sensors. The position of the applied pressure draws a conclusion on the moving parts of the body area.
Die Anspannung der Muskeln lässt diese anschwellen und selbst auch auf die Sensoren drücken. Dieser Druck der gespannten Muskeln kann ebenfalls zur Auswertung gemessen werden. Die Position des Druckes kann den Muskeln zugeordnet werden und damit den nachgelagerten datenverarbeitenden Systemen zugeleitet werden.
Das S-EAk mit Drucksensoren kann in jeder genannten Bauform (Vollhülse, Teilhülse, Minimalgerüst) umgesetzt werden.The tension of the muscles makes them swell and even press on the sensors. This pressure of the tense muscles can also be measured for evaluation. The position of the pressure can be assigned to the muscles and thus fed to the downstream data processing systems.
The S-EAk with pressure sensors can be implemented in every design mentioned (full sleeve, partial sleeve, minimal framework).
Beispiel: S-EAk ohne BewegungsfreiheitExample: S-EAk without freedom of movement
Die Bauform ohne Bewegungsfreiheit (bzw. minimale Bewegungsfreiheit) basiert messtechnisch entweder auf den Spannungskräften die im Material durch den Bewegungsversuch erzeugt werden oder auf den gemessenen Nervenimpulsen im Körperberbereich (z.B. deren elektromagnetisches Feld oder deren Strom) die an der Körperoberfläche gemessen werden.The design without freedom of movement (or minimal freedom of movement) is metrologically based either on the tension forces generated in the material by the movement attempt or on the measured nerve impulses in the body region (for example their electromagnetic field or their current) which are measured on the body surface.
Die Messungen von Spannungskräften im Material werden entweder durch Messungen am oder im Material selbst (z.B. Änderung im Stromwiderstand), an der Oberfläche des Materials (z.B. Längenänderung, optische Erfassung etc.) oder in den Verbindungsstücken die, die Teilbereiche der S-EAk zusammenhalten und Sensoren enthalten, gemessen.The measurements of stress forces in the material are either by measurements on or in the material itself (eg change in the current resistance), on the surface of the material (eg length change, optical detection, etc.) or in the connectors, the parts of the S-EAK together and Sensors included, measured.
Die Zug- oder Stauchungskräfte oder Messergebnisse der Nervenimpulse werden dann wieder zur Datengrundlage der Interpretation hinsichtlich der Bewegungsintention des Benutzers genutzt und können in Bewegungen der entfernten Welt überführt werden.The tensile or compression forces or measurement results of the nerve impulses are then used again for the data basis of the interpretation regarding the intention of the user to move and can be transferred into movements of the distant world.
Die S-EAk kann in jeder genannten Bauform also Vollhülse, Teilhülse oder Minimalgerüst umgesetzt werden. The S-EAk can be implemented in any of the aforementioned designs, ie full sleeve, partial sleeve or minimal framework.
Rückwirkung von der entfernten Repräsentation:Retroactivity from the remote representation:
Um die Interaktion mit der entfernten Repräsentation z.B. der K-EAk zu ermöglichen können der S-EAk technische Zusatzmodule integriert sein die eine Rückmeldung von der entfernten Repräsentation zulassen. Die visuelle Wahrnehmung der entfernten Repräsentation kann über ein dem S-EAk integriertes oder einem mit der S-EAk verbundenen Datensichtgerät, so z.B. einer VR-Brille bereitgestellt werden. Zudem sind Module die einen spürbaren Druck auf der Haut des Körperbereichs, z.B. Fingerspitzen, des Benutzers der S-EAk erzeugen integrierbar, sowie Module die eine andere körperliche wahrnehmbare Reizung vornehmen.To avoid interaction with the remote representation, e.g. To enable the K-EAk, the S-EAk technical add-on modules can be integrated which allow feedback from the remote representation. The visual perception of the remote representation may be via a S-EAk integrated or S-EAk connected visual display, e.g. a VR glasses are provided. In addition, modules that exert a noticeable pressure on the skin of the body area, e.g. Fingertips, the user of the S-EAk generate integrable, as well as modules that make a different physical perceptible irritation.
Bewegungsintention im Kontext der S-EAkMotion intention in the context of the S-EAk
Die durch den Benutzer der S-EAk, an dem vom S-EAk umfassten Körperbereich, initiierte Bewegung (mit dem Wunsch diese komplett durchzuführen), die aber aufgrund der Bewegungseinschränkungen durch das S-EAk nicht vollständig ausgeführt werden kann und somit nur als Druck, Spannung, Nervenimpuls etc. am S-EAk gemessen wird.The movement initiated by the user of the S-EAk, at the body area covered by the S-EAk, (with the desire to perform it completely), but due to the movement restrictions imposed by the S-EAk, can not be fully performed, and thus only as pressure, Voltage, nerve impulse, etc. is measured at the S-EAk.
Beispielhafter Ablauf der Benutzung der S-EAk:Exemplary procedure of using the S-EAk:
Der Benutzer der Geräts schlüpft in das S-EAk oder öffnet das S-EAk durch einen Öffnungsmechanismus, der hierfür vorgesehen ist und je nach Bauform unterschiedliche Ausprägung haben kann, so z.B. in Form von Schnallen die die aufklappbare Bein-Vollhülse zusammenhalten, in Form von aufschiebbaren Segmenten die das Hand- S-EAk etwas öffnen um mit der Hand hinein zu gleiten oder durch Aktivieren der Öffnungsautomatik damit sich das Ganz-Körper S-EAk in Form eines extern angebrachten Rahmens öffnet und der Benutzer sich hineinsetzen kann.The user of the device slips into the S-EAk or opens the S-EAk through an opening mechanism which is provided for this purpose and may have different characteristics, depending on the design, e.g. in the form of buckles that hold the hinged leg sleeve together, in the form of sliding segments that open the hand S-EAk something to slide in with your hand or by activating the automatic opening so that the whole body S-EAk in the form of a externally mounted frame opens and the user can sit down.
Der Benutzer bringt seinen Körperberbereich oder den gesamten Körper in das S-EAk hinein und schließt den Öffnungsmechanismus bzw. aktiviert die automatische Schließung, so dass der gesamten Körper so darin fixiert ist, dass nur noch die, je nach Bauform, erforderliche Bewegungsmöglichkeit gewährt ist. Sollte nur ein Teilbereich des Körpers erfasst werden, so muss das S-EAk ggf. noch am Rest des Körpers festgeschnallt werden um nicht zu verrutschen.The user brings his Körperberbereich or the entire body in the S-EAK and closes the opening mechanism or activates the automatic closure, so that the entire body is fixed so that only the, depending on the design, required movement is granted. If only a portion of the body is detected, the S-EAK may need to be strapped to the rest of the body so as not to slip.
