EP3541483B1 - Vorrichtung zum trainieren der unteren und/oder oberen extremitäten einer person - Google Patents

Vorrichtung zum trainieren der unteren und/oder oberen extremitäten einer person Download PDF

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EP3541483B1
EP3541483B1 EP17818427.1A EP17818427A EP3541483B1 EP 3541483 B1 EP3541483 B1 EP 3541483B1 EP 17818427 A EP17818427 A EP 17818427A EP 3541483 B1 EP3541483 B1 EP 3541483B1
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EP
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movement
axis
motion
elements
training
Prior art date
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Alexander Kollreider
David Ram
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Tyromotion GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a device for training the lower and / or upper extremities of a person according to the preamble of claim 1, the use of such a device according to the preamble of claim 9 and methods for controlling and adjusting such a device according to the preamble of claims 10 and 13.
  • a device can also be referred to as a training device for training a person's motor skills. It is particularly suitable for training a person's upper extremities, i.e. the arms, and/or the lower extremities, i.e. the legs.
  • Numerous training devices for the upper and lower extremities are known from the prior art.
  • mobile training devices that can be set up on the floor with a base element to which two pedals with pedal arms are attached as actuating elements. These pedals can then be operated by a user like when riding a bicycle.
  • the pedals on such devices can be replaced with handles with a crank, so that the device can be operated like a so-called handbike when it is standing on a table.
  • Such a device has a mobile frame with an arm, which then extends over the bed.
  • the pedals can be replaced with handles with a crank so that the device can be operated like a handbike.
  • the common axis of rotation of the pedals or the handles can advantageously be moved relative to the boom about an axis perpendicular to the axis of rotation, so that the frame with the boom of can be pushed towards the lying user on different sides of the bed without the user having to change their position.
  • the left and right pedals or the left and right handles rotate around the same axis and are mechanically coupled to one another, which means that both pedals or handles always move together.
  • ski training devices where the skis run on front and rear rollers.
  • the front and rear rollers are driven in opposite directions, so that when the user's weight shifts accordingly, the skis are moved alternately forwards and backwards.
  • two drives can be provided, one for rollers for the right ski and one for rollers for the left ski, so that the left and right rollers and thus the left and right skis can have different rotation speeds. The geometric arrangement of the roles cannot be changed.
  • the DE 299 22 913 U1 discloses a training device, in particular for the physically disabled, with a stationary or movable frame and a lifting element that can be changed in height by means of a drive, on which a support device for the person to be trained is arranged. By raising and lowering the lifting element, the person can, for example, be brought from a sitting to a standing position and vice versa.
  • the frame is bridge-shaped, two drives are preferably used, which are arranged in the two frame posts or in the two end regions of the frame support or the lifting element.
  • the DE 103 16 688 A1 describes a training device with at least two standing surfaces that are movable relative to a device frame, each for a user's foot, and with a motor drive for generating a rolling or pivoting movement of the standing surfaces relative to one another.
  • the WO 2016/032416 A1 discloses a movement training device to train a user's walking movement.
  • the user is held by slings to the lower extremities to relieve.
  • the legs are guided during the walking movement, so that even a purely passive user can carry out a walking movement.
  • the EP 2 010 121 B1 relates to a training device for training the musculoskeletal system of a person, comprising a rocker that supports the person and can be pivoted with respect to a rocker stand and a drive arrangement with at least one motor and a gearbox having gear elements, the gear elements forming at least one power transmission chain between the rocker and the motor.
  • the US 3,721,438 A describes an exercise machine that has a pair of rotatable arms mounted on a movable frame. Handles can be mounted on the arms. With this training device, active training (without motor support) is possible.
  • the US 2005/004352 A1 describes a training device that includes two essentially opposite handles that can be moved by a user. It is also possible for the handles to be mounted on a common base module that a user can position on their lap, for example.
  • the US 9,320,935 B1 describes a training device with a seat and two resistance wheels housed in a common housing and having hand or foot pedals.
  • the resistance applied by the resistance wheels is adjustable.
  • the US 4,973,046 A describes a training device with two pedals that are powered by a common motor. It is possible to individually align the pedals to the needs of the user. The motor speed can be adjusted if necessary.
  • the US 9,199,114 B1 describes a training device that can be used to train arm movements.
  • the training device enables active training (without motor support). It is possible to record and display certain parameters such as a user's pulse rate, time, energy consumption or a virtual distance traveled via a control unit. This can also be done via a smartphone app, for example.
  • the task is to provide a training device for training a person's motor skills, which has more flexible setting options and more individually adjustable training modes than those from the prior art Has training devices known from technology.
  • the flexibility can relate, for example, to the geometry of the device and/or to the operation of the device in order to enable optimal adaptation to each user and to each training purpose.
  • the device has at least two movement elements, which are arranged on a base element.
  • the movement elements each have a rotation axis around which an actuating element can be moved.
  • the movement elements are each independently movable relative to the base element about a first movement axis.
  • the first axis of movement runs essentially perpendicular to a surface in which the base element extends.
  • the device is characterized in that each movement element has its own drive (its own motor) in order to rotate the actuating elements about the axis of rotation.
  • the device has a control element that can control each drive individually. In this way, it is possible for each drive to be controlled and moved independently of another drive of the same device, which ultimately enables different movement of the individual actuating elements of the device.
  • substantially indicates an angular range of plus minus 5° around the specifically specified geometric relationship. “Substantially perpendicular” therefore refers to an angular range of 85° to 95° and includes “perpendicular” (90°). “Substantially parallel” therefore refers to an angular range from -5° (355°) to +5° (5°) and includes “parallel” (0°).
  • the individual movement elements can be designed to be identical, but do not have to be.
  • the device claimed according to the invention can be used for actively training the lower and/upper extremities of a person.
  • at least one drive is activated, it becomes possible to train a purely passive user or to support the movement of an active user.
  • the latter is also known as a servo drive.
  • each movement element has its own drive, it is possible that left and right as well as upper and lower extremities can be addressed flexibly and differently if, for example, there are differences in the motor skills of the user's left and right or upper and lower extremities.
  • At least one of the movement elements has a means for detecting a parameter that is representative of a movement and/or a force that is applied to the actuation element by a person using the device.
  • a means for detecting a movement or a force can also be referred to as a means for determining or a means for detecting a parameter that is representative of a movement and/or force applied by a person to the actuating element.
  • Such a means can be, for example, a torque, force, angle and/or rotational speed sensor. This enables an analysis of the movement and/or force applied by a user to the actuating element and thus to the movement element.
  • the measured variables recorded by the means can be used to define motor training tasks and/or to monitor their fulfillment.
  • playful exercises can be designed whose task is to achieve a specific goal either by means of a movement or by means of a force or torque (e.g. a certain number of revolutions within a given time, a certain angular position of the actuating elements, a certain Change in angle of the actuating elements etc.).
  • the device has a control element to which each of the movement elements and each drive is connected.
  • the control element is also connected to any existing means for detecting the movement applied by a person to the actuating element.
  • the control element is also connected to any existing means for detecting the movement applied by a person to the actuating element.
  • the movement detected by the means or means for detecting the movement applied by a person to the actuating element as a controlled variable in the control element, for example to control the drives.
  • parameters of the recorded Movement can be output on an output element, for example acoustically or on a display.
  • Such an output element for example a display or a loudspeaker, can be provided on an actuating element or the base element. The parameters are then output in the immediate vicinity of the user.
  • control element it is also possible to output via a network.
  • more than two devices can be controlled by one control element and the training of several users can be controlled at the same time.
  • the connection of the control element to the drives and any existing output elements or means for detecting a movement applied by a person to the actuating element can be wireless or wired.
  • the drives can be adjusted in such a way that the moving elements are moved at the same speed. It is also possible to control the drives in such a way that the movement elements are completely decoupled from one another in terms of effectiveness, i.e. they do not transmit any feedback to the other movement element or its drive about the movement they have carried out. Finally, it is also possible for the drives to be controlled synchronously in such a way that the movement elements are dependent on one another, that is to say that they are in operative connection with one another with regard to the movement carried out or the force or torque applied.
