DE10204565A1

DE10204565A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers

Info

Publication number: DE10204565A1
Application number: DE10204565A
Authority: DE
Inventors: Klaus Schnell; Achim Schnell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-09-04

Abstract

Eine Vorrichtung zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers mit einer Betätigungseinrichtung und einer damit in Wirkverbindung stehenden Widerstandseinrichtung und ein Verfahren zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers, bei dem eine Betätigungseinrichtung gegen einen Widerstand betätigt wird, sollen vorteilhaft weitergebildet werden. DOLLAR A Dazu wird vorgeschlagen, daß an der Vorrichtung eine Meßeinrichtung für die Bewegung der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die über eine Auswerteeinrichtung mit einer Verstelleinrichtung der Widerstandseinrichtung in Verbindung steht. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bewegung der Betätigungseinrichtung gemessen und in Abhängigkeit davon der Widerstand verändert. Über die Bewegung der Betätigungseinrichtung kann nach der Erfindung Einfluß auf den Widerstand, der dem Trainierenden entgegensteht, genommen werden. Es ist daher zur Veränderung des Widerstands nicht erforderlich, das Training zu unterbrechen oder gar die Vorrichtung zu verlassen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers mit einer Betätigungseinrichtung und einer damit in Wirkverbindung stehenden Widerstandseinrichtung und ein Verfahren zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers, bei dem eine Betätigungseinrichtung gegen einen Widerstand betätigt wird.
Derartige Vorrichtungen sind seit langem bekannt. Dabei ist es auch bekannt, daß der dem Trainierenden entgegenwirkende Widerstand individuell an den Trainierenden angepaßt werden muß, etwa im Hinblick auf Unterschiede in der Kraft und Ausdauer verschiedener Trainerender. Darüber hinaus ist es auch erforderlich, während des Trainings ein und desselben Trainerenden den Widerstand zu verändern, etwa im Hinblick auf ein Nachlassen der Kraft des Trainerenden während eines Trainingszyklus. Es hat sich nämlich erwiesen, daß besonders gute Trainingserfolge dann erzielt werden können, wenn die zu trainierenden Muskeln des menschlichen Körpers möglichst bis zur völligen Erschöpfung trainiert werden. Bei den bekannten Vorrichtungen ist es zur Verstellung des Widerstands erforderlich, das Training zu unterbechen und womöglich das Trainingsgerät zu verlassen, um andere Gewichte oder dergleichen einzustellen. Oder es ist erforderlich, daß während des gesamten Trainings eine zweite Person anwesend ist, die im Bedarfsfall die Verstellung des Widerstands durch Veränderung der Gewichte oder dergleichen vornimmt. Daneben kann es auch erforderlich werden, daß der Trainierende auf eigenen Wunsch hin während des Trainings eine Veränderung des Widerstands vornimmt, etwa wenn er feststellt, daß der eingestellte Widerstand für ihn zu gering oder zu hoch gewählt ist.
Auch hierzu ist bei den bekannten Vorrichtungen ein Unterbechen des Trainings und Verlassen der Vorrichtung erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik vorteilhaft weiterzubilden.
Dazu wird vorgesehen, daß an der Vorrichrtung eine Meßeinrichtung für die Bewegung der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die über eine Auswerteeinrichtung mit einer Verstelleinrichtung der Widerstandseinrichtung in Verbindung steht. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bewegung der Betätigungseinrichtung gemessen und in Abhängigkeit davon der Widerstand verändert. Über die Bewegung der Betätigungseinrichtung kann nach der Erfindung Einfluß auf den Widerstand, der dem Trainierenden entgegensteht, genommen werden. Es ist daher zur Veränderung des Widerstands nicht erforderlich, das Training zu unterbrechen oder gar die Vorrichtung zu verlassen.
Günstig ist es dabei, den Winkelbereich oder die Geschwindigkeit der Bewegung der Betätigungsgeinrichtung zu messen, wobei die Messung kontinuierlich erfolgen kann.
