EP0371042B1 - Process and device for supporting fitness training by means of music - Google Patents

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EP0371042B1
EP0371042B1 EP19880905813 EP88905813A EP0371042B1 EP 0371042 B1 EP0371042 B1 EP 0371042B1 EP 19880905813 EP19880905813 EP 19880905813 EP 88905813 A EP88905813 A EP 88905813A EP 0371042 B1 EP0371042 B1 EP 0371042B1
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beats
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Frank L. Mertesdorf
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MERTESDORF, Frank L.
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Abstract

In a process for supporting fitness training by playing music, in which the exercising person repeats movement cycles periodically, the motivating effect of the music is enhanced in that the music is synchronized by and with the movement cycles and uses a rythm or a rythmic beat at a predetermined point within the movement cycle of at least one part of the body of the exercising person. A device for implementing this process includes a pulse generator (2, 31A, 5; 14; 28) arranged to correspond to the movement phases of the exercising person during a movement cycle, a synchronization unit which further processes the pulses of the pulse generator, and a device for playing music controlled by the synchronization unit.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung von Fitness-Training, bei dem die ausübende Person Bewegungszyklen periodisch wierderholt, mittels Abspielens von Musik, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for supporting fitness training, in which the exercising person repeats movement cycles periodically, by means of playing music, and a device for carrying out this method.
  • Beim Fitness-Training werden rhythmische Bewegungen unter anderem von den Armen und / oder Beinen durchgeführt zum Biespiel unter Verwendung von Fahrrad-Ergometern oder Trimmfahrrädern mit Arm- und / oder Beinbetätigungseinrichtungen, beim Lauftraining und Trimmtrab sowie beim Training mit Rudergeräten und dergleichen.In fitness training, rhythmic movements are carried out, among other things, by the arms and / or legs, for example using bicycle ergometers or exercise bikes with arm and / or leg actuation devices, during running training and trimming trotting, and when training with rowing machines and the like.
  • Die genannten Geräte sowie das Laufen sind zum Training der Ausdauerfitness geeignet, die ein wichtiges Mittel zur Erhaltung des psychophysischen Wohlbefindens und zur Gesunderhaltung der Herz- und Kreislaufsystems ist. Gute Trainingswirkungen sind bei einer Belastung erreichbar, die zu einer Herzfrequenz von circa 70 % der individuellen maximalen Herzfrequenz über eine Zeit zwischen circa 20 bis 40 Minuten führt. Mit solchen Trainingsformen oft verbundene Empfindungen der Anstrengung und / oder Langeweile führen jedoch dazu, daß ein derartiges Training nicht besonders beliebt ist.The devices mentioned and running are suitable for training endurance fitness, which is an important means of maintaining psychophysical well-being and keeping the cardiovascular system healthy. Good training effects can be achieved with a load that leads to a heart rate of approximately 70% of the individual maximum heart rate over a period of between approximately 20 to 40 minutes. However, sensations of exertion and / or boredom often associated with such training forms lead to such a feeling Training isn't particularly popular.
  • Die Wahrnehmung unangenehmer Empfindungen kann beim Training im Takt von rhythmischer Musik vermindert werden.The perception of unpleasant sensations can be reduced in rhythm with rhythmic music during training.
  • Dabei paßt der Übende das Tempo jedes Bewegungszyklus' dem Tempo der Musik so an, daß ein Bewegungszyklus von einer bestimmten Zahl von Schlagzeiten der Musik beglitet wird. Bei einem solchen Fitnesstraining nach Musikbegleitung mit vorgegebenem Tempo muß der Trainierrende einen Teil seiner Aufmerksamkeit auf die Einhaltung des Taktes wenden und bei Abweichungen seinen Bewegungsrhythmus immer wieder anpassen, damit der trainingserleichternde Schrittmachereffekt der Musik und die verminderte Wahrnehmung unangenehmer Empfindungen voll zur Wirkung kommen.The practitioner adjusts the tempo of each movement cycle to the tempo of the music so that a movement cycle is accompanied by a certain number of beat times of the music. In such a fitness training after music accompaniment at a given tempo, the training person has to turn part of his attention to keeping to the rhythm and to adapt his rhythm of movement again and again so that the training-facilitating pacemaker effect of the music and the reduced perception of unpleasant sensations come into full effect.
  • Das Training nach rhythmischer Musik wurde in den letzten Jahren bei der unter dem Namen "Aerobics" bekannten Gymnastik mit Musik mit Erfolg zur Trainingsmotivierung benutzt. Dabei hat der Übende die Gelegenheit, trotz des vorgegebenen Musiktempos durch Variation der Intensität der einzelnen Bewegungen der Energieeinsatz seinem momentanen Befinden und Leistungsvermögen fortlaufend anzupassen. Eine individuelle Variation des Enengieeinsatzes bei Trimmfahrrädern ist bei unveränderter Belastung durch Änderung der Zahl der Pedalumdrehungen pro Zeiteinheit möglich. Bei Geräten mit den Möglichkeit einen von der Umdrehungszahl unabhängigen Belastungseinstellung führen Änderungen der Umdrehungszahl zwar nicht zu Änderungen des erforderlichen Krafteinsatzes, können aber als Abwechslung empfunden wenden. In jedem Falle führen Änderungen des Tempos der Bewegungszyklen bei trainingsbegleitender Musik mit konstantem Tempo dazu, daß man aus dem Takt kommt.Training according to rhythmic music has been used successfully in recent years in gymnastics with music known as "aerobics" to motivate training. The practitioner has the opportunity to continuously adapt the use of energy to his or her current state of health and performance by varying the intensity of the individual movements. An individual variation The use of energy on exercise bikes is possible with unchanged load by changing the number of pedal revolutions per unit of time. For devices with the possibility of a load setting that is independent of the number of revolutions, changes in the number of revolutions do not lead to changes in the required force, but can be perceived as a change. In any case, changes in the tempo of the movement cycles with music accompanying the training at a constant tempo will cause you to be out of step.
  • In der WO-A-87/03498 wird eine Vorrichtung beschrieben, die bei Vorbeiführen eines Körperteils an einer Sensorvorrichtung ein schlagzeugklangmuster eines elektronischen Schlagzeugs auslöst, damit der Trainierende seine übungen rhytmisch erleben kann. Das Gerät nach DE-A-2 433 121 weit Klangkörper auf, die bei folgerichtiger Berührung des übenden mit der Hand eine Melodie erklingen lassen. In beiden Dokumenten ist eine automatische Synchronisation des Abspieltempos von Musikstücken mit dem Bewegungstempo des Trainierenden nicht vorgesehen.WO-A-87/03498 describes a device which triggers a drum sound pattern of an electronic drum kit when a body part is guided past a sensor device, so that the exerciser can experience his exercises rhythmically. The device according to DE-A-2 433 121 wide sound bodies, which sound a melody when the practitioner touches the hand. In both documents, automatic synchronization of the playing tempo of pieces of music with the movement speed of the exerciser is not provided.
  • In den BE-A- 875 526, DE-A-2 949 630 und GB-A-2 114 901 sind Trainingsgeräte mit audio-visuellen Vorrichtungen beschrieben, deren Abspieltempo sich proportional mit dem Bewegungstempo des Trainingsgerätes ändert. Nur in GB-A-2 114 901 sind Teile der Vorrichtung beschrieben, die - wie bei der vorliegenden Erfindung - die Synchronisation zwischen dem Bewegungstempo des Trainierenden und dem Abspieltempo eines audio-visuellen Abspielgerätes herstellen. Diese Druckschrift ist daher als nächstliegender Stand der Technik anzusehen.In BE-A-875 526, DE-A-2 949 630 and GB-A-2 114 901 training devices with audio-visual devices are described, the playback speed of which changes in proportion to the movement speed of the training device. Only in GB-A-2 114 901 parts of the device are described which - how in the present invention - establish the synchronization between the movement speed of the exerciser and the playback speed of an audio-visual player. This publication is therefore to be regarded as the closest prior art.
  • Im Unterschied zu GB-A-2 114 901 soll die vorliegende Erfindung die Aufgabe lösen, die motivationsfördernde Wirkung der Musik dadurch zu verbessern, daß eine besondere Konzentration zur Anpassung des Bewegungsrhytmus' and die Taktschläge und Schlagzeiten der Musik nicht mehr erforderlich ist.In contrast to GB-A-2 114 901, the present invention is intended to achieve the object of improving the motivational effect of the music in that a special concentration for adapting the rhythm of movement and the beats and beat times of the music is no longer required.
  • Diese Aufgabe wird wie im Anspruch 1 beschrieben dadurch gelöst, daß je Bewegungszyklus eine gleichbleibende Zahl der abzuspielenden Schlagzeiten und Taktschläge von Musik und die Einsatspunkte des Schlagzeiten vorgegeben werden, während jedes Bewegungszyklus' an eine Synchronisationseinheit Signale abgegeben werden , die die Erkennung der Bewegungsposition und die Einteilung jedes Bewegungszyklus' in Abschnitte erlauben, diesen Abschnitten jedes Bewegungszyklus' aufeinanderfolgende Abschnitte der vorgegebenen Zahl von schlagzeiten der abzuspielenden Musik bei vorbestimmten Einsatzpositionen innerhalb eines Bewegungszylkus' zugeordnet werden und die Synchronisationseinheit durch Ausgabe digitaler Signale an eine Abspielvorrichtung für Musik das Abspielen der Abschnitte der Schlagzeiten und Taktschläge der Musik während der Abschnitte der Bewegungszyklus', denen sir zugeordnet wurden, veranlaßt. Die Einsatzpositionen der Schlagzeiten und Taktschläge der Musik innerhalb jedes Bewegungszyklus' können dadurch verändert werden, daß an die Synchronisationseinheit Signale für verschiedene Einsatzpositionen eingegeben werden können.This object is achieved, as described in claim 1, in that a constant number of the beat times and beats of music to be played and the points of use of the beat times are specified per movement cycle, during each movement cycle, signals are emitted to a synchronization unit which recognize the movement position and the The division of each movement cycle into sections allows these sections of each movement cycle to be assigned successive sections of the predetermined number of beat times of the music to be played at predetermined use positions within a movement cycle and the synchronization unit by outputting digital signals to one Music player causes the sections of the beat times and beats of the music to be played during the sections of the movement cycle to which they have been assigned. The use positions of the beat times and beats of the music within each movement cycle can be changed in that signals for different use positions can be input to the synchronization unit.
  • Eine Weiterbildung der Verfahrens entsprechend Anspruch 2 ermöglicht seine Anwendung auch im Falle nicht vorausshbar variierender Länge der Bewegungsyzklen.A development of the method according to claim 2 enables its use even in the case of a non-predictably varying length of the movement cycles.
  • Eine gleichzeitige Synchronisation des Abspieltempos von bildgebenden Geräten von und mit dem Tempo des Bewegungszyklus' könnte die motivierende Wirkung noch unterstützen.Simultaneous synchronization of the playback speed of imaging devices from and with the speed of the movement cycle could further support the motivating effect.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung liegt die abzuspielende Musik in digitaler Form vor, weil hierbei die Synchronisation - mit bevorzugter Tonhöhenunabhängigkeit von den Änderungen des Bewegungstempos der ausübenden Person - besonders einfach ist.In a practical embodiment of the invention, the music to be played is in digital form, because the synchronization - with preferred pitch independence from the changes in the movement speed of the person performing it - is particularly simple.
  • Hinsichtlich einer Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.With regard to a device for performing this method, the object is achieved by the features of claim 3.
  • Musik kann in Form digitaler Codes vor allem für Tonhöhe, Anschlagsdynamik, Tonlänge von Notenwerten und weiters Merkmale wie After-Touch, Modulation und Sound vorliegen, das heißt, daß die Kennwerte aller Noten der abzuspielenden Musik in dem erforderlichen Umfang digital gespeichert werden können. Eine Temposteuerung durch taktbezogene Timing-Clock-Codes und Ausgabe von Codes für Notenkennwerte zu einem Syntheziser mit Rhytmusmaschine ist hier ohne Tonhöhenveränderung möglich.Music can be in the form of digital codes, especially for pitch, touch dynamics, tone length of note values and further features such as after-touch, modulation and sound, which means that the parameters of all notes of the music to be played can be stored digitally to the required extent. A tempo control by clock-related timing clock codes and output of codes for note parameters to a synthesizer with rhythm machine is possible here without changing the pitch.
  • Im Unterschied hierzu werden auf Compact-Disk (CD) und dem Digital-Audio-Tape (DAT) keine Notenkennwerte, sondern ein Abbild des analogen Mischsignals von Musik in digitaler Form durch Digitalisierung mit einer hohen Abtastfrequenz festgehalten. Eine Veränderung des Abspieltempos verändert dabei auch die Tonhöhe.In contrast to this, on the compact disc (CD) and the digital audio tape (DAT) no characteristic scores are recorded, but an image of the analog mixed signal of music in digital form by digitization with a high sampling frequency. Changing the playback tempo also changes the pitch.
  • Bei konstantem Musiktempo während der Digitalisierung mit gleichbleibender Zahl der Sample-Pumkte je Schlagzeit kann auch bei gesamplelter Musik das Musiktempo bei Änderung der Abspielgeschwindigkeit über Digital-Analog-Wandler taktbezogen geändert werden.With a constant music tempo during digitization with a constant number of sample pumps per beat time, even with sampled music, the music tempo can be changed clock-related when the playback speed changes using a digital-to-analog converter.
  • Compact-Disks oder Digital-Audio-Tapes sind auch ohne gleichbleibendes Musiktempo bei der Aufnahme für die unten beschriebene Temposteuerung verwendbar, wenn taktbezogene Clock-Signale mitgespeichert werden.Compact disks or digital audio tapes can also be used without constant music tempo when recording for the tempo control described below, if clock-related Clock signals can also be saved.