Sollte die Sensorik der S-EAk noch nicht aktiviert sein, so muss diese jetzt eingeschaltet werden.If the sensors of the S-EAk are not yet activated, they must now be switched on.
Jetzt kann das S-EAk seiner Bestimmung gemäß verwendet werden.Now the S-EAk can be used according to its purpose.
Möchte der Benutzer das S-EAk wieder ablegen, so schlüpft er heraus oder nutzt den Öffnungsmechanismus in der vorgesehenen Weise um auszusteigen bzw. es abzulegen, in der umgekehrten Weise.If the user wants to drop the S-EAk again, he will slip out or use the opening mechanism in the intended manner to exit or put it down, in the reverse manner.
In einer alternativen, ebenfalls als vorteilhaft angesehenen Bauform ist das S-EAk flexibel und selbst anpassend und versteifend ausgeführt.In an alternative, also regarded as advantageous design, the S-EAK is flexible and self-adapting and stiffening executed.
Der Rahmen der S-EAk ist dabei als flexible Hülle ausgelegt, die entweder einfach über den Körperberbereich gezogen wird (z.B. bei der Hand wie ein Handschuh), oder diesen durch Umlegen (Anlegen) umhüllt und danach separat geschlossen wird (z.B. mit Schnallen, Klettband, einem Reißverschluss etc.).The frame of the S-EAk is designed as a flexible shell, which is either simply pulled over the Körperberbereich (for example, by hand like a glove), or wrapped by folding (donning) and then closed separately (eg with buckles, Velcro , a zipper etc.).
Die Struktur des Rahmens kann dabei vielfältig gestaltet sein. Zum Beispiel kann es hierzu aus einem Gitternetz vieler kleiner Rahmenstücke bestehen, die durch bewegliche oder flexible Verbindungskomponenten zusammengehalten werden oder selbst flexibel sind, ähnlich in der Erscheinung wie ein mittelalterliches Kettenhemd bzw. ein Schuppenpanzer, oder es ist wie gewebt aus fadenähnlicher Struktur oder es ist flächig aus einem Material mit gummiähnlichen Dehnungseigenschaften.The structure of the frame can be designed diverse. For example, this may consist of a grid of many small frame pieces held together by flexible or flexible connection components or even flexible, similar in appearance to a medieval mailpiece, or woven or otherwise made of thread-like structure flat from a material with rubber-like elongation properties.
Das S-EAk umgibt nach Anlegen somit entweder den ganzen Körperberbereich (ähnl. Bauform Vollhülse) oder Teile davon (Teilhülse oder Minimalgestell).After insertion, the S-EAk thus surrounds either the entire body region (similar design full sleeve) or parts thereof (partial sleeve or minimal frame).
Dieser flexible Rahmen kann sich dann entweder ähnlich eines Kleidungsstückes beim Anlegen sofort an den Körperbereich anschmiegen oder es wird zunächst noch herabhängen bzw. durchhängen.This flexible frame can then either similar to a garment when donning immediately conform to the body area or it will initially hang or sag.
Wurde das S-EAk angelegt (über- oder angezogen), so kann es durch einen Auslöser (z.B. Schalter) dazu angeregt werden (z.B. eingeschaltet werden) sich zusammenzuziehen (z.B. Schrumpfen, Verengung bzw. Reduzierung des Innemaßes, Reduzierung im ganzen Ausmaß, im Umfang, im Querschnitt, Reduzierung der Abstände zwischen den Rahmenstücken o.ä.) um sich an, noch nicht am Körperberbereich anliegenden, Stellen nah anzuschmiegen. Zumindest sofern dies nicht schon beim Anlegen geschehen war. Anschließend, sofort oder ausgelöst durch ein weiteres Auslösesignal(z.B. Schaltvorgang) wird es sich versteifen (z.B. die Verbindungskomponenten zwischen den Rahmenstücken verlieren die Beweglichkeit oder Flexibilität, die flexible stoff- oder gummiähnliche Erscheinung erstarrt, verhärtet sich). Aus der flexiblen Hülle wird eine starre, bewegungshemmende bzw. bewegungseinschränkende Hülse die jetzt dem Körperberbereich im Inneren formangepasst ist. Die Bewegungen bzw. die Bewegungsintention, des Benutzers der S-EAk werden wieder so durch integrierte oder von außen darauf ausgerichtete Sensorik gemessen, wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben. In der Ausprägung als Trainingsgerät verbleiben einzelne Bereiche flexibel oder teil-flexibel um die Ausführung von Bewegungen zu ermöglichen. Eine Reduzierung des Bewegungsumfanges kann hierbei durch eine nachgeschaltete Logik erfolgen die bei einer entsprechenden Überschreitung des erlaubten Bewegungsrahmens einige Verbindungskomponenten zum versteifen anregt und die Fortsetzung der Bewegung stoppt.
Ebenso kann die Innenausstattung der S-EAk mit Polsterung und weiteren Komponenten wie bereits beschrieben ausgestattet sein.If the S-EAk has been applied (tightened or tightened), it can be stimulated (eg switched on) by a trigger (eg switch) to contract (eg shrinkage, narrowing or reduction of the internal dimensions, reduction in the whole extent, in the Circumference, in cross-section, reducing the distances between the frame pieces or the like) to be close to, not yet close to Körperberbereich adjacent places close. At least if this had not already happened when creating. Then, immediately or triggered by another trigger signal (eg switching operation) it will stiffen (eg the connection components between the frame pieces lose the flexibility or flexibility, the flexible fabric or rubber-like appearance solidifies, hardens). From the flexible shell is a rigid, movement-inhibiting or Restrictive sleeve which is now adapted to the Körperberbereich inside. The movements or the intention of the user of the S-EAk are again measured by integrated or externally oriented sensors, as described in the previous sections. In the version as a training device, individual areas remain flexible or partially flexible to allow the execution of movements. A reduction of the range of motion can in this case be carried out by a downstream logic which stimulates some connection components to stiffen at a corresponding excess of the permitted motion frame and stops the continuation of the movement.
Likewise, the interior of the S-EAk can be equipped with upholstery and other components as already described.
In einer weiteren alternativen, ebenfalls vorteilhaften Bauform kann das S-EAk auch nur innen selbstanpassend ausgeführt sein.In a further alternative, likewise advantageous design, the S-EAk can also be designed to be self-adapting only on the inside.
