DE19714126C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung von Fahrdaten eines Rollschuhläufers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfah­ ren zum Bestimmen von Fahrdaten eines Rollschuhläufers, der im Gegensatz zu einer Rollphase, bei der sich beide Rollschuhe auf dem Boden befinden, während einer Lauf­ phase jeweils abwechselnd den rechten und linken Roll­ schuh vom Boden abhebt, mit einem Wegmesser an mindestens einer Rolle, der Meßrolle.

Rollschuhe sind in verschiedenen Ausführungsformen, z. B. als Roller-Skates, insbesondere Inline-Skates mit hinter­ einander angeordneten Rollen, bekannt. Sollen mittels der Rollen Fahrdaten, wie insbesondere der gefahrene Weg, von denen mit zusätzlicher Zeitmessung eine Durchschnittsge­ schwindigkeit ableitbar ist, bestimmt werden, so ist es nicht einfach, korrekte Daten zu erheben, da die Fahrrol­ len nicht permanent Bodenkontakt haben und somit der durch den Umlaufweg des Außenumfangs der zur Wegmessung dienenden Rollen bei fehlendem Bodenkontakt zurückgelegte "scheinbare" Weg nicht mit dem tatsächlich zurückgelegten Weg identisch ist, sondern hier erhebliche Fehler auftre­ ten.

So wird beim sogenannten "Skaten" mittels Inline-Skates, das sind mit vier oder mehr in einer Linie hintereinan­ der, in Kugellagern geführten Rollen ausgestattete Roll­ schuhe, zwischen zwei Laufarten unterschieden. Dabei handelt es sich zum einen um das Rollen, zum anderen das Laufen. Beim Rollen befinden sich beide Skates über die gesamte Rollphase in Kontakt zum befahrenen Bodenbelag. Beim Laufen hingegen befindet sich jeweils abwechselnd der rechte und linke Skate in Kontakt mit diesem. Während also beim Rollen die genau gefahrene Strecke durch die von den Rollen des Inline-Skates zurückgelegte Strecke gegeben ist, ergibt sich beim Laufen für den jeweiligen Skate jeweils eine Teilstrecke, bei der dies nicht der Fall ist.

Die DE 92 09 825 U1 beschreibt einen Rollschuh, bei dem die Rollen in einer Reihe hintereinander angeordnet sind, der mit einem Computer versehen ist, um Geschwindigkeit, Fahrweg, Fahrzeit etc. zu bestimmen. Zum Aufnehmen von Fahrdaten ist ein an einem mit einer Rolle des Rollschuhs in Verbindung stehenden Mitnahmerad exzentrisch angeord­ neter Sensor vorgesehen, der über ein Kabel mit dem Computer verbunden ist. Nachteilig ist, daß lediglich die tatsächlich gemessenen Umdrehungen der Rollen der Roll­ schuhe erfaßt und hieraus der Fahrweg unter Berücksich­ tigung der Fahrzeit die Geschwindigkeit berechnet wird. Der Computer erkennt nicht, daß die Wegmessungen bei einem Rollschuhläufer zwar in der passiven Rollphase weitgehend korrekt sind, in keiner Weise aber während der aktiven Laufphase, während der der Rollschuhfahrer zwi­ schen den Schritten, bei denen er unter Schrägausrichtung der Rollschuhe zu seiner Hauptfahrrichtung sich zur Erhöhung der Geschwindigkeit - zur Beschleunigung - prak­ tisch vom Boden abstößt, jeweils abwechselnd die Roll­ schuhe vom Boden abhebt, wodurch die Rollen aufgrund der Reibung sehr schnell an Umdrehungsgeschwindigkeit ver­ lieren und zum Stillstand kommen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels denen eine zuverlässige und genaue Bestimmung der Fahrdaten bei Rollschuhen, die nicht immer Bodenkontakt haben, möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die durch eine Ein­ richtung zur Bestimmung der Laufphase des Rollschuh­ läufers und durch eine Korrektureinrichtung zur Korrektur der vom Wegmesser gemessenen Wegstrecke zur Bestimmung des tatsächlich zurückgelegten Weges des Rollschuhläufers gekennzeichnet ist. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Laufphase des Roll­ schuhläufers detektiert wird und daß während der Lauf­ phase die gemessene Wegstrecke zum Erhalten des tatsäch­ lich zurückgelegten Weges korrigiert wird.

Erfindungsgemäß wird also nicht lediglich eine Korrektur vorgesehen, sondern es erfolgt eine Unterscheidung von Lauf- und Rollphase und somit eine Detektion der Lauf­ phase, während der die Korrektur vorgenommen wird. Es wird zunächst der Umlaufweg der Meßrolle, beispielsweise durch Messung der Zahl der Umdrehungen, bestimmt. Auf diese Weise kann bei Kontakt zwischen Meßrolle und Boden so die von den Rollen zurückgelegte, also "gerollte" Strecke bestimmt werden. Wenn der Rollschuh regelmäßig Bodenkontakt verliert, kann während des Abhebens des Rollschuhs vom Boden in der Laufphase der zurückgelegte Weg nicht anhand von Umdrehungen der Meßrolle bestimmt werden. Die Erfindung sieht daher in diesem Fall vor, daß die gemessene (gerollte) Wegstrecke zum Erhalt der tat­ sächlichen Wegstrecke korrigiert wird. Es ist eine Er­ höhung der gemessenen, gerollten Wegstrecke vorzunehmen. Hierdurch kann die tatsächlich zurückgelegte Wegstrecke sehr genau bestimmt werden. Insbesondere bei Rollschuhen in Form von Inline-Skates, hat sich eine Erhöhung von 15 bis 30%, also eine Multiplikation von 1,15 bis 1,3, als geeignet herausgestellt. Der Wert kann individuell ange­ paßt werden.