  • Im Sinne der Erfindung wird unter "Fitnesstraining" jede Art von sportlicher und / oder gymnastischer Übung verstanden, die geeignet ist, das körperliche Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und / oder die Gesundheit der übenden Person zu erhalten oder zu verbessern. Unter "Musik" wird jede Art von Tonwiedergabe verstanden, in der rhythmische Lautkombinationen abgegeben werden. Dies ist unter anderem bei reinen Rhythmusgeräten, aber auch bei melodiösen Musikstücken der Fall. Die "Zählzeit" oder "Schlagzeit" ist die metrische Untereinheit eines Taktes. Ihre Zeitdauer wird als Bruchteil einer ganzen Note angegeben. Das Tempo der Musik ist die Geschwindigkeit der Schlagzeiten. Es wird durch die Zahl der Metronomschläge pro Minute angegeben. Dabei hat die Zeit vom Beginn eines bis zum Beginn des nächsten Metronomschlages üblicherweise die Länge einer Viertelnote. Als "Taktschlag" wird im Sinne der Erfindung ein betont hörbares Ereignis verstanden, das innerhalb aufeinanderfolgender Schlagzeiten mehr oder minder regelmäßig wiederkehrt und vorzugsweise am Beginn einer Zähl zeit (=Schlagzeit) und vorzugsweise als Teil der Rhythmusbegleitung einsetzt; dieses Ereignis kann aber auch, bezogen auf den Beginn einer Zählzeit, regelmäßig oder unreglmäßig zeitverzögert eintreten. Takschläge können auch aus als Einheit empfundenen Tonsequenzen bestehen und sind akustische Verlaufsgestalten, die aus der Gesamtheit der Tonsequenzen von Musik deutlich hervortreten. Sie kehren typischerweise in aufeinanderfolgenden Schlagzeiten periodisch wieder und vermitteln bei Bewegung im Rhythmus von Musik eine akustische Orientierung dafür, daß man sich "im Takt" bewegt. Sie können Phasen verstärkter Anspannung und / oder akzentuierter Bewegung beim Fitnesstraining, die sich in aufeinanderfolgenden Bewegungszyklen rhythmisch wiederholen, psychisch unterstützen.For the purposes of the invention, “fitness training” means any type of sporting and / or gymnastic exercise that is suitable for maintaining or improving the physical well-being, performance and / or health of the exercising person. "Music" is understood to mean any type of sound reproduction in which rhythmic combinations of sounds are emitted. This is the case, among other things, with pure rhythm devices, but also with melodic pieces of music. The "beat time" or "beat time" is the metric subunit of a measure. Their duration is given as a fraction of an entire grade. The tempo of the music is the speed of the beat times. It is indicated by the number of metronome beats per minute. The time from the beginning of one to the beginning of the next metronome beat is usually the length of a quarter note. A "beat" is understood in the sense of the invention to be an emphatically audible event which recurs more or less regularly within successive beat times and preferably at the beginning of a counting time (= beat time) and preferably as part of the rhythm accompaniment begins; however, this event can also occur regularly or irregularly with a time delay, based on the start of a counting time. Beats can also consist of sound sequences perceived as a unit and are acoustic progression forms that stand out clearly from the entirety of the sound sequences of music. They typically return periodically in successive beat times and, when moving to the rhythm of music, provide an acoustic orientation for moving "in time". You can provide psychological support for phases of increased tension and / or accentuated movement during fitness training that repeat rhythmically in successive movement cycles.
  • Durch die Erfindung sind Änderungen der Frequenz, mit der die Bewegungszyklen periodisch wiederholt werden - also Änderungen des Bewegungstempos - möglich, ohne aus dem Takt zu kommen, da sich das Tempo der Musik dem Bewegungstempo anpaßt. Einsatzpunkte oder -phasen und Zahl der Taktschläge der Musik innerhalb eines Bewegungszyklus' können dabei vorbestimmt werden und ändern sich nicht mit dem Bewegungstempo, wenn sie nicht vom Übenden geändert werden. Wenn ein Taktschlag zu Beginn einer Schlagzeit oder konstant zeitverzögert einsetzt, kann sein Einsatzpunkt innerhalb des Bewegungszyklus' durch den Beginn der Schlagzeit vorbestimmt und verändert werden. Dabei hat sich gezeigt, daß die motivierende Wirkung nur bei Einsatz der Taktschläge in bestimmten individuell verschiedenen Phasen eines Bewegungszyklus' ausgeprägt ist.The invention allows changes in the frequency with which the movement cycles are repeated periodically - that is, changes in the movement speed - without being out of step, since the tempo of the music adapts to the movement speed. Starting points or phases and number of beats of the music within a movement cycle can be predetermined and do not change with the movement speed if they are not changed by the practitioner. When a beat begins at the beginning of a Beating time or constant time delay, its point of use within the movement cycle can be predetermined and changed by the beginning of the beating time. It has been shown that the motivating effect is only pronounced when the beats are used in certain individually different phases of a movement cycle.
  • Auch vorkommender zeitlich variierender Einsatz der Taktschläge innerhalb der Schlagzeiten könnte ebenfalls berücksichtigt werden. Die ist im allgemeinen jedoch nicht erforderlich, da er üblicherweise nicht als unangenehm empfunden wird.Occurring, time-varying use of the beats within the beat times could also be taken into account. However, this is generally not necessary since it is usually not perceived as unpleasant.
  • Bei den folgenden Ausführungsbeispielen gehen wir davon aus, daß Musik verwendet wird, bei der - wie bei rhythmischer Musik üblich - die Taktschläge innerhalb der Schlagzeiten als den metrischen Untereinheiten der Musiktakte auftreten und periodisch weiderkehren. Dadurch ist es möglich, die periodische Wiederkehr einer gewünschten Zahl von Taktschlägen innerhalb vorbestimmbarer Phasen eines Bewegungsyzyklus' eines oder mehrerer Körperteile des Übenden durch die Zuordnung einer entsprechenden Zahl von Schlagzeiten zu einem Bewegungszyklus zu erreichen.In the following exemplary embodiments, we assume that music is used in which - as is customary in rhythmic music - the beats within the beat times occur as the metric subunits of the music measures and return periodically. This makes it possible to achieve the periodic return of a desired number of beats within predeterminable phases of a movement cycle of one or more parts of the body of the practitioner by assigning a corresponding number of beat times to a movement cycle.
  • Der Übende hat in den Ausführungsbeispielen auch die Möglichkeit, gewünschte Einsatzpunkte der Taktschläge aus über den ganzen Bewegungzyklus verteilten wählbaren Einsatzpunkten für Schlagzeiten nach seinem akustischen Eindruck der Einsatspunkte der zugehörigen Taktschläge während des Übens auszuwählen und zu verändern. Damit ist die Zuordnung der Taktschläge zu bestimmten Bewegungsphasen bestimmend für seine Wahl der Einsatzpunkte der Schlagzeiten. Es spielt dabei keine Rolle, ob sie mit dem Beginn der Schlagzeiten oder in Bezug hierauf zeitverzögert einsetzen. Bei periodisch etwas zeitlich variierenden einsatzpunkten der Taktschläge innerhalb verschiedener Schlagzeiten könnte der Übende einen zum durchschnittlichen Einsatzpunkt der Taktschläge innerhalb der Bewegungszyklus' passenden Einsatzpunkt der Schlagzeiten wählen und zeitliche Variationen der betonten Tonsequenzen in seinem Bewegungszyklus nachvollziehen.In the exemplary embodiments, the practitioner also has the option of selecting and changing desired starting points of the beats from selectable starting points for beating times distributed over the entire movement cycle according to his acoustic impression of the starting points of the associated beats during practice. The assignment of the beats to certain movement phases is thus decisive for his choice of the starting points of the beating times. It does not matter whether they start with the start of the beat times or are delayed in relation to them. With periodically somewhat time-varying starting points of the beats within different beating times, the practitioner could choose a starting point of the beating times that matches the average starting point of the beats within the movement cycle and understand temporal variations of the emphasized tone sequences in his movement cycle.
  • In den Ausführungsbeispielen wird dem Bewegungszyklus der bei einer Übung vorwiegend beteiligten Körperteile eine ganzzahlige Zahl von Schlagzeiten zugeordnet, die bei üblichen Frequenzen für diese Bewegungszyklen zu üblichen Musiktempi führt.In the exemplary embodiments, an integral number of beat times is assigned to the movement cycle of the body parts predominantly involved in an exercise, which leads to the usual music tempos at the usual frequencies for these movement cycles.
  • Man kann davon ausgehen, daß die Schlagzeiten bei der verwendeten rhythmischen Musik vorzugsweise die Länge einer Viertelnote haben. Beim Trimmfahrrad und Joggen mit üblichen Bewegungsfrequenzen der Beine zwischen 50 und 90 pro Minute kommen dann zur Erreichung von üblichen Musiktempi und mit an gleicher Stelle des Bewegungszyklus' wiederkehrenden Taktschlägen praktisch nur 2 Viertelnoten je Bewegungszyklus in Frage.It can be assumed that the beat times for the rhythmic music used are preferably the length of a quarter note. With exercise bikes and jogging with normal movement frequencies of the legs between 50 and 90 per minute, only 2 quarter notes per movement cycle are practically possible to achieve normal music tempos and with repeated beats at the same point in the movement cycle.
  • Um zu erreichen, daß dabei eine Information über das Bewegunsgtempo, die bei einem Training nach vorgegebenem Tempo von Musik vorhanden ist, erhalten bleibt, kann zum Beispiel die Möglichkeit von visuellen Anzeigen der BewegungsFrequenz von Bewegungszyklen, der Momentan- und Gesamtleistung und der Differenz zu einer voreingestellten Solleistung genutzt werden, die die ausübende Person regelmäßig nach Bedarf kontrollieren kann.In order to ensure that information about the movement speed, which is available during a training according to a predetermined speed of music, is preserved, for example, the possibility of visual displays of the movement frequency of movement cycles, the instantaneous and total performance and the difference to one preset target performance can be used, which the exercising person can check regularly as required.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere eine trainingsgerechte Synchronisation der Musik sowie ein angenehmes Musikempfinden gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.Expedient embodiments of the subject matter of the invention, which in particular ensure training-appropriate synchronization of the music and a pleasant feeling for music, are contained in further claims.
  • Die erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile beziehungsweise Verfahrensschritte unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption beziehungsweise Verfahrensbedingungen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The components to be used according to the invention, respectively In terms of size, shape, material selection and technical conception or process conditions, process steps are not subject to any special exceptions, so that the selection criteria known in the respective field of application can be used without restriction.
  • Weiter Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen zwei bevorzugte Ausführungsformen erfindungsgemäß verwendbarer Geräte dargestellt sind.Further details, features and advantages of the subject matter of the invention result from the following description of the associated drawings, in which two preferred embodiments of devices usable according to the invention are shown.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 ein Trimmfahrrad mit trainierender Person und Impulsgebern;
    • Fig. 2 eine laufende Person mit Impulsgebern, Sendern und Empfängern;
    • Fig. 3 eine Synchronisations-/ Abspiel-Einheit als Blockschaltbild ;
    • Fig. 4 Vorrichtung zur Impulserzeugung und Bewegungsrichtungserkennung - schematisch, sowie
    • Fig. 5 eine alternative Anordnung der Armbetätigungseinrichtung in Fig. 1.
    The drawings show:
    • 1 shows a fitness bike with a exercising person and pulse generators;
    • 2 shows a running person with pulse generators, transmitters and receivers;
    • 3 shows a synchronization / playback unit as a block diagram;
    • Fig. 4 device for pulse generation and direction of motion detection - schematically, as well
    • 5 shows an alternative arrangement of the arm actuation device in FIG. 1.
  • Das in Figur 1 dargestellte Trimmfahrrad hat eine Fußbetätigungseinrichtung 1 und mit deren Zahnrand (Antriebsrad) 1A exzentisch verbundene vor- und zurückbewegbare Griffstangen 10, die ein Schwungrad 7 als Energieaufnahmeeinheit antreiben (DE-A-517 775, DE-A-2742 719). Dieses wird bei 8 mechanisch gebremst. Die Verwendung eines solchen Gerätes is wegen der Möglichkeit der koordinierten rhythmischen Bewegung von Armen und Beinen für ein durch den Rhythmus von Musik unterstütztes Training besonders geeignet.The exercise bike shown in FIG. 1 has a foot actuation device 1 and handle bars 10 which are eccentrically connected to the toothed rim (drive wheel) 1A and which drive a flywheel 7 as an energy absorption unit (DE-A-517 775, DE-A-2742 719). This is braked mechanically at 8. Because of the possibility of coordinated rhythmic movement of the arms and legs, the use of such a device is particularly suitable for a training supported by the rhythm of music.
  • Im ersten Ausführungsbeispiel wird jedes Vorwärtsdrücken einer Griffstange 10 und gleichzeitiges Herabdrücken des gleichseitigen Fußpedals 1B sowie das gleichzeitige Heranziehen der Griffstange 10 und Heraufbewegen des Fußpedals 1B der anderen Seite während dieses Bewegungs-Teilabschnittes eines Bewegungszyklus' beo Auswahl entsprechender Musik vom Einsetzen eines Taktschlages der Rhythmusbegleitung, der mit einer Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote beginnt, begleitet. Dadurch wird die Kontraktion der für diese Bewegung benutzten Muskelgruppen - besonders der Beinstrecker eines Beines, der Armstrecker der gleichen Seite und der Armbeuger der anderen Seite - durch das Einsetzen eines Taktschlages der Rhythmusbegleitung der Musik psychisch unterstützt.In the first exemplary embodiment, each pushing forward of a handle bar 10 and simultaneously depressing the equilateral foot pedal 1B and simultaneously pulling the handle bar 10 and moving up the foot pedal 1B on the other side during this movement subsection of a movement cycle when selecting appropriate music from the onset of a beat of the rhythm accompaniment, which begins with a beat time the length of a quarter note. This causes the contraction of the muscle groups used for this movement - especially the leg extension of one leg, the arm extension on the same side and the arm flexor on the other side - through the onset of a beat mentally supports the rhythm accompaniment of the music.
  • Die entgegengesetzte Koordination mit Heranziehen einer Griffstange 10 bei gleichzeitigem Herabdrücken des gleichseitigen Fußpedals 1B wird auch als angenehm empfunden.The opposite coordination with pulling a handle bar 10 while depressing the foot pedal 1B on the same side is also perceived as pleasant.
  • Zur Synchronisation der Musik ist eine Tretfrequenz von circa 50 bis 80 Umdrehungen pro Minute zu empfehlen. Dieser Frequenzbereich ist für die meisten Personen relativ angenehm und erlaubt es gleichzeitig, während der Beinstreckung jedes Beines und den dazu gleichzeitigen Armbewegungen bei einer Pedalumdrehung je eine Schlagzeit mit der Länge einer Viertelnote einsetzen zu lassen.A pedal frequency of approximately 50 to 80 revolutions per minute is recommended to synchronize the music. This frequency range is relatively pleasant for most people and, at the same time, allows a beat time with the length of a quarter note to be inserted during the leg extension of each leg and the simultaneous arm movements during a pedal revolution.
  • Damit wird ein bei rhythmischer Musik übliches Tempo von 100 bis 160 Metronomschlägen (beziehugsweise Viertelnoten) pro Minute erreicht. Manche Trainierende bevorzugen kurzzeitig auch Umdrehungsfrequenzen im Bereich von 100 Pedalundrehungen pro Minute. Das entspricht bei zwei Schlagzeiten von der Länge einer Viertelnote je Pedalundrehung Musiktempi von circa 200 (presto).A rhythm of 100 to 160 metronome beats (or quarter notes) per minute, which is common in rhythmic music, is thus achieved. Some exercisers also prefer rotational frequencies in the range of 100 pedal revolutions per minute for a short time. With two beat times of the length of a quarter note per pedal rotation, this corresponds to music tempos of around 200 (presto).
  • Nach meinen Versuchsergebnissen werden für das Einsetzen des Taktschlages individuell unterschiedliche Stellungen der Fußpedale 1B im Bereich zwischen circa 40 und 170 Grad Vorwärtsdrehung nach Passieren des oberen Extrempunktes mit der entsprechenden Position der Griffstangen 10 gewählt. Manche Übende haben auch gerne die Wahl, beim Heruntertreten welchen Pedals bei 4/4-Takt das häufig betonte erste und dritte Viertel eines Taktes beziehungsweise bei 2/4-Takt das erste Viertel einsetzt (bei 3/4-Takt wechselt das betonte erste Viertel von einem Bein zum anderen). Es ist auch erwünscht, die Einsatspunkte der Taktschläge innerhalb der Bewegungszyklus' jedes Beines während des Trainings ändern zu können.According to my test results, different positions of the foot pedals 1B in the range between approximately 40 and 170 are used for the onset of the beat Degree forward rotation selected after passing the upper extreme point with the corresponding position of the handle bars 10. Some practitioners also like to have a choice of which pedals to use the first and third quarters of a measure, which are often emphasized in 4/4 time, or the first quarter in 2/4 time (in 3/4 time, the emphasized first quarter changes from one leg to the other). It is also desirable to be able to change the beats' starting points within the movement cycle of each leg during exercise.
