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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Rucksäcke und
andere Transportsysteme, welche die Taille eines Benutzers zur Abstützung umgeben.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Taillengurtverbindungssystem,
um die Leistungsfähigkeit
eines Transportsystems zu verbessern.
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VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der vorläufigen US-Anmeldung mit der Seriennummer
61/162 730, eingereicht am 24. März 2009,
deren Inhalt zur Bezugnahme übernommen wird.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Taschen
und Transportbehältnisse
werden gewöhnlich
verwendet, um Gegenstände
von einem Ort zum andern zu transportieren. Während des Transports können die
Gegenstände
in einer inneren Einfassung enthalten sein und getragen werden.
Die meisten Taschen umfassen auch eine Art von Benutzerbefestigungssystem,
das es einem Benutzer ermöglicht,
die Tasche während
des Transports zu tragen. Viele Arten von Benutzerbefestigungssystemen sind
dazu ausgelegt, um an dem Körper
eines Benutzers in einer Konfiguration positioniert zu werden, die zwar
die Tasche trägt,
jedoch nicht die Verwendung von Körpergliedern erfordert. Z.
B. können
Rucksackschultergurte einzeln um jede der Schultern eines Benutzers
gelegt werden, um den Rucksack in einer Ausrichtung zu tragen, die
nicht erfordert, dass der Benutzer den Rucksack mit den Armen festhält. Jede
Art von Benutzerbefestigungssystem besitzt jedoch besondere Leistungseigenschaften
und Einschränkungen,
welche die Brauchbarkeit der Tasche beeinflussen. Z. B. ist ein
Benutzerbefestigungssystem mit einem einfachen Schultergurt bzw.
nach Art einer Kuriertasche zum ausschließlichen Tragen einer Tasche
mit schwergewichtigen Lasten aufgrund möglicher Rücken- und/oder Schulterbeschwerden unerwünscht.
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Taschen
und Transportbehältnisse
können ferner
nach ihrer Gesamtform, dem oder den Benutzerbefestigungssystem(en)
und der Materialbeschaffenheit klassifiziert werden. Eine Teilgruppe
von Transportbehältnissen
umfasst Taschen, die man an der Taille eines Benutzers befestigt,
wozu Rucksäcke,
Hüfttaschen,
Umhängetaschen,
Kuriertaschen, usw. gehören.
Derartige Transportsysteme können auch
andere Benutzerbefestigungssysteme zusätzlich zu einer Taillenbefestigung
umfassen, wie etwa Schultergurte, Griffe, usw. Ein Taillenbefestigungssystem
bezieht sich auf eine Art von Gurten, Gürteln, Haken, usw., die am
Taillenbereich eines Benutzers befestigt wird. Im Allgemeinen wird
der Transportabschnitt des Transportsystems hauptsächlich auf
der dorsalen Seite des Benutzers positioniert, und das Taillenbefestigungssystem
umfasst zwei Gurte, die sich jeweils von den linken und rechten
Seiten zur ventralen Seite des Körpers
des Benutzers erstrecken. Die beiden Gurte können dann lösbar miteinander verbunden
sein, um einen einigen Traggurt zu bilden, der den dorsalen und
ventralen Taillenbereich des Benutzers von dem Transportabschnitt
des Transportsystems aus umgibt. Durch das Umgeben der Taille des
Benutzers mit Traggurten wird Gewicht auf den Transportabschnitt
des Transportsystems und die Taille des Benutzers verteilt.
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Eines
der Probleme, die mit existierenden Benutzertaillenbefestigungssystemen
verbunden ist, ist die Unfähigkeit
des Taillenbefestigungssystems, sich gemäß der Bewegung des Benutzers
wirksam anzuwinkeln. Wenn ein Benutzer geht oder läuft, hebt und
senkt sich jede Hüfte
der Reihe nach innerhalb der Koronalebene in einem geringen Ausmaß, das dem
führenden
Bein/Fuß entspricht,
um es dem Hüftgelenk
zu ermöglichen,
sich korrekt anzuwinkeln. Herkömmliche
Hüftbefestigungssysteme
sind starr, indem sie direkt die gesamte Benutzerhüftbewegung auf
den Transportabschnitt übertragen
und daher eine Synchronisation der Bewegungen der Hüfte und des
Transportabschnittes erfordern. Wenn beispielsweise eine Hüfte angehoben
wird, muss auch die entsprechende Seite des Transportelementes angehoben
werden. Leider veranlasst diese Bewegungssynchronisation den Benutzer,
infolge eines wiederholten Anhebens des Gewichts des Transportelements mit
jedem Schritt unnötigen
Kraftaufwand auszuüben.
