DE9017709U1 - Device for automatic gait analysis - Google Patents

Device for automatic gait analysis

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Description

DE-P 40 27 317.2-35 S 20.059 P-DEDE-P 40 27 317.2-35 S 20.059 P-DE

Brunner & Zech Medizintechnik (19.06.1991/sä/st)Brunner & Zech Medical Technology (19.06.1991/sä/st)

VORRICHTUNG ZUR AUTOMATISCHEN GANGANALYSEDEVICE FOR AUTOMATIC GAGE ANALYSIS

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Ganganalyse gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The present invention relates to a device for automatic gait analysis according to the preamble of the main claim.

Vorrichtungen zur Erfassung von Kräften und Kraftverteilungen sind an sich bekannt (DE-36 42 088 C2 und DE-25 29 475 C3).Devices for measuring forces and force distributions are known per se (DE-36 42 088 C2 and DE-25 29 475 C3).

Ferner ist bereits eine Vorrichtung zur Messung von Scherkräften bekannt (EP-O 331 769 A1).Furthermore, a device for measuring shear forces is already known (EP-O 331 769 A1).

Alle diese bekannten Vorrichtungen können als Plattformen zur biomechanischen Ganganalyse eingesetzt werden, bei der der Gang eines beliebigen Lebewesens untersucht und analysiert wird. Hierbei besteht aber der Nachteil, daß immer nur ein einziger Schritt und ein einzelner Abrollvorgang aufgenommen werden kann.All of these known devices can be used as platforms for biomechanical gait analysis, in which the gait of any living being is examined and analyzed. However, this has the disadvantage that only a single step and a single rolling motion can be recorded.

Um ein natürliches Gangverhalten zu erhalten, ist es dagegen notwendig, den Gang über eine längere Zeit aufzunehmen. Wird nur ein einzelner Schritt aufgezeichnet, so muß die Meßperson einen großen Anlauf nehmen. Hierbei ist das Treffen der Meßplattform mit den Füßen ein weiteres Problem.In order to obtain a natural gait, however, it is necessary to record the gait over a longer period of time. If only a single step is recorded, the person being measured must take a long run-up. Another problem here is hitting the measuring platform with the feet.

Ferner wird eine Meßvorrichtung als bekannt beschrieben, bei der ein Laufband über eine Meßplattform gezogen wird und somit eine fortlaufende Erfassung von Kräften möglich wird. (R. Kram und A.J. Powell: "A treadmill-mounted force platform" in "J. Appl. Physiol. 67(4): 1692-1698 (1989).Furthermore, a measuring device is described as known in which a treadmill is pulled over a measuring platform, thus enabling continuous recording of forces. (R. Kram and A.J. Powell: "A treadmill-mounted force platform" in "J. Appl. Physiol. 67(4): 1692-1698 (1989).

