EP0167845B1 - Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer Kurbel - Google Patents

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EP0167845B1
EP0167845B1 EP85107097A EP85107097A EP0167845B1 EP 0167845 B1 EP0167845 B1 EP 0167845B1 EP 85107097 A EP85107097 A EP 85107097A EP 85107097 A EP85107097 A EP 85107097A EP 0167845 B1 EP0167845 B1 EP 0167845B1
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legs
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0214—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising by rotating cycling movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01—Constructive details
    • A61H2201/0173—Means for preventing injuries
    • A61H2201/018—By limiting the applied torque or force
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/58—Measurement of force related parameters by electric or magnetic means

Definitions

  • the invention relates to a device for moving the legs with a crank mounted on a frame, with pedals mounted thereon and with a device for firmly connecting the feet to the pedals.
  • the focus here is on movement devices in which the crank - at least optionally - is driven by a motor. This allows the patient's weak or paralyzed lower limbs to be moved passively. This is of great practical importance especially for wheelchair users. The passive movement also stimulates the bowel and bladder functions.
  • GB-A-2 096 006 discloses a device of this type for use by wheelchair users.
  • Leg brackets are attached to the pedals, which u. a. comprise a footrest plate on which the wheelchair user places the soles of the shoes.
  • straps are provided which are stretched across the shoe upper or back of the foot.
  • the handicapped person usually cannot reach the feet with his hands, so that another person has to help with "getting into the footrests and tightening the straps.
  • the invention has for its object to better adapt devices of the type described in the introduction to the needs of wheelchair users, particularly with a view to the fact that they can use the device themselves without outside help.
  • a spring-loaded clamping device which can be actuated by means of a hand lever is provided on the pedals, the pressure piece of which comes to rest on the back of the foot, preferably in the vicinity of the foot root.
  • the actuating lever can be shaped and extended so far that the wheelchair user can reach it by hand and thereby operate the clamping device itself.
  • the structural design of the clamping device is preferably chosen so that a lever mechanism is provided which carries the padded pressure piece and can be pivoted outwards transversely to the foot and which snaps into the clamping position.
  • the pressure piece adapted to the shape of the back of the foot must, however, have a sufficient spring stroke to hold both an undressed and a shoe foot comfortably but nevertheless securely and firmly enough on the pedal.
  • the lever mechanism can be attached to a lever mounted on the outside of the pedal and extending in the longitudinal direction of the foot, which has a length sufficient for the required stroke and is loaded, for example, by means of a longer compression spring guided on a pin.
  • the device according to Figures 1 and 2 comprises an H-shaped frame seen from the side with an upstanding, length-adjustable handlebar 1 and two transverse legs 2 with rubber feet 3.
  • Halfway up this frame carries an elongated housing 4, on which one Crank 5 is rotatably mounted about a horizontal axis 6.
  • the crank 5 is driven by an electric motor contained in the housing 4.
  • a total of 7 pedals are mounted.
  • the bearing axles of the pedals are labeled 8.
  • the pedals 7 each consist of a footplate 9, a shield 10 shielding the foot from the crank 5 and a curved heel support 11, which parts are firmly connected to one another.
  • a cross shaft 14 is rotatably supported, the end portions of which are designed as handles 15.
  • two rubber ropes 16 are fastened with one end each and are wound up a little.
  • the other two ends of the rubber cables are attached to the upper ends of the connecting rods 12 and to the calf shells 13.
  • the cross shaft 14 can be locked by means of a clamping screw 17.
  • the handle bar 1 carries a small table top on which an electrical control unit 18 for the drive motor contained in the housing 4 is built.
  • the operating elements of this control device 18 indicated in the drawing are arranged on the user side and are therefore also located in the grip area, where they are easily accessible.
  • Fig. 3 shows the pedal 7 with the foot of the user and a clamping device in clamp position.
  • the base plate 9, the shield 10 and the heel support 11 indicated in section are found.
  • the clamping device consists of a spring lever 20 mounted at 19 on the base plate 9, at the free end of which a bearing piece 21 designed as a double plate is fastened transversely and obliquely.
  • a guide pin which passes through the spring lever 20 is also articulated at 22 on an edge of the footplate 9.
  • a compression spring 23 is wound around it, which is supported at the top by an adjusting screw 24 and presses on the spring lever 20.
  • an actuating lever 25 and a shorter clamping lever 26 are mounted on the bearing piece 21, which two levers are connected to one another by an articulated bracket 27.
  • the operating lever 25 is bent towards the user and can be carried out so long that its free end extends into the handle area.
  • the clamping lever 26 carries a padded, slightly curved pressure piece 28 which rests on the back of the foot according to FIG. 3.
  • the open position of the clamping device is shown in Fig. 4 with solid lines. Both the actuating lever 25 and the clamping lever 26 of the right pedal shown protrude approximately horizontally outwards (to the left in the drawing). If the actuating lever 25 is shifted by approximately 90 ° into the intermediate position 25 'shown in dash-dotted lines, the clamping lever 26 swivels by more than 180 °.
  • the pressure piece 28 lies on the back of the foot.