Beim Abheben des Rollschuhs vom Boden wird dieser regel­ mäßig geneigt. Daher sehen bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß die Korrektureinrichtung einen Nei­ gungsmesser bzw. Erschütterungsschalter aufweist bzw. daß die Neigung des Rollschuhs senkrecht zu seiner Lauf-/ Rollrichtung erfaßt wird, um festzustellen, daß die Meßrolle keinen Bodenkontakt mehr hat. Da die Skates während der Laufbewegung gegenüber der Ausrichtung beim Rollen, also der Rollrichtung, geneigt werden, kann eine einen Laufschritt anzeigende Neigung gegenüber der Roll­ richtung des Skates detektierende Einrichtung ein ent­ sprechendes Signal an eine Datenverarbeitungseinheit weiterleiten, so daß bei der Bestimmung der zurückgeleg­ ten Wegstrecke eindeutig zwischen gelaufener Wegstrecke und gerollter Wegstrecke unterschieden werden kann.

Es hat sich aber auch gezeigt, daß bei Abheben des Roll­ schuhs vom Boden eine Druckentlastung dieses Rollschuhs erfolgt. Daher sehen andere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung vor, daß die Korrektureinrichtung einen Druckschalter aufweist, durch den die Unterbrechung eines bei Bodenkontakt auf den Rollschuh ausgeübten Druckes erfaßt wird, um festzustellen, daß die Meßrolle keinen Bodenkontakt mehr hat.

Durch beide Detektionsarten bzw. -einrichtungen ist es möglich, die durch einen Zeitmesser sowie eine Einrich­ tung zur Bestimmung der Umdrehungen einer Rolle gemesse­ nen Daten jeweils einer der beiden Laufarten zuzuordnen, so daß ihre Auswertung entsprechend der durch die beiden unterschiedlichen Laufarten vorliegenden Gegebenheiten erfolgen kann. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, daß hierzu lediglich die Neigung bzw. Druckentlastung der Skates detektiert sowie gegebenenfalls die verstrichene Zeit und die Anzahl der Umdrehungen der Rolle gemessen werden müssen. Außerdem wird noch der Rollenumfang benö­ tigt, welcher aber von vornherein in die Einheit zur Datenverarbeitung einspeicherbar ist. Es ist dann auf­ grund dieser Daten nicht nur möglich, die zurückgelegte Wegstrecke, die Fahrtzeit und die Momentangeschwindigkeit zu bestimmen, sondern hieraus auch die Maximal- sowie Durchschnittsgeschwindigkeit und gegebenenfalls weitere hiervon abgeleitete Werte.

Bei der Einrichtung zur Detektion der Neigung des Roll­ schuhs senkrecht zu seiner Laufrichtung handelt es sich bevorzugt um einen Bewegungsschalter bzw. Tilt-Switch. Durch einen solchen Schalter wird zuverlässig angegeben, ob eine Neigung vorliegt oder nicht. Da beim Laufschritt eines Rollschuhs, einschließlich eines Rollerskates, eine Neigung von 0° (die Rollen liegen parallel zum Bodenbe­ lag) bis ca. 50° (die Spitze des Inline-Skates zeigt in Richtung des Bodenbelags) eingenommen werden kann, muß der Tilt-Switch bzw. Bewegungsschalter neigbar sein. Hierzu ist der Tilt-Switch vorzugsweise mittels einer Justierschraube einstellbar und arretierbar.

Wird ein Druckschalter zur Erfassung eines Laufschrittes verwendet, so ist dieser vorzugsweise in einem mit dem Rollschuh verbundenen bzw. verbindbaren Schuh angeordnet.

Entsprechend wird der Druckkontakt durch den Fuß sowie das Gewicht des Laufenden bei Bodenkontakt zuverlässig hergestellt. In Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Innenschalter zwischen Innenschuh und Schuhsohle des Schuhs angeordnet ist, und zwar vorzugsweise im Bereich unterhalb der Fußferse. Der Druckschalter kann aber auch direkt unterhalb der Ferse angeordnet werden. Gerade in diesem Bereich erfolgt nämlich bei Anheben des Skates die Druckentlastung des Fahrgerätes und damit des Druckschal­ ters im Schuh.

