DE19752912A1 - Sports training or physiotherapy device - Google Patents

Sports training or physiotherapy device

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DE19752912A1
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Abstract

The device has a foot plate against which the legs of the reclining user are pressed, for moving the foot plate against a resistance force. The foot plate has front and rear plates (10,11), coupled via a parallel linkage (15,16), with a force measuring device between them, or alternatively a force measuring device is provided between the foot plate and the housing of the device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät für Sport oder medizinische Zwecke, wobei ein Sportler oder Patient eine Beinbewegung in zumindest annähernd liegender Stellung durchführt. Die Beine werden gestreckt und wieder angezogen. Das Beinstrecken erfolgt gegen einen Widerstand. Üblicherweise wird der Widerstand durch Gewichte erzeugt, die in einem Rahmen heb- und senkbar angeordnet sind.The invention relates to a device for sports or medical purposes, wherein an athlete or Patient performs a leg movement in an at least approximately lying position. The legs are stretched and tightened again. The legs are stretched against resistance. The resistance is usually generated by weights that lift and lift in a frame are arranged lowerable.

Die Gewichte werden dadurch bewegt, daß entweder die Fußplatte beweglich angeordnet ist und mit den Gewichten gekoppelt ist oder daß der Sportler oder Patient auf einem Schlitten liegt und dieser mit den Gewichten gekoppelt ist.The weights are moved in that either the footplate is movably arranged and is coupled to the weights or that the athlete or patient is on a sled lies and this is coupled to the weights.

Im einen Fall wird die Fußplatte durch das Beinstrecken bewegt. Im anderen Fall bewegt der Sportler oder Patient den Schlitten. Je nach Ausbildung wird dem Gerät unterschiedliche Bezeichnungen gegeben, z. B. Funktionsstemme oder Beinstemme.In one case, the footplate is moved by the leg extension. Otherwise the moves Athlete or patient the sled. Depending on the training, the device is different Given names, e.g. B. function clamp or leg clamp.

Zur Koppelung der Gewichte dienen Bänder, Ketten oder Seile.Bands, chains or ropes are used to couple the weights.

Das Beinstrecken wird mehrmals wiederholt. Je nach körperlichem Zustand werden dabei die Gewichte variiert.The leg extension is repeated several times. Depending on the physical condition, the Weights vary.

Das Maß der Gewichte und die Zahl der Wiederholungen kennzeichnet die Leistungsfähigkeit des Sportlers oder Patienten.The size of the weights and the number of repetitions characterize the performance of the athlete or patient.

Darüber hinaus ist an einigen Geräten bekannt, zwischen die Bänder, Ketten oder Seile und den Gewichten noch Kraftmeßeinrichtungen anzuordnen. Mit den Kraftmeßeinrichtungen können die Beschleunigungskräfte gemessen werden. Vorteilhalterweise erlauben elektronische Meßeinrichtungen eine genaue Untersuchung des Kraftverlaufes während des Beinstreckens. Das ist sowohl für Sportler als auch für Patienten sehr aufschlußreich.It is also known on some devices, between the straps, chains or ropes to arrange the weights still force measuring devices. With the force measuring devices the acceleration forces can be measured. Advantageously, electronic allow Measuring devices a precise examination of the force curve during leg extension. This is very informative for both athletes and patients.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Konzept der Messung von Beschleunigungskräften zu verbessern. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß die Messung der Beschleunigungskräfte um so ungenauer wird, je mehr Teile zwischen den Füßen des Sportlers oder Patienten angeordnet sind und je länger der Übertragungsweg der Kräfte von den Füßen bis zur Kraftmeßstelle ist.The invention has for its object the concept of measuring Improve acceleration forces. The invention is based on the knowledge that the measurement of the acceleration forces becomes more inaccurate, the more parts between the  Feet of the athlete or patient are arranged and the longer the transmission path of the Forces from the feet to the force measuring point.