  • the control element can be designed, for example, in the form of a central, common control unit. It is also possible to assign each drive or motor its own motor control, with the individual motor controls being synchronized with one another. The control parameters for a second motor control are then known to a first motor control, so that individual control of the individual drives is made possible, taking into account the control parameters of the other drive or drives.
  • One option is purely active training. Any existing drives then produce no power.
  • the means for detecting a movement applied by a person to the actuating element are read by the control element. Measured torques, forces, angles and/or rotational speeds are evaluated by the control element and used to create an individual training session.
  • symmetry training in which it is evaluated whether the user applies different movements to the two movement elements, for example whether one leg pedals harder than the other or whether the pedals are placed in different angular positions.
  • resistance to the user's movements can also be set, which is implemented, for example, by two passive electric drives. With two such drives, the resistance for the left and right extremities can be controlled and adjusted differently.
  • Another training mode is semi-active training, in which a drive only acts as a servo drive to support the user's movements. Measured torques, forces, angles and/or rotational speeds are evaluated by the control device and the drives are controlled in such a way that they optimally support the user's movement. Since at least two drives are provided, the support for the left and right extremities can be controlled differently.
  • Another training mode is passive training, in which the user does not apply his own movements to the movement elements. Measured torques, forces, angles and/or rotational speeds are evaluated by the control device and the drives are controlled so that they move the user's extremities optimally.
  • the movement of the left and right extremities can be controlled differently using two separate drives.
  • the torques generated by the drives can be adjusted individually for each extremity, e.g. B. to relieve cramps, blockages or spasticity or to loosen the muscles. Accordingly, cramps, blockages or spasticity of an extremity can be more easily recognized because measured torques, forces, angles and/or rotational speeds on both sides can be evaluated separately.
  • a software-based training logic evaluates the measured torques, forces, angles and/or rotational speeds and adapts a previously created training program.
  • the basic element can be, for example, a base plate or a frame, which can be arranged, for example, on a table and/or floor.
  • Movement elements are each arranged on their own base element. This achieves a particularly high level of flexibility in the arrangement of the individual movement elements, so that the device can be optimally adapted to the individual user and the specific application.
  • the basic elements are completely mechanically separated from each other.
  • At least one of the axes of rotation can be movable relative to the respective first axis of movement and can assume any angle, for example in a range of 0° to 360°, 0° to 180°, 0° to 90°, 80° to 100° or 60° to 120°.
  • An angle of 0° between the axis of rotation and the first axis of movement means that both are parallel to each other.
  • An angle of 90° means that both axes are perpendicular to each other, that is, the axis of rotation is parallel to the surface in which the base element extends.
  • the axis of movement can be perpendicular to the respective axis of rotation; alternatively or in addition, both axes can be immovable relative to one another. It is possible that the axes of rotation can be moved independently of one another relative to the corresponding first axes of movement.
  • the first movement axis is at least one of the movement elements or movement modules, in particular each of the movement elements or movement modules, a rotation axis or a pivot axis.
  • the movement element can be rotated relative to the base element, for example about the first movement axis in the form of an axis of rotation which runs approximately centrally through the movement element.
  • a movement can also take place about the first movement axis in the form of a pivot axis which runs eccentrically through the movement element.
  • At least one of the movement elements in particular each of the movement elements, can move through an angle of at least 90°, in particular at least 120°, in particular at least 150°, in particular at least 180°, in particular at least 210°, in particular at least 240°, in particular at least 270°, in particular at least 300°, in particular at least 330° and most particularly through an angle of 360° about the first axis of movement.
  • ranges of movement of the movement element or elements of 90° to 360° or any other interval that can be formed from the angle specifications mentioned above (for example 120° to 270°) can be provided.
  • the upper and lower limits are included in the respective areas.
  • Such a movement option further increases the flexibility of the device, so that, for example, the (fine) adjustment to the specific application or user can only take place after the movement elements have been set up.
  • An intermediate element is arranged between the base elements and the movement elements, each intermediate element being able to be moved independently of another intermediate element about the corresponding first movement axis relative to the respective base element. This movement can then be transferred via the intermediate element to the movement element connected to the intermediate element, so that the movement element can move around the first movement axis.
  • the movement elements are movable relative to the respective intermediate element independently of one another about a second respective movement axis, the second movement axis being arranged essentially parallel to the surface in which the respective base element extends.
  • the second axis of movement is further arranged substantially perpendicular to the first axis of movement and also substantially perpendicular to the axis of rotation.
  • the special effect of such an intermediate element is that it also enables the movement elements to move about a horizontal axis, for example to compensate for unevenness in the standing surface (e.g. a table or a floor) or inclinations in the standing surface.
  • the axis of rotation of at least one of the actuating elements can be aligned so that it is essentially perpendicular to the extension surface of the respective base element.
  • the special effect of such an alignment is to enable training of the ankle joint by moving the foot relative to the lower leg around a longitudinal axis of the lower leg.
  • an actuating element which can be moved around the axis of rotation, directly to the movement elements.
  • it is provided to provide an adapter on the movement elements for attaching such an actuation element, which is movable around the axis of rotation.
  • Such an adapter makes it particularly easy to exchange different actuating elements with one another. This is particularly the case when the actuating element can be or is attached to the adapter in a detachable manner.
  • the actuating element can be, for example, a pedal, similar to an accelerator/brake or clutch pedal of a motor vehicle.
  • This pedal can then be operated by the user like a corresponding motor vehicle pedal. This means that during such an operation the pedal is rotated or pivoted about the axis of rotation. This means, for example, that the user's ankle joint can be optimally trained.
  • the actuating element can also be a pedal with a pedal arm, similar to a bicycle pedal. This can then be operated by a user like a bicycle pedal.
  • the pedal with pedal arm is rotated around the axis of rotation. This allows the user to train like on a bicycle ergometer. In this case, the corresponding pedal is itself movable relative to the pedal arm.
  • the actuating element can be a handle with a crank, similar to a handbike.
  • This handle can then be operated by a user like a handbike, with the handle being rotated around the axis of rotation using the crank. This allows the user to train like on a handbike.
  • Each actuating element can be permanently or detachably attached to at least one adapter, in particular to each of the adapters.
  • Releasably attached actuating elements can be easily exchanged, which means that damaged actuating elements can be replaced or different applications can be implemented, in particular one after the other, with one movement element.
  • Means are preferably provided for releasably fixing the movement elements against movement relative to the respective base element.
  • These means can be, for example, adjusting screws or clamps.
  • they can also be fixing bolts, that is to say pins, which are each provided on the movement element or base element, and engage in a grid, for example a drilling grid, which is provided on the other of the two elements. This avoids uncontrolled movements of the movement elements relative to the base element, which could change the setting made.
  • a concrete possibility for designing the device according to the invention is that two actuating elements are provided on a common base element, which are accommodated in a common housing, but still allow the completely autonomous movement possibility of the individual movement elements as explained above.
  • One aspect of the present invention is the use of a device according to the previous explanations for training the lower and/or upper extremities.
  • This training can be training without a therapeutic purpose, for example purely athletic training without an intended or unintended therapeutic effect.
  • the training can also have a therapeutic purpose, for example as Rehabilitation measure after damage to the extremities due to an illness or an accident or due to the user's inability to control the extremities, such as paralysis, for example as a result of a stroke.
  • the invention relates, in one aspect, to a non-therapeutic method for training the lower and/or upper extremities of a person in need of such training using a device according to the previous explanations.
  • a further aspect of the present invention is a method for controlling a device according to the above explanations, wherein the movement elements and their drives are individually controlled by the control element.
  • the control element can, for example, read out the means or means for detecting a movement applied to the actuating element and further process the control parameters read out in this way.
  • these control parameters can be used as a controlled variable to control the drive accordingly.
  • the control parameters can also be output, for example acoustically or on a display.
  • a resistance of the first movement element is set differently than a resistance of the second movement element.
  • symmetry training can be achieved.
  • an active movement of the first movement element is set differently from an active movement of the second movement element. This makes it possible to train a purely passive user or to support the movement of an active user. The latter is also known as a servo drive.
  • a speed or a torque of the first movement element is set differently from a speed or a torque of the second movement element.
