DE10351455A1

DE10351455A1 - Verfahren zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder des Muskelsystems oder einzelner Muskelgruppen bei einem Menschen und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE10351455A1
Application number: DE2003151455
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Kraffzik; Peter Lautenschläger
Original assignee: K & K Sportequipment GmbH
Current assignee: K & K Sportequipment GmbH
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-06-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder von Muskeln eines Menschen, wobei der Mensch in einem geschlossenen Steuer- bzw. Regelkreislauf eingebunden ist. Die Person befindet sich quasi in einer Art Hohlkugel oder Kugelsektor und kann jeden vor ihr mit den Extremitäten (Arme und/oder Beine) ansteuerbaren Punkt mit den Linearaktuatoren und/oder Linearmotoren erreichen, wobei die von ihr durchgeführten Bewegungen aufgezeichnet oder ihr ein vorgegebenes Programm oder ein vom Therapeuten festgelegtes und in einem elektronischen Speicher eingegebenes Programm als Trainings-, Diagnose- oder Bewegungsprogramm vorgegeben werden. Dabei werden nicht nur Zug-, sondern auch Druckkräfte von den Linearaktuatoren übertragen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen ein optimales Trainieren und/oder Diagnostizieren bzw. Bewegen von Extremitäten, Muskelgruppen oder Körperteilen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates oder des Muskelsystems oder einzelner Muskeln bei einem Menschen.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Aus der DE 39 20 727 A1 ist ein Körpertrainingsgerät mit einer Belastungsvorrichtung vorbekannt, wobei die Belastungsvorrichtung als Linearmotor mit mindestens einem Induktorkamm und einer Reaktionsschiene ausgebildet ist. Es ist ein Seil- oder Kettenzug vorgesehen, der das vom Trainieren betätigte Organ, zum Beispiel ein Hebel oder ein Griff, mit der Belastungsvorrichtung verbindet, wobei der Seil- oder Kettenzug mit der Reaktionsschiene des Linearmotors verbunden ist. Den Wicklungen des oder der Induktorkämme ist eine Steuereinheit zugeordnet, wobei die Steuereinheit mit einem Rechner verbunden ist. Dem vom Trainierenden betätigten Organ oder der Reaktionsschiene kann außerdem ein Wegaufnehmer zugeordnet sein, wobei die Signale des Wegaufnehmers der Steuereinheit oder dem Rechner als Ist-Werte zugeführt werden. Des weiteren wird vorgeschlagen, der Steuereinheit oder dem Rechner ein Magnetkartenlesegerät zuzuordnen. Des weiteren sind Stellmotoren vorgesehen, die mit Hilfe der Steuereinheit und/oder mit Hilfe des Rechners betätigbar sind. Außerdem können ein oder mehrere Stellmotoren für die Verstellung eines den Trainierenden aufnehmenden Sitzes vorgesehen sein, welche mit Hilfe der Steuereinheit und/oder dem Rechner betätigbar sind. Die vom Linearmotor ausgeübte Kraft ist somit veränderbar. Den Drehstromwicklungen der Induktorkette können je nach Stellung der Induktorschiene unterschiedliche Ströme zugeführt werden. Die Steuerung dieser Ströme und vor allem die Veränderung dieser Ströme zum Zweck der Anpassung der vom Linearmotor erzeugten Kräfte an unterschiedlichen Stellen des zu trainierenden Körperteils, an Ermüdungserscheinungen und/oder an Personen mit unterschiedlichen Leistungsfähigkeiten kann mit Hilfe elektrischer oder elektronischer Steuermittel vorgenommen werden. Eine Veränderung der Kraft ist durch Veränderung der Frequenz und des durch die Wicklungen fließenden Stromes möglich. Um solche Veränderungen zu bewirken ist eine als Block dargestellte Steuereinheit vorgesehen. Bei einem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Reaktorschiene ein Wegaufnehmer zugeordnet, dessen Signal der Steuereinheit unmittelbar als Ist-Wert zugeführt werden kann. Mit Hilfe der Steuereinheit kann eine von der Stellung der Reaktionsschiene abhängige Stromänderung bewirkt werden, so dass sich die Kraft während eines Übungsablaufs verändert.

In dem Rechner kann eine Kraftkurve programmierbar sein. Die vom Wegaufnehmer gelieferten Signale können dem Rechner selbst zugeführt werden, der seinerseits die Steuereinheit in der jeweils gewünschten Weise über eine geregelte Betriebsspannung und eine Steuerfrequenz beeinflusst. Die vom Rechner benötigten Daten können jeweils über eine Tastatur eingegeben werden. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dem Rechner ein Schreib-/Lesegerät für Magnetkarten zuzuordnen. Individuelle Leistungsdaten können auf der Magnetkarte so abgespeichert und wieder abgerufen werden.

Nachteilig ist, dass diese Vorrichtung nur die Ausübung von Zugkräften, also nur die Betätigung in einer Richtung ermöglicht. Auch die Beine werden nach Art eines Curlers, der über ein Zugmittel (Seil) mit dem Linearmotor verbunden ist, trainiert.

Die DE 32 44 023 C2 zeigt ein Trainingsgerät, das dem Trainieren der Muskulatur des menschlichen Körpers dient, wobei der vom Trainierenden aufzubringenden Kraft eine vom Trainingsgerät über einen Kurbeltrieb abgegebene motorische Kraft entgegenwirkt und das Trainingsgerät zwei Wellenausgänge aufweist, wobei der erste Wellenausgang einen vom Trainierenden zu betätigenden Arm trägt, während im Bereich des zweiten Wellenausgangs das Trainingsgerät für den Angriff der Motorkraft eingerichtet ist. Die beiden Wellenausgänge des Trainingsgerätes sind die Enden von Wellen eines Übersetzungsgetriebes, während der Arm des ersten Wellenausganges winkelverstellbar ist und ein radial verstellbares, jedoch parallel zum Wellenausgang verlaufendes Trainingswiderlager trägt. Das Trainingsgerät ist außerdem mit einem in seiner Leistung regelbaren Motor in beliebiger Art ausgestattet, wobei der Kurbeltrieb zwischen Getriebe und Motor angeordnet ist und der gesamte Schwenkbereich des Armes von über 180° Grad durch Längenverstellbarkeit mindestens eines kraftübertragenden Mittels der Triebverbindung in Zusammenhang mit dem Übersetzungsgetriebe erzielbar ist.