Bei dem Wegmesser an der Meßrolle handelt es sich bevor­ zugt um einen Reed-Schalter. Bei einem solchen Schalter kann der Schaltvorgang durch außenliegende Magnete ausge­ löst werden. Hierzu ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, daß der Reed-Schalter mit einem exzentrisch an der Meßrolle festgelegten Magneten zusammenwirkt. Auf diese Weise wird jeweils nach einer vollen Umdrehung der Meßrolle durch den an ihr festgelegten Magneten ein Schaltvorgang im Reed-Schalter ausgelöst, wobei dieser Impuls dann an die Datenverarbeitungseinheit weitergelei­ tet wird. Bei dem Magneten kann es sich dabei um einen Stabmagneten aus einer als Alnico 500 bezeichneten Alumi­ nium-Nickel-Cobaltlegierung oder um einen Magneten aus Neodym handeln, wobei der Magnet in der Speichenverstre­ bung der Meßrolle, in der Felge desselben oder aber im Reifen (dem auf der Felge aufsitzenden Kunststoffring) angeordnet sein kann. Aufgrund dieser Anordnung des Magneten sowie der Verwendung eines Reed-Schalters wird so für eine zuverlässige Detektion der Rollenumläufe gesorgt.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Wegmes­ ser und Korrektureinrichtung in einer Sensoreinheit zusammengefaßt sind, die durch eine ihre Funktionselemen­ te aufnehmende Baueinheit gebildet ist. Diese Baueinheit wird dann entsprechend am Rollschuh, insbesondere an dessen Fahrgestell angeordnet, so daß zum einen die Neigung und zum anderen die Rollenumläufe genau detek­ tiert werden können. Oder aber Wegmesser und Korrektur­ einrichtung sind in getrennten Bau- bzw. Sensoreinheiten angeordnet. Dies ist insbesondere bei Verwendung eines Druckschalters der Fall. Bevorzugt weist zumindest eine Baueinheit hierzu gegeneinander abgewinkelte Schenkel auf. Durch diese Abwinkelung ist die Baueinheit platzspa­ rend beispielsweise an der Spitze des Fahrgestells, welche geneigt ausgeführt ist, oder aber im Bereich der Rollen anordbar. Um die Baueinheit nun unverrückbar und fest an einem Rollschuh, wie einem Roller-Skate, festzu­ legen, weist sie bevorzugt eine Befestigungseinrichtung auf, die in Weiterbildung durch einen mit einem Langloch versehenen Schenkel gebildet sein kann. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist die Baueinheit mittels des Langlochs im Bereich der Lagerbuchse der Rolle anordbar und dann gemeinsam mit der Rolle am Fahrgestell festlegbar. Durch das Langloch kann die Baueinheit außerdem in diesem Bereich verstellt werden. Der das Langloch aufweisende Schenkel kann dabei gegenüber dem Reed-Schalter abgewin­ kelt sein oder aber das Langloch kann im gleichen Schen­ kel der Baueinheit wie der Reed-Schalter angeordnet sein, wobei sich dann der Tilt-Switch im anderen Schenkel befindet. Vorzugsweise ist dabei der Reed-Schalter zwi­ schen dem Tilt-Switch und der Befestigungseinrichtung angeordnet. Es ist aber auch möglich, daß die Befesti­ gungseinrichtung zwischen Reed-Schalter und Tilt-Switch angeordnet ist, wobei die Befestigung dann durch Ver­ schrauben oder aber mittels anderer Befestigungsmittel wie Klebepads oder dgl. erfolgen kann. In anderer bevor­ zugter Ausgestaltung kann vorgesehen, daß Sensor und Anzeige baulich getrennt ausgebildet sind, wobei der Sensor einen Sender und die Anzeige einen Empfänger aufweist. Die Datenverarbeitungseinheit kann dabei entwe­ der mit dem Sensor oder der Anzeige baulich kombiniert sein. Die Anzeige kann vorzugsweise am Handgelenk getra­ gen werden, beispielsweise mittels eines Klettbandes, einer Manschette oder dgl.

In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Datenverarbeitungseinheit eine am Rollschuh anordbare Einheit ist. Vorzugsweise weist sie Anzeigen zur Ausgabe der berechneten Daten auf, wobei es sich beispielsweise um LCD-Anzeigen handelt. Hierdurch ist direkt am Inline- Skate vom jeweiligen Benutzer ablesbar, welche Wegstrecke zurückgelegt worden ist. Zusätzlich können auch Anzeigen zur Ausgabe der Geschwindigkeit etc. vorgesehen sein. Die Datenverarbeitungseinheit ist in Weiterbildung auf einem sie tragenden Sensorsockel angeordnet, wobei der Sockel vorzugsweise an einem mit dem Fahrgerät verbundenen bzw. verbindbaren Schuh festlegbar ist. Hierdurch ist die Datenverarbeitungseinheit zum einen platzsparend anord­ bar, zum anderen können ihre Anzeigen direkt am Schuh abgelesen werden. Es ist aber auch möglich, daß der Sensorsockel an einem am Rollschuh festlegbaren Halter angeordnet ist, wobei der Halter vorzugsweise derart ausgebildet ist, daß er zwischen Schuh und Fahrgestell des Rollschuhs zuverlässig festgelegt werden kann. Dabei ist es möglich, daß der Halter den Schuh seitlich oder aber an dessen Spitze übergreift. Die Sensoreinheit kann auch mit einem Sender und die Datenverarbeitungseinheit mit einem Empfänger versehen sein, so daß letzterer vom Benutzer beispielsweise am Schuh getragen werden kann.

In Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Baueinheit am Sensorsockel anlenkbar ist. Auf diese Weise können die Baueinheit sowie der Sockel nach den jeweils vorliegenden Gegebenheiten gegeneinander ausgerichtet werden.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es möglich, die durch die Roll- und Laufbewegung des Rollschuhs zurückgelegte Wegstrecke sehr genau zu bestimmen, auch wenn er zwischendurch den Bodenkontakt verliert. Bei Rollschuhen im weitesten Sinne kann die Vorrichtung lediglich an einem der beiden Rollschuhe angeordnet werden.