  • a further aspect of the present invention is a method for adjusting a device according to the above explanations, wherein the individual movement elements are moved individually relative to the base element about the movement axes before the start of a training session and are then releasably fixed against movement relative to the base element. This ends such a procedure for setting the device before training begins.
  • the method for setting a device explained above can also be a first step in a therapeutic method for training the lower and / or upper extremities of a patient using the device.
  • This also discloses the possibility of providing a common base element for at least two movement elements, whereby the movement elements cannot be moved around a movement axis, but rather only each have an axis of rotation around which an actuating element can be moved.
  • the Figure 1 shows, as a first exemplary embodiment, a training device as a device for training the arms and / or legs of a person.
  • the training device includes a first movement module 1 as a first movement element and a second movement module 2 as a second movement element.
  • the first movement module 1 is arranged on a first base plate 3, which serves as the first basic element.
  • the second movement module 2 is arranged on a second base plate 4, which serves as a second basic element.
  • the shape of the first base plate 3 and the second base plate 4 is not crucial for the function of the training device.
  • a first movement plate 5 is arranged between the first movement module 1 and the first base plate 3.
  • a second movement plate 6 is arranged between the second movement module 2 and the second base plate 4.
  • the first movement plan 5 serves to enable movement of the first movement module 1 relative to the first base plate 3 about a first movement axis 7 of the first movement module 1.
  • the second movement plate 6 serves to enable movement of the second movement module 2 relative to the second base plate 4 about a first movement axis 8 of the second movement module 2.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 and the first movement axis 8 of the second movement module 2 are each essentially perpendicular to a first surface 9 in which the first base plate 3 extends, or to a second surface 10 in which the second Base plate 4 extends, arranged.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 is aligned vertically when the base plate 3 is arranged horizontally. If the second base plate 4 is arranged horizontally, this applies in the same way to the first movement axis 8 of the second movement module 2.
  • the first movement module 1 further has a first axis of rotation 13, which runs essentially perpendicular to the first movement axis 7 of the first movement module 1 and is arranged essentially parallel to the first surface 9.
  • the second movement module 2 has a second axis of rotation 14, which runs essentially perpendicular to the first movement axis 8 of the second movement module 2 and essentially parallel to the second surface 10.
  • the first movement module 1 can be rotated around the first axis of rotation 13.
  • the second movement module 2 can and the second axis of rotation 14 can be rotated around.
  • a first adapter 15 is attached to the first movement module 1.
  • This first adapter 15 serves to releasably fasten an actuating element that is movable together with the first movement module 1 around the first axis of rotation 13.
  • a second adapter 16 is attached to the second movement module 2, which serves to releasably fasten an actuating element with which the second movement module 2 can be moved around the second axis of rotation 14.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 each have their own electric drive in order to ensure movement of an actuating element attached to the first adapter 15 or the second adapter 16.
  • These drives are in the representation of the Figure 1 Not shown. These drives make it possible to train a purely passive user or to enable movement support for an active user of the training device. Using different drives, the user's left and right extremities and/or upper and lower extremities can be addressed flexibly and differently. This is particularly advantageous if there are differences in the motor skills of the user's left and right or upper and lower extremities.
  • the training device of the Figure 1 has a PC 19, which serves as a common control element for the first movement module 1 and the second movement module 2. For this purpose, it is connected to both the first movement module 1 and the second movement module 2 via an electrical line 20.
  • a PC 19 a notebook or smartphone could also be used as a common control element.
  • the electrical line 20, which connects the first movement module 1 and the second movement module 2 to the PC 19, can also be implemented by a network. Both a wired and a wireless connection are possible, for example via Bluetooth or WLAN.
  • first base plate 3 and second base plate 4 are not mechanically coupled to one another. Such a constructive separation between the first However, base plate 3 and the second base plate 4 do not exclude that the first movement module 1 and the second movement module 2 are connected to the PC 19 via a common electrical line 20.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 and the first movement axis 8 of the second movement module 2 are axes of rotation that allow the first movement module 1 and the second movement module 2 to rotate 360°. If necessary, a smaller movement of the first movement module 1 around the first axis of rotation 7 and/or of the second movement module 2 around the first axis of rotation 8 can be set.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a training device, which in essential aspects corresponds to the exemplary embodiment of Figure 1 corresponds.
  • the same elements are given the same reference numbers. In this context, reference is made to the above explanations Figure 1 referenced and only the differences between the two exemplary embodiments will be discussed below.
  • a first tilt holder 17 is arranged between the first base plate 3 and the first movement module 1, which serves as an intermediate element.
  • a movement of the first tilt holder 17 relative to the first base plate 3 about the first movement axis 7 of the first movement module 1 leads to a similar movement of the first movement module 1 relative to the first base plate 3.
  • the second axis of movement 11 is arranged essentially perpendicular to the first axis of movement 7 and also essentially perpendicular to the first axis of rotation 13. It runs essentially parallel to the first surface 9 in which the first base plate 3 extends.
  • a second tilt holder 18 is arranged, which can be moved around the first movement axis 8 of the second movement module 2. Such a movement leads to a similar movement of the second movement module 2 relative to the second base plate 4.
  • the second tilt holder 18 is also around a second movement axis 12 movable, which runs essentially perpendicular to the first axis of movement 8 of the second movement module 2 and also essentially perpendicular to the second axis of rotation 14.
  • the second axis of movement 12 also runs parallel to the surface 10 in which the second base plate 4 extends.
  • the first tilt holder 17 and the second tilt holder 18 make it possible to achieve an additional degree of freedom of movement for the first movement module 1 relative to the first base plate 3 and the second movement module 2 relative to the second base plate 4.
  • the second movement axis 11 of the first movement module 1 and the second movement axis 12 of the second movement module 2 are designed as axes of rotation about which the first movement module 1 and the second movement module 2 can each be rotated or tilted continuously, namely relative to an orientation of the first Axis of rotation 13 or the second axis of rotation 14 parallel to the surface 10. After a corresponding rotation or tilting, the first movement module 1 or the second movement module 2 can be determined in its rotated or tilted position.
  • FIGS 3 to 7 show possible operating modes of a device according to any of the two exemplary embodiments explained above. They show Figures 3 to 7 each the first movement module 1 and the second movement module 2, with different actuating elements being attached to the first adapter 15 and the second adapter 16, respectively.
  • the actuating element can be as in the Figure 3 shown be a pedal 21 with a pedal arm 22, similar to a bicycle pedal. This can then be operated by a user like a bicycle pedal.
  • the pedal 21 is rotated with the pedal arm 22 about the first axis of rotation 13 and/or the second axis of rotation 14. This allows the user to train like on a bicycle ergometer if such pedals 21 with corresponding pedal arms 22 are attached to both movement modules 1, 2.
  • the actuating element can be as in the Figure 4 shown be a handle 23 with a crank 24, similar to a handbike.
  • This handle 23 can then be operated by a user like a handbike.
  • the handle 23 is rotated with the crank 24 about the first axis of rotation 13 and/or the second axis of rotation 14. This allows the user to train like on a handbike if handles 23 with cranks 24 are attached to both movement modules 1 and 2.
  • the actuating element can be as in the Figure 5 shown be a pedal 25, similar to an accelerator, brake or clutch pedal of a motor vehicle.
  • This pedal 25 can then be operated by the user like a corresponding motor vehicle pedal.
  • the pedal 25 is rotated or pivoted about the first axis of rotation 13 and/or the second axis of rotation 14. This means, for example, that the user's ankle joint can be optimally trained.
  • the movement elements 1, 2 are generally aligned such that the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 are aligned essentially collinear with one another.
  • first movement module 1 and the second movement module 2 can also be used as in the Figure 6 shown.
  • the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 are aligned truly parallel to one another.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 are also aligned so that a user can simultaneously stand with each foot on each pedal 22 with the corresponding pedal arm 21 and carry out pivoting movements.
  • a user's legs are in the Figure 6 shown in dashed lines for illustrative purposes.
  • FIG. 7 Another alternative for aligning the first movement module 1 and the second movement module 2 is shown in Figure 7 .
