DE9307657U1

DE9307657U1 - Movement device

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Publication number: DE9307657U1
Application number: DE9307657U
Authority: DE
Original assignee: MECHATRONIC GES fur STEUERUNG
Current assignee: MECHATRONIC GES fur STEUERUNG
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2003-05-20

Description

BewegungsgerätExercise device

Die Erfindung betrifft ein Bewegungsgerät fur die Bewegung von Körperteilen, insbesondere zum Krafttraining oder fur Rehabilitationszwecke, wobei gegen einen Widerstand eine Bewegung, insbesondere eine Schwenkbewegung ausgeführt wird.The invention relates to a movement device for the movement of body parts, in particular for strength training or for rehabilitation purposes, wherein a movement, in particular a pivoting movement, is carried out against a resistance.

Derartige Geräte sind in vielfacher Ausfuhrungsform am Markt. Als Widerstand ist in einfachen Geräten häufig eine Feder vorgesehen, während die anspruchsvolleren Geräte mit bewegbaren Gewichten versehen sind. Besonders verbreitet ist die Bewegung der Gewichte mit einem Kettenzug oder Seilzug, wobei der Kettenzug oder Seilzug mit geeigneten Umlenkrollen versehen ist.Such devices are available in many different designs on the market. Simple devices often have a spring as resistance, while more sophisticated devices are equipped with movable weights. It is particularly common to move the weights using a chain or cable hoist, with the chain or cable hoist being equipped with suitable pulleys.

Die Bewegung kann eine reine Längsbewegung sein, jedoch auch eine Schwenkbewegung oder eine kombinierte Schwenk- und Längsbewegung.The movement can be a pure longitudinal movement, but also a swivel movement or a combined swivel and longitudinal movement.

Allen gebräuchlichen Geräten ist gemeinsam, daß sie zwar über die definierten Gewichte und definierten Federkräfte Rückschlüsse auf den Widerstand erlauben, gegen den gezogen wird. Eine Wegmessung ist bislang jedoch unbekannt.What all common devices have in common is that they allow conclusions to be drawn about the resistance against which something is pulled, based on the defined weights and defined spring forces. However, a distance measurement is still unknown.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Wegmessung sowohl für den Krafttrainungsbereich als auch für den Rehabilitationsbereich erhebliche Bedeutung hat. Zum Beispiel ist nach Gelenkoperationen der Schwenkwinkel der Gelenkes für die Bewegungsfähigkeit des Patienten maßgeblich. Die Rehabilitationsmaßnahmen sind darauf gerichtet, den Schwenkwinkel und die Bewegungsfähigkeit auf das Normalmaß zurückzubringen. Dazu ist es wichtig, Erkenntnisse über die Steigerung der Bewegungsfähigkeit zu erlangen. Die Steigerung kann mit Hilfe der Bewegungsmessung ermittelt werden.The invention is based on the knowledge that distance measurement is of considerable importance both for strength training and for rehabilitation. For example, after joint surgery, the swivel angle of the joint is crucial for the patient's mobility. The rehabilitation measures are aimed at returning the swivel angle and mobility to normal. To do this, it is important to gain knowledge about increasing mobility. The increase can be determined using movement measurement.

Nach der Erfindung ist deshalb eine Wegmessung vorgesehen. Die Wegmessung erfolgt in weiterer Ausbildung der Erfindung mit Hilfe eines Potentiometers, das mittelbar oder unmittelbar mit dem bewegten Teil verbunden ist. Das Potentiometer kann ein Schiebe-ZLängspotentiometer sein, aber auch ein Drehpotentiometer. Das Drehpotentiometer hat diverse Vorteile. Es ist in der Wegmessung für alle vorkommenden Wege geeignet, weil es vielfach umlaufen kann. Es läßt sich bei schwenkbewegten Teilen unmittelbar auf die Schwenkachse setzen.According to the invention, a path measurement is therefore provided. In a further development of the invention, the path measurement is carried out using a potentiometer that is directly or indirectly connected to the moving part. The potentiometer can be a sliding Z-axis potentiometer, but also a rotary potentiometer. The rotary potentiometer has various advantages. It is suitable for all paths that occur in path measurement because it can rotate many times. It can be placed directly on the pivot axis of pivoting parts.

Mit rein geradlinig bewegten Teilen kann das Drehpotentiometer dadurch gekoppelt werden, daß es einen aufgewickelten Faden besitzt, mit dem es an das Teil angreift. Der Faden wird mit der Bewegung abgewickelt. Durch Federkraft kann bei der Rückwärtsbewegung eine Aufwicklung bewirkt werden. Auch andere Bewegungskopplungen kommen in Betracht.The rotary potentiometer can be coupled to parts that move in a straight line by having a wound thread with which it engages the part. The thread is unwound with the movement. Spring force can cause winding during the backward movement. Other motion couplings can also be considered.

Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Wegmessung bei jedem bestehenden Bewegungsgerät nachgerüstet werden. Die Potentiometer, insbesondere des Drehpotentiometer lassen sich leicht anbringen und mit den bewegten Geräteteilen verbinden.Advantageously, the displacement measurement according to the invention can be retrofitted to any existing moving device. The potentiometers, in particular the rotary potentiometer, can be easily attached and connected to the moving parts of the device.

Die Potentiometer liefern eine Meßspannung, die in einem geeigneten Anzeigegerät visuell umgesetzt werden kann. Es ist von Vorteil, die Wegmessungsanzeige zugleich mit einer Kraftmessungsanzeige und/oder Prozentkraftanzeige und/oder Zählwerk und /oder Zeitanzeige zu verbinden.
Wahlweise kann die Wegmessung auch in Form einer Winkelmessung erfolgen. Dies kann bei Schwenkbewegungen gewünscht sein. Im übrigen kann die Wegmessung mit einem Zeitglied gekoppelt werden, so daß neben der Wegmessung auch eine Geschwindigkeitsmessung möglich ist.The potentiometers provide a measuring voltage that can be visually implemented in a suitable display device. It is advantageous to connect the displacement measurement display to a force measurement display and/or percentage force display and/or counter and/or time display at the same time.
Alternatively, the distance measurement can also be carried out in the form of an angle measurement. This may be required for swivel movements. The distance measurement can also be coupled with a timer so that speed measurement is possible in addition to the distance measurement.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt.The drawing shows an embodiment of the invention.

Figur 1 zeigt ein Krafttrainingsgerät mit einem Kniestrecker. Der Kniestrecker besteht aus einem Sitz 1, einem Winkelhebel 2, der mit Füßen/Unterschenkeln vorwärts und rückwärts geschwenkt werden kann. Der Winkelhebel 2 wirkt über einen Kettenzug 3 auf ein Gewicht 4, das in einem Rahmen 5 auf Führungen 6 heb- und senkbar angeordnet ist. Bei dem dargestellten Krafttrainingsgerät handelt es sich um ein marktübliches Gerät, bei dem ursprünglich die Ketten 3 unmittelbar an das Gewicht 4 angelängt waren.Figure 1 shows a strength training device with a knee extension. The knee extension consists of a seat 1 and an angle lever 2 that can be swiveled forwards and backwards using the feet/lower legs. The angle lever 2 acts via a chain hoist 3 on a weight 4 that is arranged in a frame 5 on guides 6 so that it can be raised and lowered. The strength training device shown is a standard device in which the chains 3 were originally attached directly to the weight 4.

Im Ausführungsbeispiel ist das dargestellte Gerät mit einem Kraftsenor 7 nachgerüstet worden. Für das Nachrüsten ist im wesentlichen nur die Kette des Kettenzuges 3 einzukürzen. Das geschieht wahlweise durch Ablösung überzähliger Kettenglieder oder durch Einhaken des Kraftsensors in das richtige Kettenglied ohne Ablösung der überzähligen Kettenglieder. Die überzähligen Kettenglieder hängen dann neben dem Kraftsensor. Auf der anderen Seite ist der Kraftsensor mit dem Rahmen 5 verbunden.In the example shown, the device shown has been retrofitted with a force sensor 7. For retrofitting, essentially only the chain of the chain hoist 3 needs to be shortened. This is done either by removing excess chain links or by hooking the force sensor into the correct chain link without removing the excess chain links. The excess chain links then hang next to the force sensor. On the other side, the force sensor is connected to the frame 5.

Darüber hinaus ist das Krafttrainingsgerät mit einem Wegsensor 10 versehen. Der Wegsensor 10 besteht aus einem Drehpotentiometer, das über einen Faden 11 mit dem Winkelhebel 2 verbunden ist. Je nach Schwenkbewegung des Winkelhebels 2 wird das Drehpotentiometer unterschiedlich bewegt. Dies erzeugt eine Meßspannung, die ggf. verstärkt wird und über eine LED-Anzeige den Schwenkweg oder den Schwenkwinkel anzeigt.In addition, the strength training device is equipped with a displacement sensor 10. The displacement sensor 10 consists of a rotary potentiometer that is connected to the angle lever 2 via a thread 11. Depending on the pivoting movement of the angle lever 2, the rotary potentiometer is moved differently. This generates a measuring voltage that is amplified if necessary and shows the pivoting path or the pivoting angle via an LED display.

Der Kraftsensor 7 arbeitet mit einem Dehnungsmeßstreifen, der über eine Potentiometerbrückenschaltung gleichfalls eine Meßspannung erzeugt. Im Ausführungsbeispiel werden beide Spannungen nach Figur 2 einer Meßwertanzeige zugeführt. Die Meßwertanzeige besteht aus einer maximalen Kraftanzeige 30, einer Prozentwertanzeige 31, einem Zählwerk 32, einer Zeitanzeige 33 sowie einer Weg-/Winkelanzeige 40. Ferner ist die Anzeige mit einem Ein-/Ausschalter, mit einem Startschalter und einem Resetschalter versehen. Start und Stop sind in einem Schalter 34 untergebracht,The force sensor 7 works with a strain gauge, which also generates a measuring voltage via a potentiometer bridge circuit. In the example, both voltages are fed to a measured value display according to Figure 2. The measured value display consists of a maximum force display 30, a percentage value display 31, a counter 32, a time display 33 and a path/angle display 40. The display is also provided with an on/off switch, a start switch and a reset switch. Start and stop are housed in a switch 34.

