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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tensegrity-Vorrichtung umfassend ein Stabwerk aus mindestens drei Stäben und elastischen Zugelementen, wobei die Stäbe des Stabwerks beabstandet voneinander angeordnet sind und durch die Zugelemente miteinander verbunden sind, und wobei das Stabwerk durch auf die Stäbe wirkende Zugkräfte der Zugelemente stabilisiert wird.
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Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein System umfassend eine Tensegrity-Vorrichtung und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung.
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Technologischer Hintergrund
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Aufgrund der Komplexität moderner Lebenswelten suchen Menschen in zunehmender Weise einen Ausgleich für die Belastungen des Alltags. Dabei steht nicht nur der Wunsch nach Entspannung im Vordergrund, sondern zusätzlich sollen auch Körper und Geist trainiert werden. Auch für Therapiegeräte ist zu beobachten, dass Mediziner und Patienten nicht nur die Wirksamkeit der Geräte im Auge haben, sondern dass wenn möglich auch der Spaß bei der Anwendung der Therapiegeräte nicht zu kurz kommen soll.
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Aus dem Stand der Technik sind unterschiedlichste Spielgeräte, Wurfgeräte, Trainingsgeräte oder Therapiegeräte bekannt. Die bekannten Geräte sind jedoch nicht universell in allen Bereichen anwendbar. Ein Spielgerät mag auch als Wurfgerät geeignet sein, kann dann jedoch nicht zu Therapiezwecken eingesetzt werden und umgekehrt.
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Von der Firma Manhattan Toy® wird unter dem Markennamen SKWISH® ein Spielzeug für Kleinkinder vertrieben, welches nach dem Tensegrity-Prinzip konstruiert ist. Eine nach dem Tensegrity-Prinzip konstruierte Struktur weist ein stabiles Stabwerk auf, in dem sich die Stäbe nicht untereinander berühren, sondern lediglich durch Zugelemente miteinander verbunden sind. Durch die auf die Stäbe ausgeübten Zugkräfte der Zugelemente wird die gesamte Struktur stabilisiert.
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Die bekannte Tensegrity-Struktur ist als Rassel oder als Spielzeug für Kleinkinder gedacht, eignet sich jedoch nicht in allgemeiner Form als Spiel-, Wurf-, Therapie- oder Trainingsgerät.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine als Spiel-, Wurf-, Trainings- oder Therapiegerät geeignete Tensegrity-Vorrichtung bereitzustellen, welche ein umfangreiches Spektrum an Tätigkeiten im Sport-, Spiel- und Therapiebereich ermöglicht, die Reaktionsfähigkeit und die körperliche und geistige Fitness fördert und angenehm zu verwenden ist. Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System umfassend eine Tensegrity-Vorrichtung bereitzustellen, mit welchem die vorgenannten Vorteile erzielt werden.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird eine Tensegrity-Vorrichtung geeignet als Spiel-, Wurf-, Trainings- oder Therapiegerät vorgeschlagen, umfassend ein Stabwerk aus mindestens drei Stäben und elastischen Zugelementen, wobei die Stäbe des Stabwerks beabstandet voneinander angeordnet sind und durch die Zugelemente miteinander verbunden sind, wobei das Stabwerk durch auf die Stäbe wirkende Zugkräfte der Zugelemente stabilisiert wird, wobei ferner vorgesehen ist, dass die Stäbe zu einer Außenseite gerichtete freie Enden aufweisen und dass an mehreren der freien Enden der Stäbe jeweils ein elastisches Element angeordnet ist.
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Die Tensegrity-Vorrichtung umfasst somit eine Tensegrity-Struktur aus mindestens drei Stäben und elastischen Zugelementen. Es kann sich dabei um eine insoweit bekannte Tensegrity-Struktur handeln.
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Die Stäbe des Stabwerks sind voneinander beabstandet angeordnet und durch Zugelemente miteinander verbunden, wobei das Stabwerk durch die auf die Stäbe wirkenden Zugkräfte der Zugelemente stabilisiert wird. Bei den Stäben muss es sich nicht zwingend um gerade Stäbe handeln oder um Stäbe mit einem konstanten Durchmesser. Die Stäbe können auch gebogen ausgebildet sein oder einen entlang ihrer Erstreckungsrichtung variierenden Durchmesser aufweisen.