  • the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 are again aligned truly parallel.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 are aligned so that a lying user can simultaneously place one foot on each pedal 22 with the corresponding pedal arm 21 and carry out pivoting movements.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die Verwendung einer solchen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 sowie Verfahren zur Steuerung und Einstellung einer derartigen Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 10 und 13. Eine derartige Vorrichtung kann auch als Trainingsgerät zum Trainieren der motorischen Fähigkeiten einer Person bezeichnet werden. Sie eignet sich insbesondere zum Trainieren der oberen Extremitäten, also der Arme, und/oder der unteren Extremitäten, also der Beine, einer Person.
  • Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Trainingsgeräte für die oberen und unteren Extremitäten bekannt. Beispielsweise gibt es mobile Trainingsgeräte, die mit einem Grundelement auf dem Boden aufgestellt werden können, an dem als Betätigungselemente zwei Pedale mit Pedalarmen angebracht sind. Diese Pedale können dann von einem Nutzer wie beim Fahrradfahren betätigt werden. Optional können bei solchen Geräten die Pedale gegen Handgriffe mit Kurbel ausgetauscht werden, so dass das Gerät wie ein sogenanntes Handbike betrieben werden kann, wenn es auf einem Tisch steht.
  • Ebenfalls bekannt sind Geräte, die zwei Pedale mit Pedalarmen und dazu zwei Handgriffe aufweisen. Ein Nutzer kann mit solchen Geräten gleichzeitig die oberen und unteren Extremitäten trainieren, indem er entweder sitzend oder stehend die Pedale wie bei einem Fahrrad betätigt und gleichzeitig die Handgriffe wie bei einem Handbike betätigt.
  • Weiterhin gibt es Trainingsgeräte, die von einem in einem Bett liegenden Nutzer betrieben werden können. Hierzu weist ein solches Gerät ein fahrbares Gestell mit einem Ausleger auf, welcher dann über das Bett reicht. Am freien Ende des Auslegers sind zwei Pedale mit Pedalarmen angebracht, die vom Nutzer wie beim Fahrradfahren betätigt werden. Es können bei solchen Geräten wieder die Pedale gegen Handgriffe mit Kurbel ausgetauscht werden, so dass das Gerät wie ein Handbike betrieben werden kann. Die gemeinsame Drehachse der Pedale bzw. der Handgriffe kann vorteilhafterweise relativ zum Ausleger um eine Achse senkrecht zur Drehachse bewegt werden, so dass das Gestell mit dem Ausleger von verschiedenen Bettseiten an den liegenden Nutzer herangeschoben werden kann, ohne dass der Nutzer seine Position verändern muss.
  • Bei allen diesen Geräten drehen jeweils das linke und rechte Pedal bzw. der linke und rechte Handgriff um die gleiche Achse und sind mechanisch miteinander gekoppelt, das heißt beide Pedale bzw. Handgriffe bewegen sich immer gemeinsam.
  • Bekannt sind aus der US 3,711,089 A außerdem Skitrainingsgeräte, bei denen die Skier auf vorderen und hinteren Rollen laufen. Dabei werden optional vordere und hintere Rollen gegenläufig angetrieben, so dass bei entsprechender Gewichtsverlagerung des Nutzers die Skier abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt werden. Weiterhin können zwei Antriebe vorgesehen sein, einer für Rollen für den rechten Ski und einer für Rollen für den linken Ski, so dass die linken und rechten Rollen und damit die linken und rechten Skier unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten haben können. Die geometrische Anordnung der Rollen ist nicht veränderbar.
  • Die DE 299 22 913 U1 offenbart ein Trainingsgerät, insbesondere für körperlich Behinderte, mit einem stationär oder beweglich ausgebildeten Gestell und einem mittels eines Antriebs in der Höhe veränderlichen Huborgan, an dem eine Trägereinrichtung für die zu trainierende Person angeordnet ist. Durch Anheben und Absenken des Huborganes kann die Person beispielsweise aus einer sitzenden in eine stehende Position und umgekehrt gebracht werden. Wenn das Gestell brückenförmig ausgebildet ist, werden vorzugsweise zwei Antriebe verwendet, die in den beiden Gestellpfosten oder in den beiden Endbereichen des Gestellträgers bzw. des Huborganes angeordnet sind.
  • Die DE 103 16 688 A1 beschreibt ein Trainingsgerät mit wenigstens zwei relativ zu einem Geräterahmen beweglichen Standflächen für jeweils einen Fuß eines Benutzers sowie mit einem motorischen Antrieb zur Erzeugung einer Schlinger- oder Schwenkbewegung der Standflächen relativ zueinander.
  • Bekannt ist aus der WO 2006/069988 A1 ein Fahrrad-Vibrationsergometer mit einem Rahmen mit einer Sitzeinheit, einer Tretlager- und Kurbeleinheit sowie einer Vibrationseinheit, wobei die Vibrationseinheit mit der Tretlager-/Kurbeleinheit verbunden und die Tretlager-/Kurbeleinheit von der Sitzeinheit mechanisch entkoppelt ist.
  • Die WO 2016/032416 A1 offenbart ein Bewegungstrainingsgerät, um die Gehbewegung eines Nutzers zu trainieren. Der Nutzer wird von Schlingen gehalten, um die unteren Extremitäten zu entlasten. Die Beine werden bei der Gehbewegung geführt, so dass auch ein rein passiver Nutzer eine Gehbewegung durchführen kann.
  • Die EP 2 010 121 B1 betrifft ein Trainingsgerät für ein Training des Bewegungsapparats einer Person, umfassend eine die Person tragende, bezüglich eines Wippenständers schwenkbare Wippe sowie eine Antriebsanordnung mit wenigstens einem Motor und einem Getriebeelemente aufweisenden Getriebe, wobei die Getriebeelemente wenigstens eine Kraftübertragungskette zwischen der Wippe und dem Motor bilden.
  • Die US 3,721,438 A beschreibt ein Trainingsgerät, das ein Paar rotierbarer Arme aufweist, die auf einem beweglichen Gestell montiert sind. An den Armen können Handgriffe montiert werden. Mit diesem Trainingsgerät ist ein aktives Training (ohne Motorunterstützung) möglich.
  • Die US 2005/004352 A1 beschreibt ein Trainingsgerät, das zwei im Wesentlichen einander gegenüberliegende Griffe umfasst, die von einem Benutzer bewegt werden können. Dabei ist es auch möglich, dass die Griffe auf einem gemeinsamen Basismodul montiert sind, das ein Benutzer beispielsweise auf seinem Schoß positionieren kann.
  • Die US 9,320,935 B1 beschreibt ein Trainingsgerät mit einem Sitz und zwei in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Widerstandsrädern, die Hand- bzw. Fußpedale aufweisen. Der von den Widerstandsrädern aufgebrachte Widerstand ist dabei einstellbar.
  • Die US 4,973,046 A beschreibt ein Trainingsgerät mit zwei Pedalen, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden. Dabei ist eine individuelle Ausrichtung der Pedale an die Bedürfnisse des Benutzers möglich. Die Motorgeschwindigkeit kann bei Bedarf eingestellt werden.
  • Die US 9,199,114 B1 beschreibt ein Trainingsgerät, mit dem Armbewegungen trainiert werden können. Das Trainingsgerät ermöglicht ein aktives Training (ohne Motorunterstützung). Es ist möglich, bestimmte Parameter wie die Pulsfrequenz eines Benutzers, die Zeit, den Energieverbrauch oder eine virtuelle zurückgelegte Entfernung über eine Steuerungseinheit zu erfassen und anzuzeigen. Dies kann beispielsweise auch über eine Smartphone-App erfolgen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Trainingsgerät zum Trainieren der motorischen Fähigkeiten einer Person bereitzustellen, welches flexiblere Einstellmöglichkeiten und individueller einstellbare Trainingsmodi als die aus dem Stand der Technik bekannten Trainingsgeräte aufweist. Die Flexibilität kann sich dabei beispielsweise auf die Geometrie der Vorrichtung und/oder auf den Betrieb der Vorrichtung beziehen, um so eine optimale Anpassung an jeden Nutzer und an jeden Trainingszweck zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
  • Zunächst weist die Vorrichtung mindestens zwei Bewegungselemente auf, welche auf einem Grundelement angeordnet sind. Die Bewegungselemente weisen jeweils eine Drehachse auf, um die herum jeweils ein Betätigungselement bewegt werden kann. Die Bewegungselemente sind dabei jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Grundelement um eine erste Bewegungsachse beweglich. Dabei verläuft die erste Bewegungsachse im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche, in der sich das Grundelement erstreckt.