Nach der Erfindung wird das dadurch verbessert, daß die Fußplatte aus einer vorderen und einer hinteren Platte besteht und die Kraftmessung zwischen beiden Platten angeordnet ist (Doppelplatte). Die Kraftmessung kann aber auch durch Druckmessung mit einer hinter der Fußplatte angeordneten Kraftmeßeinrichtung oder auch durch eine Zugmessung mit einer vor der Fußplatte im Geräterahmen angeordneten Kraftmeßeinrichtung durchgeführt werden.According to the invention this is improved in that the base plate from a front and there is a rear plate and the force measurement is arranged between the two plates is (double plate). The force measurement can also be done by measuring the pressure behind the Base plate arranged force measuring device or by a tensile measurement with a front the base plate in the device frame arranged force measuring device can be performed.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Doppelplatte sind die beiden Platten gelenkig miteinander verbunden, wobei die Bewegung der Platten durch die Kraftmeßeinrichtung, vorzugsweise eine Druckmeßeinrichtung, verstellt wird. Die Platten können zusammen ein Bauteil bilden, eine konstruktive Komponente.In a preferred embodiment of the double plate, the two plates are articulated connected to each other, the movement of the plates by the force measuring device, preferably a pressure measuring device is adjusted. The plates can be put together Form component, a constructive component.

Dieses Bauteil kann überall eingesetzt werden, ohne daß es dazu wesentlicher baulicher Änderungen bedarf.This component can be used anywhere without making it more structural Changes required.

Die Fußplatte kann ggfs. aus der Senkrechten verschwenkt werden, um die Fußhaltung beim Beinstrecken zu erleichtern oder zu erschweren.If necessary, the footplate can be swiveled out of the vertical position in order to maintain the foot posture To make leg stretches easier or more difficult.

Vorzugsweise sind für die Verbindung zwischen den Platten Parallellenker vorgesehen. Die Parallellenker haben gleiche Länge und stellen sicher, daß die Fußplatte in jeder Phase der Beinstreckung bzw. in jeder Belastungsphase eine gleich angeordnete Stützfläche besitzt. Zugleich wird gesichert, daß die Belastungssituation der Fußplatte und die Kraftverteilung in der Fußplatte unverändert bleibt.Parallel links are preferably provided for the connection between the plates. The Parallel links have the same length and ensure that the footplate is in every phase of the Leg extension or in every load phase has an equally arranged support surface. At the same time it is ensured that the load situation of the footplate and the force distribution in the footplate remains unchanged.

Für die Situation der Kraftverteilung ist darüber hinaus günstig, wenn die Neigung der Parallellenker zur Ebene der Platten höchstens 45 Grad beträgt, vorzugsweise etwa 20 bis 30 Grad.For the situation of the force distribution is also favorable if the inclination of the Parallel link to the plane of the plates is at most 45 degrees, preferably about 20 to 30 Degree.

Indem die Kraftmeßeinrichtung gleichfalls mit geringer Neigung, vorzugsweise mit gleicher Neigung angeordnet ist, wird die auftretende Kraft übersetzt. Damit können die Kräfte auf ein Niveau gebracht werden, bei dem am Markt verfügbare Meßeinrichtungen ohne besondere Maßnahmen gut ansprechen. Die Übersetzung der Kräfte kann durch Eichung/Änderung der Maßskala/Kraftanzeige auf die tatsächlichen Kräfte wieder kompensiert werden. Wahlweise findet die Kompensation auch in einem Rechner statt. By the force measuring device also with a slight inclination, preferably with the same Is arranged inclination, the force occurring is translated. So that the forces on one Be brought to the level at which measuring devices available on the market without any special Approach measures well. The translation of the forces can be done by calibrating / changing the Dimension scale / force display to be compensated for the actual forces again. Optional the compensation also takes place in a computer.  

In weiterer Ausbildung der Erfindung befindet sich die Kraftmeßeinrichtung an einem zusätzlich zwischen den Platten vorgesehenen Lenker. Dieser Lenker ist gelenkig montiert und verstellt den beiden Platten die Bewegung. Die gelenkige Anordnung stellt sicher, daß die an dem Lenker auftretenden Kräfte durch den Lenker und die Kraftmeßeinrichtung ungeschmälert hindurch geleitet werden. Im Gegensatz dazu würde eine feste Anordnung des Kraftmeßgliedes einen teilweisen Verlust der zu messenden Kräfte bewirken.In a further embodiment of the invention, the force measuring device is located on one additional handlebars provided between the plates. This handlebar is articulated and blocks the movement of the two plates. The articulated arrangement ensures that the on the handlebar forces undiminished by the handlebar and the force measuring device be passed through. In contrast, a fixed arrangement of the force measuring element cause a partial loss of the forces to be measured.

