DE102023002471A1

DE102023002471A1 - Strength training device

Info

Publication number: DE102023002471A1
Application number: DE102023002471.6A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-20
Filing date: 2023-06-19
Publication date: 2023-12-21

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Kraftsporttrainingsgerät, das ein Zugseil zur Kraftübertragung umfasst, bereitzustellen. Insbesondere soll eine Anpassung des Kraftsporttrainingsgerätes an die Körpergröße der Trainingsperson und an die Art der Übung möglich sein.Weiterhin soll das Kraftsporttrainingsgerät ein Training mit dynamischen Belastungsprofilen ermöglichen.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Seilauslass des jeweiligen Seiles mittels einer Verschiebevorrichtung verschiebbar im Kraftsporttrainingsgerät angeordnet ist.Weiterhin ist vorgesehen, dass das Kraftaufnahmebauteil ist in der Weise ausgebildet ist, dass die Widerstandskraft durch eine mit dem Kraftaufnahmebauteil gekoppelte mechanische oder elektromechanische Widerstandsstellvorrichtung variierbar ist.The object of the invention is to provide an improved strength training device that includes a pull rope for power transmission. In particular, it should be possible to adapt the strength training device to the body size of the training person and to the type of exercise. Furthermore, the strength training device should enable training with dynamic load profiles. According to the invention, it is provided that at least one rope outlet of the respective rope is displaceably arranged in the strength training device by means of a displacement device .Furthermore, it is provided that the force-absorbing component is designed in such a way that the resistance force can be varied by a mechanical or electromechanical resistance adjusting device coupled to the force-absorbing component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftsporttrainingsgerät. Das erfindungsgemäße Kraftsporttrainingsgerät ist so ausgebildet, dass eine von einer Trainingsperson auf ein dazu vorgesehenes Bauteil des Kraftsporttrainingsgerätes ausgeübte Kraft durch ein Seil auf ein Kraftaufnahmebauteil, wie beispielsweise ein Gewicht, übertragen wird, wobei das Kraftaufnahmebauteil eine der Kraft entgegengesetzt wirkende Widerstandskraft bewirkt.The invention relates to a strength training device. The strength training device according to the invention is designed in such a way that a force exerted by a training person on a component of the strength training device intended for this purpose is transferred through a rope to a force-absorbing component, such as a weight, whereby the force-absorbing component causes a resistance force acting in the opposite direction to the force.

Kraftsporttrainingsgeräte sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt.Strength training equipment is known in different designs.

Es ist bekannt, dass konventionelle Kraftsporttrainingsgeräte, die auch als Kabelzugtürme bekannt sind, mit Gewichtsscheiben, mehrheitlich aus Stahl, ausgestattet sind. Diese variieren häufig zwischen Gewichtsplatten von 1,5kg bis 5kg. Dabei ist eine Arretierung der Gewichtsscheiben mittels eines Stiftes vorgesehen. Mit Hilfe dieses Stiftes lässt sich die Gesamtlast auf dem Zugseil vor Übungsbeginn einstellen. Innerhalb der Übungsausführung ist eine Gewichtsveränderung nicht möglich. Das Zugseil wird meist über mehrere Umlenkrollen umgelenkt, wobei eine Umlenkrolle als Austritt für das Zugseil und somit als Seilauslass dient. Der Austrittspunkt des Seils lässt sich manuell vor Übungsausführung in der Höhe verstellen. Während der Übungsausführung ist dementsprechend eine Höhenverstellung nicht möglich.It is known that conventional strength training equipment, also known as cable towers, is equipped with weight plates, mostly made of steel. These often vary between weight plates from 1.5kg to 5kg. The weight plates are locked using a pin. This pin can be used to adjust the total load on the pull rope before the start of the exercise. It is not possible to change weight while performing the exercise. The pull rope is usually deflected via several deflection pulleys, with one deflection pulley serving as an exit for the pull rope and thus as a rope outlet. The height of the exit point of the rope can be adjusted manually before performing the exercise. Accordingly, height adjustment is not possible while performing the exercise.

Beispielsweise ist aus Dokument US 20230015920 A1 ein Krafttrainingsgerät bekannt, das mindestens ein Steuergerät und mindestens einen Trainingswiderstand umfasst. Jeder der mindestens einen Trainingswiderstände umfasst mindestens einen Trainingswiderstandswert, beispielsweise eine Kraft, die auf das Benutzerkontaktelement, z. B. einen Griff, ausgeübt wird.
Der Trainingswiderstandswert kann auch eine Funktion oder einen Vektor umfassen, z.B. eine Funktion, die eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Benutzers und/oder eines Benutzerkontaktelements und eine gegen diese Bewegung aufgebrachte Kraft verknüpft. Die Steuervorrichtung kann eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Trainingsmaschinenbaugruppe sein. Der Trainingswiderstand kann einen Aktuator umfassen. Der Aktuator kann wiederum einen Elektromotor umfassen. Der Trainingswiderstand kann als Gewicht ausgebildet sein. Der Trainingswiderstand kann ein anderes Element umfassen, das so konfiguriert ist, dass es einen Widerstand gegen eine Bewegung des Benutzers bietet. Die Trainingsmaschinenbaugruppe kann mindestens eine Kamera umfassen.For example, from document US 20230015920 A1 a strength training device is known that includes at least one control device and at least one training resistance. Each of the at least one training resistances includes at least one training resistance value, for example a force, acting on the user contact element, e.g. B. a handle is exercised.
The training resistance value may also include a function or a vector, for example a function that links a movement speed of a user and/or a user contact element and a force applied against this movement. The control device can be a control device for controlling the training machine assembly. The training resistance may include an actuator. The actuator can in turn comprise an electric motor. The training resistance can be designed as a weight. The training resistance may include another element configured to provide resistance to movement of the user. The training machine assembly can include at least one camera.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Kraftsporttrainingsgerät, das mindestens ein Zugseil zur Kraftübertragung von einer Trainingsperson zu einem eine Widerstandskraft bewirkenden Kraftaufnahmebauteil umfasst. The starting point of the present invention is a strength training device that comprises at least one pull rope for transmitting force from a training person to a force-absorbing component that produces a resistance force.