Diese bekannte Vorrichtung ermöglicht jedoch nur eine Erfassung der Vertikalkräfte, nicht jedoch der Horizontal- bzw. der Scherkräfte.However, this known device only allows the detection of vertical forces, but not horizontal or shear forces.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist bekannt (US-Z:Journal of Appl. Physiol., 67 Heft 4) und weist ein endlos umlaufendes Laufband auf. Die Vorrichtung weist ferner eine Kraftmeßplatte zur ausschließlichen Messung vertikaler Kräfte auf, die unter dem Laufband angeordnet ist. Da sich das Laufband relativ zu der Kraftmeßplatte bewegt, ist es jedoch nicht möglich, mit dieser Anordnung horizontale Kräfte zu messen.A device of this type is known (US-Z: Journal of Appl. Physiol., 67 Issue 4) and has a continuously rotating treadmill. The device also has a force plate for measuring vertical forces exclusively, which is arranged under the treadmill. Since the treadmill moves relative to the force plate, it is not possible to measure horizontal forces with this arrangement.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt (WO 89/11 246 A1), die zur automatischen Ganganalyse eine Vielzahl vertikal verschieb!iche Lamellen aufweist, die in einer Grube parallel zueinander angeordnet und zur Messung vertikaler Kräfte ausgelegt. Auch mit dieser bekannten Vorrichtung die zwar eine Auswerteeinheit, nicht aber ein endlos umlaufendes Laufband aufweist, ist es möglich, den Ort, die Einwirkungsdauer und die Vertikalkraft eines Fuß- oder Hufauftritts zu messen. Nachteilig an dieser bekannten Vorrichtung ist die mangelnde Eignung, auch horizontal wirkende Kräfte zu bestimmen und daß aufgrund des mangelnden Laufbandes eine kontinuierliche Messung nicht möglich ist.A device is also known (WO 89/11 246 A1) which has a large number of vertically movable slats for automatic gait analysis, which are arranged parallel to one another in a pit and designed to measure vertical forces. This known device, which has an evaluation unit but not an endlessly rotating treadmill, also makes it possible to measure the location, duration of action and vertical force of a foot or hoof strike. The disadvantage of this known device is its lack of suitability for determining horizontally acting forces and that continuous measurement is not possible due to the lack of a treadmill.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Obergriff des Hauptanspruchs bereitzustellen, mit der eine möglichst genaue Erfassung aller beim natürlichen Gang auftretenden vertikal- sowie horizontale Kräfte sowie deren Auswirkungen möglich ist, wobei es möglich sein soll, daß die Analyse über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden kann.The invention is therefore based on the object of providing a device according to the preamble of the main claim, with which it is possible to record as accurately as possible all vertical and horizontal forces occurring during natural walking and their effects, whereby it should be possible for the analysis to be carried out over a longer period of time.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention in a generic device according to the preamble of the main claim by its characterizing features.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Ganganalyse über eine längere Zeit möglich, da ein Laufband verwendet wird. Dieses weist geeignete Lamellen auf, die einen Sensorteil zur Erfassung der Gangdaten haben. Dieser ist derart ausgelegt, daß sowohl horizontal als auch vertikal Kräfte gemessen werden können. Die Lamellen, die für eine ausreichende Elastizität des Laufbandes sorgen, ermöglichen somit mit ihrem Sensorteil die möglichst genaue Erfassung der Gangdaten. Die erfaßten Gangdaten werden über eine Übertragungseinrichtung an eine Auswerteeinheit Übermitteelt. Somit wird eine Vorrichtung geschaffen, welche fortlaufend die Bodenreaktionskräfte eines im Gang befindlichen Lebewesens erfassen und auswerten kann.With the device according to the invention, a gait analysis over a longer period of time is possible because a treadmill is used. This has suitable slats that have a sensor part for recording the gait data. This is designed in such a way that both horizontal and vertical forces can be measured. The slats, which ensure sufficient elasticity of the treadmill, thus enable the gait data to be recorded as accurately as possible with their sensor part. The recorded gait data is transmitted to an evaluation unit via a transmission device. This creates a device that can continuously record and evaluate the ground reaction forces of a living being that is walking.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist jeder Sensorteil einen Sensor für Horizontalkräfte und einen Sensor für Vertikalkräfte auf. Beide Arten von Sensoren sind notwendig, um die genaue Verteilung der Bodenreaktionskräfte aufzunehmen.In a preferred embodiment of the invention, each sensor part has a sensor for horizontal forces and a sensor for vertical forces. Both types of sensors are necessary to record the exact distribution of the ground reaction forces.

(weiter auf Seite 3 der ursprünglich eingereichten Unterlagen )(continued on page 3 of the originally submitted documents)

Der Sensor für Vertikalkräfte ist bevorzugt in Form eines Kraftverteilungssensors aufgebaut, damit die genaue Verteilung der Vertikalc kräfte beim Auftreten aufgenommen werden kann.The sensor for vertical forces is preferably designed in the form of a force distribution sensor so that the exact distribution of the vertical forces can be recorded when they occur.

Alternativ zu einem Kraftverteilungssensor kann eine Lamelle eine auf vorzugsweise vier Sensoren aufliegende feste Platte aufweisen. Hierdurch ist es möglich, neben dem Verlauf der Gesamthorizontal- und Vertikalin kraft den jeweiligen Kraftangriffspunkt zu bestimmen.As an alternative to a force distribution sensor, a slat can have a fixed plate resting on preferably four sensors. This makes it possible to determine the respective force application point in addition to the course of the overall horizontal and vertical force.