Der Lenker der Druckmeßeinrichtung besitzt aufgrund seiner gelenkigen Anordnung gleichfalls Gelenkachsen. In weiterer Ausbildung der Erfindung fluchtet mindestens eine der Gelenkachsen mit einer Gelenkachse der Platten. Das kann genutzt werden, um die zugehörigen Parallellenker und den Lenker der Kraftmeßeinrichtung mit einem gemeinsamen Gelenkbolzen zu halten.The handlebar of the pressure measuring device also has due to its articulated arrangement Articulated axes. In a further embodiment of the invention, at least one of the Articulated axes with an articulated axis of the plates. That can be used to Associated parallel link and the handlebar of the force measuring device with a common To keep hinge bolts.

Im übrigen ist es günstig, zwei oder mehr Kraftmeßeinrichtungen einzusetzen. Günstig sind drei und mehr Kraftmeßeinrichtungen, die eine definierte Aufnahme der Kräfte erlauben. In Verbindung mit einem Rechner läßt sich daraus zuverlässig die resultierende Gesamtkraft ausrechnen und anzeigen.Otherwise, it is advantageous to use two or more force measuring devices. Are cheap three or more force measuring devices that allow a defined absorption of the forces. In The resulting total force can be reliably connected to a computer calculate and display.

Wie oben erläutert kann die Kraftmeßeinrichtung verschieden ausgelegt sein. Z.B. die Zugkraft oder Druckkraft messen. Bevorzugt ist die Druckkraftmessung.As explained above, the force measuring device can be designed differently. E.g. the traction or measure compressive force. The compression force measurement is preferred.

Wahlweise wird eine geteilte Fußplatte verwendet. D.h. jedem Fuß wird eine separate Fußplatte zugeordnet, so daß die dominante/nicht dominante Körperseite ermittelt und trainiert werden kann.A split footplate is optionally used. I.e. each foot becomes a separate one Assigned footplate so that the dominant / non-dominant side of the body is determined and trained can be.

Ein weitere Variante der Erfindung findet sich in einer arretierbaren oder verzögerbaren Vorrichtung. Arretiert bzw. verzögert wird der jeweils bewegte Teil. Das ist im einen Fall die Fußplatte, im anderen Fall der Schlitten. Das Arretieren und Verzögern kann genutzt werden um die Maximalkraft und/oder die Kraftausdauer zu bestimmen.Another variant of the invention can be found in a lockable or delayable Contraption. The moving part is locked or delayed. In one case that is Base plate, in the other case the sled. Locking and delaying can be used to determine maximum strength and / or endurance.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention is shown.  

Fig. 1 zeigt ein Sportgerät, welches auch für medizinische Zwecke geeignet ist. Das Geräte besitzt einen Geräterahmen mit einem Fußteil 1 und einem Gewichteteil 2. Fig. 1 shows a sports device which is also suitable for medical purposes. The device has a device frame with a foot part 1 and a weight part 2.

Der Fußteil 1 umfaßt eine Stangenführung 3 für einen Schlitten 4. Der Schlitten 4 trägt eine Liege 5, die höhenverstellbar angeordnet ist, d. h. zu einer Sitz und einer Rücklehne verschwenkt werden kann.The foot part 1 comprises a rod guide 3 for a sled 4. The sled 4 carries a bed 5 , which is arranged to be adjustable in height, ie can be pivoted to a seat and a backrest.

Ferner ist am Fußteil, oberhalb der Führungsebene der Stangenführung 3, eine Fußplatte mit einem Gestänge 12 gehalten. Die Fußplatte ist senkrecht angeordnet und besteht aus zwei Platten 10 und 11, die gelenkig mit einander verbunden sind. Die Platte 10 ist dabei fest angeordnet.Furthermore, a foot plate with a linkage 12 is held on the foot part, above the guide level of the rod guide 3 . The base plate is arranged vertically and consists of two plates 10 and 11 which are connected to one another in an articulated manner. The plate 10 is fixed.

Der Gewichteteil 2 dient der Halterung und Führung nicht dargestellter, heb- und senkbarer Gewichte. Diese Gewichte sind über ein Zugband 7 mit dem Schlitten 4 verbunden. Das Zugband 4 wird mittels einer Rolle 6 umgelenkt. Die Führung des Zugbandes ist nur teilweise dargestellt.The weight part 2 is used for holding and guiding, not shown, lifting and lowering weights. These weights are connected to the slide 4 via a tension band 7 . The drawstring 4 is deflected by means of a roller 6 . The guidance of the drawstring is only partially shown.

