EP2228101B1 - Trainings- bzw. Übungsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und damit der menschlichen Bewegungskoordination - Google Patents

Trainings- bzw. Übungsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und damit der menschlichen Bewegungskoordination Download PDF

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    • A63B2208/0204—Standing on the feet

Definitions

  • the present invention relates to a training or exercise device, for. B. a balance training device to improve the sensorimotor and thus the human motion coordination.
  • training devices that work with stochastic randomized vibrations, which in turn are generated with the help of one or more electric motors. All these training devices can be used by the user in many ways. The user can stand on it, sit, kneel, lie prone and supine and perform various movements of more or less complex nature.
  • the invention specified in claim 1 is therefore based on the problem of developing a safe exercise device for improving the balance ability, the sensorimotor and thus the human motion coordination, which is able to convey the previously described feeling of movement.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that athletes train a variety of complex movement patterns and thus can improve your movement coordination sustainable. A response of the same reflex mechanisms as in certain sports is possible and as a result, adaptation effects also take place in everyday condition training.
  • the board is prevented by rubber bands or similar elastic components, which are attached to the board and the bottom plate, to jerky movements and too large deflections.
  • movements with a course of motion generally result, which can be described as a vectorial composition of the five degrees of freedom mentioned.
  • 5 of the maximum 6 possible degrees of freedom of movements in a three-dimensional reference or coordinate system are used.
  • a training or exercise device for improving the sensorimotor, the reflex control and thus the balance regulation and human motion coordination is shown, comprising an oval base plate 10 with a mount 20 fixed thereon, in which a ball roller 21 is located.
  • a ball roller 21 is located on this ball roller.
  • a board 30, which consists of the three components rubber plate 31, bottom board 32 and top board 33.
  • the board is connected to the base plate by rubber bands or similar elastic components 40.
  • the base plate 10 is oval, but may also be circular, rectangular, square, pyramidal, etc., be.
  • the base plate has a certain number of cuts or holes (in the illustrated embodiment 10 holes) 11 for fixing the rubber bands or similar elastic components 40 and base screws 13 for fixing the mount.
  • the edge is chamfered or rounded 12 to minimize wear and injury.
  • the mount 20 takes the form of a hemisphere, but can also be flat, pyramidal, rectangular, square, etc., and has a hole in the center 22 in which the ball roller incl. Threaded rod 21 is partially embedded.
  • the hole 22 allows fixation of the ball roller 21 with a nut 23, so that the mount forms a unit with the ball roller, which is fixed by means of the base screws 13 in the center of the base plate 10.
  • the board 30 consists of an oval rubber plate 31, the bottom board 32 and the top board 33.
  • the oval rubber plate 31 may also be rectangular, round or square and is on the bottom of the oval bottom board 32, which has a bevelled / rounded edge 321, attached (glued and / or bolted / riveted).
  • the rubber plate 31 has holes 311 through which the rubber bands or similar elastic components 40 pass.
  • the bottom board 32 which may also be round or polygonal, has a certain number of holes (10 in the illustrated embodiment) 322 for fixing the rubber bands or similar elastic components 40, which are stretched to the notches or holes 11 of the base plate 10 become.
  • top 32 threaded pins 323 are embedded in the bottom board, which allow a fixation of the top board 33.
  • the likewise oval top board 33 has a bevelled edge 331 and boreholes 332, which permit a fixation on the bottom board 32 in the grub screws 322 provided for this purpose by means of the matching screws 333.
  • the top board 33 can take other forms and must take up neither the shape of the bottom board 32, nor its dimensions.