Die Auswerteeinheit weist bevorzugt eine Speichereinheit auf, um die von der Übertragungseinrichtung gelieferten und übermittelten Gangdaten zwischenzuspeichern. Die Auswertung der aufgenommenen GangdatenThe evaluation unit preferably has a storage unit for temporarily storing the gait data supplied and transmitted by the transmission device. The evaluation of the recorded gait data

kann zum Teil erst nach Abschluß der Messung beginnen.
15can sometimes only begin after the measurement has been completed.
15

In einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Speichereinheit aus mehreren Speichereinrichtungen , die jeweils auf den Lamellen untergebracht sind und jeweils mit den Übertragungseinrichtungen verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform findet die A UIn a first particularly preferred embodiment, the storage unit consists of several storage devices, each of which is accommodated on the slats and each of which is connected to the transmission devices. In this embodiment, the A U

Zwischenspeicherung der aufgezeichneten Gangdaten auf jeder Lamelle selbst statt. Dies hat den Vorteil, daß die pro Lamelle nicht allzu umfangreichen Gangdaten zunächst gesammelt werden, um dann zu einem späteren Auslesezeitpunkt gesammelt ausgewiesen zu werden.The recorded gear data is temporarily stored on each slat. This has the advantage that the gear data, which is not too extensive per slat, is first collected and then displayed collectively at a later reading time.

Ein weiterer Vorteil liegt in der einfachen Realisierbarkeit einer 25Another advantage is the easy implementation of a 25

Ausleseanordnung für die Meßdaten, indem diese von zumindest einem stationären Empfänger, an dem sich die Lamellen fortlaufend vorbeibewegen, aufgenommen werden.Reading arrangement for the measurement data in which these are recorded by at least one stationary receiver, past which the slats continuously move.

In einer alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Speichereinheit stationär außerhalb des Laufbandes angeordnet. Diese Anordnung wiederum ist alternativ zu der vorstehend genannten und ermöglicht eine kontinuierliche Übermittlung der erfaßten Gangdaten an die Auswerte- bzw. Speichereinheit. Dadurch kann einIn an alternative, particularly preferred embodiment, the storage unit is arranged stationary outside the treadmill. This arrangement is an alternative to the one mentioned above and enables continuous transmission of the recorded gait data to the evaluation or storage unit. This enables a

Zwischenspeicher auf jeder einzelnen Lamelle eingespart werden.
35Buffer storage on each individual slat can be saved.
35

Jede Lamelle weist bevorzugt eine Empfangseinrichtung zum Empfang von Steuersignalen auf, die mit dem Sensorteil verbunden ist. Diese Einrichtung ist notwendig, um die einzelnen Lamellen in AbhängigkeitEach slat preferably has a receiving device for receiving control signals, which is connected to the sensor part. This device is necessary in order to control the individual slats depending on

r- von gewissen Informationen zu steuern. Dazu gehört die Einleitung der r- of certain information. This includes the initiation of the

Meßphase, die von außen erfolgen muß, sowie das Auslesen der Meßinformationen etc.Measuring phase, which must be carried out externally, as well as the reading of the measurement information, etc.

Die Empfangseinrichtung ist beispielsweise für den Empfang eines Startsignals eingerichtet, das den Sensorteil in Meßbereitschaft versetzt. Auf diese Weise ist es möglich, den Sensorteil zu einem bestimmten Zeitpunkt in Meßbereitschaft zu versetzen, und so den Anfang der Meßphase zu definieren.The receiving device is set up, for example, to receive a start signal that puts the sensor part in measurement readiness. In this way, it is possible to put the sensor part in measurement readiness at a specific point in time and thus define the start of the measurement phase.

Die Empfangseinrichtung kann aber auch für den Empfang eines 15The receiving device can also be used to receive a 15

Steuersignals eingerichtet sein, das die gewünschte Meßrate des Sensorteils einstellt. Die Rate bzw. Geschwindigkeit, mit der der Sensorteil die Meßdaten aufnimmt, stellt einen wichtigen Meßparameter dar. Die Rate kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Laufbandes eingestellt werden.A control signal must be set up that sets the desired measuring rate of the sensor part. The rate or speed at which the sensor part records the measurement data is an important measurement parameter. The rate can be set, for example, depending on the feed speed of the treadmill.