Fig. 2 zeigt die gelenkige Verbindung der Platten 10 und 11. Fig. 2 shows the articulated connection of the plates 10 and 11.

Zur Verbindung sind Lenker 15 und 16 vorgesehen. Es handelt sich um Parallellenker, die sowohl gelenkig in der Platte 10 als auch gelenkig in der Platte 11 angeordnet sind. Die zugehörigen Gelenkachsen sind mit 17, 18, 19 und 20 bezeichnet. Zu der gelenkigen Anordnung gehören jeweils Gelenkbolzen an den Platten, auf denen die Lenker gelenkig sitzen. Im Ausführungsbeispiel haben die Lenker 15 und 16 zur Plattenebene eine Neigung von 25 Grad. Etwa die gleiche Neigung hat ein Lenker mit einem Kraftmeßglied 22. Das Kraftmeßglied besitzt eine bekannte S-Form und ist mit Dehnungsmeßstreifen versehen. Der Lenker mit dem Kraftmeßglied 22 ist gleichfalls gelenkig angeordnet. Das eine Ende des Lenkers sitzt gelenkig auf einem gemeinsamen Gelenkbolzen mit dem Lenker 15. Das andere Ende ist bei 21 so angeordnet, daß der Lenker die gleiche Neigung zur Platte 11 wie der Lenker 15 hat.Handlebars 15 and 16 are provided for connection. These are parallel links, which are both articulated in the plate 10 and articulated in the plate 11 . The associated joint axes are designated 17 , 18 , 19 and 20 . The articulated arrangement includes hinge pins on the plates on which the handlebars are articulated. In the exemplary embodiment, the links 15 and 16 have an inclination of 25 degrees to the plate plane. A handlebar with a force measuring element 22 has approximately the same inclination. The force measuring element has a known S shape and is provided with strain gauges. The handlebar with the force measuring member 22 is also articulated. One end of the handlebar is articulated on a joint hinge pin with the handlebar 15. The other end is arranged at 21 so that the handlebar has the same inclination to the plate 11 as the handlebar 15 .

Im Ausführungsbeispiel sind zur Stabilisierung der Platten 10 und 11 insgesamt vier Parallellenker je Doppelplatte vorgesehen. Die Lenker sind in zwei Reihen nebeneinander angeordnet. Jede Reihe zeigt das in Fig. 2 dargestellte Bild. In the exemplary embodiment, a total of four parallel links per double plate are provided for stabilizing the plates 10 and 11 . The handlebars are arranged in two rows next to each other. Each row shows the image shown in Fig. 2.

Für eine Übung liegt der Sportler auf der Liege 5 und stützt sich mit seinen Beinen an der Fußplatte ab. Durch Streckung der Beine wird der Schlitten 4 in der Zeichnung nach rechts gedrückt. Dabei wird die Rolle 6 im Uhrzeigersinn gedreht und werden die Gewichte in dem Gewichteteil 2 angehoben. Das Zusammenwirken der Rolle mit dem Schlitten ist hier nicht dargestellt.For an exercise, the athlete lies on the couch 5 and supports himself with his legs on the footplate. By stretching the legs, the carriage 4 is pressed to the right in the drawing. The roller 6 is rotated clockwise and the weights in the weight part 2 are raised. The interaction of the roller with the slide is not shown here.

Beim Beinstrecken drücken die Füße gegen die Platte 10. Die aus dem Druck anfallenden Kräfte werden entsprechend der Neigung der Lenker 15, 16 und 22 in diese Lenker geleitet und verstärkt. Das Maß der Verstärkung läßt sich rechnerisch wie auch grafisch ermitteln. Das Modell, nach dem dabei ermittelt wird, ist das Kräfteparallelogramm.When stretching the legs, the feet press against the plate 10. The forces arising from the pressure are directed into these links and amplified in accordance with the inclination of the links 15 , 16 and 22 . The degree of reinforcement can be determined both mathematically and graphically. The model used to determine this is the parallelogram of forces.

Mit der Kraftmessung können die Beschleunigungskräfte gemessen werden.The acceleration forces can be measured with the force measurement.

Nach der Beinstreckung wird der Schlitten wieder in die Ausgangsstellung verfahren. Die Bewegung wird durch die Gewichte unterstützt, die über das Zugband 7 und die Rolle 6 in nicht dargestellter Weise auf den Schlitten 4 wirken.After the leg extension, the sled is moved back to the starting position. The movement is supported by the weights which act on the slide 4 via the tension band 7 and the roller 6 in a manner not shown.