  • Durch eine unabhängige Bewegung der Bewegungselemente relativ zum Grundelement ist es möglich, die Ausrichtung der Bewegungselemente individuell an einen Nutzer anzupassen und so die optimale Einstellung der erfindungsgemäß beanspruchten Vorrichtung für den Nutzer zu erreichen.
  • Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass jedes Bewegungselement einen eigenen Antrieb (einen eigenen Motor) aufweist, um die Betätigungselemente um die Drehachse zu drehen. Darüber hinaus weist die Vorrichtung ein Steuerelement aufweist, das jeden Antrieb individuell ansteuern kann. Auf diese Weise ist es möglich, dass jeder Antrieb unabhängig von einem anderen Antrieb derselben Vorrichtung angesteuert und bewegt werden kann, wodurch letztlich eine unterschiedliche Bewegung der einzelnen Betätigungselemente der Vorrichtung ermöglicht wird.
  • Der Begriff "im Wesentlichen" gibt dabei einen Winkelbereich von plus minus 5° um die konkret angegebene geometrische Beziehung an. "Im Wesentlichen senkrecht" bezeichnet somit einen Winkelbereich von 85° bis 95° und schließt "senkrecht" (90°) mit ein. "im Wesentlichen parallel" bezeichnet somit einen Winkelbereich von -5° (355°) bis +5° (5°) an und schließt "parallel" (0°) mit ein.
  • Die einzelnen Bewegungselemente können baugleich ausgestaltet sein, müssen dies aber nicht sein.
  • Wenn die Antriebe abgeschaltet sind, kann die erfindungsgemäß beanspruchte Vorrichtung zum aktiven Trainieren der unteren und/oberen Extremitäten einer Person eingesetzt werden. Wenn jedoch mindestens ein Antrieb aktiviert ist, wird es möglich, auch einen rein passiven Nutzer zu trainieren oder eine Unterstützung der Bewegung eines aktiven Nutzers zu ermöglichen. Letzteres wird auch als Servo-Antrieb bezeichnet.
  • Da jedes Bewegungselement einen eigenen Antrieb aufweist, ist es möglich, dass linke und rechte sowie obere und untere Extremitäten flexibel und unterschiedlich angesprochen werden können, wenn zum Beispiel Unterschiede in den motorische Fähigkeiten der linken und rechten oder oberen und unteren Extremitäten des Nutzers vorhanden sind.
  • In einer Variante weist mindestens eines der Bewegungselemente, insbesondere jedes der Bewegungselemente, ein Mittel zur Erfassung eines Parameters auf, der für eine Bewegung und/oder eine Kraft repräsentativ ist, die von einer Person, die die Vorrichtung benutzt, auf das Betätigungselement aufgebracht wird. Ein solches Mittel zur Erfassung einer Bewegung bzw. einer Kraft kann auch als Mittel zur Bestimmung oder Mittel zur Detektion eines Parameters, der für eine von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachte Bewegung und/oder Kraft repräsentativ ist, bezeichnet werden. Bei einem solchen Mittel kann es sich beispielsweise um einen Drehmoment-, Kraft-, Winkel- und/oder Drehgeschwindigkeitssensor handeln. Damit wird eine Analyse der von einem Nutzer auf das Betätigungselement und damit auf das Bewegungselement aufgebrachten Bewegung und/oder Kraft ermöglicht.
  • Die von dem Mittel erfassten Messgrößen können dazu verwendet werden, motorische Trainingsaufgaben zu definieren und/oder deren Erfüllung zu überwachen. Beispielsweise lassen sich spielerische Übungen entwerfen, deren Aufgabe darin besteht, entweder mittels einer Bewegung oder mittels einer Kraft bzw. einem Drehmoment, ein bestimmtes Ziel zu erreichen (beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen innerhalb einer vorgegebenen Zeit, eine bestimmte Winkelstellung der Betätigungselemente, eine bestimmte Winkeländerung der Betätigungselemente etc.).
  • Die Vorrichtung weist ein Steuerelement auf, an das jedes der Bewegungselemente und jeder Antrieb angeschlossen ist. In einer Variante ist das Steuerelement auch an etwaig vorhandene Mittel zur Erfassung der von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung angeschlossen. Beispielsweise ist es möglich, in dem Steuerelement die von dem Mittel oder den Mitteln zur Erfassung der von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung erfasste Bewegung als Regelgröße zu verwenden, etwa um die Antriebe zu steuern. Alternativ oder zusätzlich dazu können Parameter der erfassten Bewegung auf einem Ausgabeelement ausgeben werden, beispielsweise akustisch oder auf einer Anzeige. Ein solches Ausgabeelement, zum Beispiel ein Display oder ein Lautsprecher, kann auf einem Betätigungselement oder dem Grundelement vorgesehen sein. Dann erfolgt die Ausgabe der Parameter in unmittelbarer Nähe zum Nutzer. Es ist zusätzlich oder alternativ auch möglich, die Ausgabe über ein Netzwerk vorzunehmen. Insbesondere können so mehr als zwei Vorrichtungen von einem Steuerelement gesteuert und so das Training mehrerer Nutzer gleichzeitig gesteuert werden. Die Verbindung des Steuerelements zu den Antrieben und etwaig vorhandenen Ausgabeelementen oder Mitteln zur Erfassung einer von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung kann drahtlos oder drahtgebunden erfolgen.
  • Grundsätzlich können die Antriebe derart eingestellt werden, dass die Bewegungselemente mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Es ist darüber hinaus möglich, die Antriebe derart anzusteuern, dass die Bewegungselemente in wirkungstechnischer Weise gänzlich voneinander entkoppelt sind, also dem jeweils anderen Bewegungselemente bzw. dessen Antrieb keine Rückkopplung über die selbst durchgeführte Bewegung übermitteln. Schließlich ist es auch möglich, dass die Antriebe derart synchronisiert angesteuert werden, dass die Bewegungselemente voneinander abhängig sind, das heißt im Hinblick auf die durchgeführte Bewegung bzw. die aufgebrachte Kraft oder das aufgebrachte Drehmoment miteinander in Wirkverbindung stehen.
  • Das Steuerelement kann beispielsweise in Form einer zentralen, gemeinsamen Steuereinheit ausgebildet sein. Es ist auch möglich, jedem Antrieb bzw. Motor eine eigene Motorsteuerung zuzuordnen, wobei die einzelnen Motorsteuerungen untereinander synchronisiert sind. Dann sind einer ersten Motorsteuerung die Steuerungsparameter für eine zweite Motorsteuerung bekannt, sodass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Antriebe unter Berücksichtigung der Ansteuerungsparameter des jeweils anderen Antriebs bzw. der jeweils anderen Antriebe ermöglicht wird.
  • Mit Hilfe des Steuerelements sind verschiedene Trainingsmodi realisierbar. Eine Möglichkeit ist ein rein aktives Training. Etwaig vorhandene Antriebe bringen dann keine Kraft auf. Die Mittel zur Erfassung einer von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung werden von dem Steuerelement ausgelesen. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von dem Steuerelement ausgewertet und zur Erstellung eines individuellen Trainings verwendet.
  • Eine Möglichkeit ist ein Symmetrietraining, bei dem ausgewertet wird, ob vom Nutzer auf die beiden Bewegungselemente unterschiedliche Bewegungen aufgebracht werden, beispielsweise ob mit einem Bein stärker als mit dem anderen getreten wird oder ob die Pedale in unterschiedliche Winkelstellungen gebracht werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann auch ein Widerstand gegen die Bewegungen des Nutzers eingestellt werden, der beispielweise durch zwei passive elektrische Antriebe realisiert wird. Durch zwei derartige Antriebe kann der Widerstand für die linke und rechte Extremität unterschiedlich gesteuert und eingestellt werden.
