EP2375940A1 - Sitzeinrichtung mit sensoreinrichtung - Google Patents

Sitzeinrichtung mit sensoreinrichtung

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EP2375940A1
EP2375940A1 EP09799066A EP09799066A EP2375940A1 EP 2375940 A1 EP2375940 A1 EP 2375940A1 EP 09799066 A EP09799066 A EP 09799066A EP 09799066 A EP09799066 A EP 09799066A EP 2375940 A1 EP2375940 A1 EP 2375940A1
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EP
European Patent Office
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seat
seat device
platform
sensor
processing unit
Prior art date
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EP09799066A
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EP2375940B1 (de
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Edwin Jäger
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Original Assignee
Individual
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Publication of EP2375940B1 publication Critical patent/EP2375940B1/de
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    • A47C3/02—Rocking chairs
    • A47C3/025—Rocking chairs with seat, or seat and back-rest unit, elastically mounted in a rigid frame
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    • A47C3/0257—Rocking chairs with seat, or seat and back-rest unit, elastically mounted in a rigid frame slidingly movable in the base frame, e.g. by rollers
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    • A47C3/026—Rocking chairs with seat, or seat and back-rest unit, elastically mounted in a rigid frame with a central column, e.g. rocking office chairs; Tilting chairs
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    • A47C3/027—Rocking chairs with seat, or seat and back-rest unit, elastically mounted in a rigid frame with curved rocking members between seat and frame
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C9/00—Stools for specified purposes
    • A47C9/002—Stools for specified purposes with exercising means or having special therapeutic or ergonomic effects

Definitions

  • the invention relates to a seat device, in particular stool, with a platform and on the platform by means of at least one intermediate element, preferably tilting element, in particular ball, mounted seat surface, wherein the platform and the seat at least partially concave bearing bearings are assigned to each other, between which the Intermediate element or the intermediate element is arranged in particular freely movable or are.
  • Such a seat device is known from WO 2008/028612.
  • Such seating devices are used in particular for therapeutic purposes, for example in rehabilitation or physiotherapy and the like. In particular, they are also applicable to various types of gymnastics, such as Pilates® or Gyrotonics® and the like. In addition to this therapeutic field of application, the seat device can also be used as an office chair or as a chair in the private sector.
  • the seat device comprises at least one sensor device, with the movements of the intermediate element and / or the seat can be detected ,
  • the sensor device is connected via interface means to a preferably separate from the seat device processing unit, in particular a computer or the like, in communication or is bar, the processing unit is configured such that it can evaluate the detected signals of the sensor device.
  • the sensor signals By evaluating the sensor signals, it is possible to monitor the movements performed by the user of the seat device and to draw conclusions by means of appropriate model calculations, for example on the activated muscle parts or the sense of balance and the reaction times. For example, evaluations can also be carried out here in the coordinative, neurological and cognitive areas. Furthermore, it is possible to use the detected sensor signals as input to drive the processing unit. In this context, in particular, it is also thought that a mouse pointer or cursor of a computer can be controlled by means of the detected movements of the seat or the ball or other control commands can be given to the computer.
  • the interface means are provided on the seat means and are wired or wirelessly connected to the processing unit.
  • the processing unit is connected to at least one output device, in particular a monitor, via which the evaluated sensor signals can be visualized.
  • the processing unit can be designed such that it outputs movements that are performed with the seat device, outputs via the monitor and evaluates whether and how Movements are performed according to the output specifications. This can be done, for example, by prescribing patterns which can be visually detected by the user on the monitor, wherein the user is to convert these patterns into corresponding movements of the seat, which in turn is detected by the sensor device and can be passed to the processing unit for evaluation.
  • a user can track directly on the monitor, whether he carries out his exercises correctly.
  • the interface means comprise a transmitter or a transmitting / receiving unit that is wirelessly in communication with a transmitter / receiver of the processing unit or can be brought into connection bar.
  • the sensor device is assigned directly to a transmitter, are transmitted via the detected sensor values.
  • the wireless signal or data transmission it is particularly preferred for the wireless signal or data transmission to take place by means of infrared radiation, radio waves or the like.
  • the sensor device is preferably designed as an optical or / and electrical, in particular piezoelectric sensor.
  • any other type of sensor can be used, with which the movements performed by means of the seat device can be detected.
  • reference is made by way of example to an acceleration sensor and / or to a sensor for detecting rotational movements.
  • Piezoelectric sensors that respond to pressure, for example, may be provided in one of the bearing shells or in both bearing shells or in the intermediate element.
  • power supply sources can be provided on the seat device, which in particular supply the sensor unit and / or the interface means with energy.
  • These may be batteries, rechargeable batteries or the like.
  • the sensor device is set up such that it detects relative movements between the platform and the intermediate element and / or between the platform and the Wegfizze and / or between the seat and the intermediate element.
  • relative movements between the platform and one of the other two components can be detected quite easily, since the platform is usually stationary.
  • the sensor device is preferably provided on the platform and / or on the Wegfiambae. There is sufficient space available at these components to detect sensors,
  • a sensor device is also provided on the intermediate element.
  • At least one of the bearing shells as a ball bearing be formed, in which the intermediate element or the ball is freely rotatably received.
  • the rotational movements of the ball received in the ball bearing (intermediate element) can be detected directly in different directions.
  • the seat device as a control device for a computer, since in such a case the distance covered by the ball will be the decisive factor.
  • the bearing of the ball in two of the seat and the platform associated ball bearing halves or parts or a common ball bearing so that tilting movements along the spherical surface can be performed with the seat. In this case, for example, depending on a detected by means of the sensor device inclination of
  • the seat with its bearing shell in particular a flat portion of the bearing shell, is movable on surfaces of a plurality of balls, which are accommodated in respective, arranged in the platform ball bearings, such that the seat substantially parallel is movable to the platform.
