Zum Besuch von virtuellen Welten sind verschiedene
Laufmaschinen Stand der Technik. Dazu zählt ein Laufband,
welches in kartesischen Koordinaten arbeitet und eine
Bewegung in alle Richtungen ermöglicht (US 5,562,572), dazu
zählt ein Laufband, welches kreisförmig ist und nur nach
innen läuft (DE 195 17 052 C1), dazu zählt eine
Laufmaschine, bestehend aus zwei Trittbrettern, die mit
Hebeln in kartesischen Koordinaten angesteuert werden (DE 195 07 507 A1).
Die Laufbänder sind aufwendig in der
Fertigung, die Trittbretter in kartesischen Koordinaten
lassen nicht jede Bewegung zu.There are different ways to visit virtual worlds
State-of-the-art walking machines. This includes a treadmill,
which works in Cartesian coordinates and one
Allows movement in all directions (US 5,562,572), too
counts a treadmill that is circular and only counts
runs inside (DE 195 17 052 C1), this includes one
Walking machine, consisting of two running boards, with
Levers are controlled in Cartesian coordinates (DE 195 07 507 A1).
The treadmills are complex in the
Manufacturing, the running boards in Cartesian coordinates
do not allow any movement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine voll
funktionsfähige billigere Laufmaschine zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1
gelöst. Vorteilhafte Gestaltungen des Gegenstandes nach dem
Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen enthalten. Vorteile
sind z. B. realistischere Simulation des Bodens durch
fixierten Winkel der Fußplattformen F1, F2, die Möglichkeit
einer schnelleren Laufbewegung, wenn die Hebel ihre
Drehrichtung während der Ausführung eines Schrittes nicht
ändern müssen und der Schutz vor Verletzungen durch eine
Abdeckung Aa, Ab, A1c, A2c, A3c der Hebel/Schienen. Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen erläutert. Dabei zeigenThe invention has for its object a full
to enable functional cheaper walking machine.
This object is achieved by the features of claim 1
solved. Advantageous designs of the subject after
Claim 1 are contained in the subclaims. benefits
are z. B. by more realistic simulation of the soil
fixed angles of the foot platforms F1, F2, the possibility
a faster running motion when the levers are their
Direction of rotation not during the execution of a step
need to change and protection against injury from a
Cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c of the levers / rails. in the
The following is an embodiment of the invention
examples explained. Show
Fig. 1: die symmetrische Anordnung der Fußplattformen
F1, F2 Fig. 1: the symmetrical arrangement of the foot platforms F1, F2
Fig. 2: die Riemen R1, R2 und Riemenscheiben S1, S2, S3 Fig. 2: the belts R1, R2 and pulleys S1, S2, S3
Fig. 3: eine Anordnung von Hebeln H1a, H2a, H3a, H4a FIG. 3 shows an arrangement of levers H1a, H2a, H3a, H4a
Fig. 4: die Abdeckung Aa der Anordnung aus Fig. 3 FIG. 4: the cover Aa of the arrangement from FIG. 3
Fig. 5: eine Kombination aus Hebeln H1b, H2b und Schienen
Nb
Fig. 5: a combination of levers H1b, H2b and rails Nb
Fig. 6: die Abdeckung Ab der Anordnung aus Fig. 5 FIG. 6 shows the cover of the arrangement of Fig. 5
Fig. 7: die Hebel H1c, H2c, H3c, H4c in Storchschnabelform
mit Abdeckung A1c mit geraden Schlitzen Z1c Fig. 7: the levers H1c, H2c, H3c, H4c in cranesbill shape with cover A1c with straight slots Z1c
Fig. 8: die Hebel H1c, H2c, H3c, H4c in Storchschnabelform
mit Abdeckung A2c mit Schlitzen Z2c in der 1. Kreis