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Ferner weisen die Stäbe zu einer Außenseite der Tensegrity-Vorrichtung gerichtete freie Enden auf. Die Tensegrity-Vorrichtung nimmt ein gewisses Raumvolumen ein, welches beispielsweise durch eine imaginäre oder gedachte, die Tensegrity-Vorrichtung umhüllende Kugelfläche gedanklich begrenzt werden kann. Außerhalb dieses gedachten Raumvolumens befindet sich die Außenseite der Tensegrity-Vorrichtung. Zumindest einige der Stäbe weisen zu dieser Außenseite gerichtete freie Enden auf. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, dass an mehreren der freien Enden der Stäbe jeweils ein elastisches Element angeordnet ist.
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Die elastischen Elemente sind aufgrund ihrer Elastizität dazu geeignet, Stöße zu dämpfen beziehungsweise abzufedern. Bevorzugt können die elastischen Elemente auch die in Stößen aufgenommene Energie speichern und wieder abgeben. Durch die an mehreren freien Enden der Stäbe vorgesehenen elastischen Elemente wird eine angenehme Handhabung der Tensgrity-Vorrichtung ermöglicht. Ein Benutzer kann die Tensegrity-Vorrichtung werfen, mit der freien Handfläche schlagen, oder den Kopf, den Fuß oder ein anderes Körperteil benutzen, um der Tensegrity-Vorrichtung einen Impuls zu geben. Dabei läuft der Spieler keine Gefahr, dass er sich dabei weh tut oder gar verletzt. Die universelle Eignung der Tensegrity-Vorrichtung als Spiel-, Wurf-, Trainings- oder Therapiegerät wird erst durch diese angenehme Handhabbarkeit ermöglicht.
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Die Anwendungsbereiche der erfindungsgemäßen Tensegrity-Vorrichtung sind äußerst vielfältig. In einer nicht abschließenden Aufzählung kann die Tensegrity-Vorrichtung für ein Rumpfstabilitätstraining, ein Hand-Auge-Koordinationstraining, ein dynamisches Krafttraining, ein Koordinations- und Gleichgewichtstraining, ein Faszientraining, ein Spannungstraining, ein Kreativitätstraining, ein Herz-Kreislauf-Training, ein Anti-Schwindeltraining, ein Wurf- und Fangtraining, verwendet werden. Ferner kann die Tensegrity-Vorrichtung als Funsport-Trainingsgerät oder zur Sturzprophylaxe eingesetzt werden.
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Bei der Verwendung verbessert die Tensegrity-Vorrichtung die Konzentrationsfähigkeit des Benutzers und die Fähigkeit den Fokus zu bewahren. Die Tensegrity-Vorrichtung fördert die Entspannung sowie die körperliche Fitness.
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Aufgrund der durch die elastischen Zugelemente miteinander verbundenen Stäbe des Stabwerkes kann die Tensegrity als ein System gekoppelter und einander beeinflussender Federn aufgefasst werden. Dies kann dazu führen, dass die Tensegrity-Vorrichtung gewissermaßen ein „Eigenleben“ entwickelt. Schon kleinste Veränderungen des Impulseintrags auf die Tensegrity-Vorrichtung, beispielsweise durch Änderung der Schlagkraft oder des Schlag- oder Wurfwinkels, können zu einer für den Spieler oder Benutzer nicht vorhersehbaren Änderung des Bewegungsverhaltens der Tensegrity-Vorrichtung führen. Dieses unvorhersehbare Verhalten der Tensegrity-Vorrichtung während des Spiels, des Trainings, oder der Therapie ist es, welches die Konzentrationsfähigkeit des Spielers oder Benutzers sowie seine körperliche Fitness und Mobilität steigern kann. Wird die Tensegrity-Vorrichtung beispielsweise auf den Boden aufgeprallt, so ist das Sprung- und Flugverhalten der Tensegrity-Vorrichtung jedes Mal einzigartig.
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Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, dass an allen freien Enden der Stäbe jeweils ein elastisches Element angeordnet ist.
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Ferner kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die elastischen Elemente stoßdämpfende Elemente sind.
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Die elastischen Elemente können somit Stöße dämpfen, das heißt Stoßenergie aufnehmen und in Wärme umsetzen. Der Grad der Stoßdämpfung wird insbesondere durch die Materialwahl für das stoßdämpfende Element bestimmt. Je nach geplanter Anwendung kann der Fokus entweder auf der Elastizität oder auf der Stoßdämpfung oder auf beiden Aspekten liegen.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Stäbe gerade und/oder gebogen ausgebildet sind, und/oder dass die Zugelemente Zugseile sind, wobei die Zugseile bevorzugt Gummiseile sind.
