DE202013001081U1 - Vorrichtung zur Bewegungsstimulation - Google Patents

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Abstract

Trainingsgerät für untere und obere Extremitäten mit vorgegebener Bewegungsbahn durch einen Antrieb (3) wahlweise in zweidimensionaler oder dreidimensionaler Ausrichtung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gebersystem/Messsensoren (16) vorgesehen ist, über das der Benutzer erkennt, ob er der vorgegebenen Bewegung exakt folgt. Wahlweise kann die vorgegebene Bewegungsbahn mit stochastischen oder sinusförmigen Vibrationen von 4 bis 55 Hz beaufschlagt werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Trainingsgerät gemäß dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
  • Derartige bekannte Trainingsgeräte sind beispielsweise mit Pedalen ausgestattet, die über einen Motor angesteuert werden und den Benutzern zur Bewegung der unteren Extremitäten verhelfen. Diese Bewegung entspricht der Bewegung des Fahrradfahrens. Auch sind Trainingsgeräte bekannt, die motorgesteuert eine Auf- und Abbewegung ähnlich eines Steppers aufweisen. Diese bekannten Trainingsgeräte wirken zweidimensional.
  • Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Trainingsgerät dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Bewegungsabläufe dreidimensional wirken, damit die Gelenke umfassend mit Trainingsreizen versehen werden und für die oberen und unteren Extremitäten eingesetzt werden können und mit sinusförmigen und stochastischen Vibrationen beaufschlagt werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Das erfindungsgemäße Trainingsgerät zeichnet sich durch einen funktionsgerechten und insbesondere auf Therapievorgaben angepassten Aufbau aus. Die vorgegebenen Bewegungen stimulieren den Benutzer muskulär und neuronal. Die Bewegungen können in der Geschwindigkeit an den Benutzer angepasst werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät wird der Benutzer stimuliert, Bewegungen wieder zu erlernen und Beweglichkeit zu fördern. Um dies noch zu intensivieren, kann die Bewegung mit Vibration beaufschlagt werden, um die Muskelaktivität zu erhöhen.
  • Das erfindungsgemäße Trainingsgerät enthält Vorrichtungen wahlweise je nach Indikation für die oberen oder unteren Extremitäten. Es kann somit zielgerichtet eingesetzt werden.
  • Ferner ist das Trainingsgerät mit einer Messelektronik mit Display versehen, die es ermöglicht, die Gegenbewegungen des Benutzers gegen die vorgegebenen Bewegungen, die stufenlos in der Geschwindigkeit einstellbar sind, zu messen und über den Bildschirm als Ergebnis darzustellen. Die ermittelten Werte entstehen, wenn der Benutzer den vorgegebenen Bewegungen nicht folgt, diesen entgegenwirkt oder umgekehrt die vorgegebenen Bewegungen beschleunigen möchte.
  • Um neben der orthopädischen Wirkung auch eine neurologische Wirkung zu erzeugen, ist die Exzenterstange (4) mit einem nachgiebigem Element, vorzugsweise aus Gummi, versehen. Dieses elastische Element wird komprimiert, wenn der Benutzer der Vorgabe nicht richtig folgt und dehnt sich danach wieder aus und gibt somit einen stochastischen Feedbackimpuls in die Bewegung (8). Dieser stochastische Feedbackimpuls wird vom Nervensystem des Benutzers wahrgenommen, und die an der Bewegung beteiligten Nervenzellen reagieren unwillkürlich mit entsprechenden ausgleichenden Gegenreaktionen. Durch den zufälligen und nicht gleichförmigen Charakter dieser stochastischen Feedbackimpulse, die als Störgröße die eigentlichen gleichförmigen Bewegungsimpulse der Bewegung (8) sozusagen verrauschen, erfolgt eine kurzfristige Quasi-Resonanz mit dem stochastischem Verhalten der an den Bewegungen beteiligten Nervenzellen. Dadurch entsteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass eine Überschreitung der jeweiligen Funktionsschwelle der in der Bewegung beteiligten Nervenzellen entsteht und somit Bewegungsreize als Gegenreaktion ausgelöst werden. Grundlage für dieses Verhalten ist die stochastische Resonanz als elementare Funktion im Nervensystem des Menschen.