  • the link plate 27 is shortly before its dead center and causes a snap effect when the actuating lever is brought a little further into position 25 ". Now the pressure piece 28 is above the link plate 27, actuating lever 25, bearing piece 21 and spring lever 20 under the action of Compression spring 23.
  • the movement device described can be used by a paraplegic wheelchair user, for example, as follows: He approaches the device from the front and puts his feet on the foot plates 9 of the pedals 7, which are presented ready for entry. The lower legs are located in the calf shells 13 the feet the necessary fixation on the pedals.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem Gestell gelagerten Kurbel, mit an dieser gelagerten Pedalen und mit einer Vorrichtung zur festen Verbindung der Füße mit den Pedalen.
  • Im Vordergrund stehen dabei Bewegungsvorrichtungen, bei denen die Kurbel - wenigstens wahlweise - von einem Motor angetrieben wird. Damit können die muskelschwachen oder gelähmten unteren Extremitäten eines Patienten passiv bewegt werden. Dies hat vor allem bei Rollstuhlfahrem große praktische Bedeutung. Die passive Bewegung regt auch die Darm und Blasenfunktion an.
  • Aus der GB-A-2 096 006 ist eine Vorrichtung dieser Art zur Benutzung durch Rollstuhlfahrer bekannt. An den Pedalen sind Beinhalterungen befestigt, die u. a. eine Fußstützplatte umfassen, auf welche der Rollstuhlfahrer die Schuhsohlen aufstellt. Zum Festmachen der Schuhe und damit der Füße an diesen Fußstützplatten sind Riemen vorgesehen, die quer über den Schuhschaft bzw. Fußrücken gespannt werden. Der Behinderte kann aber gewöhnlich die Füße mit den Händen nicht erreichen, so daß eine weitere Person beim « Einstieg in die Fußstützen und beim Spannen der Riemen helfen muß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vorrichtungen der einleitend bezeichneten Art an die Bedürfnisse von Rollstuhlfahrem besser anzupassen und zwar insbesondere im Hinblick darauf, daß diese das Gerät ohne fremde Hilfe selbst benutzen können.
  • Zur Lösung dieses Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine mittels eines Handhebels betätigbare federbelastete Klemmvorrichtung an den Pedalen vorgesehen ist, deren Druckstück auf den Fußrücken, vorzugsweise in der Nähe der Fußwurzel, zu liegen kommt. Der Betätigungshebel kann derart geformt und so weit verlängert werden, daß der Rollstuhlfahrer ihn mit der Hand erreichen und dadurch die Klemmvorrichtung selbst betätigen kann. Damit ist auch das Problem des schnellen « Ausstiegs » gelöst, das sich dann stellt, wenn der Rollstuhlfahrer wegen eines infolge der passiven Beinbewegung plötzlich auftretenden Stuhldranges die Vorrichtung verlassen muß, eine Hilfsperson aber gerade nicht zur Stelle ist.
  • Die konstruktive Ausführung der Klemmvorrichtung wird vorzugsweise so gewählt, daß ein das gepolsterte Druckstück tragender, quer zum Fuß nach außen schwenkbarer Hebelmechanismus vorgesehen ist, der in der Klemmstellung einschnappt. Das der Form des Fußrückens angepaßte Druckstück muß dabei aber einen ausreichenden Federhub haben, um sowohl einen unbekleideten als auch einen beschuhten Fuß bequem aber doch sicher und fest genug auf dem Pedal zu haltern. Dazu kann der Hebelmechanismus an einem an der Pedalaußenseite gelagerten, sich in Fußlängsrichtung erstreckenden Hebel angebracht sein, der eine für den erforderlichen Hub ausreichende Länge aufweist und beispielsweise mittels einer an einem Zapfen geführten längeren Druckfeder belastet ist.
  • Die Teilanmeldung 88113920.8, am 26.08.88 eingereicht, beansprucht Gegenstände, die in dem vorliegenden Patent beschrieben werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt
    • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Beinbewegung mittels Motorantriebs,
    • Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 von links, d. h. von der Benutzerseite aus, gesehen,
    • Fig. 3 eine Seitenansicht des rechten Pedals in größerem Maßstab und
    • Fig. 4 einen Querschnitt IV-IV des Pedals mit einer achsparallelen Ansicht der Klemmvorrichtung in verschiedenen Stellungen.
  • Die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 umfaßt ein von der Seite gesehen h-förmiges Gestell mit einem nach oben stehenden, längenveränderbaren Griffholm 1 und zwei querstehenden Ständerbeinen 2 mit Gummifüßen 3. In halber Höhe trägt dieses Gestell ein längliches Gehäuse 4, an welchem eine Kurbel 5 um eine horizontale Achse 6 drehbar gelagert ist. Die Kurbel 5 wird mittels eines in dem Gehäuse 4 enthaltenen Elektromotors angetrieben. An den Enden der beiden Kurbelarme sind insgesamt mit 7 bezeichnete Pedale gelagert. Die Lagerachsen der Pedale sind mit 8 bezeichnet.