  • Es hat sich beim Training mit Musik als sinnvoll erwiesen, die Griffstangen 10 mit in der Höhe und Entfernung vom Körper individuell einstellbaren Griffen 35 zu versehen.It has proven to be useful during training with music to provide the handle bars 10 with handles 35 which can be adjusted in height and distance from the body.
  • Die ebenfalls einstellbare Schrägstellung der Griffe 35 in Bezug auf die Horizontale - etwa 30 bis 40 grad - soll eine mittlere Position zwischen Pronation und Supination des Unterarmes erlauben. Es ist eine Einstellung zu empfehlen, die auch bei Streckung eines Armes während des Vorwärtsdrückens einer Griffstange eine relativ aufrechte Haltung des Oberkörpers (etwa 15 bis 20 Grad von der Senkrechten nach vorne) erlaubt. Dadurch kann die relativ statische Muskelarbeit der Arme beim Abstützen des Gewichtes des vorgeneigten Oberkörpers, die bei Griffstangenbetätigung überwiegend in Beugestellung der Arme erfolgt, stark reduziert werden. Statische Muskelarbeit führt wegen der damit verbundenen kontinuierlichen Muskelkontraktion schon bei geringen Belastungen zur Muskelermüdung.The also adjustable inclination of the handles 35 with respect to the horizontal - about 30 to 40 degrees - should allow a middle position between pronation and supination of the forearm. A setting is recommended that allows a relatively upright posture of the upper body (about 15 to 20 degrees from the vertical to the front) even when an arm is stretched while pushing a handle bar forward. This can help the relatively static muscle work of the arms when supporting the weight of the inclined upper body, which occurs mainly when the handlebars are in the bent position, be greatly reduced. Static muscle work leads to muscle fatigue even at low loads due to the associated continuous muscle contraction.
  • Anßerdem wird eine von der Waagerechten etwa abwärts gerichtete Vorwärtsbewegung der Griffstangen 10 meist als angenehmer empfunden. Sie kann leicht durch Wahl eines näher zur Fußbetätigungseinrichtung gelegenen Anlenkpunktes für die Befestigung des Endes des Griffstangenhebels and der Antriebsstange 37 (entsprechend DE-A-2742 719) in Verbindung mit einer Verlängerung der Griffstangen 10 über die Verstelleinrichtung 35A erreicht werden.In addition, a forward movement of the handle bars 10, which is approximately downward from the horizontal, is usually perceived as more pleasant. It can easily be achieved by choosing a pivot point closer to the foot actuation device for fastening the end of the handlebar lever to the drive rod 37 (corresponding to DE-A-2742 719) in connection with an extension of the handlebars 10 via the adjusting device 35A.
  • Eine alternative Ausführungsform zu der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur koordinierten Betätigung der Griffstangen 10 und Fußpedale 1B gemäß DE-A-2742 719 ist in Fig. 5 dargestellts. Sie entspricht im Prinzip der Beschreibung in DE-A-517 774 mit dem Unterschied, daß die von den Griffstangen 10 ausgehende Antriebskraft nicht über das mit den Fußpedalen 1B verbundene Zahnrad 1A, sondern über ein davon getrenntes Zahnrad 41, dad sich vor den Griffstangen 10 befindet, auf das Schwungrad 7 als Energieaufnahmeenheit wirkt. Dadurch bewegen sich die Antriebsstangen 37 nicht mehr wie in Fig. 1 im Bereich der Fußpedale 1B. Dies hat den Vorteil, daß der Bewegungsraum der Füße weniger eingeschränkt ist, weniger Verletzungsschutzmaßnahmen erforderlich sind und die ganze Anordnung bei vielen Trimmfahrrädern ohne konstruktive Änderung insbesondere der Antriebseinrichtung 1 als Zusatzeinrichtung angebracht werden kann. Im einzelnen zeigt Fig. 5 folgende von Fig. 1 unterschiedliche Anordnung:An alternative embodiment to the device for coordinated actuation of the handle bars 10 and foot pedals 1B according to DE-A-2742 719 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 5. It corresponds in principle to the description in DE-A-517 774 with the difference that the driving force emanating from the handle bars 10 does not come from the gearwheel connected to the foot pedals 1B 1A, but via a gear 41 which is separate therefrom and which is located in front of the handle bars 10, acts on the flywheel 7 as an energy absorption unit. As a result, the drive rods 37 no longer move as in FIG. 1 in the area of the foot pedals 1B. This has the advantage that the range of motion of the feet is less restricted, fewer injury protection measures are required and the entire arrangement can be attached to many trim bicycles as an additional device without any design change, in particular the drive device 1. 5 shows the following different arrangement from FIG. 1:
  • Die Griffstangen 10 sind mit vom Übenden weg gerichteten Antriebsstangen 37 und diese mit Zapfen 38 beweglich verbunden. Die Zapfen 38, Kurbelarme 39 und eine Antriebswelle 40 sind untereinander und mit einem Zahnrad 41 drehfest verbunden. Das Zahnrad 41 überträgt die Bewegung der Griffstangen 10 über eine Kette in einem wählbaren Übersetzungsverhältnis auf ein Zahnrad 42, das mit dem Schwungrad 7 oder - wenn vorhanden - mit dem Freilauf des Schwungrades 7 drehfest verbunden ist.The handlebars 10 are connected to drive rods 37 directed away from the practitioner and these are movably connected with pins 38. The pins 38, crank arms 39 and a drive shaft 40 are rotatably connected to one another and to a gear 41. The gearwheel 41 transmits the movement of the handlebars 10 via a chain in a selectable transmission ratio to a gearwheel 42 which is connected to the flywheel 7 or - if present - to the freewheel of the flywheel 7 in a rotationally fixed manner.
  • Es ist vorteilhaft, zwischen dem Zahnrad 41 und dem damit über eine Kette verbundenen Zahnrad 42 des Schwungrades 7 das gleiche Übersetzungsverhältnis zu wählen wie zwischen den Zahnrädern 1A und 7A, um die im allgemeinen bevorzugte Gleichheit der Frequenz der Bewegungszyklen von Armen und Beinen sicherzustellen. Auch die manchen Übenden angenehme Halbierung der Frequenz der Armbewegungen gegenüber den Beinbewegungen kann im Gegensatz zum Stand der Technik durch entsprechende Halbierung der Übersetzung zwischen den Zahnrädern 41 und 42 leicht realisiert werden. Die übrigen Bauteile entsprechen denen in Fig. 1 sinngemäß.It is advantageous between the gear 41 and the gear 42 of the flywheel 7 connected to it via a chain choose the same gear ratio as between gears 1A and 7A to ensure the generally preferred equality of frequency of arm and leg movement cycles. In contrast to the prior art, it is also easy for some practitioners to halve the frequency of arm movements compared to leg movements by halving the gear ratio 41 and 42 accordingly. The other components correspond analogously to those in FIG. 1.
  • Die beschriebene Verstellbarkeit und Verlagerung des Drehbereiches der Griffstangen 10 sowie die Übertragung des antriebskrakft der Griffstangen 10 auf das Schwungrad 7 mittels einer vom Übenden weg gelegenen Vorrichtung sind Verbesserungen, die auch bei Benutzung eines Trimmfahrrades mit koordiniert zu den Fußpedalen bewegbaren Griffstangen ohne Musik nützlich sind.The described adjustability and displacement of the range of rotation of the handlebars 10 and the transmission of the drive force of the handlebars 10 to the flywheel 7 by means of a device located away from the practitioner are improvements which are also useful when using an exercise bike with handlebars which can be moved in coordination with the foot pedals without music.
  • Für das erste Ausführungsbeispiel gehen wir zunächst davon aus, daß bei abgespielten Musik Taktschläge jeweils etwa zu Beginn der Schlagzeiten einsetzen. Die Synchronisation der Taktschläge der Musik von und mit wählbaren Phasen der Beistreckung kann is einfacher Ausführung mit in Serie hergestellten Geräten und einem Sequenzerprogramm durch (sogenannte externe) Synchronisation des Abspieltempos digital gespeicherter Musik realisiert werden. Zum Abspielen digital gespeicherter Musik wird in Fig. 3 schematisch eine Synchronisations- und Abspieleinheit dargestellt; sie besteht aus einem Mikrocomputer 20 (zum Beispiel einem IBM-kompatiblen Personalcomputer) mit Sequenzer-Sofware zur digitalen Speilcherung und Wiedergabe von Musik (z.B. Sequencer Plus mk III, Fa, Voyetra Technologies, Mamaroneck. USA), einer intelligenten MIDI-Schnittstelle 21 (z.B. OP 4001, FA. Voyetra Technologies, Mamaroneck, USA) mit 5-Volt-Clock-Eingang 21A zur externen Temposteuerung der Musikwiedergabe, sowie einem MIDI-fähigen Abspielgerät 25 zur Tonerzeugung (zum Beispeil Synthesizer mit Rhythmusmaschine oder Keyboard). MIDI ist die Abkürzung für Musical Instruments Digital Interface, beschrieben in S. Philipp, MIDI-Kompendium 2; Fränkisch-Crumbach 1986.For the first embodiment, we first assume that in the case of music that is played, beats start at about the beginning of the beat times. The synchronization of the beats of music by and with Selectable phases of the support can be implemented in a simple manner using devices manufactured in series and a sequencer program by (so-called external) synchronization of the playback speed of digitally stored music. To play digitally stored music, a synchronization and playback unit is shown schematically in FIG. 3; it consists of a microcomputer 20 (for example an IBM-compatible personal computer) with sequencer software for digital storage and playback of music (for example Sequencer Plus mk III, Fa, Voyetra Technologies, Mamaroneck, USA), an intelligent MIDI interface 21 ( e.g. OP 4001, FA.Voyetra Technologies, Mamaroneck, USA) with 5-volt clock input 21A for external tempo control of music playback, as well as a MIDI-compatible player 25 for sound generation (for example synthesizer with rhythm machine or keyboard). MIDI is the abbreviation for Musical Instruments Digital Interface, described in S. Philipp, MIDI Compendium 2; Franconian-Crumbach 1986.
  • Zur externen Temposteuerung sind auf der rechten Seite des Schwungrades 7 zwolf als Impulsgeber dienende Magnete 5 in gleichen Abständen voneinander auf einem Kreisumfang 7B eines Schwungrades 7 befestigt. Ein über dem Kreisumfang 7B am Rahmen des Trimmfahrrades befestigter Sensor 6 gibt die von den vorbeibwegten Magneten 5 erzeugten Impulse 12 über eine Leitung 12A and die Synchronisations- und Abspieleinheit weiter. Zwischen einem mit den Griffstangen 10 und Fußpedalen 1B einer Fußbetätigungseinrichtung 1 verbundenen Zahnrad 1A und dem am Schwungrad 7 befestigten Zahnrad 7A besteht eine genau vierfache Übersetzung 4. Das bedeutet, daß der Sensor 6 bei einer halben Umdrehung des Zahnrades 1A und der Pedale 1B vierundzwanzig Magnetimpulse aufnimmt. Der Sensor 6 erzeugt - unter Verwendung einer nicht näher angegebenen Schaltung und Spannungsversorgung - mit einer in der Zeichnung nicht eigens dargestellten, da ansich bekannten Batterie bei jedem Passieren eines Magneten einen elektrischen 5-Volt-Rechteckimpuls 12 und leitet ihn zu einem 5-Volt-Clock-Eingang 21A der MIDI-Schnittstells 21 des Mikrocomputers 20. Man kann entsprechende Impulse 12 auch mit einem optischen Sensor 29A und Impulsfenstern 28 in der Muffe 1D (siehe Fig. 4) der Fußbetätigungseinrichtung 1 erzeugen. Das Sequenzerprogramm und die digital gespeicherte Musik werden in den Arbeitsspeicher geladen und das Programm wird auf "externe" Synchronisation mit 24 Clockimpulsen je Viertelnote eingestellt, damit jede halbe Pedalundrehung von einer Schlagzeit mit der Länge einer Viertelnote begleitet werden kann. Dabei wird mit jedem elektrischen Impuls 1/24 der Noten einer Schlagzeit - einschließlich der zugehörigen Pausen - abgespielt.For external tempo control, on the right side of the flywheel 7 are twelve magnets 5 serving as pulse generators at equal distances from one another on a circumference 7B of a flywheel 7 attached. A sensor 6, which is attached to the frame of the exercise bike over the circumference 7B, transmits the pulses 12 generated by the passing magnets 5 via a line 12A to the synchronization and playback unit. Between a gear 1A connected to the handlebars 10 and foot pedals 1B of a foot actuation device 1 and the gear 7A attached to the flywheel 7 there is exactly fourfold translation 4. This means that the sensor 6 with a half turn of the gear 1A and the pedals 1B twenty-four magnetic pulses records. The sensor 6 generates - using a circuit and voltage supply not specified in more detail - with a battery, which is not specifically shown in the drawing, since known per se, each time a magnet is passed, an electrical 5-volt rectangular pulse 12 and conducts it to a 5-volt Clock input 21A of the MIDI interface 21 of the microcomputer 20. Corresponding pulses 12 can also be generated with an optical sensor 29A and pulse windows 28 in the sleeve 1D (see FIG. 4) of the foot control device 1. The sequencer program and the digitally stored music are loaded into the working memory and the program is synchronized with "external" 24 clock pulses per quarter note set so that every half pedal turn can be accompanied by a beat time with the length of a quarter note. With each electrical impulse, 1/24 of the notes of a beat time - including the associated pauses - are played.
  • Enthält eine Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote zum Beispiel einen Ton und eine Pause von je einer Achtenote Länge, so wird der Ton nach Beginn mit einem ersten Clock-Impuls während der folgenden Impulse fortgesetzt und endet mit dem dreizehnten Impuls.If a beat time of the length of a quarter note contains, for example, a tone and a pause of an eighth note length, the tone continues after the start with a first clock pulse during the following pulses and ends with the thirteenth pulse.
  • Der erste Rechteckimpuls 12 veranlaßt einen in die MIDI-Schnittstelle integrierten Mikroprozessor einen MIDI-Start-Code (= FA(H)) und einen ersten MIDI-Timing-Clock-Code (= F8(H)) zu generieren. Für jeden folgenden Impuls wird nur ein Timing-Clock-Code generiert. Zur Zeit sind nach dem MIDI-Standard vierundzwanzig Timing-Clock-Codes je Viertelnote festgelegt.The first rectangular pulse 12 causes a microprocessor integrated in the MIDI interface to generate a MIDI start code (= FA (H)) and a first MIDI timing clock code (= F8 (H)). Only one timing clock code is generated for each subsequent pulse. At the moment, twenty-four timing clock codes per quarter note are defined according to the MIDI standard.
  • Es ist noch ein Punkt in der Phase des Herabdrückens eines Beines bzw. des Vorwärtsbewegens eines Armes mit dem Einsetzen der Taktschläge zu koordinieren. Dazu wird der erste von Sensor 6 weitergeleitete Impuls zum Start des Abspielens der Noten der ersten Schlagzeit so ausgewählt, daß der erste Taktschlage bei der gewünschten Position während des Herabdrückens des Fußpedals 1B einsetzt. Diese kann manuell eingestellt oder zum Beispiel durch Verwendung eines Magneten 2 als Impulsgeber auf dem mit den Fußpedalen 1B verbundenen Zahnrad 1A und eines zugehörigen am Rahmen befestigten Sensors 3 erreicht.There is still a point in the phase of depressing a leg or moving an arm to coordinate with the onset of beats. For this purpose, the first pulse forwarded by sensor 6 to start playing the notes of the first beat time is selected so that the first beat at the desired one Position while depressing foot pedal 1B. This can be set manually or achieved, for example, by using a magnet 2 as a pulse generator on the gearwheel 1A connected to the foot pedals 1B and an associated sensor 3 attached to the frame.