  • the rubber bands or similar elastic components 40 are thickened 41 at their ends to avoid slipping out of the holes / slots 11 provided.
  • Bottom Board 32 and Top Board 33 of the board 30 various types of wood, plastics, metals and composites as well as mixed forms can be used taking into account the respective strength requirements under static and dynamic loading.
  • the rubber components 40 and 31 used can be used in various structural forms and rubber compounds. These components can also be replaced by other materials such as plastics, metals and composites as well as mixed forms
  • the ball roller used can be realized both in terms of storage and housing and ball in the material variants ceramic, plastic, metal, wood and composite materials and mixed scenarios.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trainings- bzw. Übungsgerät, z. B. ein Gleichgewichtstrainingsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik und damit der menschlichen Bewegungskoordination.
    • Bisheriger Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass Trainingsgeräte zur Verbesserung der Gleichgewichtsfähigkeit und der Sensomotorik die Bewegungskoordination und damit die sportliche Leistungsfähigkeit positiv beeinflussen, Verletzungen vorbeugen und die Rehabilitation nach Verletzungen beschleunigen können.
  • Bislang basieren diese Trainingsgeräte auf dem Prinzip eines klassischen Therapiekreisels oder aus einer Kombination von Wackelbrettern und Rotationssystemen. Darüber hinaus gibt es Airpads oder spezielle Bälle auf die ggfs. ein Board aufgelegt wird. So wird bspw. in der Offenlegungsschrift zu GB 2270634A betreffend ein Trainingsgerät für die Fuß- und Beinmuskulatur eine Kugel zwischen zwei Halbschalen, die sich auf der Bodenplatte und auf der Unterseite der Standfläche befinden, gelegt. Ringsherum sind die Platten mit elastischen Komponenten flexibel verbunden. Duch die konkave Ausformung der Halbschalen tendiert die Kugel stets Richtung Zentrum und es findet bei jeder Bewegung eine tatsächliche räumliche Verschiebung des Auflagepunktes (Kugel) statt. Auch eine flexible Gummiverbindung im Zentrum zwischen Bodenplatte und Board ist bekannt. Darüber hinaus existieren Trainingsgeräte, die mit stochastisch randomisierten Schwingungen arbeiten, die wiederum mit Hilfe eines oder mehrerer Elektromotoren erzeugt werden. All diese Trainingsgeräte können vom Benutzer vielfältig eingesetzt werden. Der Benutzer kann darauf stehen, sitzen, knien, in Bauchlage und in Rückenlage liegen sowie diverse Bewegungen mehr oder weniger komplexer Natur ausführen.
    • Zu lösende technische Aufgabe
  • Neben allen erwiesenen positiven Effekten, die diese Trainingsgeräte bieten, ist jedoch die Übertragbarkeit der damit ausführbaren Bewegungsmuster auf gewisse Sportarten fraglich bzw. eingeschränkt. Die von den Benutzern ausgeübten Bewegungen werden nach einer gewissen Zeit monoton und erzeugen nur noch geringe Trainingsreize, was auf die begrenzten Freiheitsgrade der Bewegung und die damit einhergehende mangelnde Funktionalität zurückzuführen ist.
  • Die Anforderungen an die Bewegungskoordination sind schlichtweg gering. Keines dieser Trainingsgeräte ermöglicht es, dass sich das Board relativ zum Drehpunkt in verschiedenen Freiheitsgraden entkoppelt bewegen kann und sich zum Aufrechterhalten des Gleichgewichts lediglich der gemeinsame Schwerpunkt, zusammengesetzt aus Board und Körper des Benutzers, über der Kugelrolle (räumlich unveränderbarer Drehpunkt) befinden muss. Das dabei geforderte sensomotorische Reaktionsverhalten kommt den meisten Sportarten, die in Bewegung stattfinden, näher, denn hierbei gilt es zum Ausbalancieren der gemeinsamen Schwerpunktslage aus Teilen des Trainingsgerätes und des Benutzers, nicht nur ein Kräftegleichgewicht über ein gewisses Hebelarm-Verhältnis herzustellen, sondern auch das Auftreten deutlich komplexerer Massenträgheitsmomente und weiterer Brems-, Beschleunigungs-, und Fliehkräfte mit variablem Gradienten durch entsprechende Gegenbewegungen auszugleichen.
  • Da das für die Ausübung der meisten Sportarten notwendige Gleichgewicht zu einem großen Teil durch Reflexmechanismen reguliert wird, gilt es diese im Training zu schulen. Bislang existiert kein Sportgerät, das in der Lage ist ein sehr ähnliches Bewegungsgefühl zu vermitteln, wie es in den Zielsportarten wie bspw. Wellenreiten, Snowboarden, Windsurfen, Skifahren, Kitesurfen, Wakeboarden, etc., vorherrscht.
  • Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt demzufolge das Problem zugrunde, ein sicheres Trainingsgerät zur Verbesserung der Gleichgewichtsfähigkeit, der Sensomotorik und damit der menschlichen Bewegungskoordination zu entwickeln, das in der Lage ist, das zuvor beschriebene Bewegungsgefühl zu vermitteln.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale, einer auf einer Basisplatte angebrachten Kugelrolle mit einem sich darauf befindenden Board, das durch Gummibänder oder ähnliche elastische Komponenten flexibel fixiert wird, gelöst.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass Sportler eine Vielzahl komplexer Bewegungsmuster trainieren und damit Ihre Bewegungskoordination nachhaltig verbessern können. Ein Ansprechen der gleichen Reflexmechanismen wie bei bestimmten Sportarten ist möglich und infolgedessen finden Anpassungseffekte auch im alltäglichen Konditionstraining statt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 ermöglicht es, ein Gleichgewichtstrainingsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik und damit der menschlichen Bewegungskoordination gemäß nachfolgendem Ausführungsbeispiel zu konstruieren.
  • Das Board wird durch Gummibänder oder ähnliche elastische Komponenten, die am Board und an der Bodenplatte befestigt sind, an ruckartigen Bewegungen und an zu großen Auslenkungen gehindert.
  • Dies geschieht, indem die Gummibänder oder ähnliche elastische Komponenten die durch den Benutzer ausgelösten Bewegungen des Boards zunächst im Bewegungsverlauf in Abhängigkeit ihrer Federsteifigkeit dämpfen und bei einer gewissen maximalen Bewegungsamplitude in der eingeschlagenen Bewegungsrichtung vollständig stoppen. Aufgrund dieser konstruktiven Ausgestaltung des Trainingsgeräts, werden Bewegungen in 5 Freiheitsgraden ermöglicht:
    • Bewegung des Boards durch horizontales Verschieben in Längsrichtung
    • Bewegung des Boards durch horizontales Verschieben in Querrichtung
    • Kippen bzw. Drehen des Boards um die Längsachse
    • Kippen bzw. Drehen des Boards um die Querachse
    • Drehen des Borads um die Hochachse
  • Im Rahmen der Nutzung des Trainingsgeräts ergeben sich im Allgemeinen Bewegungen mit einem Bewegungsverlauf, der sich als eine vektorielle Zusammensetzung aus den 5 genannten Freiheitsgraden beschreiben lässt. Somit finden 5 der maximal 6 möglichen Freiheitsgrade von Bewegungen in einem dreidimensionalen Bezugs- bzw. Koordinatensystem Verwendung.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine mögliche Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wird in exemplarischer Weise mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • Fig. 1 eine Perspektivenansicht, teilweise in Explosionsdarstellung, der bevorzugten Ausführungsform eines Gleichgewichtstrainingsgeräts zur Verbesserung der Sensomotorik und damit der menschlichen Bewegungskoordination. Im Folgenden wird die dargestellte Ausführungsform näher beschrieben.
    • Fig. 2 ist eine Seiten- bzw. Schnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Elemente, teilweise in Explosionsdarstellung.
    • Fig. 3 zeigt die Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform des fertig zusammengesetzten Gleichgewichtstrainingsgeräts zur Verbesserung der Sensomotorik und damit der menschlichen Bewegungskoordination.
    Ausführungsbeispiel
  • Mit Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 wird die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Trainings- bzw. Übungsgerätes zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und der menschlichen Bewegungskoordination gezeigt, umfassend eine ovale Basisplatte 10 mit einem darauf fixiertem Mount 20, in dem sich eine Kugelrolle 21 befindet. Auf dieser Kugelrolle liegt ein Board 30 auf, das aus den drei Bauteilen Gummiplatte 31, Bottom Board 32 und Top Board 33 besteht. Das Board wird durch Gummibänder oder ähnliche elastische Komponenten 40 mit der Basisplatte verbunden.