Die DE 33 39 083 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung für Trainingsgeräte, die dem Trainierenden der Muskulatur des menschlichen Körpers dienen, wobei der vom Trainierenden aufzubringenden Kraft eine von der Vorrichtung abgegebene Gegenkraft entgegenwirkt und die Erzeugung dieser Gegenkraft die Vorrichtung mit einem, in seiner Leistung dem Leistungsvermögen eines Trainierenden überlegenen Motor beliebiger Art, zum Beispiel mit einem Elektromotor ausgestattet ist. Bei dieser Vorrichtung wird angestrebt, den Trainingserfolg für den Trainierenden und/oder für den Trainer erkennbar zu machen. Dies wird durch die Zuordnung einer Mess- und Kontrolleinrichtung erreicht, die zumindest für die optische Wiedergabe der vom Trainierenden erbrachten Leistung, ggf. in Zeitabhängigkeit, hergerichtet ist.

Die DE 35 32 444 C2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Trainingsgerätes, bei dem ein schwenkbarer Trainingsarm vorgesehen ist, der über eine Antriebswelle von einem Motor in Hin- und Herbewegungen versetzt wird, wobei das maximale Drehmoment des Motors größer ist als das vom Trainierenden aufbringbare, entgegenwirkende Drehmoment. Dabei wird eine vom Trainierenden abhängige maximale Drehmomentsollkurve erstellt. Des weiteren wird eine von dieser maximalen Drehmomentsollkurve abhängige, analoge, niedrige Trainingssollwertkurve bestimmt, wobei der Motor so gesteuert wird, dass er maximale Drehmomente abgibt, die jeweils der Trainingssollkurve entsprechen, so dass diese Kurve vom Trainierenden nach oben nicht überschritten werden kann.

Die DE 100 25 139 A1 beschreibt ein mit Muskelkraft angetriebenes Gerät, insbesondere Trainingsgerät nach Art eines Stuntfahrzeuges, bei welchem in unterschiedlichen Bewegungsphasen der Antriebsbewegung die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung unterschiedlich ist. Es wird ein Standfahrzeug beschrieben, wobei die Antriebsbewegung der Pedale durch eine Bremse mit veränderbarer Bremskraft bremsbar ist, insbesondere mittels einer elektrisch ansteuerbaren Bremse. Die Bremsleistung ist in Abhängigkeit von der Phasenlage der Antriebsbewegung unterschiedlich, insbesondere veränderbar.

Aus der DE 31 13 242 C2 ist ein Heim-Trainer mit einem aus vier gelenkig miteinander verbundenen Teilen bestehenden Rahmen vorbekannt, von denen der untere Rahmenteil über ein zwischen seinem vorderen und hinteren Ende angeordnetes Gelenk und der vordere Rahmenteil horizontal beweglich an einem Stativ gelagert sind, wobei der obere Rahmenteil einen Sattel und der vordere Rahmenteil einen Handgriff nach Art eines Standfahrzeuges (Heimtrainer) trägt. Am unteren Rahmenteil sind Fußstützen angebracht, wobei die Bewegungen eines Rahmenteils relativ zu einem anderen Rahmenteil oder dem Stativ über ein Pleuel und eine Kurbel auf ein drehfest mit dieser verbundenes Antriebsrad übertragbar sind, welches über eine Transmission mit einer Übersetzungsstufe einer Schwungscheibe treibt. In der Transmission ist zwischen dem Antriebsrad und der Schwungscheibe wenigstens eine weitere Übersetzungsstufe angeordnet, wobei die Schwungscheibe über eine Antriebsvorrichtung mit einem elektrischen Generator verbunden ist und die Schwungscheibe und der Generator auf entgegengesetzten Seiten des Gelenks zwischen dem Stativ und dem unteren Rahmenteil an diesem gelagert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der vorausgesetzten Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, dass nicht nur in einer Ebene, sondern in einem Raum umfangreiche Bewegungsabläufe durchgeführt werden können, und zwar entweder für Therapie, Diagnostik oder zum Trainieren gesunder oder kranker Menschen.

Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens bereitzustellen.

Lösung der Aufgabe betreffend das Verfahren

Diese Aufgabe wird durch jeden der Patentansprüche 1 bis 3 gelöst.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen betreffend das Verfahren

Weitere erfinderische Ausgestaltungen betreffend das Verfahren sind in den Patentansprüchen 4 bis 9 beschrieben.

Einige Vorteile

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur das Trainieren des Bewegungsapparates gesunder, sondern auch die Behandlung kranker oder alter Menschen, mithin therapie- und diagnostische Verfahren mit ganzheitlichem Trainingsanspruch. Hierunter ist zu verstehen, dass während des Muskeltrainings gewissermaßen auch das Gehirn mittrainiert wird, bedingt durch die ggf. eingesetzte Steuersoftware. Die trainierende Person steht im ständigen Dialog mit dem Datenterminal, wodurch ein geschlossener Regelkreis zwischen Mensch und Maschine entsteht. Durch die aktive Einbindung der rechten und linken Gehirnhälfte, hervorgerufen durch die jeweilige Trainings- bzw. Bewegungsvorgabe, werden die Synapsen an den Nervenenden im Gehirn vermehrt, was sich sehr positiv auf das ganze Wohlbefinden der betreffenden Person auswirkt. Um das Training kurzweilig zu gestalten, können die Bewegungsabläufe auf spielerischem Niveau ablaufen. Hierzu können ggf. die Bewegungsabläufe auch auf einem Display sichtbar gemacht werden, entsprechend dem jeweiligen Trainingsziel mit unterschiedlichstem Charakter.

Beispiel: Entsprechend den Bewegungsabläufen müssen bestimmte Symbole oder Gegenstände von der einen Seite des Displays zu der anderen Seite geführt werden, um diese dort einzuordnen. Für die Steuerung kann der ganze Körper eingesetzt werden. Der linke Arm bewirkt durch seinen Bewegungsablauf eine Drehung der Symbole nach links in die richtige Lage, das linke Bein gibt die Geschwindigkeit vor, das rechte Bein bringt das Symbol in die richtige Richtung, das Gesäß (Widerlager) ordnet das Symbol ein.