  • Die Erzeugung der stochastischen Vibration erfolgt über einen im Chassis (2) angeordneten Kontakt (22), der optisch oder mechanisch ausgebildet ist. Dieses Kontaktmodul (22) wird durch die jeweilige eingestellte Frequenz des Vibrationsmoduls (6) in instabile Resonanzschwingungen versetzt, die den Kontakt im Kontaktmodul (22) schließen und öffnen und dadurch die Motordrehzahl des Vibrationsmoduls (6) verändern. Wann sich der Kontakt öffnet oder schließt ist nicht vorhersehbar, so dass eine stochastische Vibration entsteht.
  • Besondere Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Trainingsgerätes angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten besonderen Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne dass insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen
  • 1 Ein therapeutisches Gerät mit Getriebemotor (3), der eine Stimulationsplatte (11) über Exzenter (4) antreibt und Vibrationsmodul (6), das die Stimulationsplatte (11) mit Vibration beaufschlagt, mit Vorrichtungen für die unteren und oberen Extremitäten (13 und 14).
  • 2 Ein therapeutisches Gerät mit Getriebemotor (3), der eine Stimulationsplatte (11) über Exzenter (4) antreibt und Vibrationsmodul (6), das die Stimulationsplatte (11) mit Vibration beaufschlagt in schrägstehender Ausführung, wobei die Schrägstellung stufenlos einstellbar (19) ist, mit Vorrichtungen für die unteren und oberen Extremitäten (13 und 14). Das Drehrohr (5) ist bei dieser Ausführung rechtwinklig im Chassis (2) angeordnet.
  • 3 Zeigt das Gerät in der Draufsicht
  • 1 zeigt schematisch das Trainingsgerät, welches für Bewegungsstimulation von Benutzern ausgebildet ist und ein Gehäusechassis (2) aufweist. Das Gehäusechassis (2) enthält alle wesentlichen Elemente. Das Drehrohr (5), das sich gemäß Doppelpfeil (8) bewegt, schwenkt entsprechend die Stimulationsplatte (11). Die Schwenkbewegung gemäß Doppelpfeil (8) wird von dem Getriebemotor (3) angetrieben. Der Benutzer legt die Füße auf die Stimulationsplatte (11), die durch die Fersenhalter (13) fixiert werden. Für eine indikationsbezogene Bewegung kann die Stimulationsplatte (11) über das Gelenk (9) stufenlos im Neigungswinkel (12) verstellt werden. In der Exzenterstange (4), die das Drehrohr (5) antreibt, sind Messsensoren, vorzugsweise Dehnungsmessstreifen (16), integriert um zu messen, ob der Benutzer abbremst, beschleunigt oder exakt der vorgegebenen Bewegung folgt. Die wahlweise Auswertung erfolgt über die Messelektronik (17) und wird über das Display (18) zur Anzeige gebracht. Um die Trainingsreize des Benutzers noch zu verstärken, kann die Bewegung mit stufenlos einstellbaren Vibrationen von 4 bis 55 Hz über das Vibrationsmodul (6) beaufschlagt werden, wahlweise sinusförmig oder stochastisch. Durch die Schrägstellung des Drehrohrs (5) entsteht eine dreidimensionale Bewegung an der Stimulationsplatte (11). Dies wirkt dreidimensional auf Fußgelenk, Kniegelenk und Hüftgelenk des Benutzers im Bereich der unteren Extremitäten und entsprechend im Handgelenk, Armgelenk, Schultergelenk und Rücken in den oberen Extremitäten durch Anfassen der drehbare gelagerten Griffkugeln (14). Die Griffkugeln (14) können alternativ auch als verstellbarer Handgriff ausgebildet sein.
  • Für die Stimulation der oberen Extremitäten wird das Trainingsgerät auf einen Tisch gestellt oder mittels Vorrichtung an einer Sprossenwand in der gewünschten Höhe befestigt. Sprossenwände gehören zur Grundausstattung einer Therapiepraxis.
  • Für spezifische Indikationen ist die Gerätevariante wie in 2 gezeigt. Das Drehrohr (5) ist nicht schräg angeordnet, sondern kann mittels des ausklappbaren Gerätefußes (1) stufenlos entsprechend Pfeil (19) von zweidimensional bis dreidimensional eingestellt werden. Das Gerät in 2 unterscheidet sich von 1 in der Schrägstellung des Chassis (2) und im rechtwinkligen Einbau des Drehrohres (5).
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gerätefuß
    2
    Gehäusechassis
    3
    Getriebemotor
    4
    Exzenterstange
    5
    Drehrohr
    6
    Vibrationsmodul
    7
    Lagerung
    8
    Bewegungspfeil
    9
    Gelenk
    10
    Verbindungselement zur Stimulationsplatte
    11
    Stimulationsplatte
    12
    Neigungswinkel
    13
    Fersenhalter
    14
    Griffkugeln
    15
    Bewegungspfeil
    16
    Messsensoren
    17
    Modul für Auswertung
    18
    Display
    19
    Bewegungspfeil
    20
    Mechanischer oder optoelektronischer Kontakt
    21
    Elastische Element
    22
    Kontaktmodul