Zum einen besteht nach der Erfindung die Möglichkeit, daß der Trainierende willentlichen Einfluß auf den Widerstand ausübt, indem die Veränderung des Widerstands in Abhängigkeit von charakteristischen Bewegungsmustern der Betätigungseinrichtung erfolgt. So können bestimmte Bewegungsmuster vorgesehen sein, wie etwa eine kurze ruckhafte Bewegung der Betätigungseinrichtung, die sich von der üblichen Bewegung während des Trainierens deutlich unterscheiden, um über eine Auswerteeinrichtung der Vorrichtung eine Veränderung des Widerstands zu bewirken. So kann beispielsweise festgelegt sein, daß eine zweimalig hintereinander ausgeführte ruckhafte Bewegung der Betätiungseinrichtung eine Erhöhung des Widerstands bewirkt und eine einmalige ruckhafte Bewegung der Betätigungseinrichtung eine Verringerung des Widerstands, jeweils um einen kleinen Unterschiedsbetrag. Dadurch ist es dem Trainierenden möglich, den Widerstand nach seinen Wünschen auf einfache Weise zu verändern. Es versteht sich, daß weitere Kommandos definiert werden können, die der Trainierende während des Trainings zur Steuerung der Vorrichtung geben kann. So ist es denkbar, bei einer computergesteuerten Trainingsvorrichtung eine vollständige Bedienung des Trainingscomputers über die Bewegung der Betätigungseinrichtung vorzunehmen, ohne daß der Trainierende die Traingsposition verlassen muß.
Auf der anderen Seite ist es nach der Erfindung jedoch auch möglich, eine automatische Veränderung des Widerstands während des Trainings vorzunehmen, um optimale Trainingserfolge zu ermöglichen. Dazu erfolgt ausgehend von einem bestimmten Anfangswiderstand beim Unterschreiten eines Mindestwertes der Bewegung der Betätigungsgeinrichtung eine Verringerung des Widerstands. Wenn während des Trainings also eine Ermüdung des Trainierenden eintritt, so daß die Bewegung der Betätigunsgeinrichtung nicht mehr in dem vorgegebenen, für einen Tariningserfolg erforderlichen Maß durchgeführt werden kann, erfolgt eine automatische Verringerung des Widerstands. Dadurch ist dem Trainierenden wieder die Ausübung des vollen Bewegungsbereichs möglich, und dies bis zu dem Zeitpunkt, da der trainierte Muskel vollständig erschöpft ist, wodurch besonders gute Trainingserfolge erzielt werden können. Der Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung kann dabei in einem vorgegebenen, bei der Bewegung zu überstreichenden Winkelbereich oder in einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit in der die Bewegung der Betätigungseinrichtung erfolgen soll, liegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigungsgeinrichtung ein um eine Achse schwenkbarer Trainingsarm und die Widerstandseinrichtung ein gewichtsbelasteter Hebelarm. An dem Hebelarm kann, wie an sich üblich, eine auswechselbare Gewichtsscheibe angeordnet sein, wobei es günstig ist, als Verstelleinrichtung eine angetriebene Spindel vorzusehen, auf der die Gewichtsscheibe gelagert ist. Auch ein Zahnstangenantrieb oder dergleichen ist verwendbar.
Gemäß anderen Ausgestaltungen der Vorrichtung kann die Widerstandseinrichtung auch ein über einen Seilzug wirkender Gewichtsstapel, eine Wirbelstrombremse, eine Lufttdruckbremse oder eine andere Einrichtung sein.
Beim Betrieb erfindungsgemäßer Vorrichtungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es günstig, den Anfangswiderstand und/oder den erforderlichen Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung und/oder das Maß der Verringerung des Widerstands vor Trainingsbeginn einzustellen oder durch eine vor Trainingsbeginn durchgeführte isometrische Messung zu bestimmen. Gerade die Durchführung einer isometrischen Messung vor Trainingsbeginn hat den Vorteil, daß die Trainingsbedingungen optimal auf den jeweiligen Trainierenden angepaßt werden können. Dazu ist an der Betätigungseinrichtung der Vorrichtung ein Kraftaufnehmer vorgesehen, mit dem die isometrische Messung auf einfache Weise durchführbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Trainieren der Beinmuskeln,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Trainieren der Bauchmuskeln und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Trainieren der Rückenmuskeln.
In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 dargestellt, die zum Trainieren der Beinmuskeln dient. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein Gestell 2, das eine Sitzfläche 3 und eine Rückenlehne 4 aufweist. An dem Gestell ist als Betätigungseinrichtung ein Trainingsarm 5 mit einem Beinpolster 6 angeordnet. Der Trainingsarm 4 ist um eine Achse schwenkbar gelagert und steht mit einer Widerstandseinrichtung 7 in Wirkverbindung. Die Widerstandseinrichtung 7 besteht aus einem um eine Achse schwenkbaren Hebelarm 8, der gleichzeitig als Führungsschiene für eine an dem Hebelarm 8 verschiebbar angeordnete Gewichtsscheibe 9 ausgebildet ist. Die Gewichtsscheibe ist dabei über eine nicht sichtbare Verstelleinrichtung auf dem Hebelarm 8 verstellbar. Die Verstelleinrichtung ist von einer im Inneren des Hebelarms 8 befindlichen angetriebenen Spindel gebildet, auf der die Gewichtsscheibe 9 gelagert ist.