bogenform Fig. 8: the levers H1c, H2c, H3c, H4c in cranesbill shape with cover A2c with slots Z2c in the 1st circular arc shape
Fig. 9: die Hebel H1c, H2c, H3c, H4c in Storchschnabelform
mit Abdeckung A3c mit Schlitzen Z3c in der 2. Kreis
bogenform Fig. 9: the levers H1c, H2c, H3c, H4c in cranesbill shape with cover A3c with slots Z3c in the 2nd circular arc shape
Die Laufmaschine (Fig. 1) besitzt zwei Fußplattformen
F1, F2, welche ständig punktsymmetrisch zueinander
angeordnet sind, darin besteht die Neuheit. Es wird die
Annahme gemacht, daß der Körperschwerpunkt des Benutzers
etwa immer an der gleichen Stelle bleibt, und daß sich
jeder Fuß gleich weit, aber entgegengesetzt zum anderen vom
Körperschwerpunkt entfernt. Hebt der Benutzer einen Fuß an
und bewegt ihn nach vorne, so folgt ihm "seine"
Fußplattform F1 sensorgesteuert bis er wieder auf der
Fußplattform aufsetzt. Da die beiden Fußplattformen immer
punktsymmetrisch zueinander stehen, fährt die andere
Fußplattform F2 automatisch zurück und zieht dabei "ihren"
Fuß, der darauf steht, mit sich, so daß der Schwerpunkt des
Benutzers unverändert bleibt. Genauso wie der Boden in der
realen Welt seine Richtung behält, müssen auch die
Fußplattformen F1, F2 ihre Richtung um die vertikale Achse
beibehalten, wenn sie sich bewegen (Fig. 2). Diesem Zweck
dient eine Riemenanordnung R1, R2. In der Mitte der
Laufmaschine ist eine feststehende Riemenscheibe S1. Um
diese wird ein Riemen R1 gelegt, der entlang eines Hebels
zu einer Riemenscheibe S2 gelangt. Der Hebel sorgt für
einen festen Abstand zwischen der Riemenscheibe S1 und der
Riemenscheibe S2. Da die Riemenscheibe S1 in der Mitte
drehfest ist behält die Riemenscheibe S2 ihre Richtung bei,
auch wenn der Hebel sich dreht. Genauso wird ein weiterer
Riemen R2 um die Riemenscheibe S2 gelegt, der dann zur
Mitte der Fußplattform F1 gelangt und dort um eine
Riemenscheibe S3 gelegt wird, die drehfest mit der
Fußplattform F1 verbunden ist. Durch das gleiche Prinzip
wie bei dem ersten Riemen R1, behält die Fußplattform F1
nun ihre Richtung bei, auch wenn beide Hebel sich bewegen.
Die Riemen können auf diese Art und Weise entlang von
beliebig vielen Hebeln laufen. Die Fußplattformen F1, F2
könne durch Hebel H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c, H2c, H3c, H4c
oder Schienen Nb bewegt werden. Diese werden jeweils
angetrieben durch zwei Antriebswellen in der Mitte M der
Laufmaschine. Damit der Benutzer bei einer Fehlfunktion
nicht zwischen die Hebel H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c,
H2c, H3c, H4c treten kann, bedarf es einer Abdeckung. Diese
Abdeckung Aa, Ab, A1c, A2c, A3c befindet sich oberhalb des
Hebelmechanismuses, jedoch unterhalb der Trittflächen der
Fußplattformen F1, F2. Von der Fußplattform F1, F2 geht eine
Stange nach unten, durch einen Schlitz Za, Zb, Z1c, Z2c, Z3c in
der Abdeckung Aa, Ab, A1c, A2c, A3c unter die Abdeckung
Aa, Ab, A1c, A2c, A3c, wo sie angetrieben wird. Verschiedene
Formen für die Schlitze Za, Zb, Z1c, Z2c, Z3c sind sinnvoll.
Ist ein Hebel H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c, H2c, H3c, H4c, an
dem sich eine Fußplattform F1, F2 befindet, gelenkig mit der
Abdeckung Aa, Ab, A1c, A2c, A3c verbunden, so ergibt sich als
Form für den Schlitz Za, Z2c, Z3c der Kreisbogen, entlang dem
sich die Fußplattform F1, F2 bewegt. Ist die Schiene Nb, mit
der sich die Fußplattform F1, F2 bewegt, fest mit der
Abdeckung Ab verbunden oder identisch der Abdeckung, so ist
der Schlitz Zb für eine Fußplattform F1, F2 eine Gerade.