Dementsprechend wirkt das zu trainierende Körperteil, beispielsweise Arm oder Bein, über die Hand beziehungsweise den Fuß und ein Kontaktelement, wie beispielsweise Griff, Pedale oder Schlaufen, auf das Zugseil. Das Zugseil überträgt die Kraft der Trainingsperson auf das Kraftaufnahmebauteil. Das Kraftaufnahmebauteil kann beispielsweise ein Gewicht, eine Feder oder auch ein Motor sein, das damit der über das Zugseil übertragenen Muskelkraft entgegenwirkt und somit einen Widerstand hervorruft, der letztlich dazu führt, dass die Muskelkraft größer als die Widerstandskraft sein muss, damit das Zugseil entsprechend bewegt wird und somit die entsprechenden Muskeln trainiert werden.Accordingly, the body part to be trained, for example arm or leg, acts on the pull rope via the hand or foot and a contact element, such as a handle, pedals or loops. The pull rope transfers the strength of the training person to the force absorption component. The force absorbing component can be, for example, a weight, a spring or even a motor, which counteracts the muscle force transmitted via the pull rope and thus causes resistance, which ultimately means that the muscle force has to be greater than the resistance force so that the pull rope moves accordingly and the corresponding muscles are trained.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Kraftsporttrainingsgerät, das ein Zugseil zur Kraftübertragung umfasst, bereitzustellen. Insbesondere soll eine Anpassung des Kraftsporttrainingsgerätes an die Körpergröße der Trainingsperson und an die Art der Übung möglich sein.
Weiterhin soll das Kraftsporttrainingsgerät ein Training mit dynamischen Belastungsprofilen ermöglichen.The object of the invention is to provide an improved strength training device that includes a pull rope for power transmission. In particular, it should be possible to adapt the strength training training device to the body size of the training person and to the type of exercise.
Furthermore, the strength training device should enable training with dynamic load profiles.

Die Erfindung wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The invention is solved with the features of the independent claims.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Seilauslass des jeweiligen Seiles mittels einer Verschiebevorrichtung verschiebbar im Kraftsporttrainingsgerät angeordnet ist. Der Seilauslass wird insbesondere durch eine Seilumlenkrolle gebildet, die dementsprechend verschiebbar im Kraftsporttrainingsgerät angeordnet ist. Insbesondere ist der Seilauslass höhenverschiebbar angeordnet.According to the invention, it is provided that at least one rope outlet of the respective rope is displaceably arranged in the strength training training device by means of a displacement device. The rope outlet is formed in particular by a rope deflection roller, which is accordingly displaceably arranged in the strength training training device. In particular, the cable outlet is arranged to be vertically displaceable.

Durch die Verschiebung des Seilauslasses kann beispielsweise die Seillänge und damit die zweckmäßige Position der Griffe beziehungsweise der Pedale oder Schlaufen bezüglich des zu absolvierenden Bewegungsbereichs angepasst werden. Somit kann der Auslass des Seiles auf vorteilhafte Weise beispielsweise an die Körpergröße der Trainingsperson und an die Art der Übung angepasst werden.By moving the rope outlet, for example, the rope length and thus the appropriate position of the handles or the pedals or loops can be adjusted with respect to the range of motion to be completed. The outlet of the rope can thus be advantageously adapted, for example, to the body size of the training person and to the type of exercise.

Dementsprechend kann das Kraftsporttrainingsgerät so eingestellt werden, dass vorteilhaft entsprechend der Trainingsanforderungen optimale Trainingsbedingungen bereitgestellt werden.Accordingly, the strength training training device can be adjusted so that optimal training conditions are advantageously provided in accordance with the training requirements.

Weiterhin ist zur Lösung der Aufgabenstellung erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kraftaufnahmebauteil mit einer mechanischen oder elektromechanischen Widerstandsstellvorrichtung gekoppelt ist oder als Widerstandsstellvorrichtung ausgebildet ist und somit die auf die Trainingsperson wirkende Widerstandkraft auf vorteilhafte Weise variierbar ist.Furthermore, in order to solve the problem, it is provided according to the invention that the force receiving component is coupled to a mechanical or electromechanical resistance adjusting device or is designed as a resistance adjusting device and thus the resistance force acting on the training person can be varied in an advantageous manner.

Die Erfindung stellt damit auf vorteilhafte Weise ein Kraftsporttrainingsgerät bereit, das insbesondere auch während einer Übungsbewegung eine Variation der durch die Widerstandsstellvorrichtung realisierten Widerstandkraft ermöglicht.
Damit erweitern sich die mit dem Kraftsporttrainingsgerät durchführbaren Trainingsmöglichkeiten erheblich.The invention thus advantageously provides a strength training device which, in particular, enables the resistance force realized by the resistance adjusting device to be varied during an exercise movement.
This significantly expands the training options that can be carried out with the strength training device.

Die Erfindung stellt weiterhin ein Verfahren zur Durchführung eines Kraftsporttrainings mittels des erfindungsgemäßen Kraftsporttrainingsgerätes bereit. Entsprechend des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Kraftsporttrainingsgerät, insbesondere die mit dem Seil verbundene Teile des Kraftsporttrainingsgerätes und oder der Trainingsperson von mindestens einer Sensoreinheit erfasst werden und die von der Sensoreinheit ermittelten Daten der Trainingsperson und/oder beweglicher Teile von der zweiten Steuerungseinheit ausgewertet werden.The invention further provides a method for carrying out strength training training using the strength training device according to the invention. According to the method according to the invention, it is provided that the strength training device, in particular the parts of the strength training device and/or the training person connected to the rope, are detected by at least one sensor unit and the data of the training person and/or moving parts determined by the sensor unit are evaluated by the second control unit .

