DE19715456A1

DE19715456A1 - Fußbekleidung und Verfahren zum Laufenlernen

Info

Publication number: DE19715456A1
Application number: DE19715456A
Authority: DE
Inventors: Diana Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1998-10-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fußbekleidung und auf ein Verfahren zum Laufenlernen für gesunde und behinderte Kinder.

Es sind verschiedene Fußbekleidungen bekannt, die im Bereich der Auftrittsfläche drucksensorische Elemente aufweisen.

In der DE 38 27 999 A1 ist eine Meßvorrichtung für Auftrittskräfte beschrieben. Hier sind im Sohlen- oder Fersenbereich eines Schuhes oder einer Einlegesohle Druckempfänger über die Auftrittsfläche verteilt angeordnet. Die Druckempfänger sind als mechanisch- elektrische Signalwandler ausgebildet. Sie nehmen die Druckkräfte auf und wandeln sie in entsprechende Signale um, wobei die Signale über einen zusammenhängenden Flächenbereich summiert werden. Die Ermittlung der Druckkräfte dient dazu, im Rahmen der Rehabilitation die Belastung beim Auftreten zu kontrollieren, insbesondere in Hinblick auf das Überschreiten vorgegebener Werte, damit der Patient die wiederhergestellten Gliedmaßen auch regulär in Benutzung nimmt und nicht wegen bei der Beanspruchung auftretender Schmerzen oder dergleichen oder sonstiger Unannehmlichkeiten eine Belastung zu vermeiden sucht. Die hier vorgesehene integrale Druckmessung eignet sich nicht dazu, Kleinkindern das Laufenlernen zu erleichtern. Zweck dieser Meßvorrichtung ist es ausschließlich, bei sämtlichen Auftrittsmöglichkeiten die Druckkräfte zu erfassen, um im Sinne der Rehabilitation eine entsprechende Auswertung vornehmen zu können.

In der DE 41 35 940 A1 ist ein Fußauftrittskraftmeß- und Warngerät beschrieben. Eine Signaleinrichtung, verbunden mit einer tragbaren elektronischen Schaltung zur Überwachung der Auftrittskraft beim Gehen für Patienten mit Verletzungen am Gehapparat, soll den Patienten vor einer Überlastung des verletzten Beines warnen. Eine ständig dosierte Wechselbelastung soll es möglich machen, daß die Verletzungen schneller heilen und auch sämtliche Patienten die Verletzung schneller überwinden können. Dazu ist es vorgesehen, daß der Gummiabsatz für den Gehgips mit einem Drucksensor versehen wird, der mit einer am Körper tragbaren batteriebetriebenen elektronischen Schaltung verbunden ist, die bei Überschreiten einer einstellbaren Druckgrenze dem Patienten ein akustisches, optisches oder fühlbares Signal gibt. Auch diese Möglichkeit der Erfassung von Druckkräften im Bereich einer Auftrittsfläche einer Fußbekleidung, in diesem Falle ein Gehgips, ist nicht geeignet, Kleinkindern eine Unterstützung beim Laufenlernen zu geben, da es hier insbesondere darauf ankommt, Druckgrenzwerte zu ermitteln und bei Überschreiten bestimmter Grenzwerte das entsprechende Signal zu geben.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der mechanischen Gegebenheit, daß beim Laufen im Bereich einer Auftrittsfläche einer Fußbekleidung Druckkräfte auftreten, eine Fußbekleidung anzubieten, bei der beim optimalen Aufsetzen der Fußbekleidung positiv motivierende Signale entstehen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 19.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Durch die Anordnung von Tongebern in der Auftrittsfläche einer Fußbekleidung ist es möglich, Töne und Tonfolgen zu erzeugen, die bei den laufenlernenden Kleinkindern vorteilhafterweise eine positive Motivierung hinsichtlich des Aufstehens und des Laufenlernens hervorrufen. Durch die Anordnung der Tongeber im Zehenbereich, im Ballenbereich und im Fersenbereich kann eine Tonfolge erreicht werden, die ein Kind dazu bringt, beim Laufen vorrangig den Fersenbereich als erstes aufzusetzen. Ein zweiter Tongeber z. B. im Ballenbereich kann dann einen weiteren Ton erzeugen, wenn der Abrollvorgang optimal erfolgt ist. Die Art der erzeugten Töne kann in weiten Grenzen variiert sein. So können die Tonfrequenz und auch die Tondauer verändert werden. Es können mehrere Töne gleichzeitig harmonische Klangbilder ergeben. Andererseits ist es möglich, im Falle eines nicht optimalen Aufsetzens der Fußbekleidung dissonanzähnliche Töne zu erzeugen. Als Tongeber sind insbesondere mechanisch-akustische Wandler vorgesehen, die über zusammendrückbare Luftkammern die Luft in tonerzeugende Elemente hineindrücken. Das können schwingende Membranen, aber auch Pfeifen sein. Desweiteren ist es möglich, die Tongeber als Drucksensoren auszubilden, die mit elektronisch akustischen Wandlern in Verbindung stehen. Die Drucksensoren sind hierbei im wesentlichen als mechanisch-elektrische Signalwandler ausgebildet.