Da während der Rollbewegung die zurückgelegte Strecke gleich der von den Rollen zurückgelegten Strecke ist, ist vorgesehen, daß die während der Rollbewegung zurückgeleg­ te Wegstrecke durch die Anzahl der Umdrehungen der Rolle multipliziert mit dem gespeicherten Rollenumfang bestimmt wird. Beim Laufschritt hingegen ergibt sich die effektiv gelaufene Wegstrecke durch die über die Anzahl der Umdre­ hungen der Rollen meßbare Strecke zuzüglich einer Über­ brückungsstrecke, während der die Rollen keinen Kontakt mit dem Bodenbelag haben. Da sich jedoch überraschend herausgestellt hat, daß beim Rollschuhlaufen während der Laufbewegung ein fast regelmäßiger Laufrhythmus gegeben ist und daß die Überbrückungsstrecke in etwa 15 bis 30% der gerollten Strecke entspricht, ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, daß der Rollenumfang bei Detek­ tion einer einen Laufschritt anzeigenden Neigung bzw. bei Unterbrechung des Druckkontaktes mit einem Korrekturwert versehen wird, der eine Erhöhung des gemessenen Weges von 15 bis 30% des Rollenumfangs bedingt, wobei der Erhö­ hungswert individuell einstellbar ist. Auf diese Weise ergibt sich dann eine effektiv gelaufene Strecke aus der durch die Drehung der Meßrollen gemessenen Strecke und der durch den Korrekturwert gegebenen Überbrückungs­ strecke. Insgesamt läßt sich so dann die insgesamt zu­ rückgelegte Wegstrecke aus effektiv gelaufener Strecke und effektiv gerollter Strecke der Rollschuhe bestimmen.

Da es sich gezeigt hat, daß das Zeitintervall für einen Laufschritt maximal 3 sec beträgt, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Korrekturwert bei Detektion eines Laufschritts für 3 sec beibehalten wird. Erfolgt keine erneute Detektion eines Laufschritts, wird also kein erneutes Signal vom Tilt-Switch bzw. wird ein Druckkon­ taktsignal an die Datenverarbeitungseinheit weitergelei­ tet, so entfällt im folgenden der Korrekturwert und die Bestimmung der zurückgelegten Wegstrecke erfolgt wiederum unter Berücksichtigung der Anzahl der Umdrehungen der Meßrolle, des gespeicherten Rollenumfangs und des gemes­ senen Zeitintervalls. Selbstverständlich ist es möglich, außer der reinen Wegstreckenberechnung auch die Geschwin­ digkeit des Inline-Skates zu berechnen und über die Anzeige der Datenverarbeitungseinheit auszugeben. Dabei ist zu beachten, daß für eine kontinuierliche Anzeige der Geschwindigkeit in Stundenkilometern lediglich alle zwei Sekunden eine Erneuerung der Anzeige durch die LCD-Anzei­ ge erfolgen darf. Dabei ist die Geschwindigkeitsanzeige während des Laufschritts von derjenigen während der Rollbewegung zu übernehmen, da der beim Rollen bzw. Laufen zurückgelegte Weg in der Zeit annähernd gleich ist.

Aus diesem Grunde ist es alternativ möglich, die beim Laufen zurückgelegte Wegstrecke mittels der während des Rollens bestimmten Geschwindigkeit zu ermitteln. Es wird also aus den eingegebenen Radumfängen, der während des Rollens verstrichenen Zeit und der Anzahl der Umdrehungen der Meßrollen die Roll-Geschwindigkeit ermittelt. Sobald durch den Tilt-Switch oder den Druckschalter eine Unter­ brechung des Bodenkontaktes detektiert wird, wird die Bestimmung der Geschwindigkeit sofort unterbrochen, bis erneut eine Rollenbewegung vorliegt. Aus der nun konstant gehaltenen Geschwindigkeit und der gemessenen Zeit wird dann die während des Laufens zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Durch diese ermittelte Wegstrecke wird dann die gemessene Wegstrecke ersetzt und damit korrigiert. Bei erneuter Rollbewegung, wenn also keine erneute Detek­ tion eines Laufschrittes gegeben ist, wird die Roll-Ge­ schwindigkeit wiederum wie zu Beginn bestimmt.

Die Datenverarbeitungseinheit kann außer der Anzeige der Tageskilometer, der Gesamtkilometer sowie der gemessenen Fahrtzeit auch Zusatzanzeigen aufweisen, z. B. die Maxi­ malgeschwindigkeit sowie die Durchschnittsgeschwindig­ keit, welche ebenfalls aus den detektierten und gemesse­ nen Daten sowie den eingegebenen Radumfängen bestimmt werden können.