Diese Bauform der S-EAk ist ähnlich der „Bauform, Flexibel - Selbst anpassen und versteifend“, aber diese selbstanpassende Funktion bezieht sich nur auf die Innenausstattung. Die äußere Hülle ist nur Haltegerüst für die innere sich an den Körperberbereich des Benutzers anpassende Polsterung und kann die Körperabmessungen des gewünschten Bereiches weit übertreffen (z.B. ähnlich einem zu großen Gipsverbandes). Der Benutzer bewegt den Körperbereich in das geöffnete S-EAk (z.B. Arm einführen, mit gesamtem Körper betreten etc.) und schließt das S-EAk manuell oder gibt ein Auslösesignal wodurch sich das S-EAk schließt. Sofort, oder ausgelöst durch ein weiteres Auslösesignal, verengt sich der Innenraum durch die im Innenraum angebrachte, sich nun ausdehnende, Polsterung bis diese am Körperbereich des Benutzers, oder an den gewünschten Teilbereichen, anliegt und sich anschmiegt. Entweder wird durch diesen Vorgang der betreffende Körperberbereich bereits in seiner Bewegungsfreiheit so stark eingeschränkt dass die Bedingungen zum Betrieb der S-EAk gegeben sind, oder die sich an den Körperberbereich anschmiegenden, also umgebenden Strukturen (z.B. Polsterung) müssen sich erst noch versteifen, ggf. separat auszulösen. Die Bewegungen bzw. die Bewegungsintention, des Benutzers der S-EAk werden wieder durch integrierte, z.B. an der Hautoberfläche anliegende, Sensorik gemessen, wie in den vorherigen Abschnitten beschrieben. Ebenso kann die Innenausstattung der S-EAk mit noch einer weiteren sich nicht ausdehnenden Schicht Polsterung, anliegend an der Körperoberfläche, und weiteren Komponenten wie bereits beschrieben ausgestattet sein.This design of the S-EAk is similar to the "design, flexible - self-adapting and stiffening", but this self-adjusting function refers only to the interior. The outer sheath is only a support structure for the inner padding that conforms to the user's body area and can far exceed the body dimensions of the desired area (e.g., similar to a too large cast). The user moves the body area into the open S-Ecek (e.g., inserting an arm, entering an entire body, etc.) and manually closes the S-EAk or gives a trigger signal thereby closing the S-EAk. Immediately, or triggered by a further trigger signal, the interior narrows by the interior, now expanding, padding narrows until it abuts the body of the user, or at the desired sub-areas, and snuggles. Either by this process, the body region in question is already so restricted in its freedom of movement that the conditions for operating the S-EAk are given, or the structures surrounding the body region, ie surrounding structures (eg padding) must first stiffen, possibly trigger separately. The movements or intention of the user of the S-EAk are restored by integrated, e.g. measured on the surface of the skin, measured as described in the previous sections. Likewise, the interior of the S-EAk may be equipped with yet another non-expanding layer of padding adjacent to the body surface and other components as previously described.
K-EAk und deren AusprägungenK-EAk and their characteristics
Die K-EAk kann als künstliche Repräsentation der zugehörigen durch das S-EAk erfassten Körperbereiche des Benutzers ausgeführt sein und kann damit zur Umsetzung der durch die S-EAk erfassten Bewegungsaktionen des Benutzers verwendet werden. Die K-EAk empfängt diese Bewegungsdaten von der S-EAk als Bewegungsanweisungen und kann diese geeignet ausführen. Die K-EAk versendet selbst die eigenen über zugehörige Sensoren gemessenen Sensordaten, so z.B. visuelle Daten der Umgebung, an die S-EAk, um den Benutzer der S-EAk in die Lage zu versetzen die Situation die sich im Sensorbereich der K-EAk befindet wahrzunehmen und darauf zu reagieren zu können.
Die technische Umsetzung der K-EAk kann mindestens durch eine Kombination von starren und bewegbaren Elementen gewährleistet werden welche ähnlich wie die Gelenke des Körpers des Benutzers funktionieren und somit eine annähernde Übereinstimmung der vom Benutzer über die Steuerung mittels des S-EAk initiierten Bewegungsabläufe zu den der K-EAk ausgeführten Bewegungsabläufe bereitstellt. Die bewegbaren Elemente können motorgestützt bewegt werden.
Die Basis für die K-EAk kann ein beliebig ausgestalteter Sockel sein, der geeignet ist die künstliche Repräsentationen der Körperbereiche an den körperähnlichen Positionen so zu fixieren, so dass der Benutzer mindestens eine grobe Übereinstimmung zwischen den eigenen Körperbereichen und den über die sensorischen Daten des K-EAk gelieferten Bildern der zugehörigen künstliche Repräsentationen der Körperbereiche erkennen und sich damit identifizieren kann.The K-EAk may be embodied as an artificial representation of the associated body regions of the user acquired by the S-EAk, and may thus be used to implement the user's motion actions captured by the S-EAk. The K-EAk receives these motion data from the S-EAk as motion instructions and can execute them appropriately. The K-EAk itself sends its own sensor data measured via associated sensors, such as visual data of the environment, to the S-EAk in order to enable the user of the S-EAk the situation which is located in the sensor area of the K-EAk to be able to perceive and respond to it.
The technical implementation of the K-EAk can be ensured at least by a combination of rigid and movable elements which function similar to the joints of the body of the user and thus an approximate match of the initiated by the user via the control using the S-EAK movements to the K-EAk provides executed motion sequences. The movable elements can be moved by motor.
The basis for the K-EAk may be any socket designed to fix the artificial representations of the body regions at the body-like positions so that the user has at least a rough match between his own body parts and the sensory data of the K -EAk recognized images of the associated artificial representations of the body areas and can identify with it.
Erläuterung anhand eines Beispiels für die Funktionsweise des IOagExplanation for an example of how IOag works
Vorausgesetzt ist ein Benutzer mit angelegter S-EAk und ein damit in Verbindung stehende K-EAk mit einer technischen Repräsentation des Kopfes, Halses sowie Armen und Händen. Zudem befindet sich im Wirkungsbereich und der Reichweite der Gliedmaße der K-EAk eine Tasse und eine mit Tee gefüllte Teekanne auf einer geeigneten Oberfläche.