Ferner kann die Empfangseinrichtung im Falle der oben genannten ersten besonders bevorzugten Ausführungsform für den Empfang eines Auslesesignals eingerichtet sein, durch welches das Auslesen der von derFurthermore, in the case of the above-mentioned first particularly preferred embodiment, the receiving device can be set up to receive a readout signal by which the reading of the

Speichereinrichtung während der Meßphase gespeicherten Gangdaten 25Storage device for gear data stored during the measuring phase 25

in die Auswerteeinheit eingeleitet wird. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Ausgestaltung der oben genannten ersten besonders bevorzugten Ausführungsform, bei der die Meßdaten während der Meßphase zwischengespeichert werden und erst am Ende derselbenis introduced into the evaluation unit. This embodiment is an embodiment of the above-mentioned first particularly preferred embodiment, in which the measurement data are temporarily stored during the measurement phase and only at the end of the same

ausgelesen werden sollen. Das Auslesesignal definiert somit das Ende &ogr; &ugr;should be read out. The readout signal thus defines the end &ogr;&ugr;

der Meßphase und zugleich den Beginn des Auslesens der zwischengespeicherten Meßdaten. Die Meßdaten jeder einzelnen Lamelle werden somit nacheinander nach Empfang des Auslesesignals ausgelesen. Dies erleichtert den Aufbau der Auswerteeinheit, die sozusagen nurthe measuring phase and at the same time the start of reading out the temporarily stored measurement data. The measurement data of each individual slat are thus read out one after the other after receiving the readout signal. This facilitates the construction of the evaluation unit, which, so to speak, only

die Daten einer Lamelle zur Zeit empfängt.
35which receives data from one slat at a time.
35

In einer alternativen Ausführungsform zu der genannten ersten besonders bevorzugten Ausführungsform ist entlang der Meßstrecke eine ganze Reihe stationärer Empfänger für die Meßdaten angebracht. Gleichzeitig sind vorzugsweise die gleiche Anzahl von Vorrichtungen zur Übertragung von Steuersignalen zu den Lamellen vorgesehen. Das Steuersignal für die Lamellen ist im wesentlichen der Startimpuls zum Auslesen der Meßdaten. Die Speichereinrichtungen auf den Lamellen beinhalten nur einen Bruchteil der Speicherkapazität wie in der zuerst genannten Anordnung. Somit entspricht die bevorzugte Anzahl der Übertragungseinrichtungen für die Meßdaten und die Steuersignale entlang der Meßstrecke der Anzahl der Lamellen der Meßstrecke. Es werden daher die Meßdaten nur kurz in den Lamellen zwischengespeichert und nach Erreichen der jeweils nächsten Übertragungseinheit, z.B. nach 5 bis 10 cm, ausgelesen. Bevorzugt werden dabei die Meßdaten von einer gemeinsamen Auswerteeinheit verarbeitet. Zur Datenvorverarbeitung kann an jeder Übertragungseinheit ein Auswerteteil vorhanden sein. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt in der Verminderung der notwendigen Speicherkapazität auf den Lamellen und der damit erreichbaren niedrigen Ausleserate der Meßdaten.In an alternative embodiment to the first particularly preferred embodiment mentioned, a whole series of stationary receivers for the measurement data are installed along the measuring section. At the same time, the same number of devices for transmitting control signals to the slats are preferably provided. The control signal for the slats is essentially the start pulse for reading out the measurement data. The storage devices on the slats contain only a fraction of the storage capacity as in the first arrangement mentioned. Thus, the preferred number of transmission devices for the measurement data and the control signals along the measuring section corresponds to the number of slats in the measuring section. The measurement data are therefore only temporarily stored in the slats and read out after reaching the next transmission unit, e.g. after 5 to 10 cm. The measurement data are preferably processed by a common evaluation unit. An evaluation part can be present on each transmission unit for data preprocessing. The particular advantage of this arrangement lies in the reduction of the necessary storage capacity on the slats and the resulting low readout rate of the measurement data.

In der oben genannten alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform, die ohne Zwischenspeicherung arbeitet, kann die Übertragungseinrichtung so eingerichtet sein, daß sie während der Meßphase kontinuierlich die Gangdaten an die Auswerteeinheit übermittelt. Die permanente Übermittlung der Meßdaten kann über Schleifkontakte oder anders, beispielsweise über Lichtsignale, erfolgen. Bei der Übermittlung über Schleifkontakte werden die Meßdaten zunächst über Kabelverbindungen von Lamelle zu Lamelle durchgeschleift um an einer zentralen Stelle an die stationäre Auswerteeinrichtung übergeben zu werden. Es kann bei der genannten alternativen besonders bevorzugten Ausführungsform schon während der Meßphase ausgewertet werden, was die gesamte Analysenzeit verkürzt.In the above-mentioned alternative particularly preferred embodiment, which works without intermediate storage, the transmission device can be set up so that it continuously transmits the gear data to the evaluation unit during the measuring phase. The permanent transmission of the measurement data can take place via sliding contacts or in another way, for example via light signals. When transmitted via sliding contacts, the measurement data is first looped through from slat to slat via cable connections in order to be transferred to the stationary evaluation device at a central location. In the above-mentioned alternative particularly preferred embodiment, it can be evaluated during the measuring phase, which shortens the overall analysis time.