Die Daten beziehungsweise deren Auswertung betreffen insbesondere Daten bezüglich der Position, beispielsweise der Gliedmaßen, der Bewegungsgeschwindigkeit und Kraftdaten. Die zweite Steuerungseinheit variiert in Abhängigkeit von der Position, der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der wirkenden Kraft durch entsprechende Ansteuerung die von der Widerstandsstellvorrichtung variierbare Widerstandskraft.The data or their evaluation relate in particular to data regarding the position, for example the limbs, the speed of movement and force data. The second control unit varies the resistance force that can be varied by the resistance adjusting device depending on the position, the movement speed and/or the acting force by appropriate control.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann auf vorteilhafte Weise die Widerstandskraft in Abhängigkeit von den durch die Sensoreinheiten erfassten trainingsrelevanten Daten angepasst werden. Damit kann das Trainingsprogramm in Abhängigkeit von den die Leistungsfähigkeit der Trainingsperson widerspiegelnden Daten optimiert werden. Beispielsweise kann bei von den Sensoren registrierter ungleichmäßiger Bewegungsgeschwindigkeit oder verkürztem Seilauszug innerhalb einer Übung die vom Elektromotor realisierte Widerstandskraft - mit anderen Worten: die Gegenkraftkraft - auf das Seil reduziert werden.The method according to the invention can advantageously adapt the resistance force depending on the training-relevant data recorded by the sensor units. This allows the training program to be optimized depending on the data reflecting the performance of the person being trained. For example, if the sensors register an uneven movement speed or a shortened rope extension within an exercise, the resistance force realized by the electric motor - in other words: the counterforce force - on the rope can be reduced.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen offenbart.Advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subordinate claims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung hinsichtlich der Verstellung des Seilauslasses ist vorgesehen, dass die Verschiebevorrichtung ein Verschiebebauteil und zumindest eine Spindel, einen Hydraulikzylinder, einen Seilzug, eine Zahnstange, einen Kettenzug und/oder einen Riemenzug umfasst und diese jeweils - mit oder ohne Getriebe - mit einem Stellantrieb verbunden sind.According to an advantageous embodiment of the invention with regard to the adjustment of the cable outlet, it is provided that the displacement device comprises a displacement component and at least one spindle, a hydraulic cylinder, a cable pull, a toothed rack, a chain pull and/or a belt pull and each of these - with or without a gear - connected to an actuator.

Dementsprechend wird auf vorteilhafte Weise die Verschiebung des Seilauslasses entlang einer Führungsvorrichtung zuverlässig und stufenlos ermöglicht.
Der Stellantrieb ist dazu als Motor oder - im Falle des Hydraulikzylinders - als Hydraulikpumpe ausgebildet.Accordingly, the displacement of the cable outlet along a guide device is advantageously made possible reliably and continuously.
The actuator is designed as a motor or - in the case of the hydraulic cylinder - as a hydraulic pump.

Insbesondere kann der Motor vorzugsweise als Schrittmotor oder Servomotor ausgebildet sein und ermöglicht so eine Feineinstellung der Position des Seilauslasses. Der Stellantrieb ist erfindungsgemäß mit einer ersten Steuerungseinheit verbunden, wobei die Steuerungseinheit der Ansteuerung des Stellantriebes dient. Die Steuerungseinheit umfasst vorzugsweise einen Datenspeicher, in dem Vorgaben zur Ansteuerung des Stellantriebes hinterlegt sind.
Zur Positionierung des Seilauslasses können die Daten von Sensoren, insbesondere von Abstandssensoren, zur Ermittlung der Position des Seilauslasses genutzt werden.In particular, the motor can preferably be designed as a stepper motor or servo motor and thus enables fine adjustment of the position of the cable outlet. According to the invention, the actuator is connected to a first control unit, the control unit serving to control the actuator. The control unit preferably includes a data memory in which specifications for controlling the actuator are stored.
To position the rope outlet, the data from sensors, in particular distance sensors, can be used to determine the position of the rope outlet.

Ebenso ist vorgesehen, dass zur Variation der Widerstandkraft Sensoren zum Einsatz kommen.It is also planned that sensors are used to vary the resistance force.

Der die Widerstandskraft realisierende Motor wird vorzugsweise in einem geschlossenen Regelkreis (Closed-Loop) geregelt, so dass ein vorgebbarer Sollwert permanent mittels der Sensorik kontrolliert und über die zweite Steuereinheit das Stellglied - hier die variierende Widerstandskraft des Motors mittels Widerstandsstellvorrichtung - in Richtung Sollwert korrigiert wird.The motor that realizes the resistance force is preferably controlled in a closed loop, so that a predeterminable setpoint is permanently controlled by means of the sensor system and the actuator - here the varying resistance force of the motor using the resistance adjusting device - is corrected in the direction of the setpoint via the second control unit .

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betrifft die Widerstandsstellvorrichtung des Kraftsporttrainingsgerätes. In einer ersten Option ist vorgesehen, dass die mechanische Widerstandsstellvorrichtung eine Bremsvorrichtung ist. Die Bremsvorrichtung kann beispielsweise direkt auf das Seil, eine Winde, auf die das Seil aufgewickelt ist oder eine Umlenkrolle des Seils wirken.A further advantageous embodiment of the invention relates to the resistance adjusting device of the strength training device. In a first option it is provided that the mechanical resistance adjusting device is a braking device. The braking device can, for example, act directly on the rope, a winch on which the rope is wound or a deflection pulley of the rope.