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Auch ist es möglich, dass die Zugelemente alternativ als Federn, insbesondere als metallische Federn, weiter insbesondere als metallische Schraubenfedern, ausgebildet sind.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Stabwerk sechs Stäbe umfasst, wobei jeweils zwei Stäbe parallel zueinander angeordnet und orthogonal zu den verbleiben vier Stäben ausgerichtet sind, wobei jedes freie Ende jedes Stabs über die Zugelemente mit mindestens vier freien Enden von orthogonal zu dem Stab ausgerichteten Stäben verbunden ist.
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Mit anderen Worten sind entlang jeder der drei orthogonalen Körperachsen der Tensegrity-Vorrichtung jeweils zwei Stäbe parallel zueinander ausgerichtet und angeordnet. Jedes freie Ende jedes Stabes ist über die Zugelemente mit mindestens vier Enden von orthogonal zu diesem Stab ausgerichteten Stäben verbunden. Insbesondere bevorzugt ist jedes freie Ende jedes Stabes nicht mit einem freien Ende eines parallel zu diesem Stab ausgerichteten Stabes verbunden. Es hat sich gezeigt, dass die Ausgestaltung der Tensegrity-Vorrichtung mit einem Stabwerk mit sechs Stäben in der beschriebenen Anordnung die beste Kombination von Gewicht, Stabilität, Bespielbarkeit und Trainingseffekt bietet.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass jedes elastische Element sich zu der Außenseite der Tensegrity-Vorrichtung hin, bevorzugt konisch, erweiternd ausgebildet ist.
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Durch die sich zur Außenseite erweiternde Ausgestaltung der elastischen Elemente wird die beim Halten und Schlagen vom Spieler berührte Außenfläche der Tensegrity-Vorrichtung vergrößert, ohne dass gleichzeitig die benötigte Materialmenge unnötig erhöht wird.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass jedes elastische Element eine zu der Außenseite gerichtete Endfläche aufweist, wobei die Endfläche eben, konkav oder konvex ausgebildet ist.
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Durch die Ausgestaltung der Endfläche als ebene, konkave oder konvexe Endfläche können die Feder-, Stoß- oder Dämpfungseigenschaften der Tensegrity-Vorrichtung beeinflusst werden.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass die elastischen Elemente ein Federelement, insbesondere eine Metallfeder, aufweisen. Das Federelement kann in das jeweilige elastische Element integriert sein. Insbesondere kann das Federelement zwischen dem freien Ende des jeweiligen Stabs und dem elastischen Element angeordnet sein, d.h. von der Außenseite auf das elastische Element wirkende Kräfte werden zumindest teilweise über das Federelement auf das freie Ende des jeweiligen Stabs übertragen. Durch diese Maßnahme kann das Bewegungsverhalten der Tensegrity-Vorrichtung weiter beeinflusst werden. Zudem wird die Möglichkeit der Energierückgewinnung bereitgestellt. Trifft die Tensegrity-Vorrichtung beispielsweise auf dem Boden auf, so wird die dabei in dem Federelement gespeicherte Energie wieder abgegeben, sodass die Tensegrity-Vorrichtung danach eine größere Sprunghöhe erreicht.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass jedes elastische Element einen Kunststoff, insbesondere ein Elastomer, weiter insbesondere ein Gummi oder einem Silikonkautschuk, umfasst oder aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, weiter insbesondere einem Gummi oder einem Silikonkautschuk, besteht.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass jedes elastische Element mit mindestens zwei weiteren elastischen Elementen über Verbindungselemente verbunden ist, wobei bevorzugt je drei elastische Elemente und drei Verbindungselemente ein Dreieck bilden, und wobei die elastischen Elemente und die Verbindungselemente insbesondere bevorzugt ein das Stabwerk umschließendes Netz bilden.
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Insbesondere sind die Dreiecke miteinander verbinden und bilden das Netz.
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Durch das Vorsehen von Verbindungselementen wird die Tensegrity-Vorrichtung zur Außenseite hin zumindest teilweise mit einer Oberfläche oder Außenfläche versehen, welche zum Anfassen und für Schlageinwirkung durch einen Benutzer zur Verfügung steht. Insbesondere wird durch diese zumindest teilweise vorhandene Ober- oder Außenfläche verhindert, dass die Finger eines Benutzers bei der Handhabung in das Innere der Tensegrity-Struktur gelangen. Zudem wird durch die insbesondere netzartige Ausgestaltung von Verbindungselementen und elastischen Elementen die Stabilität der Tensegrity-Vorrichtung erhöht und zudem ein optisch ansprechendes Äußeres geschaffen.