Bestimmungsgemäß kann der Benutzer die über die visuellen Sensoren des K-EAk erfasste Tasse, eine Teekanne und Teile der technischen Ausführung der Arme und Hände des Blickbereiches des K-EAk in sein Datensichtgerät übertragen bekommen und so die entfernte, vor dem K-EAk platzierte, Tasse, die Teekanne und Teile der K-EAk-Arme und K-EAk-Hände sehen. Er kann nun den Versuch unternehmen nach der Kanne und Tasse zu greifen, wobei sich seine Arme innerhalb der S-EAk in die betreffende Richtung der vermeintlichen Position der Gegenstände zu bewegen trachten an welcher sich augenscheinlich die Tasse und Kanne befinden. Arme und Hände werden durch das S-EAk an ihrer Positionsänderung und dem Ausführen der Bewegung gehindert, aber die Sensorik des S-EAk erfasst Messdaten zu der Bewegungsintention, kann diese zum Versand aufbereiten und filtern, und leitet diese Daten an die K-EAk weiter, welche diese aufbereiten und filtern kann und in geeignete Bewegungen der Repräsentation der Körperbereiche umsetzen kann. Somit bewegt sich nun die der K-EAk zu eigene Repräsentation der Arme und der Hände um die Aktion des Greifens von Tasse und Kanne stellvertretend durchzuführen. Diese Aktionen der Repräsentation der Arme und Hände werden dem Benutzer zeitnah über die visuelle Datenverbindung zwischen K-EAk und S-EAk sichtbar gemacht, so dass er interaktiv über die stellvertretenden Gliedmaße bereitgestellt durch die K-EAk auf Basis seiner Sicht die Gegenstände greifen kann und auf diese Weise die Tasse mit Tee füllen könnte. Ergänzt kann dies durch Drucksensorik an den Fingern der K-EAk werden, welche den Kontakt mit den Gegenständen an die S-EAk weiterleiten so dass auch der Benutzer selbst einen Druck auf den Fingerspitzen fühlt und anhand dieser Daten auch ohne visuellen Kontakt gezielt zugreifen kann.Provided is a user with applied S-EAk and a related K-EAk with a technical representation of the head, neck, arms and hands. In addition, within the range and range of the limb of the K-EAk is a cup and a teapot filled with tea on a suitable surface.
In accordance with the invention, the user can transfer the cup, a teapot and parts of the technical design of the arms and hands of the viewing area of the K-EAk into his data display device via the visual sensors of the K-EAk and thus place the remote, placed in front of the K-EAk, See mug, teapot and parts of K-EAk arms and K-EAk hands. He can now try to reach for the jug and cup, with his arms within the S-EAK trying to move in the direction of the supposed position of the objects apparently on which the cup and jug are located. Arms and Hands are prevented by the S-EAk from changing their position and making the move, but the S-EAk sensor captures measurement data on the motion intention, can prepare and filter it for shipment, and forwards that data to the K-EAk, which These can process and filter and convert into appropriate movements of the representation of the body areas. Thus, the K-EAk now moves to its own representation of the arms and hands in order to carry out the action of grasping the cup and the pot on behalf of it. These arm and hand representation actions are promptly visualized to the user via the visual data link between K-EAk and S-EAk so that they interactively access the objects based on the representative limb provided by the K-EAk, and that way the cup could fill with tea. This can be supplemented by pressure sensors on the fingers of the K-EAk, which relay the contact with the objects to the S-EAk, so that the user himself feels pressure on the fingertips and can access these data without visual contact.
In den Figuren ist gezeigt:
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1 : Das S-EAk 1 mit einem Rahmen 2 aus einerAnzahl von Rahmenstücken 4 , angelegt aneinen Finger 6 des Trägers.Die Rahmenstücke 4 sind über Zwischenstücke8 miteinander verbunden.Die Zwischenstücke 8 sind jeweils im Bereich eines Fingergelenks10 positioniert und mitdem jeweiligen Sensor 12 bestückt. Diese Ausführungsform istsomit als Rahmen 2 aus Rahmenstücken 4 ausgeführt. -
2 : Ein S-EAk1' mit einem als Vollhülse ausgeführten, ander Schulter 14 des Trägers angebrachten Schulterstück16 , kombiniert mit einem als Minimalhülse fürden Arm 18 des Trägers ausgeführten Armteil20 und mit einem wiederum als Vollhülse für dieHand 22 des Trägers ausgeführten Handteil24 .Das Armteil 20 ist wiederum aus einerAnzahl von Rahmenstücken 4 zusammengesetzt.Das Schulterstück 16 ist mittels einerAnzahl von Tragegurten 26 fixiert. -
3 :Ausschnittsweise ein Rahmenstück 4 mit Polsterung 28 .Die Polsterung 28 ist im Freiraum zwischendem eigentlichen Rahmenstück 4 und der Haut30 des Trägers angebracht. In die Polsterung28 sind die oder einige der Sensoren12 integriert. -
4 : Ein S-EAk1'' , ausgeführt als Teilhülse mit Zwischenstücken zur Erfassung einesBeins 31 des Trägers. Das S-EAk1'' umfasst imAusführungsbeispiel zwei Rahmenstücke 4 , diedas Bein 31 des Trägers jeweils umschließen, und zwar jeweils eines auf einer Seite desKnies 32 . Zur Fixierung sind dieRahmenstücke 4 über eine Anzahl von Streben34 miteinander verbunden, die in diesemBeispiel die Zwischenstücke 8 bilden. -
5 : Ein S-EAk1''' , ausgeführt als Vollhülse zur Erfassung einesBeins 31 des Trägers. -
6 : Ein S-EAk1'''' im Schnitt, ausgeführt als Vollhülse zur Erfassung einesArms 18 des Trägers.Die Sensoren 12 sind an den vorgesehenen Stellen in die Vollhülse integriert. -
7 : Das S-EAk1'''' gem.6 in seitlicher Ansicht. -
8 : Ein als Vollhülse ausgeführtes S-EAk 1 im Schnitt. Dieses istum ein Gelenk 40 des Trägers herum angeordnet.Zwischen der Außenschale 42 und der Haut30 ist ebenfalls eine Polsterung28 vorgesehen. Durch dieWinkel 44 ist angedeutet, wie eine näherungsweiseKnickbewegung im Gelenk 40 in eine lokale Druckbelastung ander Stelle 46 umgesetzt wird. Diese Druckbelastung kann sensorisch erfasst werden. -
9 :Eine Kontaktkomponente 50 , die das zu erfassende Körperteil51 umschließt und dessen Bewegungen oder Bewegungsansätze in einen angeschlossenenSensor 12 einkoppelt. -