  • at least three balls are preferably provided for a stable mounting, so that they allow a non-tilting mounting of the seat on the platform as an intermediate element.
  • the bearing shell of the seat is preferably concave only in the edge regions, such that these edge regions prevent the seat from rolling away from the platform, whereby a gentle braking of the seat surface movement is made possible by the concave curvature of the edge region.
  • the invention further relates to a system comprising a seat device with at least one of the features described above and a processing unit, in particular a computer, wherein the seat device is arranged to control the computer and / or a program running on the computer.
  • the system may further include at least one monitor, via the detected movements of the seat assembly or by means of Seat device to be performed movements are visualized.
  • the following values can be determined by the sensor device or a plurality of sensors: basic position in which the seat surface, the ball and the platform are aligned with each other centered; lateral shifts in all directions; Tilting movements in all directions; circular movements; Pressure pulses on the Wegfikiee and thus on the bearing shells.
  • positions can be detected in which the Wegfikiee can not be moved in one direction, for example, when the ball is applied to the edge of one of the bearing shells.
  • such a seat device can be used, for example, for the targeted mobilization and strengthening of the trunk muscles, in particular the autochtonous muscle groups in a controlled manner, by giving patients predetermined movement patterns on the screen (eg parabolas, circles, S shapes, straight lines and the like ) by means of active pelvic and hip movements.
  • predetermined movement patterns on the screen eg parabolas, circles, S shapes, straight lines and the like
  • the goal is to follow the given movement patterns as accurately as possible.
  • the detected sensor signals are converted by the processing or control unit and brought into relation with the predetermined movement pattern, so that the patient or the caregiver (physiotherapist or the like) can monitor the movements performed by the patient and if necessary can take corrective action.
  • the seat assembly is used as a mouse pointer / cursor control device, this could provide alternative operation of computers or computer-controlled devices that can be operated by persons without hands / arms. It is conceivable that a symbol may be applied to the seat surface by a pressure pulse. Menu item etc. is selected.
  • a sensor device for example, n form of a sensing device for the feet could be provided, and then carried out by means of the fingers and the computer mouse movements and click operations by means of the seat device and the operation of sensors or keys can be done by means of the feet.
  • the seat as a support surface for the hand or both hands of a user who is not able to operate a computer mouse, trackball, touchpad or the like. Over the Wegfikiee a large contact surface is provided, which does not require grasping and operating a small device.
  • a seat device with sensor device can also be used in addition to a computer with mouse control, whereby the otherwise rather immobile attitude in computer work can be changed at least temporarily.
  • Fig. 1 shows a schematic partial sectional view of an embodiment of the
  • Figures 2-4 show possible arrangements of sensors on the seat assembly.
  • FIG. 5 shows schematically an embodiment of the seat device with a ball arranged in a ball bearing of the platform.
  • Fig. 6 shows a schematic diagram of the components of a system with a seat device.
  • a seat device 10 In Fig. 1, an embodiment of a seat device 10 is shown.
  • the seat device comprises a seat surface 12, a platform 14 and a ball 16 accommodated between these two elements, which acts as a tilting element and allows free movement of the seat surface 12 relative to the platform 14.
  • the ball 16 is received between two bearing shells 18, 20, wherein the one bearing shell 18 is arranged in the seat, and the other bearing shell 20 is received in the platform.
  • a conventional, optionally mounted on rollers frame 22 is arranged, which may also be adjustable in height in the usual way, as this example of office chairs is known.
  • the platform 14 may also be placed directly on the floor or another base or fastened there.
  • the shells 18, 20 have convex recesses 24, 26, which are designed such that they have a much larger radius in the central region compared to the radius of the ball 16. In an edge area, the radius is smaller than the radius in the central area, but still larger than the radius of the sphere.
  • WO 2008/028612 a configuration of the shells 18, 20 such that the recesses are made flat in a central region, as has already been proposed in DE 103 57 162 B4 is conceivable ,
  • FIGS. 2 to 4 With regard to possible arrangements of sensors which together form a sensor device, reference is made to FIGS. 2 to 4.
  • the seat 12 the platform 14 and the ball 16 are shown in the basic position (top view) and in tilted stop position. In the basic position, the ball 16 is received between the two lowest points of the respective concave recesses 24, 26, such that the
  • the platform 14 and the ball 16 are arranged centered to each other. In the stop position, the ball 16 comes into contact with the edge regions of the recesses 24, 26, wherein the recesses 24, 26 are configured such that the ball 16 with loaded seat can not jump or roll out of the bearing shells 18, 20.
  • Two pressure-sensitive sensors 30 are provided in the bearing shell 20 of the platform 14 by way of example, which detect different sensor values on account of the changing pressure conditions when the seat surface 12 or the ball 16 is moved.
  • two further sensors 32 are provided in the platform, which can detect, for example, the distance between the bottom of the seat 12 and the platform 14, or can detect the optical movements of the seat 12 relative to the platform 14.
  • the arrangement of sensors 30, 32 in the platform 14 is advantageous to the extent that in the platform also connected to the sensors via wires interface can be accommodated.
  • the interface may also be arranged on the frame 22 of the seat device.
  • sensors 30, 32 can also be arranged on the seat surface. In such a case, it is preferred if the sensors can transmit their sensed sensor values wirelessly to the interface or directly to a processing unit.
  • the illustrated sensor arrangements are by no means to be understood as limiting, but are intended to illustrate the functional principle of the seat device. Which type of sensors (optical, piezoelectric, etc.) is used at which point of the seat device depends on the desired application.
  • the lower bearing shell 20 'of the platform 14' is formed as a ball bearing 60, in which the ball 16 'is received.
  • the ball 16 ' is no longer freely movable, as is the case with a bearing shell 20 according to FIG. 1.