Trainingsabfolgen, die auf einer spielerischen Plattform ausgeübt werden, haben zwei gravierende Vorteile gegenüber allen bekannten Trainingsgeräten bzw. Trainingsmethoden:

1. Die trainierende Person ist mit Freude beim Training und freut sich auf das nächste Training. Es kommt keine Langeweile auf. Dies ist einer der Gründe, warum viele Menschen nicht regelmäßig trainieren und ihre Gesundheit erhalten.
2. Körper und Geist sind im Einklang, die Augen sehen etwas und der Körper setzt es in Bewegung um. Über das Auge kann automatisch kontrolliert werden, ob die Bewegung richtig ausgeführt wurde.

Um bei herkömmlichen Trainingsgeräten der Langeweile entgegenzuwirken, schaut man Fernsehen oder liest ein Buch. Körper und Geist sind dabei nicht im Einklang. Medizinisch ist erwiesen, dass bei dieser Art Training der Trainingsnutzen bzw. die Trainingseffektivität deutlich reduziert ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Reizschwellensteuerung. Bei herkömmlichen Trainingsgeräten wie Ellipsentrainer, Ergometer, Stepper, Kraftmaschinen usw. sind die Bewegungsabläufe immer gleichförmig. Beim Ergometer wird zum Beispiel monoton in die Pedale getreten. So ist die Reizschwelle relativ konstant. Ganz anders bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Durch die spielerischen Trainingsvorgaben können die Reizschwellen variabel gesteuert werden.

Zum Beispiel ist folgende Vorgehensweise möglich.

Die trainierende oder zu behandelnde Person nimmt eine sitzende Position ein. Die oberen und unteren Extremitäten sind entsprechende Führungselemente ausgebildet, um Zug- und Druckkräfte umzusetzen. Die Kräfte werden durch Linearmotoren gesteuert. Wenn in den Anmeldungsunterlagen von Linearmotoren die Rede ist, werden hierunter nicht nur – wie wohl unter Fachleuten – elektrische bzw. elektromagnetische „Linearmotoren" verstanden. Verstanden werden unter „Linearmotoren" vielmehr auch andere Motoren, die translatorische Bewegungen ausüben können, zum Beispiel Kolben-Zylinder-Einheiten, die beispielsweise abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, zum Beispiel pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt werden können, obwohl bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt elektrische bzw. elektromagnetische Linearmotoren zur Anwendung kommen.

In die Linearmotoren sind Geber integriert, um die jeweiligen Kräfte zu messen. Des weiteren sind Geber für Wege und Winkel integriert, um jeden möglichen Punkt im Trainingsablauf sicher zu definieren. Dies gilt auch für den Sitz des Trainierenden, in dem gleichfalls zum Beispiel ein Motor mit dem beschriebenen Gebern integriert sein kann. Durch dieses 5-Punkte-Trainingsverfahren ergeben sich vollkommen neue und sehr simple Trainingsaspekte, sowohl für Therapie- und Diagnostik als auch für Fitnesstraining. Es können zum Beispiel die Führungselemente für die Extremitäten feststehen und nur der Sitz bewegt sich. Innerhalb des 5-Punkte-Trainings (linker Arm, rechter Arm, Gesäß, linkes Bein, rechtes Bein) kann variabel zwischen Stillstand und Bewegung ausgewählt werden. Da gleichzeitig die Kraft und die Reaktionsschnelligkeit des Trainierenden gemessen werden kann, ergeben sich Möglichkeiten, die bisher von keinem Trainingsgerät erreicht werden. Die fünf Führungspunkte sind Linearmotorsysteme, die räumliche Bewegungsabläufe gewährleisten. Die Bewegungsabläufe haben je nach Anforderungsprofil logarithmischen, linearen oder oszillierenden Charakter.

Die Motorsysteme können zweifach abgesichert sein zur Sicherheit des Benutzers.

Das Sicherheitssystem wird jeweils an die trainierende Person angepasst, um das System möglichst feinfühlig zu gestalten.

Vor jedem Training werden manuell und/oder per SmartCard die persönlichen Daten in das System eingegeben. Diese können sein: Alter, Geschlecht, Gewicht, Körpergröße und BMI. Während des Trainings wird die Pulsfrequenz gemessen, um diese gemeinsam mit den persönlichen Daten zur Trainingssteuerung zu nutzen. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einem komplexen SmartCard(Chipcard)-System. Jeder Trainierende kann eine persönliche Smart-Card haben, die unterschiedlich genutzt werden kann:

1. Der Physiotherapeut führt entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmte Bewegungsabläufe aus, die simultan auf der SmartCard und/oder im Rechner abgespeichert werden.
2. Der Physiotherapeut programmiert am PC mit einer speziellen Software Bewegungsabläufe auf die SmartCard und/oder im Rechner.
3. Die trainierende Person arbeitet nach gleichen Vorgaben, die Trainingsunterschiede bzw. Trainingsfortschritte werden auf der SmartCard und/oder im Rechner gespeichert.
4. Medizinisch sinnvolle Bewegungsabläufe werden in Form von Spielen auf der SmartCard und/oder im Rechner gespeichert.
5. Auf der SmartCard und/oder im Rechner sind durch die persönlichen Daten die Sicherheitsmerkmale für den Trainierenden gespeichert.
6. Alle Daten können per PC ausgelesen und zur weiteren Trainingsverwaltung verwendet werden.

Das SmartCard-System erhöht die Trainingseffektivität und die Trainingssicherheit bei gleichzeitig reduziertem Personaleinsatz.

Auch alte Menschen oder Menschen, die schwere Unfälle, Knochenbrüche oder Operationen erlitten haben, können durch das Gerät gezielt trainiert werden, um ihre Muskulatur und/oder den Bewegungsablauf wieder voll funktionsfähig zu erhalten. Dabei können im Rechner und/oder auf einer speziellen SmartCard abgelegte und von den Ärzten vorgegebene Bewegungsabläufe gesteuert auf den Bewegungsapparat und/oder die Muskulatur der betreffenden Extremität oder dergleichen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragen werden.

Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass man die zu behandelnde und/oder zu diagnostizierende bzw. zu trainierende Person sich in einer gedachten Kugel oder einen Kugelsektor vorstellen kann und jeder beliebige Punkt innerhalb dieses Raumes durch das Verfahren gemäß der Erfindung anzusteuern ist. Das kann an einer oder an mehreren Extremitäten (Beine, Arme) oder aber auch am bzw. mit dem Gesäß geschehen. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo zum Beispiel nur über Seile Zugkräfte ausgeübt werden können, werden bei der Erfindung in allen möglichen Richtungen, also sowohl Zug- wie Druckkräfte wie auch Drehmomente auf den Bewegungsapparat und/oder die Muskel übertragen, und zwar an jedem beliebigen Raumpunkt, der durch die Extremität der Person und/oder das Gesäß zu erreichen ist. Die Person ist also gewissermaßen in einem geschlossenen Regelkreis eingebunden.

