DE60107152T2

DE60107152T2 - Laufbandeinrichtung

Info

Publication number: DE60107152T2
Application number: DE60107152T
Authority: DE
Inventors: Simo Mäenpää
Original assignee: Tunturi Ltd Oy
Current assignee: Tunturi Ltd Oy
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: US20030004035A1; FI112604B; FI20001624A; ES2231417T3; ATE282461T1; EP1170037A2; DE60107152D1; US7465256B2; FI20001624A0; EP1170037A3; EP1170037B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufbandanordnung, die ein Laufband und auch einen Sender, der mit einem Benutzer des Laufbandes zu verbinden ist und der zur Übermittlung eines elektronischen Signals angeordnet ist, zumindest einen Empfänger, der in Verbindung mit dem Laufband zum Empfangen des durch den Sender übermittelnden Signals angeordnet ist, eine Vorrichtung zur Verarbeitung des Signals, und eine Vorrichtung zur Generierung von Informationen, die zum Empfangen der aus der Signalverarbeitungsvorrichtung ankommenden Informationen und zur Generierung von Positionsdaten des Benutzers und/oder Steuerformationen von diesen angeordnet ist, aufweist. Die Erfindungsbeschreibung konzentriert sich auf ein motorisiertes Laufband fürs Training, aber die Erfindung kann auch auf andere Einrichtungen angewendet werden, die auf demselben Prinzip operieren. In diesem Zusammenhang soll unter "Laufband" im weiteren Sinn für beide Menschen und Tiere beabsichtigte Vorrichtungen mit einer Rolloberfläche verstehen werden, wie ein Gehband. Die Laufbandanordnung umfasst ein Laufband und dazugehörende Peripheriegeräte, wie ein Computer.
Typische Laufbänder bestehen aus einem in einem Gehäuse installierten laufenden Band, dessen Laufgeschwindigkeit und Neigungswinkel den Bedürfnissen des Benutzers angepasst werden können. Diese Parameter werden typisch manuell oder mittels Software angepasst. Die manuelle Anpassung ist problematisch besonders während der Benutzung, weil sie die Leistung des Benutzers stört oder einen Assistenten erfordert. Die Anpassung mittels Software wird typisch mit einer Vielfalt von vorwählbaren Programmen ausgeführt, die die Parameter des Laufbandes als Zeitfunktion anpassen. Die Anpassung mittels Software braucht keine Messungen vom Benutzer während der Leistung, aber sie reagiert auch nicht unbedingt auf die Leistung des Benutzers auf dem Laufband, mit Ausnahme der von einem Pulsmonitor erhaltenen Informationen, mit denen das Laufband während der Leistung des Benutzers angepasst werden kann.
Eine interaktivere Anpassung würde erreicht werden, wenn die Steuerung zusätzlich zur Pulsinformationen beispielsweise die Positionsdaten des Benutzers auf dem Laufband benutzen könnte. Mittels der Position könnten die Laufbandparameter der Leistung des Benutzers angepasst werden. Zum Beispiel eine kontinuierliche Bewegung des Benutzers auf den Endteil des Laufbandes kann deuten, dass der Benutzer ermüdet ist und dass die Laufgeschwindigkeit des Laufbandes reduziert werden sollte. Die Positionsdaten ermöglichen nicht nur die Steuerung des Laufbands sondern auch die der Parameter der Peripheriegeräte, wie ein Computer, eine Spielkonsole, ein Mobiltelefon, ein Kommunikator, usw. Wahrscheinlich wird die Benutzung dieser Peripheriegeräte in Zukunft zunehmen, wenn man neue Anwendungen, wie eine virtuelle Welt und eine Spielwelt, in Verbindung mit dem Laufband erwünscht.
Einige mit der Bestimmung der Positionsdaten des Benutzers vergleichbare Systeme sind bekannt in Zusammenhang mit Laufbändern. Eine grobe Bestimmung der Position des Benutzers wird z.B. durch ein photoelektrisches Zellsystem ausgeführt, in dem an vorherbestimmten Stellen angeordnete Lichtquellen und ihre Gegenstücke entdecken, dass sich der Fuß des Benutzers auf den Weg eines Lichtstrahls bewegt hat. 1 zeigt diese Lokalisierung und ihre Darstellung als Zeitfunktion. Ein Nachteil dieses Systems ist die Diskretheit des Verfahrens: das photoelektrische Zellsystem erlaubt nur die Entdeckung der Position des Benutzers an vorherbestimmten Stellen abhängig von der Aufstellung