Weiterhin kann die Widerstandsstellvorrichtung durch eine Veränderung der Kraftübersetzung realisiert sein, für die beispielsweise ein stufenloses Getriebe, auch als CVT-Getriebe bekannt, eingesetzt wird.Furthermore, the resistance adjusting device can be implemented by changing the power transmission, for which, for example, a continuously variable transmission, also known as a CVT transmission, is used.

Es gibt weitere Bauarten von Getrieben mit Reibschluss, wie beispielsweise Keilriemengetriebe und Wälzkörpergetriebe. Wälzkörpergetriebe sind Reibradgetriebe mit verschiebbaren Rädern, bei denen im einfachsten Fall die Kontaktfläche längs des Radius des einen Rades verschoben werden kann.There are other types of transmissions with friction, such as V-belt transmissions and rolling element transmissions. Rolling element gears are friction wheel gears with movable wheels, in which, in the simplest case, the contact surface is longitudinal the radius of one wheel can be moved.

Die elektromechanische Widerstandsstellvorrichtung ist insbesondere als Elektromotor ausgebildet. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Widerstandsstellvorrichtung von einer zweiten Steuerungseinheit angesteuert wird, wodurch die Widerstandskraft auf vorteilhafte Weise variierbar und damit an vorgebbare Anforderungen anpassbar ist.
Beide Steuerungseinheiten können räumlich und funktionell vorteilhaft in einer Steuerungseinheit zusammengefasst sein. The electromechanical resistance adjusting device is designed in particular as an electric motor. Here, according to the invention, it is provided that the resistance adjusting device is controlled by a second control unit, whereby the resistance force can be varied in an advantageous manner and thus adaptable to predeterminable requirements.
Both control units can be spatially and functionally advantageously combined in one control unit.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine der Steuerungseinheiten - im besten Fall beide - mit einer Sensoreinheit wirktechnisch verbunden, wobei die Sensoreinheit insbesondere als Kameraeinheit, als ein mit dem Seil verbundener Gyrosensor oder als Lidar-Sensor ausgebildet ist.According to an advantageous development of the invention, at least one of the control units - in the best case both - is technically connected to a sensor unit, the sensor unit being designed in particular as a camera unit, as a gyro sensor connected to the cable or as a lidar sensor.

Besonders vorteilhaft kommen Kameraeinheiten mit einer Tiefenbilderfassung, mit anderen Worten einer dreidimensionalen Erfassung, zur Anwendung.
Die Tiefenbildinformation wird vorzugsweise durch zwei Bildsensoren mit unterschiedlichen Blickwinkeln und Auswertung der Daten (Berechnung) innerhalb der Kameraeinheit ermittelt.Camera units with depth image capture, in other words three-dimensional capture, are particularly advantageously used.
The depth image information is preferably determined by two image sensors with different viewing angles and evaluation of the data (calculation) within the camera unit.

Durch die Tiefenbildinformationen ist die exakte Positionsbestimmung der Trainingsperson im dreidimensionalen Raum möglich.
Mit einer oder mehreren Kameraeinheiten können somit vorzugsweise die Positionen des Körpers, insbesondere der Gliedmaßen der Trainingsperson, erfasst werden.
Dadurch können die Übungsausführungen exakt ausgewertet und mittels einer Anzeige (Monitor) angezeigt werden.The depth image information enables the exact position of the training person to be determined in three-dimensional space.
The positions of the body, in particular the limbs of the training person, can therefore preferably be recorded with one or more camera units.
This means that the exercise executions can be precisely evaluated and displayed on a display (monitor).

Während der Übungen wird das Seil durch die Trainingsperson bewegt, wodurch sich zumeist die Auszugswinkel des Seiles innerhalb einer Übung ändern.
Ein Gyrosensor kann die Geschwindigkeit des Seils und damit der Übungsbewegungen sowie den Winkel, mit dem der Seilauslass ausgezogen wird, erfassen.During the exercises, the rope is moved by the training person, which usually changes the extension angle of the rope within an exercise.
A gyro sensor can record the speed of the rope and thus the exercise movements as well as the angle at which the rope outlet is extended.

Durch die Winkelmessung in Verbindung mit den Daten vom Motor zur Auszuglänge des Seils kann die Position des Seiles im Raum bestimmt werden. Dieser Fixpunkt kann zusätzlich zu den gewonnenen Daten aus der Kamera zu einer genaueren Bestimmung der Bewegungsdaten der Trainingsperson genutzt werden.The position of the rope in space can be determined by measuring the angle in conjunction with the data from the motor on the extension length of the rope. This fixed point can be used in addition to the data obtained from the camera to more precisely determine the movement data of the training person.

Der Gyrosensor kann vorteilhaft in einer am Seil befestigten Kunststoffkugel angeordnet sein, wobei die Kunststoffkugel zugleich das zu weite Einziehen des Seils verhindert.The gyro sensor can advantageously be arranged in a plastic ball attached to the rope, the plastic ball also preventing the rope from being pulled in too far.

Die Positionen von Körperteilen als auch Positionen des Seils können ebenso mittels eines Lidar-Sensors (Laserabtastung) erfasst werden.The positions of body parts as well as the positions of the rope can also be recorded using a lidar sensor (laser scanning).

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Sensoren sowohl zur Verstellung des Seilauslasses als auch zur Variation der Widerstandskraft zum Einsatz kommen.
Der die Widerstandskraft realisierende Motor wird vorzugsweise in einem geschlossenen Regelkreis (Closed-Loop) geregelt, so dass ein Sollwert permanent mittels der Sensorik kontrolliert und über die zweite Steuereinheit das Stellglied - hier die variierende Widerstandskraft des Motors - in Richtung Sollwert korrigiert wird.According to the invention it is provided that sensors are used both to adjust the rope outlet and to vary the resistance force.
The motor that realizes the resistance force is preferably controlled in a closed loop, so that a setpoint is permanently controlled by means of the sensor system and the actuator - here the varying resistance force of the motor - is corrected in the direction of the setpoint via the second control unit.