Lösung der Aufgabe betreffen die Vorrichtung

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 10 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Weitere erfinderische Ausgestaltungen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 11 bis 32 beschrieben.

Einige Vorteile

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung stellt ein intelligentes, modulates, biokinetisches Trainingsgerät dar. Dieses Gerät kann eingesetzt werden als Test- und/oder Diagnose- und/oder Trainingsgerät in der Gesamtheit, oder aber auch als Einzelgerät für den Bewegungapparat und/oder das Muskelsystem eines Menschen.

Der zu diagnostizierende und/oder zu testende oder zu trainierende Mensch wird hierbei dynamisch getestet oder diagnostiziert, so dass dementsprechend individuelle Trainings- und/oder Behandlungsvorgaben gemacht werden können. Es ist auch eine isometrisch/statische Messung möglich. Die Messung kann des weiteren auch für konzentrisch und/oder auch exzentrische Muskelkontraktionen vorgenommen werden. Kraft und Koordination können ebenfalls bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemessen werden, wie es auch möglich ist, Disbalancen zwischen den einzelnen Muskelgruppen zu messen. Messungen von Maximalkraft, Kraftmittelwert, Kraftausdauer, maximaler Leistung, mittlerer Leistung, ma ximale Bewegungsgeschwindigkeit, Beschleunigung, Abweichung in Prozenten, Zugkraft, Druckkraft und Body-Maß-Index sind ebenfalls mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich wie ein Soll-Ist-Wertvergleich bei allen gemessenen Werten.

Steuer- und Regelungssignale können mittels Sensorsignalen verknüpft werden. Die Kraft innerhalb eines Bewegungsablaufes wird inkremental über die gesamte Strecke gemessen, die jeweils von der betreffenden Extremität oder dergleichen der Person zurückgelegt wird. Die Kraft kann innerhalb des Bewegungsablaufs entsprechend dem Inkrement größer und beliebig eingestellt werden. Jeder Kurvenablauf kann vorgegeben werden und ist hundertprozentig reproduzierbar. Im Bereich einer gedachten Kugelform ist innerhalb dieser Kugel jeder Punkt anfahrbar, messbar und reproduzierbar. Die gedachte Kugel oder der Kugelsektor liegt aufgrund der Konstruktion des Gerätes und der Anordnung der Antriebsmodule auf unterschiedlichen Ebenen, damit wird die unterschiedliche Körpergröße der Person ausgeglichen. Die Antriebsmodule bzw. die Linearmotoren können kardanisch oder raumgelenkig angeordnet, zum Beispiel aufgehängt werden. Die verschiedenen Trainingsachsen können in jedem Punkt in Abhängigkeit des Antriebs mit einer oszillierenden Frequenz beaufschlagt werden. Als Antriebe können Elektromotoren, Getriebemotoren, Linearantriebe, Hydraulik, Pneumatik usw. eingesetzt werden. Vorgaben und Trainingsprogramme und deren Auswertung werden auf einer SmartCard oder einem anderen tragbaren Speichermedium bevorzugt gespeichert. Graphische Auswertung ist machbar, wie auch die Auswertung biokinetischer Abläufe. Es ist außerdem Modulbauweise möglich, daß heißt, das in Abhängigkeit der Anforderung mit unterschiedlicher Anzahl der eingesetzten Module gearbeitet werden kann. Durch den Einsatz von Klappsystemen und mechanischen Zylindern, ist auch ein Unterwassereinsatz möglich, so dass auch Behinderte, zum Beispiel teilgelähmte Personen, insbesondere unter Wasser, behandelt werden könnten.

Sollten fünf Antriebsmodule, also für linker und rechter Arm, die beiden Beine und das Gesäß vorhanden sein, so werden diese einzeln mit Energie, vornehmlich mit elektrischer Energie, versorgt. Die Ansteuerung der Antriebsmodule erfolgt im Multiplex-Verfahren. Dabei sind die Antriebsmodule genau definiert, das heißt sie werden genau für bestimmte Muskelgruppen oder Bewegungsabläufe angesteuert.

In der zentralen Steuerung sind Sollwerte abgespeichert, die für den einzelnen Bereich, das einzelne Modul, Muskelgruppe usw. notwendig sind.

Mit den aufgenommenen Ist-Werten und Soll-Werten wird ein Abgleich ausgewertet.

Durch die vorzugsweise raumgelenkig gelagerten Antriebsmodule bzw. Linearaktuatoren, insbesondere Linearmotoren werden in jedem Raumpunkt die jeweiligen Werte gemessen.

In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – veranschaulicht. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung, wobei eine Person im Sitzen ein Trainingsprogramm mit drei Linearmotoren durchführt, und zwar beim Ziehen der Linearmotoren etwa in oberer Brusthöhe;

2 die aus 1 ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person über eine Griffstange 3 Linearaktuatoren oder Linearmotoren im Raum nach oben bewegt hat (gedrückt) oder gerade beginnt, diese zu sich herunterzuziehen;

3 eine Ansicht auf die aus 1 und 2 ersichtliche Vorrichtung von oben;

4 die aus 1 ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person vor der Vorrichtung gehockt steht und eine Übung durchführt;

5 die aus 1 und folgende ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person auf einer Sitzvorrichtung mit dem Rücken liegt und mit den Beinen eine Übung durchführt, wobei die Linearmotoren und Linearaktuatoren sich im oberen Bereich befinden;

6 die aus 5 ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person die Linearmotoren oder Linearaktuatoren nach unten bewegt hat;

7 die aus den vorangegangenen Fig. ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person vor der Vorrichtung steht und eine Übung durchführt;

8 die aus den vorangegangenen Fig. ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person wiederum auf dem Rücken liegend eine Übung durchführt, und zwar die Linearmotoren oder Linearaktuatoren mit den Füßen zu sich herangezogen hat;

9 eine Vorrichtung entsprechend den vorangegangenen Fig., wobei die Person vor der Vorrichtung stehend eine Übung durchführt;

10 die aus den 1 und 9 ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person auf einem mit Linearaktuatoren oder Linearmotoren versehenen Sitzvorrichtung sitzt und eine Übung durchführt;