Damit ist es vorteilhafterweise möglich, mit der erfindungsgemäßen Fußbekleidung Kleinkindern eine Anregung zu geben, die ersten Schritte zu tun und diese auch korrekt auszuführen. Mit Hilfe der akustischen Signale wird das Kind bzw. der Betreuer schnell unterscheiden können, ob die Bewegung richtig ausgeführt wurde.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß auch bewegungsträge Kleinkinder animiert werden, Beinbewegungen auszuführen. Wiederholt das Kind weiterhin rhythmisch diese Töne, ist das der Beginn des Laufens. Auch die Kinder, die Koordinationsprobleme beim Gehen zeigen oder ein auffälliges Gangbild haben, können durch die Tonfolgen Fußstellungen korrigieren. Sie können z. B. in der ersten Phase erkennen, daß der Fuß den Boden berührt und in der zweiten Phase üben, den Fuß, beginnend mit der Ferse über den Ballen bis zur Fußspitze hin, so abzurollen, wie es aus medizinischer Sicht für die jeweilige Physiologie des Kindes erforderlich wäre.

Vorteilhafterweise kann diese Fußbekleidung auch als Spielspaß zur Körperertüchtigung, Fußgymnastik und zur Förderung der Motorik für alle Kinder eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, die unterschiedlichsten motivierenden Tonfolgen für bestimmte Kinder bereit zustellen und damit auf individuelle Besonderheiten einzugehen.

Die Fußbekleidung mit Tongebern kann ein fester oder leichter Schuh mit einer flexiblen Sohle sein. Die Tongeber können in der Sohle des Schuhs eingebaut sein. Ebenso ist es möglich, eine Einlage mit der erforderlichen Technik auszustatten, die im Schuh getragen werden kann. Mit einer entsprechenden Befestigung kann die Einlage auch außen an der Sohle eines Schuhs angebracht werden. Die Druckerfassung kann hierbei mechanisch oder elektronisch erfolgen.

Eine elektronische Drucksignalerfassung im Auftrittsbereich ermöglicht auch eine drahtlose Übertragung von einem Sender zu einer Empfangseinrichtung, die an beliebiger Stelle im Raum angeordnet sein kann, wo dann die Tonerzeugung erfolgt. Die Töne können dann mit Lichtsignalen kombiniert oder insbesondere bei gehörlosen Kindern durch Lichtsignale ersetzt werden.

Das Ausgangssignal der drahtlosen Übertragungseinrich tung kann vorteilhafterweise ebenso einen potential freien Ausgang steuern, der anderweitig verarbeitet werden kann. Beispielsweise sind folgende Verarbeitun gen möglich:

- Verarbeitung im Bereich der Datentechnik (Schrittfolge/Zeitabhängigkeiten werden ausgewertet; es ist eine Dokumentation der Vorgänge möglich);
- Ansteuerung von Übertragungseinrichtungen;
- Ansteuerung von elektrischen Musikinstrumenten;
- Ansteuerung von optischen Signalgebern;
- Ansteuerung von Videotechnik und deren Übertragungseinrichtungen (Dokumentation der Ereignisse ohne Betreuungspersonal).