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Bevorzugt sind die Verbindungselemente parallel zu den Zugelementen verlaufend angeordnet und/oder die Zugelemente sind in die Verbindungselemente integriert und/oder die Verbindungselemente sind die Zugelemente.
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So ist es beispielsweise denkbar, dass die Verbindungselemente parallel zu den insbesondere bevorzugt als Gummiseile ausgebildeten Zugelementen verlaufend angeordnet sind, wobei sich die Zugelemente insbesondere im Inneren der von den Verbindungselementen und den elastischen Elementen bevorzugt netzartigen Oberfläche befinden. Die Verbindungselemente können dann aus dem gleichen Material bestehen wie die elastischen Elemente und weiter insbesondere stoffeinteilig mit diesen ausgebildet sein.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, dass sich die Zugelemente im Inneren der Verbindungselemente befinden beziehungsweise in diese integriert sind. Auch in diesem Fall ist es möglich, dass die Zugelemente als Gummiseile ausgebildet sind und dass die Verbindungselemente aus dem gleichen Material wie die elastischen Elemente ausgebildet sind und insbesondere einen Kunststoff wie ein Elastomer oder ein Gummi umfassen. Eine weitere Möglichkeit sieht vor, dass die Verbindungselemente die Zugelemente sind. In diesem Fall können die Verbindungselemente als Gummiseile ausgebildet sein, wobei dann jedoch darauf zu achten ist, dass diese Gummiseile flach in Art eines Gummibandes ausgebildet sind, um zumindest teilweise eine Ober- oder Außenfläche für die Tensegrity-Vorrichtung zu bilden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Verbindungselemente flächig miteinander verbunden sind, und/oder dass die Verbindungselemente und die elastischen Elemente eine im Wesentlichen vollständig geschlossene kugelförmige Hülle bilden, wobei das Stabwerk in der Hülle angeordnet ist.
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Zwischen den Verbindungselementen können sich somit flächige Abschnitte befinden, sodass die Zwischenräume in der Ober- oder Außenfläche der Tensegrity-Vorrichtung zwischen den Verbindungselementen geschlossen sind. Die flächigen Abschnitte können dabei stoffeinteilig mit den Verbindungselementen und/oder den elastischen Elementen ausgebildet sein und insbesondere aus dem gleichen Material wie die Verbindungselemente und/oder wie die elastischen Elemente bestehen. In einer Radialrichtung der Tensegrity-Vorrichtung gesehen können jedoch die elastischen Elemente eine größere Materialstärke als die Verbindungselemente beziehungsweise als die flächigen Abschnitte aufweisen. Auch ist es möglich, dass die Verbindungselemente in der Radialrichtung eine größere Materialstärke als die flächigen Abschnitte aufweisen.
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Insgesamt wird durch die elastischen Elemente, die Verbindungselemente und die die Verbindungselemente flächig miteinander verbindenden flächigen Abschnitte eine im Wesentlichen geschlossene kugelförmige Hülle für das Stabwerk und gegebenenfalls die Zugelemente bereitgestellt. Von der Außenseite betrachtet ist somit die Tensegrity-Vorrichtung als Ball ausgebildet. Eine in dieser Form ausgebildete Tensegrity-Vorrichtung kann besonders einfach gehandhabt, insbesondere geworfen oder getreten, werden.
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Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dass die kugelförmige Hülle eine Öffnung aufweist, durch die das Stabwerk entnommen oder eingeführt werden kann.
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Eine entsprechende Öffnung kann insbesondere aus produktionstechnischen Gründen vorteilhaft sein. So kann die kugelförmige Hülle umfassend die elastischen Elemente, die Verbindungselemente und die flächigen Abschnitte separat von dem Stabwerk und den Zugelementen hergestellt werden. Sind die elastischen Elemente, die Verbindungselemente und die flächigen Abschnitte der kugelförmigen Hülle stoffeinteilig aus demselben Material hergestellt, beispielsweise aus Kunststoff, so kann die kugelförmige Hülle in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden. Das Stabwerk mitsamt den Zugelementen wird dann nachträglich in die kugelförmige Hülle durch die Öffnung eingesetzt.
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Auch wird eine Reparatur der Tensegrity-Vorrichtung vereinfacht, falls am Stabwerk ein Schaden aufgetreten sein sollte.