Durch die mit den Sensoreinheiten erfassten Daten können somit auf vorteilhafte Weise die Position des Seilauslasses, aber insbesondere die mit der Widerstandsstellvorrichtung vorgebbare Widerstandskraft entsprechend der Anforderungen, die sich aus beispielsweise dem Trainingsprogramm und der Kondition der Trainingsperson ergeben, variiert werden.Through the data recorded with the sensor units, the position of the rope outlet, but in particular the resistance force that can be specified with the resistance adjusting device, can be varied in an advantageous manner in accordance with the requirements resulting from, for example, the training program and the condition of the training person.

Einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung entsprechend sind die Steuerungseinheiten mit einer Eingabeeinheit und/oder Ausgabeeinheit verbunden, wobei die Ausgabeeinheit vorzugsweise mit LED-Leuchten und/oder als Monitor ausgebildet ist. Die Ausgabeeinheit kann insbesondere Körperdaten wie Puls und Blutdruck, das aktuelle Trainingsprogramm sowie absolvierte Übungszyklen etc. anzeigen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the control units are connected to an input unit and/or output unit, the output unit preferably being designed with LED lights and/or as a monitor. The output unit can display body data such as pulse and blood pressure, the current training program and exercise cycles completed, etc.

Die Eingabeeinheit ermöglicht beispielsweise eine Auswahl aus verschiedenen Trainingsprogrammen und die Einstellung unterschiedlicher Schwierigkeitsgrade. Damit kann das Training sowohl an Bedürfnisse der Trainingsperson als auch an körperspezifische Daten angepasst werden.The input unit allows, for example, a selection from different training programs and the setting of different levels of difficulty. This means that the training can be adapted to the needs of the person being trained as well as to body-specific data.

Dementsprechend kann die Erfindung ein besonders vorteilhaftes Kraftsporttrainingsgerät bereitstellen.Accordingly, the invention can provide a particularly advantageous strength training device.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind das Kraftaufnahmebauteil und/oder die mechanische oder elektromechanischen Widerstandsstellvorrichtung verschiebbar im Kraftsporttrainingsgerät angeordnet. Damit wird auf vorteilhafte Weise der verschiebbare Seilauslass durch das Kraftaufnahmebauteil und/oder die mechanische oder elektromechanischen Widerstandsstellvorrichtung gebildet.According to an advantageous development of the invention, the force absorbing component and/or the mechanical or electromechanical resistance adjusting device are displaceably arranged in the strength training device. The displaceable cable outlet is thus advantageously formed by the force-absorbing component and/or the mechanical or electromechanical resistance adjusting device.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Durchführung eines Kraftsporttrainings sind über die Eingabeeinheit statische, insbesondere aber dynamische Belastungsprofile eingebbar beziehungsweise einlesbar. Dementsprechend kann die Eingabeeinheit auch eine Datentransferschnittstelle sein.According to an advantageous embodiment of the method for carrying out strength training training, static, but in particular dynamic, load profiles can be entered or read in via the input unit. Accordingly, the input unit can also be a data transfer interface.

Bei mehreren, im Speicher verfügbaren Belastungsprofilen kann über die Eingabeeinheit eine Auswahl und gegebenenfalls eine Modifikation der Belastungsprofile getroffen werden.If there are several load profiles available in the memory, a selection and, if necessary, a modification of the load profiles can be made via the input unit.

Die zweite Steuerungseinheit steuert die Widerstandsstellvorrichtung mit oder ohne Verwendung der Daten der Sensoreinheiten entsprechend der Belastungsprofile zur Variation der Widerstandskraft.
Da das erfindungsgemäße Kraftsporttrainingsgerät auch dynamische Belastungen (Widerstandskräfte) realisieren kann, wird mit der Erfindung vorteilhaft ein mit dynamischen Belastungsprofilen arbeitendes Kraftsporttrainingsgerät bereitgestellt.The second control unit controls the resistance adjusting device with or without using the data from the sensor units according to the load profiles to vary the resistance force.
Since the strength training device according to the invention can also implement dynamic loads (resistance forces), the invention advantageously provides a strength training device that works with dynamic load profiles.

Die Erfindung wird anhand von Figuren dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.The invention is illustrated using figures and described in more detail below.

Die Figuren zeigen:

1 ein Kraftsporttrainingsgerät in einer Seitenansicht,
2 ein modifiziertes Kraftsporttrainingsgerät in einer Seitenansicht, und
3 ein Blockschaltbild zur Funktion der Steuerung und der Anzeige des Kraftsporttrainingsgerätes.

The figures show:

1 a strength training device in a side view,
2 a modified strength training device in a side view, and
3 a block diagram of the function of the control and display of the strength training device.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Kraftsporttrainingsgerät 1 mit seinen erfindungswesentlichen Komponenten in einer Seitenansicht gezeigt.In 1 a strength training device 1 according to the invention with its components essential to the invention is shown in a side view.

Das dargestellte Kraftsporttrainingsgerät 1 umfasst ein Kraftaufnahmebauteil 3, das mittels eines über eine Umlenkrolle 4 geführten Seils 2 mit der Trainingsperson T über ein Kontaktelement 15, wie hier einen Griff 15, zur Kraftübertragung verbunden ist. Die Umlenkrolle 4 dient als Seilauslass 4.The strength training training device 1 shown comprises a force absorption component 3, which is connected to the training person T via a contact element 15, such as a handle 15 here, for force transmission by means of a rope 2 guided over a deflection roller 4. The deflection roller 4 serves as a rope outlet 4.