11 die aus den vorangegangenen Fig. ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person auf einer bankartigen Sitzvorrichtung angeordnet ist und die Linearaktuatoren oder Linearmotoren über eine Griffstange zu sich herangezogen hat;

12 die aus den vorangegangenen Fig. ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person wiederum auf einer mit Linearaktuatoren oder Linearmotoren versehenen Vorrichtung angeordnet ist und die Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren von sich wegdrückt;

13 die aus den vorangegangenen Fig. ersichtliche Vorrichtung, wobei die Person vor der Vorrichtung stehend eine Übung durchführt;

14 die Vorrichtung, wobei die Person die Linearmotoren oder Linearaktuatoren über eine Griffstange zu sich herangezogen hat und gleichzeitig der Sitz mit Linearmotoren und Linearaktuatoren gesteuert etwas nach vorne gekippt wurde;

15 ein Schaltplan;

16 eine Vorrichtung, bei welcher die Person in einen geschlossenen Regel- oder Steuerkreis einbezogen ist und insgesamt fünf Antriebsmodule dargestellt sind, und

17 die verschiedenen fünf Antriebsmodule in ihrer Zuordnung zu einer zentralen Steuer- oder Regeleinheit.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 1 eine zu trainierende und/oder zu diagnostizierende und/oder nach einem bestimmten Bewegungsplan (Verfahren) zu behandelnde Person bezeichnet.

Mit 2 ist eine Unterlage (Boden) bezeichnet, auf der bei einigen Ausführungsformen eine bankähnliche Sitzvorrichtung 3 angeordnet ist. Die Bank 3 weist eine Rückenlehne 4 auf, die aber auch entfallen kann (z. B. 6, 8). Die Fixierung der Person 1 beim Messen auf der Sitzvorrichtung 3 oder dergleichen wird durch unterschiedliche Maßnahmen bzw. Möglichkeiten realisiert, z. B. durch einen ausklappbaren beweglichen Bügel, oder einen Klettverschluss oder dergleichen.

Bei gewissen Übungen (Verfahrensabläufen) ist überhaupt keine Sitzvorrichtung vorhanden (4, 7, 9, 13), während bei den Ausführungsformen nach den 10, 12 und 14 eine stuhlartige Sitzvorrichtung 5 mit Rückenlehne zur Anwendung kommt.

Bei sämtlichen aus der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen sind drei Linearaktuatoren 6, 7 und 8 vorhanden, die bei den aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen als elektrische Linearmotoren ausgebildet sind. Die Kraft der Linearmotoren ist z. B. durch Veränderung der Frequenz und des durch die Wicklungen fließenden Stromes möglich. Diese Veränderungen können z. B. durch eine Steuereinheit 9 (15) bewirkt werden, auf die noch weiter unten eingegangen wird. Mit Hilfe der Steuereinheit kann z. B. eine Stromänderung bewirkt werden, so dass die Kraft während eines Übungsablaufes verändert werden kann.

Das Bezugszeichen 10 zeigt eine Befestigungsebene, die z. B. als Raumwand ausgebildet sein kann. Die Wand 10 dient zur Befestigung eines Lagergestells, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Sowohl die Wand 10 als auch das Lagergestell 11 sind lediglich als Beispiele veranschaulicht worden. Selbstverständlich können sowohl die Befestigungsebene 10 als auch das Lagergestell 11 je nach den vorliegenden Örtlichkeiten, Betriebsbedingungen und Einrichtungen verschieden gewählt werden.

An dem Lagergestell 11, das in der Zeichnung als aus Profilrohren gebildetes Gestell dargestellt ist, sind die Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 6, 7 und 8 in einer Ebene neben- bzw. übereinander angeordnet. Diese Ebene verläuft in bezug auf den Boden 2 orthogonal, so dass die Linearaktuatoren 6, 7 und 8 in einer vertikalen Ebene in Lagern 12, 13 bzw. 14 gelagert sind. Die Lager 12, 13 und 14 sind bei den dargestellten Ausführungsformen als Raumgelenke ausgebildet, so dass sie, so weit sie die Person 1 mit ihren Extremitäten im Sitzen oder Stehen zu erreichen bzw. sich zu bewegen vermag, sich raumgelenkig bewegen lassen, wobei die einzelnen Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 6, 7 und 8 ihre axiale Länge jeweils verkürzen oder verlängern können, und zwar simultan zueinander. Zu diesem Zweck sind entsprechende längenverstellbare Glieder, die im einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellt sind, teleskopförmig verlängert und zu einem Punkt oder zu mehreren Punkten, die von der Person leicht erreicht werden können, zusammengeführt. Bei den Darstellungen in den Figuren treffen diese teleskopförmig längenverstellbaren Glieder der Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 6, 7 und 8 in einem Punkt zusammen, können aber auch neben- und/oder übereinander angeordnet sein. Die Linearaktuatoren 6, 7 und 8 greifen bei den Ausführungsformen nach den 1, 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11, 12, 13 und 14 an einer Griffstange 15 an, während bei den Ausführungsformen nach den 5, 6 und 8 diese Griffstange auch entfallen bzw. durch eine mit den Füssen zu bedienende Raste (nicht dargestellt) in einem Punkt oder in mehreren Punkten einstückig, aber lösbar, mit dieser verbunden sein kann, so dass je nach Trainingsverfahren die Person 1 gegebenenfalls die Griffstange 15 gegen eine geeignete mit den Füssen zu bedienende Vorrichtung auswechseln kann, z. B. durch Schnellkupplungen.

Statt in einer Ebene können die Lager 12, 13 und 14 aber auch in verschiedenen Ebenen hinter- und/oder übereinander angeordnet sein, z. B. an mehreren gestellartigen Verstrebungen, wie es auch möglich ist, die Lager nicht als Raumgelenke, sondern als Kardangelenke auszugestalten.

Werden Raumgelenke verwendet, so können diese als Kugelgelenke oder dergleichen ausgebildet sein. Z. B. wäre es möglich, die Lager 12, 13 und 14 zur Herbeiführung einer Raumgelenkigkeit so auszugestalten, dass sie aus Kunststoffblöcken, aus einem gummielastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoff, z. B. aus Polyurethankunststoff, bestehen, in denen die jeweiligen Linearaktuatoren 6, 7 und 8 mit ihren feststehenden Teilen, insbesondere raumgelenkig, angeordnet sind.