10 : Eine Ausführungsform des S-EAks1''''' , bei der das - in der dargestellten Variante als amBein 31 des Trägers angelegte Vollhülse ausgeführte -Rahmen 2 innenseitig mit einerAnzahl von Druckgebern 50 ausgerüstet ist. Diese sind von extern ansteuerbar und erzeugen lokal im Bereich ihrer Position ein Druckgefühl beim Träger. In einer Spieleumgebung oder in der Virtual Reality kann dies in der dargestellten Position beispielsweise verwendet werden, wenn der Avatar kniet, dann beim Träger ebenfalls körperlich das Gefühl auszulösen zu knien. -
11 Eine Ausführungsform, bei der das S-EAk 1 als extern fixiertes, ortsfestes Gerät ausgeführt ist. Dabei ist das denKörperbereich umgebende Rahmen 2 von einerAnzahl von Rahmenstücken 4 gebildet, die jeweils über bewegliche Schwenkarme52 mit einerortsfesten Basisstation 54 verbunden sind. Über dieSchwenkarme 54 kann das Gerät geöffnet und geschlossen werden, so dass das Einlegen und Fixieren des Körperteils ermöglicht wird. Ein automatischer Antrieb hierfür ist indie Basisstation 54 integriert. Die vorgesehene Sensorik kann dabei indie Rahmenstücke 4 und/oder indie Basisstation 54 integriert sein. -
12 Eine Ausführungsform, bei der Der Rahmen2 als Minimlagerüst ausgeführt ist.Der Rahmen 2 ist dabei zum Umschließen des Körperteils, beispielsweise eines Arms, ausgelegt und dazu mehrteilig ausgeführt, wobei die beiden Teile56 über ein Scharnier 58 klappbar miteinander verbunden sind und im zusammengeklappten Zustand über ein Schloss60 fixiert werden können.Der Rahmen 2 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel gepolstert ausgeführt und innenseitig mit einerPolsterung 28 versehen. In die Polsterung28 sind dabei auch dieSensoren 12 integriert.Dies ist in der ausschnittsweisen Vergrößerung gemäß13 noch besser zu erkennen. -
14 ,15 Eine Ausführungsform für ein selbst anpassend ausgeführtes S-EAk1'''''' vor (14 ) und nach (15 ) dem Anlegen an das Körperteil, im dargestelltenBeispiel den Arm 18 des Trägers. Das zum Umschließen des Körperteils ausgelegte Rahmen2 ist dabei innenseitig mit einer variablen (beispielsweise aufblasbaren)Polsterung 28 versehen, die im „offenen“ Zustand (14 ) eine nur geringe Dicke aufweist und damit eine vergleichsweise große Innenöffnung freigibt, in die z. B. derArm 18 eingesteckt werden kann. Im „aktiven“ Zustand (15 ) wird die Polsterung28 z. B. aufgeblasen und nimmt damit eine vergleichsweise große Dicke ein, so dass sie innenseitig eng am eingesteckten Körperteil anliegt. -
16 ,17 Eine alternative Ausführungsform für ein selbst anpassend ausgeführtes S-EAk1 ''''''' vor (16 ) und nach (17 ) dem Anlegen an das Körperteil, imdargestellten Beispiel dasBein 31 des Trägers. In diesem Ausführungsbeispielist Der Rahmen 2 selbst durch ein vergleichsweise flexibles Material gebildet, das nach dem Anlegen geeignet zusammengezogen werden kann (17 ) und damit das Körperteil fixiert. Insbesonderekann Der Rahmen 2 zu diesem Zweck aus einer gitternetz-artig gebildeten Struktur von miteinander verbundenen Rahmenstücken4 gebildet sein, wie dies im Ausführungsbeispiel gem.18 gezeigt ist. DieseRahmenstücke 4 können dann zur Fixierung geeignet zusammengezogen werden, vgl.19 . -
20 ,21 Das S-EAk1'''''''' in der Ausführungsform für ein in der Auslenkung der Rahmenstücke4 desRahmens 2 zueinander variables Gerät vor (20 ) und nach (21 ) der Bewegung desArmes 18 . In die geeignet dehn- und stauchbaren Zwischenstücke8 ermöglichen eine Beweglichkeit der damit verbundenen Rahmenstücke4 zueinander und damit des Ellenbogengelenkes62 desArmes 18 erlaubt.Die Ausgestaltung Zwischenstücke 8 ist dazu geeignet die Beweglichkeit in ihrer Auslenkung je nach Einsatzzweck frei oder beschränkt zu erlauben oder komplett zu verwehren, wie auch ohne oder mit einem die Bewegung erschwerenden skalierbaren Widerstand ausgeprägt sein. Das Vornehmen der dies betreffenden Einstellungen kann zur Zeit der Nutzung erfolgen. -
22 ,23 Das S-EAk1''''''''' als selbst anpassend mit Ermöglichung von Beweglichkeit ausgeführt vor (22 ) und nach (23 ) der Bewegung desArmes 18 . In diesem Ausführungsbeispielist Der Rahmen 2 selbst durch ein vergleichsweise flexibles Material gebildet das aus einemGitternetzwerk von Rahmenstücken 4 und Zwischenstücken8 besteht wie dies im Ausführungsbeispiel gem.18 gezeigt ist. DieseRahmenstücke 4 können dann zur Fixierung und des Hemmens der Beweglichkeit des Körperbereiches geeignet zusammengezogen werden, vgl.19 . Es können gegeignete Bereiche im Maße des Hemmens der Beweglichkeit reduziert oder völlig von der Fixierung ausgenommen werden, so dass eine Beweglichkeit desArmes 18 an den für die Bewegung geeigneten Bereichen64 ermöglicht wird, wohin gegen andere Bereiche63 weiterhin fixiert auf dem Körper anliegen. Die Ausgestaltung kann die Beweglichkeit in ihrer Auslenkung je nach Einsatzzweck frei oder beschränkt erlauben oder komplett verwehren, wie auch ohne oder mit einem die Bewegung erschwerenden skalierbaren Widerstand ausgeprägt sein. Das Vornehmen, der dies betreffenden Einstellungen, kann zur Zeit der Nutzung erfolgen. -
24 ,25 Das S-EAk1'''''''''' als in ein externes Gerät integriert mit Ermöglichung von Beweglichkeit ausgeführt vor (24 ) und nach (25 ) der Bewegung desArmes 18 . In diesem Ausführungsbeispiel ist das S-EAk inein externes Gerät 65 integriert, z.B. einen Sessel, ein Fahrzeug oder anderem bzw. an ein externes Gerät angeschlossen, z.B. Spielekonsole, medizinische Apparatur oder anderem.Der Rahmen 2 des S-EAks (bzw. dessen Rahmenstücke4 ) wird über dieZwischenstücke 8 , die in ihrer Umsetzung geeignet sein sollten die charakteristischen Parameter der Bewegung des im S-EAk befindlichen Körperbereiches, hier die desArmes 18 , andas externe Gerät 65 weiterzuleiten und eine geeignete Beweglichkeit des Ellenbogengelenkes62 zu ermöglichen, mitdem externen Gerät 65 verbunden. DieAusgestaltung der Zwischenstücke 8 kann die Beweglichkeit in ihrer Auslenkung je nach Einsatzzweck frei oder beschränkt erlauben oder komplett verwehren, wie auch ohne oder mit einem die Bewegung erschwerenden skalierbaren Widerstand ausgeprägt sein. Das Vornehmen der dies betreffenden Einstellungen kann zur Zeit der Nutzung erfolgen. -
26 Das S-EAk1''''''''''' als formstabile Vollhülse ausgeführt mit geeigneter Erfassung der Bewegung desArmes 18 über externe Sensoren die keine materielle Verbindung (freibleibender Sensorbereich66 ) mit dem S-EAk besitzen. In diesem Ausführungsbeispiel werden die charaktaristischen Parameter zur Bewegung des Körperbereichs, hier derArm 18 , anhand der Einflüsse der Bewegung des Körperbereichs aufden Rahmen 2 des S-EAks erfasst. Es können Spannungen oder Längenunterschiede oder weiteres durch dieSensorik 12 , innerhalb des Sensorbereiches66 , erkannt werden und geeignet auf die, diese Veränderungen verusachenden Körperbewegungen geschlossen werden. -