Durch die Trainingsbewegungen der Trainingsperson T wird das Seil 2 aus dem Kraftsporttrainingsgerät 1 herausgezogen. Üblicherweise wird der Trainingseffekt durch eine den Trainingsbewegungen entgegenwirkende Widerstandskraft W realisiert. Dazu ist an der dem Griff 15 gegenüberliegenden Seite des Seils 2 das Kraftaufnahmebauteil 3 angeordnet.The training movements of the training person T cause the rope 2 to be pulled out of the strength training device 1. The training effect is usually achieved by a resistance force W that counteracts the training movements. For this purpose, the force absorbing component 3 is arranged on the side of the rope 2 opposite the handle 15.

Üblicherweise wird das Kraftaufnahmebauteil 3 durch Gewichte realisiert, wobei die Einstellung der Widerstandskraft durch die variierbare Anzahl und Größe der Gewichte erfolgt. Nachteilig ist dabei die An- beziehungsweise Abkopplung der Gewichte an das Seil 2. Die Höhenverstellung der Umlenkrolle 4, die den Seilauslass 4 bildet, erfolgt üblicherweise durch Voreinstellung von Hand.The force-absorbing component 3 is usually realized by weights, with the resistance force being adjusted by the variable number and size of the weights. The disadvantage here is the coupling or uncoupling of the weights to the rope 2. The height adjustment of the deflection roller 4, which forms the rope outlet 4, is usually carried out by presetting by hand.

Sowohl die Höhenverstellung des Seilauslasses 4 als auch die Variation der Widerstandskraft sind dabei jeweils zwangsläufig mit einer nachteiligen Unterbrechung des Trainings verbunden. Eine Variation während eines Übungszyklusses ist so nicht möglich.Both the height adjustment of the rope outlet 4 and the variation of the resistance force are inevitably associated with a disadvantageous interruption of the training. A variation during an exercise cycle is not possible.

Um die Höhe des hier durch die Umlenkrolle 4, gebildeten Seilauslasses 4 verändern zu können, ist dieser erfindungsgemäß mit einer Verschiebevorrichtung, die hier eine Spindel 6 und eine mit der Umlenkrolle 4 verbundene Spindelmutter 5 umfasst, vorgesehen. Die Spindel 6 dient hier zugleich als Führung. Es können auch Führungsschienen vorgesehen sein.In order to be able to change the height of the cable outlet 4 formed here by the deflection roller 4, this is provided according to the invention with a displacement device, which here comprises a spindle 6 and a spindle nut 5 connected to the deflection roller 4. The spindle 6 also serves as a guide here. Guide rails can also be provided.

Die Drehung der Spindel 6 und damit die Verschiebung der Spindelmutter 5 wird durch einen Stellantrieb 7, der hier als Stellmotor 7 ausgebildet ist, realisiert. Eine zusätzliche Führung, die zugleich eine Verdrehsicherung der Spindelmutter 5 realisiert, ist nicht dargestellt.The rotation of the spindle 6 and thus the displacement of the spindle nut 5 is realized by an actuator 7, which is designed here as an actuator 7. An additional guide, which at the same time secures the spindle nut 5 against rotation, is not shown.

Die Steuerung der Höhenverstellung erfolgt bevorzugt mit einer ersten Steuereinheit 8, die dazu vorzugsweise mit Sensoren 11, 12 und/oder einer Eingabeeinheit 14 gekoppelt ist. Die Höhenverstellung des Seilauslasses 4 kann somit erfindungsgemäß auf vorteilhafte Weise jederzeit, auch innerhalb eines Übungszyklusses, also auch während einer Bewegung. erfolgen.The height adjustment is preferably controlled with a first control unit 8, which is preferably coupled to sensors 11, 12 and/or an input unit 14 for this purpose. According to the invention, the height adjustment of the cable outlet 4 can therefore advantageously be carried out at any time, even within an exercise cycle, i.e. also during a movement. take place.

Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die durch das Kraftaufnahmebauteil 3 aufgebrachte Widerstandskraft W durch eine mit dem Kraftaufnahmebauteil 3 gekoppelte oder als ein als Widerstandsstellvorrichtung 9 ausgebildetes Kraftaufnahmebauteil 3 variiert werden kann. Dazu ist die Widerstandsstellvorrichtung 9 erfindungsgemäß vorzugsweise als Elektromotor 9 ausgebildet, wobei das Seil 2 auf eine nicht dargestellte, mit dem Elektromotor 9 verbundene Seiltrommel aufgewickelt ist. Die Variation der der von der Trainingsperson aufgebrachten Kraft K entgegenwirkenden Widerstandskraft W erfolgt hier durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 9 mittels der zweiten Steuerungseinheit 10.According to the invention, it is further provided that the resistance force W applied by the force-absorbing component 3 can be varied by a force-absorbing component 3 that is coupled to the force-absorbing component 3 or designed as a resistance adjusting device 9. For this purpose, according to the invention, the resistance adjusting device 9 is preferably designed as an electric motor 9, with the rope 2 being wound onto a rope drum, not shown, which is connected to the electric motor 9. The variation of the resistance force W counteracting the force K applied by the training person takes place here by appropriately controlling the electric motor 9 by means of the second control unit 10.

Die zweite Steuerungseinheit 10 ist dazu vorzugsweise mit Sensoren 11, 12 und/oder einer Eingabeeinheit 14 gekoppelt. Die Veränderung der Widerstandskraft W kann somit erfindungsgemäß auch während eines Übungszyklusses, also auch während einer Bewegung erfolgen.For this purpose, the second control unit 10 is preferably coupled to sensors 11, 12 and/or an input unit 14. The change in the resistance force W can therefore be carried out according to the invention also during an exercise cycle, i.e. also during a movement.

Dementsprechend lassen sich auf vorteilhafte Weise dynamische Übungsprofile realisieren.Accordingly, dynamic exercise profiles can be implemented in an advantageous manner.

Die Funktion der Steuerung des Stellantriebs 7 und der Widerstandsstellvorrichtung 9 mittels der Steuereinheiten 8, 10 ist in 3 als Blockschaltbild gezeigt und nachfolgend beschrieben.The function of controlling the actuator 7 and the resistance adjusting device 9 by means of the control units 8, 10 is in 3 shown as a block diagram and described below.