Zudem beugt sich ein Benutzer im Allgemeinen in der Sagittalebene
nach vorne, wenn er bergauf geht, und der dorsale Hüftbereich
neigt sich während der
Bewegung gelegentlich in der Sagittalebene geringfügig nach
vorne. Die notwendige Synchronisation der Bewegungen der Hüfte und
des Transportabschnitts verursacht dadurch eine Anhebung und Senkung
des Transportabschnitts infolge der Sagittalbewegung. Über lange
Strecken und bei größeren Packgewichten
erhöht
die notwendige Synchronisation der Bewegungen der Hüfte und
des Transportabschnitts die Arbeitslast des Benutzers erheblich.
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Einige
dieser Probleme wurden durch bestehende Hüftbefestigungssysteme gelöst, doch
gelang es keinem dieser Systeme, wirksam eine optimale Anwinkelung
bereitzustellen, ohne zusätzliche
Probleme einzubringen. Wenn man z. B. den Hüftbefestigungspunkt einfach
koronal frei drehen lässt,
führt dies
zu einer unerwünschten
Gewichtsverteilung bei bestimmten seitlichen Beugewinkeln. Zudem
erfordern viele der vorhandenen gelenkigen Hüftbefestigungssysteme eine
Beseitigung vorhandener Anpassungsfähigkeitsfunktionen, wie etwa
einer Anpassung an die Oberkörperlänge.
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Daher
besteht auf diesem Gebiet ein Bedarf an einem verbesserten Benutzerhüftbefestigungssystem
für Transportsysteme,
das die optimalen Anwinkelungseigenschaften bereitstellt und dabei
die vorhandenen Anpassungs- und Komfortparameter beibehält.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Rucksäcke und andere Transportsysteme,
welche die Taille eines Benutzers zur Abstützung umgeben. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft ein benutzerbasiertes Transportsystem,
das zum eigenständigen
Transport einer Last fähig
ist und ein hüftbasiertes
Benutzerbefestigungssystem umfasst. Das Transportsystem umfasst
ein Einfassungselement, das einen Innenbereich aufweist, der von
einer Innenfläche
ummantelt ist. Ein Benutzerbefestigungssystem sichert das Transportsystem
lösbar
am Benutzer für
einen eigenständigen
Transport, ohne Muskeleinsatz zu erfordern. Das Benutzerbefestigungssystem
umfasst ein Hüftbefestigungssystem mit
einem dorsalen Gelenkelement und einem Gurtelement. Das dorsale
Gelenkelement umfasst ein vorderes und hinteres Element, die dreidimensional
bewegbar miteinander verbunden sind. Das hintere Element ist mit
dem Einfassungselement verbunden und das vordere Element ist mit
dem Gurtelement verbunden. Die dreidimensionale bewegbare Verbindung
zwischen den vorderen und hinteren Elementen umfasst drei eingeschränkte Freiheitsgrade,
die konfiguriert sind, um entsprechende Benutzerhüftbewegungen
wirksam zu absorbieren und andere Benutzerhüftbewegungen direkt zu unterstützen. Die drei
eingeschränkten
Freiheiten sind eine eingeschränkte
koronale Drehfreiheit, eine eingeschränkte transversale Neigungsfreiheit
und eine eingeschränkte
sagittale Neigungsfreiheit.
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Jede
der eingeschränkten
dreidimensionalen Freiheiten ermöglicht
es einem Benutzer, seine Taille oder Hüften in einer bestimmten Ausrichtung und/oder
in einem bestimmten Ausmaß anzuwinkeln, ohne
das Einfassungselement anzuheben.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung stellen einen bedeutenden Fortschritt
auf dem Gebiet der Benutzerhüftbefestigungssysteme für Transportsysteme
dar. Die Einbeziehung von eingeschränkten dreidimensionalen Bewegungsfreiheiten
zwischen dem Hüftbefestigungssystem
und dem Transportelement stellt sicher, dass nur spezifische erwünschte Hüftanwinkelungsbewegungen
auf das Transportelement übertragen
werden, während
andere absorbiert werden. Den herkömmlichen Systemen ist es nicht
gelungen, allen drei spezifischen Ausrichtungen der Hüftanwinkelung
gerecht zu werden, die nicht auf ein wirksames Transportelement übertragen
werden sollten. Ebenso ist es den herkömmlichen Systemen nicht gelungen,
den Freiheitsgrad für
jede Ausrichtung der bewegbaren Verbindung richtig einzuschränken. Daher
ist es den herkömmlichen
Transportsystemen, die hüftbasierte
Befestigungen umfassen, nicht gelungen, ein Gesamtausmaß an Lasttransporteffizienz
bereitzustellen, da es ihnen nicht gelang, bestimmte Benutzerhüftbewegungen
richtig zu absorbieren. Über
lange Strecken oder Zeiträume
verursacht das Nichtabsorbieren bestimmter Hüftbewegungen eine erhebliche Erhöhung der
Arbeitslast für
einen Benutzer. Zudem können
die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zusammen mit herkömmlichen Oberkörperanpassungssystemen
und Schultergurtsystemen verwendet werden, ohne die Leistungseigenschaften der
Hüftbefestigung
zu beeinträchtigen.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
in der nachstehenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt
werden und daraus besser hervorgehen. Die Merkmale und Vorteile
können
anhand der Instrumente und Kombinationen ausgebildet und erzielt
werden, die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen ausgewiesen
werden. Ferner können die
Merkmale und Vorteile der Erfindung durch das Umsetzen der Erfindung
in die Praxis erlernt werden, oder werden aus der Beschreibung,
wie sie nachstehend dargelegt wird, hervorgehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
folgende Beschreibung der Erfindung kann im Hinblick auf die Figuren
verständlich
werden, welche spezifische Gesichtspunkte der Erfindung abbilden
und Teil der Patentbeschreibung sind. Zusammen mit der folgenden
Beschreibung zeigen und erklären
die Figuren die Grundlagen der Erfindung. In den Figuren können die
räumlichen
Abmessungen der Übersichtlichkeit
halber übertrieben
sein. Die gleichen Bezugszahlen in verschiedenen Zeichnungen stellen
das gleiche Element dar, und somit werden ihre Beschreibungen unterlassen.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Transportsystems, das ein Hüftbefestigungssystem gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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2 ein
Vorder- und Profilansicht des dorsalen Gelenkelements aus 1.
