DE112015000486T5

DE112015000486T5 - Instrumentiertes Ganzkörper Liege-Crosstrainer-System

Info

Publication number: DE112015000486T5
Application number: DE112015000486.6T
Authority: DE
Inventors: Neil M. Cole; Richard N. Sarns; Carol J. Wilson; Douglas R. Hennigar; Steven W. Sarns; Matthew P. Weber
Original assignee: Nustep Inc
Current assignee: Nustep Inc
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-01-27
Also published as: US20180028859A1; GB2535934A; CA2934354A1; US9757612B2; GB2535934A8; GB2535934B; US11097151B2; US20150217159A1; DE112015000486B4; US20190126094A1; WO2015112945A1; GB201610401D0; US10150000B2; US10258823B2; CA2934354C; US20160361597A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur körperlichen Betätigung, welche eine stepperähnliche Bewegung für einen Benutzer bereitstellt, kann ein Paar von Fußpedalen und ein Paar von Armen zum Eingreifen durch den Benutzer, während dieser auf dem Sitz der Vorrichtung zur körperlichen Betätigung sitzt, umfassen. Das Fußpedalpaar und das Armpaar können mit einem Antriebsstrang verbunden sein, der eine kontralaterale Bewegung zwischen dem Armpaar und dem Fußpedalpaar bereitstellt. Ein Pedal- und Arm-Sperrmechanismus kann ebenfalls bereitgestellt sein, der verhindert, dass die Pedale und Arme in einem Sperrzustand bewegt werden können, während er im entsperrten Zustand eine Bewegung der Pedale und der Arme erlaubt. Die Vorrichtung zur körperlichen Betätigung kann auch Rechen- und Datenerfassungseinheiten umfassen, um ein Positionssignal und Pedalkraftsignale zu empfangen und um die Signale aufzuzeichnen.

Description

Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht Priorität der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung 61/931.099, die am 24. Januar 2014 eingereicht wurde, sowie der vorläufigen U.S.-Patentanmeldung 61/952.529, die am 13. März 2014 eingereicht wurde, die hiermit beide mittels Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.
Hintergrund
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine instrumentierte Crosstrainer-Vorrichtung, welche körperliche Betätigung, Rehabilitation und körperliche Beurteilung eines Benutzers bereitstellen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Vorrichtungen zur Rehabilitation und körperlichen Betätigung wurden von NuStep Inc. aus Ann Arbor, Michigan, entwickelt. NuStep war Vorreiter bei einem Liege-Steppergerät, welches kontralaterale Bewegungen zwischen Fußpedalen und Armgriffen nutzte. Die kontralaterale Bewegung koppelt die Fußpedale und Armgriffe so, dass sich in einer repetitiven Bewegung ein Arm in die gleiche Richtung wie das Fußpedal auf der entgegengesetzten Seite bewegt und umgekehrt. Die Vorrichtung beinhaltet einen internen Energieabsorber, welcher einen einstellbaren Widerstand aufweist und es ermöglicht, den Bewegungsumfang auf Basis der Steuerung durch einen Benutzer an den Benutzer anzupassen. Die Vorrichtungen, einschließlich des NuStep „T4“ und „T5“ und anderen Modellen des Anmelders fanden breiten Anklang bei privaten Benutzern, Anwendungen in Rehabilitation und körperlicher Betätigung sowie bei der Verwendung in medizinischen Einrichtungen.
Zusammenfassung
Eine Vorrichtung zur körperlichen Betätigung, welche eine stepperähnliche Bewegung für einen Benutzer bereitstellt, kann ein Paar Fußpedale sowie ein Paar Arme umfassen, um von dem Benutzer betätigt zu werden, während dieser auf dem Sitz der Vorrichtung zur körperlichen Betätigung sitzt. Das Fußpedalpaar und/oder das Armpaar können mit einem Antriebsstrang verbunden sein, der eine kontralaterale Bewegung zwischen dem Armpaar und/oder dem Fußpedalpaar bereitstellt. Ein Pedal- und Arm-Sperrmechanismus, der verhindert, dass sich die Pedale und Arme bewegen, wenn er im Sperrzustand ist, während er die Bewegung der Pedale und Arme ermöglicht wird, wenn er im entsperrten Zustand ist, kann ebenfalls bereitgestellt sein.
Die Vorrichtung zur körperlichen Betätigung kann auch eine Rechen- und Datenerfassungseinheit umfassen, um ein Pedalpositionssignal, das ein Pedal-Bewegungsumfangssignal sein kann, sowie Pedalkraftsignale zu empfangen und aufzuzeichnen. Eine Rechen- und Datenerfassungseinheit kann konfiguriert sein, um mehrere verschiedene Leistungsvariablen zu empfangen und zu berechnen, wie z. B. die Leistung des Benutzers während einer dynamischen Aktivität, während der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem entsperrten Zustand ist, und während einer statischen Aktivität, wenn der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in einem Sperrzustand ist. Zusätzlich können Berechnungen, die von der Rechen- und Datenerfassungseinheit vorgenommen wurden, einem Benutzer der Vorrichtung zur körperlichen Betätigung über einen Benutzerschnittstellenbildschirm bereitgestellt werden.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden nach Durchsicht der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und Patentansprüche, die der Beschreibung beigelegt sind und einen Teil davon bilden, für Fachleute leicht ersichtlich werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1–3 stellen eine Vorrichtung zur körperlichen Betätigung dar;
Die 4 und 5 stellen den Widerstandsmechanismus der Vorrichtung zur körperlichen Betätigung der 1–3 dar;
6 stellt ein Blockdiagramm einer Recheneinrichtung der Vorrichtung zur körperlichen Betätigung der 1–3 dar;
7 stellt einen Startbildschirm für die grafische Benutzerschnittstelle dar;
8 stellt einen Willkommensbildschirm dar, wobei der Benutzer angibt, ob er oder sie ein wiederkehrender Benutzer oder ein neuer Benutzer ist.
9 stellt eine persönliche Seite dar, wobei neue Benutzer aufgefordert werden, Informationen wie z.B. ihr Geschlecht, ihr Geburtsdatum, ihre Größe, ihr Gewicht und andere Parameter einzugeben;
Die 10 und 11 stellen ein „Tempopartner“-Spiel dar;
12 stellt eine GUI zum Beginnen des progressiven Belastungs- und Herzfrequenzerholungstests dar;
Die 13–17 stellen Benutzerschnittstellen für eine Abfolge von Ereignissen dar, die während des progressiven Belastungs- und Herzfrequenzerholungstests eintreten;
Die 18 und 19 stellen einen „Arbeitswippe“-Arbeitsgleichgewichtstest dar;
20 stellt eine Benutzerschnittstelle zur Überwachung von Leistungs- und Arbeits-Ungleichgewichten dar;
Die 21 und 22 stellen Verlaufsdiagramme für beispielhafte Verläufe von Trainingseinheiten dar;
Die 23 und 24 stellen Benutzerschnittstellen für ein kletterähnliches Spiel dar;
25 stellt eine Benutzerschnittstelle in Bezug auf einen Maximalkrafttest dar;
26 stellt eine Vielzahl verschiedener, standardisierter Tests dar, die unter Verwendung der Vorrichtung durchgeführt werden können;
27 stellt einen Berg-Balance-Skala-Test dar;
Die 28 und 29 stellen einen aktivitätsspezifischen Gleichgewichtssicherheitstest dar;
Die 30 und 31 stellen einen Test dar, um die Vorrichtung zur Durchführung eines körperlichen Leistungstests zu verwenden;
Die 32 und 33 stellen einen Test dar, um die Vorrichtung zur Durchführung eines Trittbrett-Steptests zu verwenden;
34 stellt einen Timed-Up-and-Go-Test dar;
35 stellt eine Leistungsmetrik für den Sitzen-Stehen-Sitzen-Test dar;
36 stellt eine Schnittstelle dar, wenn die Vorrichtung zur Durchführung eines subMax-Fitnesstests verwendet wird;
Die 37 und 38 stellen Schnittstellen in Bezug auf eine Schmerzbeurteilung dar;
Die 39–42 stellen eine Schnittstelle in Bezug auf eine Aufzeichnung der wahrgenommenen Anstrengung dar;
43 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf das Aufzeichnen einer Anginaskala dar;
44 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf das Aufzeichnen einer Dyspnoeskala dar;
45 stellt eine beispielhafte Schnittstelle in Bezug auf das Aufzeichnen eines Bewegungsumfangs dar, in welcher die Bewegungsumfänge des linken und rechten Pedals grafisch dargestellt werden;
46 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf Beispiele für Spiele dar, die gespielt werden können, um den Benutzer der Vorrichtung herauszufordern;
Die 47 und 48 stellen eine Schnittstelle dar, die einen Benutzer zeigt, der das isometrische „Pong“-Spiel spielt;
49 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zum Spielen eines isometrischen Zieljagdspiels dar;
50 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf das Zeigen einer Anzeige von Vitalfunktionen des Benutzers dar;
Die 51–53 stellen eine Schnittstelle in Bezug auf ein Metronom zur Tempovorgabe für den Benutzer der Vorrichtung dar;
54 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf die Anzeige der Gesamtleistung und der exzentrischen Leistung dar;
55 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf die Anzeige der Kräfte der Extremitäten dar;
56 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf eine Anzeige des Mittelpunktes des Drucks dar, der durch jeden Fuß auf die Pedale ausgeübt wird, während der Benutzer auf der Vorrichtung sitzt;
57 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung dar, um ein Spiel zum Erreichen eines Druckmittelpunkts zu spielen;
58 stellt eine Schnittstelle in Bezug auf eine Warnung über eine zu harte und wiederholte Stoßwirkung auf einen Stoßfänger dar;
59 stellt eine Schnittstelle eines Bildschirmdrucks für die Zielsetzung und Fortschrittsüberwachung dar;
60 stellt eine Schnittstelle eines Menüs von Leistungsberichten dar;
61 stellt eine Schnittstelle einer Verwaltungsmenüseite dar; und
62 stellt eine Hauptmenü-Benutzerschnittstelle dar.
DETAILBESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 wird eine Vorrichtung zur körperlichen Betätigung 10 gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist ein Gesamtkörper-Trainingsgerät, da sie Hauptmuskelgruppen stärkt oder rehabilitiert und gleichzeitig effektives kardiovaskuläres Training bereitstellt. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Sitz 12, Griffstangensysteme 14a und 14b, Pedalsysteme 16a und 16b sowie ein Hauptgehäuse 18, welches einen Widerstandsmechanismus 20 umgibt, der am besten in den 4 und 5 gezeigt wird. Die Vorrichtung 10 ist eine Liegevorrichtung, da der Patient oder Benutzer im Allgemeinen in einer geneigten Position ist, wenn diese verwendet wird. Die Vorrichtung 10 kann als Crosstrainer bezeichnet werden, da sie die Beine und Arme des Benutzers mittels einer oszillierenden oder pendelnden Bewegung der Pedalsysteme 16a und 16b und Griffstangensysteme 14a und 14b trainiert, indem sie dem Drücken oder Ziehen (mit Fußlaschen) der Pedalsysteme 16a und 16b und Griffstangensysteme 14a und 14b einen Widerstand entgegensetzt. Sowohl das Drücken als auch das Ziehen gegen einen Widerstand trainieren die Beine und den Unterkörper des Benutzers sowie den Oberkörper und die Arme. Es sollte verstanden werden, dass die Vorrichtung 10 eine beliebige einer Reihe unterschiedlicher Formen annehmen kann. Zum Beispiel kann die Vorrichtung 10 ein Liege-Stepper sein, wie in den U.S.-Patenten Nr. 6.042.518 , 7.854.685 , 7.785.232 oder 7.775.942 dargestellt, die alle hiermit mittels Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden.
Der Sitz 12 umfasst einen Rückenteil 22, um den Rücken des Benutzers zu stützen, sowie ein Polster 24, um das Gesäß des Benutzers zu stützen. Der Rückenteil 22 ist konfiguriert, um geneigt zu sein, um einem größeren oder schwereren Benutzer Platz zu bieten. Zusätzlich dazu ist das Polster 24 als breites Polster 24 erhältlich, um noch größeren oder schwereren Benutzern Platz zu bieten.
Der Sitz 12 greift gleitend in eine Schiene 26 ein, welche es ermöglicht, den Sitz 12 näher an das oder weiter weg von dem Gehäuse 18 einzustellen. Die Position des Sitzes 12 kann dann auf einer Anzeige 34 angezeigt werden. Um die Position des Sitzes einzustellen, betätigt der Benutzer einen stangenförmigen Hebel 28. Eine weitere Ausführungsform kann es ermöglichen, einen Rollstuhl an die Vorrichtung 10 anzukoppeln. Es sollte beachtet werden, dass die Schiene 26 eine relativ geringe Stufenhöhe, weniger als etwa 5 Zoll, aufweist, was einem Benutzer mit eingeschränkter Beweglichkeit den Zugang zur Vorrichtung 10 erleichtert. Der Sitz 12 kann auch eine Stützstange umfassen, um Zusatzteile wie z. B. eine Fußstützvorrichtung aufzunehmen, wie z. B. im U.S.-Patent Nr. 7.540.830 gezeigt und beschrieben, dessen Gesamtheit hierin mittels Verweis aufgenommen wird.
Der in den 1, 2 und 3 gezeigte Sitz 12 ist in einer Aktionsposition. Insbesondere ist der Sitz in der Aktionsposition, wenn der Sitz 12 so positioniert ist, als ob der Benutzer die Vorrichtung 10 gerade benutzen würde. Der Sitz 12 weist jedoch auch die Fähigkeit auf, sich um 360 Grad weg von oder zurück zu der Aktionsposition zu drehen. Der Benutzer kann den Sitz 12 drehen, indem er einen stangenförmigen Hebel 36 betätigt. Im Allgemeinen kann sich der Sitz 12 um eine Achse drehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Länge der Schiene 26 ist. Zusätzlich enthält der Sitz 12, wenn der Sitz 12 aus seiner Aktionsposition gedreht wird, einen Sperrmechanismus, um den Sitz auf der Schiene 26 zu fixieren, was verhindert, dass der Sitz 12 entlang der Schiene 26 gleitet, wenn der Sitz 12 aus seiner Aktionsposition gedreht wird.
Armstützen 30a und 30b sind an den Seiten des Sitzes befestigt. Die Armstützen 30a und 30b sind konfiguriert, um sich um eine Achse zu drehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Länge der Vorrichtung 10 ist, sodass ein Benutzer mit eingeschränkter Beweglichkeit den Sitz 12 leicht erreichen oder diesen verlassen kann. Nahe den Armstützen 30a und 30b sind Herzfrequenz-Überwachungsgriffe 32a und 32b. Ähnlich wie die Armstützen 30a und 30b können sich die Herzfrequenz-Überwachungsgriffe 32a und 32b um eine Achse drehen oder nicht drehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Länge der Vorrichtung 10 ist, um verschieden großen Benutzern Platz zu bieten. Sie können parallel zu dem Sitzpolster 24 bleiben, um einen Zugang zum/ein Verlassen des Sitzes zu ermöglichen. Wie auf dem Gebiet der Erfindung allgemein bekannt ist, können die Herzfrequenz-Überwachungsgriffe 32a und 32b die Herzfrequenz des Benutzers messen und die Ergebnisse auf der Anzeige 34 entweder über Kabel- oder kabellose Signale wiedergeben. Zum Beispiel weist die Vorrichtung 10 ebenfalls die Fähigkeit auf, Herzfrequenzdaten über eine drahtlose Verbindung mit einem Herzfrequenzsensorsystem-Brustgurt anzunehmen.
Sitzgurt-Aufrollvorrichtungen 38 und 40 sind auf dem Rückenteil 22 des Sitzes 12 angeordnet. Die Sitzgurt-Aufrollvorrichtungen 38 und 40 enthalten jeweils einen aufrollbaren Sitzgurt, welcher entsprechend in einer Schnalle und einem Stecker endet. Die Schnalle bzw. der Stecker greifen ineinander ein und fixieren den Benutzer bezüglich seiner Position. Die Sitzgurt-Aufrollvorrichtungen 38 und 40 sind relativ hoch angeordnet, d. h. von der Taille des Benutzers entfernt und nahe der Brust des Benutzers. Dadurch halten die Gurte die Körpermitte des Benutzers fest, um ihn aufrecht zu halten und es dem Benutzer relativ einfach zu machen, die Schnalle und den Stecker voneinander zu lösen. Ein weiterer Sitzgurt 41 ist niedriger montiert, um einen Benutzer fester gegen den Sitzrückenteil 22 und das Polster 24 zu halten, ähnlich wie herkömmliche Beckengurte.
Eine Zusatzteiltasche kann an dem Rückenteil 22 des Sitzes 12 befestigt sein. Im Allgemeinen kann ein beliebiger Materialtyp verwendet werden, um die Zusatzteiltasche herzustellen; es ist jedoch bevorzugt, die Zusatzteiltasche aus einem atmungsaktiven Material herzustellen. In dem Bestreben, die Atmungsaktivität und Sichtbarkeit von Gegenständen in der Zusatzteiltasche zu erhöhen, kann ein Abschnitt der Tasche wie z. B. der obere Bereich oder sogar die gesamte Zusatzteiltasche aus einem Netzmaterial sein.
Die Pedalsysteme 16a und 16b umfassen jeweils das Pedal 42a beziehungsweise 42b. Die Pedale 42a und 42b sind relativ groß, um Platz für die Füße großer Benutzer zu bieten. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass einige größere Benutzer im Allgemeinen ihre Füße nach außen neigen, was ein Pedal gewöhnlicher Größe sehr unbequem macht.
Die Füße des Benutzers werden mittels Haltegurten 46a und beziehungsweise in den Pedalen 42a und 42b gehalten. Die Haltegurte 46a und 46b verwenden ein Einrastsystem mit einem Entriegelungshebel; es kann jedoch eine beliebige Art eines geeigneten Haltemittels benutzt werden.
Die Pedale 42a und 42b sind drehbar mit Pedalsystemen 16a und 16b verbunden. Die Pedale 42a und 42b weisen eine Drehachse auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Länge der Vorrichtung 10 ist. Die Pedale 42a und 42b können sich frei in einem definierten Bewegungsumfang drehen oder nicht, oder können an einer von zumindest zwei Positionen fixiert werden, indem die Griffe 44a beziehungsweise 44b betätigt werden.