  • Sensor 3 und Magnet 2 können so positioniert werden, daß der Sensor 3 nach Drücken einer Start-/Stop-Taste 9, die über eine Leitung 13 ein Relais 22 schließt (Fig. 3), einen ersten Impuls über eine Leitung 11 und 11A weiterleitet, wenn das rechte Fußpedal den gewünschten Einsatzpunkt der Schlagzeiten in seinem Bewegungszyklus erreich hat. Dieser Impuls schaltet ein Relais 23, das einen Kontakt 23A einer Leitung 12A zur Temposteuerung schließt. Nach der Weiterleitung des ersten Impulses der Magnete 5 über die Leitung 12A beginnt das Abspielen der ersten Schlagzeit. Der Start des Abspielens kann durch Verlagerung des Magneten 2 verschoben werden, damit der Taktschlag einer Schlagzeit möglichst genau mit der gewünschten Phase der Muskelkontraktionen zusammentrifft.Sensor 3 and magnet 2 can be positioned so that the sensor 3, after pressing a start / stop button 9, which closes a relay 22 via a line 13 (FIG. 3), forwards a first pulse via a line 11 and 11A when the right foot pedal has reached the desired point of impact of the stroke times in its movement cycle. This pulse switches a relay 23, which closes a contact 23A of a line 12A for tempo control. After the forwarding of the first pulse of the magnets 5 via the line 12A, the first beat time begins to play. The start of playback can be postponed by moving the magnet 2 so that the beat of a beat time coincides with the desired phase of the muscle contractions as precisely as possible.
  • Um den günstigen Effekt zu verstärken, ist es vorteilhaft, eine Rhythmusbegleitung mit ausgeprägten Taktschlägen zu wählen.In order to reinforce the favorable effect, it is advantageous to choose a rhythm accompaniment with pronounced beats.
  • Bei erneuter Betätigung der Start-/Stop-Taste 9 öffnet der folgende Impuls des Sensors 3 die Kontakte der Relais 22 und 23 gleichzeitig. Mit der Unterbrechung der Rechteckimpulse 12 durch einen Impuls des Sensors 3 - also an der Startposition - ist gewährleistet, daß das Abspielen des Musikprogramms am Ende einer Viertelnote angehalten wird. Die mit dem letzten Impuls abgespielten Noten werden jedoch weiter generiert; sie sind also weiterhin hörbar.When the start / stop button 9 is pressed again, the following pulse from sensor 3 opens the contacts of relays 22 and 23 simultaneously. With the interruption of the rectangular pulses 12 by a pulse from the sensor 3 - that is to say at the starting position - it is ensured that the playing of the music program is stopped at the end of a quarter note. However, the notes played with the last pulse are still generated; so they are still audible.
  • Eine Fortsetzung des Abspielens der Musik mit Beginn der nächsten Schlagzeit ist durch erneute Betätigung der Start/Stop-Taste 9 möglich.It is possible to continue playing the music at the beginning of the next beat time by pressing the Start / Stop button 9 again.
  • Während des Trainings ist ohne Freilauf bei Vorwärtsdrehung der Fußpedale wegen des Drehmomentes des Schwungrades zufälliges Rückwärtstreten und damit eine Verschiebung des Einsatzpunktes des Schlagzeiten und der Taktschläge in der Regel ausgeschlossen, auch wenn das Bewegungstempo verändert wird.Accidental back pedaling due to the flywheel's torque and thus a shift in the starting point of the stroke times and the beats is generally excluded during training without freewheeling when the foot pedals are rotated, even if the movement speed is changed.
  • Da Verschiebungen durch Rückwärtsbewegungen der Pedale jedoch zu Beginns des Trainings oder während Tretpausen leicht vorkommen können, ist zu empfehlen, die Start-/ Stop-Taste 9 erst nach Beginn des Vorwärtstretens und schon vor Tretpausen zu betätigen. Wenn eine Verschiebung des Einsatzpunktes dennoch vorkommt oder wenn sie vom Übenden gewünscht wird, kann sie durch eine einfache Vorrichtung vom Übenden selbst eingestellt werden. Durch Drücken einer Taste des Bedienungspultes 9A kann die Weiterleitung von Impulsen 12 unterbrochen und die Pedalstellung beim Einsatzpunkt der Schlagzeiten mit jedem unterdrückten Impuls 12 jeweils um den achtundvierzigsten Teil einer Pedalundrehung rückverlagert werden. Durch eine zweite Taste, die mit jedem Tastendruck einen Zusatzimpuls aussendet, könnte der Einsatzpunkt auf eine spätere Pedalstellung vorverlagert werden.However, since shifts due to backward movements of the pedals can easily occur at the beginning of training or during pedal breaks, it is recommended that the start / stop button 9 only be pressed after pedaling has started and before pedaling breaks. If a shift of the point of use nevertheless occurs or if it is desired by the practitioner, it can be set by the practitioner himself using a simple device. By pressing a button on the control panel 9A, the forwarding of pulses 12 can be interrupted and the pedal position at the point of use of the stroke times can be shifted back by forty-eighth part of a pedal rotation with each suppressed pulse 12. A second button, which sends an additional pulse each time the button is pressed, could shift the starting point to a later pedal position.
  • Wenn zeitweise ein bewegungsunabhängig konstantes Musiktempo gewünscht wird, kann mit einem Umschalter auf dem Bedienungspult 9A Umschaltung auf einen 5-Volt-Rechteckgenerator erfolgen. Dieser kann mit durch einen Drehknopf variierbarer Frequenz Rechteckimpulse 12 in der für das gewünschte Musiktempo erforderlichen Frequenz (Tempo mal 24) zum 5-Volt-Clock-Eingang 21A senden.If at times a constant music pace is required regardless of movement, a switch on the control panel 9A can be used to switch to a 5-volt square-wave generator. The latter can transmit square-wave pulses 12 at the frequency required for the desired music tempo (tempo times 24) to the 5-volt clock input 21A using a frequency which can be varied by means of a rotary knob.
  • Die sowiet beschriebene Ausführungsform kann mit geringem Aufwand angeodnet werden. Sie hat aber den Nachteil, daß die Einstellung eines von der Position der Fußpedale 1B bei einem Impuls 12 des Sensors 3 abweichender Einsatzpunkt der Schlagzeiten, ebenso wie Kontrollen der Beibehaltung des vorgewählten Einsatzpunktes und bei versehentlichem Rückwärtstreten (ausnahmsweise auch bei Impulsunregelmäßigkeiten) erforderliche Korrekturen eine audiovisuelle Beabachtung des Einsatzpunktes der Taktschläge durch den Übenden und die manuelle Verschiebung des Einsatzpunktes über Tasten des Bedienungspultes 9A erfordert.The embodiment described above can be installed with little effort. However, it has the disadvantage that the setting of an application point which deviates from the position of the foot pedals 1B in the event of a pulse 12 from the sensor 3 of the beat times, as well as checks of the maintenance of the preselected starting point and in the event of inadvertent backward pedaling (exceptionally also in the case of pulse irregularities), corrections required an audiovisual observation of the starting point of the beats by the practitioner and the manual shifting of the starting point via buttons on the control panel 9A.
  • Mit Unterstützung eines Mikrocomputers 24 oder 20 können der Start der Abspielens der Musik am gewählten Einsatzpunkt, die Kontrollen seiner Beibehaltung bei den folgenden Schlagzeiten und erforderliche Korrekturen automatisch ohne Beanspruchung des Übenden durchgeführt werden.With the support of a microcomputer 24 or 20, the start of the playing of the music at the selected point of use, the controls of its maintenance during the following beat times and the necessary corrections can be carried out automatically without stressing the practitioner.
  • Darüberhinaus können weitere unten beschriebene Einstellungs- und Wahlmöglichkeiten für den Übenden bereitgestellt oder zumindest komfortabler gestaltet werden. Der Mikrocomputer 24, der nur solche Kontroll- und Korrekturaufgaben durchführt, kann ein Einplatinenrechner sein. Der Mikrocomputer 20 kann diese Aufgaben zusätzlich zur Absendung von Timing-Clock- und Noten-Codes zum Abspielgerät 25 übernehmen. Hierzu ist ein Personal- oder Homecomputer mit Massenspeicher für die digitalen Codes zum Abspielen von Musikstücken geeignet.In addition, further setting and selection options described below can be provided for the practitioner or at least made more comfortable. The microcomputer 24, which only carries out such control and correction tasks, can be a single-board computer. The microcomputer 20 can take over these tasks in addition to sending timing clock and note codes to the playback device 25. A personal or home computer with mass storage for the digital codes for playing music is suitable for this purpose.
  • Zur Korrektur einer Verschiebung der Einsatzpunkte der Schlagzeiten und damit der Taktschläge, zum Beispiel wegen Rückwärtstretens, könnte der Mikrocomputer 24 fortlaufend die Relation der von den Sensoren 3 und 6 ausgesandten Impulse berechnen und bei Abweichungen der Relation vom Verhältnis 1.48 je Pedalumdrehung zur Wiederherstellung des Verhältnisses entsprechend viele Impulse zum 5-Volt-Clock-Eingang 21A unterdrücken. Man kann auch entsprechend viele zusätzliche Impulse weiterleiten oder beide Korrekturverfahren kombinieren.In order to correct a shift in the starting points of the beat times and thus the beats, for example due to backward pedaling, the microcomputer 24 could continuously calculate the ratio of the pulses emitted by the sensors 3 and 6 and, if the ratio deviates from the ratio 1.48 per pedal revolution, to restore the ratio accordingly suppress many pulses to the 5 volt clock input 21A. You can also forward a corresponding number of additional impulses or combine both correction methods.
  • Eine Vorrichtung zur computerunterstützten Erkennung von bei Rückwärtstreten abgegebenen Impulsen ermöglicht jedoch eine schnellere und flexiblere Korrektur. Trimmfahrräder haben auch häufig Freilauf des Schwungrades.However, a device for the computer-aided detection of impulses given during backward pedaling enables a faster and more flexible correction. Exercise bikes also often have flywheel freewheels.
  • Hier ist es nicht sinnvoll, die Synchronisationsimpulse wie vorstehend beschrieben von auf dem Schwungrad 7 angebrachten Impulsgebern abzuleiten. Bei jeder Verzögerung der Umdrehungen der Pedale gegenüber denen des Schwungrades wüden sich bei Freilauf Verschiebungen des Beginns der Schlagzeiten und damit der Taktschläge in Bezug zu der vorher festgelegten Phase des Bewegungszyklus' ergeben. Daher sollten die Synchronosationsimpulse von Impulsgebern ausgelöst werden, die vorzugsweise auf einem Kreisumfang des fest mit der Pedalundrehung verbundenen Zahnrades 1A oder parallel zu diesem angeordnet sind. Bei Verwendung eines Freilaufes können außerdem Stillstand, zufälliges Rückwärtsdrehen oder geringfügige Vor- und Rückbewegungen der Pedale durch die Entkopplung vom Drehmoment des Schwungrades - auch aus dem Vorwärtstreten mit höherer Frequenz heraus - relativ leicht vorkommen.It does not make sense here to derive the synchronization pulses as described above from pulse generators mounted on the flywheel 7. Every time the pedals were rotated in relation to those of the flywheel, there would be shifts in the start of the beat times and thus the beats in relation to the predetermined phase of the movement cycle when freewheeling. Therefore, the synchronization pulses from Pulse generators are triggered, which are preferably arranged on a circumference of the gear wheel 1A, which is fixedly connected to the pedal rotation, or parallel to the latter. When using a freewheel, standstill, accidental turning backwards or slight forward and backward movements of the pedals due to the decoupling from the torque of the flywheel - even when pedaling forward at a higher frequency - can be relatively easy.
  • Daher ist eine Vorrichtung zur Erkennung der Tretrichtung bei Freilauf besonders zweckmäßig.A device for recognizing the direction of pedaling when freewheeling is therefore particularly expedient.
  • Zur Erzeugung von 48 Rechteckimpulsen je Pedalumdrehung, die auch bei Freilauf des Schwungrades zur Musiksteuerung geeignet sind und gleichzeitig die Tretrichtung erkennen lassen, kann man - wie in Fig. 4 dargestellt - auf die Mitte der Achse 1C des Zahnrades 1A im Freiraum zwischen der Achse 1C und der Muffe 1 d eine Impulsscheibe 33 befestigen und auf deren Kreisumfang 27, im gleichen seitlichen Abstand voneinander achtundvierzig Fenster als Impulsgeber 28 verteilen. Zwei in eine Aussparung der Muffe 1D eingepaßte, den äußeren Rand der Impulsscheibe 33 umfassende Sensoren 29A und 29B (Hersteller ist zum Beispiel die Fa. TRW Electronic Components Group, Optoelectronics Division, Carrollton, USA; siehe Optoelectronics Data Book, OPB980 Series, Seite 292) können aus des Abtastung der Fenster 28 je Pedalundrehung über zwei Leitungen 30A und 30B je achtundvierzig um 90 Grad versetzte Impulsfolgen 33A und 33B mit einem Impuls-Pausen-Verhältnis von circa 1:1 liefern. Die Sensoren 29A und 29B sind so angeordnet, daß die Impulse 33A den Impulsen 33B bei Vorwärtstreten der Pedale 1B um 90 Grad voreilen. Hieraus können der Mikrocomputer 24 oder 20 die Drehrichtung 32 ableiten. Ein weiterer optischer Sensor 31 kann durch Abtastung des Fensters 31A einen Referenzimpuls 34 je Pedalundrehung über die Leitung 34A an die Mikrocomputer 24 oder 20 liefern.To generate 48 square-wave pulses per pedal revolution, which are also suitable for music control when the flywheel is idling and at the same time show the direction of pedaling, you can - as shown in Fig. 4 - on the center of the axis 1C of the gear 1A in the space between the axis 1C and the sleeve 1 d fasten a pulse disk 33 and distribute it on its circumference 27, at the same lateral distance from one another forty-eight windows as pulse generator 28. Two sensors 29A and 29B fitted into a recess in the sleeve 1D and comprising the outer edge of the pulse disk 33 (the manufacturer is, for example, the TRW Electronic Components Group, Optoelectronics Division, Carrollton, USA; see Optoelectronics Data Book, OPB980 Series, page 292) can deliver from the scanning of the windows 28 per pedal rotation over two lines 30A and 30B forty-eight pulse sequences 33A and 33B offset by 90 degrees with a pulse-pause ratio of approximately 1: 1. The sensors 29A and 29B are arranged so that the pulses 33A lead the pulses 33B by 90 degrees when the pedals 1B are advanced. The microcomputer 24 or 20 can derive the direction of rotation 32 from this. A further optical sensor 31 can deliver a reference pulse 34 per pedal rotation via line 34A to the microcomputers 24 or 20 by scanning the window 31A.