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3 eine
mittlere Ausschnittsansicht im Profil und in Perspektive des dorsalen
Gelenkelements aus 1.
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4 eine
Vorderansicht des Vorderelements des dorsalen Gelenkelements aus 1.
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5 eine Vorderansicht des hinteren Elements
des dorsalen Gelenkelements aus 1.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Rucksäcke und andere Transportsysteme,
welche die Taille eines Benutzers zur Abstützung umgeben. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft ein benutzerbasiertes Transportsystem,
das zum eigenständigen
Transport einer Last fähig
ist und ein hüftbasiertes
Benutzerbefestigungssystem umfasst. Das Transportsystem umfasst
ein Einfassungselement, das einen Innenbereich aufweist, der von
einer Innenfläche
eingeschlossen wird. Ein Benutzerbefestigungssystem sichert das
Transportsystem lösbar
am Benutzer für
einen eigenständigen
Transport, ohne Muskeleinsatz zu erfordern. Das Benutzerbefestigungssystem
umfasst ein Hüftbefestigungssystem mit
einem dorsalen Gelenkelement und einem Gurtelement. Das dorsale
Gelenkelement umfasst ein vorderes und hinteres Element, die dreidimensional
bewegbar miteinander verbunden sind. Das hintere Element ist mit
dem Einfassungselement verbunden und das vordere Element ist mit
dem Gurtelement verbunden. Die dreidimensionale bewegbare Verbindung
zwischen den vorderen und hinteren Elementen umfasst drei eingeschränkte Freiheitsgrade,
die konfiguriert sind, um entsprechende Benutzerhüftbewegungen
wirksam zu absorbieren und andere Benutzerhüftbewegungen direkt zu unterstützen. Die drei
eingeschränkten
Freiheiten sind eine eingeschränkte
koronale Drehfreiheit, eine eingeschränkte transversale Neigungsfreiheit
und eine eingeschränkte
sagittale Neigungsfreiheit.
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Jede
der eingeschränkten
dreidimensionalen Freiheiten ermöglicht
es einem Benutzer, seine Taille oder Hüften in einer bestimmten Ausrichtung und/oder
in einem bestimmten Ausmaß anzuwinkeln, ohne
das Einfassungselement anzuheben. Obwohl die Ausführungsformen
mit Bezug auf ein hüftbasiertes
Benutzerbefestigungssystem beschrieben werden, versteht es sich
ebenfalls, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung auf andere
Arten von Benutzerbefestigungssystemen für Transportsysteme, wie etwa
brustbasierte und/oder körpergliedbasierte
Befestigungssysteme, anwendbar sind.
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Die
nachstehenden Begriffe werden wie folgt definiert:
Benutzerbasiertes
Transportsystem – ein
Transportsystem, das konfiguriert ist, um an einem Benutzer gesichert
zu werden. Ein benutzerbasiertes Transportsystem kann ferner derart
definiert werden, dass es zum eigenständigem Transport fähig ist,
was bedeutet, dass es von einem Benutzer nicht verlangt, einen körpergliedbasierten
aktiven Muskeleinsatz aufrechtzuerhalten. Ein Rucksack oder eine
Schultertasche ist z. B. ein benutzerbasiertes Transportsystem,
das einen eigenständigen
Transport ermöglicht,
da es einen oder zwei Gurte umfasst, die während des Transports um den
Oberkörper
eines Benutzers gelegt werden können.