Claims (15)

1. Gerät für Sport und medizinische Zwecke, wobei ein Sportler oder Patient in zumindest annähernd liegender Stellung mit seinen Beinen gegen eine Fußplatte drückt, um die Fußplatte gegen einen Widerstand zu bewegen oder sich gegen einen Widerstand von der Platte abzudrücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußplatte aus einer vorderen und einer hinteren Platte (10, 11) besteht und zwischen beiden Platten (10, 11) mindestens eine Kraftmeßeinrichtung (22) angeordnet ist oder die Fußplatte über eine Kraftmeßeinrichtung am Gerätegehäuse gehalten ist.1. Device for sport and medical purposes, wherein an athlete or patient in at least approximately lying position presses with his legs against a footplate to move the footplate against resistance or to push himself against a resistance from the plate, characterized in that the Footplate consists of a front and a rear plate ( 10 , 11 ) and at least one force measuring device ( 22 ) is arranged between the two plates ( 10 , 11 ) or the footplate is held on the device housing via a force measuring device. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (10, 11) gelenkig miteinander verbunden sind, wobei eine Bewegung durch die Meßeinrichtung (22) verstellt wird.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the two plates ( 10 , 11 ) are connected to one another in an articulated manner, a movement being adjusted by the measuring device ( 22 ). 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als gelenkige Verbindung Parallellenker (15, 16) vorgesehen sind.3. Device according to claim 2, characterized in that parallel links ( 15 , 16 ) are provided as an articulated connection. 4. Gerät nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtung (22) gleichfalls gelenkig zwischen beiden Platten (10, 11) angeordnet ist.4. Apparatus according to claim 2 or 2, characterized in that the pressure measuring device ( 22 ) is also articulated between the two plates ( 10 , 11 ). 5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung Gelenkachsen (20, 21) besitzt, von denen mindestens eine mit einer Gelenkachse (20) der Platten (10, 11) fluchtet.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the force measuring device has hinge axes ( 20 , 21 ), at least one of which is aligned with a hinge axis ( 20 ) of the plates ( 10 , 11 ). 6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch gemeinsame Gelenkbolzen für die Platten (10) und die Kraftmeßeinrichtung (22). 6. Apparatus according to claim 5, characterized by common hinge pins for the plates ( 10 ) and the force measuring device ( 22 ). 7. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Neigung der Lenker (15, 16) von höchstens 45 Grad zur Ebene der Platten (10, 11).7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized by an inclination of the handlebars ( 15 , 16 ) of at most 45 degrees to the plane of the plates ( 10 , 11 ). 8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Neigung von 20 bis 30 Grad.8. Apparatus according to claim 7, characterized by an inclination of 20 to 30 degrees. 9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mehrere Kraftmeßeinrichtungen (22).9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized by a plurality of force measuring devices ( 22 ). 10. Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch drei oder mehr Kraftmeßeinrichtungen (22) mit definierter Kraftaufnahme und einen Rechner zur Ermittlung der resultierenden Gesamtkraft.10. Apparatus according to claim 9, characterized by three or more force measuring devices ( 22 ) with defined force absorption and a computer for determining the resulting total force. 11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Verwendung von Druckkraftmeßeinrichtungen und/oder Zugkraftmeßeinrichtungen.11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized by the use of Pressure force measuring devices and / or tensile force measuring devices. 12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Übersetzung der auftretenden Kräfte durch eine geneigte Anordnung der Kraftmeßeinrichtung und durch eine Kompensierung der Übersetzung an der Kraftanzeige und/oder in einem Rechner.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized by a translation of the occurring forces by an inclined arrangement of the force measuring device and by a Compensation of the translation on the force display and / or in a computer. 13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Fuß eine separate Fußplatte zugeordnet ist.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that each foot one separate footplate is assigned. 14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Fußplatte arretierbar und/oder verzögerbar ist und/oder der Schlitten arretierbar und/oder verzögerbar ist.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the displaceable Base plate can be locked and / or delayed and / or the slide can be locked and / or is delayable. 15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußplatte aus der Senkrechten verschwenkbar ist.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the base plate the vertical is pivotable.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014163594A2 (en) 2013-04-05 2014-10-09 Sanko Ozel Egitim Hizmetleri A.S. Artificial intelligence assisted physical therapy and rehabilitation robot used for treatment of damaged and weakened muscles and rehabilitation of the patient

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