Es ist ferner bevorzugt, die Stromversorgung für die Lamellen durch einen Schleifkontakt zu bilden.It is also preferred to form the power supply for the slats by a sliding contact.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.Appropriate embodiments and further developments of the invention are characterized in the subclaims and further advantages, features and possible applications of the present invention emerge from the following description of embodiments in conjunction with the drawing.

Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßenFigure 1 shows an embodiment of the inventive

Vorrichtung mit den Lamellen in dem Laufband und mit der Anordnung einer Auswertevorrichtung;Device with the slats in the treadmill and with the arrangement of an evaluation device;

Figur 2 eine Lamelle mit vier rechtwinklig angeordnetenFigure 2 a lamella with four rectangularly arranged

Kraftsensoren und einer alternativen Kraftverteilungsmatrix als Ausschnitt aus dem Laufband in aufgebrochener Darstellung; undForce sensors and an alternative force distribution matrix as a section of the treadmill in a broken view; and

Figur 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in bestimmtenFigure 3 shows the device according to the invention in certain

Steuerphasen.tax phases.

Fig. 1 zeigt ein endlos umlaufendes Laufband 2 , das von zwei in einem bestimmten Abstand gelagerten und von zueinander parallelen RollenFig. 1 shows an endlessly rotating conveyor belt 2 , which is supported by two rollers that are mounted at a certain distance and parallel to each other.

1 geführt wird.1 is carried out.

Das Laufband 2 besteht aus mehreren untereinander verbundenen Lamellen 4, die in Form schmaler rechtwinkliger Profile vorliegen. Jede der Lamellen 4 weist einen Sensorteil 8 auf, der mindestens einen Sensor für die Vertikalkräfte 14 sowie einen Sensor für die HorizontalkräfteThe treadmill 2 consists of several interconnected slats 4, which are in the form of narrow rectangular profiles. Each of the slats 4 has a sensor part 8, which has at least one sensor for the vertical forces 14 and one sensor for the horizontal forces

12 (Scherkräfte) auf. Die Sensoren für die Vertikalkräfte und Horizontalkräfte 12, 14 sind so geschaltet, daß ein zweidimensionales Kraftdiagramm entsteht.12 (shear forces). The sensors for the vertical forces and horizontal forces 12, 14 are connected in such a way that a two-dimensional force diagram is created.

Auf jeder Lamelle 4 ist an einem Ende ein Sender 9 der Übertragungseinrichtung 10 sowie eine Empfangsvorrichtung 20 angeordnet. Am Ende der Lauffläche sind der Empfänger 11 sowie die Auswerteeinheit 6 mit Speichereinheit 18 angeordnet ist.On each slat 4, a transmitter 9 of the transmission device 10 and a receiving device 20 are arranged at one end. The receiver 11 and the evaluation unit 6 with storage unit 18 are arranged at the end of the running surface.

Der Sensor für die Vertikalkraft 14 ist vorzugsweise alsThe sensor for the vertical force 14 is preferably designed as

Kraftverteilungssensor mit z.B. 100 Einzelsensoren bestimmt.Force distribution sensor with e.g. 100 individual sensors.

Alternativ dazu arbeitet der Sensor für die Vertikalkraft 14 mit vierAlternatively, the vertical force sensor 14 operates with four

Sensoren, die an den vier Ecken eines gedachten Rechtecks angeordnet 15Sensors arranged at the four corners of an imaginary rectangle 15

sind. Auf den Sensoren ist eine feste Platte angebracht, auf die eine entsprechende Kraft beim Gehen eingeleitet wird. Die vier Sensoren können auch zur Meßung der Horizontalkräfte ausgelegt sein, oder beide Kraftkomponenten berücksichtigen. In den Lamellen kann ferner eine Speichereinrichtung 22 enthalten sein, die zur Zwischenspeicherung der von den Kraftsensoren gelieferten Meßdaten vorgesehen ist.A fixed plate is attached to the sensors, onto which a corresponding force is introduced when walking. The four sensors can also be designed to measure the horizontal forces, or take both force components into account. The slats can also contain a memory device 22, which is intended for the temporary storage of the measurement data provided by the force sensors.