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Bevorzugt weisen die elastischen Elemente einen, insbesondere trichterförmigen, Aufnahmeabschnitt auf, wobei der, insbesondere trichterförmige, Aufnahmeabschnitt ausgebildet ist, das jeweilige elastische Element auf ein freies Enden eines Stabs des Stabwerks aufzusetzen.
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Ist eine im Wesentlichen geschlossene Hülle bestehend aus Verbindungselementen, flächigen Abschnitten und elastischen Elementen vorgesehen, so ragen die, insbesondere trichterförmigen, Aufnahmeabschnitte von der kugelförmigen Hülle in das Innere der Hülle hinein. Das Stabwerk wird nach dem Einführen in die Hülle so ausgerichtet, dass die freien Enden der Stäbe in die, insbesondere trichterförmigen, Aufnahmeabschnitte eingreifen.
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Weisen die elastischen Elemente Federelemente, insbesondere Metallfedern, auf, wobei die Federelemente bevorzugt in die elastischen Elemente integriert angeordnet sind, so können die Federelemente im, insbesondere trichterförmigen, Aufnahmeabschnitt angeordnet sein.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die elastischen Elemente und die, bevorzugt flächig miteinander verbundenen, Verbindungselemente und/oder die Zugelemente integriert und/oder einstückig, insbesondere stoffhomogen oder stoffeinteilig, ausgebildet sind.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass mindestens ein elastisches Zusatzelement in einem Inneren der Tensegrity-Struktur angeordnet ist, wobei das elastische Zusatzelement bevorzugt mit mindestens einem Stab verbunden ist.
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Durch Vorsehen eines elastischen Zusatzelements im Inneren der Tensegrity-Struktur kann das Flug-, Wurf- oder Sprung- oder Bewegungsverhalten der Tensegrity-Vorrichtung weiter modifiziert werden, da die elastischen Zusatzelemente zusätzliche Zug- oder Druckkräfte bewirken können.
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Besonders bevorzugt ist das elastische Zusatzelement eine Feder, insbesondere eine metallische Feder, oder ein elastischer Ball.
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Die elastische Feder und/oder der elastische Ball kann oder können derart im Inneren der Tensegrity-Struktur angeordnet sein, dass diese im Neutralzustand weder Drucknoch Zugkräfte auf die Stäbe der Tensegrity-Vorrichtung ausüben. Erst bei einer Belastung von außen, beispielsweise wenn die Tensegrity-Vorrichtung zusammengedrückt wird, übt das mindestens eine elastische Zusatzelement Kräfte aus.
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Andererseits ist es jedoch auch möglich, dass das im Inneren angeordnete mindestens eine elastische Zusatzelement auch im Neutralzustand eine Zug- oder Druckkraft auf die Stäbe des Stabwerks ausübt.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Gewichtelement an mindestens einem der Stäbe gleitend angeordnet oder anordbar ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an je einen Stab, bevorzugt an genau einem Stab, jeder Körperachse ein Gewichtelement, beispielsweise ein kugelförmiges Gewichtelement, gleitend angeordnet oder anordbar ist. Insbesondere sind somit bis zu drei Gewichtelemente an den Stäben angeordnet oder anordbar. Durch die an den Stäben gleitenden Gewichtelemente können bei der Benutzung der Tensegrity-Struktur Geräusche erzeugt werden. Zudem erfolgt durch die an den Stäben gleitenden Gewichtelemente eine ständige Verlagerung des Schwerpunktes der Tensegrity-Vorrichtung, sodass das Sprung- und Bewegungsverhalten noch interessanter und unberechenbarer wird.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Gewichte separat erworben werden können. Jeder Benutzer kann dann die zusätzlichen Gewicht nach seinem eigenem Geschmack an den Stäben der Tensegrity-Vorrichtung verteilen und anbringen.
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Ferner bevorzugt ist vorgesehen, dass mindestens ein Stab einen Sensor umfasst, wobei der Sensor besonders bevorzugt ein Beschleunigungssensor, ein Erschütterungssensor oder ein Winkelsensor ist.
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Durch die Ausgestaltung mindestens eines Stabes mit einem Sensor können während der Benutzung der Tensegrity-Vorrichtung Daten und Informationen über den Bewegungsverlauf der Tensegrity-Vorrichtung gesammelt werden.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Systems umfassend eine vorbeschriebene Tensegrity-Vorrichtung und eine elektronische Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei mindestens ein Stab der Tensegrity-Vorrichtung einen Sensor umfasst, wobei der Sensor bevorzugt ein Beschleunigungssensor oder ein Erschütterungssensor oder ein Winkelsensor ist, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung ausgebildet ist, Daten des mindestens einen Sensors zu empfangen und aus den Daten Bewegungsinformationen der Tensegrity-Vorrichtung zu ermitteln.