Man kann sich die Person 1 in einer Kugelschale oder einem Kugelsektor sitzend, stehend oder liegend vorstellen, in dem jeder beliebige von ihr erreichbare Raumpunkt durch Bewegung der Aktuatoren angesteuert werden kann. Dabei werden die jeweils erforderlichen Zug- und/oder Druckkräfte durch die zentrale Steuerung 9 je nach Diagnoseverfahren, Trainingsprogramm oder dergleichen vorgegeben, wobei nicht nur Zug-, sondern auch Druckkräfte durch die Linearaktuatoren 6, 7 und 8 aufgebracht werden.

Statt drei Linearaktuatoren 6, 7 und 8 können auch mehr als drei Aktuatoren vorgesehen werden, die entweder in einer Ebene oder in mehreren Ebenen über- und/oder nebeneinander angeordnet werden können.

Es ist auch möglich, die Aktuatoren 6, 7 und 8 mit ihren Lagern 12, 13 und 14 in einer vertikalen Ebene, aber horizontal in einer Schnittebene zu lagern, wie es auch möglich ist, die Lager 12, 13 und 14 – wie aus der Zeichnung ersichtlich – in verschiedenen Ebenen anzuordnen, die eine vertikale Lagerungsebene in verschiedenen Höhenbereichen schneiden.

Die Linearaktuatoren 6, 7 und 8 können z. B. so gesteuert werden, dass sie den Kräften der Person 1 entweder entgegenwirken, oder aber mit diesen in die gleiche Richtung gesteuert werden, wie es auch möglich ist, die Kräfte, mit denen die Linearmotoren bzw. Linearaktuatoren 6, 7 und 8 sich bewegen, in Abhängigkeit von den von der Person 1 aufgewendeten Kräften oder nach einem in einem Rechner abgelegten Programm zu steuern. Hierzu dient die aus 14 und 16 ersichtliche zentrale Steuerung bzw. Regelung. In 15 ist mit dem Bezugszeichen 16 ein Netz, mit 17 ein Stromgleichrichter und mit 18 ebenfalls ein Stromgleichrichter bezeichnet, während über die Leitungen 19, 20, 21, 22, 23, 24 Istwertermittlungen in der zentralen Steuerung 9 zugeführt werden. Es ist auch möglich, die Leitung wegzulassen und statt dessen Mess- und Regel- bzw. Steuersignale drahtlos zu übermitteln. Über die Leitung 25 werden Sollwertvorgaben ein gegeben, während über die Leitungen 23 und 24 wiederum Istwertmeldungen zur Steuerung 9 fließen. Z. B. können über die Leitungen Istwertvorgaben für Kraft bzw. Stromstärke in die zentrale Steuerung 9 einfließen, während über die Leitung 20 die Werte aus dem Antriebsmodul A (16), das die Rechte Seite der Person, z. B. den rechten Arm, über die Leitung 20 über ein System misst, in die Steuerung 9 fließen, während über die Leitung 21 Istwerte von dem Antriebsmodul der linken Seite der Person 1 der Steuerung 9 zufließen. Es kann sich hierbei ebenfalls um ein geeignetes Meßsystem handeln. Das Antriebsmodul C übermittelt seine Werte über die Leitung 22, während das Antriebsmodul D über die Leitung 23 die Werte an die zentrale Steuerung übermittelt. Bei den Antriebsmodulen C und D kann es sich um geeignete Meßsysteme für die Beine oder Füße der Person 1 handeln, während über die Leitung 24 von der Sitzvorrichtung 3 oder von der stuhlartigen Sitzvorrichtung 5 geeignete Werte der Person 1 der Steuervorrichtung 9 zugeführt werden, z. B. Reaktionskräfte, Druckkräfte, Sitzneigung und dergleichen. In allen Fällen können durch Module A, B, C und D und durch das Modul E nicht nur Kräfte, sondern z. B. auch Winkel (Winkelverlagerung) über die Leitung in die zentrale Steuerung 9 eingegeben werden. Der zentralen Steuerung 9 ist ein nicht dargestellter Rechner zugeordnet mit gegebenenfalls einem PC, der auch von der Person 1 gegebenenfalls abgelesen werden kann. Auf dem PC können z. B. Spiele oder sonstige Grafiken erscheinen, die das jeweilige Trainings-, Diagnose- oder Bewegungsprogramm grafisch, z. B. als Spiel, anzeigen, so dass die Person 1 mit Freude ihr Trainingsprogramm, Diagnoseprogramm oder auch ihr sonstiges Bewegungsprogramm abwickelt. Z. B. können ältere Menschen, die nur noch im Bett sitzen können, Schultern und Arme nach einem bestimmten Programm, das vom Arzt vorgegeben wird, abwickeln. Demzufolge kann dann die sitzartige Vorrichtung auch durch das Bett selbst oder eine darin aufstehende Sitzvorrichtung 4 oder 5 ersetzt werden. Des weiteren ist es möglich, die gesamte Vorrichtung fahrbar auszubilden oder sie so zu kapseln, dass sie auch in ein Wasserbecken eingetaucht werden kann, um geeignete Therapien durchzuführen. In diesem Fall sind die Linearaktuatoren und Linearmotoren 6, 7 und 8 und ihre Lager 12, 13 und 14 entsprechend wasserdicht gekapselt ausgebildet.

In der Regel empfiehlt es sich, etwaige Linearmotoren mit Schwachstrom, z. B. 12 Volt, anzutreiben und die Energieversorgung entsprechend abzusichern, so dass es insbesondere bei Feuchtigkeiten zu keinen tödlichen Verletzungen kommen kann.

Die Ansteuerung der Antriebe, z. B. von Linearmotoren 6, 7 und 8, erfolgt in der Regel im Multiplex-Verfahren, je nachdem welcher Antrieb gerade benötigt wird.

Bei den Ausführungsformen nach den 10, 12 und 14 ist auch die Sitzvorrichtung 5 mit geeigneten Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 25 bis 30 versehen. Die Anzahl der Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 25 bis 30 kann auch größer oder kleiner als dargestellt sein. Auf diese Weise lassen sich nicht nur Druckkräfte, sondern auch Winkelverlagerungen des Gesäßes und damit Neigungen des Unter- und Oberkörpers auf die zentrale Steuerung 9 übertragen und messen und mit im Rechner bzw. im elektronischen Speicher ablegten Werten vergleichen, um gewisse Programme abfahren zu können. Bei manchen Verfahrensweisen bzw. Therapien und Trainingsabläufen können diese Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 25 bis 30 auch völlig entfallen, z. B. wenn – was beispielsweise in 7 dargestellt ist – die Person 1 steht oder liegt (beispielsweise 6).