Die Griffstangensysteme 14a und 14b umfassen beide obere Verlängerungen 48a und 48b. Die Griffe 50a und 50b werden in den oberen Verlängerungen 48a beziehungsweise 48b gleitend aufgenommen. Die Griffe 50a und 50b können in ihrer Länge eingestellt oder gedreht werden, und aus diesem Grund sind Sperrhebel 52a und 52b auf den oberen Verlängerungen 48a und 48b bereitgestellt, um sie in der gewünschten Länge zu fixieren. Die Enden der Griffe 50a und 50b sind im Allgemeinen relativ zu den restlichen Griffen 50a und 50b nach oben und nach innen gekrümmt, und ihnen sind gepolsterte Griffelemente für diverse Handpositionen bereitgestellt. Die Griffe 50a und 50b können ferner eine Vielzahl von Fixierungsrillen umfassen, um eine Griffhilfevorrichtung in Eingriff zu bringen, wie z. B. in U.S.-Patent Nr. 7.490.363 gezeigt und beschrieben, dessen Inhalte hierin mittels Verweis aufgenommen werden.
Das Griffstangensystem 14a und 14b und insbesondere die oberen Verlängerungen 48a und 48b können im Allgemeinen ein V-förmiges Muster bilden, wobei die Spitze des „V“ von dem Sitz 12 weg angeordnet ist. Dadurch, dass die oberen Verlängerungen 48a und 48b so geformt sind, um ein „V“ zu bilden, erhöht sich der Abstand zwischen den Griffen 50a und 50b, wenn die Griffe 50a und 50b verlängert werden, um großen Benutzern mehr Platz zu bieten. Daher wird die Breite zwischen den Griffen 50a und 50b auf Basis der Strecke, um welche die oberen Verlängerungen 48a und 48b verlängert werden, enger oder breiter eingestellt.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 4 umfasst die Vorrichtung 10 (in 4 gezeigte) Räder 54a und 54b, die dem Sitz 12 entgegengesetzt unter dem Gehäuse 18 angeordnet sind. Da die Vorrichtung 10 auf einer ebenen Oberfläche angeordnet ist, sind die Räder 54a und 54b zwei von vier Berührungspunkten mit der ebenen Oberfläche. Eine spezielle Hebevorrichtung kann jedoch einen Rückenabschnitt 56 der Vorrichtung 10 in Eingriff bringen und den Rückenabschnitt 56 von der ebenen Oberfläche anheben. Wenn der Rückenabschnitt der Vorrichtung 10 von der ebenen Oberfläche angehoben wird, drehen sich die Räder 56a und 56b, wodurch die Vorrichtung 10 leicht tragbar wird.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 wird eine genauere Ansicht des Widerstandsmechanismussystems 20 bereitgestellt, das, wie zuvor erläutert, von dem Gehäuse 18 umgeben ist. Der Mechanismus 20 wird teilweise von einem Rahmen 58 und einer Basis 60 gestützt. Ein zentrales Drehgelenk 62 stellt die Drehachse bereit, um welche sich die Griffstangensysteme 14a und 14b sowie die Pedalsysteme 16a und 16b drehen. Das Griffstangensystem 14a ist zur kontralateralen Bewegung um das zentrale Drehgelenk 62 fest mit dem Pedalsystem 16b gekoppelt, und das Griffstangensystem 14b ist fest mit dem Pedalsystem 16a gekoppelt. Diese starre Kopplung bewirkt, dass sich das Griffstangensystem 14a und das Pedalsystem 16b (welche eine erste Anordnung bilden) und das Griffstangensystem 14b und das Pedalsystem 16a (welche eine zweite Anordnung bilden) zusammen bewegen. Es sollte beachtet werden, dass die Pedalsysteme 16a und 16b ferner durch Stützstangen 63a bzw. 63b gestützt werden. Dadurch können Teile der Last von dem zentralen Drehgelenk 62 abgeleitet werden, was die Lebensdauer des Mechanismus 20 verlängert.
Das Griffstangensystem 14a und das Pedalsystem 16b treiben einen Arm 64a an, während das Griffstangensystem 14b und das Pedalsystem 16a einen Arm 64b antreiben. Die Arme 64a und 64b drehen sich um das zentrale Drehgelenk 62 und greifen in die Riemen 66a beziehungsweise 66b ein. Die Riemen 66a und 66b sind über ein Kabel 68 miteinander verbunden, welches eine Riemenscheibe 70 eingreift. Die Riemen 66a und 66b greifen in Freilaufkupplungen 72a bzw. 72b ein. Stoßfänger 67a und 67b können auf der Basis 60 positioniert sein, um die Bewegung der Pedale 16a und 16b bzw. Arme 64a und 64b zu absorbieren. Dabei stellen die Stoßfänger 67a und 67b eine weiche, fließende Rücklaufbewegung mit niedriger Stoßwirkung bereit.
Die Freilaufkupplungen 72a und 72b sind mit einer Hauptriemenscheibe 74 verbunden und treiben diese an. Die Hauptriemenscheibe 74 treibt dann einen Hauptriemenscheiben-Riemen 76 an, der die Last an die Bremsanordnung 80 überträgt, die den Widerstand bereitstellt. Der von der Bremsanordnung 80 bereitgestellte Widerstand kann eingestellt werden, um dem Benutzer weniger oder mehr Widerstand bereitzustellen.
Grundsätzlich benötigt der Mechanismus 20 lediglich zwei Stufen, um eine von dem Benutzer bereitgestellte Last an die Bremsanordnung zu übertragen. Die erste Stufe überträgt Last von den Armen 64a und 64b über die Riemen 66a und 66b, welche in Freilaufkupplungen 72a bzw. 72b eingreifen, an die Hauptriemenscheibe 74. Die zweite Stufe überträgt Last von der Hauptriemenscheibe 74 über den Hauptriemenscheiben-Riemen 76, der mit der Bremsanordnung 80 verbunden ist, an die Bremsanordnung. Zusätzlich dazu ist der gesamte Mechanismus 20 kompakt, um zwischen die Beine des Benutzers zu passen, aber widerstandsfähig genug, um signifikanten Lasten über lange Zeiträume standzuhalten.
Erneut auf die 1 und 2 Bezug nehmend, kann die Vorrichtung 10 auch ein Trittbrett 84 aufweisen, das an der Rückseite des Sitzes 12 angeordnet ist. Das Trittbrett 84 kann vom Benutzer betätigt werden, wenn der Benutzer einen oder mehrere Füße auf das Trittbrett 84 stellt. Die Benutzung des Trittbrettes 84 kann auch durch den Sitz 12 erleichtert werden, wobei der Benutzer zumindest einen Abschnitt des Sitzes 12 angreift, um ihm dabei zu helfen, auf das Trittbrett 84 der Vorrichtung 10 zu treten.
Wie zuvor erläutert ist dies lediglich eine Ausführungsform der beanspruchten Erfindung. Die Vorrichtung 10 kann eine beliebige einer Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen zur körperlichen Betätigung sein, und die Patentansprüche sollten nicht nur auf diese speziell beanspruchte Ausführungsform der Liege-Steppervorrichtung 10 der 1–5 beschränkt sein.
Die Vorrichtung kann auch eine beliebige Anzahl aus einer Reihe unterschiedlicher Sensorvorrichtungen, Datenerfassungseinheiten und einer Rechenvorrichtung oder Rechenvorrichtungen umfassen, um die Leistung des Benutzers zu bestimmen, wenn der Benutzer die Vorrichtung 10 verwendet. Zum Beispiel können, unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3, die Armanordnungen 14a und 14b jeweils mit Armkraftsensoren 100a beziehungsweise 100b ausgestattet sein. Die Armkraftsensoren 100a und 100b sind konfiguriert, um die Kraft zu messen, die von dem Benutzer auf jeden Arm ausgeübt wird. Ferner können, unter Bezugnahme auf 2, die Pedalanordnungen 16a und 16b eine oder mehrere Kraftplatten aufweisen, um Kräfte zu messen, die von dem Benutzer auf jedes der Pedale 42a und 42b ausgeübt werden. Ferner kann, erneut unter Bezugnahme auf 1, ein Positionssensor 104 innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet sein und konfiguriert sein, um die Positionen innerhalb des Bewegungsumfangs jeder der Armanordnungen 14a und 14b und/oder der Pedalanordnungen 16a und 16b zu bestimmen.
Die Vorrichtung 10 kann auch Sensoren umfassen, um das Gewicht der Vorrichtung 10 auf dem Boden zu messen. Zum Beispiel kann, unter Bezugnahme auf die 1 und 3, die Vorderseite der Vorrichtung 10 vordere Gewichtsensoren 106a und 106b umfassen, während die rückseitige Vorrichtung 10 rückwärtige Gewichtssensoren 106c und 106d umfassen kann. Die Gewichtssensoren 106a–106d können das Gewicht der Vorrichtung an unterschiedlichen Ecken der Vorrichtung 10 messen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 6 kann die Vorrichtung 10 auch eine Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 umfassen, die innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet sein kann. Selbstverständlich sollte verstanden werden, dass die Rechenvorrichtung an anderen Stellen als in dem Gehäuse 18 angeordnet sein kann und eine beliebige eine einer Reihe unterschiedlicher Formen annehmen kann. Als ein Beispiel, insbesondere unter Bezugnahme auf 6, kann die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 einen Prozessor 112 umfassen, der eine elektrische Kommunikation mit einem Arbeitsspeicher 114 ist. Der Arbeitsspeicher 114 kann Befehle enthalten, welche den Prozessor 112 konfigurieren, ein/e beliebige/s eine/s einer Reihe unterschiedlicher Verfahren oder Anwendungen durchzuführen, die in dieser Beschreibung offenbart werden. Es sollte verstanden werden, dass der Arbeitsspeicher 114 separat von dem Prozessor 112 angeordnet sein kann oder in den Prozessor 112 integriert sein kann. Selbstverständlich sollte verstanden werden, dass die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 eine verteilte Einheit sein kann, wobei unterschiedliche Funktionalitäten in verschiedenen, verteilten Bereichen angeordnet sein können. Zum Beispiel können der Rechenteil und der Datenerfassungsteil separat und voneinander entfernt sein.