  • Man kann auch auf zwei Kreisumfängen des Zahnrades 1A je zwölf Impulsgeber (zum Beispiel Impulsfenster für optische Sensoren oder Magnete) im gleichen seitlichen Abstand voneinander derart verteilen, daß daraus zwei um 90 Grad versetzte Rechteckimpulsfolgen mit einem Impuls-Pausen-Verhältnis von 1:1 abgeleitet werden können. Die Auswertung der steigenden und fallenden Flanken beider Impulsfolgen ermöglicht die registrierung von achtundvierzig drehrichtungsunabhängigen Impulsen je Pedalumdrehung und die gleichzeitige Ermittlung der Drehrichtung durch einen Computer.One can also distribute twelve pulse generators (for example pulse windows for optical sensors or magnets) at the same lateral distance from one another on two circumferences of the gearwheel 1A in such a way that two rectangular pulse sequences offset by 90 degrees with a pulse-pause ratio of 1: 1 are derived from them can be. The evaluation of the rising and falling edges of both pulse sequences enables the registration of forty-eight pulses independent of the direction of rotation per pedal revolution and the simultaneous determination of the direction of rotation by a computer.
  • Für computerunterstütze Kontrollen und automatische Korrekturen von Verschiebungen der Einsatspunkte der Schlagzeiten, die fast nur bei Rückwärtztreten vorkommen, können die Mikrocomputer 24 oder 20 die von den Sensoren 29A, 29B und 31 über die Leitungen 30A, 30B und 34A ausgesandten Impulse 33A, 33B und 34 über parallele Eingänge aufnehmen und in der später beschriebenen Weise ermitteln, ob die Bedingungen für ein weiteres Abspielen von Musik gegeben sind. Der Mikrocomputer 24 (zum Beispiel ein Einplatinenrechner) kann das Abspielen durch Aussendung von Rechteckimpulsen an den 5-V-Clock-Eingang 21A oder einfacher Midi-Timing-Clock-Codes an Midi-In 21B der Midi-Schnittstelle 21 veranlassen. Der Einsatz des Mikrocomputers 20 ( zum Beispiel eines Personal- oder Homecomputers) für die Aufnahme und Bearbeitung der Impulse 33A, 33B und 34 und weiterer später beschriebener Eingaben ist ökonomischer als die Verwendung des Mikrocomputers 24, da ersterer diese Aufgaben zusätzlich zur Aussendung von Midi-Timing-Clock-Codes und Noten-Codes für die Musikerzeugung an einAbspielgerät für Musik 25 (Syntheziser mit Rhythmusmaschine) übernehmen kann. Es ist auch möglich, eine Syntheziser-Karte als Einschub für einen Personal Computer zu benutzen (zum Beispiel das Expander-Modul FB01 von Yamaha, Japan für IBM-kompatible PC's). Die für das Abspielen jedes Musikstückes erforderlichen MIDI-Codes können durch Eingabe seiner Notenwerte mit einem Musik-Editor-Programm oder durch Einspielen über ein Keyboard programmgesteuert erzeugt, auf Floppy-Disk oder Festplatte gespeichert und bei Beginn des Trainings in den Arbeitspeicher geladen werden. Für die im folgenden näher beschriebenen Aufgaben der Mikrocomputer 24 oder 20 wurde ein Assembler-Programm entwickelt.For computer-aided checks and automatic corrections of shifts in the starting points of the beat times, which occur almost only when the user steps backwards, the microcomputers 24 or 20 can use the pulses 33A, 33B and 34 emitted by the sensors 29A, 29B and 31 via the lines 30A, 30B and 34A Record via parallel inputs and determine in the manner described later whether the conditions for further music play are given. The microcomputer 24 (for example a single-board computer) can initiate the playback by sending square-wave pulses to the 5 V clock input 21A or simple midi timing clock codes to midi in 21B of the midi interface 21. The use of the microcomputer 20 (for example a personal or home computer) for the recording and processing of the pulses 33A, 33B and 34 and further inputs described later is more economical than the use of the microcomputer 24, since the former performs these tasks in addition to transmitting MIDI signals. Transfer timing clock codes and note codes for music generation to a player for music 25 (synthesizer with rhythm machine) can. It is also possible to use a synthesizer card as a slot for a personal computer (for example the expander module FB01 from Yamaha, Japan for IBM-compatible PCs). The MIDI codes required to play each piece of music can be generated in a program-controlled manner by entering its note values with a music editor program or by importing it with a keyboard, saved on a floppy disk or hard disk and loaded into the main memory at the start of the training. An assembler program was developed for the tasks of the microcomputers 24 or 20 described in more detail below.
  • Zunächst wird erläutert, wie mit Hilfe der Mikrocomputers 24 oder 20 und der Sensoren 29A, 29B, und 31 sowie durch Einstellung eines Codierschalters auf Bedienungspult 9A der Einsatzpunkt der Schlagzeiten beziehungsweise Taktschläge innerhalb einer Pedalumdrehung und damit innerhalb eines Bewegungzyklus' der Griffstangen 10 zu Beginn des Trainings individuell ausgewählt und auch während des Trainings leicht verändert werden kann.First, it will be explained how with the help of the microcomputers 24 or 20 and the sensors 29A, 29B, and 31 and by setting a coding switch on the control panel 9A, the point of use of the beat times or beats within a pedal revolution and thus within a movement cycle of the handle bars 10 at the beginning of Training can be individually selected and easily changed during the training.
  • Man kann bei Programmstart ( für Musikstücke mit 4/4 und 2/4 Takt) vorwählen, bei welchem Bein die betonte 1.One can at the start of the program (for pieces of music with 4/4 and Pre-select 2/4 measure), with which leg the emphasized 1.
  • Schlagzeit eines Taktes einsetzen soll.Beat time of a measure.
  • Zur Eingabe des gewünschten Einsatzpunktes kann man dem Übenden zum Beispiel die Möglichkeit geben, über den Codierschalter zwischen 15 Positionen auswählen, die 15 Pedalstellungen im Bereich von circa 60 bis 165 Grad und dort ausgelösten Impulsen 33A zugeordnet werden können. Bei 48 Impulsen je Pedalundrehung können Einsatzpunkte im Abstand von 360 : 48 = 7,5 Grad gewählt werden.To enter the desired point of use, the practitioner can, for example, be given the option of selecting between 15 positions via the coding switch, which can be assigned to 15 pedal positions in the range from approximately 60 to 165 degrees and pulses 33A triggered there. With 48 pulses per pedal rotation, insert points can be selected at a distance of 360: 48 = 7.5 degrees.
  • Die mit einem Codierschalter einstellbare Einsatzposition für eine Schlagzeit kann jeweils bei Eintreffen eines Referenzimpulses 31A während Vorwärtsdrehung der Pedale über parallele Eingänge der Mikrocomputer 24 oder 20 eingelessen werden.The use position for a beat time, which can be set with a coding switch, can be read in via a parallel input of the microcomputers 24 or 20 when a reference pulse 31A arrives during forward rotation of the pedals.
  • Sobald das erste Impuls von Sensor 31 gleichzeitig mit einem Impuls 33A bei Vorwärtsdrehung (das heißt einem Impuls 33B um circa 90 Grad voreilend) registriert wird, wartet der Mikroprozessor programmgesteuert soviele danach ununterbrochen folgende Impulse 33A bei Vorwärtsdrehung ab, dis Stellung des gewählten Fußpedals 1B der vom Übenden gewählten Einsatzposition für eine Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote entspricht.As soon as the first pulse from sensor 31 is registered at the same time as a pulse 33A during forward rotation (that is, leading a pulse 33B by approximately 90 degrees), the microprocessor program-controlledly waits for the following subsequent pulses 33A during forward rotation, the position of the selected foot pedal 1B corresponds to the position chosen by the practitioner for a striking time the length of a quarter note.
  • Der Einsatzpunkt der nächsten Schlagzeit liegt dann automatisch an der entsprechenden Position des anderen Fußpedals.The starting point of the next stroke time is then automatically at the corresponding position of the other foot pedal.
  • Bei während der suche der Einsatzsposition registrierten Impulsen während Rückwärtstretens sind entsprechend viele, um n (= Anzahl der vollständigen Umdrehungen bei Rückwartstreten) mal 48 verminderte Impulse während Vorwärtstretens abzuwarten, bevor die Suche nach dem Einsatzpunkt fortgesetzt wird. Man kann auch die Suche mitr dem nächsten Referenzimpuls bei Vorwärtsdrehung neu beginnen.In the case of impulses registered during the search for the deployment position during backward pedaling, a correspondingly large number of impulses reduced by n (= number of complete revolutions during backward pedaling) times 48 during forward pedaling must be waited for before the search for the deployment point is continued. You can also start the search again with the next reference pulse when rotating forward.
  • Sollten die Takschläge in Bezug auf den Beginn der Schlagzeiten zeitverzögert einsetzen, so wird der Übende, der sich akustisch an den Taktschlägen orientiert, den Einsatzpunkt der Schlagzeiten innerhalb des Bewegungszyklus' um eine entsprechende Zahl von Impulsen 33A vorverlegen.If the beats start with a delay in relation to the beginning of the beating times, the practitioner, who is acoustically oriented to the beats, will advance the starting point of the beating times within the movement cycle by a corresponding number of pulses 33A.
  • Der Mikrocomputer 24 leitet nach Erreichen des Einsatzpunktes für jeden während Vorwärtsdrehung registrierten Impuls 33A einen MIDI-Timing-Clock-Code (= F8 (H)) zur Temposteuerung oder der Mikrocomputer 20 zusätslich Codes für Notenkennwerte weiter, solange keine Impulse 33A während Rückwärtsdrehung der Pedale 1B registriert werden. Ist dies jedoch der Fall, wird ein Timing-Clock-Code erst wieder nach Abwarten einer entsprechenden, vorzugsweise un n x 48 vermiderten Anzahl von Impulsen während des Vorwärtsdrehens weitergeleiter, (wobei n die Anzahl der vollständig rückwärts getretenen Umdrehungen ist). Es ist auch möglich, beim nächsten Impuls 33A während erneuten Vorwärtstretens durch Absenden zusätslicher Timing-Clock-Codes F8(H) die Verschiebung des Einsatzpunktes der Schlagzeiten und damit der Taktschläge zu korrigieren. Ihre Zahl entspricht der Differenz zu 48 der bei Rückwärststreten gezählten (und um n mal 48 verminderten) Impulse.After reaching the starting point, the microcomputer 24 forwards a MIDI timing clock code (= F8 (H)) for tempo control for each pulse 33A registered during forward rotation, or the microcomputer 20 additionally forwards codes for note characteristics, as long as no pulses 33A during reverse rotation of the pedals 1B registered will. If this is the case, however, a timing clock code is only forwarded again after waiting for a corresponding, preferably un nx 48, reduced number of pulses during the forward rotation (where n is the number of completely reversed revolutions). It is also possible to correct the shift in the starting point of the beat times and thus the beats at the next pulse 33A while stepping forward again by sending additional timing clock codes F8 (H). Their number corresponds to the difference to 48 of the impulses counted (and reduced by n times 48) for backward pedaling.
  • Zur zusätslichen Kontrolle können die ausgesandten Timing-Clock-Codes unter Rücksetzung des Zählers bei jeweils 48 auf Null aufaddiert werden und bei Erreichung des Referenzimpulses während Vorwärtsdrehung kann - nach Abschluß von Rückwärtskorrekturen - geprüft werden, ob sich die Zahl der Timing-Clock-Codes mit der Soll-Zahl der Impulse 33A bei Vorwärtsdrehung vom Referenzimpuls bis zum Einsatzpunkt zu 48 addiert. Bei einer Summe von über 48 sind für die der Differenz entsprechende Zahl der folgenden Impulse 33A bei Vorwärtsdrehung keine Timing-Clock-Codes auszusenden und bei eine Summe unter 48 entsprechend viele zusätzliche Codes auszusenden.For additional control, the transmitted timing clock codes can be added to zero by resetting the counter at 48 each and when the reference pulse is reached during forward rotation, after completing reverse corrections, it can be checked whether the number of timing clock codes changes the target number of pulses 33A for forward rotation from the reference pulse to the point of use added to 48. With a total of more than 48, there are no timing clock codes for the number of the following pulses 33A corresponding to the difference when rotating forward to be sent out and, if the total is less than 48, to send out a corresponding number of additional codes.
  • Während des Trainings kann ebenfalls bei jedem Referenzimpuls 34 während Vorwärtsdrehen die Stellung des Codierschalters für die Einsatzposition weiter eingelesen und außer während gerade laufender Korrekturen von Impulsen 33A während Rückwärtstretens - eine Abweichung der Addition mit der Zahl Timing-Clock-Codes von 48 wie gerade dargestellt korrigiert werden.During the training, the position of the coding switch for the operating position can also be read in for each reference pulse 34 during forward rotation and, apart from during corrections of pulses 33A during backward pedaling, a deviation of the addition with the number of timing clock codes of 48 corrected as just shown will.
  • Damit können eventuell erforderliche Feinkorrekturen (bei Abweichungen ohne Änderung der Einsatzposition) und Änderungen der gewählten Einsatzposition mit derselben Operation durchgeführt werden.This means that any necessary corrections (in the case of deviations without changing the position) and changes to the selected position can be carried out with the same operation.
  • Man kann eine automatische Korrektur nach Rückwärststreten auch durch Fortsetzung des Abspielens der Musik mit dem nächsten Takt oder der nächsten Viertelnote am vorgesehenen Einsatzpunkt vornehmen. Dieses Verfahren ist auch für eine Fortsetzung des Abspielens nach einer Pause mit einer entsprechenden Eingabel geeignet.An automatic correction after kicking backwards can also be carried out by continuing to play the music with the next bar or the next quarter note at the intended point of use. This procedure is also suitable for continuing playback after a pause with an appropriate input.
  • Für eine manuelle oder automatische Fortsetzung des Abspielens mit demjenigen Takt, in dem die Stopstelle liegt, oder bei Synchronisationsverschiebungen ist es erforderlich, daß die Mikrocomputer 24 oder 20 die Taktposition des Musikstückes durch vorangehende Addition aller abgesandten Timing-Clock-Codes errechnet haben. Es kann zum Beispiel bei Impulsen 33A während Rückwärtstretens automatisch ein MIDI-Stop-Code abgesandt werden.It is for a manual or automatic continuation of the playback with the clock in which the stop point is located or for synchronization shifts required that the microcomputers 24 or 20 have calculated the clock position of the piece of music by previously adding all the sent timing clock codes. For example, a MIDI stop code can be automatically sent on pulses 33A while pedaling backwards.
  • Zur Fortsetzung des Abspielens kann dann nach erneutem Vorwärtstreten ein Song-Position-Pointer-Code mit zwei Datenbytes, die den Beginn der nächsten Viertelnote oder der nächsten Taktes des Musikstückes bezeichnen, vom Mikrocomputer 24 über eine MIDI-Schnittstelle dem auf externe Steuerung durch SPP, MIDI-Timing-Clock und Chase Mode eingestellten Sequenzerprogramms automatisch zugeführt werden. Der Mikrocomputer 24 gibt sofort nach Eintreffen des ersten Impulses von Sensor 31 den Song-Position-Pointer-Code (= F2), die Datenbytes und den MIDI-Continue-Code (= (FB-H)) über die MIDI-Schnittstelle 21 an das Sequenzerprogramm weiter.To continue playing, after stepping forward again, a song position pointer code with two data bytes, which denote the beginning of the next quarter note or the next bar of the piece of music, can be transmitted from the microcomputer 24 via a MIDI interface to external control by SPP, MIDI timing clock and chase mode can be automatically set to the sequencer program. The microcomputer 24 indicates the song position pointer code (= F2), the data bytes and the MIDI continue code (= (FB-H)) via the MIDI interface 21 as soon as the first pulse from sensor 31 arrives the sequencer program continues.