Claims (9)

  1. Trainingsgerät für untere und obere Extremitäten mit vorgegebener Bewegungsbahn durch einen Antrieb (3) wahlweise in zweidimensionaler oder dreidimensionaler Ausrichtung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gebersystem/Messsensoren (16) vorgesehen ist, über das der Benutzer erkennt, ob er der vorgegebenen Bewegung exakt folgt. Wahlweise kann die vorgegebene Bewegungsbahn mit stochastischen oder sinusförmigen Vibrationen von 4 bis 55 Hz beaufschlagt werden.
  2. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrohr (5) wie in 1 schräg angeordnet ist, vorzugsweise um 45°.
  3. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehrohr (5) wie in 2 im rechten Winkel angeordnet ist und die Schräglage des Drehrohrs (5) im Winkel stufenlos mittels ausklappbaren Gerätefüßen (1) entsprechend Pfeil (19) ausgerichtet werden kann.
  4. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass Messsensoren (16) in der Exzenterstange (4) integriert sind, vorzugsweise Dehnungsmessstreifen, um die Kraft der Drehbewegung gemäß Doppelpfeil (8) zu messen
  5. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass in das Trainingsgerät ein Vibrationsmodul (6) integriert ist, in Exzentertechnik oder nach dem Unwuchtprinzip arbeitet und die Vibration auf die Stimulationsplatte (11) überträgt.
  6. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung gemäß Doppelpfeil (8) wahlweise mittels einstellbarem Endschalter erfolgt, die Drehrichtung des Getriebemotors wechselseitig schaltet, die Endschalter stufenlos einstellbar sind, um auch asymmetrische Bewegung (8) zu ermöglichen.
  7. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Griffkugeln (14) stufenlos oder über Rasterpositionen gemäß Doppelpfeil (15) in 3 indikationsbezogen eingestellt werden können.
  8. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulationsplatte (11) stufenlos oder über Rasterpositionen gemäß Doppelpfeil (12) eingestellt werden kann.
  9. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass ein mechanischer oder optoelektronischer Kontakt (20) in Resonanzschwingungen versetzt wird und die sinusförmigen Schwingungen des Vibrationsmoduls (6) nach dem Zufallsprinzip kurzzeitig unterbricht, wodurch Sinusschwingungen ganz oder teilweise nicht ausgeführt werden und eine stochastische Schwingung entsteht.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105727507A (zh) * 2016-04-29 2016-07-06 徐峰 适用于儿童的回转式自行车骑行智能模拟系统
CN109806111A (zh) * 2019-03-03 2019-05-28 张秀丽 一种医用神经外科术后康复恢复护理装置
CN109846674A (zh) * 2019-03-15 2019-06-07 泰山医学院 一种用于下肢康复的自动康复器械
CN110179633A (zh) * 2019-06-24 2019-08-30 深圳睿瀚医疗科技有限公司 上肢一体化康复训练装置
CN114504764A (zh) * 2022-02-15 2022-05-17 运城职业技术大学 一种正弦辊筒式体育健身装置

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