Der Prozessor 112 kann auch in elektrischer Kommunikation mit einem Eingangsanschluss 116 und einem Ausgangsanschluss 118 sein. Der Eingangsanschluss 118 kann ein beliebiges eines einer Reihe unterschiedlicher Eingangssignale an den Prozessor 112 bereitstellen. Es sollte verstanden werden, dass der Eingangsanschluss 116 eine beliebige eine einer Reihe unterschiedlicher Methodologien sein kann, um Eingangssignale an einen Prozessor 112 bereitzustellen. Zum Beispiel könnte der Eingangsanschluss 116 ein beliebiger einer aus einer Reihe bekannter Standards wie z. B. serieller, paralleler Standards oder sogar spezieller Industriestandards wie z. B. Ethernet, USB, FireWire und Ähnlichem sein. Zusätzlich dazu kann der Eingangsanschluss 116 auch ein Drahtlosprotokoll wie z. B. W-LAN oder Bluetooth nutzen. Der Ausgangsanschluss 118 kann, wie der Eingangsanschluss 116, eine beliebige eine aus einer Reihe unterschiedlicher Methodologien nutzen, die oben in Bezug auf den Ausgangsanschluss 116 genannt wurden. Auf ähnliche Weise könnte der Ausgangsanschluss 118 auch eine Drahtloskommunikation wie z. B. W-LAN oder Bluetooth sein. Ferner sollte verstanden werden, dass der Eingangsanschluss 116 und der Ausgangsanschluss 118 in Wirklichkeit derselbe Anschluss sein können oder einen gemeinsamen Chipsatz nutzen können, um dem Prozessor 112 Eingangs- und/oder Ausgangssignale bereitzustellen.
Die in den vorangehenden Absätzen beschriebenen Sensoren können entweder direkt oder über einen Bus 120 mit dem Eingangsanschluss 116 verbunden sein. Wie zuvor erläutert, können diese Sensoren Armkraftsensoren 100, Pedal-Kraftplattensensoren 102, Positionssensoren 104, Gewichtssensoren 106 oder andere Sensoren 108 umfassen. Zusätzlich dazu können bei dieser Vorrichtung andere Sensoren genutzt werden, einschließlich eines Sitzpositionssensors 111 zum Bestimmen der Position des Sitzes 12 entlang der Schiene 26 oder anderer Sensoren 113 zum Messen einer beliebigen einen einer Reihe verschiedener Variablen der Vorrichtung 10 oder sogar des Benutzers, wie z. B. der Biometrik des Benutzers einschließlich der Pulsrate des Benutzers, oder Sensoren 113 zum Identifizieren der Verlängerung der Arme, während der Griff teleskopartig zu den Primär-Armrohren der Anordnungen 14a und 14b hin oder von diesen weg bewegt wird.
Es kann eine beliebige eine einer Reihe unterschiedlicher Methodologien eingesetzt werden, um Signaldaten an den Prozessor 112 zu übertragen. Zum Beispiel können die Signale von diesen Sensoren durch Signalkonditionierungselektronik geleitet werden und von analogen Signalen in digitale Daten umgewandelt werden, die dann an den Prozessor 112 übertragen werden. Die Positionsdaten können eine Vielzahl von Formen annehmen, werden aber letztendlich in einer digitalen Form erfasst und auch an den Prozessor 112 übertragen. Die Armverlängerung kann auf eine ähnliche Weise wie die Sitzposition oder eine andere Methodologie behandelt werden.
Wie zuvor erläutert, umfasst die Vorrichtung 10 auch eine Anzeigevorrichtung, die einen Anzeigebereich 34 aufweist. Der Anzeigebereich empfängt Eingangssignale von dem Prozessor 112 über die Ausgabevorrichtung 118. Die Anzeigevorrichtung 34 kann auch als Touchscreen-Eingabevorrichtung mit Touchscreen-Funktionalität oder Tasten fungieren. In jedem Fall kann die Anzeigevorrichtung 34 auch mit der Eingabevorrichtung 116 verbunden sein, um beliebige Eingaben von dem Benutzer zu empfangen, während dieser die Anzeigevorrichtung 34 verwendet.
Ferner sollte verstanden werden, dass die Anzeigevorrichtung 34 eine externe Anzeigevorrichtung sein kann. Diese externe Anzeigevorrichtung kann ein Mobiltelefon oder Tabletcomputer sein, das/der dazu fähig ist, Informationen für einen und von einem Benutzer der Vorrichtung 10 anzuzeigen und Eingaben durch den Benutzer der Vorrichtung 10 zu empfangen. Grundsätzlich kann dieses Mobiltelefon oder dieser Tabletcomputer die Anzeigevorrichtung 34 gänzlich ersetzen.
Die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 kann das Positionssignal der Pedale/Arme von dem Positionssensor 104, den Pedalkraftsensoren 102 und/oder Armkraftsensoren 100 empfangen und die Pedalkraftsignale und/oder Armkraftsignale über den Bewegungsumfang des Antriebsstranges aufzeichnen, um die Berechnung der Leistung des Benutzers bei einer dynamischen Aktivität, während der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in einem entsperrten Zustand ist, und bei einer statischen Aktivität, während der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem Sperrzustand ist, zu ermöglichen.
Die Rechenvorrichtung 110 kann auch konfiguriert sein, um den Leistungsaufwand des Benutzers zu berechnen, während er in der dynamischen Aktivität ist, eine Ausgangsleistung und eine Energie zu identifizieren, die von dem Benutzer über jedes der Pedale oder Arme bei der dynamischen Aktivität aufgewendet wird, und die Kraft zu identifizieren, die von dem Benutzer an den Pedalen oder Armen bei der statischen Aktivität oder der dynamischen Aktivität aufgewendet wird. Diese Berechnungen können dem Endbenutzer über die Anzeige 34 mittels einer Benutzerschnittstelle bereitgestellt werden, die Biofeedback-Grafiken für den Benutzer nutzt und eine Dateneingabe durch den Benutzer ermöglicht. Eine Leistungsberechnung kann unter Verwendung der von dem Positionssensor 104 und den Pedal- und Armkraftsensoren 102 empfangenen Daten berechnet werden.
Die Rechenvorrichtung 110 kann auch dazu fähig sein, eine beliebige eine einer Reihe unterschiedlicher Aktivitäten oder Anwendungen auszuführen, die in den folgenden Absätzen und Figuren beschrieben werden. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung konfiguriert sein, um einen Tempopartner-Test, einen progressiven Belastungstest und Herzfrequenz-Erholungstest, einen Muskelausdauertest, eine Gleichgewichts-, Ausgangsleistungs- und Ausgangsarbeitsanwendung, ein Trainingseinheit-Intensitätsverlaufsdiagramm, eine Kletteranwendung, einen Maximalkrafttest, eine grafische Warnung über eine Kraftbegrenzung, einen Berg-Balance-Test, einen Balance-ABC-Wert, einen körperlichen Leistungstest, ein isometrisches Krafttraining auf Zeit, und einen subMax-Fitnesstest durchzuführen. Auf ähnliche Weise kann die Rechenvorrichtung 110 konfiguriert sein, um einen Schmerzbeurteilungswert, eine wahrgenommene Anstrengungsskala, eine Anginaskala, eine Hinkskala sowie eine Dyspnoeskala zu bestimmen.
Die Rechen- und Datenerfassungseinheit kann auch konfiguriert sein, um das Spielen von Spielen zu ermöglichen. Diese Spiele können ein kraftgesteuertes Zieljagdspiel, ein kraftgesteuertes Pfadverfolgungsspiel, ein isometrisches Balancespiel und ein Bewegungsumfang-Balancespiel umfassen. Die Rechen- und Datenerfassungseinheit kann dem Benutzer über die Anzeige 34 unter Verwendung eines Metronoms, einer Leistungsgrafik für jedes Pedal oder jeden Arm und einen Graphen für das Kraftzentrum von Pedalkräften und/oder des Körpergewichts des Benutzers Informationen bereitstellen.
Die 7–62 zeigen jeweils eine Bildschirmaufnahme, welche der Anzeige 34 von der Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 bereitgestellt werden kann. Wie zuvor erläutert, kann die Anzeigevorrichtung 34 eine dedizierte Vorrichtung sein, die an der Vorrichtung 10 befestigt ist oder kann eine separate Vorrichtung wie z. B. ein Mobiltelefon oder ein Tabletcomputer sein.