  • this embodiment of the seat device is advantageous if by means of the seat device, in particular by means of movements of the seat, a computer or the like is to be controlled, in particular the mouse pointer / cursor to be performed.
  • a plurality of sensors 33 may be provided in the region of the ball bearing or ball cage, which detect the movements of the ball 16 'or balls 62 of the ball bearing 60 to draw conclusions about the movements performed.
  • a system comprising a seat assembly 12 with sensors 30, 32 is shown as a schematic block diagram in FIG.
  • the sensors 30, 32 are connected via an interface 34 in connection with a processing unit 36, which is for example a computer.
  • the connection 38 between the interface 34 and the processing unit 36 may be wired or wireless, with a wireless transmission is preferred, for example via wireless, infrared, Bluetooth technology or the like. It is also possible for a separate wireless connection 38 'to be produced between one or more sensors 30', 32 'and the processing unit 36. This is particularly advantageous when a sensor is provided in the movable seat surface of the seat device.
  • the sensors can also be designed to be sparking and send their recorded sensor values directly to the processing unit.
  • sparking elements sensors, interface, etc.
  • appropriate receivers to be provided on the processing unit, which are not shown here.
  • any combination of transmitters / receivers suitable for the purpose of signal transmission between sensors and processing unit can be used.
  • a wired signal transmission between sensors and processing unit is possible.
  • an output device, (monitor, screen) 40, a keyboard 42 and optionally a foot switch 44 are connected and a hand-held z. Mouse.
  • the monitor serves as an interface to the user of the seat assembly so that, for example, instructions displayed on the monitor 40 are translated by the user by moving the seat assembly accordingly. In the opposite case, the user can follow on the monitor as he drives a mouse pointer / cursor in a computer program by the movement of the seat assembly.
  • the keyboard and, if necessary, the push button are used for the usual input of commands.
  • the optional foot sensor, for example in the form of a foot switch 44 can be used for example as a replacement for the keys on a computer mouse or a trackball, so that the computer by movements of the user on the
  • Seat device and can be controlled by pressing buttons by means of the feet, so that the use of hands is not required.
  • a visually perceptible output on the monitor and an acoustic output via speakers or the like is conceivable, so that, for example, movements over different pitches or the like can be represented.
  • an output of movements as vibrations is also conceivable, the user experiencing different degrees of vibration depending on the direction of movement. Vibrations may indicate to the patient or the user that excessive tilting is occurring. Vibrations and / or acoustic signals can be switched on within certain detected areas of the movement or be turned off.
  • corresponding programs are stored and executable for their control by means of the seat device or for presetting and checking of movement patterns to be executed for therapy purposes.
  • the seat is movable with your bearing shell, in particular a flat portion of the bearing shell, on the surfaces of a plurality of balls, which are accommodated in respective, arranged in the platform ball bearings, such that the Seat is movable substantially parallel to the platform.
  • a separate bearing shell or its own depression in a common bearing shell is provided in the platform for each ball to be stored. It is preferred for stable storage that at least three balls are provided so that they allow an intermediate element a tilt-free storage of the seat on the platform.
  • the bearing shell of the seat is preferably concave only in the edge regions, such that these edge regions prevent the seat from rolling away from the platform, whereby a gentle braking of the seat surface movement is made possible by the concave curvature of the edge region.
  • a seating of the seat which allow a movement of the seat in all directions in a normally horizontal plane, but prevents tilting, is particularly advantageous when a mouse pointer / cursor of a computer is to be controlled by means of the seat device, since such a seat surface movement to move a computer mouse on a table is very similar, which can simplify the software implementation of such a computer control by means of seat device.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sitzeinrichtung, insbesondere Hocker, mit einer Plattform (14) und einer auf der Plattform (14) mittels wenigstens eines Zwischenelements, vorzugsweise Kippelements (16), insbesondere Kugel, gelagerten Sitzfläche (12), wobei der Plattform (14) und der Sitzfläche (12) wenigstens abschnittsweise konkave, aufeinander gerichtete Lagerschalen (18, 20) zugeordnet sind, zwischen denen das Zwischenelement (16, 16') insbesondere frei beweglich angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die Sitzeinrichtung (12) wenigstens eine Sensoreinrichtung (30, 32) umfasst, mit der Bewegungen des Zwischenelements (16, 16') oder/und der Sitzfläche (12) erfassbar sind.

Description

Sitzeinrichtung mit Sensoreinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Sitzeinrichtung, insbesondere Hocker, mit einer Plattform und einer auf der Plattform mittels wenigstens eines Zwischenelements, vorzugsweise Kippelement, insbesondere Kugel, gelagerten Sitzfläche, wobei der Plattform und der Sitzfläche wenigstens abschnittsweise konkave, aufeinander gerichtete Lagerschalen zugeordnet sind, zwischen denen das Zwischenelement bzw. die Zwischenelement insbesondere frei beweglich angeordnet ist bzw. sind.
Eine derartige Sitzeinrichtung ist aus der WO 2008/028612 bekannt.
Derartige Sitzeinrichtungen kommen insbesondere für therapeutische Zwecke, beispielsweise in der Rehabilitation oder der Physiotherapie und dergleichen, zum Einsatz. Insbesondere sind sie auch einsetzbar für verschiedene Gymnastikarten, wie beispielsweise Pilates® oder Gyrotonics® und dergleichen. Neben diesem therapeutischen Einsatzfeld kann die Sitzeinrichtung auch als Bürostuhl oder als Sitzmöbel im privaten Bereich verwendet werden.
Um eine derartige Sitzeinrichtung für ihre bisherigen Einsatzzwecke noch weiter zu verbessern und um neue Anwendungen erschließen zu können, wird nun gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, dass die Sitzeinrichtung wenigstens eine Sensoreinrichtung umfasst, mit der Bewegungen des Zwischenelements oder/und der Sitzfläche erfassbar sind.