Im Gegensatz dazu ist ein herkömmlicher
Aktenkoffer ein benutzerbasiertes Transportsystem, das davon abhängig ist,
dass der Benutzer den Griff andauernd festhält oder darauf während des
Transports eine gewisse Form von Körperglied-Oberkörper-Kompression
ausübt.
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Eingeschränkte Freiheit – ein eingeschränkter Freiheitsgrad
an Bewegung/Anwinkelung innerhalb einer bestimmten Ausrichtung oder
Ebene. Eine beschränkte
senkrechte Freiheit kann z. B. eine bestimmte Art von endlicher
Bewegung oder eine Anwinkelung innerhalb einer senkrechten Ausrichtung sein.
Die bestimmte Bewegung kann über
eine Strecke, einen Winkel, usw. gehen. Ein Jo-Jo hat eine bestimmte
eingeschränkte
Freiheit, um sich nur über die
Länge der
Schnur zu erstrecken, an der es befestigt ist.
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Dreidimensional
bewegbare Verbindung – eine
Verbindung zwischen zwei Elementen, die es den Elementen ermöglicht,
sich im Verhältnis
zueinander in mindestens drei orthogonalen Bewegungsebenen zu bewegen.
Z. B. umfasst ein anatomisches Hüftgelenk
eine bewegbare Verbindung nach Art einer Kugel und Pfanne, die es
einem Benutzer ermöglicht,
sich dreidimensional zu bewegen.
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Sandwichverbindung – eine Verbindung
zwischen mindestens drei Elementen, bei der das oder die äußeren oder
randseitig angeordneten Elemente miteinander verbunden sind, um
auch die mittleren oder innen angeordneten Elemente wirksam zu verbinden.
Eine Sandwichverbindung kann diverse Methoden verwenden, die eine
Bewegung zwischen den Elementen ermöglichen. Z. B. kann eine Sandwichverbindung
das Führen
eines Verbindungsstücks durch
eine zentrale Vertiefung eines ersten und zweiten Elements umfassen.
Das Verbindungsstück
kann eine spezifische geometrische Form auf jeder Seite umfassen,
die größer ist
als die zentralen Vertiefungen des ersten und zweiten Elements,
wodurch die Elemente durch Einklemmen sandwichartig verbunden werden.
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Koronalebene – eine senkrechte
anatomische Ebene, welche die vorderen und hinteren Elemente unterteilt.
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Transversalebene – eine waagerechte
anatomische Ebene, welche die oberen und unteren Elemente unterteilt.
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Sagittalebene – eine senkrechte
anatomische Ebene, welche die linken und rechten Elemente unterteilt.
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Taillenbereich – ein anatomischer
Bereich, welcher der abdominalen Zone um den Bauchnabel eines Benutzers
herum entspricht. Der Taillenbereich kann auch als Hüften und/oder
Hüftbereich
bezeichnet werden.
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Es
wird zunächst
Bezug genommen auf 1 bis 3, die Ansichten
eines benutzerbasierten Transportsystems abbilden, das im Allgemeinen mit 100 bezeichnet
wird. Das abgebildete Transportsystem 100 ist konfiguriert,
um einen eigenständigen Transport
einer Last durch einen Benutzer zu erleichtern. Das System 100 umfasst
ein Einfassungselement 110 und ein Benutzerbefestigungssystem.
Das Einfassungselement 110 definiert einen Innenbereich 112,
der im Wesentlichen von einer Innenfläche ummantelt ist. Der Innenbereich 114 ist
ein dreidimensionaler Bereich, der Gegenstände aufbewahren kann. Das Einfassungselement 110 umfasst
ferner eine Außenfläche 112 und
einen Deckel. Die Außenfläche 112 befindet
sich gegenüber
der Innenfläche.
Der Deckel wird wahlweise über
eine obere Öffnung
zum Einfassungselement angeordnet. Diverse andere wohlbekannte Bestandteile
und Konfigurationen eines Einfassungselements 110 können gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung enthalten sein, wozu ohne Einschränkung Gurte,
Polsterung, Nebenöffnungen
zum Innenbereich, äußere Staufächer, Schlaufen,
Taschen, usw. gehören.
Das abgebildete Benutzerbefestigungssystem umfasst ferner ein Hüftbefestigungssystem
und einen ersten und zweiten Schultergurt 102, 104.
Die Schultergurte 102, 104 sind konfiguriert,
um sich senkrecht oder sagittal um die Schulterbereiche eines Benutzers
zu erstrecken, so dass die Schultergurte 102, 104 und
das Einfassungselement 110 die Schulterbereiche des Benutzers
umgeben. Die Schultergurte 102, 104 sind starr
individuell an dem oberen Ende der Außenfläche des Einfassungselements 110 verbunden.