Diese Bildschirmaufnahmen zeigen ein/e beliebige/s eine/s einer Reihe unterschiedlicher Spiele und Informationen an, die dem Benutzer der Vorrichtung 10 bereitgestellt werden können. Es sollte verstanden werden, dass diese Bildschirmaufnahmen Beispiele der Spiele und Informationen sind, die dem Benutzer der Vorrichtung 10 bereitgestellt werden können. Eingaben für das Spielen der Spiele oder das Bestimmen von Informationen können von dem Benutzer bereitgestellt werden, wenn der Benutzer auf die Steppervorrichtung 84 tritt oder die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. Weitere Informationen können von den Sensoren der Vorrichtung 10 bereitgestellt werden. Wie zuvor erläutert, können diese Sensoren Armkraftsensoren 100, Pedal-Kraftplattensensoren 102, Positionssensoren 104, Gewichtssensoren 106 oder andere Sensoren 108 umfassen. Zusätzlich dazu können andere Sensoren einschließlich eines Sitzpositionssensors 111 zum Bestimmen der Position des Sitzes 12 entlang der Schiene 26 oder andere Sensoren 113 zum Messen einer beliebigen einen einer Reihe verschiedener Variablen der Vorrichtung 10 oder sogar des Benutzers, wie z. B. die Biometrik des Benutzers einschließlich der Pulsrate des Benutzers bei dieser Vorrichtung genutzt werden. Zusätzlich dazu können die Sensoren 113 die Verlängerung der Arme messen, während der Griff teleskopartig zu den Primär-Armrohren hin oder von diesen weg bewegt wird. Solche Sensoren können wiederum bei der Benutzereinstellung helfen und der Verbesserung von Berechnungen des Drehmoments dienen, das an den Armen anliegt, was wiederum Messungen der von den Armen des Benutzers aufgewendeten Leistung verbessert.
Ferner kann die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 konfiguriert sein, um Berichte zu erzeugen, Ziele zu setzen, den Fortschritt beim Erreichen dieser Ziele überwachen, Protokolle erzeugen, die eine oder mehrere in dieser Beschreibung beschriebenen Anwendungen aneinanderreihen, um definierte Abfolgen zur allgemeinen und benutzerangepassten Verwendung durch Benutzer bereitzustellen. Die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 kann die Benutzerbiometrik und -leistung verfolgen, wie z. B. Gewichtsveränderungen im zeitlichen Verlauf.
7 zeigt einen Startbildschirm für die grafische Benutzerschnittstelle (GUI), die auf der Anzeige 34 gezeigt werden soll. Das Bildschirmbild, wie z. B. das in 8 gezeigte, zeigt einen Willkommensbildschirm an, worin der Benutzer/die Benutzerin angibt, ob er oder sie ein Bestehender Benutzer oder ein Neuer Benutzer ist. Der Benutzer fährt dann fort, um eine Benutzer-ID und ein Passwort einzugeben, um eine benutzerspezifische Datenbank zu erstellen und/oder auf diese zuzugreifen. 9 stellt eine mögliche persönliche Seite dar, worin Neue Benutzer aufgefordert werden, Informationen wie z. B. ihr Geschlecht, ihr Geburtsdatum, ihre Größe, ihr Gewicht und andere Parameter einzugeben. Das Alter wird automatisch berechnet und aktualisiert. Bei Systemen mit Gewichtsmessfunktion kann das Gewicht von Systemsensoren erhalten werden. Auf diese Seite kann von Bestehenden Benutzern über andere Mittel zugegriffen werden, wenn sie beliebige der Parameter aktualisieren möchten. Das Gewicht des Benutzers dient der Anpassung der Standard-Belastungsstufen/Einstellungen bei einer Reihe der Tests und Spiele. Spätere Gewichtsmessungen werden verfolgt, um Gewichtsveränderungen im zeitlichen Verlauf zu dokumentieren. Mit diesen Eingaben kann das System einen Body-Mass-Index(BMI-)Wert des Benutzers berechnen.
Die 10 und 11 stellen ferner die Verwendung einer Funktionalität dar, die als „Tempopartner“ bezeichnet wird. Dies ist ein Spiel, das von dem Benutzer gespielt wird und in welchem sich ein virtueller Läufer 210 (Radfahrer, Schwimmer etc.) auf einer virtuellen, ovalen Bahn 212 bewegt. Durch das Ausüben von Kräften auf die Vorrichtung 10 bewirkt der Benutzer, dass sich ein Symbol 213 entlang der elliptischen, geschlossenen Strecke 212 bewegt. Es werden visuelle Stimuli bereitgestellt, um anzuzeigen, ober der Benutzer hinter, bei oder über dem ausgewählten Tempo ist. Zum Beispiel kann sich die Farbe des Symbols des Benutzers ändern, wenn er sich innerhalb, hinter oder vor dem Kreis befindet, welcher den Fortschritt des Tempopartners anzeigt.
12 zeigt eine Bildschirmaufnahme der Start-GUI, um Parameter für den progressiven Belastungs- und Herzfrequenz-Erholungstest einzustellen und diesen zu starten.
Die 13–17 stellen Bildschirmaufnahmen einer Abfolge von Ereignissen dar, die nach dem Startbildschirm (12) während des progressiven Belastungs- und Herzfrequenz-Erholungstests auftreten, und die einen Tempopartner zur Unterstützung der Fähigkeit des Benutzers, eine konstante Schrittrate beizubehalten (13) eine Rate der wahrgenommenen Anstrengung, die während jedes Intervalls eingeblendet wird, sodass der Benutzer seinen jeweiligen Aufwand für jede Belastungspegelstufe (14) berichten kann, eine Warnung, die dem Benutzer anzeigt, sein oder ihr Tempo auf die gewünschte Schrittrate zu erhöhen, da sonst die Step-Phase des Tests beendet wird (15), ein Bild der Ergebnisse der Herzfrequenz-Erholungsphase (16), sowie eine Trainingseinheit-Gleichgewichtsanzeige umfasst, die nach dem Test bereitgestellt wird, um das Links-Rechts-Gleichgewicht der Arme und Beine während der Step-Phase des Tests zu zeigen (17). Die Trainingsphase kann auch programmiert sein, um automatisch aufzuhören, wenn der Benutzer für eine vorher festgelegte Zeitspanne aufhört, Schritte zu machen.
Die 18 und 19 sind Bildschirmaufnahmen in Bezug auf einen „Arbeitswippe“-Arbeitsgleichgewichtstest, welcher ein grafisches Ausgangssignal 214 bereitstellt, das ein Gleichgewicht und Ungleichgewicht bei den Kräften betrifft, die von dem linken und rechten Bein und/oder Arm des Benutzers ausgeübt werden. Dieses Werkzeug kann verwendet werden, um einen Ausgleich der Leistung, die von dem linken und rechten Arm und Bein auf die Griffstangensysteme 14a und 14b und/oder die Pedalsysteme 16a und 16b ausgeübt wird, zu ermöglichen. Ferner stellt 20 eine Benutzerschnittstelle einer Darstellung der Fähigkeit der Einheit dar, die Ausgangsleistung jeder Extremität und das Arbeitsgleichgewicht zwischen dem linken und rechten Arm und Bein in Echtzeit anzuzeigen.
Die 21 und 22 stellen Trainingseinheits-Verlaufsdiagramme für beispielhafte Trainingsparameter, SPM und Watt, über ausgewählte Zeiträume, ein Jahr beziehungsweise eine Woche, dar.
Die 23 und 24 stellen Benutzerschnittstellen für ein kletterähnliches Spiel dar, in welchem die von dem Benutzer/der Benutzerin aufgewendete Energie, wenn er oder sie auf der Vorrichtung Aktivitäten durchführt, verwendet wird, um Höhenänderungen für verschiedene virtuelle tatsächliche Objekte wie z. B. Häuser oder Landschaftsmerkmale oder fiktive Strukturen zu simulieren.
25 stellt eine beispielhafte Darstellung in Bezug auf einen Maximalkrafttest dar. Der Test beinhaltet das Fixieren der Arme und Schenkel der Vorrichtung und das Messen einer maximalen isometrischen Kraft, die von dem Benutzer auf die Griffstangensysteme 14a und 14b und/oder Pedalsysteme 16a und 16 ausgeübt wird.
26 ist eine Bildschirmaufnahme, welche eine Vielzahl verschiedener standardisierter Tests zeigt, die unter Verwendung der Vorrichtung durchgeführt werden können. 27 zeigt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Berg-Balance-Skala. Die 28 und 29 stellen Bildschirmaufnahmen in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zur Evaluierung der aktivitätsspezifischen Balancesicherheit (ABC-Skala) bereit.
Die 30 und 31 stellen Bildschirmaufnahmen in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zur Durchführung eines körperlichen Leistungstests (PPT) durch. Die 32 und 33 stellen Bildschirmaufnahmen in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zur Durchführen eines Trittbrett-Steptests bereit, wenn der Benutzer auf die Step-Vorrichtung 84 tritt.
34 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zur Durchführung eines Timed-Up-and-Go-Tests bereit. Ein Timed-Up-and-Go-Test stellt ein objektives Maß für die Zeit bereit, die der Benutzer benötigt, um von einer Sitzposition aufzustehen, eine festgelegte Distanz zu gehen (zum Beispiel drei Meter) und sich wieder hinzusetzen. 35 stellt eine Bildschirmaufnahme eines Sitzen-Stehen-Sitzen-Tests bereit, welcher ein objektives Maß für die Anzahl und Qualität der Bewegungen vom Sitz in den Stand in den Sitz des Benutzers/der Benutzerin bereitstellt, die er/sie in einem vorher festgelegten Zeitintervall durchführen kann, oder dafür, wie lange er oder sie benötigt, um eine vorher festgelegte Anzahl von Sitzen-Stehen-Sitzen-Bewegungen durchzuführen. Die Qualitätsmessung ist für dieses Gerät einzigartig, da es die Kraftänderungsrate quantifizieren kann, wenn der Benutzer den Sitz nach unten hin berührt. Dies stellt eine Schätzung der „Plumps“-Stoßwirkung bereit, wenn der Benutzer den Sitz der Vorrichtung 10 betätigt und kann verwendet werden, um überhöhte Stoßwirkungen zu identifizieren und Benutzer zu instruieren, den Pegel potentiell schädlicher Stoßwirkungen zu reduzieren.