der Lichtquellen. Somit ist das Lokalisierungsverfahren nicht ausreichend für fortgeschrittenere Steuereinrichtungen, z.B. für die Verbindung mit der virtuellen Welt, welche einen kontinuierlichen Positionsdatenfluss erfordert. Die Aufstellung einer Vielfalt von Lichtquellen erhöht die Lokalisierungsgenauigkeit bis zu einem gewissen Grade, aber dies macht das System schwer und die Anordnung teurer. Ein System ist auch entwickelt worden (von Dr. G. Coen, E. Luhn, D. Oberhoff, Düsseldorf, Deutschland), in dem den Abstand des Benutzers vom Vorderrand des Laufbandes durch die Benutzung von Phasenunterschieden der Schallreflexion bestimmt wird. Diese Anordnung erfordert aber auch die Installierung von teuren Zusatzgeräten in der vorhandenen Laufbandanordnung. Ein anderes Beispiel der Laufbandanordnung wird in US-A 6033344 geschrieben.
Dieser Erfindung bezweckt, eine Anordnung so zu schaffen, dass das Laufband und dazugehörende Peripheriegeräte durch die Anwendung von kontinuierlichen Positionsdaten über den Benutzer gesteuert werden können. Die Anordnung kann einfach und wirtschaftlich unter Verwendung der an das Laufband vorher befestigten Geräte ausgeführt werden. Dies wird durch die Laufbandanordnung nach den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches erreicht. Die erfindungsgemäße Laufbandanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Generierung von Informationen angeordnet ist, Positionsdaten des Benutzers nen angeordnet ist, Positionsdaten des Benutzers aufgrund der Stärke des empfangenen Signals zu generieren.
Die wesentliche Idee der Erfindung ist, dass die Laufbandanordnung teilweise aufgrund der Position des Laufbandbenutzers gesteuert wird und dass bestimmte Positionsdaten aus dem elektromagnetischen Signal generiert werden, das das mit dem Benutzer verbundene Gerät übermittelt hat.
Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung sind eine aktive Reagierung auf die Leistung des Benutzers, eine präzise und kontinuierliche Lokalisierung des Benutzers, eine einfache Ausführung und die Anwendbarkeit in Zusammenhang mit zukünftigen interaktiven Lösungen. Das System kann vorhandene mit dem Laufband verknüpfte Zusatzgeräte, wie ein Pulsmeter, benutzen, was Kostenersparnisse bringt und neue Anwendungen für bekannte Geräte bereitstellt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
1 zeigt als Zeitfunktion die bekannte, diskrete Lokalisierung mit photoelektrischen Zellen,
2 zeigt als Zeitfunktion eine mit einem elektromagnetischen Feld generierte kontinuierliche Lokalisierung nach der erfindungsgemäßen Anordnung;
3 zeigt das Prinzip der erfindungsgemäßen Anordnung; und
4 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
Die vorbekannte Technik darstellende 1 zeigt ein Laufband 1 und einen Benutzer 2 sowie als auch an den Randen des Laufbandes installierte Lichtquellen 3 und 4. Die Lichtquellen sind so aufgestellt, dass ihre Gegenstücke auf dem Weg des Lichtstrahles erscheinende Hindernisse entdecken. Die Figur zeigt, dass Positionsdaten über den Läufer nur in den Zeitpunkten t_1,2,3 vorhanden sind, wenn der Läufer auf den Weg des Lichtstrahles fällt. Falls die Lichtquellen nicht in kurzen Abständen an den Randen des Laufbandes angeordnet sind, ist es nicht möglich zu wissen, in welche Richtung der Läufer vom Lichtstrahl, der den Läufer getroffen hat, bewegen wird. Die Figur zeigt nur das System, das die Längsbewegung auf dem Laufband lokalisiert.