Die Schultergurte 102, 104 sind optionale Bestandteile, die
herkömmlicherweise
auf rucksackartigen Transportsystemen zu finden sind, die jedoch
für die Durchführung der
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich sind. Das abgebildete
Hüftbefestigungssystem
umfasst ein dorsales Gelenkelement 150 und ein Gurtelement 160.
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Das
Gurtelement 160 ist konfiguriert, um sich quer um den Taillenbereich
eines Benutzers zu erstrecken und selektiv lösbar an einem ventralen Taillenbereich
befestigt zu werden, um den Taillenbereich des Benutzers durchgehend
zu umgeben. Das Gurtelement 160 umfasst ferner ein dorsales
Polster 166, einen linken Gurt 162, einen rechten
Gurt 164 und ein ventrales Verbindungsstück 168.
Das dorsale Polster 166 ist ein mittlerer Gurtbereich,
der konfiguriert ist, um an einem dorsalen Element des Taillenbereichs
des Benutzers angeordnet zu werden. Das dorsale Polster 166 ist
mit dem dorsalen Verbindungsstück 150 verbunden.
Die linken und rechten Gurte 162, 164 sind konfiguriert,
um sich im angelegten Zustand quer auf gegenüberliegenden Seiten des dorsalen
Polsters 166 in Richtung auf den ventralen Bereich des
Benutzers zu erstrecken. Die linken und rechten Gurte 162, 164 können sowohl
gepolsterte als auch ungepolsterte Bereiche umfassen, wie in 1 bis 3 abgebildet.
Die Verbindung zwischen dem Gurtelement 160 und dem dorsalen
Verbindungsstück 150 ermöglicht es
den linken und rechten Gurten 162, 164, sich in
einer Vielzahl von eingeschränkten
dreidimensionalen Richtungen anzuwinkeln, die durch die linken und
rechten Bewegungspfeile 163, 165 dargestellt werden.
Die bestimmten Ausrichtungen der Anwinkelung werden nachstehend
ausführlicher
beschrieben. Das ventrale Verbindungsstück 168 ist an den
gegenüberliegenden
Enden der linken und rechten Gurte 162, 164 im Verhältnis zu
dem dorsalen Polster 166 verbunden. Das ventrale Verbindungsstück 168 ist
ein lösbarer Verbindungsmechanismus,
der ein linkes und rechtes Verbindungselement umfassen kann, das
den linken und rechten Gurten 162, 164 entspricht.
Das ventrale Verbindungsstück 166 kann
eine beliebige Form von lösbarem
Verbindungsmechanismus, wie etwa eine Schnappschnalle aus Kunststoff,
integrieren. Diverse wohlbekannte Gürtelsysteme und -technologien
können
verwendet werden, zu denen ohne Einschränkung gepolsterte Gurte, biegsame
Schnallen, Mechanismen zum lösbaren
verstellen der Gurtlänge,
dorsale hintere Polsterung, usw. gehören. Im angelegten Zustand
umgibt das Gurtelement 160 den Taillen-/Hüftbereich
eines Benutzers; daher werden alle Kräfte, die den Hüftbewegungen
eines Benutzers entsprechen, auf das Gurtelement 160 übertragen.
Wie nachstehend beschrieben und wie es den Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung entspricht, werden jedoch nur bestimmte Hüftbewegungskräfte auf
das Einfassungselement 110 über das dorsale Verbindungsstück 150 übertragen.
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Es
wird nun Bezug auf 4 genommen, die das auseinandergezogene
Verbindungssystem des Gurtelements 160 und des Einfassungselements 110 über das
dorsale Verbindungsstück 150 abbildet. Das
dorsale Verbindungsstück 150 umfasst
ein vorderes Element 130, das mit dem Gurtelement 160 verbunden
ist, und ein hinteres Element 120, das mit dem Einfassungselement 110 verbunden
ist. Die vorderen und hinteren Elemente 130, 120 sind
dreidimensional bewegbar miteinander verbunden, um eine dreidimensionale
Bewegung dazwischen zu ermöglichen.
Das dreidimensional bewegbare Verbindungsstück umfasst drei eingeschränkte Ausrichtungen
der Bewegungsfreiheit, zu denen eine eingeschränkte koronale Drehfreiheit,
eine eingeschränkte transversale
Neigungsfreiheit und eine eingeschränkte sagittale Neigungsfreiheit
gehören.