  • Die Pedale 7 bestehen je aus einer Fußplatte 9, einem den Fuß gegenüber der Kurbel 5 abschirmenden Schild 10 und einer gewölbten Fersenstütze 11, welche Teile fest miteinander verbunden sind. Über eine Verbindungsstange 12 ist an dem Schild 10 eine Wadenschale 13 angelenkt, die etwa die Form eines halben Hohlzylinders hat. Sie ist innen gepolstert und stützt den Unterschenkel des Benutzers der Vorrichtung unterhalb des Knies ab.
  • An dem Griffholm 1 ist oben eine Querwelle 14 drehbar gelagert, deren Endabschnitte als Handgriffe 15 ausgebildet sind. An dieser Querwelle sind zwei Gummiseile 16 mit je einem Ende befestigt und ein Stück weit aufgewickelt. Die beiden anderen Enden der Gummiseile sind an den oberen Enden der Verbindungsstangen 12 bzw. an den Wadenschalen 13 befestigt. Mittels einer Klemmschraube 17 läßt sich die Querwelle 14 arretieren. Im übrigen trägt der Griffholm 1 oben eine kleine Tischplatte, auf die ein elektrisches Steuergerät 18 für den im Gehäuse 4 enthaltenen Antriebsmotor aufgebaut ist. Die in der Zeichnung angedeuteten Bedienungselemente dieses Steuergeräts 18 sind an der Benutzerseite angeordnet und befinden sich somit ebenfalls im Griffbereich, wo sie leicht zugänglich sind.
  • Fig. 3 zeigt das Pedal 7 mit dem Fuß des Benutzers und einer Klemmvorrichtung in Klemmstellung. Es finden sich hier wieder die Fußplatte 9, der Schild 10 und die im Schnitt angedeutete Fersenstütze 11.
  • Die Klemmvorrichtung besteht aus einem bei 19 an der Fußplatte 9 gelagerten Federhebel 20, an dessen freiem Ende in Querrichtung und schrägstehend ein als Doppelplatte ausgebildetes Lagerstück 21 befestigt ist. An einer Abkantung der Fußplatte 9 ist ferner bei 22 ein den Federhebel 20 durchsetzender Führungsstift angelenkt. Um diesen ist eine Druckfeder 23 herumgewickelt, die sich oben an einer Stellschraube 24 abstützt und auf den Federhebel 20 drückt. Wie Fig. 4 deutlicher zeigt sind an dem Lagerstück 21 ein Betätigungshebel 25 und ein kürzerer Klemmhebel 26 gelagert, welche beiden Hebel durch eine Gelenklasche 27 miteinander verbunden sind. Der Betätigungshebel 25 ist zum Benutzer hin abgekröpft und kann so lange ausgeführt werden, daß sein freies Ende in dessen Griffbereich reicht. Der Klemmhebel 26 trägt ein gepolstertes, leicht gewölbtes Druckstück 28, das gemäß Fig. 3 auf dem Fußrücken aufliegt.
  • Die geöffnete Stellung der Klemmvorrichtung ist in Fig. 4 mit ausgezogenen Linien dargestellt. Sowohl der Betätigungshebel 25 als auch der Klemmhebel 26 des gezeigten rechten Pedals stehen etwa horizontal nach außen ab (in der Zeichnung nach links). Wird der Betätigungshebel 25 um etwa 90° in die strichpunktiert gezeichnete Zwischenstellung 25' umgelegt, so macht der Klemmhebel 26 eine Schwenkung um mehr als 180°. Dabei legt sich das Druckstück 28 auf den Fußrücken. Die Gelenklasche 27 steht dabei kurz vor ihrem Totpunkt und bewirkt einen Schnappeffekt, wenn der Betätigungshebel noch ein wenig weiter in die Stellung 25" gebracht wird. Jetzt steht das Druckstück 28 über Gelenklasche 27, Betätigungshebel 25, Lagerstück 21 und Federhebel 20 unter der Wirkung der Druckfeder 23.
  • Die beschriebene Bewegungsvorrichtung kann von einem beispielsweise querschnittsgelähmten Rollstuhlfahrer wie folgt benützt werden : Er fährt von vorne an die Vorrichtung heran und stellt seine Füße auf die einstiegsbereit dargebotenen Fußplatten 9 der Pedale 7. Die Unterschenkel liegen in den Wadenschalen 13. Durch Einschwenken der Betätigungshebel 25 erhalten die Füße die notwendige Fixierung an den Pedalen.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Bewegung der Beine mit einer an einem Gestell gelagerten Kurbel, mit an dieser gelagerten Pedalen und mit einer Vorrichtung zur festen Verbindung der Füße mit den Pedalen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittels eines Handhebels betätigbare federbelastete (23) Klemmvorrichtung an den Pedalen (7) vorgesehen ist, deren Druckstück (28) auf den Fußrücken, vorzugsweise in der Nähe der Fußwurzel, zu liegen kommt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Druckstück (28) tragender, quer zum Fuß nach außen schwenkbarer Hebelmechanismus (25, 26, 27) vorgesehen ist, der in der Klemmstellung einschnappt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus an einem an der Pedalaußenseite gelagerten, sich in Fußlängsrichtung erstreckenden federbelasteten Hebel (20) angebracht ist.
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