In allen Fällen sind alle Bewegungsabläufe, Kräfte und Winkel zu messen, zu erfassen und gegebenenfalls mit einem im elektronischen Speicher des Rechners abgelegten Programm zu vergleichen und durch eine ständige Soll- und Istabfrage (Regelung) die Linearaktuatoren bzw. Linearmotoren 6, 7 und 8 oder 25 bis 30 so zu beeinflussen bzw. zu steuern und zu regeln, dass die jeweils gewünschten Programme die Winkelverlagerung und/oder Kraftverläufe mit der Person 1 in dem Regel- bzw. Steuerkreis eingebunden abgefahren werden können. Dadurch lässt sich ein optimaler Trainingserfolg bzw. Behandlungserfolg gewährleisten und der Bewegungsapparat der Person oder gewisse Muskelgruppen derselben in optimaler Weise trainieren, diagnostizieren und behandeln.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

1: Person, Mensch
2: Boden, Unterlage
3: Sitzvorrichtung, Bank
4: Rückenlehne
5: Sitzvorrichtung, stuhlartige, Stuhl
6: Linearaktuator, Linearmotor
7: Linearaktuator, Linearmotor
8: Linearaktuator, Linearmotor
9: Steuereinheit, zentrale
10: Befestigungsebene, Wand, Raumwand
11: Lagergestell
12: Lager, Raumgelenk, Kardangelenk
13: Lager, Raumgelenk, Kardangelenk
14: Lager, Raumgelenk, Kardangelenk
15: Griffstange, Griffvorrichtung
16: Netz, elektrisches
17: Stromgleichrtchter
18: Stromgleichrtchter
19: Leitung
20: Leitung
21: Leitung
22: Leitung
23: Leitung
24: Leitung
25: Linearaktuator, Linearmotor
26: Linearaktuator, Linearmotor
27: Linearaktuator, Linearmotor
28: Linearaktuator, Linearmotor
29: Linearaktuator, Linearmotor
30: Linearaktuator, Linearmotor
A: Antriebsmodul, Modul
B: Antriebsmodul, Modul
C: Antriebsmodul, Modul
D: Antriebsmodul, Modul
E: Antriebsmodul, Modul