Die drei Freiheiten werden im Sinne der entsprechenden anatomischen
Ebenen beschrieben, in denen die Bewegungen erfolgen, wenn das Transportsystem
an einem Benutzer angelegt ist. Das Anlegen des Transportsystems 100 an
einem Benutzer umfasst das Anordnen des Einfassungselements auf
der dorsalen Seite des Oberkörpers
des Benutzers und das Umlegen des Gurtelements um die Taille des
Benutzers. Die eingeschränkten
Freiheiten werden nachstehend zusammen mit den spezifischen Strukturen,
durch die sie erreicht werden, ausführlicher besprochen. Im Gebrauch
ermöglichen
es die eingeschränkten
Freiheiten dem Gurtelement 160 effektiv, sich im Verhältnis zu
dem Einfassungselement 110 innerhalb von bestimmten Ausrichtungs-
und Mengenparametern frei zu bewegen. Daher werden bestimmte gelegentliche
Hüftbewegungen
nicht auf das Einfassungselement 110 übertragen. Hüftbewegungen,
die über
die eingeschränkten
Freiheiten hinaus gehen oder außerhalb
derselben liegen, werden jedoch auf das Einfassungselement 110 übertragen,
um eine korrekte Abstützung
zu ermöglichen.
Beim Gehen hebt ein Benutzer z. B. naturgemäß jede Hüfte entsprechend dem vorderen
Bein in einem gewissen Ausmaß einzeln
an. Diese unausgeglichene hüftbasierte
Bewegung entspricht einer Koronaldrehung des Gurtelements 160 im
Verhältnis
zum Einfassungselement 110. Ebenso entsprechen gewisse
Benutzerhüftbewegungen
einer transversalen Neigung und einer sagittalen Neigung zwischen
dem Gurtelement 160 und dem Einfassungselement 110.
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Das
vordere Element 130 umfasst eine stegförmige, plattenartige Struktur,
die mit dem dorsalen Polster 166 des Gurtelements 160 wie
abgebildet starr verbunden ist. Die starre Verbindung bezieht sich
auf ein Verbindungssystem, durch das Bewegungen des Gurtelements 160 direkt
auf das vordere Element 130 übertragen werden. Die stegförmige Plattenkonfiguration
des vorderen Elements 130 ermöglicht eine optimale Verbindung
mit dem Gurtelement 160. Es versteht sich jedoch, dass
andere ebenförmige
Strukturen für
das vordere Element 130 verwendet werden können und
mit der vorliegenden Erfindung in Einklang bleiben. Das hintere
Element 120 umfasst ebenfalls eine plattenförmige Struktur. Das
hintere Element 120 ist mit dem Einfassungselement 110 verbunden.
Die Verbindung zwischen dem hinteren Element 120 und dem
Einfassungselement 110 ist konfiguriert, um einen Abschnitt
des hinteren Elements 120 innerhalb des Innenbereichs 114 (siehe 1 bis 3)
des Einfassungselements 110 anzuordnen und dabei einen
externen Zugriff auf einen Verbindungsbereich zu ermöglichen.
Bei der abgebildeten Ausführungsform
wird ein flacher, plattenartiger Abschnitt des hinteren Elements 120 innerhalb
des Innenbereichs 114 angeordnet, während ein kreisförmiger Verbindungsstückbereich
freigelegt wird. Die Verbindung zwischen dem hinteren Element 120 und
dem Einfassungselement 110 kann auch ein System zum verschiebbaren
Verstellen der Oberkörperlänge umfassen.
Daher kann das hintere Element 120 konfiguriert sein, um
sich im Verhältnis zu
dem Einfassungselement 110 koronal zu verschieben, um sich
Unterschieden in der Oberkörperlänge und/oder
an den relativen Hüftbereichsstellen des
Benutzers anzupassen. Jedes optionale System zum verschiebbaren
Verstellen der Oberkörperlänge ist
jedoch konfiguriert, um selektiv das hintere Element 120 im
Verhältnis
zu dem Einfassungselement 110 in der ausgewählten Längsposition
starr abzustützen.
Daher hebt eine Anhebung oder Neigung des hinteren Elements 120 das
Einfassungselement 110 entsprechend an oder neigt es.
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Das
vordere Element 130 ist mit dem hinteren Element 120 über eine
eingeschränkte
dreidimensional bewegbare Verbindung verbunden. Die eingeschränkte dreidimensional
bewegbare Verbindung umfasst eine eingeschränkte koronale Drehfreiheit,
eine eingeschränkte
transversale Neigungsfreiheit und eine unidirektional eingeschränkte sagittale Neigungsfreiheit.
Die drei eingeschränkten
Freiheiten ermöglichen
es, selektiv bestimmte Bewegungsausrichtungen der Hüften des
Benutzers auf das Einfassungssystem zu übertragen, um eine optimale Transporteffizienz
gemäß anatomischen
Bewegungsparametern zu erzeugen. Es ist bekannt, dass Menschen während der
Bewegung ihre Hüften
und ihren Taillenbereich anatomiebedingt nacheinander dem vorderen
Fuß entsprechend
anheben und neigen, um das Gewicht wirksam zu verteilen. Für den Benutzer
eines Transportsystems ist es unerwünscht, eine zusätzliche
Kraftaufwandanforderung in Kauf zu nehmen, um während der Bewegung die Last
anzuheben, die in dem Einfassungselement enthalten ist. Daher verhindern
die drei eingeschränkten Bewegungsfreiheiten
zwischen den vorderen und hinteren Elementen 130, 120,
dass sich ausgewählte Bewegungen
auf das Einfassungselement 110 übertragen. Dadurch kann ein
Benutzer seinen Taillenbereich innerhalb bestimmter Parameter anheben/neigen
und dabei eine Übertragung
der Bewegung auf das Einfassungselement 110 vermeiden.