Durch eine solche Sensoreinrichtung können durch einen Benutzer auf der Sitzeinrichtung durchgeführte Bewegungen erfasst werden, wobei die hierdurch entstehenden Sensorsignale für eine weitere Verarbeitung und Auswertung verfügbar sind.
Hierzu wird weiterbildend vorgeschlagen, dass die Sensoreinrichtung über Schnittstellenmittel mit einer vorzugsweise von der Sitzeinrichtung getrennten Verarbeitungseinheit, insbesondere einem Computer oder dergleichen, in Verbindung steht oder in Verbindung bring bar ist, wobei die Verarbeitungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie die erfassten Signale der Sensoreinrichtung auswerten kann.
Durch eine Auswertung der Sensorsignale ist es möglich, die vom Benutzer der Sitzeinrichtung ausgeführten Bewegungen zu überwachen und mittels entsprechender Modellrechnungen Rückschlüsse, beispielsweise auf die aktivierten Muskelpartien oder den Gleichgewichtssinn und die Reaktionszeiten, zu ziehen. Beispielsweise können hiermit auch im koordinativen, neurologischen und kognitiven Bereich Bewertungen durchgeführt werden. Ferner ist es möglich, die erfassten Sensorsignale als Eingangsgröße für eine Ansteuerung der Verarbeitungseinheit zu verwenden. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auch daran gedacht, dass mittels der erfassten Bewegungen der Sitzfläche bzw. der Kugel ein Mauszeiger bzw. Cursor eines Computers gesteuert werden kann oder sonstige Steuerbefehle an den Computer gegeben werden können.
Vorzugsweise sind die Schnittstellenmittel an der Sitzeinrichtung vorgesehen und stehen drahtgebunden oder drahtlos mit der Verarbeitungseinheit in Verbindung.
Um die Auswertung der erfassten Sensorsignale für einen Benutzer sichtbar zu machen, wird vorgeschlagen, dass die Verarbeitungseinheit mit wenigstens einem Ausgabemittel, insbesondere einem Monitor verbunden ist, über den die ausgewerteten Sensorsignale visualisierbar sind.
Zur Optimierung von therapeutischen Übungen im orthopädischen, neurologischen und kognitiven Bereich und für ein gezieltes Training der Muskulatur eines Benutzers kann die Verarbeitungseinheit derart ausgeführt sein, dass sie Bewegungen, die mit der Sitzeinrichtung durchzuführen sind, über den Monitor ausgibt und auswertet, ob und wie die Bewegungen entsprechend der ausgegebenen Vorgaben ausgeführt werden. Dies kann beispielsweise durch Vorgabe von visuell durch den Benutzer erfassbare Muster auf dem Monitor erfolgen, wobei der Benutzer diese Muster in entsprechende Bewegungen der Sitzfläche umsetzen soll, was wiederum durch die Sensoreinrichtung erfasst wird und der Verarbeitungseinheit zwecks Auswertung übergeben werden kann. Somit kann ein Benutzer unmittelbar am Monitor verfolgen, ob er seine durchzuführenden Übungen korrekt ausführt.
Für die Kommunikation zwischen Schnittstellenmittel und Verarbeitungseinheit und für die Übertragung von Sensordaten wird vorgeschlagen, dass die Schnittstellenmittel einen Sender oder eine Sende-/Empfangseinheit aufweisen, die drahtlos mit einem Sender/Empfänger der Verarbeitungseinheit in Verbindung steht oder in Verbindung bring bar sind. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass der Sensoreinrichtung direkt ein Sender zugeordnet ist, über den erfasste Sensorwerte ausgesendet werden. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass die drahtlose Signal- bzw. Datenübertragung mittels Infrarotstrahlung, Funkwellen oder dergleichen erfolgt.
Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise als optischer oder/und elektrischer, insbesondere piezoelektrischer Sensor ausgeführt. Selbstverständlich kann auch jede andere Art von Sensor verwendet werden, mit der die mittels der Sitzeinrichtung ausgeführten Bewegungen erfassbar sind. Hierzu wird beispielhaft auf einen Beschleunigungssensor oder/und auf einen Sensor zur Erfassung von Drehbewegungen hingewiesen. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, dass an einem der Bauelemente, insbesondere an der Plattform oder der Sitzfiäche, optisch einfach erkennbare Kennzeichnungen vorgesehen sind, die durch einen entsprechenden Sensor bzw. entsprechende Sensoren erfassbar sind. Piezoelektrische Sensoren, die auf Druck reagieren, können beispielsweise in einer der Lagerschalen oder in beiden Lagerschalen oder auch im Zwischenelement vorgesehen sein.
An der Sitzeinrichtung können ferner Energieversorgungsquellen vorgesehen sein, welche insbesondere die Sensoreinheit oder/und die Schnittstellenmittel mit Energie versorgen. Dabei kann es sich um Batterien, Akkus oder dergleichen handeln.
Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie Relativbewegungen zwischen der Plattform und dem Zwischenelement oder/und zwischen der Plattform und der Sitzfiäche oder/und zwischen der Sitzfläche und dem Zwischenelement erfasst. Insbesondere Relativbewegungen zwischen der Plattform und einem der beiden anderen Bauelemente können recht einfach erfasst werden, da die Plattform in der Regel ortsfest ist.