36 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung zur Durchführung eines subMax-Fitnesstests bereit, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. Während eines Aerobic-Fitnesstests unterhalb des Maximums können die Herzfrequenz, das Alter, das Geschlecht, das Gewicht und die gemessene Ausgangsleistung verwendet werden, um VO2 max. zu schätzen. Im Gegensatz zur direkten Messung von VO2 max. sollte die Herzfrequenz während eines Tests unterhalb des Maximums nicht über ein vorbestimmtes Maximum – üblicherweise 85 Prozent der geschätzten maximalen Herzfrequenz auf Basis des Alters – ansteigen.
Die 37 und 38 stellen Bildschirmaufnahmen in Bezug auf Bildschirme für die Schmerzbeurteilung und wahrgenommene Anstrengung dar. Das Schmerzpositionsbild in 37 ermöglicht es einem Benutzer, den Ort und die Schwere der wahrgenommenen Schmerzen, die mittels einer Schmerzbeurteilungsskala angegeben werden, anzugeben. Der Schmerzbeurteilungswert in 38 erlaubt es einem Benutzer, den Schmerzpegel an dem von dem Benutzer in 37 ausgewählten Ort auszuwählen. Die 39, 40, 41 und 42 stellen Bildschirmaufnahmen in Bezug auf die Aufzeichnung einer wahrgenommenen Anstrengung bereit, wenn der Benutzer auf die Stepper-Vorrichtung 84 tritt oder die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder die Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt.
43 zeigt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Aufzeichnung einer Anginaskala, wenn der Benutzer auf die Stepper-Vorrichtung 84 tritt oder die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. 44 zeigt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Aufzeichnung einer Dyspnoeskala. Angina- und Dyspnoeskalen sind subjektive Werte, die von dem Benutzer/der Benutzerin bereitgestellt werden, der/die berichtet, wie gut er/sie sich fühlt. Mit der Vorrichtung 10 kann der von dem Benutzer/der Benutzerin berichtete Wert mit seiner/ihrer körperlichen Leistung auf der Vorrichtung 10 während und vor dem Zeitpunkt, wenn sie ihren Wert berichten, verknüpft werden.
45 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf das Aufzeichnen des Bewegungsumfanges bereit, in welcher die Bewegungsumfänge des linken und des rechten Pedals (das relative Ausmaß an Hüft- und Knieflexion und -extension relativ zu der neutralen Position der Pedale und der Position des Sitzes) grafisch dargestellt werden, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt.
46 stellt eine Bildschirmaufnahme bereit, welche Beispiele für Spiele zeigt, die gespielt werden können, um einen Benutzer der Vorrichtung herauszufordern. 47 ist eine Bildschirmaufnahme, welche einen Benutzer zeigt, der das isometrische „Pong“-Spiel spielt, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder die Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. 48 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf das isometrische Pong-Spiel bereit, welche eine Zwei-Paddel-Form des Spiels (linkes Bein/linker Arm gegen rechtes Bein/rechter Arm). Das Spiel kann unter Verwendung von Kraft-Eingangssignalen gespielt werden, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder die Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt.
49 ist eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf die Verwendung der Vorrichtung, um ein isometrisches Zieljagdspiel zu spielen. Bei diesem Spiel werden Kräfte von zwei oder mehr der Sensoren in einer Koordinatenebene grafisch dargestellt, wenn der Benutzer eine Kraft auf die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder die Griffstangensysteme 14a und 14b ausübt. Ein Punkt innerhalb des Koordinatensystems wird so dargestellt, dass seine Links-Rechts- oder x-Achsen-Position auf der Links-Rechts-Differenz der Drücke basiert, die auf das linke und das rechte Pedal ausgeübt werden, oder der Differenz der Kräfte, die auf den linken und den rechten Arm ausgeübt werden. Die Oben-Unten- oder y-Achsen-Position in der Koordinatenebene wird durch die Gesamtkraft bestimmt, die auf beide Pedale oder beide Arme ausgeübt wird. Einem Benutzer/einer Benutzerin wird die Aufgabe gestellt, den grafischen Punkt innerhalb eines gewünschten Zielkreises anzusteuern, indem er/sie die Kräfte steuert, die von seinen oder ihren Extremitäten auf die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder die Griffstangensysteme 14a und 14b ausgeübt werden. Das Ziel kann stationär sein, manuell durch Berührung des Bildschirms innerhalb der Koordinatenebene bewegt werden, oder jedes Mal, wenn eine Zeituhr bis null gezählt hat, durch das Programm auf zufällige, voreingestellte Werte oder benutzerprogrammierte, individuelle Orte auf dem Bildschirm bewegt werden. Die Uhr wird auf jeder neuen Position auf einen vorbestimmten Wert zurückgesetzt. Der Zielkreis kann sich auch auf Geraden oder geschlossenen oder offenen Bahnen bewegen, um es einem Benutzer zu ermöglichen, ein Pfadverfolgungsspiel zu spielen. Die Grenzen für die bilaterale Verwendung werden in Form eines „Hauses“ angezeigt, um den Kraftbeitrag von beiden Beinen zu berücksichtigen: Die Mitte ist höher, weil in der Mitte beide Beine den gleichen Beitrag leisten. Die Grenzwerte können über Steuerungen in den bereitgestellten beispielhaften Optionen gesteuert werden. Ein Ein-Bein-Modus kann ebenso benutzt werden, was für das Training der Sprunggelenke nützlich sein kann.
Zusätzlich oder alternativ dazu, wie in der in 57 dargestellten Bildschirmaufnahme zu sehen, kann ein auf die Beine beschränktes Druckmittelpunkt-Zieljagdspiel gespielt werden, wobei der Benutzer/die Benutzerin seine/ihre Füße verwendet, um kontrollierte Kräfte auf die Pedalsysteme 16a und 16b auszuüben, sodass die Position oder der grafische Punkt in der Koordinatenebene durch den Mittelpunkt des Druckes bestimmt wird, der von beiden Füßen ausgeübt wird, oder innerhalb der Grenzen der einzelnen Pedale bei Ein-Fuß-Verwendung liegt. Bei diesem Spiel bewegt das Anpassen der Belastungen von der Ferse zur Zehe den grafischen Punkt auf der y-Achse nach oben und nach unten. Das Ziel des Spiels ist es, den Druckmittelpunkt, der von dem Punkt repräsentiert wird, in einen Zielkreis zu legen. Ein-Bein-Modi können ebenfalls genutzt werden, was beim Training der Sprunggelenke nützlich sein kann.
50 stellt eine Bildschirmaufnahme bereit, welche die Anzeige beispielhafter Vitalfunktionen des Benutzers zeigt. Diese Informationen können von den Sensoren 113 gesammelt werden, um eine beliebige eine einer Reihe unterschiedlicher Variablen der Vorrichtung 10 oder sogar des Benutzers zu messen, wie z. B. die Biometrik des Benutzers einschließlich der Pulsrate des Benutzers und der Sauerstoffsättigung.
Die 51, 52 und 53 stellen Bildschirmaufnahmen eines Metronoms bereit, um dem Benutzer bei der Benutzung der Vorrichtung Stimuli und Tempovorgaben bereitzustellen, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. Der Benutzer/die Benutzerin zeichnet mittels des Ausgangssignals des Systempositionssensors einen oszillierenden Pfad auf den Bildschirm, während er oder sie die Pedale und Arme in einer Hin- und Her-Bewegung bewegt. Die Herausforderung besteht darin, mit dem Metronom Schritt zu halten und seinen oszillierenden Pfad, der auf dem Bildschirm angezeigt wird, zu verfolgen. Es wird ein Wert berechnet, um ein Maß für die Leistungsgenauigkeit bereitzustellen. Es sind Steuerungen bereitgestellt, um eine Einstellung des Metronom-Schritttempos und der Amplitude oder des Bewegungsumfangs der Benutzerschritte zu ermöglichen.
54 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf eine Anzeige der gesamten und exzentrischen Leistung bereit, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt. 55 stellt eine Bildschirmaufnahme in Bezug auf eine Anzeige einer gleitenden mittleren oder Spitzentrittkraft bereit, die über das aktuellste Fenster einer bestimmten Anzahl von Schritten oder einen Zeitraum berechnet wird, wenn der Benutzer die Pedalsysteme 16a und 16b und/oder Griffstangensysteme 14a und 14b benutzt.
56 stellt eine Bildschirmaufnahme einer Anzeige eines Pedaldruckmittelpunktspiels bereit, bei dem ein Benutzer Druck auf die Pedalsysteme 16a und 16b ausübt, um einen Punkt auf Koordinatenebenen, die jede Pedaloberfläche, Bewegungen nach oben und unten (y-Achse) und nach links und nach rechts (x-Achse) abbilden, über einstellbare Grenzen zu bewegen, die von grafischen Positionsmarken repräsentiert werden. Die grafischen Punkte auf jedem Graph werden durch Anpassen des Mittelpunktes des Drucks, der von jedem einzelnen Fuß ausgeübt wird, bewegt. Für jeden Fuß erhöht das Spiel jedes Mal einen horizontalen oder vertikalen Zähler, wenn sich der Punkt des Druckmittelpunkts über die horizontalen Positionsmarken beziehungsweise die vertikalen Positionsmarken bewegt. Zusätzlich dazu kann ein ähnliches Spiel unter Verwendung der Gewichtssensoren gespielt werden, bei dem der Druckmittelpunkt des Körpergewichts des Benutzers auf eine Grafik abgebildet werden kann. Der Druckmittelpunkt des Körpergewichts des Benutzers kann auch verwendet werden, um einen Grad der Körperhaltung und das Sitz- und/oder Standgleichgewicht zu überwachen.