Die eingeschränkte
koronale Drehfreiheit ermöglicht
es einem Benutzer, seine Hüften
seitlich um bis zu 10 Grad zum Einfassungselement 110 nach
oben oder unten anzuwinkeln. Ebenso ermöglicht es die eingeschränkte transversale
Neigungsfreiheit einem Benutzer, seine Hüften um bis zu 10 Grad quer
nach vorne oder nach hinten zu neigen und dabei eine Übertragung
der Bewegung auf das Einfassungselement 110 zu vermeiden.
Zudem ermöglicht
es die unidirektional eingeschränkte
sagittale Neigungsfreiheit einem Benutzer, seine Hüften nur
um 10 Grad nach vorne zu neigen und dabei eine Übertragung der Bewegung auf
das Einfassungselement 110 zu vermeiden. Die Vorwärtsneigung
der Hüften
eines Benutzers kann man auch als eine Drehung des Beckens im Uhrzeigersinn
aus einer Profilperspektive beschreiben. Es versteht sich, dass
der 10-Grad-Bereich, der mit Bezug auf die abgebildete Ausführungsform
beschrieben wird, nicht als Einschränkung für die Umsetzung der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung anzusehen ist. Daher können die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit eingeschränkten Bereichen über und
unter denjenigen, die mit Bezug auf die abgebildete Ausführungsform
beschrieben werden, in die Praxis umgesetzt werden.
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Als
nächstes
wird Bezug auf 5 bis 8 genommen,
die diverse Ansichten der Bestandteile und des Aufbaus des dorsalen
Gelenkelements 150 aus 1 abbilden. 5A, 5B, 6A und 6B bilden
Ansichten eines zusammengefügten dorsalen
Gelenkelements 150 ab, welches das vordere Element 130,
das hintere Element 120 und ein Verbindungsstück 140 umfasst. 7 und 8 bilden
die vorderen und hinteren Elemente 130, 120 einzeln
ab. Das vordere Element 130 und das hintere Element 120 umfassen
beide jeweils ebene Bereiche und Verbindungsbereiche. Das vordere
Element 130 umfasst einen stegförmigen ebenen Bereich, einen kreisförmigen konvexen
Verbindungsbereich 132 und eine Vertiefung 136 (siehe 7).
Ebenso umfasst das hintere Element 120 einen umgekehrten T-förmigen ebenen
Bereich, einen angehobenen kreisförmigen konkaven Verbindungsbereich 122 und
eine Vertiefung 126 (siehe 8). Der
kreisförmige
konvexe Verbindungsbereich 132 des vorderen Elements 130 ist
innerhalb des angehobenen konkaven Verbindungsbereichs 122 des
hinteren Elements 120 positioniert, und das Verbindungsstück 140 erstreckt
sich durch die jeweiligen Vertiefungen 126, 136,
um eine Sandwichverbindung der vorderen und hinteren Elemente 130, 120 miteinander
vorzunehmen. Das Verbindungsstück 140 ist
nur locker über das
vordere und hintere Element 130, 120 verbunden,
um die dreidimensionale Bewegungsfreiheit dazwischen zu bewahren.
Diese Verbindung zwischen den vorderen und hinteren Elementen 130, 120 ist ähnlich wie
ein Verbindungssystem aus einer Kugel (konvexer Verbindungsbereich 132 des
vorderen Elements 130) und einer Pfanne (konkaver Verbindungsbereich 122 des
hinteren Elements 120). Es versteht sich, dass die konkaven
und konvexen Oberflächen
zwischen den vorderen und hinteren Elementen 130, 120 austauschbar
sein können, ohne
die Funktionalität
zu beeinträchtigen.
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Die
Oberflächen
der vorderen und hinteren Elemente 130, 120 umfassen
spezifische Strukturen, um die drei eingeschränkten Bewegungsfreiheiten auszuführen. Die
erste eingeschränkte
koronale Drehfreiheit entspricht einer im Wesentlichen parallelen
Drehfreiheit zwischen den ebenförmigen
Strukturen der vorderen und hinteren Elemente 130, 120. Diese
Drehfreiheit ist im Allgemeinen den Verbindungen konkav-konvexer
Art eigen, bei denen die konkaven und konvexen Krümmungen
im Wesentlichen übereinstimmen
oder einander entsprechen. Um jedoch die Freiheit einzuschränken, um
nur eine 10-Grad-Drehung
in jede parallele Drehrichtung zu erlauben, wird eine Gruppe von
Zungen 138 und Kanälen 128 an
den Verbindungsbereichen 132, 122 jeweils der
vorderen und hinteren Elemente 130, 120 eingeschlossen.