Die Sensoreinrichtung ist bevorzugt an der Plattform oder/und an der Sitzfiäche vorgesehen. An diesen Bauelementen ist ausreichend Bauraum vorhanden, um Sensoren,
Energieversorgung und dergleichen anzubringen. Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass auch am Zwischenelement eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann wenigstens eine der Lagerschalen als Kugellager ausgebildet sein, in dem das Zwischenelement bzw. die Kugel frei drehbar aufgenommen ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung können beispielsweise die Rotationsbewegungen der im Kugellager aufgenommenen Kugel (Zwischenelement) in verschieden Richtungen direkt erfasst werden. Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere für eine Anwendung der Sitzeinrichtung als Steuergerät für einen Computer interessant, da in einem solchen Fall der von der Kugel zurückgelegte Weg die maßgebende Größe sein wird. Denkbar ist auch die Lagerung der Kugel in zwei der Sitzfläche und der Plattform zugeordneten Kugellagerhälften bzw. -teilen bzw. einem gemeinsamen Kugellager, so dass mit der Sitzfläche Kippbewegungen entlang der Kugeloberfläche durchgeführt werden können. Dabei könnte beispielsweise abhängig von einer mittels der Sensoreinrichtung erfassten Neigung der
Sitzfläche und einer ermittelten Hauptrichtung dieser Neigung eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit für einen Mauszeiger/Cursor abgeleitet werden.
Hinsichtlich der bevorzugten Ausgestaltung der Lagerschalen der Sitzeinrichtung mit unterschiedlichen Radien wird auf die WO 2008/ 028612 verwiesen, deren diesbezüglicher Inhalt durch Bezugnahme vollständig in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es möglich, dass die Sitzfläche mit Ihrer Lagerschale, insbesondere einem ebenen Bereich der Lagerschale, auf Oberflächen von mehreren Kugeln beweglich ist, welche in jeweiligen, in der Plattform angeordneten Kugellagern aufgenommen sind, derart, dass die Sitzfläche im Wesentlichen parallel zur Plattform beweglich ist. Bei einer derartigen Ausführung sind für eine stabile Lagerung bevorzugt wenigstens drei Kugeln vorgesehen, so dass diese als Zwischenelement eine kippfreie Lagerung der Sitzfläche auf der Plattform ermöglichen. Dabei ist die Lagerschale der Sitzfläche vorzugsweise nur in den Randbereichen konkav ausgebildet, derart, dass diese Randbereiche ein Wegrollen der Sitzfläche von der Plattform verhindern, wobei durch die konkave Krümmung des Randbereichs ein sanftes Abbremsen der Sitzflächenbewegung ermöglicht ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein System, umfassend eine Sitzeinrichtung mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale und eine Verarbeitungseinheit, insbesondere Computer, wobei die Sitzeinrichtung zur Ansteuerung des Computers oder/und eines auf dem Computer laufenden Programms eingerichtet ist. Das System kann ferner wenigstens einen Monitor umfassen, über den erfasste Bewegungen der Sitzeinrichtung oder mittels der Sitzeinrichtung durchzuführende Bewegungen visualisierbar sind.
Durch die Sensoreinrichtung bzw. mehrere Sensoren können beispielsweise folgende Werte ermittelt werden: Grundposition, in welcher die Sitzfiäche, die Kugel und die Plattform zueinander zentriert ausgerichtet sind; seitliche Verschiebungen in alle Richtungen; Kippbewegungen in alle Richtungen; kreisende Bewegungen; Druckimpulse auf die Sitzfiäche und somit auf die Lagerschalen. Selbstverständlich können auch Positionen erfasst werden, in denen die Sitzfiäche nicht mehr weiter in eine Richtung bewegt werden kann, beispielsweise, wenn die Kugel am Rand einer der Lagerschalen anliegt.
Denkbar ist auch eine Befestigung der Plattform mittels eines zugehörigen Gestells an einer festen oder beweglichen Standfläche, wobei die Bewegungen der Standfläche durch weitere Sensoren erfasst werden können.
Im Rehabilitations- und Therapiebereich kann eine derartige Sitzeinrichtung beispielsweise eingesetzt werden für die gezielte Mobilisation und Kräftigung der Rumpfmuskulatur, insbesondere der autochtonen Muskelgruppen in einer kontrollierten Weise, indem Patienten vorgegebene Bewegungsmuster am Bildschirm (z.B. Parabeln, Kreise, S-Formen, gerade Linien und dergleichen) mittels aktiver Becken- und Hüftbewegungen steuern. Ziel ist es, jeweils den vorgegebenen Bewegungsmustern so exakt als möglich zu folgen. Dabei werden die erfassten Sensorsignale durch die Verarbeitungs- bzw. Steuereinheit umgerechnet und mit dem vorgegeben Bewegungsmuster in Beziehung gebracht, so dass der Patient bzw. die Betreuungsperson (Physiotherapeut oder dergleichen) die vom Patienten durchgeführten Bewegungen überwachen kann und gegebenenfalls korrigierend eingreifen kann. Denkbar ist der Einsatz auch für die Förderung von Gleichgewichts- und Stellreaktionen durch gezielte Programme, beispielsweise für an Multipler Sklerose erkrankter Patienten oder Patienten mit neurologischen Ausfällen. Denkbar ist auch der Einbau einer derartigen Sitzeinrichtung in Rollstühle oder ähnliches. Weiterhin kann eine derartige Sitzeinrichtung auch in der Logopädie zur Sprachförderung zum Einsatz kommen, beispielsweise indem mittels Rumpfbewegungen Buchstaben für die Bildung eines Wortes der Reihe nach „angefahren" werden müssen.
Natürlich sind auch Unterhaltungsspiele denkbar, beispielsweise zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit oder zur Verbesserung kognitiver Fähigkeiten. Sofern die Sitzeinrichtung als Steuerungsgerät für einen Mauszeiger/Cursor verwendet wird, könnte dies eine alternative Bedienung von Computern oder computergesteuerten Einrichtungen bereitstellen, die von Personen ohne Hände/ Arme bedienbar sind, Dabei ist es denkbar, dass durch einen Druckimpuls auf die Sitzfläche ein Symbol, Menüeintrag etc. ausgewählt wird. Ergänzend könnte bei einer solchen Steuerung eines Mauszeigers/Cursors durch Rumpfbewegungen auf der Sitzeinrichtung eine Sensoreinrichtung, beispielsweise n Form einer Tasteinrichtung für die Füße bereitgestellt werden, wobei dann normalerweise mittels der Finger und der Computermaus durchgeführte Bewegungen und Klickbetätigungen mittels der Sitzeinrichtung und dem Betätigen von Sensoren bzw. Tasten mittels der Füße erfolgen kann.