  • Die Basisplatte 10 ist oval, kann aber auch kreisförmig, rechteckig, quadratisch, pyramidenförmig, usw., sein. Die Basisplatte hat eine gewisse Anzahl von Einschnitten oder Löchern (im dargestellten Ausführungsbeispiel 10 Löcher) 11 zum fixieren der Gummibänder oder ähnlichen elastischen Komponenten 40 sowie Basisschrauben 13 zur Fixierung des Mount. Der Rand ist abgeschrägt oder abgerundet 12, um Verschleiß und Verletzungsgefahr zu minimieren.
  • Der Mount 20 nimmt die Form ähnlich einer Halbkugel ein, kann aber auch flach, pyramidenförmig, rechteckig, quadratisch, usw., sein und verfügt über ein Loch im Zentrum 22 in dem die Kugelrolle inkl. Gewindestab 21 teilweise eingelassen wird. Das Loch 22 ermöglicht eine Fixierung der Kugelrolle 21 mit einer Mutter 23, sodass der Mount mit der Kugelrolle eine Einheit bildet, die mithilfe der Basisschrauben 13 im Zentrum der Basisplatte 10 fixiert wird.
  • Das Board 30 besteht aus einer ovalen Gummiplatte 31, dem Bottom Board 32 und dem Top Board 33. Die ovale Gummiplatte 31 kann auch rechteckig, rund oder quadratisch sein und ist auf der Unterseite des ovalen Bottom Board 32, das über einen abgeschrägten/abgerundetet Rand 321 verfügt, angebracht (verklebt und/oder verschraubt/genietet). Die Gummiplatte 31 verfügt über Löcher 311, durch die die Gummibänder oder ähnlichen elastischen Komponenten 40 verlaufen. Das Bottom Board 32, das auch rund oder mehreckig sein kann, verfügt über eine gewisse Anzahl von Löchern (im dargestellten Ausführungsbeispiel 10 Stück) 322 zum fixieren der Gummibänder oder ähnlichen elastischen Komponenten 40, die zu den Einschnitten bzw. Löchern 11 der Basisplatte 10 gespannt werden.
  • Auf der Oberseite sind im Bottom Board 32 Gewindestifte 323 eingelassen, die eine Fixierung des Top Board 33 ermöglichen. Das ebenfalls ovale Top Board 33 verfügt über einen abgeschrägten Rand 331 sowie über Bohrlöcher 332, die mithilfe der passenden Schrauben 333 eine Fixierung auf dem Bottom Board 32 in den dafür vorgesehenen Gewindestiften 322 zulassen. Auf der Oberseite befinden sich gummiartige Elemente 334, die einen sicheren Stand ohne Gefahr des Verrutschens auf dem Trainingsgerät ermöglichen. Das Top Board 33 kann auch andere Formen annehmen und muss weder die Form des Bottom Board 32, noch dessen Abmessungen aufgreifen.
  • Die Gummibänder oder ähnlichen elastischen Komponenten 40 sind an ihren Enden verdickt 41, um ein Herausrutschen aus den vorgesehenen Löchern/Schlitzen 11 zu vermeiden.
    • Werkstoffe
  • Hinsichtlich der für die einzelnen Trainingsgerät-Komponenten einsetzbaren Werkstoffe kann für die Basisplatte 10 auf diverse Arten von Holz, Kunststoffen, Metallen und Verbundstoffen sowie Mischszenarien zurückgegriffen werden.
  • Auch für die Komponenten Bottom Board 32 und Top Board 33 des Boards 30 sind unter Berücksichtigung der jeweiligen Festigkeitsanforderungen bei statischer und dynamischer Belastung diverse Arten von Holz, Kunststoffen, Metallen und Verbundstoffen sowie Mischformen verwendbar.
  • Die verwendeten Gummi-Komponenten 40 und 31 können in verschiedenen Strukturformen und Gummimischungen zum Einsatz kommen. Auch diese Komponenten können durch andere Werkstoffe wie Kunststoffe, Metalle und Verbundstoffe sowie Mischformen ersetzt werden
  • Die eingesetzte Kugelrolle kann sowohl bezüglich Lagerung als auch Gehäuse und Kugel in den Werkstoffvarianten Keramik, Kunststoff, Metall, Holz und Verbundstoffen sowie Mischszenarien realisiert sein.

Claims (2)

  1. Trainings- bzw. Übungsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und der menschlichen Bewegungskoordination insbesondere für Sportler und für den Rehabilitationseinsatz, wobei das Trainingsgerät aus einer Bodenplatte (10) und einem Board (33) sowie einem Verbundsystem aus Gummibändern oder ähnlichen elastischen Komponenten (40) zusammengesetzt ist.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bodenplatte eine integrierte Kugelrolle (21) umfasst.
  2. Trainings- bzw. Übungsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und der menschlichen Bewegungskoordination nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Board (33) auf einer Kugelrolle (21), die auf der Bodenplatte (10) angebracht ist, bewegt.
EP10400017A 2009-03-13 2010-03-04 Trainings- bzw. Übungsgerät zur Verbesserung der Sensomotorik, der Reflexsteuerung und damit der Gleichgewichtsregulation und damit der menschlichen Bewegungskoordination Active EP2228101B1 (de)

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