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Bei der Datenverarbeitungsvorrichtung kann es sich insbesondere um eine mobile Datenverarbeitungsvorrichtung, bevorzugt ein Smartphone, ein Tablet oder ein Notebook, handeln. Bei den Bewegungsinformationen handelt es sich bevorzugt um Zeiten, insbesondere Flugzeiten, Kräfte und/oder Geschwindigkeiten, insbesondere Winkelgeschwindigkeiten.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung des Systems ausgebildet ist, an einen Benutzer des Systems Aufgaben zur Benutzung der Tensegrity-Vorrichtung zu übermitteln.
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Beispielsweise ist es somit möglich, dass dem Benutzer des Systems umfassend die Tensegrity-Vorrichtung von der Datenverarbeitungsvorrichtung sogenannte „Challenges“ vorgeschlagen werden. Eine derartige „Challenge“ kann zum Beispiel darin bestehen die Tensegrity-Vorrichtung über einen vorbestimmten Zeitraum ohne Bodenkontakt in der Luft zu halten und in diesem Zeitraum eine vorbestimmte Anzahl von Würfen der Tensegrity-Vorrichtung zu erzielen.
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Während des Ablaufes der Challenge ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung anhand der von den Sensoren der Tensegrity-Vorrichtung übermittelten Bewegungsinformationen die Start- und Endzeitpunkte der Flugphasen der Tensegrity-Vorrichtung. Diese Zeitpunkte können beispielsweise durch die Detektion von abrupten Stößen oder großen Beschleunigungen ermittelt werden. Aus den so ermittelten Zeitpunkten können wiederum weitere Informationen abgeleitet werden, wie beispielsweise die Anzahl der Würfe oder Stöße beziehungsweise die Flugzeit oder die Spielzeit insgesamt.
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Die möglichen Challenges sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern es kann jedwede Aufgabe gestellt werden, insbesondere solche Aufgaben, deren Erfüllung durch die Auswertung der Bewegungsinformationen beurteilt werden kann.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Computerprogrammprodukts, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung diese veranlasst, Daten des mindestens einen Sensors einer vorbeschriebenen Tensegrity-Vorrichtung zu empfangen und aus den Daten Bewegungsinformationen der Tensegrity-Vorrichtung zu ermitteln und/oder an einen Benutzer Aufgaben zur Benutzung einer vorbeschriebenen Tensegrity-Vorrichtung zu übermitteln.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen
- 1a eine perspektivische Ansicht einer Tensegrity-Vorrichtung mit elastischen Elementen,
- 1b eine Seitenansicht einer Tensegrity-Vorrichtung mit elastischen Elementen,
- 2a eine erste perspektivische Ansicht eines ersten elastischen Elements,
- 2b eine zweite perspektivische Ansicht des ersten elastischen Elements,
- 3 eine weitere Tensegrity-Vorrichtung mit einer netzartigen Umhüllung,
- 4 eine noch weitere Tensegrity-Vorrichtung mit einer kugelförmigen Hülle,
- 5 eine Tensegrity-Vorrichtung mit einer Feder,
- 6 eine Tensegrity-Vorrichtung mit einem elastischen Ball,
- 7 eine Tensegrity-Vorrichtung mit einem Gewichtelement und einem Beschleunigungssensor,
- 8 eine perspektivische Ansicht eines zweiten elastischen Elements, und
- 9 eine perspektivische Ansicht eines dritten elastischen Elements.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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1a zeigt eine perspektivische Ansicht einer Tensegrity-Vorrichtung 100. 1b zeigt eine Seitenansicht der Tensegrity-Vorrichtung 100 der 1a. Die Tensegrity-Vorrichtung 100 umfasst ein Stabwerk 10 aus sechs Stäben 11. Jeweils zwei Stäbe 11 sind paarweise entlang einer der auf der rechten Seite der 1a und 1b gezeigten drei orthogonalen Körperachsen 12a, 12b, 12c ausgerichtet. Durch diese Anordnung ist jeder Stab 11 orthogonal zu vier weiteren Stäben 11 ausgerichtet. Jeder Stab 11 weist zwei freie Enden 13 auf, welche zur Außenseite 14 der Tensegrity-Vorrichtung 100 gerichtet sind. Die freien Enden 13 der Stäbe 11 sind durch Zugelemente 15 miteinander verbunden. Die Zugelemente 15 sind als Gummiseile 15a ausgebildet. Die Zugelemente 15 üben auf die Stäbe 11 Zugkräfte aus, welche das Stabwerk 10 stabilisieren. Dabei ist je ein freies Ende 13 eines Stabes 11 mit vier freien Enden 13 von orthogonal zu diesem Stab 11 ausgerichteten Stäben 11 verbunden. An jedem freien Ende 13 jedes Stabs 11 ist ein elastisches Element 16 angeordnet. Die elastischen Elemente 16 sind zur Stoßdämpfung ausgebildet. Die elastischen Elemente 16 bestehen aus einem Kunststoff, beispielsweise Silikonkautschuk, und sind zur Außenseite 14 der Tensegrity-Vorrichtung 100 hin in etwa konisch erweitert ausgebildet. Zu der Außenseite 14 hin weist jedes elastische Element 16 eine Endfläche 17 auf, welche im dargestellten Fall konkav ausgebildet ist. Insbesondere aufgrund der elastischen Elemente 16 ist die Tensegrity-Vorrichtung 100 als Spiel-, Wurf-, Trainings- oder Therapiegerät geeignet.