Denkbar ist auch die Nutzung der Sitzfläche als Auflagefläche für die Hand bzw. beide Hände eines Benutzers, der nicht in der Lage ist, eine Computermaus, Trackball, Touchpad oder ähnliches zu bedienen. Über die Sitzfiäche wird eine große Auflagefläche bereitgestellt, die kein Ergreifen und Betätigen eines kleinen Geräts erforderlich macht.
Natürlich kann eine Sitzeinrichtung mit Sensoreinrichtung auch ergänzend an einem Computer mit Maussteuerung zum Einsatz kommen, wodurch die sonst eher immobile Haltung bei der Computerarbeit wenigstens zeitweise verändert werden kann. Dabei kann beispielsweise abwechselnd die Bedienung eines Computers mittels Computermaus, Trackball oder ähnlichem oder mittels der Sitzeinrichtung, ggf. mit der oben beschriebenen Fußtaste, erfolgen.
Nachfolgend wird das Erfindungsprinzip beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt in schematischer Teilschnittdarstellung eine Ausführungsform der
Sitzeinrichtung.
Fig. 2-4 zeigen mögliche Anordnungen von Sensoren an der Sitzeinrichtung.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Sitzeinrichtung mit einer in einem Kugellager der Plattform angeordneten Kugel. Fig. 6 zeigt ein schematisches Diagramm der Komponenten eines Systems mit einer Sitzeinrichtung.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform einer Sitzeinrichtung 10 dargestellt. Die Sitzeinrichtung umfasst eine Sitzfläche 12, eine Plattform 14 und eine zwischen diesen beiden Elementen aufgenommene Kugel 16, die als Kippelement wirkt und eine freie Beweglichkeit der Sitzfläche 12 relativ zur Plattform 14 ermöglicht. Die Kugel 16 ist zwischen zwei Lagerschalen 18, 20 aufgenommen, wobei die eine Lagerschale 18 in der Sitzfläche angeordnet ist, und die andere Lagerschale 20 in der Plattform aufgenommen ist. Unter der Plattform 14 ist ein übliches, gegebenenfalls auf Rollen gelagertes Gestell 22 angeordnet, welches zudem in der üblichen Weise höhenverstellbar sein kann, wie dieses von beispielsweise Bürostühlen bekannt ist. Die Plattform 14 kann aber auch direkt auf den Boden oder eine sonstige Unterlage gelegt bzw. dort befestigt sein.
Die Schalen 18, 20 weisen konvexe Ausnehmungen 24, 26 auf, die derart gestaltet sind, dass sie im zentralen Bereich einen im Vergleich zum Radius der Kugel 16 sehr viel größeren Radius aufweisen. In einem Randbereich ist der Radius kleiner als der Radius im zentralen Bereich, jedoch immer noch größer als der Kugelradius. Hinsichtlich weiterer Details der Ausgestaltung der Lagerschalen wird auf die in Bezug genommene WO 2008/028612 verwiesen. Optional umfasst die Sitzeinrichtung 10 eine in der Fig. 1 dargestellte Rückenlehne 28. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung der Schalen 18, 20 derart, dass die Ausnehmungen in einem zentralen Bereich eben ausgeführt sind, wie dies in der DE 103 57 162 B4 bereits vorgeschlagen wurde.
Hinsichtlich möglicher Anordnungen von Sensoren, die zusammen eine Sensoreinrichtung bilden, wird auf die Figuren 2 bis 4 verwiesen. Darin sind jeweils die Sitzfläche 12, die Plattform 14 und die Kugel 16 in Grundstellung (obere Darstellung) und in gekippter Anschlagstellung gezeigt. In der Grundstellung ist die Kugel 16 zwischen den beiden tiefsten Punkten der jeweiligen konkaven Ausnehmungen 24, 26 aufgenommen, derart, dass die
Sitzfläche 12, die Plattform 14 und die Kugel 16 zueinander zentriert angeordnet sind. In der Anschlagstellung kommt die Kugel 16 in Kontakt mit den Randbereichen der Ausnehmungen 24, 26, wobei die Ausnehmungen 24, 26 derart ausgestaltet sind, dass die Kugel 16 bei belasteter Sitzfläche nicht aus den Lagerschalen 18, 20 springen oder rollen kann. In der Fig. 2 sind beispielhaft drei druckempfindliche Sensoren 30 in der Lagerschale 20 der Plattform 14 vorgesehen, welche aufgrund der sich verändernden Druckverhältnisse beim Bewegen der Sitzfläche 12 bzw. der Kugel 16 verschiedene Sensorwerte erfassen. Ferner sind in der Plattform noch zwei weitere Sensoren 32 vorgesehen, die beispielsweise den Abstand zwischen der Unterseite der Sitzfläche 12 und der Plattform 14 erfassen können, oder die optisch Bewegungen der Sitzfläche 12 relativ zur Plattform 14 erfassen können. Die Anordnung von Sensoren 30, 32 in der Plattform 14 ist insoweit von Vorteil, dass in der Plattform auch eine mit den Sensoren über Drähte verbundene Schnittstelle untergebracht werden kann. Gegebenenfalls kann die Schnittstelle auch am Gestell 22 der Sitzeinrichtung angeordnet sein.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, können Sensoren 30, 32 auch an der Sitzfläche angeordnet sein. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, wenn die Sensoren ihre erfassten Sensorwerte drahtlos an die Schnittstelle oder direkt an eine Verarbeitungseinheit senden können. Die dargestellten Sensoranordnungen sind keinesfalls einschränkend zu verstehen, sondern sollen das Funktionsprinzip der Sitzeinrichtung illustrieren. Welche Art von Sensoren (optisch, piezoelektrisch etc.) an welcher Stelle der Sitzeinrichtung zum Einsatz kommt, hängt vom gewünschten Einsatzzweck ab.