Dies kann aber auch der Fall sein, wenn die Abdeckung A1c
in der Mitte frei drehbar gelagert ist und mit keinem Hebel
H1c, H2c, H3c, H4c oder Schiene verbunden ist. Dabei ist
insbesondere die Anordnung von zwei parallelen Geraden
Zb, Z1c mit dem Abstand gleich dem Durchmesser einer
Fußplattform F1, F2 von Bedeutung, da in diesem Fall die
Abdeckung Ab, A1c bei einem Geradeauslauf nicht gedreht
werden muß. Die beiden inneren Hebel H1c, H3c werden bei
dieser Anordnung durch die Mitte M durch eine Welle und
eine Hohlwelle angetrieben. Durch die beiden äußeren Hebel
H2c, H4c, die an den Enden der inneren Hebel H1c, H3c
gelenkig befestigt sind und gemeinsam an der Fußplattform
F1, F2 befestigt sind, wobei einer der beiden Hebel H2c
drehfest mit der Fußplattform F1, F2 verbunden ist, wird die
Fußplattform F1, F2 bewegt. Diese rollt auf Rädern auf dem
Boden. Die Abdeckung Aa, Ab, A1c, A2c, A3c besitzt nämlich das
größte Trägheitsmoment der Anordnung. Eine sinnvolle
Gestaltung der Hebel H1a, H2a, H3a, H4a ist derart, daß bei
der Ausführung eines Schrittes sich die Hebel
H1a, H2a, H3a, H4a nur in eine Richtung bewegen, da dadurch
geringere Trägheitskräfte auftreten (Fig. 3). Ein Hebel H1a
ist gekrümmt geformt und reicht an den Rand der
Laufmaschine. An diesem ist ein weiterer Hebel H2a gelenkig
befestigt, an dessen Ende sich eine Fußplattform F1
befindet. Dadurch können beide Fußplattformen F1, F2
aneinander vorbeischwingen. Der gekrümmte Hebel H1a ist
vorwiegend für Bewegungen die dem Kurvengehen entsprechen.
Die Schwingbewegung, welche vorwiegend zum Geradeauslaufen
dient, wird durch zwei weitere Hebel H3a, H4a angetrieben,
den Hebel H3a von der Mitte, an dessen Ende ein weiterer
Hebel H4a befestigt ist, der gelenkig mit dem Hebel H2a
verbunden ist, an dem die Fußplattform F1 befestigt ist.
Wird eine Abdeckung Aa verwendet (Fig. 4), kann diese die
Funktion des Hebels H1a aus der Mitte, der vorwiegend die
Bewegung zum Kurvengehen ausführt, übernehmen. Werden die
beiden Hebel H1a, H2a durch eine Schiene Nb ersetzt (Fig.
5), so folgt eine einfachere Anordnung. Die Hebel H3a, H4a
für die Schwingbewegung werden kürzer H1b, H2b. Dafür können
die Fußplattformen nicht mehr am Boden rollen, sondern sie
müssen an einer Abdeckung Ab aufgehängt werden. Die
Schlitze Zb in der Abdeckung sind in diesem Fall gerade, so
daß bei gerade aus laufen die Abdeckung Ab gar nicht
gedreht werden muß. Sollen die Fußplattformen auf dem Boden
rollen und zwei parallele Schlitze Z1c in der Abdeckung A1c
sein, damit die Abdeckung sich beim Geradeauslaufen nicht
dreht, so ist die Anordnung der Hebel H1c, H2c, H3c H4c in
Storchschnabelform sinnvoll. Dabei gleitet die Fußplattform
F1 allerdings in dem Schlitz Z1c und wird nicht geführt.
Die Fußplattform F1 sollte in diesem Fall mit ihrer Mitte
nicht am Knotenpunkt der beiden äußeren Hebel H2c, H4c
befestigt sein, da sich die Räder unter der Fußplattform
nicht zwischen den beiden Hebeln H2c, H4c befinden können.