2 zeigt ein Lokalisierungsverfahren der erfindungsgemäßen Laufbandanordnung, in dem eine ein elektromagnetisches Feld gene rierende Signalquelle 23 am Läufer 22 und eine Signalempfänger 25 in Verbindung mit dem Laufband angeordnet sind. Aufgrund der Stärke des empfangenen Signals, also in der Praxis aufgrund der Feldintensität, kann den Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger auf eine bekannte Weise bestimmt werden. Wenn der Empfänger am Ende des Laufbandes angeordnet ist, kann die Bewegung des Benutzers in der Längsrichtung des Laufbandes entdeckt werden. Falls eine besonders präzise Lokalisierung erforderlich ist, kann das Laufband mit einer Vielfalt von Signalempfängern ausgestattet werden, wobei die von verschiedenen Empfängern gemessenen Feldintensitäten berücksichtigt werden. Die Empfänger können auf verschiedenen Seiten des Laufbandes angeordnet werden, was die Reagierung auf die Längsbewegungen und Querbewegungen des Bandes ermöglicht. Die beiden Empfänger können auch auf den parallelen Seiten oder auf einer Seite des Laufbandes angeordnet werden, wobei sie vorteilhaft deutlich auseinander sein sollen (20 bis 120 cm). Verschiedene Aufstellungen der Empfänger erlauben das Richten des Hauptgewichtes auf die Bewegungsrichtung, die das Wesentlichste in Bezug auf die jeweilige Anwendung ist.
3 illustriert das Prinzip der erfindungsgemäßen Anordnung als Blockdiagramm. Ein mit dem Läufer verbundene Sender 31 übermittelt ein Signal 30 als ein elektromagnetisches Feld zu einem Empfänger 32. Das Signal ist verändert und zu einem Mikroprozessor 34 übermittelt, der Positionsdaten 39 und/oder Steuerinformationen 8 aufgrund der aus Feldintensität erhaltenen Abstandinformationen generiert.
4 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, in der ein Pulsmeter als Sender und Empfänger benutzt wird. In der Figur zieht der Läufer auf dem Laufband 51 einen als Sender 52 eines Signals funktionierenden Gurt des Pulsmeters an. Zum Beispiel die folgende Marken sind als Pulsmeter anwendbar: Polar, Sigma, Sport oder Cariosport. Die Übermittlungsfrequenz des Signals 40 kann beispielweise 5 KHZ +/– 10% sein. Ein am Laufband fest angeordnet Empfänger 42, also der Empfängerteil des Pulsmeters Polar PCBA RX2000 oder RmoD1, empfängt das Signal 40. Die Stärkedaten des empfangenen Signals 40 werden vom Messpunkt des Empfängers oder direkt von der Spule des Empfängers erhalten. Aufgrund dieser Stärkedaten kann den Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger in eine bekannte Weise bestimmt werden. Bei der Signalverarbeitung wird das Signal verstärkt 43, gefiltert 44 und umsetzt 45. Der Mikroprozessor 46 bestimmt die Positionsdaten 49, die zu einem Computer roprozessor 46 bestimmt die Positionsdaten 49, die zu einem Computer oder einer Spielkonsole 50 zu übermitteln sind, und/oder verändert die Steuerinformationen 48, die zur Laufbandsteuerung zu übermitteln sind. Die Laufbandsteuerung kann die Anpassung der Laufgeschwindigkeit des Bandes durch einen Laufbandmotor 53 oder die Anpassung der Neigungswinkel durch einen Aufzugsmotor 54 aufweisen. Gleichzeitig können die Pulsinformationen der trainierenden Person im beschriebenen System enthalten sein.
Einem Fachmann ist es selbstverständlich, dass als die Technologie sich entwickelt, kann die erfindungsgemäße Grundidee in verschiedenen Weisen ausgeführt werden. Demnach sind die Erfindung und ihre Ausführungsformen nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern sie im Rahmen der Patentansprüche variieren können.

Claims

Laufbandanordnung, die ein Laufband und auch einen Sender (31, 52), der mit einem Benutzer des Laufbandes zu verbinden ist und der zur Übermittlung eines elektronischen Signals (30, 40) angeordnet ist und der einen Teil eines Pulsmonitors oder eines Pulsmessungssystems bildet, zumindest einen Empfänger (32, 42), der in Verbindung mit dem Laufband zum Empfangen des durch den Sender (31, 52) übermittelnden Signals (30, 40) angeordnet ist, eine Vorrichtung (33, 43, 44, 45) zur Verarbeitung des Signals, und eine Vorrichtung zur Generierung (34, 46) von Informationen, die zum Empfangen der aus der Signalverarbeitungsvorrichtung (33, 43, 44, 45) ankommenden Informationen angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Generierung (34, 46) von Informationen angeordnet ist, Positionsdaten (39, 49) des Benutzers aufgrund der Stärke des empfangenen Signals zu generieren.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehrere Empfänger (32, 42) aufweist, die auf zwei unterschiedlichen Seiten des Laufbandes (51) oder deutlich auseinander angeordnet sind.