27 Abschnitte eines S-EAks 1 im Schnitt zur Übersicht derPositionierung von Sensoren 12 relativ zum Körperbereich51 des Benutzers und dem Rahmen bzw.den Rahmenstücken 4 und derPolsterung 28 . In der Figur sind die einzelnen Abschnitte durch waagerechte gepunktete Linien voneinander abgesetzt. Die folgende Erläuterung beginnt bei dem Abschnitt oben links bei der linken Teilabbildung und endet am Abschnitt unten rechts des rechten Teilabbildes.- -
Sensoren 12 befinden sich zwischen Polsterung28 und dem Körperbereich 51 des Benutzers. - -
Sensoren 12 sind auf diePolsterung 28 aufgesetzt bzw. darauf eingelassen. - -
Sensoren 12 sind aufdem Rahmenstück 4 angebracht und haben Kontakt zum Körperbereich51 des Benutzers. - -
Sensoren 12 sind aufdem Rahmenstück 4 angebracht und liegen in bzw. unter derPolsterung 28 . - -
Innerhalb von Freiräumen 61 innerhalb des Rahmenstückes4 sind Sensoren 12 eingefügt. - -
Die Sensoren 12 befinden sichzwischen den Verbindungsstücken 8 die die Rahmenstücke 4 miteinander verbinden. - -
Die Sensoren 12 befinden sich direkt zwischenden Rahmenstücken 4 . - -
Die Sensoren 12 befinden im Material des Rahmens, bzw. der Rahmenstücke. - -
Die Sensoren 12 befinden sich außen auf dem Material des Rahmens, bzw. der Rahmenstücke an der Außenseite, gegenüber desKörperbereiches 51 . - -
Die Sensoren 12 befinden sich flächig innerhalb desMaterials der Rahmenstücke 4 . - -
Die Sensoren 12 befinden sich flächig außen auf demMaterial der Rahmenstücke 4 . - -
Die Sensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft und befinden sich zwischen Polsterung28 und dem Körperbereich 51 des Benutzers. - -
Die Sensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft und auf diePolsterung 28 aufgesetzt bzw. darauf eingelassen. - -
Die Sensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft und aufdem Rahmenstück 4 angebracht und haben Kontakt zum Körperbereich51 des Benutzers. - -
Die Sensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft und aufdem Rahmenstück 4 angebracht und liegen in bzw. unter derPolsterung 28 . - -
Innerhalb von Freiräumen 61 innerhalb des Rahmenstückes4 sind dieSensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft. - -
Die Sensoren 12 sind über Verbindungskomponenten67 miteinander verknüpft und befinden sich direkt auf dem Rahmen.Die Verbindungskomponente 67 verbindet die Rahmenstücke miteinander. - -
Die Sensoren 12 befinden auf dem Material des Rahmens, bzw. der Rahmenstücke und sind überein Verbindungsstück 8 mit einem externen feststehenden Gerät54 verbunden. - -
Die Sensoren 12 befinden sich an einem externen feststehenden Gerät54 und sind überein Verbindungsstück 8 mit dem Material des Rahmens, bzw.der Rahmenstücke 4 verbunden. - - Eingebettet in das Material der Rahmenstücke
4 sind die Sensoren12 über Verbindungskomponenten 67 miteinander verknüpft. - -
Die Sensoren 12 befinden sich an einer externen Position und sind berührungslos in der Nähe des Rahmens positioniert. Die externen Sensoren verwenden die Änderung in der Struktur des Rahmens, z.B. Längenänderungen inihrem Sensorbereich 66 zur Ermittlung der Bewegungen des Körperbereiches51 innerhalb des S-EAks. - -
Die Sensoren 12 befinden sich flächig innerhalb desMaterials der Polsterung 28 der Rahmenstücke 4 .
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28 : Darstellung beider Komponenten des IOag, nämlich der Kopf, Armen und Hände erfassenden Steuerungs-Ein-/ Ausgabekomponente1'''''''''''' (S-EAk) und der Kopf, Armen und Hände repräsentierenden Körperabbild-Ein-/ Ausgabekomponente100 (K-EAk). Das S-EAk1'''''''''''' besteht in der dargestellten Bauform aus einem anden Oberkörper 108 des Benutzers anlegbaren Rahmen103 mit innenliegender Sensorik um die Bewegungen derArme 109 ,der Hände 104 und desKopfes 105 und auch des oberen Körperbereiches108 selbst zu erfassen, sowie innenliegender Datenausgabe um z.B. visuelle Sensordaten über eine integrierte Datensichtbrille (VR-Brille)115 an den Benutzer auszugeben oder auch Berührungsdaten über dieDruckübertragungsmodule 116 . Das K-EAk 100 besteht in der dargestellten Bauform aus einer Kombination aus motorisiert bewegbaren Gelenken106 welche eine dem betreffend abzubildenden Körperbereich ähnliche Bewegungsfreiheit aufweisen wie bei dessen Original und aus starren Komponenten107 die die Verbindungen zwischen den Gelenken herstellen. Technisch umgesetzt sind gemäß dem Funktionsprinzip Repräsentationen der durch die Steuerungseinheit erfassten Körperbereiche wie dieArme 110 , dieHände 111 ,Hals 121 und derKopf 114 . Alles auf einem beliebig gestalteten Sockel119 montiert werden.Die optische Sensorik 113 befindet sich ähnlich dem zugrundeliegenden Körperbereich im Kopf und ist für perspektivische Aufnahmen geeignet.Die Tastsensorik 112 befindet sich an den Fingerspitzen der Hand.Die Datenübertragung 118 geschieht über die Datensender/-empfänger-Module 117 die in der S-EAk1'''''''''''' und K-EAk 100 integriert sind. -
29 : Darstellung beider Komponenten des IOag gemäß Ausführung nachAnspruch 108.Eine Kopf 105 und/oder Hals 122 erfassenden S-EAk1''''''''''''' und eineKopf 114 und Hals 121 repräsentierenden K-EAk 100'.Die im Rahmen 103 des S-EAk1''''''''''''' integrierte Sensorik erfasst nur noch Bewegungen desHalsbereichs 122 und desKopfes 105 . Die VR-Brille istüber eine Datenverbindung 120 an den Rahmen gekoppelt. Die K-EAk100' ist reduziert auf eineRepräsentation von Kopf 114 und Hals 121 . -
30 : Darstellung einer Umsetzung des in Anspruch 9 skizzierten interaktiven Ganzkörperabbildgerätes.Analog zu 28 ist hierbei der Oberkörper von Seiten des S-EAk1'''''''''''''' als auch K-EAk 100" analog zum S-EAk1'''''''''''' und K-EAk 100 ausgeführt. Hinzu kommt beim S-EAk1'''''''''''''' ergänzend die Erfassung der Gliedmaßen desUnterkörpers 127 in Verbindungmit den Beinen 126 undFüßen 125 . Hinzu kommt beim K-EAk 100" ergänzend die technische Repräsentation des Unterkörpers bzw.seiner Gliedmaße Beine 124 und Füße 123 , in der Abbildung anden Sockel 119 angebracht.