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In den 2a und 2b ist ein elastisches Element 16 gezeigt. Das elastische Element 16 ist in Richtung der Endfläche 17 sich in etwa konisch erweiternd ausgebildet und weist auf der der Endfläche 17 gegenüberliegenden Seite einen, insbesondere trichterförmigen, Aufnahmeabschnitt 18 auf, mit dem das elastische Element 16 auf ein freies Ende 13 eines Stabes 11 der Tensegrity-Vorrichtung 100 aufgesetzt werden kann.
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3 zeigt eine Variante der Tensegrity-Vorrichtung 100. Die Tensegrity-Vorrichtung 100 nach 3 weist ebenfalls ein Stabwerk 10 aus sechs Stäben 11 auf. An den freien Enden 13 der Stäbe 11 sind elastische Elemente 16 angeordnet. Ferner sind Verbindungselemente 19 vorgesehen, welche jeweils zwei elastische Elemente 16 miteinander verbinden. Je drei elastische Elemente 16a, 16b, 16c bilden zusammen mit drei Verbindungselementen 19a, 19b, 19c ein in 3 mit der gestrichelten Linie angedeutetes Dreieck 20. Die elastischen Elemente 16 und die Verbindungselemente 19 bilden dadurch ein das Stabwerk 10 umschließendes Netz 21. Die elastischen Elemente 16 und die Verbindungselemente 19 sind stoffeinteilig bzw. stoffhomogen ausgebildet, d.h. die elastischen Elemente 16 und die Verbindungselemente 19 werden gemeinsam und gleichzeitig aus dem Kunststoff gefertigt. Die Tensegrity-Vorrichtung 100 weist ebenfalls Zugelemente 15 auf, welche innenseitig des aus den elastischen Elementen 16 und den Verbindungselementen 19 gebildeten Netzes 21 verlaufen und parallel zu den Verbindungselementen 19 ausgerichtet sind. Alternativ zu der Ausgestaltung der 3 können die Zugelemente 15 auch in die Verbindungselemente 19 integriert sein, oder die Zugelemente 15 sind als Verbindungselemente 19 ausgebildet. Gegebenenfalls sind dann die elastischen Elemente 16 und die Verbindungselemente 19 nicht stoffhomogen ausgebildet. Die Verbindungselemente 19 könnten dann als Gummibänder ausgebildet sein, während die elastischen Elemente 16 weiterhin aus Silikonkautschuk bestehen.
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4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Tensegrity-Vorrichtung 100. Bei der Tensegrity-Vorrichtung 100 nach 4 sind die Verbindungselemente 19 durch zwischen den Verbindungselementen 19 angeordnete flächige Abschnitte 22 verbunden (vgl. 3), sodass die elastischen Elemente 16, die Verbindungselemente 19 und die flächigen Abschnitte 22 eine im Wesentlichen vollständig geschlossene kugelförmige Hülle 23 bilden, innerhalb der das Stabwerk 10 und die Zugelemente 15 angeordnet sind. In der 4 ist die Hülle 23 nur zur Hälfte dargestellt, um das Stabwerk 10 und die Zugelemente 15 sichtbar zu machen. Die Verbindungselemente 19, die flächigen Abschnitte 22 und die elastischen Elemente 16 sind bevorzugt stoffhomogen, beispielsweise aus einem Silikonkautschuk, ausgebildet. Die kugelförmige Hülle 23 weist eine Öffnung 24 auf, durch die das Stabwerk 10 entnommen oder eingeführt werden kann. Dies ist insbesondere für Produktionszwecke besonders vorteilhaft.