In der Fig. 5 ist die untere Lagerschale 20' der Plattform 14' als Kugellager 60 ausgebildet, in dem die Kugel 16' aufgenommen ist. In diesem Fall ist die Kugel 16' nicht mehr frei beweglich, wie dies der Fall ist bei einer Lagerschale 20 gemäß Fig. 1. Allerdings ist diese Ausführungsform der Sitzeinrichtung vorteilhaft, wenn mittels der Sitzeinrichtung, insbesondere mittels Bewegungen der Sitzfläche, ein Computer oder dergleichen angesteuert werden soll, insbesondere der Mauszeiger/Cursor geführt werden soll. Bei einer derartigen Ausführungsform können im Bereich des Kugellagers bzw. Kugelkäfigs mehrere Sensoren 33 vorgesehen sein, welche die Bewegungen der Kugel 16' oder von Kugeln 62 des Kugellagers 60 erfassen, um daraus Rückschlüsse auf die ausgeführten Bewegungen zu ziehen.
Ein System, das eine Sitzeinrichtung 12 mit Sensoren 30, 32 umfasst, ist als schematisches Blockdiagramm in der Fig. 6 dargestellt. Die Sensoren 30, 32 stehen über eine Schnittstelle 34 in Verbindung mit einer Verarbeitungseinheit 36, die beispielsweise ein Computer ist. Die Verbindung 38 zwischen der Schnittstelle 34 und der Verarbeitungseinheit 36 kann drahtgebunden oder drahtlos sein, wobei eine drahtlose Übertragung bevorzugt ist, beispielsweise über Funk-, Infrarot-, Bluetooth-Technologie oder dergleichen. Es ist auch möglich, dass zwischen einem oder mehreren Sensoren 30', 32' und der Verarbeitungseinheit 36 eine eigene drahtlose Verbindung 38' hergestellt wird bzw. ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Sensor in der beweglichen Sitzfläche der Sitzeinrichtung vorgesehen ist. Generell können die Sensoren auch alle funkend ausgebildet sein und ihre erfassten Sensorwerte direkt an die Verarbeitungseinheit senden. Sofern funkende Elemente (Sensoren, Schnittstelle etc.) zum Einsatz kommen, sind selbstverständlich entsprechende Empfänger an der Verarbeitungseinheit vorzusehen, die hier allerdings nicht dargestellt sind. Grundsätzlich kann jede für den Zweck der Signalübertragung zwischen Sensoren und Verarbeitungseinheit geeignete Kombination von Sendern/Empfängern eingesetzt werden. Selbstverständlich ist auch eine drahtgebundene Signalübertragung zwischen Sensoren und Verarbeitungseinheit möglich.
An der Verarbeitungseinheit 36, die in der Regel auch eine nicht dargestellte Speichereinheit umfasst, sind ein Ausgabegerät, (Monitor, Bildschirm) 40, eine Tastatur 42 und optional ein Fußtaster 44 angeschlossen und ein Handtaster z. B. Maus. Der Monitor dient als Schnittstelle zum Benutzer der Sitzeinrichtung, so dass beispielsweise Anweisungen, die auf dem Monitor 40 angezeigt werden, durch den Benutzer umgesetzt werden, indem er die Sitzeinrichtung entsprechend bewegt. Im umgekehrten Fall kann der Benutzer auf dem Monitor verfolgen, wie er durch die Bewegung der Sitzeinrichtung einen Mauszeiger/Cursor in einem Computerprogramm ansteuert. Die Tastatur und ggf. der Handtaster dienen der üblichen Eingabe von Befehlen. Der optionale Fußsensor, beispielhaft in Form eines Fußtasters 44 kann beispielsweise als Ersatz für die Tasten an einer Computermaus oder einem Trackball eingesetzt werden, so dass der Computer durch Bewegungen des Benutzers auf der
Sitzeinrichtung und durch Betätigung von Tasten mittels der Füße gesteuert werden kann, so dass der Einsatz von Händen nicht erforderlich ist. Neben einer visuell wahrnehmbaren Ausgabe über den Monitor ist auch eine akustische Ausgabe über Lautsprecher oder dergleichen denkbar, so dass beispielsweise Bewegungen über unterschiedliche Tonhöhen oder dergleichen repräsentiert werden können. Weiter ist auch eine Ausgabe von Bewegungen als Vibrationen denkbar, wobei der Benutzer je nach Bewegungsrichtung unterschiedlich starke Vibrationen erfährt. Vibrationen können dem Patienten oder dem Anwender anzeigen, dass eine zu starke Kippbewegung ausgeführt wird. Vibrationen oder/und akustische Signale können innerhalb bestimmter erfasster Bereiche der Bewegung eingeschaltet oder ausgeschaltet sein. In der Verarbeitungseinrichtung sind zu deren Steuerung mittels der Sitzeinrichtung oder zur Vorgabe und Überprüfung von auszuführenden Bewegungsmustern zu Therapiezwecken selbstverständlich entsprechende Programme gespeichert und ausführbar.