An dem Trainingsarm 5 ist als Meßeinrichtung ein nicht dargestellter Wegaufnehmer für den Winkelbereich der Bewegung des Trainingsarms 5 angeordnet, der mit einer ebenfalls nicht dargestellten, in dem Gehäuse 10 untergebrachten Auswerteeinrichtung verbunden ist. In Abhängigkeit von den Meßergebnissen des Wegaufnehmers erfolgt dann eine Verstellung der Gewichtsscheibe 9 auf dem Hebelarm 8 und dadurch eine Veränderung des dem Trainierenden entgegenstehenden Widerstands.
Die Steuerung der Verstelleinrichtung erfolgt dabei entweder im Hinblick auf eine willentliche Beeinflussung des Widerstands, wie weiter oben bei der Beschreibung der Erfindung genauer ausgeführt, durch charakteristische Bewegungsmuster, die der Trainierende mit dem Trainingsarm 5 ausführt, etwa durch eine oder mehrere kurze ruckartige Bewegungen. Daneben ist die automatische Steuerung der Vorrichtung 1 durch die Auswerteeinrichtung derart möglich, daß eine gezielte Verringerung des Widerstands durch Verschieben der Gewichtsscheibe 9 auf dem Hebelarm 8 erfolgt, um dem Trainierenden bei jedem Bewegungszyklus das Ausschöpfen eines bestimmten vorgegebenen Mindestbewegungsbereichs zu ermöglichen. Auch diese Steuerung ist bereits weiter oben im Rahmen der Beschreibung der Erfindung ausführlich erläutert worden. Mit dem Trainingsgerät ist es daher möglich den Widerstand optimal auf den Trainierenden einzustellen, um die bestmöglichen Trainingserfolge zu erzielen.
In der Fig. 2. ist eine Vorrichtung 1 zum Trainieren der Bauchmuskeln dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen wurden. An dem Traininsgarm 5 ist ein Brustpolster 11 angebracht, mit dem der Trainierende bei der Vorwärtsbewegung des Oberkörpers den Trainingsarm 5 gegen den Widerstand des Hebelarms 8 mit Gewichtsscheibe 9 bewegt. Der Aufbau des Hebelarms 8 und die Verstelleinrichtung für die Gewichtsscheibe 9 sind wieder wie bei der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 über eine angetriebene Spindel verwirklicht und ebenfalls ein Wegaufnehmer für den Winkelbereich der Bewegung des Trainingsarms 5 vorgesehen. Es könnte alternativ jedoch auch die Geschwindigkeit der Bewegung des Trainingsarms gemessen und der Auswerteeinrichtung zugeleitet werden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung 1 zum Trainieren der Rückenmuskulatur sind wieder gleiche Bauteile mit denselben Bezugszeichen versehen. Der grundlegende Aufbau einschließlich der Meßeinrichtung für die Bewegung der Betätigungseinrichtung, der Verstelleinrichtung der Widerstandseinrichtung und der Auswerteeinrichtung entspricht dabei den Vorrichtungen nach den Fig. 1 und 2. An dem Trainingsarm 5 ist jedoch ein Schulterpolster 12 angeordnet, das der Trainierende bei der Rückwärtsbewegung des Oberkörpers gegen den Widerstand des Hebelarms 8 mit der Gewichtsscheibe 9 zum Trainieren der Rückenmuskulatur bewegt.
Die Steuerung der Vorrichtungen 1 der Fig. 2 und 3 erfolgt wiederum über die Auswerteeinrichtung, wie bei der Fig. 1 beschrieben, entweder über charakteristische Bewegungsmuster der Betätigungseinrichtung im Hinblick auf eine willentliche Beeinflussung des Widerstands durch den Trainierenden oder aber ausgehend von einem vorgegebenen Anfangswiderstand mit anschließender automatischer Verringerung des Widerstands, wenn ein vorgegebener Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung, also ein bestimmter Mindestwinkelbereich oder eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit, vom Trainierenden nicht mehr erreicht werden können.
Günstig ist es bei allen Ausführungsformen, wenn die Vorrichtungen 1 zur Durchführung von isometrischen Kraftmessungen einen mit der Auswerteeinrichtung verbundenen, nicht daresetellten Kraftaufnehmer in dem Hebelarm 8 aufweisen. Nach dem Ergebnis der isometrischen Kraftmessung können dann von der Auswerteeinrichtung die für den Trainierenden geeigneten Anfangswerte für den Widerstand, den Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung und das Maß für die Verringerung des Widerstands bestimmt werden. Dabei können noch nähere Informationen zu der jeweils trainierenden Person Berücksichtigung finden. Zur Eingabe solcher Informationen ist eine nicht dargestellte Eingabeeinheit vorgesehen, die mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist, beispielsweise ein Chipkarten-Leser zur Verwendung von elektronischen Chipkarten mit den gespeicherten Daten der Trainierenden.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern auf die verschiedensten Arten von Trainingsgeräten für die unterschiedlichsten Muskeln des menschlichen Körpers anwendbar ist.