  • Für jeden danach vom Mikrocomputer 24 registrierten Impuls 33A bei Vorwärtstreten wird - wie schon vorher dargestellt - zur Temposteuerung ein MIDI-Timing-Clock-Code an den Eingang MIDI-In 21B weitergeleitet, bis wieder ein MIDI-Stop-Code durch einen Impuls 33A bei Rückwärtstreten ausgelöst wird.For each pulse 33A subsequently registered by the microcomputer 24 when pedaling forward, a MIDI timing clock code is forwarded to the input MIDI-In 21B for tempo control, as previously described, until a MIDI stop code is again provided by a pulse 33A Kicking backwards is triggered.
  • Eine noch schnellere automatische Korrektur nach Stop bei Rückwärtstreten ist durch Sprung auf die kleinste Einheite des Song-Position-Pointers möglich, die einer Sechzehntelnote entspricht.An even faster automatic correction after stopping when pedaling backwards is possible by jumping to the smallest unit of the song position pointer, which corresponds to a sixteenth note.
  • Wenn der Mikrocomputer 20 die Impulse 33A und 33B direkt aufnimmt und auswertet, kann er entsprechend das Abspielen mit dem Absenden der Timing-Clock-Codes und Noten-Codes für den Beginn des nächsten Taktes oder auch der nächsten Sechzehntelnote bei dem entsprechenden folgenden Impuls 33A bei Vorwärtsdrehung zum Syntheziser 20 fortsetzen.If the microcomputer 20 directly records and evaluates the pulses 33A and 33B, it can accordingly play back by sending the timing clock codes and note codes for the beginning of the next bar or also the next sixteenth note at the corresponding following pulse 33A Continue forward rotation to Syntheziser 20.
  • Nacht bisherigen Versuchsergebnissen wird von den Übenden auch die Möglischkeit der Umschaltung zwischen bewegungsgesteuertem und vorgegebenem Musiktempo gewünscht.After the previous test results, the practitioners also want the possibility of switching between motion-controlled and preset music tempo.
  • Die Einstellung auf eine der beiden Betriebsarten kann über einen Umschalter erfolgen und über einen parallelen Eingang von Mikrocomputer 24 oder 20 eingelesen werden.The setting to one of the two operating modes can be made via a changeover switch and read in via a parallel input from microcomputer 24 or 20.
  • Bei Umschaltung von bewegungsgesteuertem auf vorgegebenes Musiktempo kann der Mikrocomputer 24 Timing-Clock-Codes beziehungsweise der Mikrocomputer 20 Timing-Clock-Codes mit den zugehörigen Noten-Codes mit einer konstanten Frequenz aussenden.When switching from motion-controlled to a predetermined music tempo, the microcomputer 24 timing clock codes or the microcomputer 20 timing clock codes with the associated note codes with a constant Send out frequency.
  • Das gewünschte konstante Musiktempo kann zum Beispiel über den jetzt nicht für die Einstellung der Einsatzpunkte benötigten Codierschalter aus 15 verschiedenen Tempi ausgewählt werden.The desired constant music tempo can be selected from 15 different tempos, for example, using the coding switch, which is now not required for setting the deployment points.
  • Alternativ kann als Voreinstellung das der letzten aktuellen Drehzahl bei Umschaltung entsprechende Tempo (Drehzahl x 2) übernommen werden. Eine zusätsliche Veränderungsmöglichkeit des vorgegebenen Tempos während des Trainings durch eine Plus- und Minustaste, durch deren Betätigung das Musiktempo konstant um jeweils einen Metronomschlag erhöht oder verringert werden kann, ist sinnvoll.Alternatively, the speed corresponding to the last current speed when switching (speed x 2) can be adopted as a default. An additional possibility to change the given tempo during the training with a plus and minus button, by pressing which the music tempo can be increased or decreased constantly by one metronome beat, makes sense.
  • Bei Umschaltung von festem auf bewegungsgesteuertes Musiktempo ist ebenso wie bei Weiterspielen nach einem Stop erforderlich, die Takt-Position innerhalb des Musikstücks berechnet zu haben wie zu kennen.When switching from a fixed to a movement-controlled music tempo, just like when playing after a stop, it is necessary to have calculated the beat position within the piece of music and to know it.
  • Das Abspielen kann dann der Einfachheit halber - wie oben dargestellt - bei Erreichen des Einsatspunktes für die Schlagzeiten mit dem nächsten Takt fortgesetzt werden.For the sake of simplicity - as shown above - the playback can then be continued with the next bar when the point of use for the beat times has been reached.
  • Zur Vermeidung häufiger Korrekturen wegen Rückwärtstreten und eines Abspielens bei sehr langsamen Tempo kann man erwägen, bei Unterschreiten einer bestimmten Frequenz der Pedalundrehungen automatisch auf konstantes Musiktempo umzuschalten und die Bewegungssteuerung des Musiktempos erst wieder bei Überschreiten dieser Grenzfrequenz automatisch einzuschalten.To avoid frequent corrections due to kicking backwards and playing at a very slow pace, you can consider switching automatically to a constant music pace when the pedal turns below a certain frequency and only switch on the motion control of the music pace again when this limit frequency is exceeded.
  • Die Mikrocomputer 24, 20 oder ein zweiter Prozessor 26 können aus den Zeitdifferenzen bei jeder Umdrehung von Sensor 31 weitergeleiteten Impulse die momentane und durchschnittliche Undrehungszahl pro Minute berechnen und auf einem Bildschirm 26A die positive oder negative Differenz der Gesamtzahl an Umdrehungen zu einer voreingestellten Sollzahl pro Zeiteinheit fortlaufend in grafischer Form ausgeben (DE -A-2753041), sowie die Pedalposition bei Schlagzeitbeginn und eventuell weitere Kennwerte.The microcomputers 24, 20 or a second processor 26 can calculate the instantaneous and average number of revolutions per minute from the time differences with each revolution of sensor 31 and on a screen 26A the positive or negative difference of the total number of revolutions to a preset target number per unit of time Output continuously in graphic form (DE -A-2753041), as well as the pedal position at the beginning of the beat and possibly other parameters.
  • Durch die beschriebenen Synchronisationsimpulse 33A bei Vorwärtsdrehung der Fußpedale kann der Mikrocomputer 20 anstelle des Absendens von Notencodes zu einem Syntheziser im Prinzip auch das Abspieltempo von digitalen Meßwerten eines gesampelten Musikstückes über Analog-Digital-Wandler taktbezogen steuern. Dies setzt voraus, daß bei Schlagzeiten von der Länge einer Viertelnote die zu jedem Vierundzwanzigstel einer Viertelnote gehörenden Sampleabschnitte für den Mikrocomputer erkennbar sind, zum Beispiel durch Einspielen spezieller Codes zu Beginn jedes solchen Abschnittes bei der Digitalisierung. Beim Abspielen könnten die aufeinanderfolgenden Synchronisationsimpulse jeweils das Abspielen eines Abschnittes mit konstantem Tempo starten. Bei beschleunigtem Eintreffen des Synchronisationsimpulses für die folgende Einheit müßten die dem vorangehenden Impuls zuzuordnenden, aber noch nicht abgespielten Sample-Punkte übersprungen werden. Bei verlangsamter Impulsfolge und konstantem Abspieltempo würden kleine, eventuell durch Wiederholungen zu überbrückende Lücken entstehen.By means of the described synchronization pulses 33A when the foot pedals are turned forward, the microcomputer 20 can, in principle, also control the playback speed of digital measured values of a sampled piece of music by means of analog-digital converters instead of sending note codes to a synthesizer. This requires that at beat times the length of a quarter note which can be recognized by the microcomputer for every twenty-fourth of a quarter note, for example by importing special codes at the beginning of each such section during digitization. When playing, the successive synchronization pulses could each start playing a section at a constant tempo. If the synchronization pulse for the following unit arrives more quickly, the sample points to be assigned to the previous pulse but not yet played back would have to be skipped. If the pulse train was slowed down and the playback speed was constant, small gaps would arise, which could possibly be bridged by repetitions.
  • Die dargestellten Möglichkeiten der Temposteuerung von Musik mit einem Trimmfahrrad sind generell bei Ergometern auch mit frequenzunabhängiger Belastungseinstellung anwendbar. Eine Verwendung letzterer mit einer Vorrichtung zur Temposteuerung von Musik für die Rehabilitation von Herzgeschädigten ist vorteilhaft, weil eine Tempobeschleunigung Abwechslung ohne Gefährdung durch zu hohe Hersbelastung bringt.The possibilities of tempo control of music with a trim bike are generally applicable to ergometers with frequency-independent load settings. It is advantageous to use the latter with a device for controlling the tempo of music for the rehabilitation of the heart-damaged, because speeding up the pace brings variety without endangering the excessive stress.
  • Für das zweite Beispiel zur Steuerung des Musiktempos gemäß Fig. 2 durch die Beinbewegungen beim Lauftraining wird ein Training auf der Laufbahn eines Sportplatzes beschrieben, bei der von allen Punkten eine telemetrische Übertragung von Signalen zum Standort der Synchronisations-/ Abspieleinheit leicht möglich ist.For the second example for controlling the music pace according to FIG. 2 by the leg movements during running training, training on the track of a sports field is described in which telemetric transmission of signals to the location of the synchronization / playback unit is easily possible from all points.
  • Beim Bewegungszyklus eines Beines beim Lauftraining ist keine feste Beziehung der Bewegungsabschnitte zu einer starren Größe wie einer Pedalundrehung beim Trimmfahrad herstellbar. Die Schrittlänge kann jederzeit unvorhersehbar verändert werden. Man kann sich aber zur Temposteuerung von Musik auf die Registrierung einiger charakteristischer Punkte des Bewegungszyklus der Beine beschränken und diese zur Schätzung der jeweils folgenden Zeitabschnitte eines Bewegungszyklus verwenden. Durch zwei Aufnehmer, zum Beispiel zwei Goniometer 14 kann das rhythmische Beugen und Strecken jedes Oberschenkels in der Hüfte oder im Knie registriert und über einen Sender 15 verstärkt un zu einem Empfänger 18 übertragen werden.In the movement cycle of a leg during running training, it is not possible to establish a fixed relationship between the movement sections and a rigid size such as a pedal rotation on the exercise bike. The stride length can be changed unpredictably at any time. For tempo control of music, however, you can restrict yourself to the registration of some characteristic points of the movement cycle of the legs and use these to estimate the subsequent periods of a movement cycle. The rhythmic bending and stretching of each thigh in the hip or knee can be registered by two transducers, for example two goniometers 14, and amplified and transmitted to a receiver 18 via a transmitter 15.
  • Hierzu eignen sich zum Beispiel Goniometer (Hersteller ist die Fa. Penny & Giles, Blackwood / GB; siehe Datenblatt ber Goniometer), deren Ausgangsspannung sich proportional zur Beugung des Gelenkes verändert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Synchronisations- und Abspieleinheit gemäß Fig. 3 grundsätzlich verwendbar. Mit dem Mikrocomputer 24 oder 20 können nach Analog/Digital-Wandlung der beugungsabhängigen Signale der Goniometer 14 die Extremposition im Bewegungszyklus jedes Oberschenkels beim Übergang vom Beugen zum Strecken ein Einsatzpunkt für die Schlagzeiten nach der Extremposition und die Zeitdifferenz zu der jeweils vorangehenden entsprechenden Extremposition des jeweils anderen Oberschenkels als Basis für die Schätzung der Zeitdifferenz zur nächsten entspreschenden Extremposition dieses Beines oder die Zeitdifferenz zwischen den entsprechendend Einsatzpunkten für die Schlagzeiten ermittelt werden.Goniometers (manufacturer is Penny & Giles, Blackwood / GB; see data sheet) are suitable for this via goniometer), the output voltage of which changes in proportion to the flexion of the joint. The synchronization and playback unit according to FIG. 3 can also be used in principle in this exemplary embodiment. With the microcomputer 24 or 20 after analog / digital conversion of the diffraction-dependent signals of the goniometer 14, the extreme position in the movement cycle of each thigh during the transition from bending to stretching can be a starting point for the beating times after the extreme position and the time difference from the respectively corresponding corresponding extreme position of the respective one other thighs as the basis for estimating the time difference to the next corresponding extreme position of this leg or the time difference between the corresponding points of use for the stroke times.
  • Der Einfluß höherfrequenter Artefakte (zum Beispiel durch Vibration der Aufnehmer oder Störung der telemetrischen Übertragung) kann durch Hardware-Bandpaß-Filterung und / oder gleitende Mittelwertsbildung in Echtzeit reduziert werden. Dabei sind die von den gewählten Grenzfrequenzen beziehungsweise der Zahl der gemittelten Werte abhängigen Phasenverschiebungen einzukalkulieren.The influence of higher-frequency artifacts (for example due to vibration of the transducers or interference with the telemetric transmission) can be reduced in real time by hardware bandpass filtering and / or moving averaging. The phase shifts dependent on the selected cut-off frequencies or the number of averaged values must be taken into account.
  • Artefaktverdächtige höherfrequente Spannungsänderungen können auch softwaremäßig vom Mikrocomputer 24 oder 20 eliminiert werden. Er kann hierzu bei jedem der digitalisierten Spannungswerte die Spannungsänderung zum vorangehen den Wert feststellen und dabei prüfen, ob diese Änderung über einem vorgegebenem Grenzwert liegt, der einer Beugungsänderung pro Zeiteinheit entspricht, die beim Laufen der vorgesehenen Art erfahrungsgemäß nicht mehr vorkommen kann. Darüber liegende Werte können als Artefakte verworfen werden.Artifact suspected higher frequency voltage changes can also be eliminated by software from microcomputer 24 or 20. For this purpose, he can determine the change in voltage for each of the digitized voltage values and check whether this change lies above a predetermined limit value, which corresponds to a diffraction change per unit of time, which experience has shown that can no longer occur when the intended type is running. Values above this can be discarded as artifacts.
  • Nacht Artefaktereinigung kann der Mikrocomputer 24 oder 20 zur Erkennung der Spannungsmaxima der Goniometer 14 bei maximaler Beugung in der Hüfte oder im Knie während des Laufens bei jedem vom Analog/Digital-Wandler gesampelten Spannungswert sofort vergleichen, ob er einen Minimalwert erreicht oder überschreitet, der einer Beugung entspricht, die zur Anerkennung als Maximum zwischen Beugung und Streckung bei Laufbewegungen der vorgesehenen Art im allgemeinen mindestens erreicht wird. Nach Registrierung eines solchen minimalen Spannungsmaximums kann bei den folgenden Werten geprüft werden, ob sie darüber liegen und der jeweils höchste Wert kann festgehalten werden. Das Passieren eines Beugungsmaximums kann anerkannt werden, sobald bei der dem Beugungsmaximum folgenden Streckung ein artefaktbereinigter Spannungswert erreicht wird, der das vorausgehende Maximum um einen vorher festgelegten Prozentsatz des Maximumwertes oder absoluten Betrag, der einem bestimmten Beugunsgrad entspricht, unterschreitet.After artifact cleaning, the microcomputer 24 or 20 can instantly compare whether the voltage maxima of the goniometers 14 are at maximum flexion in the hip or knee while running, for each voltage value sampled by the analog / digital converter, whether it reaches or exceeds a minimum value that one Diffraction corresponds to the minimum that is generally recognized as the maximum between flexion and extension during running movements of the intended type. After registering such a minimum voltage maximum, the following values can be checked to see whether they are above and the highest value can be recorded. Passing a diffraction maximum can be recognized as soon as the one following the diffraction maximum Stretching an artifact-adjusted tension value is reached, which falls below the previous maximum by a predetermined percentage of the maximum value or absolute amount, which corresponds to a certain degree of diffraction.