  • Ein weiterer Trainingsmodus ist ein semi-aktives Training, bei dem ein Antrieb lediglich als Servo-Antrieb unterstützend für die Bewegungen des Nutzers wirkt. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von der Steuereinrichtung ausgewertet und die Antriebe so angesteuert, dass sie die Bewegung des Nutzers optimal unterstützen. Da mindestens zwei Antriebe vorgesehen sind, kann die Unterstützung für die linke und rechte Extremität unterschiedlich gesteuert werden.
  • Noch ein weiterer Trainingsmodus ist ein passives Training, bei dem der Nutzer keine eigenen Bewegungen auf die Bewegungselemente aufbringt. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von der Steuereinrichtung ausgewertet und die Antriebe so angesteuert, dass sie die Extremitäten des Nutzers optimal bewegen. Durch zwei separate Antriebe kann die Bewegung der linken und rechten Extremität unterschiedlich gesteuert werden. Beispielsweise können die von den Antrieben erzeugten Drehmomente individuell auf jede Extremität eingestellt werden, z. B. um Krämpfe, Blockaden oder eine Spastik zu lösen oder die Muskeln zu lockern. Entsprechend können auch Krämpfe, Blockaden oder eine Spastik einer Extremität leichter erkannt werden, da gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten beider Seiten getrennt ausgewertet werden können.
  • In einer Variante ist es vorgesehen, ein für einen Benutzer individuell erstelltes Trainingsprogramm kontinuierlich in Abhängigkeit der von dem Benutzer aufgebrachten Kräfte anzupassen, damit der Benutzer stets an seiner Leistungsgrenze trainiert wird. Eine softwaretechnisch realisierte Trainingslogik wertet dafür die gemessenen Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten aus und passt ein zuvor erstelltes Trainingsprogramm an.
  • Das Grundelement kann beispielsweise eine Grundplatte oder ein Gestell sein, welches beispielsweise auf einem Tisch und/oder Fußboden angeordnet werden kann. Die
  • Bewegungselemente sind auf jeweils einem eigenen Grundelement angeordnet. Hierdurch wird eine besonders große Flexibilität in der Anordnung der einzelnen Bewegungselemente erreicht, so dass eine optimale Anpassung der Vorrichtung an den einzelnen Nutzer und die konkrete Anwendung möglich ist. Die Grundelemente sind mechanisch komplett voneinander getrennt.
  • Mindestens eine der Drehachsen kann gegenüber der jeweiligen ersten Bewegungsachse beweglich sein, und dabei jeden beliebigen Winkel annehmen, zum Beispiel in einem Bereich von 0° bis 360°, 0° bis 180°, 0° bis 90°, 80° bis 100° oder 60° bis 120°. Ein Winkel von 0° zwischen Drehachse und erster Bewegungsachse bedeutet dabei, dass beide parallel zueinander sind. Ein Winkel von 90° bedeutet, dass beide Achsen senkrecht zueinander stehen, das heißt, die Drehachse liegt parallel zur Fläche, in der sich das Grundelement erstreckt. In einer Variante kann die Bewegungsachse senkrecht zu der jeweiligen Drehachse stehen, alternativ oder zusätzlich dazu können beide Achsen relativ zueinander unbeweglich sein. Es ist möglich, dass die Drehachsen unabhängig voneinander relativ zu den entsprechenden ersten Bewegungsachsen bewegt werden können.
  • Vorzugsweise ist die erste Bewegungsachse mindestens eines der Bewegungselemente bzw. Bewegungsmodule, insbesondere jedes der Bewegungselemente bzw. Bewegungsmodule, eine Drehachse oder eine Schwenkachse. Hierdurch kann das Bewegungselement relativ zum Grundelement gedreht werden, beispielsweise um die erste Bewegungsachse in Form einer Drehachse, die etwa mittig durch das Bewegungselement verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bewegung auch um die erste Bewegungsachse in Form einer Schwenkachse erfolgen, die exzentrisch durch das Bewegungselement verläuft. Dabei kann mindestens eines der Bewegungselemente, insbesondere jedes der Bewegungselemente, um einen Winkel von mindestens 90°, insbesondere mindestens 120°, insbesondere mindestens 150°, insbesondere mindestens 180°, insbesondere mindestens 210°, insbesondere mindestens 240°, insbesondere mindestens 270°, insbesondere mindestens 300°, insbesondere mindestens 330° und ganz besonders um einen Winkel von 360° um die erste Bewegungsachse beweglich sein. Beispielsweise können Bewegungsbereiche des Bewegungselements oder der Bewegungselemente von 90° bis 360° oder jedem anderen Intervall, das aus den vorstehend genannten Winkelangaben gebildet werden kann (beispielsweise 120° bis 270°) vorgesehen sein. Die oberen und unteren Grenze sind dabei bei den jeweiligen Bereichen mit umfasst. Durch eine derartige Bewegungsmöglichkeit wird die Flexibilität der Vorrichtung weiter erhöht, so dass zum Beispiel die (Fein-) Anpassung an die konkrete Anwendung bzw. den Nutzer erst nach dem Aufstellen der Bewegungselemente erfolgen kann.
  • Zwischen den Grundelementen und den Bewegungselementen ist jeweils ein Zwischenelement angeordnet, wobei jedes Zwischenelement unabhängig von einem anderen Zwischenelement um die entsprechende erste Bewegungsachse relativ zum jeweiligen Grundelement bewegt werden kann. Dann lässt sich diese Bewegung über das Zwischenelement auf das mit dem Zwischenelement verbundene Bewegungselement übertragen, sodass sich eine Beweglichkeit des Bewegungselements um die erste Bewegungsachse herum ergibt.
  • In einer Variante sind die Bewegungselemente relativ zum jeweiligen Zwischenelement unabhängig voneinander um eine zweite jeweilige Bewegungsachse bewegbar, wobei die zweite Bewegungsachse im Wesentlichen parallel zu der Fläche, in der sich das jeweilige Grundelement erstreckt, angeordnet. Die zweite Bewegungsachse ist ferner im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse und auch im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse angeordnet. Der besondere Effekt eines solchen Zwischenelements liegt darin, dass auch eine Bewegung der Bewegungselemente um eine horizontal verlaufende Achse ermöglicht wird, beispielsweise um Unebenheiten der Standfläche (also etwa eines Tisches oder eines Fußbodens) oder Neigungen der Standfläche auszugeichen. Insbesondere kann damit die Drehachse mindestens eines der Betätigungselemente so ausgerichtet werden, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsfläche des jeweiligen Grundelements steht. Der besondere Effekt einer solchen Ausrichtung liegt darin, ein Training des Sprunggelenks zu ermöglichen, indem der Fuß relativ zum Unterschenkel um eine Längsachse des Unterschenkels bewegt wird.
  • Es ist möglich, jeweils ein Betätigungselement, das um die Drehachse herum bewegt werden kann, unmittelbar an den Bewegungselementen anzubringen. In einer Variante ist jedoch vorgesehen, an den Bewegungselementen einen Adapter zum Befestigen eines solchen Betätigungselements, das um die Drehachse herum beweglich ist, vorzusehen. Durch einen solchen Adapter wird ein einfaches Austauschen unterschiedlicher Betätigungselemente gegeneinander besonders einfach bewerkstelligt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Betätigungselement lösbar an dem Adapter befestigt werden kann bzw. befestigt ist.
  • Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Pedal sein, ähnlich einem Gas-/Brems- oder Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs. Dieses Pedal kann dann vom Nutzer wie ein entsprechendes Kraftfahrzeugpedal betätigt werden. Das heißt, bei einer solchen Betätigung wird das Pedal um die Drehachse gedreht oder geschwenkt. Dadurch kann beispielsweise das Sprunggelenk des Nutzers optimal trainiert werden.
  • Das Betätigungselement kann auch ein Pedal mit Pedalarm sein, ähnlich einem Fahrradpedal. Dieses kann dann von einem Nutzer wie ein Fahrradpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal mit Pedalarm um die Drehachse gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Fahrradergometer trainieren. Das entsprechende Pedal ist in diesem Fall selbst gegenüber dem Pedalarm beweglich.
  • Das Betätigungselement kann in einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ein Handgriff mit einer Kurbel sein, ähnlich wie bei einem Handbike. Dieser Handgriff kann dann von einem Nutzer wie bei einem Handbike betätigt werden, dabei wird der Handgriff mit der Kurbel um die Drehachse gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Handbike trainieren.