Die Zungen 138 werden auf den seitlichen Seiten des konvexen
Verbindungsbereichs 132 des vorderen Elements 130 positioniert,
das auf das hintere Element 120 hin ausgerichtet ist. Das
hintere Element 120 umfasst Kanäle 128 innerhalb des angehobenen
konkaven Verbindungsbereichs 122, in welche die Zungen 138 positioniert
werden. Die Sandwichverbindungsparameter zwischen den vorderen und
hinteren Elementen 130, 120 und die entsprechende
Dicke der ausgewählten
Zungen 138 und Kanäle 128 halten
die Zungen 138 in den Kanälen 128. Die radiale
Form der Kanäle 128 schränkt somit
die Drehfreiheit der Zungen 138 ein, um sich im Verhältnis zum
hinteren Element 120 zu drehen. Es versteht sich, dass
die radialen Abmessungen der Kanäle 128 und
Zungen 138 angepasst werden können, um die Drehfreiheit zu
erhöhen
oder zu verringern.
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Die
zweite eingeschränkte
transversale Neigungsfreiheit entspricht einer Freiheit zum seitlichen Neigen
(eine Seite Anheben und die andere Seite Absenken) des vorderen
Elements 130 im Verhältnis zum
hinteren Element 120. Diese Freiheitsform ist im Allgemeinen
ebenfalls den Verbindungen konkav-konvexer Art eigen, bei denen
die konkaven und konvexen Krümmungen
im Wesentlichen übereinstimmen
oder einander entsprechen. Um jedoch die Freiheit auf nur 10 Grad
in jede seitliche Richtung einzuschränken, sind der Durchmesser
der Vertiefung 126 des vorderen Elements und des Verbindungsstücks 140 spezifisch
dimensioniert und ausgestaltet, um die Neigungsfreiheit über die
gewünschten Parameter
hinaus zu behindern. Die Dicke der Struktur aus Zunge 138 und
Kanal 128 kann ebenfalls spezifisch ausgestaltet sein,
um mit den Sandwichverbindungsparametern des Verbindungsstücks 140 übereinzustimmen,
um die seitliche Freiheit auf die ausgewählten Parameter einzuschränken. Es
versteht sich, dass die Dicken und Krümmungen geändert werden können, um
die transversale Neigungsfreiheit zu erhöhen oder zu verringern.
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Die
dritte eingeschränkte
sagittale Neigungsfreiheit entspricht einem senkrechten Neigen des vorderen
Elements 130 im Verhältnis
zu dem hinteren Element 120. Diese Freiheitsform ist im
Allgemeinen ebenfalls den Verbindungen konkav-konvexer Art eigen,
bei denen die konkaven und konvexen Krümmungen im Wesentlichen übereinstimmen
oder einander entsprechen. Die dritte eingeschränkte sagittale Neigungsfreiheit
ist unidirektional. Um jedoch die Freiheit auf nur eine Richtung
und nur auf spezifische Winkel innerhalb dieser Richtung einzuschränken, werden
Gestalt und Durchmesser der Vorderelementvertiefung 126,
die auf das Verbindungsstück 140 abgestimmt
sind, spezifisch bemessen und gestaltet, um die Neigungsfreiheit über die
gewünschten
Parameter hinaus zu behindern. Um die unidirektional eingeschränkte Freiheit
auszuüben,
wird die Vorderelementvertiefung 126 geringfügig nach
unten versetzt, wodurch der obere Abschnitt der Vorderelementvertiefung 126 direkt
gegen das Verbindungsstück 140 positioniert
wird und nur die gewünschte Anwinkelung
nach unten ermöglicht
wird. Dieser geringfügige
Versatz ist am besten in der Profilansicht aus 6A und
der Vorderansicht aus 7 abgebildet und bezeichnet.
Die Dicke der Struktur aus Zunge 138 und Kanal 128 kann
ebenfalls spezifisch ausgestaltet sein, um mit den Sandwichverbindungsparametern
des Verbindungsstücks 140 übereinzustimmen,
um die seitliche Freiheit auf die ausgewählten Parameter einzuschränken. Es
versteht sich, dass die Dicken, Krümmungen und Versätze geändert werden
können,
um die transversale Neigungsfreiheit zu erhöhen oder zu verringern.
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Es
werden diverse andere Ausführungsformen
in Betracht gezogen, zu denen Voll- oder Teilkombinationen der oben
beschriebenen Ausführungsformen
gehören.
Diverse zusätzliche
Bestandteile und/oder Materialien können zusammen mit den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung verwendet werden.