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1 : The S-EAk 1 with aframe 2 from a number offrame pieces 4 , applied to afinger 6 of the carrier. Theframe pieces 4 are about spacers8th connected with each other. The intermediate pieces8th are each in the range of a finger joint10 positioned and with therespective sensor 12 stocked. This embodiment is thus as aframe 2 fromframe pieces 4 executed. -
2 : A S-EAk1' with a full sleeve, at theshoulder 14 the wearer attachedshoulder piece 16 , combined with a minimal sleeve for thearm 18 the arm executedarm 20 and with a turn as a full sleeve for thehand 22 the carrier executedhand part 24 , Thearm part 20 is in turn from a number offrame pieces 4 composed. Theshoulder piece 16 is by means of a number ofrisers 26 fixed. -
3 : Partially aframe piece 4 withupholstery 28 , Theupholstery 28 is in the space between theactual frame piece 4 and theskin 30 of the vehicle installed. In theupholstery 28 are the or some of thesensors 12 integrated. -
4 : A S-EAk1'' , designed as a partial sleeve with spacers for detecting aleg 31 of the carrier. The S-EAk1'' In the exemplary embodiment comprises twoframe pieces 4 that theleg 31 each of the carrier, one on each side of theknee 32 , To fix theframe pieces 4 about a number of struts34 interconnected, in this example, the intermediate pieces8th form. -
5 : A S-EAk1''' , designed as a solid sleeve for detecting aleg 31 of the carrier. -
6 : A S-EAk1'''' in section, designed as a solid sleeve for detecting anarm 18 of the carrier. Thesensors 12 are integrated at the intended places in the full sleeve. -
7 : The S-EAk1'''' gem.6 in lateral view. -
8th : A full-sleeve S-EAk 1 on average. This is a joint40 arranged around the carrier. Between theouter shell 42 and theskin 30 is also apadding 28 intended. Through theangles 44 is suggested as an approximate kinking motion in the joint40 in a local pressure load at thesite 46 is implemented. This pressure load can be sensed. -
9 : Acontact component 50 containing the part of the body to be detected51 encloses and its movements or movement approaches in aconnected sensor 12 couples. -
10 : An embodiment of the S-EAk1''''' in which - in the illustrated variant as on theleg 31 the carrier applied full sleeve executed -frame 2 inside with a number ofpressure transmitters 50 equipped. These are externally controllable and generate locally in the region of their position a feeling of pressure on the wearer. In a game environment or in Virtual Reality, this can be used in the position shown, for example, when the avatar kneels, then also physically cause the wearer to kneel. -
11 An embodiment in which the S-EAk 1 is designed as externally fixed, stationary device. This is the frame surrounding thebody area 2 from a number offrame pieces 4 formed, each withmovable pivot arms 52 with a fixedbase station 54 are connected. About theswivel arms 54 The device can be opened and closed so that the insertion and fixation of the body part is made possible. An automatic drive for this is in thebase station 54 integrated. The proposed sensor can thereby in theframe pieces 4 and / or in thebase station 54 be integrated. -
12 An embodiment in which theframe 2 designed as a mini storage rack. Theframe 2 is designed to enclose the body part, for example an arm, and designed to be multi-part, the twoparts 56 about ahinge 58 are hinged together and in the folded state of a lock60 can be fixed. Theframe 2 is also padded executed in this embodiment and the inside with apadding 28 Mistake. In theupholstery 28 are also thesensors 12 integrated. This is in the partial enlargement according to13 even better to recognize. -
14 .15 An embodiment for a self-adaptive S-EAk1'''''' in front (14 ) and after (15 ) the application to the body part, in the example shown thearm 18 of the carrier. The frame designed to surround thebody part 2 is on the inside with a variable (for example, inflatable) padding28 provided in the "open" state (14 ) has only a small thickness and thus releases a comparatively large inner opening, in the z. B. thearm 18 can be inserted. In the "active" state (15 ) becomes the upholstery28 z. B. inflated and thus takes a comparatively large thickness, so that it rests closely on the inside of the inserted body part. -
16 .17 An alternative embodiment for a self-adapting S-EAk1 ''''''' in front (16 ) and after (17 ) applying to the body part, in the example shown theleg 31 of the carrier. In this embodiment, the frame is2 itself formed by a comparatively flexible material which can be suitably contracted after being put on17 ) and thus the body part fixed. In particular, the frame can2 for this purpose, a grid-like structure ofinterconnected frame pieces 4 be formed, as in the embodiment gem.18 is shown. Theseframe pieces 4 can then be suitably contracted for fixation, cf.19 , -
20 .21 The S-EAk1'''''''' in the embodiment for a in the deflection of theframe pieces 4 of theframe 2 mutually variable device before (20 ) and after (21 ) of the movement of thearm 18 , In the suitable stretchable and compressible spacers8th allow mobility of the associatedframe pieces 4 to each other and thus theelbow joint 62 of thearm 18 allowed. The design of intermediate pieces8th is suitable for freely or limitedly permitting or completely denying the mobility in its deflection, depending on the intended use, as well as being devoid of or with a scalable resistance aggravating the movement. Making the settings in question may be done at the time of use. -
22 .23 The S-EAk1''''''''' as self-adapting with enabling agility before (22 ) and after (23 ) of the movement of thearm 18 , In this embodiment, the frame is2 itself formed by a comparatively flexible material from a lattice network offrame pieces 4 and spacers8th exists as in the embodiment gem.18 is shown. Theseframe pieces 4 can then be suitably contracted for fixation and inhibition of the mobility of the body region, cf.19 , Suitable areas can be reduced to the extent of inhibiting mobility or be completely excluded from the fixation, allowing mobility of thearm 18 in the areas suitable for themovement 64 where possible againstother areas 63 continue to rest firmly on the body. Depending on the intended use, the design can freely or restrictedly allow the mobility in its deflection, or completely deny it, as can also be the case without or with a scalable resistance aggravating the movement. The making of these settings can be done at the time of use. -
24 .25 The S-EAk1'''''''''' as being integrated into an external device with possibility of mobility running before (24 ) and after (25 ) of the movement of thearm 18 , In this embodiment, the S-EAk is in anexternal device 65 integrated, eg a chair, a vehicle or other or connected to an external device, such as game console, medical equipment or other. Theframe 2 of the S-EAks (or its frame pieces4 ) is about the intermediate pieces8th which should be suitable in their implementation the characteristic parameters of the movement of the S-EAk body region, here thearm 18 , to theexternal device 65 forward and appropriate mobility of the elbow joint62 to allow with theexternal device 65 connected. The design of the intermediate pieces8th Depending on the intended use, the flexibility in its deflection can be freely or restrictedly allowed or completely denied, as may be the case with or without a scalable resistance aggravating the movement. Making the settings in question may be done at the time of use. -