Sollte die Abdeckung A2c, A3c fest mit Hebeln H1c, H3c
verbunden sein, so haben die Schlitze Z2c, Z3c die Form von
Kreisbogen (Fig. 8, Fig. 9).The walking machine ( Fig. 1) has two foot platforms F1, F2, which are always arranged point-symmetrically to each other, this is the novelty. The assumption is made that the user's center of gravity remains approximately always in the same place and that each foot moves the same distance from the center of gravity, but opposite to the other. If the user lifts a foot and moves it forward, "his" foot platform F1 follows him sensor-controlled until he sits down again on the foot platform. Since the two foot platforms are always point-symmetrical to one another, the other foot platform F2 automatically moves back and pulls "its" foot, which stands on it, with it, so that the user's center of gravity remains unchanged. Just as the floor keeps its direction in the real world, the foot platforms F1, F2 must keep their direction around the vertical axis when they move ( Fig. 2). A belt arrangement R1, R2 serves this purpose. In the middle of the running machine is a fixed pulley S1. A belt R1 is placed around this, which reaches a belt pulley S2 along a lever. The lever ensures a fixed distance between the pulley S1 and the pulley S2. Since the pulley S1 is non-rotatable in the middle, the pulley S2 maintains its direction even when the lever rotates. In the same way, another belt R2 is placed around the pulley S2, which then arrives at the center of the foot platform F1 and is placed there around a pulley S3 which is connected to the foot platform F1 in a rotationally fixed manner. Using the same principle as for the first belt R1, the foot platform F1 now maintains its direction even when both levers move. In this way, the belts can run along any number of levers. The foot platforms F1, F2 can be moved by levers H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c, H2c, H3c, H4c or rails Nb. These are each driven by two drive shafts in the center M of the running machine. A cover is required so that the user cannot step between the levers H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c, H2c, H3c, H4c in the event of a malfunction. This cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c is located above the lever mechanism, but below the treads of the foot platforms F1, F2. A rod goes down from the foot platform F1, F2, through a slot Za, Zb, Z1c, Z2c, Z3c in the cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c under the cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c, where it is driven. Different shapes for the slots Za, Zb, Z1c, Z2c, Z3c are useful. If a lever H1a, H2a, H3a, H4a, H1b, H2b, H1c, H2c, H3c, H4c, on which a foot platform F1, F2 is located, is articulated to the cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c, this results the circular arc along which the foot platform F1, F2 moves forms the shape for the slot Za, Z2c, Z3c. If the rail Nb with which the foot platform F1, F2 moves is firmly connected to the cover Ab or is identical to the cover, the slot Zb is a straight line for a foot platform F1, F2. However, this can also be the case if the cover A1c is freely rotatable in the middle and is not connected to any lever H1c, H2c, H3c, H4c or rail. The arrangement of two parallel straight lines Zb, Z1c with the spacing equal to the diameter of a foot platform F1, F2 is of particular importance, since in this case the cover Ab, A1c does not have to be rotated during a straight line run. In this arrangement, the two inner levers H1c, H3c are driven through the center M by a shaft and a hollow shaft. The two outer levers H2c, H4c, which are articulated to the ends of the inner levers H1c, H3c and are jointly fastened to the foot platform F1, F2, one of the two levers H2c being connected to the foot platform F1, F2 in a rotationally fixed manner the foot platform F1, F2 moves. This rolls on wheels on the floor. The cover Aa, Ab, A1c, A2c, A3c has the greatest moment of inertia of the arrangement. A sensible design of the levers H1a, H2a, H3a, H4a is such that when executing a step, the levers H1a, H2a, H3a, H4a only move in one direction, since this results in lower inertial forces ( FIG. 3). A lever H1a is curved and extends to the edge of the walking machine. A further lever H2a is articulated to this, at the end of which there is a foot platform F1. This allows both foot platforms F1, F2 to swing past each other. The curved lever H1a is mainly for movements that correspond to cornering. The swinging movement, which is mainly used for straight running, is driven by two further levers H3a, H4a, the lever H3a from the center, at the end of which another lever H4a is attached, which is articulated to the lever H2a on which the foot platform F1 is attached. If a cover Aa is used ( FIG. 4), this can take over the function of the lever H1a from the center, which mainly carries out the movement for cornering. If the two levers H1a, H2a are replaced by a rail Nb ( FIG. 5), a simpler arrangement follows. The levers H3a, H4a for the swinging movement become shorter H1b, H2b. For this, the foot platforms can no longer roll on the floor, but must be hung on a cover Ab. The slots Zb in the cover are straight in this case, so that the cover does not have to be rotated when running straight out. If the foot platforms are to roll on the floor and there are two parallel slots Z1c in the cover A1c so that the cover does not rotate when walking straight ahead, the arrangement of the levers H1c, H2c, H3c H4c in the form of a cranesbill makes sense. However, the foot platform F1 slides in the slot Z1c and is not guided. In this case, the foot platform F1 should not be attached with its center to the junction of the two outer levers H2c, H4c, since the wheels under the foot platform cannot be located between the two levers H2c, H4c. If the cover A2c, A3c is firmly connected to levers H1c, H3c, the slots Z2c, Z3c have the shape of an arc ( FIG. 8, FIG. 9).