In bevorzugter Ausgestaltung wird also mittels des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens beim Abheben eines Rollschuhs, wie eben eines Inline-Skates, vom Boden durch die hier­ durch entstehende Neigung des Rollschuhs mittels eines Neigungs- oder Erschütterungsschalters dieser Umstand festgestellt. Alternativ wird die Unterbrechung des Druckkontaktes bei einem solchen Fall erfaßt. Die Rollen, insbesondere auch eine Meßrolle des abgehobenen Roll­ schuhs, verlangsamen dabei ihre Umdrehungsgeschwindigkeit und kommen gegebenenfalls zum Stillstand, abhängig von der Qualität ihrer Lagerung. Der Benutzer fährt aber auf dem anderen Rollschuh, wie eben dem anderen Inline-Skate, eine erhebliche Strecke weiter, die durch die lediglich an dem abgehobenen Rollschuh angeordnete Meßrolle nicht mehr (korrekt) mitgemessen wird. Der von der abgehobenen Meßrolle durch ihre Umdrehungszahl angezeigte Weg muß also vergrößert werden, um einen hinreichend korrekten Weg zu erhalten. Hierzu wird der Umfang der Meßrolle bei der weiteren Berechnung fiktiv erhöht. Dies alles ge­ schieht für eine Zeit von vorzugsweise maximal 3 sec. Es hat sich herausgestellt, daß innerhalb dieser Zeit ein abgehobener Fuß wieder aufgesetzt wird und damit die Rollen des entsprechenden Rollschuhs und auch die hier vorgesehene Meßrolle wieder auf die tatsächliche Rollge­ schwindigkeit gebracht wird. Bei erneutem Abheben wird der vorgenannte Korrekturvorgang wiederum vorgenommen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie­ len im Zusammenhang mit Inline-Skates unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sensoreinheit in Seitenansicht,

Fig. 2 das Fahrgestell eines Inline-Skates mit daran angeordneter Sensoreinheit;

Fig. 3a u. 3b eine Meßrolle eines Inline-Skates in Seiten- und Vorderansicht mit daran angeordnetem Magneten;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Meßrolle mit daran angeordnetem Magneten in Seitenansicht;

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Sensoreinheit mit daran angeordneter Datenverarbeitungseinheit;

Fig. 6 die Anordnung der Einheit aus Fig. 5 an einem Inline-Skate;

Fig. 7 die am Fahrgestell eines Inline- Skates angeordnete Sensoreinheit aus Fig. 1 sowie eine spezielle Halterung zur Festlegung der Datenverarbei­ tungseinheit am Inline-Skate;

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit sowie ihre Anordnung am Fahrgestell eines Inline-Skates;

Fig. 9a u. 9b die Sensoreinheit aus Fig. 8 in Seiten- und Vorderansicht;

Fig. 10 einen weiteren Halter für die Daten­ verarbeitungseinheit in Vorderan­ sicht;

Fig. 11 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihre Anordnung am Fahrgestell und Schuh eines Inline-Skates; und

Fig. 12 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der während einer Roll- und Laufbewe­ gung gemessenen Signale.

In den Fig. 1 bis 11 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Baueinheit 1 einer Sensorein­ heit weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei rechtwinklig zueinander abgewinkelte Schenkel 2, 3 auf. Im bzw. am Schenkel 2 ist dabei ein Reed-Schalter 4 angeordnet, mittels dessen die Anzahl der Umdrehungen einer Meßrolle 5 (s. Fig. 2) eines Inline-Skates 23 detektiert werden kann. Am oberen Ende des Schenkels 2 ist ein Tilt-Switch 6 angeordnet, der mittels einer Justierschraube 7 einstellbar und arretierbar ist. Die Sensoreinheit 1 ist über vierädrige Kabel 8 mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten Datenverarbeitungseinheit verbunden. In dem an dem dem Tilt-Switch 6 abgewandten Ende des Schenkels 2 angeordneten Schenkel 3 ist ein Langloch 9 ausgebildet. Mittels dieses Langlochs 9 ist die Baueinheit bzw. Sensoreinheit 1 an der Meßrolle 5 bzw. 5' eines Fahrgestells 10 eines Inline-Skates 23 festlegbar. Hierzu wird der Schenkel 3 mit dem darin ausgebildeten Langloch 9 im Bereich der Lagerbuchse 11 (s. Fig. 3) der Meßrolle 5 angeordnet und kann dann mit der Meßrolle 5 am Fahrgestell 10, beispielsweise über Unterlegscheiben, festgelegt werden. Durch das Langloch 9 ist es dabei möglich, die Sensoreinheit 1 gegenüber der Meßrolle 5 bzw. 5' verstellbar anzuordnen.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, kann die Sensor­ einheit 1 an jeder der vier Rollen 5 bzw. 5' des zugehö­ rigen Inline-Skates angeordnet werden. Wichtig ist dabei, daß der Reed-Schalter 4 in den Wirkbereich eines Magneten 12 gelangt, der an der Meßrolle 5 angeordnet ist.

Der aus Neodym oder einem Material, das unter der Be­ zeichnung Alnico 500 bekannt ist, bestehende Magnet 12 kann, wie aus Fig. 3a und b ersichtlich ist, im Bereich der Felge 13 für das aus Polyurethan bestehende Rad 14 der Meßrolle 5 angeordnet sein. Alternativ kann der Magnet 12 aber auch, wie aus Fig. 4 hervorgeht, im Be­ reich der Speichenverstrebung 15 der Meßrolle 5" ange­ ordnet werden.