58 stellt eine Bildschirmaufnahme einer Warnung über eine zu harte und wiederholte Stoßwirkung auf einen Stoßfänger dar. Diese Überwachung läuft im Hintergrund jedes dynamischen Trainings auf dem System. Grundsätzlich wird der Positionssensor 104 verwendet, um die Position der Griffstangensysteme 14a und 14b und Pedalsysteme 16a und 16b zu detektieren. Diese Informationen werden gemeinsam mit der Geschwindigkeit, der Schrittrate, dem Widerstandsbelastungspegel und anderen Eingangssignalen von der Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 verwendet um festzustellen, ob die Endhaltestoßfänger zu hart gestoßen werden. Wenn das zutrifft, kann dem Benutzer die in 58 gezeigte Warnung angezeigt werden. Eine Intensitäts- und Dauerschnittstelle wird im Hintergrund gezeigt, welche die Schritte pro Minute, die Ausgangsleistung in Watt, den Gesamtbewegungsumfang, den Extensionsbewegungsumfang für das linke und das rechte Bein, den Flexionsbewegungsumfang für das linke und das rechte Bein, METs oder die Herzfrequenz in einem Balkendiagramm darstellt. Über einen Zeitraum wie z. B. eine Minute gemittelte Daten werden zusammengefasst und als Balken dargestellt. Mit fortschreitender Trainingszeit werden mehrere Balken in dem Graphen dargestellt. Ein Balken rechts von den gemittelten Gruppen wird in einer anderen Farbe dargestellt, um die momentane Leistung zu zeigen.
59 stellt eine beispielhafte Bildschirmaufnahme der Festlegung von Zielen und der Überwachung des Fortschrittes beim Erreichen dieser Ziele dar. Diese Ziele sind im Allgemeinen wöchentliche Ziele. Zum Beispiel können diese Ziele die Step-Zeit, die Schrittzahl, die Distanz, die Höhe und/oder aufgewendete Energie umfassen.
60 stellt ein Beispiel für ein Abrufmerkmal dar. Hier kann der Benutzer benutzerspezifische und mit einem Zeitstempel versehene Übungseinheits-, Test- und Leistungsberichte ansehen und ausdrucken.
61 stellt eine beispielhafte Verwaltungsseite dar. Hier kann der Benutzer Menüoptionen auswählen, um die Kraftsensoren der Extremitäten oder die Waage auf null zu setzen, eine minimale Schrittlänge für die Schrittzählung und die Berechnung der Schrittrate festzusetzen sowie persönliche Daten wie z. B. Gewicht, Höhe etc. zu bearbeiten. Insbesondere kann die Rechen- und Datenerfassungseinheit 110 konfiguriert sein, um Schritte auf Basis einer minimalen Schrittlängeneinstellung zu zählen und Schrittrate und Bewegungsgeschwindigkeit zu berechnen.
62 stellt ein Beispiel einer Hauptmenüseite dar. Hier sind Benutzeranwendungen aussagekräftigen und schnell zu findenden Menükategorietasten zugeordnet. Zum Beispiel können die Anwendungen in den Kategorien Kardio, Trainingstoleranz, Bewegungskontrolle, Bewegungsumfang und Kraft angeordnet sein. Ferner kann ein Benutzer auf die Chronik des Benutzers sowie subjektive Skalen zugreifen.
Wie ein Fachmann leicht erkennen wird, ist die obige Beschreibung als eine Veranschaulichung der Implementierung der Prinzipien dieser Erfindung gedacht. Diese Beschreibung soll den Schutzumfang oder die Anwendung dieser Erfindung nicht beschränken, sodass die Erfindung Modifikationen, Variationen und Änderungen erfahren kann, ohne von dem Sinn dieser Erfindung abzuweichen, die in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert wird.

Claims

Vorrichtung zur körperlichen Betätigung, welche eine stepperähnliche Bewegung für einen Benutzer bereitstellt, aufweisend: – ein Paar von Fußpedalen, die bereitgestellt sind, um von dem Benutzer betätigt zu werden, während dieser auf einem Sitz sitzt, – einen Antriebsstrang, welcher eine zyklische, gegenläufige Bewegung zwischen den Fußpedalen bereitstellt, – einen Antriebsstrang-Sperrmechanismus, welcher es ermöglicht, dass die Pedale in einem Sperrzustand an einer gewünschten Position entlang ihres Bewegungsumfangs fixiert werden können, und welcher es ermöglicht, dass die Pedale in einem entsperrten Zustand bewegt werden können, – einen Positionssensor, um Positionssignale der Pedale bereitzustellen, wobei die Pedale sich über einen Bewegungsumfang bewegen, – Pedalkraftplatten, um Kräfte zu messen, die von dem Benutzer auf jedes der Pedale aufgebracht werden, und um Pedalkraftsignale bereitzustellen, – eine Rechen- und Datenerfassungseinheit, um das Positionssignal und die Pedalkraftsignale zu empfangen und die Pedalkraftsignale gegenüber der Position des Antriebsstranges aufzuzeichnen und die Berechnung der Leistung des Benutzers in dynamischer Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem entsperrten Zustand ist, und in statischer Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem Sperrzustand ist, zu ermöglichen, sowie – ein Benutzerschnittstellensystem, welches einen Benutzerschnittstellenbildschirm beinhaltet, der es dem Benutzer ermöglicht, Informationen in Bezug auf die dynamische und die statische Aktivität zu empfangen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um – Schritte auf Basis einer minimalen Schrittlängeneinstellung zu zählen, und – Schrittrate und Bewegungsgeschwindigkeit zu berechnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um ein oder mehreres des Folgenden auszuführen: – Messen des Leistungsaufwandes durch den Benutzer bei der dynamischen Aktivität, – Bestimmen der Leistungsabgabe und der eingesetzten Energie durch den Benutzer über jedes der Pedale bei der dynamischen Aktivität, und – Bestimmen der an den Pedalen durch den Benutzer aufgewendeten Kraft bei der statischen Aktivität oder der dynamischen Aktivität.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um über die Benutzerschnittstelle Biofeedback-Grafiken für den Benutzer anzuzeigen und eine Dateneingabe durch den Benutzer zu ermöglichen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um eine oder mehrere der folgenden Aktivitäten durchzuführen: ein Tempopartner-Rennen, einen progressiven Belastungstest und Herzfrequenz-Erholungstest, einen Muskelausdauertest, eine Anwendung für entlastete Leistungs- und Arbeitsabgabe, ein Trainingsintensitäts-Histogramm, eine Kletteranwendung, einen Maximalkraft-Test, eine kraftbegrenzende grafische Warnung, einen Berg-Balance-Test, einen Balance-ABC-Wert, einen körperlichen Leistungstest, ein isometrisches Krafttraining auf Zeit sowie einen subMax-Fitnesstest.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um zumindest eines aus einem Schmerzbeurteilungswert, einer wahrgenommenen Anstrengungsskala, einer Anginaskala, einer Hinken-Skala sowie einer Dyspnoeskala aufzuzeichnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass die Rechenvorrichtung ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Spiele gespielt werden können, einschließlich eines oder mehrerer aus einer Kraftsteuerungs-Zieljagd, einer Pedaldruckmittelpunkt-Zieljagd, Pedaldruckmittelpunkt, einer Kraftsteuerungs-Pfadverfolgung, einem isometrischen Spiel und einem Bewegungsumfangs-Spiel.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner eine Recheneinheit umfasst, zum Bereitstellen zumindest eines aus einem Metronom, einer Leistungsgrafik für jedes Pedal und einer Druckmittelpunktgrafik.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, des Weiteren aufweisend, dass der Sitz ein nach vorne und hinten beweglicher ist, und einen Sitzpositionswandler, um die Position des Sitzes zu detektieren und um ein Sitzpositionssignal für die Recheneinheit bereitzustellen, wobei die Rechen- und Datenerfassungseinheit das Sitzpositionssignal aufzeichnet.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Bewegung des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Rehabilitation des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zum Training des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Physiotherapie des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 1, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur physiologischen Bewertung des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung, welche eine stepperähnliche Bewegung für einen Benutzer bereitstellt, aufweisend: – ein Paar von Fußpedalen, die bereitgestellt sind, um von dem Benutzer betätigt zu werden, während dieser auf einem Sitz sitzt, – ein Paar von Armen, die bereitgestellt sind, um von dem Benutzer gegriffen zu werden, während dieser auf dem Sitz sitzt, – einen Antriebsstrang, welcher eine kontralaterale Bewegung zwischen dem Armpaar und dem Fußpedalpaar bereitstellt, – einen Pedal- und Arm-Sperrmechanismus, welcher es ermöglicht, dass die Pedale und die Arme in einem Sperrzustand an einer gewünschten Position entlang ihres Bewegungsumfangs fixiert werden können, und welcher es ermöglicht, dass die Arme und die Pedale in einem entsperrten Zustand bewegt werden können, – einen Positionssensor, um Signale in Bezug auf die Position der Arme und der Fußpedale bereitzustellen, – Pedalkraftplatten, um Kräfte zu messen, die von dem Benutzer auf jedes der Pedale ausgeübt werden, – Armkraftsensoren, um die Kraft zu messen, die von dem Benutzer auf jeden Arm ausgeübt wird, – eine Rechen- und Datenerfassungseinheit, um das Positionssignal und die Pedalkraftsignale und Armkraftsignale zu empfangen und die Pedalkraftsignale und Armkraftsignale gegenüber dem Bewegungsumfang des Antriebsstranges aufzuzeichnen und die Berechnung der Leistung des Benutzers bei einer dynamischen Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem entsperrten Zustand ist, und bei einer statischen Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem Sperrzustand ist, zu ermöglichen, sowie – ein Benutzerschnittstellensystem, welches einen Benutzerschnittstellenbildschirm beinhaltet.