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fußbekleidung mit zwei mechanischen Tongebern,

Fig. 2 eine Fußbekleidung mit einem mechanischen Tongeber in Seitenansicht,

Fig. 3 eine Fußbekleidung mit mechanischen Tongebern in Draufsicht,

Fig. 4 eine elektrische Schaltungsanordnung für eine elektronische Schallwandlung,

Fig. 5 eine Fußbekleidung mit elektronischen Tongeberin in Draufsicht,

Fig. 6 eine elektrische Schaltungsanordnung für eine externe Tonerzeugung und

Fig. 7 eine Fußbekleidung mit Sender und externer Empfangseinrichtung.

In Fig. 1 ist eine Fußbekleidung in Seitenansicht dargestellt, die zwei Tongeber 2 enthält. Im Bereich einer Sohle 1 der Fußbekleidung sind zwei Luftkammern 6 angeordnet. Die eine Luftkammer 6 ist im Fersenbereich 5 eingearbeitet und die zweite Luftkammer 6 ist im Ballenbereich 4 angeordnet. Die beiden Luftkammern 6 stehen mit jeweils einem Tonerzeuger 9 in Verbindung. Bei Benutzung dieser Fußbekleidung wird durch das korrekte Abrollen des Fußes vom Fersenbereich 5 zum Ballenbereich 4 hin die in den Luftkammern 6 befindliche Luft aufgrund des auftretenden Druckes verdrängt und in die Tonerzeuger 9 gepreßt. Hierbei entsteht eine bestimmte Tonfolge. Die Tonerzeuger 9 als Teil der Tongeber 2 sind hier als schwingende Membrane ausgebildet, die beim Durchströmen der Luft entsprechende akustische Signale abgeben. Eine umgekehrte Druckbelastung der Sohle 1, beginnend mit dem Ballenbereich 4 und endend mit dem Fersenbereich 5, führt zu einer Tonfolge, die von dem Kind als falsch erkannt wird oder es entsteht kein Ton. Alternativ zu dieser hier beschriebenen mechanischen Variante können jederzeit elektronische Drucksensoren und elektronische Schallwandler eingesetzt werden. In Verbindung mit einer elektronischen Auswerteeinheit können hier weitere zusätzliche Melodiefolgen bzw. auch Wortkombinationen erzeugt werden.

Fig. 2 zeigt ebenfalls eine Fußbekleidung, die hier im als Schuh ausgebildet ist, die einen Tongeber 2 im Ballenbereich 4 angeordnet enthält. Als Tonerzeuger 9 ist hier ebenfalls eine schwingende Membran vorgesehen. Ein System von Luftkammern 6 und Ventilen 7 ermöglicht es, beim Aufsetzen im Fersenbereich 5 bereits Luft über die Ventile 7 in den Tonerzeuger 9 zu drücken. Ein weiteres Abrollen des Fußes bzw. der Sohle 1 drückt weitere Luft in den Tonerzeuger 9 hinein, so daß ein langanhaltender anschwellender Ton entsteht.

Die in Fig. 2 dargestellte Seitenansicht wird in Fig. 3 noch einmal in Draufsicht dargestellt. Zu erkennen sind hier die Luftkammern 6 und der Tonerzeuger 9, die über Ventile 7 miteinander verbunden sind.