Wie Fig. 2 zeigt, ist die Sensor- bzw. Baueinheit 1 derart am Fahrgestell 10 bzw. an den Meßrollen 5, 5' festgelegt, daß sich lediglich der mit dem Langloch 9 versehene Schenkel 3 im Bereich des Fahrgestells 10 befindet, während der die Funktionselemente wie Tilt- Switch 6 und Reed-Schalter 4 aufweisende Schenkel 2 außerhalb des Fahrgestells 10, aber parallel zu dessen Stirnseite 16 bzw. Unterseite 17 liegt.

Bei der in Fig. 5 dargestellten zweiten Ausführungsform für eine Sensoreinheit weist die Baueinheit 1' zwei unter einem Winkel von 120° abgewinkelte Schenkel 2', 3' auf. Am Schenkel 2' ist dabei der Tilt-Switch 6 angeordnet, während sich der Reed-Schalter 4 gemeinsam mit dem Lang­ loch 9 im/am Schenkel 3' befindet. Innerhalb der aus Kunststoff bestehenden Schenkel 2', 3' befindet sich das Kabel 8' zum Anschluß an die Datenverarbeitungseinheit.

Während beim in den Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 1 über die vier­ ädrigen Kabel 8 separat mit einer am Inline-Skate, bei­ spielsweise dessen Schuh 22, angeordneten Datenverarbei­ tungseinheit verbunden ist, ist beim in Fig. 5 darge­ stellten zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß der Schenkel 2' über sein dem Schenkel 3' abgewandtes freies Ende 18 an einem Sensorsockel 19 verstellbar angelenkt ist. Auf dem Sensorsockel 19 ist dann die Datenverarbei­ tungseinheit 20 angebracht, an deren Oberseite sich Anzeigen 21 zur Ausgabe der Geschwindigkeit, der Fahrzeit sowie der gefahrenen Wegstrecke befinden.

Während die Sensoreinheit 1 aus den Fig. 1 und 2 an unterschiedlichen Rollen 5 bzw. 5' des Fahrgestells 10 festgelegt werden kann, ist die Sensoreinheit 1' ledig­ lich an der vordersten Rolle 5 anordbar. Die Festlegung erfolgt dabei wiederum über das Langloch 9. Aufgrund der Ausbildung der Schenkel 2' und 3' sowie ihrer Abwinkelung gegeneinander um 120° wird dabei der Schuh 22 des in Fig. 6 teilweise dargestellten Inline-Skates 23 an seiner Vorderseite derart von der Baueinheit 1' übergriffen, daß die Anzeigen 21 der Datenverarbeitungseinheit 20, eines Miniaturcomputers, von oben ablesbar sind. Zur Festlegung der Baueinheit 1' an der Rolle 5 können dabei zwischen der Rolle und dem Schenkel 3' nicht dargestellte Unter­ legscheiben angeordnet werden.

Beim in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird wiederum die in Fig. 1 dargestellte Baueinheit 1 verwen­ det. Die Baueinheit 1 ist dabei separat von der Daten­ verarbeitungseinheit 20, mit dieser aber über die Kabel 8 verbunden, am Fahrgestell 10 angeordnet. Die Datenverar­ beitungseinheit 20 sowie der Sensorsockel 19 sind auf einen, den Schuh 22 an dessen Stirnseite übergreifenden Halter 24 aufgebracht, welcher mit seinem freien Schenkel 25 zwischen dem Schuh 22 und dem Fahrgestell 10 festge­ klemmt und so befestigt ist. Der Schuh 22 und das Fahrge­ stell 10 sind dabei durch Verschrauben aneinander festge­ legt.

Bei der in den Fig. 8 und 9 dargestellten dritten Ausfüh­ rungsform einer Baueinheit 1" weist diese wiederum zwei gegeneinander abgewinkelte Schenkel 2", 3" auf, wobei der Schenkel 3" bei diesem Ausführungsbeispiel über ein Zwischenstück 27 um 90° gegenüber dem Schenkel 2" abge­ winkelt ist. Hierzu ist zunächst das Zwischenstück 27 gegenüber dem Schenkel 2" um 45° und der Schenkel 3" gegenüber dem Zwischenstück 27 ebenfalls um 45° abgewin­ kelt. Im Schenkel bzw. am Schenkel 3" ist dabei wiederum der Reed-Schalter 4 angeordnet. An dem dem Schenkel 3" abgewandten freien Ende 26 des Schenkels 2" ist der Tilt-Switch 6 verstellbar angelenkt. In etwa mittig im Schenkel 2" befindet sich die Befestigungseinrichtung 28 zum Festlegen der Baueinheit 1" am Fahrgestell 10 des Inline-Skates 23. Die Befestigungseinrichtung 28 kann dabei in Form eines Sockels ausgebildet sein, über den der Schenkel 2" durch Verschrauben und Zwischenlegen von Gummiringen am Fahrgestell 10 festlegbar ist.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform für einen Halter 29 zum Tragen des Sensorsockels 19 sowie der Datenverarbeitungseinheit 20 dargestellt. Dabei handelt es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um einen in Form einer Klammer, eines Bügels oder eines Klettbandes ausge­ bildeten Halter 29, der wiederum zwischen dem Schuh und Fahrgestell des Inline-Skates festlegbar ist. Der Bügel 29 umschließt dabei die Schuhspitze und wird durch Klem­ men zwischen Fahrgestell und Schuh gehalten. Als Sensor­ einheit kann dabei wiederum die in Fig. 1 dargestellte Einheit 1 oder aber die in Fig. 9 dargestellte Einheit 1" verwendet werden.