Auf vorteilhafte Weise sind hier beide Steuereinheiten 8, 10 zu einer Steuereinheit 8, 10 zusammengefasst. Die Eingabeeinheit 14 und die Ausgabeeinheit 13 sind zusammen vorteilhaft als Touchscreen ausgebildet. Mit der Eingabeeinheit 14 lassen sich bestimmte Übungsprofile eingeben, auswählen, modifizieren und abspeichern. Insbesondere können dynamische Übungsprofile eingegeben und durch das Kraftsporttrainingsgerät 1 realisiert und überwacht werden.Both control units 8, 10 are advantageously combined to form one control unit 8, 10. The input unit 14 and the output unit 13 are together advantageously designed as a touchscreen. With the input unit 14, specific exercise profiles can be entered, selected, modified and saved. In particular, dynamic exercise profiles can be entered and implemented and monitored by the strength training device 1.

Mit der Ausgabeeinheit 13 können die Übungsprofile sowie Daten wie Kraft K beziehungsweise Widerstandskraft W, Blutdruck und Puls sowie der aktuelle Status des jeweiligen Übungsprofils angezeigt werden. Diese Daten werden von den Sensoren 11, 12 erfasst. Die Sensoren 11, 12 können insbesondere Kameraeinheiten 11, Gyrosensoren 12, Lidarsensoren, Abstands- und Kraftsensoren sowie Blutdruck und Puls erfassende Sensoren sein.The output unit 13 can be used to display the exercise profiles as well as data such as force K or resistance force W, blood pressure and pulse as well as the current status of the respective exercise profile. This data is recorded by the sensors 11, 12. The sensors 11, 12 can in particular be camera units 11, gyro sensors 12, lidar sensors, distance and force sensors as well as sensors that detect blood pressure and pulse.

Die Datenübertragung kann kabelgebunden oder kabellos erfolgen. Mittels der Sensoren 11, 12 können die Bewegungen beziehungsweise Positionen der Trainingsperson T, des Seils 2, des Seilauslasses 4, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerte sowie die Auszugslänge des Seils 2 erfasst werden.Data transmission can be wired or wireless. Using the sensors 11, 12, the movements or positions of the training person T, the rope 2, the rope outlet 4, speed and acceleration values as well as the extension length of the rope 2 can be recorded.

Ebenso kann der Auszugswinkel W0, W1 (siehe 1 und 2) des Seils 2 aus dem Seilauslass 4 mittels des im Seil 2 angeordneten Gyrosensors 12 erfasst werden.The extension angle W0, W1 (see 1 and 2 ) of the rope 2 from the rope outlet 4 can be detected by means of the gyrosensor 12 arranged in the rope 2.

Durch die Winkelmessung in Verbindung mit den Daten vom Motor 9 zur Auszuglänge des Seils 2 kann die Position des Seiles 2 im Raum bestimmt und damit zu einer genaueren Bestimmung der Bewegungsdaten der Trainingsperson T genutzt werden.By measuring the angle in conjunction with the data from the motor 9 on the extension length of the rope 2, the position of the rope 2 in space can be determined and thus used for a more precise determination of the movement data of the training person T.

Diese Daten können entsprechend des aktuellen Trainingsprofils für die Ansteuerung der Widerstandsstellvorrichtung 9 (Elektromotor) beziehungsweise des Stellantriebs 7 genutzt werden.This data can be used according to the current training profile to control the resistance adjusting device 9 (electric motor) or the actuator 7.

Entsprechend des ausgewählten Übungsprofils, gegebenenfalls in Abhängigkeit von den mittels der Sensoren 11, 12 erfassten Daten, werden erfindungsgemäß die Widerstandsstellvorrichtung 9 und/oder der Stellantrieb 7 für die Verschiebung des Seilauslasses 4 angesteuert.According to the selected exercise profile, possibly depending on the data recorded by means of the sensors 11, 12, the resistance adjusting device 9 and/or the actuating drive 7 are controlled according to the invention for the displacement of the cable outlet 4.

Dementsprechend wirkt sich die Modifikation der Widerstandsstellvorrichtung 9 beziehungsweise des Stellantriebs 7 in Abhängigkeit von der Konstitution der Trainingsperson T auf diese und damit letztlich auch auf die von den Sensoren 11, 12 erfassten Daten bezüglich des Seils 2 und der Trainingsperson T aus.Accordingly, the modification of the resistance adjusting device 9 or the actuator 7, depending on the constitution of the training person T, has an effect on the training person T and thus ultimately also on the data recorded by the sensors 11, 12 regarding the rope 2 and the training person T.

Die 2 zeigt, ausgehend von 1, ein modifiziertes Kraftsporttrainingsgerät 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass hier eine zusätzliche Umlenkrolle 16 vorgesehen ist, die das von der Widerstandsstellvorrichtung 9 kommende Seil 2 so umlenkt, dass es von oben kommend zum Seilauslass 4 geführt wird. Darüber hinaus sind weitere Sensoren 11, 12 insbesondere Kamerasensoren 11, dargestellt.The 2 shows, starting from 1 , a modified strength training device 1. The main difference is that an additional deflection roller 16 is provided here, which deflects the rope 2 coming from the resistance adjusting device 9 so that it is guided from above to the rope outlet 4. In addition, further sensors 11, 12, in particular camera sensors 11, are shown.