Die Speichereinheit 18 besteht aus mehreren Speichereinrichtungen 22, die jeweils auf den Lamellen 4 untergebracht sein können. Auf denThe storage unit 18 consists of several storage devices 22, which can each be accommodated on the slats 4. On the

Lamellen kann ebenfalls ein mit den Speichern verbundener Rechner 25Slats can also be connected to the memory by a computer 25

untergebracht sein, der bereits eine Datenvorverarbeitung, z.B. Eichung oder Datenkomprimierung vornimmt.which already carries out data preprocessing, e.g. calibration or data compression.

Jede Lamelle beinhaltet ferner mindestens einen Sender 9 (z.B. per Infrarot) zur Übermittlung der Meßdaten zu einer stationären Auswerte-Each slat also contains at least one transmitter 9 (e.g. via infrared) for transmitting the measurement data to a stationary evaluation

einheit. Die Übermittlung der Meßdaten kann entweder fortlaufend ohne Zwischenspeicherung geschehen oder mit Zwischenspeicherung in den Speichereinrichtungen 22. Um hierbei eine möglichst lange Übertragungszeit der auf den Lamellen zwischengespeicherten Meßdaten zu der unit. The transmission of the measurement data can either be continuous without intermediate storage or with intermediate storage in the storage devices 22. In order to achieve the longest possible transmission time of the measurement data temporarily stored on the slats to the

stationären Auswerteeinheit zu erhalten, ist es sinnvoll den Empfänger 35stationary evaluation unit, it is advisable to use the receiver 35

11 an dem die Lamellen vorbeigeführt werden, zellenförmig auszuführen.11, along which the slats are guided, shall be designed in a cellular manner.

Im Falle einer Übertragung mit Licht, kann dies beispielsweise durch parallelgeschaltete Fotodioden realisiert werden. Im Falle einer Abtastung mit Schleifern, wäre ein langgezogener Schleifkontakte anzubringen.In the case of transmission with light, this can be achieved, for example, by parallel-connected photodiodes. In the case of scanning with sliders, an elongated sliding contact would have to be attached.

Die Übertragungszeit kann weiter erhöht werden, indem mehrere solcher Zeilen übereinander angeordnet und getrennt angesteuert werden.The transmission time can be further increased by arranging several such lines one above the other and controlling them separately.

Die in Fig. 2 dargestellte Übertragungseinheit 10 kann sich selbstverständlich auch unter den Lamellen befinden.The transmission unit 10 shown in Fig. 2 can of course also be located under the slats.

Die Sendeeinrichtung, die der Empfangseinrichtung 20 der Lamelle Signale zuführt, wird in Fig. 2 nicht gezeigt.The transmitting device, which supplies signals to the receiving device 20 of the slat, is not shown in Fig. 2.

Die Stromversorgung wird über einen Schleifkontakt 24 auf eine Lamelle 15The power supply is supplied via a sliding contact 24 to a slat 15

geführt und von dort zu den weiteren Lamellen durchgeschleift.and from there looped through to the other slats.

Im einfachsten Fall ist nur ein Teilbereich des Laufbandes mit Lamellen bestückt. Es kann dann allerdings bei einer Ganganalyse nicht jeder Schritt erfaßt werden.In the simplest case, only a section of the treadmill is equipped with slats. However, not every step can be recorded in a gait analysis.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch in einzelnen Steuerphasen gezeigt. Zum Zeitpunkt t. wird eine bestimmte Lamelle 4 in Meßbereitschaft versetzt. Dies geschieht durch ein entsprechendesIn Fig. 3, the device according to the invention is shown schematically in individual control phases. At time t., a specific slat 4 is put into measurement readiness. This is done by a corresponding

oc Startsignal, welches die Empfangseinrichtung 20 der Lamelle empfängt. oc Start signal received by the receiving device 20 of the slat.

Auf das Startsignal wird der Sensorteil 8 der Lamelle 4 in Meßbereitschaft versetzt.Upon the start signal, the sensor part 8 of the slat 4 is put into measurement readiness.