  • Man kann auch einen festen Abstand vom minimal erforderlichen Maximum wählen. Zusätzlich könnte man noch zum Artefaktausschluß für die Anerkennung eines Beugungsmaximums Midestzeitabstände zwischen den Werten zunehmender und abnehmender Beugung im gleichen Spannungsabstand von dem dazwischen liegenden Wert für die maximale Beugung fordern. Sie hätten mit dem Abstand vom der maximalen Beugung zuzunehment und sollten bei dem Laufen der vorgesehenen Art immer erreicht werden. Der vorherbestimmte Spannungswert, der zur Bestätigung des vorangehenden zyklischen Beugungsmaximums erreicht werden muß, kann der Einfachheit halber so gewählt werden, daß er gleichzeitig als Einsatzpunkt für eine Schlagzeit benutzt werden kann. Ihre Festlegung sollte entsprechend dem Vorgehen beim Trimmfahrrad zum Beispiel durch Eingabemöglichkeit verschiedener Beugungsgrade, bei denen die Schlagzeiten einsetzen, individuell bestimmbar sein.You can also choose a fixed distance from the minimum required maximum. In addition to the artifact exclusion for the recognition of a diffraction maximum, one could call for mid-time intervals between the values of increasing and decreasing diffraction at the same voltage distance from the intermediate value for the maximum diffraction. They should have increased with the distance from the maximum diffraction and should always be reached when running the intended type. For the sake of simplicity, the predetermined voltage value, which must be reached to confirm the preceding cyclic diffraction maximum, can be chosen so that it can simultaneously be used as the starting point for a stroke time. You should be able to determine them individually in accordance with the procedure for the exercise bike, for example by entering different degrees of diffraction at which the stroke times begin.
  • Setzen die Taktschläge innerhalb der Schlagzeiten zeitverzögert ein, kann der Übende einen entsprechend früheren Einsatzpunkt der Schlagzeit wählen.Set the beats with a time delay within the beat times a, the practitioner can choose an earlier point in time of the strike.
  • Die Suche sollte jeweils bei den Signalen für ein Bein beginnen und bei Erfolg jeweils wechselnd für jedes Bein fortgesetzt werden. Schließlich ist auch eine programmgesteuerte Analyse eines Kurvenabschnittes zur Festlegung von Kennwerten denkbar. Bei Benutzung der vorstehend und mit Fig. 3 beschriebenen Synchronisations- und Abspieleinheit digital gespeicherter Musik müssen nach Ermittlung einer oberen Extremposition und eines Einsatzpunktes als Signal für das Einsetzen eines Taktschlages vierundzwanzig Timing-Clock-Codes zum Abspielen einer Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote auf die geschätzte Zeitdifferenz bis zur nächsten entsprechenden Extremposition des anderen Beines, das den folgenden Taktschlag auslösen soll, verteilt werden. Mit der Absendung der Timing-Clock-Codes beginnt parallel die Erkennungsprozedur des Maximums für das andere Bein. Anstelle der Zeitdifferenz zwischen dem zuletzt registrierten Einsatzpunkt für einen Takschlag bei einem Bein und dem vorangehenden entsprechenden Wert des anderen Beines kann man auch einen gleitenden Mittelwert aus einer geringen Zahl der jeweils letzten Zitdifferenzen zur Schätzung der nächsten Zeitdifferenz verwenden. Nicht erkannte Beuge- und folgende Streckphasen, zum Beispiel wegen zu geringer Beinanhebung oder Artefakten, würden zu einem Weiterspielen der zuletzt abgespielten Note führen. Zur Abmilderung eines störenden Musikeindrucks könnte man zum Beispiel bei einer zeitlichen Verzögerung der Erkennung der nächsten Streckphase zum Beispiel um mehr als 20% gegenüber dem Schätzwert ersatzweise eine Serie von Synchronisationscodes in gleichem zeitlichen Abstand voneinander entsprechend der letzten geschätzten Zeitdifferenz aussenden. Um mögliche Verkürzungen der Zeitdifferenz bei Erhöhung der Tretfrequenz des anderen Beines teilweise aufzufangen, kann der Schätzwert auch etwas reduziert werden. Für jeden Timing-Clock-Code steht dann 1/24 der reduzierten geschätzten Zeitdifferenz zur Verfügung. Das Weiterleiten der Timing-Clock-Codes an die Synchronisationseinheit beziehungsweise bei Mikrocomputer 20 (mit Noten-Codes) an das Abspielgerät 25 kann um einen bestimmten Prozentsatz der Zeitdifferenz verzögert werden, wenn der Taktschlag eher in der Mitte zwischen dem Maximum des Anhebens des Oberschenkels oder bei Bodenkontakt einsetzen soll.Vor Absenden der Timing-Clock-Codes sollte geprüft werden, ob die Weiterleitung der vorangehenden Timing-Clock-Code - Serie beendet ist.The search should always start with the signals for one leg and, if successful, continue alternately for each leg. Finally, a program-controlled analysis of a curve section to determine characteristic values is also conceivable. When using the synchronization and playback unit of digitally stored music described above and with FIG. 3, after determining an upper extreme position and a starting point as a signal for the insertion of a beat, twenty-four timing clock codes for playing a beat time the length of a quarter note on the estimated time difference until the next corresponding extreme position of the other leg, which is to trigger the following beat, is distributed. With the sending of the timing clock codes, the recognition procedure for the maximum for the other leg begins in parallel. Instead of the time difference between the last registered point of use for a beat on one leg and the previous corresponding value of the other leg, a moving average value can also be used for the estimate from a small number of the last quotation differences use the next time difference. Unrecognized flexion and subsequent stretching phases, for example due to insufficient leg elevation or artifacts, would result in the last played note being continued. To alleviate a disturbing musical impression, for example, if the detection of the next stretching phase is delayed, for example by more than 20% compared to the estimated value, a series of synchronization codes could alternatively be sent at the same time interval from one another in accordance with the last estimated time difference. In order to partially compensate for possible reductions in the time difference when the pedaling frequency of the other leg is increased, the estimate can also be reduced somewhat. 1/24 of the reduced estimated time difference is then available for each timing clock code. The forwarding of the timing clock codes to the synchronization unit or, in the case of microcomputers 20 (with note codes), to the playback device 25 can be delayed by a certain percentage of the time difference if the beat is more in the middle between the maximum lifting of the thigh or should contact the ground. Before sending the timing clock codes, it should be checked whether the forwarding the previous timing clock code series has ended.
  • Falls dies wegen einer Beschleunigung des gerade vorwärts bewegten Beines (auch bei eventuell reduzierter Schätzung) nicht der Fall ist, kann die folgende Serie von MIDI-Timing-Clock-Codes erst nach Beendigung der entsprechend (eventuell auf die maximal mögliche Frequenz) beschleunigten Weiterleitung der noch ausstehenden Timing-Clock-Codes der vorangehenden Serie - ebenfalls entsprechend der Verzögerung beschleunigt - abgesandt werden (oder könnte ausfallen). Die Feststellung einer oberen Extremposition und die erforderlichen Berechnungen, Kontrollen und Vorbereitungen zum Start einer Impulsserie sollten nur etwa eine Millisekunde beanspruchen, damit der Taktschlag, wenn es gewünscht wird, schon kurz nach dieser extremposition einsetzen kann. Die durch den Laufrhythmus synchronisierte Musik kann mit einem an den Tonausgang 25A des Abspielgerätes 25 angeschlossenen Sender 19 zu einem vom Läufer tragbaren Empfänger 16 mit Kopfhörer 17 übertragen werden.If this is not the case due to an acceleration of the leg that is moving forward (even with a possibly reduced estimate), the following series of MIDI timing clock codes can only be sent after the corresponding (possibly to the maximum possible frequency) forwarding of the forwarding has ended outstanding timing clock codes from the previous series - also accelerated according to the delay - can be sent (or could fail). The determination of an upper extreme position and the necessary calculations, controls and preparations for the start of a pulse series should only take about a millisecond so that the beat can start shortly after this extreme position, if desired. The music synchronized by the running rhythm can be transmitted with a transmitter 19 connected to the sound output 25A of the playback device 25 to a receiver 16 with headphones 17 which can be carried by the runner.
  • Bei dem geschilderten Verfahren entstehen bei Verlangsamung des Lauftempos minimale Verlängerungen der bei der Rhythmusbegleitung am Ende einer Viertelnote oft vorhandenen Pausen und des Abspielens der noch nicht beendeten Noten der geschätzten Zeitdifferenzen am Ende jeder Schlagzeit von der Länge einer Viertelnote, die sich bei Reducktion der Zeitschätzung noch etwas erhöhen. Bei einer Tretgeschwindigkeit von 80 bis 90 Schritten pro Minute für jedes Bein und einem entsprechenden Musiktempo von 160 bis 180 Metronomschlägen pro Minute sind sie jedoch nicht mehr störend. Sie tragen eher noch zur Betonung des Rhythmus' bei. Andererseits kann der Sicherheitsabzug bei voraussichtlch gleichmäßigem Lauftempo entfallen. Der bei Beschleunigung des Lauftempos auftretende Rest beim Beginn der nächsten Schlagzeit und das schnellere Abspielen des Restes sind akustisch meist nicht störend.In the described process, when the pace of the movement slows down, there are minimal extensions to the pauses that often occur when accompanying the rhythm at the end of a quarter note and the playing of those that have not yet ended Notes of the estimated time differences at the end of each beat time of the length of a quarter note, which increase somewhat when the time estimate is reduced. With a pedaling speed of 80 to 90 steps per minute for each leg and a corresponding music pace of 160 to 180 metronome beats per minute, they are no longer disturbing. Rather, they add to the emphasis on rhythm. On the other hand, the security deduction can be omitted if the walking speed is expected to be constant. The rest that occurs when the running speed accelerates at the beginning of the next beat time and the faster playback of the rest are usually not disturbing acoustically.
  • Man kann auch zusätzlich die Zeitdifferenzen zwischen den entgegengesetzten extrempositionen, nämlich zwischen Strecken und Beugen jedes Beines in der Hüfte oder zwischen anderen markanten Punkten des Bewegungszyklus ermitteln, die die Zeitdifferenz zwischen den anderen Extrempositionen, das heißt zwischen Beugen und Strecken jedes Beines in einem annähernd konstanten Verhältnis teilen. Wenn man diese zusätzlich zur Schätzung von Zeitdifferenzen und zum Absenden von Synchronisationsimpulsen benutzt, läßt sich die Anpassung des Musiktempos an Änderungen des Bewegungstempos noch etwas verbessern.One can also determine the time differences between the opposite extreme positions, namely between the stretching and bending of each leg in the hip or between other prominent points of the movement cycle, which the time difference between the other extreme positions, i.e. between the bending and stretching of each leg in an approximately constant Share relationship. If you use these in addition to estimate time differences and to send synchronization pulses, you can adjust the music tempo improve something about changes in movement speed.
  • Man kann das beschriebene Verfahren zum Beispiel unter Verwendung von Druckaugnehmern in jedem Schuh entsprechend anwenden, wenn man das Einsetzen der Taktschläge mit einem späteren abschnitt in der Streckphase jedes Beines synchronisieren will.The method described can be used accordingly, for example using pressure transducers in each shoe, if one wants to synchronize the insertion of the beats with a later section in the stretching phase of each leg.
  • Eine miniaturisierte Ausführung der Synchronisations- und Abspieleinheit mit digital gespeicherter Musik, die der Läufer am Körper trägt, ist heute schon preiswert herstellbar. Dabei sind der Umfang der gespeicherten Musik und der Syntheziserleistung noch begrenzt.A miniaturized version of the synchronization and playback unit with digitally stored music that the runner wears on the body is already inexpensive to produce. The scope of the stored music and the synthesis performance are still limited.
  • Die Signal der Goniometer 14 können dabei zu einem Eimplatinenrechner mit intergriertem Vorverstärker, Analog/Digital-Wandler und Speicher für die Codes von Musikstücken weitergeleitet werden, der nach den beschriebenen Berechnungen Timing-Clock-Codes und Codes für Notenkennwerte entsprechend wie der Personalcomputer 20 an ein Synthesizermodul weiterleitet.The signals of the goniometer 14 can be forwarded to an egg-board computer with an integrated preamplifier, analog / digital converter and memory for the codes of pieces of music, which, according to the calculations described, corresponds to the timing clock codes and codes for note values in accordance with the personal computer 20 Synthesizer module forwards.
  • Mit einem solchen tragbaren Gerät kann das Musiktempo nicht nur durch Laufen gesteuert werden, sondern auch durch (am besten schnelleres) Gehen.With such a portable device, the music tempo can not only be controlled by running, but also by (preferably faster) walking.
  • Eine solche tragbare Synchronisations- und Abspieleinheit mit Eingängen für die Impulse der Sensoren 29A und 29B und 31 anstelle der Analog/Digital-Wandler ist eine tragbare Form der bei dem Ausführungsbeispiel zum Training mit einem Trimmfahrrad beschriebenen Synchronisations- und Abspieleinheit. Sie kann nach Einbau von Impulsgebern in die Muffe 1D der Achse 1C eines Zahnrades 1A auch ortsunabhängig beim Fahren mit jedem normalen Fahrrad zum Abspielen von Musik in bewegungsgesteuertem Tempo benutzt werden.Such a portable synchronization and playback unit with inputs for the pulses of the sensors 29A and 29B and 31 instead of the analog / digital converter is a portable form of the synchronization and playback unit described in the exemplary embodiment for training with an exercise bike. After installing pulse generators in the sleeve 1D of the axis 1C of a gearwheel 1A, it can also be used regardless of location when riding with any normal bicycle to play music at movement-controlled speed.
  • Bei der Synchronisation von Musik durch das Training mit Rudertrimmgeräten besteht das Problem, daß - ähnlich wie beim Laufen die Schrittlänge - der Weg der Vor- und Zurückbewegung etwas variieren kann.When synchronizing music through training with oar trimmers, there is the problem that - similar to running stride length - the way the back and forth movement can vary somewhat.
  • Hier kann man als charakteristische Punkte die Wendepunkte bei der Vor- und Zurückbewegung erfassen, aus der Zeitdifferenz zum vorangehenden Wendepunkt die zu erwartende Zeitdauer bis zum nächsten schätzen und weiter entsprechend dem beschriebenen Beispiel für das Lauftraining verfahren.Here you can record the turning points for the forward and backward movement as characteristic points, estimate the expected time to the next from the time difference to the previous turning point and proceed according to the example described for running training.
  • Da beim Rudern die im Training übliche Schlagfrequenz nur bei etwa 20 bis 30 Schlägen pro Minute liegt, sollten auf jede Vor- und jede Rückwärtsbewegung des Übenden 2 bis 3 Schlagzeiten - bei einer Länge von je einer Viertelnote - verteilt werden. Dabei würde ein Musiktempo von 80 bis 180 Metronomschlägen pro Minute erreicht.Because when rowing the usual stroke rate in training only around 20 to 30 beats per minute, 2 to 3 beating times - each with a length of a quarter note - should be allocated to each forward and backward movement of the practitioner. A music pace of 80 to 180 metronome beats per minute would be achieved.