Das erfindungsgemäße Kraftsporttrainingsgerät 1 kann abweichend von 1 und 2 so ausgebildet sein, dass die Trainingsperson T sitzt oder liegt und dass der Abschnitt des Seils 2 von der Widerstandsstellvorrichtung 9 zum Seilauslass 4 auch horizontal oder schräg verlaufend ausgeführt sein kann. Ebenso kann das Kraftsporttrainingsgerät 1 mit zwei oder mehreren, mehr oder weniger parallel verlaufenden Seilen 2 ausgebildet sein, die jeweils gemeinsam oder unabhängig voneinander mit einer Widerstandsstellvorrichtung 9 und/oder einem verschiebbaren Seilauslass 4 gekoppelt sind. So könnten mit vier Seilen 2 alle vier Gliedmaßen zugleich und gegebenenfalls hinsichtlich der Bewegungen auch unabhängig voneinander trainiert werden.The strength training device 1 according to the invention can differ from 1 and 2 be designed so that the training person T is sitting or lying down and that the section of the rope 2 from the resistance adjusting device 9 to the rope outlet 4 can also be designed to run horizontally or obliquely. Likewise, the strength training device 1 can be designed with two or more, more or less parallel ropes 2, each of which is coupled together or independently of one another with a resistance adjusting device 9 and/or a displaceable rope outlet 4. With four ropes 2, all four limbs could be trained at the same time and, if necessary, independently of one another in terms of movements.

Darüber hinaus können das Kraftaufnahmebauteil 3 und/oder die Widerstandsstellvorrichtung 9 den verschiebbaren Seilauslass 4 bilden. Dementsprechend sind dann Kraftaufnahmebauteil 3 und/oder Widerstandsstellvorrichtung 9 beispielsweise höhenverschiebbar im Kraftsporttrainingsgerät angeordnet.In addition, the force absorbing component 3 and/or the resistance adjusting device 9 can form the displaceable cable outlet 4. Accordingly, force absorbing component 3 and/or resistance adjusting device 9 are then arranged, for example, in a height-displaceable manner in the strength training device.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11: KraftsporttrainingsgerätStrength training device
22: Seil, ZugseilRope, pull rope
33: Kraftaufnahmebauteil, MotorForce absorbing component, motor
44: Seilauslass, Seilumlenkrolle, UmlenkrolleRope outlet, rope deflection pulley, deflection pulley
55: Verschiebebauteil, SpindelmutterSliding component, spindle nut
66: Spindelspindle
77: Stellantrieb, StellmotorActuator, servomotor
88th: erste Steuerungseinheitfirst control unit
99: Widerstandsstellvorrichtung, ElektromotorResistance adjusting device, electric motor
1010: zweite Steuerungseinheitsecond control unit
1111: Sensoreinheit, KamerasensorSensor unit, camera sensor
1212: Sensoreinheit, GyrosensorSensor unit, gyro sensor
1313: Ausgabeeinheit, MonitorOutput unit, monitor
1414: EingabeeinheitInput unit
1515: Kontaktelement, GriffContact element, handle
1616: zusätzliche Umlenkrolleadditional deflection roller
TT: Trainingspersontraining person
KK: KraftPower
WW: Widerstandskraft, GegenkraftResistance, counterforce

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20230015920 A1 [0004]

Claims

Strength training device (1), wherein a force (K) exerted by a training person (T) is transmitted through at least one rope (2) to a respective force-absorbing component (3), the force-absorbing component (3) having a resistance force acting in the opposite direction to the force (K). (W), characterized in that at least one rope outlet (4) of the respective rope (2) is displaceably arranged in the strength training device (1) by means of a displacement device.

Strength training device (1). Claim 1 , characterized in that the displacement device has a displacement component (5) and at least one spindle (6), a hydraulic cylinder, a cable pull, a toothed rack, a chain pull and/or a belt pull, each of which is connected to an actuator (7) with or without a gear is, includes, wherein the actuator (7) is designed as a motor (7) or hydraulic pump, wherein the motor (7) is designed in particular as a stepper motor or servo motor, and the actuator (7) is connected to a first control unit (8).

Strength sports training device (1), wherein at least one force (K) exerted by a training person (T) is transmitted through a rope (2) to a force-absorbing component (3), the force-absorbing component (3) having a resistance force (K) acting in the opposite direction to the force (K). W) causes, characterized in that the force receiving component (3) is coupled to a mechanical or electromechanical resistance adjusting device (9) or is designed as a resistance adjusting device (9) and thus the resistance force (W) can be varied.

Strength training device Claim 3 , characterized in that the mechanical resistance adjusting device (9) is a braking device and / or the electromechanical resistance adjusting device (9) is an electric motor (9), the resistance force (W) being controlled by a second control unit (10), which controls the resistance adjusting device (9). controlled, can be varied.

Strength training device (1) according to one of the Claims 2 or 4 , characterized in that at least one of the control units (8, 10) is connected to a sensor unit (11, 12), the sensor unit (11, 12) in particular as a camera unit (11), including a 3D camera unit, as one with the rope (2) connected gyro sensor (12) or is designed as a lidar sensor.

Strength training device (1). Claim 2 , 4 or 5 , characterized in that the at least one control unit (8, 10) is connected to an input unit (14) and/or output unit (13), the output unit (13) being implemented by LED lights and/or as a monitor (13). .

Strength sports training device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the force absorption component (3) and/or the mechanical or electromechanical resistance adjusting device (9) are displaceably arranged in the strength sports training device (1).

Method for carrying out strength training training using a strength training device (1) according to one of Claims 5 or 6 , characterized in that by means of at least one sensor unit (11, 12) data from the training person (T) and / or movable parts of the strength training device (1), in particular parts connected to the rope (2), are recorded and by the second control unit (10) are evaluated and depending on the position, the movement speed of the training person (T) and / or the acting force (K), the resistance force (W) realized by the resistance adjusting device (9) is varied.

Procedure for carrying out strength training training Claim 8 , characterized in that static and/or dynamic load profiles can be entered or read in via the input unit (14) and the second control unit (10) controls the resistance adjusting device (9) with or without using the data from the sensor units (11) according to the load profiles to vary the Resistance force (W) controlled.