26 The S-EAk1''''''''''' designed as dimensionally stable solid sleeve with suitable detection of the movement of thearm 18 via external sensors the no material connection (remaining area of sensor66 ) with the S-EAk. In this embodiment, the characteristic parameters for the movement of the body area, here thearm 18 , based on the influences of movement of the body area on theframe 2 of the S-EAk. It can voltages or differences in length or more by thesensor 12 , within thesensor range 66 , are recognized and suitably closed to the, these changes causing body movements. -
27 Sections of an S-EAk 1 in section for an overview of the positioning ofsensors 12 relative to thebody area 51 the user and the frame orframe pieces 4 and theupholstery 28 , In the figure, the individual sections are offset from each other by horizontal dotted lines. The following discussion begins at the top left corner of the left submap and ends at the bottom right corner of the right submap.- -
Sensors 12 are betweenpadding 28 and thebody area 51 the user. - -
Sensors 12 are on theupholstery 28 put on or admitted to it. - -
Sensors 12 are on theframe piece 4 attached and have contact with thebody area 51 the user. - -
Sensors 12 are on theframe piece 4 attached and lie in or under thepadding 28 , - - Within
free spaces 61 within theframe piece 4 aresensors 12 inserted. - - The
sensors 12 are located between the connectors8th the theframe pieces 4 connect with each other. - - The
sensors 12 are located directly between theframe pieces 4 , - - The
sensors 12 are in the material of the frame, or the frame pieces. - - The
sensors 12 are located on the outside of the material of the frame, or the frame pieces on the outside, opposite thebody area 51 , - - The
sensors 12 are located flat within the material of theframe pieces 4 , - - The
sensors 12 are located on the outside of the material of theframe pieces 4 , - - The
sensors 12 are aboutconnection components 67 interlinked and are located betweenpadding 28 and thebody area 51 the user. - - The
sensors 12 are aboutconnection components 67 linked together and on theupholstery 28 put on or admitted to it. - - The
sensors 12 are aboutconnection components 67 linked together and on theframe piece 4 attached and have contact with thebody area 51 the user. - - The
sensors 12 are aboutconnection components 67 linked together and on theframe piece 4 attached and lie in or under thepadding 28 , - - Within
free spaces 61 within theframe piece 4 are thesensors 12 are aboutconnection components 67 linked together. - - The
sensors 12 are aboutconnection components 67 linked together and are located directly on the frame. Theconnection component 67 connects the frame pieces with each other. - - The
sensors 12 are located on the material of the frame, or the frame pieces and are connected via a connector8th with an externalstationary device 54 connected. - - The
sensors 12 are located on an externalstationary device 54 and are about a connector8th with the material of the frame, or theframe pieces 4 connected. - - Embedded in the material of the
frame pieces 4 are thesensors 12 viaconnection components 67 linked together. - - The
sensors 12 are in an external position and are positioned near the frame without contact. The external sensors use the change in the structure of the frame, eg length changes in theirsensor area 66 to determine the Movements of thebody area 51 within the S-EAk. - - The
sensors 12 are located flat within the material of thepadding 28 theframe pieces 4 ,
- -
-
28 : Representation of both components of IOag, namely the head, arms and hands grasping control input / output component1'''''''''''' (S-EAk) and the head, arms and hands representative body image input / output component100 (K-EWC). The S-EAk1'''''''''''' consists in the illustrated design of a to theupper body 108 user-adjustable frame 103 with internal sensors around the movements of thearms 109 , thehands 104 and thehead 105 and also the upper part of thebody 108 self-recording, as well as internal data output, eg visual sensor data via integrated data glasses (VR glasses)115 to the user or also touch data on thepressure transmission modules 116 , The K-EAk 100 consists in the illustrated design of a combination ofmotorized joints 106 which have a movement area to be imaged in relation to the body region, as in the case of its original and ofrigid components 107 which make the connections between the joints. Technically implemented according to the functional principle representations of the detected by the control unit body areas such as thearms 110 ,hands 111 ,Neck 121 and thehead 114 , Everything on an arbitrarily designedsocket 119 to be assembled. Theoptical sensor 113 is similar to the underlying body area in the head and is suitable for perspective shots. Thepush button sensor 112 is at the fingertips of the hand. Thedata transmission 118 happens via the data transmitter /receiver modules 117 those in the S-EAk1'''''''''''' and K-EAk 100 are integrated. -
29 Representation of both components of the IOag according to the embodiment ofclaim 108. Ahead 105 and / orneck 122 capturing S-EAk1''''''''''''' and ahead 114 andneck 121 representing K-EAk 100 '. The in theframe 103 of the S-EAk1''''''''''''' integrated sensors only detect movements of theneck area 122 and thehead 105 , The VR glasses are over adata connection 120 coupled to the frame. The K-EAk100 ' is reduced to a representation ofhead 114 andneck 121 , -
30 : Representation of an implementation of the outlined in claim 9 interactive Ganzkörperabbildgerätes. Analogous to28 Here is the upper body from the side of the S-EAk1'''''''''''''' as well as K-EAk100 ' analogous to the S-EAk1'''''''''''' and K-EAk 100 executed. Added to this is the S-EAk1'''''''''''''' In addition, the detection of the limbs of thelower body 127 in connection with thelegs 126 andfeet 125 , Added to this is the K-EAk100 ' In addition, the technical representation of the lower body or itslimb legs 124 andfeet 123 , in the picture on thepedestal 119 appropriate.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 020130331964 A1 [0007]US 020130331964 A1 [0007]
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Priority Applications (1)
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DE102017009169.2A DE102017009169A1 (en) | 2017-10-02 | 2017-10-02 | Interactive upper body imaging device |
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US20130331964A1 (en) | 2011-02-11 | 2013-12-12 | Defeng HUANG | Man-machine interaction controlling method and applications thereof |
-
2017
- 2017-10-02 DE DE102017009169.2A patent/DE102017009169A1/en not_active Withdrawn
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