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Eine weitere Variante der Tensegrity-Vorrichtung ist in 5 gezeigt. Die Tensegrity-Vorrichtung 100 nach 5, entspricht im Wesentlichen der Tensegrity-Vorrichtung 100 nach 1a und 1b. Im Inneren der Tensegrity-Vorrichtung 100 sind jedoch elastische Zusatzelemente 25 angeordnet, welche im gezeigten Fall als Federn 26 ausgebildet ist. Die Federn 26 im Inneren der Tensegrity-Vorrichtung 100 verbinden jeweils zwei Stäbe 11 und sind im Neutralzustand unbelastet.
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Alternativ kann das elastische Zusatzelement 25 wie in 6 gezeigt als ein im Inneren der Tensegrity-Vorrichtung 100 angeordneter elastischer Ball 27 ausgebildet sein.
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7 zeigt eine um weitere Elemente erweiterte Tensegrity-Vorrichtung 100. An den Stäben 11 der Tensegrity-Vorrichtung 100 sind Gewichtelemente 28 gleitend angeordnet. Beim Spielen oder Trainieren mit der Tensegrity-Vorrichtung 100 verlagert sich durch die gleitenden Gewichtelemente 28 fortlaufend der Schwerpunkt der Tensegrity-Vorrichtung 100. Ferner weist einer der Stäbe 11a einen Sensor 29 auf.
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Der Sensor 29 ist als Beschleunigungssensor 30 ausgebildet. Mit dem Sensor 29 können daher Erschütterungen der Tensegrity-Vorrichtung 100 detektiert werden. Diese Informationen können beispielsweise per Funksignal an eine nicht näher dargestellte Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise an ein Smartphone, gesendet werden. Von der Datenverarbeitungsvorrichtung können dann aus den von den Sensoren 29 empfangenen Informationen beispielsweise eine Flugzeit der Tensegrity-Vorrichtung 100 oder die Anzahl der Würfe mit der Tensegrity-Vorrichtung 100 ermittelt werden.
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In 8 ist eine weitere Ausgestaltung eines elastischen Elements 16 gezeigt. Das elastische Element 16 ist als Kugel 31 ausgebildet und weist in einem Aufnahmeabschnitt 18 mit einer Aufnahmeöffnung 32a auf. Die Kugel 31 kann mit der Aufnahmeöffnung 32 auf ein freies Ende 13 eines Stabs 11 des Stabwerks 10 aufgesetzt werden.
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Eine noch weitere Ausgestaltung eines elastischen Elements 16 ist in 9 gezeigt. Das elastische Element 16 der 9 weist einen Aufnahmeabschnitt 18 und eine gegenüberliegende Endfläche 17 auf. Entgegen der Ausgestaltung der 2a und 2b verjüngt sich das elastische Element 16 der 9 ist in Richtung der Endfläche 17. Zudem weist das elastische Element 16 der 9 eine mit Stufen 33 ausgebildeten Verlauf zwischen dem Aufnahmeabschnitt 18 und der Endfläche 17 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Tensegrity-Vorrichtung
- 10
- Stabwerk
- 11
- Stab
- 11a
- Stab
- 12a
- Körperachse
- 12b
- Körperachse
- 12c
- Körperachse
- 13
- Freies Ende
- 14
- Außenseite
- 15
- Zugelemente
- 15a
- Gummiseile
- 16
- Elastisches Element
- 16a
- Elastisches Element
- 16b
- Elastisches Element
- 16c
- Elastisches Element
- 17
- Endfläche
- 18
- Aufnahmeabschnitt
- 19
- Verbindungselement
- 19a
- Verbindungselement
- 19b
- Verbindungselement
- 19c
- Verbindungselement
- 20
- Dreieck
- 21
- Netz
- 22
- Flächiger Abschnitt
- 23
- Hülle
- 24
- Öffnung
- 25
- Zusatzelement
- 26
- Feder
- 27
- Elastischer Ball
- 28
- Gewichtelement
- 29
- Sensor
- 30
- Beschleunigungssensor
- 31
- Kugel
- 32
- Aufnahmeöffnung
- 33
- Stufe