  • Jeweils ein Betätigungselement kann unlösbar oder lösbar an mindestens einem Adapter, insbesondere an jedem der Adapter, befestigt sein. Lösbar befestigte Betätigungselemente lassen sich leicht austauschen, wodurch beschädigte Betätigungselemente ausgewechselt werden können oder mit einem Bewegungselement insbesondere zeitlich nacheinander verschiedene Anwendungen realisiert werden können.
  • Vorzugsweise sind Mittel zum lösbaren Fixieren der Bewegungselemente gegen eine Bewegung relativ zum jeweiligen Grundelement vorgesehen. Diese Mittel können beispielsweise Stellschrauben oder Klemmen sein. Sie können alternativ oder zusätzlich dazu auch Fixierbolzen sein, das heißt Stifte, die jeweils am Bewegungselement oder Grundelement vorgesehen sind, und in einem Raster, zum Beispiel einem Bohrraster, einrasten, welches am jeweils anderen der beiden Elemente vorgesehen ist. Hierdurch werden unkontrollierte Bewegungen der Bewegungselemente relativ zum Grundelement vermieden, die die vorgenommene Einstellung verändern könnten.
  • Eine konkrete Möglichkeit der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass zwei Betätigungselemente auf einem gemeinsamen Grundelement vorgesehen sind, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, aber dennoch die oben erläuterte vollständige autonome Bewegungsmöglichkeit der einzelnen Bewegungselemente gestatten.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Vorrichtung gemäß den vorherigen Erläuterungen zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten. Dieses Training kann ein Training ohne Therapiezweck sein, zum Beispiel ein rein sportliches Training ohne eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte therapeutische Wirkung. Alternativ kann das Training auch einen therapeutischen Zweck haben, zum Beispiel als Rehabilitationsmaßnahme nach einer Schädigung der Extremitäten durch eine Krankheit oder einen Unfall oder wegen einer mangelnden Steuerbarkeit der Extremitäten durch den Nutzer, wie einer Lähmung, beispielsweise als Folge eines Schlaganfalls.
  • Insofern betrifft die Erfindung in einem Aspekt ein nicht-therapeutisches Verfahren zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person, die ein solches Training benötigt, unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß den vorherigen Erläuterungen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung gemäß den obigen Erläuterungen, wobei die Bewegungselemente und deren Antriebe individuell von dem Steuerelement angesteuert werden. Das Steuerelement kann beispielsweise das oder die Mittel zur Erfassung einer von einer auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung auslesen und die derart ausgelesenen Steuerparameter weiter verarbeiten. Beispielsweise lassen sich diese Steuerparameter als Regelgröße verwenden, um den Antrieb entsprechend steuern. Alternativ oder zusätzlich lassen sich die Steuerparameter auch ausgeben, beispielsweise akustisch oder auf einer Anzeige.
  • In einer Variante wird ein Widerstand des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einem Widerstand des zweiten Bewegungselements eingestellt. Durch eine derartige Einstellung lässt sich ein Symmetrietraining realisieren. Alternativ oder zusätzlich wird eine aktive Bewegung des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einer aktiven Bewegung des zweiten Bewegungselements eingestellt. Dadurch kann ein rein passiver Nutzer trainiert oder eine Unterstützung der Bewegung eines aktiven Nutzers zu ermöglicht werden. Letzteres wird auch als Servo-Antrieb bezeichnet.
  • In einer weiteren Variante wird eine Geschwindigkeit bzw. ein Drehmoment des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einer Geschwindigkeit bzw. zu einem Drehmoment des zweiten Bewegungselements eingestellt. Durch eine derartige Einstellung lässt sich ein semi-aktives Training zur Unterstützung der Bewegungen eines Benutzers oder ein passives Training realisieren.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung gemäß den obigen Erläuterungen, wobei die einzelnen Bewegungselemente vor Beginn eines Trainings individuell relativ zum Grundelement um die Bewegungsachsen bewegt und dann gegen eine Bewegung relativ zum Grundelement lösbar fixiert werden. Damit endet ein solches Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung, bevor mit dem Training begonnen wird.
  • In einer alternativen Ausgestaltung kann das vorstehend erläuterte Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung auch ein erster Schritt in einem therapeutischen Verfahren zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten eines Patienten unter Verwendung der Vorrichtung sein.
  • Hiermit wird auch die Möglichkeit offenbart, ein gemeinsames Grundelement für mindestens zwei Bewegungselemente vorzusehen, wobei die Bewegungselemente nicht um eine Bewegungsachse herum bewegt werden können, sondern lediglich jeweils eine Drehachse aufweisen, um die herum jeweils ein Betätigungselement bewegt werden kann.
  • Sämtliche Varianten der beschriebenen Vorrichtung, der Verwendung und der unterschiedlichen Verfahren sind in beliebiger Weise miteinander kombinierbar und von der Vorrichtung auf die Verwendung und die Verfahren sowie umgekehrt übertragbar.
  • Die vorstehend beschriebene Erfindung wird anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Trainingsgeräts;
    Figur 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trainingsgeräts mit einem Nutzer;
    Figur 3
    eine erste Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein Fahrradtraining;
    Figur 4
    eine zweite Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein Handbiketraining;
    Figur 5
    eine dritte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich eine Pedalsimulation;
    Figur 6
    eine vierte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein stehendes Training; und
    Figur 7
    eine fünfte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein liegendes Training.
  • Die Figur 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel eine Trainingsvorrichtung als Vorrichtung zum Trainieren der Arme und/oder der Beine einer Person.
  • Die Trainingsvorrichtung umfasst ein erstes Bewegungsmodul 1 als erstes Bewegungselement und ein zweites Bewegungsmodul 2 als zweites Bewegungselement. Das erste Bewegungsmodul 1 ist auf einer ersten Grundplatte 3 angeordnet, die als erstes Grundelement dient. Das zweite Bewegungsmodul 2 ist auf einer zweiten Grundplatte 4 angeordnet, die als zweites Grundelement dient. Die Form der ersten Grundplatte 3 und der zweiten Grundplatte 4 ist für die Funktion der Trainingsvorrichtung nicht entscheidend.
  • Zwischen dem ersten Bewegungsmodul 1 und der ersten Grundplatte 3 ist eine erste Bewegungsplatte 5 angeordnet. Gleichsam ist zwischen dem zweiten Bewegungsmodul 2 und der zweiten Grundplatte 4 eine zweite Bewegungsplatte 6 angeordnet. Die erste Bewegungsplan 5 dient dazu, eine Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 gegenüber der ersten Grundplatte 3 um eine erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 zu ermöglichen. In gleicher Weise dient die zweite Bewegungsplatte 6 dazu, eine Bewegung des zweiten Bewegungsmoduls 2 gegenüber der zweiten Grundplatte 4 um eine erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 herum zu ermöglichen.
  • Die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 sind jeweils im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Fläche 9, in der sich die erste Grundplatte 3 erstreckt, bzw. zu einer zweiten Fläche 10, in der sich die zweite Grundplatte 4 erstreckt, angeordnet.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 dann vertikal ausgerichtet, wenn die Grundplatte 3 horizontal angeordnet ist. Dies gilt bei einer horizontalen Anordnung der zweiten Grundplatte 4 in gleicher Weise für die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2.
  • Das erste Bewegungsmodul 1 weist ferner eine erste Drehachse 13 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 verläuft und dabei im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche 9 angeordnet ist. Ebenso weist das zweite Bewegungsmodul 2 eine zweite Drehachse 14 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 und im Wesentlichen parallel zur zweiten Fläche 10 verläuft. Das erste Bewegungsmodul 1 kann um die erste Drehachse 13 herum gedreht werden. Das zweite Bewegungsmodul 2 kann und die zweite Drehachse 14 herum gedreht werden.