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, worin die Recheneinheit konfiguriert ist, um – Schritte auf Basis einer minimalen Schrittlängeneinstellung zu zählen, und – Schrittrate und Bewegungsgeschwindigkeit zu berechnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um ein oder mehreres des Folgenden auszuführen: – Messen des Leistungsaufwandes durch den Benutzer bei der dynamischen Aktivität, – Bestimmen der Leistungsabgabe und der eingesetzten Energie des Benutzers bei der dynamischen Aktivität über jedes der Pedale oder jeden der Arme und – Bestimmen der durch den Benutzer an den Pedalen oder Armen aufgewendeten Kraft bei der statischen Aktivität oder der dynamischen Aktivität.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner umfasst, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um über die Benutzerschnittstelle Biofeedback-Grafiken für den Benutzer anzuzeigen und eine Dateneingabe durch den Benutzer zu ermöglichen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um eine oder mehrere der folgenden Aktivitäten durchzuführen: einen Tempopartner, einen progressiven Belastungstest und Herzfrequenz-Erholungstest, einen Muskelausdauertest, eine Anwendung für entlastete Leistungs- und Arbeitsabgabe, ein Trainingsintensitäts-Histogramm, eine Kletteranwendung, einen Maximalkraft-Test, eine kraftbegrenzende grafische Warnung, einen Berg-Balance-Test, einen Balance-ABC-Wert, einen körperlichen Leistungstest, ein isometrisches Krafttraining auf Zeit sowie einen sub-Max-Fitnesstest.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um zumindest eines aus einem Schmerzbeurteilungswert, einer wahrgenommenen Anstrengungsskala, einer Anginaskala, einer Hink-Skala sowie einer Dyspnoeskala aufzuzeichnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner umfasst, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Spiele gespielt werden können, umfassend eines oder mehrerer aus einer Kraftsteuerungs-Zieljagd, einer Pedaldruckmittelpunkt-Zieljagd, Pedaldruckmittelpunkt, einer Kraftsteuerungs-Pfadverfolgung, einem isometrischen Pong und einem Bewegungsumfang-Pong.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner eine Recheneinheit umfasst, um zumindest eines aus einem Metronom, einer Leistungsgrafik für jedes Pedal oder jeden Arm sowie einer Druckmittelpunktgrafik bereitzustellen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, ferner umfassend, dass der Sitz ein nach vorne und hinten beweglicher ist, und einen Sitzpositionswandler, um die Position des Sitzes zu detektieren und um ein Sitzpositionssignal für die Recheneinheit bereitzustellen, wobei die Rechen- und Datenerfassungseinheit das Sitzpositionssignal aufzeichnet.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Bewegung des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Rehabilitation des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zum Training des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Physiotherapie des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur physiologischen Bewertung des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 15, ferner umfassend: – einen Armmesssensor zum Messen einer ausgefahrenen Länge jedes Arms, wobei die ausgefahrene Länge jedes Arms im Wesentlichen eine Strecke ist, um welche der Griff von einem Drehpunkt einer Basis des Arms ausgefahren und fixiert ist; und – wobei die Rechen- und Datenerfassungseinheit ausgebildet ist, um das Armlängensignal aufzuzeichnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung, welche eine stepperähnliche Bewegung für einen Benutzer bereitstellt, aufweisend: – ein Paar von Fußpedalen, die bereitgestellt sind, um von dem Benutzer betätigt zu werden, während dieser auf einem Sitz sitzt, – ein Paar von Armen, die bereitgestellt sind, um von dem Benutzer gegriffen zu werden, während dieser auf dem Sitz sitzt, – einen Antriebsstrang, welcher eine kontralaterale Bewegung zwischen dem Armpaar und dem Fußpedalpaar bereitstellt, – einen Pedal- und Arm-Sperrmechanismus, welcher es ermöglicht, dass die Pedale und die Arme in einem Sperrzustand an einer gewünschten Position entlang ihres Bewegungsumfangs fixiert werden können, und welcher es ermöglicht, dass die Arme und die Pedale in einem entsperrten Zustand bewegt werden können, – einen Positionssensor, um Signale in Bezug auf die Position der Arme und der Fußpedale bereitzustellen, – Pedalkraftplatten, um Kräfte zu messen, die von dem Benutzer an jedem der Pedale aufgewendet werden, – Armkraftsensoren, um die Kraft zu messen, die von dem Benutzer auf jeden Arm ausgeübt wird, – Sensoren, um das Gewicht der Vorrichtung auf dem Boden zu messen, – eine Rechen- und Datenerfassungseinheit, um das Positionssignal und die Pedalkraftsignale und Armkraftsignale und Gewichtssignale zu empfangen und um die Pedalkraftsignale und Armkraftsignale und Gewichtssignale gegenüber dem Bewegungsumfang des Antriebsstranges aufzuzeichnen und um die Berechnung der Leistung des Benutzers bei dynamischer Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem entsperrten Zustand ist, und bei statischer Aktivität, bei welcher der Antriebsstrang-Sperrmechanismus in dem Sperrzustand ist, zu ermöglichen, sowie – ein Benutzerschnittstellensystem, welches einen Benutzerschnittstellenbildschirm beinhaltet.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um – Schritte auf Basis einer minimalen Schrittlängeneinstellung zu zählen, und – Schrittrate und Bewegungsgeschwindigkeit zu berechnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, um ein oder mehreres des Folgenden auszuführen: – Messen des Leistungsaufwandes durch den Benutzer bei der dynamischen Aktivität, – Bestimmen der Leistungsabgabe und der eingesetzten Energie durch den Benutzer über jedes der Pedale oder jeden Arme bei der dynamischen Aktivität, – Bestimmen der durch den Benutzer aufgewendeten Kraft an den Pedalen oder Armen bei der statischen Aktivität oder der dynamischen Aktivität und – Messen des Körpergewichts des Benutzers.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner umfasst, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um über die Benutzerschnittstelle Biofeedback-Grafiken für den Benutzer anzuzeigen und eine Dateneingabe durch den Benutzer zu ermöglichen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um eine oder mehrere der folgenden Aktivitäten durchzuführen: eine Tempopartnerübung, einen progressiven Belastungstest und Herzfrequenz-Erholungstest, einen Muskelausdauertest, eine Anwendung für ausgeglichene Leistungs- und Arbeitsabgabe, ein Übungsintensitäts-Histogramm, eine Kletteranwendung, einen Maximalkraft-Test, eine grafische Kraftbegrenzungswarnung, eine Trittbrett-Auf-und-Absteige-Anwendung, einen zeitlich festgelegten Aufstehen-und-Gehen-Test, einen Test vom Sitz in den Stand oder einen Sitzen-Stehen-Sitzen-Test, einen Berg-Balance-Test, einen Balance-ABC-Wert, einen körperlichen Leistungstest, ein isometrisches Krafttraining auf Zeit sowie einen subMax-Fitnesstest.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Recheneinheit umfasst, um zumindest eines aus einem Schmerzbeurteilungswert, einer wahrgenommenen Anstrengungsskala, einer Anginaskala, einer Hink-Skala sowie einer Dyspnoeskala aufzuzeichnen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner umfasst, dass die Recheneinheit ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass Spiele gespielt werden können, welche eines oder mehrere aus einer Kraftsteuerungs-Zieljagd, einer Pedaldruckmittelpunkt-Zieljagd, Pedaldruckmittelpunkt, einer Kraftsteuerungs-Pfadverfolgung, einem isometrischen Pong und einem Bewegungsumfangs-Pong umfassen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner eine Recheneinheit umfasst, um zumindest eines aus einem Metronom, einer Leistungsgrafik für jedes Pedal oder jeden Arm, einer Kraftgrafik für jedes Pedal oder jeden Arm, einer Druckmittelpunktgrafik für jedes Pedal sowie einer Druckmittelpunktgrafik für das Körpergewicht des Benutzers bereitzustellen.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, ferner umfassend, dass der Sitz ein nach vorne und nach hinten beweglicher ist, und einen Sitzpositionswandler, um die Position des Sitzes zu detektieren und um der Rechen- und Datenerfassungseinheit ein Sitzpositionssignal bereitzustellen zum Aufzeichnen des Sitzpositionssignals.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Betätigung des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Rehabilitation des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zum Training des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur Physiotherapie des Benutzers umfasst.
Vorrichtung zur körperlichen Betätigung nach Anspruch 30, welche ferner die Verwendung der Vorrichtung zur physiologischen Beurteilung des Benutzers umfasst.