In Fig. 4 ist ein Schaltschema für eine elektronisch akustische Signalwandlung dargestellt. In der Sohle 1 einer Fußbekleidung im Bereich der Auftrittsfläche 3 sind die Drucksensoren 8a, 8b und 8c angeordnet. Die Verteilung der Drucksensoren 8a, 8b und 8c im Bereich der Auftrittsfläche 3 erfolgt derart, daß der Drucksensor 8a im Fersenbereich 5 und der Drucksensor 8c im Zehenbereich sowie der Drucksensor 8b zwischen Zehen- und Fersenbereich 16 und 5 angeordnet sind. Bei optimaler Fußführung beim Laufen werden die Drucksensoren 8a, 8b und 8c nacheinander angesprochen. Die Drucksensoren 8a, 8b und 8c verändern bei Druckausübung ihren elektrischen Widerstand. Nach Druckausübung auf den Drucksensor 8a wird durch Widerstandsänderung ein Vorverstärker 10a aktiviert, der an einem UND-Element 11 einen Ersteingang 20 setzt. Beim weiteren Abrollen des Fußes wird der Drucksensor 8b angesprochen, der einen Vorverstärker 10b aktiviert und einen zweiten Eingang am UND-Element 11 setzt. Am Ausgang des UND-Elementes 11 entsteht ein Signal, das wiederum am UND-Element 12 einen weiteren Ersteingang 20 setzt. Beim weiteren Abrollen des Fußes wird der Drucksensor 8c angesprochen und ein Vorverstärker 10c aktiviert. Hierbei wird der zweite Eingang am UND-Ele ment 12 gesetzt und ein Ausgang gesteuert. Die Eingangsspannung an einem Signalgenerator 13 steigt an und eine Impulsfolge mit einem bestimmten Tastverhältnis und Impfulsfolgefrequenzen werden für eine bestimmte Zeit erzeugt. Dieses Signal wird über einen Endverstärker 14 in einem elektronischen Schallwandler 15 hörbar gemacht. In Abhängigkeit von den Einstellungen am Signalgenerator 13 sind Töne bzw. Tonfolgen zu hören. Diese beispielhafte Darstellung erzeugt nur Töne oder Tonabfolgen, wenn die Drucksensoren 8a, 8b und 8c in einer bestimmten Reihenfolge angesprochen werden. Die hier angegebenen Drucksensoren 8a bis 8c können ebenso als piezoelektrische Elemente ausgebildet sein.

In Fig. 5 ist eine Fußbekleidung mit elektronischen Tongeber in Draufsicht dargestellt. Die Tongeber 2 sind hier als elektronische Drucksensoren 8a, 8b und 8c dar gestellt. Der Drucksensor 8a ist im Fersenbereich 5, der Drucksensor 8b im Ballenbereich 4 und der Drucksen sor 8c im Zehenbereich 16 angeordnet. Von diesen Druck sensoren, die in einer Sohle 1 integriert sind, werden die Signale über Drahtverbindungen in eine elektroni sche Signalverarbeitung 19 weitergeleitet, dort ent sprechend verarbeitet und über den Schallwandler 15 nach entsprechender Betätigung der Drucksensoren 8a, 8b und 8c zu Tönen gewandelt. Der Schallwandler 15 und die elektronische Signalverarbeitung 19 sind außerhalb der Sohle 1 angeordnet. Sie können beispielsweise oberhalb der Sohle angebracht werden aber auch in weiteren Be reichen der Kleidung bzw. des Körpers.

In Fig. 6 ist eine elektrische Schaltungsanordnung für eine externe Tonerzeugung dargestellt, bei der die Signalübertragung drahtlos erfolgt. Die Signalweiterleitung nach dem UND-Element 12 erfolgt zu einem Sender 17. Der Sender 17 überträgt drahtlos die Signale auf eine Empfangseinrichtung 18, von der aus über den Signalgenerator 13, den Endverstärker 14 über den elektronischen Schallwandler 15 die gewünschten Töne erzeugt werden. Für die drahtlose Übertragung der Signale sind verschiedene physikalische Wirkprinzipien wie Ultraschall-, Infrarot- oder Funkübertragungen geeignet.

Gemäß Fig. 7 befindet sich der Sender 17 in der Fußbe kleidung insbesondere in der Sohle 1. Die Empfangsein richtung 18, die aus dem Signalgenerator 13, dem End verstärker 14 und dem elektronischen Schallwandler 15 besteht, ist am Körper oder auch in der weiteren Raumumgebung stationiert.