Literaturverzeichnis

Claims

Verfahren zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder von Muskeln oder Muskelgruppen eines Menschen (1), wobei während der Bewegungen des betreffenden Menschen (1) an beliebigen Körperteilen, zum Beispiel an Extremitäten, Kräfte (Zug- oder Druckkräfte) ausgeübt werden, die entweder aus einem abgespeicherten, aus Durchschnittswerten gebildeten Programm entnommen und über Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) auf die entsprechenden Körperteile und/oder Extremitäten der entsprechenden Person (1) einwirkbar gemacht werden, derart, dass die Person (1) in einer gedachten Kugel oder in einem Kugelsektor mit dem betreffenden Körperteil raumgelenkig jeden beliebigen Punkt ansteuern kann oder durch das Programm über die Linearmotoren bzw. Linearaktuatoren (6, 7, 8) hingesteuert wird, derart, dass während dieser Bewegung dem zu trainierenden und/oder zu diagnostizierenden und/oder zu testenden Körperteil eine jeweils vorbestimmbare Zug- oder Druckkraft und/oder Drehmoment (Winkelbewegung) zugeordnet und vorzugsweise die Bewegungen auf einem Monitor sichtbar gemacht werden.
Verfahren zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder von Muskeln oder Muskelgruppen eines Menschen (1), wobei während der Bewegungen des betreffenden Menschen (1) an beliebigen Körperteilen, zum Beispiel an Extremitäten, Kräfte (Zug- oder Druckkräfte) ausgeübt werden, die entweder aus einem abgespeicherten, aus Durchschnittswerten gebildeten Programm entnommen und über zwei oder mehreren Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) auf die entsprechenden Körperteile und/oder Extremitäten der entsprechenden Person (1) einwirkbar gemacht werden, derart, dass die Person (1) Bewegungen in Winkeln, vorzugsweise in rechten Winkeln, zueinander stehenden Achsen ausüben kann oder durch das Programm über die Linearmotoren bzw. Linearaktuatoren (6, 7, 8) hingesteuert wird, derart, dass während dieser Bewegung dem zu trainierenden und/oder zu diagnostizierenden und/oder zu testenden Körperteil eine jeweils vorbestimmbare Zug- oder Druckkraft und/oder Drehmoment (Winkelbewegung) zugeordnet und vorzugsweise die Bewegungen auf einem Monitor sichtbar gemacht werden.
Verfahren zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder von Muskeln oder Muskelgruppen eines Menschen (1), wobei während der Bewegungen des betreffenden Menschen (1) an beliebigen Körperteilen, zum Beispiel an Extremitäten, Kräfte (Zug- oder Druckkräfte) ausgeübt werden, die entweder aus einem abgespeicherten, aus Durchschnittswerten gebildeten Programm entnommen und über zwei Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) auf die entsprechenden Körperteile und/oder Extremitäten sowie auf das Gesäß der entsprechenden Person (1) einwirkbar gemacht werden, derart, dass die Person (1) mit zwei Antrieben für jede Extremität sowie für das Gesäß Bewegungen in Winkeln zueinander verlaufenden Achsen, insbesondere in X- und Y-Richtung und/oder X- und Z-Richtung und oder Y- und Z-Richtung ausüben kann oder dass durch das Programm über die zwei Linearmotoren bzw. Linearaktuatoren (6, 7) die betreffenden Körperteile hingesteuert wird, derart, dass während dieser Bewegung dem zu trainierenden und/oder zu diagnostizierenden und/oder zu testenden Körperteil eine jeweils vorbestimmbare Zug- oder Druckkraft und/oder Drehmoment (Winkelbewegung) zugeordnet und vorzugsweise die Bewegungen auf einem Monitor sichtbar gemacht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zu testende, und/oder zu diagnostizierende oder zu trainierende Person (1) in einem geschlossenen Steuer- oder Regelkreis in mehreren Raumkoordinaten zu Test-, Diagnose- und/oder Trainingszwecken gemessen, die gemessenen Werte in einem elektronischen Speicher abgelegt und in einem Rechner mit Sollwerten verglichen und danach die Person (1) in allen vorgegebenen Raumkoordinaten gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung für konzentrische oder auch exzentrische Muskelkontraktionen vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Disbalancen zwischen den einzelnen Muskelgruppen während des Testens und/oder Diagnostizierens und/oder Trainierens fortlaufend erfasst, in einem Rechner abgespeichert und mit hier vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der gedachten Kugel oder in dem Kugelsektor bestimmten Raumkoordinaten entsprechend der Anordnung der zu testenden oder zu diagnostizierenden oder zu trainierenden Person (1), auch abhängig von ihrer Körpergröße, unterschiedlich angesteuert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, bei welchem Körperteilen der zu testenden und/oder zu diagnostizierenden und/oder zu trainierenden Person (1) vorbestimmbare und änderbare Zug- oder Druckkräfte zugeordnet werden, derart, dass die jeweiligen Kraftkomponenten mit einer oszillierenden Frequenz auf das betreffende Körperteil und/oder die Extremität der betreffenden Person zur Einwirkung gebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren unter Anwendung biokinetischer Abläufe durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Testen und/oder Diagnostizieren und/oder Trainieren des Bewegungsapparates und/oder von Muskeln oder Muskelgruppen eines Menschen zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, wobei an mindestens drei verschiedenen Raumpunkten angeordnete gesteuerte Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) vorgesehen sind, die an ihren Anordnungspunkten um mehrere Achsen im Raum beweglich sind, wobei die Linearmotoren oder Linearaktuatoren (6, 7, 8) durch entsprechende Teile in Richtung auf die Person (1) hervorragen und von dieser über ein Kupplungselement gemeinsam ergriffen und gemeinsam innerhalb einer die Person (1) gedachten, umgebende Kugelschale oder Kugelsektor zu jedem von der betreffenden Person (1) erreichbaren Punkt im Raum beweglich angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearaktuatoren oder die Linearmotoren (6, 7, 8) an ihren Anordnungspunkten durch Raumgelenke angeordnet, insbesondere gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearaktuatoren oder die Linearmotoren (6, 7, 8) an ihren Anordnungspunkten kardanisch angeordnet, insbesondere gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearaktuatoren oder die Linearmotoren (6, 7, 8) mit stangenförmigen Elementen zu der von der Person (1) zu betätigenden Kupplungsteil oder Handgriff oder Griffstange (15) hingeführt sind, derart, dass dieses Kupplungsteil entweder mit einer oder beiden Händen und/oder mit den Füßen betätigbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungspunkte für die Linearmotoren oder dergleichen (6, 7, 8) in einer Ebene an einem Gestell angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnungspunkte der Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) in verschiedenen Ebenen über und/oder hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als drei Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Person (1) auf einer Sitzvorrichtung (3) angeordnet ist, der ebenfalls drei oder mehrere Linearaktuatoren oder Linearmotoren (25 – 30) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8 bzw. 25 – 30) in einem Regel- oder Steuerkreis einbezogen sind und dass der Regel- oder Steuerkreis einen Regler oder eine Steuereinheit (9) aufweist, deren Recheneinheit die von den verschiedenen Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) gemessenen Kräfte elektrisch bzw. elektronisch zuleitbar sind und dass in der Recheneinheit ein Programm abgelegt ist, in dem ein Soll-Ist-Wert-Vergleich stattfindet, und dass eine Steuereinheit (9) die Zug- und/oder Druckkräfte oder Drehmomente der verschiedenen Aktuatoren (6, 7, 8 bzw. 25 – 30) in Abhängigkeit von dem Soll-Ist-Wert-Vergleich steuert oder regelt.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den verschiedenen Körperteilen und/oder Extremitäten, zum Beispiel den beiden Armen, den beiden Beinen, dem Gesäß unterschiedliche Meßsysteme zugeordnet sind, deren Messwerte der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit zufließen und dass die Person (1) in diesem Regelkreislauf der Steuer- und/oder Regelelektronik eingebunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) und/oder der zentralen Steuer- oder Regeleinheit im Multiplex-Verfahren vornehmbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) Zug- oder Druckkräfte bzw. Drehmomente auf das entsprechende Körperteil der Person (1) gesteuert bzw. geregelt ausüben.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch angetrieben sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem der Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) ein Geber integriert ist, um die jeweiligen Kräfte, z. B. bei Beschleunigungen und/oder Geschwindigkeiten und/oder Winkelverlagerungen zu messen.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Linearmotor und in jedem Linearaktuator (6, 7, 8, 25 – 30) ein Geber zur Winkelmessung angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Sitzvorrichtung (3) für die Person (1) ein Geber zur Winkel- und/oder Kraftmessung und/oder Drehmomentenmessung zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotoren oder Linearaktuatoren (6, 7, 8, 25 – 30) einzeln oder auch gruppenweise in ihren Bewegungen gesteuert blockierbar bzw. abbremsbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (6, 7, 8, 25 – 30) in dem auf dem Boden aufruhenden Lagergestell (11) in unterschiedlichen Höhenbereichen angeordnet sind und dass die Aktuatoren (6, 7, 8, 25 – 30) an der Betätigungsstange (15) oder einem Griff oder einer Fußbetätigungsvorrichtung an einem Punkt oder an mehreren Punkten angreifen.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerung oder Regelung eine Zeitschaltuhr zugeordnet ist, die nach Ablauf eines vorgegebenen Trainingsprogramms den Antrieb der Linearaktuatoren oder der Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) abschaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumgelenke als Kugelgelenke oder als Kardangelenke zur Anordnung der Linearaktuatoren oder Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumgelenke jeweils aus einem gummielastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoffblock gebildet sind, in dem der jeweilige Linearaktuator oder Linearmotor (6, 7, 8, 25 – 30) raumgelenkig angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuer- und Regeleinrichtung ein Monitor mit Eingabeterminal, z. B. mit Keyboard zugeordnet ist, das gegebenenfalls auch ein Lesegerät für eine Chipkarte oder dergleichen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner durch Bewegungen der Linearaktuatoren oder der Linearmotoren (6, 7, 8, 25 – 30) durch die ausgeübte Bewegung für diese programmierbar ist und diese Bewegung (Programm) vom Rechner bzw. dessen elektronischer Speicher gesteuert abrufbar ist.