Claims

1. Vorrichtung zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers mit einer Betätigungseinrichtung und einer damit in Wirkverbindung stehenden Widerstandseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßeinrichtung für die Bewegung der Betätigungseinrichtung vorgesehen ist, die über eine Auswerteeinrichtung mit einer Verstelleinrichtung der Widerstandseinrichtung in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ein Wegaufnehmer für den Winkelbereich der Betätigungseinrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung ein Geschwindigkeitsmesser für die Bewegung der Betätigungseinrichtung ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung ein um eine Achse schwenkbarer Trainingsarm (5) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung ein gewichtsbelasteter Hebelarm (8) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Hebelarm (8) eine Gewichtsscheibe (9) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsscheibe (9) auswechselbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung von einer angetriebenen Spindel, auf der die Gewichtsscheibe (9) gelagert ist, gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung ein über einen Seilzug wirkender Gewichtsstapel ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung eine Wirbelstrombremse ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandseinrichtung eine Luftdruckbremse ist.

12. Verfahren zum Trainieren von Muskeln des menschlichen Körpers, bei dem eine Betätigungseinrichtung gegen einen Widerstand betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Betätigungseinrichtung gemessen und in Abhängigkeit davon der Widerstand verändert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung kontinuierlich erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich der Bewegung der Betätigungseinrichtung gemessen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Betätigungseinrichtung gemessen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Widerstands in Abhängigkeit von charakteristischen Bewegungsmustern der Betätigungseinrichtung erfolgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem bestimmten Anfangswiderstand beim Unterschreiten eines Mindestwertes der Bewegung der Betätigungseinrichtung eine Verringerung des Widerstands erfolgt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswiderstand vor Trainingsbeginn eingestellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangswiderstand durch eine vor Trainingsbeginn durchgeführte isometrische Messung bestimmt wird.

20. Verfahren nach einem der Anspürche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung vor Trainingsbeginn eingestellt wird.

21. Verfahren nach einem der Anspürche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Mindestwert der Bewegung der Betätigungseinrichtung durch eine vor Trainingsbeginn durchgeführte isometrische Messung bestimmt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verringerung des Widerstands vor Trainingsbeginn eingestellt wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Verringerung des Widerstands durch eine vor Trainingsbeginn durchgeführte isometrische Messung bestimmt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Widerstands stufenlos erfolgt.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung des Widerstands in festgelegten Stufen erfolgt.