Bezugszeichenliste

1

Sohle

2

Tongeber

3

Auftrittsfläche

4

Ballenbereich

5

Fersenbereich

6

Luftkammer

7

Ventil

8

a Drucksensor

8

b Drucksensor

8

c Drucksensor

9

Tonerzeuger

10

a Vorverstärker

10

b Vorverstärker

10

c Vorverstärker

11

UND-Element

12

UND-Element

13

Signalgenerator

14

Endverstärker

15

Schallwandler

16

Zehenbereich

17

Sender

18

Empfangseinrichtung

19

Elektronische Signal verarbeitung

20

Ersteingang

Claims

1. Fußbekleidung zum Laufenlernen für gesunde und behinderte Kinder, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Auftrittsfläche (3) einer Fußbekleidung Tongeber (2) angeordnet sind.

2. Fußbekleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) im Zehenbereich (16), Ballenbereich (4) und/oder im Fersenbereich (5) angeordnet sind.

3. Fußbekleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) auf Druck ansprechbare Tongeber (2) sind.

4. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß tonerzeugende Elemente der Tongeber (2) mit Luftkammern (6) und Ventilen (7) wie Einweg- und/oder Mehrwegventilen kombiniert sind.

5. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß tonerzeugende Elemente der Tongeber (2) mit elektronischen Drucksensoren (8) kombiniert sind.

6. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Tongeber (2) im Bereich der Auftrittsfläche (3) angeordnet sind, die eine verschiedene Tonfrequenz und/oder Tondauer abgeben.

7. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Fersenbereich (5) angeordneten Tongeber (2) eine andere Tonfrequenz und/oder Tondauer aufweisen als die im Ballenbereich (4) angeordneten Tongeber (2)

8. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) in Schuhen, Socken, Sohlen und Einlegesohlen angeordnet sind.

9. Fußbekleidung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die tonerzeugenden Elemente der Tongeber (2) in Schwingungen zu versetzenden Materialien bzw. Formkörper sind.

10. Fußbekleidung nach Anspruch 4 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) auf pneumatischer Basis angeordnet sind.

11. Fußbekleidung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) über elektrische Energiezuführung tonerzeugende Elemente enthalten.

12. Fußbekleidung nach Anspruch 5 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tongeber (2) elektronische Schallwandler (15) sind.

13. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 5, 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß als elektronische Drucksensoren (8) widerstandsändernde und/oder spannungserzeugende Elemente angeordnet sind.

14. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Auftrittsfläche (3) der Fußbekleidung Tongeber (2), die durch Luftströmung bzw. elastische Materialverformung Töne erzeugen, und Tongeber (2), die über elektrische Energiezufuhr Töne erzeugen, angeordnet sind.

15. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 8 und 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß tonerzeugende Elemente der Tongeber (2) außerhalb der Fußbekleidung angeordnet sind.

16. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 8 und 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Tongeber (2) aus einem Sender (17) und einer Empfangseinrichtung (18) besteht.

17. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 8 und 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung vom Sender (17) zur Empfangseinrichtung (18) als drahtlose Übertragung oder als Übertragung per Draht ausgebildet ist.

18. Fußbekleidung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 bis 8 und 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlosen Übertragungssysteme für die Signale aus der Auftrittsfläche (3) als Ultraschall-, Infrarot- oder Funksysteme ausgebildet sind.

19. Verfahren zum Laufenlernen mittels Fußbekleidung für gesunde und behinderte Kinder, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Versuch zu laufen bzw. sich auf die Füße zu stellen im Bereich einer Auftrittsfläche einer Fußbekleidung aufgrund der Druckwirkung beim Laufvorgang Töne erzeugt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Töne als Folge von unterschiedlichen Tönen erzeugt werden.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Töne als Melodien und/oder als gesprochenes Wort erzeugt werden.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzeugung in Abhängigkeit vom Laufvorgang zeitlich versetzt erfolgt.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzeugung durch den Einbau von druckabhängi gen Tongebern in den Auftrittsbereich der Fußbe kleidung erfolgt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Tongeber mit unterschiedlicher Tonfrequenz bzw. Tondauer eingesetzt werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei richtiger Fußabrollbewegung schöne und einprägsame Tonfolgen erzeugt werden.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonerzeugung mechanisch und/oder elektrisch erfolgt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht optimaler Fußstellung beim Laufen mißklingende Töne erzeugt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht optimaler Fußstellung beim Laufen keine Töne erzeugt werden.