In Fig. 11 ist nun eine weitere erfindungsgemäße Ausge­ staltung einer Vorrichtung zur Bestimmung der Fahrdaten des Fahrgerätes dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die Korrektureinrichtung 30, hier ein Druckschalter, sowie der Reed-Schalter 4 in zwei baulich getrennten Sensoreinheiten bzw. Baueinheiten 30 bzw. 1''' angeord­ net. Die Sensor- bzw. Baueinheit 1''' weist wiederum zwei unter einem Winkel von 120° abgewinkelte Schenkel 2', 3' wie die in Fig. 5 dargestellte Baueinheit 1' auf. Der Reed-Schalter 4 ist hier gemeinsam mit dem Langloch 9 im/am Schenkel 3' angeordnet. Innerhalb der aus Kunst­ stoff bestehenden Schenkel 2', 3' befindet sich das Kabel zum Anschluß an die Datenverarbeitungseinheit 20. Letzte­ re ist auf dem Sensorsockel 19 angebracht, an dem der Schenkel 2' verstellbar angelenkt ist. An der Oberseite der Datenverarbeitungseinheit 20 befinden sich Anzeigen 21 zur Ausgabe der Geschwindigkeit, der Fahrzeit sowie der gefahrenen Wegstrecke.

Die Korrektureinrichtung 30, die in Form eines Druck­ schalters ausgebildet ist, befindet sich im Inneren des Schuhs 22 unterhalb der Fußferse zwischen Innenschuh und Schuhsohle des Schuhs 22. Sie ist über Kabel 31 mit der Datenverarbeitungseinheit 20 verbunden.

Wir beziehen uns im folgenden auf Fig. 12, in der ein Ablaufdiagramm zur Bestimmung der zurückgelegten Weg­ strecke dargestellt ist. Dabei ist mit u2 das Signal des Zeitgliedes bezeichnet, welches für die Erhöhung des Rollenumfanges um 20 bis 25% sorgt, rs steht für die mit dem Reed-Schalter gemessenen Impulse, und durch w1 und w2 wird dargestellt, wie die Impulse des Reed-Schalters einer Rollbewegung bzw. einer Laufbewegung zugeordnet werden. Bei w1 handelt es sich dabei um die dem Lauf­ schritt zugeordneten Signale, bei w2 um diejenigen der Rollbewegung zugeordneten.

Im Zeitintervall zwischen T₀ und T₁ wird vom Tilt-Switch keine einen Laufschritt anzeigende Neigung des Inline-Skates detektiert bzw. wird durch den Fahren­ den Druck auf den Druckschalter im Inneren des Schuhs ausgeübt, so daß ein entsprechender Druckkontakt gegeben ist. Demgemäß werden die vom Reed-Schalter gemessenen Impulse zur Bestimmung der Anzahl der Umdrehungen der Rollen einer Rollbewegung zugeordnet, so daß die zurück­ gelegte Wegstrecke durch die Anzahl der Umdrehungen, das gemessene Zeitintervall sowie den tatsächlichen Rollenum­ fang bestimmt wird. Wird bei T₁ ein Signal vom Tilt- Switch gesendet bzw. der Druckkontakt am Druckschalter unterbrochen, so wird die Zeitstufe u2 aktiviert und die nun vom Reed-Schalter gemessenen Impulse zur Berechnung der zurückgelegten Wegstrecke einem Laufschritt (w1) zugeordnet. Wie sich aus den w1 zugeordneten Signalen deutlich ergibt, handelt es sich nun um keine regelmäßi­ gen Rollimpulse mehr, sondern um Schrittfolgen mit nicht detektierbaren Überbrückungsstrecken. Während dieser Zeit, in der das Zeitglied u2 aktiviert ist, wird nun der Rollenumfang um einen voreingestellten Wert, der zwischen 15 bis 30% liegen kann, erhöht, um auch diese Über­ brückungsstrecke zu berücksichtigen. In der Folge werden weitere Signale vom Tilt-Switch erhalten (T₂-T₅) bzw. bleibt der Druckkontakt unterbrochen. Da bei T₅ zum letzten Mal eine Neigung bzw. kein Druckkontakt detektiert wird, erfolgt nun für weitere 3 sec die Be­ rechnung der zurückgelegten Wegstrecke mit dem korrigier­ ten Rollenumfangswert. Da während dieser 3 sec kein erneuter Impuls vom Tilt-Switch abgegeben bzw. nun Druck­ kontakt erfolgt ist, wird das Zeitglied u2 bei T₆ desaktiviert und der Rollenumfangswert auf seinen ur­ sprünglichen Wert zurückgesetzt. Die nachfolgend mit dem Reed-Schalter gemessenen Rollenumläufe werden dann wie­ derum w2 zugeordnet, und die Berechnung der zurückgeleg­ ten Wegstrecke erfolgt mittels des tatsächlichen Rollen­ umfangs. Wie sich dabei aus dem Ablaufdiagramm ergibt, werden nun wieder regelmäßig Impulse vom Reed-Schalter erhalten.