Während der Meßzeit, die zum Zeitpunkt t.. beginnt, nimmt die MeßzelleDuring the measuring time, which begins at time t.., the measuring cell

fortwährend die durch den Gang des Meßobjektes ausgelösten Gangdaten &ogr; Ucontinuously the gait data triggered by the gait of the measuring object &ogr; U

auf und speichert sie in der Speichereinrichtung 22 zwischen. Das Abspeichern der Meßdaten kann auch durch eine ausgelöste Mindestkraft gestartet werden. Nach Durchlaufen der Meßstrecke empfängt die Empfangseinrichtung 20 frühestens zum Zeitpunkt t„ ein Auslesesignal,and stores them temporarily in the storage device 22. The storage of the measurement data can also be started by a triggered minimum force. After running through the measuring section, the receiving device 20 receives a readout signal at the earliest at time t”,

mit dem das Ende der Messung ausgelöst wird. Auf den Empfang des 35which triggers the end of the measurement. The reception of the 35

Auslesesignals hin ist der Sensorteil 8 der Meßlamelle nicht mehrThe sensor part 8 of the measuring lamella is no longer

meßbereit, sondern in Ruheposition. Nun beginnt das Auslesen der in der Speichereinrichtung 22 der entsprechenden Lamelle 4 zwischengespeicherten Gangdaten. Diese werden über die Übertragungseinrichtung 10 zur Auswerteeinheit 6 gesendet. Schließlich kann zu einem Zeitpunkt t„ ein Nullabgleich der Sensoren stattfinden, um den Sensorteil für die nächste Messung vorzubereiten.ready for measurement, but in the resting position. Now the reading of the gear data temporarily stored in the storage device 22 of the corresponding slat 4 begins. These are sent to the evaluation unit 6 via the transmission device 10. Finally, at a time t" a zero adjustment of the sensors can take place in order to prepare the sensor part for the next measurement.

Claims (1)