Gemäß einer hier nicht dargestellten alternativen Ausgestaltung ist es möglich, dass die Sitzfläche mit Ihrer Lagerschale, insbesondere einem ebenen Bereich der Lagerschale, auf den Oberflächen von mehreren Kugeln beweglich ist, welche in jeweiligen, in der Plattform angeordneten Kugellagern aufgenommen sind, derart, dass die Sitzfläche im Wesentlichen parallel zur Plattform beweglich ist. Dabei ist in der Plattform für jede zu lagernde Kugel eine eigne Lagerschale bzw. eine eigene Vertiefung in einer gemeinsamen Lagerschale vorgesehen. Dabei ist es für eine stabile Lagerung bevorzugt dass wenigstens drei Kugeln vorgesehen sind, so dass diese als Zwischenelement eine kippfreie Lagerung der Sitzfläche auf der Plattform ermöglichen. Dabei ist die Lagerschale der Sitzfläche vorzugsweise nur in den Randbereichen konkav ausgebildet, derart, dass diese Randbereiche ein Wegrollen der Sitzfläche von der Plattform verhindern, wobei durch die konkave Krümmung des Randbereichs ein sanftes Abbremsen der Sitzflächenbewegung ermöglicht ist. Ein derartige Lagerung der Sitzfläche, die eine Bewegung der Sitzfläche in alle Richtungen in einer normalerweise horizontalen Ebene ermöglichen, jedoch ein Kippen verhindert, ist besonders vorteilhaft, wenn mittels der Sitzeinrichtung eine Mauszeiger/Cursor eines Computers angesteuert werden soll, da eine derartige Sitzflächenbewegung dem Bewegen einer Computermaus auf einem Tisch sehr ähnlich ist, was die softwaretechnische Umsetzung einer derartigen Computersteuerung mittels Sitzeinrichtung vereinfachen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Sitzeinrichtung, insbesondere Hocker, mit einer Plattform (14) und einer auf der Plattform (14) mittels wenigstens eines Zwischenelements, vorzugsweise Kippelements
(16), insbesondere Kugel, gelagerten Sitzfläche (12), wobei der Plattform (14) und der Sitzfläche (12) wenigstens abschnittsweise konkave, aufeinander gerichtete Lagerschalen (18, 20) zugeordnet sind, zwischen denen das Zwischenelement (16, 16') insbesondere frei beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzeinrichtung (12) wenigstens eine
Sensoreinrichtung (30, 32) umfasst, mit der Bewegungen des Zwischenelements (16, 16') oder/und der Sitzfläche (12) erfassbar sind.
2. Sitzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (30, 32) über Schnittstellenmittel (34) mit einer vorzugsweise von der Sitzeinrichtung
(12) getrennten Verarbeitungseinheit (36), insbesondere einem Computer oder dergleichen, in Verbindung steht oder in Verbindung (38, 38') bringbar ist, wobei die Verarbeitungseinheit (36) derart ausgestaltet ist, dass sie die erfassten Signale der Sensoreinrichtung (30, 32) auswerten kann.
3. Sitzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenmittel (34) an der Sitzeinrichtung (12) vorgesehen sind, die drahtgebunden oder drahtlos mit der Verarbeitungseinheit in Verbindung (38, 38') stehen.
4. Sitzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verarbeitungseinheit (36) mit einem Ausgabemittel (40), insbesondere einem Monitor verbunden ist, über das die ausgewerteten Sensorsignale visualisierbar sind.
5. Sitzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (36) derart ausgeführt ist, dass sie Bewegungen, die mit der
Sitzeinrichtung (12) durchzuführen sind, über das Ausgabemittel ausgibt und auswertet, ob die Bewegungen entsprechend der ausgegebenen Vorgaben ausgeführt werden.
6. Sitzeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellenmittel (34) einen Sender oder eine Sende-/Empfangseinheit aufweisen, die drahtlos mit einem Sender/Empfänger der Verarbeitungseinheit (36) in Verbindung steht oder in Verbindung bringbar sind.
7. Sitzeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Signalbzw. Datenübertragung mittels Infrarotstrahlung, Funkwellen oder dergleichen erfolgt.
8. Sitzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (30, 32) als optischer oder/und elektrischer, insbesondere piezoelektrischer Sensor ausgeführt ist.
9. Sitzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (30, 32) derart eingerichtet ist, dass sie Relativbewegungen zwischen der Plattform (14) und dem Zwischenelement (16) oder/und zwischen der Plattform (14) und der Sitzfläche (12) oder/und zwischen der Sitzfläche (12) und dem
Zwischenelement (16) erfasst.
10. Sitzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (30, 32) an der Plattform (14) oder/und an der Sitzfläche (12) oder/und an dem Zwischenelement (16) vorgesehen ist.
11. Sitzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Lagerschalen (20') als Kugellager (60) ausgebildet ist, in dem das Zwischenelement (16'), insbesondere die Kugel frei drehbar aufgenommen ist.
12. Sitzeinrichtung nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche mit Ihrer Lagerschale, insbesondere einem ebenen Bereich der Lagerschale, auf Oberflächen von mehreren Kugeln beweglich ist, welche in jeweiligen Kugelagern aufgenommen sind, wobei die Kugellager in Lagerschalen der Plattform angeordnet sind, derart, dass die Sitzfläche im Wesentlichen parallel zur Plattform beweglich ist.
13. System, umfassend eine Sitzeinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Verarbeitungseinheit (36), insbesondere Computer, wobei die Sitzeinrichtung zur Ansteuerung des Computers oder/und eines auf dem Computer laufenden Programms eingerichtet ist.
14. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner wenigstens ein Ausgabemittel (40), insbesondere Monitor oder akustisches Ausgabegerät, umfasst, über das erfasste Bewegungen der Sitzeinrichtung (10) oder mittels der Sitzeinrichtung durchzuführende Bewegungen für den Benutzer visuell oder/und akustisch wahrnehmbar sind.
15. System nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend einen durch den Fuß eines Benutzers betätigbaren Sensor, insbesondere Taster.
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