Claims (38)

1. Vorrichtung zum Bestimmen von Fahrdaten eines Roll­ schuhläufers, der im Gegensatz zu einer Rollphase, bei der sich beide Rollschuhe auf dem Boden befin­ den, während einer Laufphase jeweils abwechselnd den rechten und linken Rollschuh vom Boden abhebt, mit einem Wegmesser an mindestens einer Rolle, der Meßrolle, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6, 20, 30) zur Bestimmung der Laufphase des Rollschuh­ läufers und durch eine Korrektureinrichtung (20) zur Korrektur der vom Wegmesser (4) an der Meßrolle (5, 5') gemessenen Wegstrecke zur Bestimmung des tat­ sächlich zurückgelegten Weges des Rollschuhläufers.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (6, 20) einen Neigungs­ messer (6) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Korrektureinrichtung (6, 20) einen Bewegungsschalter oder Tilt-Switch (6) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tilt-Switch (6) mittels einer Justierschrau­ be (7) einstellbar und arretierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (30, 20) einen Druck­ schalter (30) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (30) in einem mit dem Fahrge­ rät (23) verbundenen bzw. verbindbaren Schuh (22) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckschalter (30) zwischen Innenschuh und Schuhsohle des Schuhes (22) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckschalter (30) im Bereich unterhalb der Fußferse angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Wegmesser (4) ein Reed-Schalter zur Detektion der Umdrehungen der Meßrolle (5, 5', 5") ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Schalter (4) mit einem exzentrisch an der Meßrolle (5, 5', 5") festgelegten Magneten (12) zusammenwirkt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magnet (12) ein Permanentmagnet, insbe­ sondere aus Neodym oder einer Aluminium-Nickel- Cobaltlegierung ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Wegmesser (4) und Korrekturein­ richtung (6) in einer Sensoreinheit (1, 1', 1") zusammengefaßt sind, die durch eine ihre Funktions­ elemente (4, 6, 8) aufnehmende Baueinheit gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß Wegmesser (4) und Korrekturein­ richtung (30) in getrennten Bau- bzw. Sensoreinhei­ ten (1''', 30) angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest eine Baueinheit (1, 1', 1", 1''') gegeneinander abgewinkelte Schenkel (2, 2', 2", 3, 3', 3") aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1, 1', 1") eine Befestigungseinrichtung (3, 3', 9, 28) zur Festle­ gung der Einheit am Fahrgerät (23) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Schalter (4) zwischen dem Tilt-Switch (6) und einer Befestigungs­ einrichtung (3, 3', 9) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (3, 3', 9) durch einen mit einem Langloch (9) versehenen Schenkel (3, 3') gebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schenkel (3) gegenüber dem Reed-Schal­ ter (4) abgewinkelt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsein­ richtung (28) zwischen dem Reed-Schalter (4) und dem Tilt-Switch (6) angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Schalter (4) sowie der Tilt-Switch (6) in/an gegeneinander abge­ winkelten Schenkeln (2, 3, 2', 3', 2", 3") der Baueinheit (1, 1', 1") angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine am Rollschuh (23) anordba­ re Datenverarbeitungseinheit (20).

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß die Datenverarbeitungseinheit (20) Anzeigen (21) zur Ausgabe der durch die Verarbeitung bestimm­ ten Daten aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anzeigen (21) LCD-Anzeigen sind.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungs­ einheit (20) auf einem sie tragenden Sensorsockel (19) angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sensorsockel (19) an einem mit dem Rollschuh (23) verbundenen bzw. verbindbaren Schuh (22) festlegbar ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sensorsockel (19) an einem am Rollschuh (23) festlegbaren Halter (24, 29) angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß der Halter (24, 29) zwischen Schuh (22) und Fahrgestell (10) des Rollschuhs (23) festlegbar ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeich­ net, daß der Halter (29) den Schuh (22) seitlich übergreift.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich­ net, daß der Halter (24) den Schuh (22) an dessen Spitze übergreift.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1') am Sensorsockel (19) anlenkbar ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Zeitmesser.

32. Verfahren zum Bestimmen von Fahrdaten eines Rollschuhläufers, der im Gegensatz zu einer Rollphase, bei der sich beide Rollschuhe auf dem Boden befinden, während einer Laufphase jeweils abwechselnd den rechten und linken Rollschuh vom Boden abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauf­ phase des Rollschuhläufers detektiert wird und daß während der Laufphase die gemessene Wegstrecke zum Erhalten des tatsächlich zurückgelegten Weges korri­ giert wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Rollschuhs gegenüber der Roll­ richtung ab einem Neigungswinkel von etwa 30° erfaßt wird, um festzustellen, daß die Meßrolle keinen Bodenkontakt mehr hat.

34. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung eines bei Bodenkontakt auf den Rollschuh ausgeübten Druckes erfaßt wird, um festzu­ stellen, daß die Meßrolle keinen Bodenkontakt mehr hat.

35. Verfahren nach Anspruch 32-34, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anzahl der Umdrehungen der Meßrolle gemessen wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32-35, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückgelegte Wegstrecke durch die Anzahl der Umdrehungen der Rolle, den gespeicherten Rollenumfang und das gemessene Zeitin­ tervall bestimmt wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 32-36, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des tatsächlich zurückgelegten Weges nach Feststellen der Unterbre­ chung des Bodenkontaktes der gemessene Weg für eine gewisse Zeit um 15 bis 30% erhöht wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturwert bei Detektion der Abhebung der Meßrolle vom Boden für 3 sec beibehalten wird.