  • Wir beschreiben hier eine Ausführungsform, bei der eine in der Mitte an einem Drahtseil befestigte Griffstange bei Rückwärtsbewegung des Oberkörpers auf einem Rollsitz und Anziehen der Arme an den Körper das Drahtseil von einer mit einer Bremseinheit verbundenen Schwungscheibe abrollt. Zur Impulsgenerierung kann man die Anordnung gemäß Fig. 4 entsprechend der Anbringung auf Zahnrad 1A mit einer parallel zur Schwungscheibe auf deren Achse befestigten Scheibe realisieren. Wir beziehen uns in der folgenden Beschreibung auf die gleich wirkende Anordnung gemäß Fig. 4 mit Sensor 29A und 29B, Drehrichtungserkennung und Sensor 31 für einen referenzimpuls 34 und Impulsscheibe 33 (zum Beispiel mit 96 Impulsfenstern).We describe here an embodiment in which a handlebar attached in the middle to a wire rope, when the upper body is moved backwards on a roller seat and the arms are pulled towards the body, unwinds the wire rope from a flywheel connected to a brake unit. For pulse generation, the arrangement according to FIG. 4 can be implemented in accordance with the attachment to gearwheel 1A with a disk fixed parallel to the flywheel on its axis. In the following description, we refer to the arrangement having the same effect according to FIG. 4 with sensors 29A and 29B, detection of the direction of rotation and sensor 31 for a reference pulse 34 and pulse disk 33 (for example with 96 pulse windows).
  • Diese kann auf die Achse der bremsbaren Schwungscheibe parallel zu dieser montiert werden. Das Fenster für einen Referenzimpuls 34 je Bewegungsphase, der ähnlich wie beim Trimmfahrrad für Kontrollen und die Bestimmung der Lage des Einsatzpunktes der Schlagzeiten genutzt werden kann, ist so zu positionieren, daß er etwa in der Mitte zwischen den maximal möglichen Vor- und Rückbewegung des Handgriffs, also an einer Position ausgelöst wird, die auch bei geringer Ausladung der Bewegungen passiert wird.This can be mounted on the axle of the brakeable flywheel parallel to it. The window for a reference pulse 34 per movement phase, which, like the exercise bike, can be used for controls and for determining the position of the starting point of the stroke times, is to be positioned in such a way that it is triggered approximately in the middle between the maximum possible forward and backward movement of the handle, i.e. at a position that is also passed with a small amount of movement.
  • Ein Mikrocomputer 24 oder 20 kann fortlaufend die Umkehrpunkte bei Vor- und Rückwärstsbewegung aus der Drehrichtungsänderung der Sensoren 29A und 29B feststellen und daraus - sowie aus dem vom Trainierenden eingegebenen Einsatzpunkt für die erste Schlagzeit, deren Angabe sich am Einsatzpunkt des ersten Taktschlages orientiert während einer Zugphase unter der Prämisse, daß die Schlagzeiten räumlich äquidistant verteilt werden sollen, die Einsatzpunkte zum Beispiel weiterer drei Schlagzeiten eines Bewegungszyklus' schätzen. Die Festlegung des Einsatspunktes der ersten Schlagzeit der Zugphase ist in Bezug auf die Zahl der Impulse 33A und 33B vor oder nach dem Referenzimpuls 34 möglich. Die Zahl der Impulse 33A beziehungsweise 33B zwischen den jeweils erreichten Extrempunkten und ihr Abstand vom Impuls 34 des Sensors 31 ist festzuhalten und entsprechend der erforderlichen Zahl von Steuerimpulsen für zum Beispiel zwei Schlagzeiten je Phase durch 48 zu teilen. Das Ergebnis gibt an, bei wieviel Impulsen ein MIDI-Timing-Clock-Code F8(H) weiterzugeben ist. Bei 1,5 Impulsen je Code wäre zum Beispiel bei jedem dritten Impuls ein MIDI-Timing-Clock-Code F8(H) auszulassen, um das Verhältnis einzuhalten.A microcomputer 24 or 20 can continuously determine the reversal points during forward and backward movement from the change in the direction of rotation of the sensors 29A and 29B and from this - as well as from the point of use entered by the trainee for the first beat time, the specification of which is based on the point of use of the first beat during a train phase on the premise that the striking times should be distributed spatially equidistantly, estimate the operating points, for example, a further three striking times of a movement cycle. It is possible to determine the starting point of the first beat time of the train phase in relation to the number of pulses 33A and 33B before or after the reference pulse 34. The number of pulses 33A and 33B between the extreme points reached in each case and their distance from pulse 34 of sensor 31 must be recorded and divided by 48 in accordance with the required number of control pulses for, for example, two beat times per phase. The result indicates at how many pulses a MIDI timing clock code F8 (H) has to be passed on. For example, with 1.5 pulses per code, a MIDI timing clock code F8 (H) would have to be omitted for every third pulse in order to maintain the ratio.
  • Das Abspielen der Musik beginnt zweckmäßig mit einer Zugphase, nachdem bei der vorangehenden Vorwärtsbewegung die Umkehrpunkte, das Verhältnis von Impulsen 30A beziehungsweise 30B zu Timing-Clock-Codes sowie vorher der Einsatzpunkt für die erste Schlagzeit registriert wurden.The playing of the music expediently begins with a train phase, after the reversal points, the ratio of pulses 30A or 30B to timing clock codes and the point of use for the first beat time have been registered in the preceding forward movement.
  • Eine Voreinstellung hierfür sollte vorhanden sein. Der Einsatzpunkt kann durch die Zahl der Impulse der Sensoren 29A und 29B vor oder nach dem Referenzimpuls 34 unter Berücksichtigung der Drehrichtung festgelegt werden.There should be a default setting for this. The point of use can be determined by the number of pulses from sensors 29A and 29B before or after reference pulse 34, taking into account the direction of rotation.
  • Liegt er zum Beispiel zwanzig Impulse vom Referenzimpuls 34 entfernt in Richtung zum vorderen Umkehrpunkt und liegt dieser vierzig Impulse vom Referenzimpuls 34 entfernt, so hat das Abspielen der ersten Schlagzeit der Musik mit dem einundzwanzigsten Impuls 33A beziehungsweise 33B während Rückwärtsbewegung zu beginnen. Danach können bis zum hinteren Umkehrpunkt für die registrierten Impulse Timing-Clock-Codes im errechneten Verhältnis ausgesandt werden. Gleichzeitig werden die Impulse 33A beziehungsweise 33B und Timing-Clock-Codes aufaddiert und die Abseichung des hinteren Umkehrpunktes von dem nach der vorangehenden Phase geschätzten Wert errechnet.For example, if it is twenty pulses away from the reference pulse 34 in the direction of the front reversal point and this is forty pulses away from the reference pulse 34, the playing of the first beat time of the music has to begin with the twenty-first pulse 33A or 33B during backward movement. After that, timing clock codes can be sent in the calculated ratio up to the rear turning point for the registered impulses. At the same time, the pulses 33A and 33B and timing clock codes added up and the lowering of the rear turning point calculated from the value estimated after the previous phase.
  • Entsprechend der Differenz wird das Verhältnis von Impulsen und Codes bis zum nächsten Umkehrpunkt unter Berücksichtigung der bis zu diesem Pumkt fehlenden oder zusätzlich abgesandten Codes neu geschätzt.According to the difference, the ratio of pulses and codes to the next reversal point is re-estimated taking into account the missing or additionally sent codes up to this pump.
  • Bei jedem Umkehrpunkt können Abweichungen von der geschätzten Zahl der Impulse je Bewegungsphase durch Absenden zusätzlicher Codes oder durch Weglassen von Codes korrigiert werden, entsprechend dem Vorgehen bei dem Ausführungsbeispiel für Lauftraining.At each reversal point, deviations from the estimated number of pulses per movement phase can be corrected by sending additional codes or by omitting codes, in accordance with the procedure in the exemplary embodiment for running training.
  • Als für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet hat sich zum Beispiel Musik mit dem sogenannten Disco-Rhythmus und jede andere Musik erwiesen, bei der der "Taktschlag" mit dem Beginn der Zählzeit zusammenfällt oder gleichmäßig beziehungsweise periodisch verzögert nach dem Beginn der Zählzeit einsetzt beziehungsweise betont ist. Aber auch Musikstücke, bei denen sich das Einsetzen der Taktschläge etwas unregelmäßig verschiebt, können als angenehm empfunden werden. Bei Musikstücken im Dreivierteltakt mit Rhythmusbegleitung im Walzer-Rhythmus können beim Trimmfahrrad einer Pedalundrehung - wie bei 4/4 und 2/4 Takt - zwei Schlagzeiten zugeordnet werden.For example, music with the so-called disco rhythm and any other music in which the "beat" coincides with the start of the counting time or has started or is emphasized evenly or periodically after the beginning of the counting time has proven to be particularly suitable for the method according to the invention . But pieces of music in which the onset of the beats shifts somewhat irregularly can also be perceived as pleasant. For music in three-four time with rhythm accompaniment in waltz rhythm With the exercise bike, one pedal turn - as with 4/4 and 2/4 cycles - can be assigned two stroke times.
  • Dabei wechselt die betonte erste Schlagzeit jeweils von einem Bein zum anderen.The stressed first stroke time changes from one leg to the other.
  • BezugszeichenlisteReference symbol list
    • 1 Fußbetätigungseinrichtung1 foot control
    • 1A Zahnrad (Antriebsrad)1A gear (drive wheel)
    • 1B Fußpedale1B foot pedals
    • 1C Achse1C axis
    • 1D Muffe1D sleeve
    • 2 Magnet2 magnet
    • 3 Sensor3 sensor
    • 4 4-fache Übersetzung4 4x translation
    • 5 12 Magnete5 12 magnets
    • 6 Sensor6 sensor
    • 7 Schwungrad7 flywheel
    • 7A Zahnrad7A gear
    • 7B Kreisumfang7B circumference
    • 8 Bremse8 brake
    • 9 Start/Stop-Taste9 Start / Stop button
    • 9A Bedienungspult9A control panel
    • 10 Griffstangen10 handles
    • 11 Leitung11 line
    • 11A Leitung11A lead
    • 11B Leitung11B line
    • 12 Rechteckimpuls12 square pulse
    • 12A Leitung12A lead
    • 13 Leitung13 line
    • 14 Goniometer14 goniometers
    • 14A Vorverstärker14A preamplifier
    • 15 Sender15 transmitters
    • 16 Empfänger16 receivers
    • 17 Kopfhörer17 headphones
    • 18 Empfänger18 recipients
    • 19 Sender19 transmitters
    • 20 Mikrocomputer20 microcomputers
    • 20A parallele Eingänge20A parallel inputs
    • 21 MIDI-Schnittstelle21 MIDI interface
    • 21A 5-Volt-Clock-Eingang21A 5 volt clock input
    • 21B MIDI-In21B MIDI-In
    • 22 Relais22 relays
    • 23 Relais23 relays
    • 23A Kontakt23A contact
    • 24 Mikrocomputer24 microcomputers
    • 24A parallele Eingänge24A parallel inputs
    • 25 Abspielgerät für Musik25 music player
    • 25A Tonausgang25A sound output
    • 26 Mikroprozessor26 microprocessor
    • 26A Bildschirm26A screen
    • 27 Kreisumfang27 circumference
    • 28 achtundvierzig Impulsgeber28 forty-eight pulse generators
    • 29A Sensor29A sensor
    • 29B Sensor29B sensor
    • 30A Leitung30A lead
    • 30B Leitung30B line
    • 31 Sensor31 sensor
    • 31A Impulsgeber31A pulse generator
    • 32 Drehrichtung32 Direction of rotation
    • 33 Impulsscheibe33 pulse disk
    • 33A Impulsfogen33A pulse wave
    • 33B Impulsfolgen33B pulse trains
    • 34 Referenzimpuls34 reference pulse
    • 34A Leitung34A lead
    • 35 Griffe35 handles
    • 35A Verstellrichtung35A adjustment direction
    • 35B Verstellrichtung35B direction of adjustment
    • 35C Verstellrichtung35C adjustment direction
    • 36 Leitungen36 lines
    • 37 Antriebsstangen37 drive rods
    • 38 Zapfen38 cones
    • 39 Kurbelarme39 crank arms
    • 40 Antriebswelle40 drive shaft
    • 41 Zahnrad41 gear
    • 42 Zahnrad42 gear

Claims (3)

1. Process for changing the playing tempo of a music playing unit by the tempo of periodically repeated movement cycles of at least one part of the body during fitness training by means of movement generated signals and a synchronizing unit, wherein
a) during the movement cycle signals are emitted continuously or at short intervalls to the synchronizing unit by means of signal indicators which allow the recognition of the position of the movement and the subdivision of the movement cycle into sections, and signals can be transmitted (to the synchronizing unit) which determine the onset position of the musical beats within the movement cycle,
b) to play the music,a device is used with which the playing of successive sections of musical beats can be digitally controlled , e. g. by means of emitting codes which make a synthesizer generate sounds or which indicate to a device the starting point for playing each section of the musical beats,
c) the synchronizing unit - preferably a microcomputer - initiates the playing of successive sections of musical beats during the sections of the movement cycle to which they have been allocated, by emitting digital codes to the music playing device provided that the number of musical beats for each movement cycle and the allocation of the sections of the beats to successive sections of the movement cycle have been predetermined.
2. Process as claimed in claim 1, wherein the synchronization unit - preferably a microcomputer-estimates the length of sections of the movement cycle on the basis of preceding sections, shortens or extends the next sections of the musical beats - if unforeseeable shifts in the length of sections of a movement cycle occur and in case of sections of musical beats either not yet played or played too early - and in this way largely or completely maintains the allocation of the beginning of the next musical beat to the predetermined onset point.
3. Device with signal generators, a microcomputer and a synthesizer with rhythm machine for processing claim 1 or 2, with
a.) circumferentially positioned pulse generators (5 or 28) on the fly wheel (7), on the driving cog wheel (1A) or on the pulse disc (33) of an exercise cycle, and a pulse generator (2, 31A) for reference pulses to transmit signals during the pedal rotation to a microcomputer (20 or 24), as well as a pulse generatori.e. a code switch on a panel (9A) - to input onset positions for the musical beats within a movement cycle, or
b.) two goniometers (14) on a jogger, which after analogous/digital conversion transmit to a microcomputer (20 or 24) signals that continuously change with the bending and stretching of the legs, and a pulse generator i.e. a code switch to input the onset positons of the musical beats within a movement cycle, or
c.) circumferentially positioned pulse generators (33) with a pulse generator for reference pulses (31A) connected to a rowing device, to transmit signals during the movement cycles to a microcomputer (20 or 24),as well as a pulse generator - i.e. a code switch - to input the onset point of the musical beats within a movement cycle, and
d.) a microcomputer (20 or 24), which - program controlled - registers the signals of a.), b.) or c.) via parallel input, determines from this the sections of the movement cycle, allocates successive sections of the musical beats to those sections with reference to the predetermined number of musical beats and selected onset positions and triggers a sound generation in accordance with the note characteristics of the sections of the musical beats by emitting MIDI-codes ,via a MIDI interface (21) to a synthesizer (25) or MIDI-timing codes to a microcomputer(20) with synthesizer (25).
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