Ein, Aus und Reset in einem Schalter 35. Die Maximalkraftanzeige zeigt den Meßwert, der bei Blockierung bzw. Bremsung eines bewegten Geräteteiles unter Anwendung maximaler Kraft entsteht. Die Prozentualanzeige 31 gibt die Sicherheit, daß der Trainierende bzw. Patient sich nur in dem für den Kraftaufbau optimalen Kraftbereich bewegt. Das ist im Ausfuhrungsbeispiel eine Belastung von etwa 50 % der Maximalkraft. Die Prozentanzeige 31 basiert auf mehreren Leuchtkörpern, die nach Art einer Meßskala angeordnet sind und optisch bereits ohne Erkennen der Zahlen durch Vergleich mit dem gesamten Meßbereich den Meßwert erkennen lassen.On, off and reset in one switch 35. The maximum force display shows the measured value that is generated when a moving part of the device is blocked or braked using maximum force. The percentage display 31 ensures that the person exercising or the patient is only moving in the optimum force range for building up strength. In the example, this is a load of around 50% of the maximum force. The percentage display 31 is based on several light sources that are arranged like a measuring scale and allow the measured value to be recognized visually without having to recognize the numbers by comparing it with the entire measuring range.

Das Zählwerk 32 ist im Ausfuhrungsbeispiel ein kombiniertes Zählwerk für Übungssätze und wiederholte Einzelbewegungen bei den Übungssätzen. Die Zeitanzeige 33 beinhaltet ein Zeitglied und zeigt Minuten und Sekunden. Durch Kopplung mit der Weg-/Winkelmessung kann die Geschwindigkeit der Bewegung beurteilt werden.In the example, the counter 32 is a combined counter for exercise sets and repeated individual movements in the exercise sets. The time display 33 contains a timer and shows minutes and seconds. By coupling it with the path/angle measurement, the speed of the movement can be assessed.

Die für die Maximalkraftmessung vorgesehene Blockierung/Bremsung eines bewegten Geräteteiles wird im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzen erreicht, die durch das Gewicht 4 und durch die Führung 6 hindurchgesteckt werden. Während im Gewicht 4 in der Regel eine Durchstecköffnung ausreichend ist, sind in der zugehörigen Führung 6 in verschiedenen Abständen Durchstecköffnungen vorgesehen, um die Kraftanwendung in unterschiedlichen Schwenkpositionen bestimmen zu können. Die Maximalkraftmessung kann mit einem Meßversuch dargestellt werden. Dies reduziert in ganz erheblichem Umfang das Verletzungsrisiko bzw. Schadensrisiko für Trainierende bzw. Patienten. Nach der Maximalkraftmessung wird die Bremse bzw. Blockierung wieder gelöst, im Ausführungsbeispiel durch Herausziehen der Steckbolzen.The blocking/braking of a moving part of the device intended for the maximum force measurement is achieved in the embodiment according to Figure 1 with the help of bolts (not shown) that are inserted through the weight 4 and through the guide 6. While in the weight 4 one through-hole is usually sufficient, through-holes are provided at different intervals in the associated guide 6 in order to be able to determine the force application in different swivel positions. The maximum force measurement can be demonstrated with a measurement test. This significantly reduces the risk of injury or damage for those exercising or patients. After the maximum force measurement, the brake or blocking is released again, in the embodiment by pulling out the plug-in bolts.

Die erfindungsgemäße Wegmessung kann auch in der Weise variiert werden, daß aus einer bestimmten Schwenklage gemessen wird. Dies ist möglich durch Nulleinstellung am Potentiometer und/oder Nulleinstellung an der Meßwertanzeige.The path measurement according to the invention can also be varied in such a way that measurements are taken from a specific swivel position. This is possible by setting the potentiometer to zero and/or setting the measured value display to zero.

Claims

Protection claims

1. Exercise device, particularly for strength training or rehabilitation, whereby pulling, pushing or swivelling takes place against a resistance, characterized by a displacement measuring element.

2. Device according to claim 1, characterized in that the position measuring element is formed by a potentiometer which is directly or indirectly connected to a moving part.

3. Device according to claim 2, characterized by a rotary potentiometer.

4. Device according to claim 3, characterized in that the rotary potentiometer is located on the pivot shaft in the case of pivoting parts or is connected to the pivoting part via a traction means.

5. Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the position measuring element can be retrofitted.

6. Device according to one or more of claims 1 to 5, characterized by a path indicator and/or maximum force indicator and/or percentage force indicator and/or counter and/or time indicator.