Brunner und Zech (19.08.1991)Brunner and Zech (19.08.1991) ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Vorrichtung zur automatischen Ganganalyse mit einem endlos umlaufenden Laufband (2) und mit einer Auswerteeinheit (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Laufband (2) miteinander verbundene Lamellen (4) aufweist, daß jede Lamelle (4) einen Sensorteil (8) zur Erfassung der Gangarten aufweist und daß jeder Sensorteil (8) zumindest einen Sensor für Vertikalkräfte (14) aufweist.1. Device for automatic gait analysis with a continuously rotating treadmill (2) and with an evaluation unit (6), characterized in that the treadmill (2) has interconnected slats (4), that each slat (4) has a sensor part (8) for detecting the gait and that each sensor part (8) has at least one sensor for vertical forces (14). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zumindest einen weiteren Sensor für Horizontalkräfte (12) aufweist und daß jede Lamelle (4) einen Sender (9) zur Übermittlung der erfaßten Gangdaten an die Auswerteeinheit (6) aufweist, wobei dem Sender (9) ein Empfänger (11) zugeordnet ist und wobei Sender (9) und Empfänger (11) eine Übertragungseinrichtung (10) bilden.2. Device according to claim 1, characterized in that the device has at least one further sensor for horizontal forces (12) and that each slat (4) has a transmitter (9) for transmitting the detected gear data to the evaluation unit (6), wherein a receiver (11) is assigned to the transmitter (9) and where the transmitter (9) and receiver (11) form a transmission device (10). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor für Vertikalkräfte (14) einen Kraftverteilungssensor (16) aufweist, mit dem die genaue, z.B. auf 100 Orte aufgelöste Verteilung der Vertikalkräfte beim Auftreten aufgenommen werden kann.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor for vertical forces (14) has a force distribution sensor (16) with which the exact distribution, e.g. resolved to 100 locations, of the vertical forces can be recorded when they occur. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche. 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorteil (8) eine feste Platte aufweist, die auf drei oder mehr Sensoren zur Messung der Horizontal- und Vertikalkräfte befestigt ist.4. Device according to one of claims 1-3, characterized in that the sensor part (8) has a fixed plate which is attached to three or more sensors for measuring the horizontal and vertical forces. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die5. Device according to claim 4, characterized in that the feste Platte auf vier Sensoren befestigt ist, wobei die vier Sensoren unter der Platte an vier Ecken eines auf der Platte gedachten Rechtecksfixed plate is attached to four sensors, whereby the four sensors are located under the plate at four corners of an imaginary rectangle on the plate angeordnet sind.
15are arranged.
15 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteeinheit (6) eine Speichereinheit (18) zugeordnet ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a storage unit (18) is assigned to the evaluation unit (6). 7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die7· Device according to claim 6, characterized in that the Speichereinheit (18) mehrere Speichereinrichtungen (22) aufweist, die jeweils mit den Übertragungseinrichtungen (10) verbunden sind.Storage unit (18) has a plurality of storage devices (22) which are each connected to the transmission devices (10). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized gekennzeichnet, daß gegenüber dem Ende der Lauffläche zumindest ein Empfänger (11) angebracht ist, und daß von den vorbeilaufenden Lamellen nacheinander die Meßdaten mit der Übertragungseinrichtung (10) auf dascharacterized in that at least one receiver (11) is mounted opposite the end of the running surface, and that the measurement data from the passing slats are successively transmitted to the nachgeschaltete Auswerteteil (6) übertragen werden.
35downstream evaluation part (6).
35 9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch9· Device according to one of claims 1 to ^, characterized gekennnzeichnet, daß entlang der Lauffläche mehrere Empfänger (11) angeordnet sind, und daß von den vorbeilaufenden Lamellen die Meßdaten darauf übertragen und an ein nachgeschaltetes Auswerteteil (6) weitergegebencharacterized in that several receivers (11) are arranged along the running surface, and that the measurement data from the passing slats are transferred thereto and passed on to a downstream evaluation part (6) werden.become. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized gekennzeichnet, daß die Anzahl der Empfänger (11) im wesentlichen der 15characterized in that the number of receivers (11) essentially corresponds to 15 Anzahl der Lamellen der Meßstrecke entspricht.Number of slats corresponds to the measuring section. 11· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Empfängersensor des Empfängers (11)11· Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that a receiver sensor of the receiver (11) aus einer oder mehreren übereinanderliegenden Zeilen besteht, entlang der Laufrichtung der Lamellen ausgerichtet ist, und wobei die Länge der Zeile vorzugsweise im wesentlichen einer Lamellenbreite entspricht.consists of one or more rows lying one above the other, aligned along the running direction of the slats, and wherein the length of the row preferably corresponds essentially to one slat width. 12.- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (10) auf der Basis der Übertragung von Lichtsignalen arbeitet, wobei sich auf den Lamellen (4) ein Lichtsender und in dem Empfänger (11) ein Lichtempfänger befindet.12.- Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the transmission device (10) operates on the basis of the transmission of light signals, with a light transmitter being located on the slats (4) and a light receiver being located in the receiver (11). 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit (18) stationär außerhalb des Laufbandes (2) angeordnet ist.13. Device according to one of claims 6 to ^, characterized in that the storage unit (18) is arranged stationary outside the treadmill (2). 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13. dadurch
gekennzeichnet, daß jede Lamelle (4) eine Empfangseinrichtung
(20) zum Empfang von Steuersignalen aufweist, die mit dem Sensorteil (8) verbunden ist.14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized
characterized in that each slat (4) has a receiving device
(20) for receiving control signals, which is connected to the sensor part (8). 15· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß .die Stromversorgung für die Lamellen (4)
durch einen Schleifkontakt (24) gebildet wird. 15 · Device according to one of claims 1 to 14, characterized
characterized in that .the power supply for the slats (4)
is formed by a sliding contact (24). 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) für den Empfangcharacterized in that the receiving device (20) for receiving eines Startsignals eingerichtet ist, das den Sensorteil (8) in Meßbereitschaft versetzt.a start signal is set up which puts the sensor part (8) into measurement readiness. 17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16' dadurch17· Device according to one of claims 1 to 16 ' characterized gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) für den Empfangcharacterized in that the receiving device (20) for receiving eines Steuersignals eingerichtet ist, das die gewünschte Meßrate des Sensorteils (8) einstellt.a control signal which sets the desired measuring rate of the sensor part (8). ,18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17' dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung (20) für den Empfang eines Auslesesignals eingerichtet ist, durch welches das Auslesen der von der Speichereinrichtung (22) während der Meßphase gespeicherten Gangdaten in die Auswerteeinheit (6) eingeleitet wird.,18. Device according to one of claims 14 to 17 ' characterized in that the receiving device (20) is set up to receive a readout signal by which the reading of the gait data stored by the storage device (22) during the measuring phase is initiated in the evaluation unit (6). 19. Vorrichtung nach nach einem der Ansprüche 1 bis 18* dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (10) so eingerichtet ist, daß sie während der Meßphase kontinuierlich Gangdaten an die Auswerteeinheit (6) übermittelt.19. Device according to one of claims 1 to 18 * characterized in that the transmission device (10) is arranged such that it continuously transmits gait data to the evaluation unit (6) during the measuring phase.
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