  • Um eine einfache Drehung des ersten Bewegungsmoduls 1 um die erste Drehachse 13 zu ermöglichen, ist an dem ersten Bewegungsmodul 1 ein erster Adapter 15 angebracht. Dieser erste Adapter 15 dient zum lösbaren Befestigen eines zusammen mit dem ersten Bewegungsmodul 1 um die erste Drehachse 13 herum beweglichen Betätigungselements. In gleicher Weise ist am zweiten Bewegungsmoduls 2 ein zweiter Adapter 16 angebracht, der zum lösbaren Befestigen eines Betätigungselements dient, mit dem das zweite Bewegungsmodul 2 um die zweite Drehachse 14 herum bewegt werden kann.
  • Das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 weisen jeweils einen eigenen elektrischen Antrieb auf, um für eine Bewegung eines an dem ersten Adapter 15 bzw. den zweiten Adapter 16 angebrachten Betätigungselements zu sorgen. Diese Antriebe sind in der Darstellung der Figur 1 nicht gezeigt. Durch diese Antriebe wird es möglich, auch einen rein passiven Nutzer zu trainieren oder aber eine Bewegungsunterstützung eines aktiven Nutzers der Trainingsvorrichtung zu ermöglichen. Durch unterschiedliche Antriebe können linke und rechte Extremitäten und/oder obere und untere Extremitäten des Nutzers flexibel und unterschiedlich angesprochen werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es Unterschiede in den motorischen Fähigkeiten der linken und rechten bzw. oberen und unteren Extremitäten des Nutzers gibt.
  • Die Trainingsvorrichtung der Figur 1 weist einen PC 19 auf, der als gemeinsames Steuerelement für das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 dient. Dazu ist er über eine elektrische Leitung 20 sowohl mit dem ersten Bewegungsmodul 1 als auch mit dem zweiten Bewegungsmodul 2 verbunden. Statt des PC 19 könnte auch ein Notebook oder Smartphone als gemeinsames Steuerelement verwendet werden. Die elektrische Leitung 20, die das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 mit dem PC 19 verbindet, kann auch durch ein Netzwerk realisiert sein. Dabei ist sowohl eine drahtgebundene als auch eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über Bluetooth oder WLAN möglich.
  • Statt der in der Figur 1 dargestellten Variante einer externen Steuerung durch den PC 19 wäre es auch möglich, ein entsprechendes Steuerelement in das erste Bewegungsmodul 1 oder in das zweite Bewegungsmodul 2 zu integrieren. Dann würde kein weiteres Bauteil für das gemeinsame Steuerelement benötigt werden.
  • Wie in der Figur 1 zu sehen ist, sind die erste Grundplatte 3 und zweite Grundplatte 4 nicht mechanisch miteinander gekoppelt. Eine derartige konstruktive Trennung zwischen der ersten Grundplatte 3 und der zweiten Grundplatte 4 schließt jedoch nicht aus, dass das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 über eine gemeinsame elektrische Leitung 20 mit dem PC 19 verbunden sind.
  • Die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 sind Drehachsen, die eine Drehung des ersten Bewegungsmoduls 1 bzw. des zweiten Bewegungsmoduls 2 und 360° gestattet. Bei Bedarf kann eine geringere Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 um die erste Drehachse 7 und/oder des zweiten Bewegungsmoduls 2 um die erste Drehachse 8 herum eingestellt werden.
  • Unterschiedliche Betätigungselemente, die an dem ersten Adapter 15 bzw. an dem zweiten Adapter 16 befestigt werden können, werden im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7 näher erläutert werden.
  • Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trainingsgeräts, das in wesentlichen Aspekten dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 entspricht. Dabei werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird in diesem Zusammenhang auf die obigen Erläuterungen der Figur 1 verwiesen und nachstehend lediglich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
  • Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist zwischen der ersten Grundplatte 3 und dem ersten Bewegungsmodul 1 ein erster Kipphalter 17 angeordnet, der als Zwischenelement dient. Eine Bewegung des ersten Kipphalters 17 relativ zur ersten Grundplatte 3 um die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 führt zu einer gleichartigen Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 relativ zur ersten Grundplatte 3. Darüber hinaus ist es möglich, das erste Bewegungsmodul 1 um eine zweite Bewegungsachse 11 herum zu bewegen. Die zweite Bewegungsachse 11 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 7 und auch im Wesentlichen senkrecht zur ersten Drehachse 13 angeordnet. Dabei verläuft sie im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche 9, in der sich die erste Grundplatte 3 erstreckt.
  • In gleicher Weise ist zwischen dem zweiten Bewegungsmodul 2 und der zweiten Grundplatte 4 ein zweiter Kipphalter 18 angeordnet, der um die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 herum bewegt werden kann. Eine derartige Bewegung führt zu einer gleichartigen Bewegung des zweiten Bewegungsmoduls 2 relativ zur zweiten Grundplatte 4. Darüber hinaus ist auch der zweite Kipphalter 18 um eine zweite Bewegungsachse 12 herum beweglich, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 und auch im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Drehachse 14 verläuft. Dabei verläuft die zweite Bewegungsachse 12 zudem parallel zur Fläche 10, in der sich die zweite Grundplatte 4 erstreckt.
  • Durch den ersten Kipphalter 17 und den zweiten Kipphalter 18 lässt sich ein zusätzlicher Bewegungsfreiheitsgrad für das erste Bewegungsmodul 1 relativ zur ersten Grundplatte 3 und das zweite Bewegungsmodul 2 relativ zur zweiten Grundplatte 4 erreichen. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind die zweite Bewegungsachse 11 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die zweite Bewegungsachse 12 zweiten Bewegungsmoduls 2 als Drehachsen ausgestaltet, um die das erste Bewegungsmodul 1 bzw. das zweite Bewegungsmodul 2 jeweils stufenlos gedreht bzw. gekippt werden können, und zwar relativ zu einer Ausrichtung der ersten Drehachse 13 beziehungsweise der zweiten Drehachse 14 parallel zur Fläche 10. Nach einem entsprechenden Drehen oder Kippen lässt sich das erste Bewegungsmodul 1 bzw. das zweite Bewegungsmodul 2 in seiner gedrehten bzw. gekippten Position feststellen.
  • Die Figuren 3 bis 7 zeigen mögliche Betriebsarten einer Vorrichtung gemäß einem beliebigen der der beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen die Figuren 3 bis 7 jeweils das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2, wobei an den ersten Adapter 15 bzw. den zweiten Adapter 16 verschiedene Betätigungselemente angebracht wurden.
  • Das Betätigungselement kann wie in der Figur 3 dargestellt ein Pedal 21 mit einem Pedalarm 22 sein, ähnlich einem Fahrradpedal. Dieses kann dann von einem Nutzer wie ein Fahrradpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal 21 mit dem Pedalarm 22 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Fahrradergometer trainieren, wenn an beiden Bewegungsmodulen 1, 2 solche Pedale 21 mit entsprechenden Pedalarmen 22 angebracht sind.
  • Das Betätigungselement kann wie in der Figur 4 dargestellt ein Handgriff 23 mit einer Kurbel 24 sein, ähnlich wie bei einem Handbike. Dieser Handgriff 23 kann dann von einem Nutzer wie bei einem Handbike betätigt werden. Dabei wird der Handgriff 23 mit der Kurbel 24 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Handbike trainieren, wenn an beiden Bewegungsmodulen 1, 2 Handgriffe 23 mit Kurbeln 24 angebracht sind.
  • Das Betätigungselement kann wie in der Figur 5 dargestellt ein Pedal 25 sein, ähnlich einem Gas-, Brems- oder Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs. Dieses Pedal 25 kann dann vom Nutzer wie ein entsprechendes Kraftfahrzeugpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal 25 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht oder geschwenkt. Dadurch kann beispielsweise das Sprunggelenk des Nutzers optimal trainiert werden.
  • In allen drei vorstehend genannten Varianten werden die Bewegungselemente 1, 2 in der Regel so ausgerichtet, dass die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 im Wesentlichen kollinear zueinander ausgerichtet sind.
  • Alternativ dazu können das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 auch wie in der Figur 6 gezeigt ausgerichtet werden. Die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 sind dabei echt parallel zueinander ausgerichtet. Das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 sind ferner so ausgerichtet, dass ein Nutzer zugleich mit jedem Fuß auf jedem Pedal 22 mit entsprechendem Pedalarm 21 stehen und Schwenkbewegungen ausführen kann. Die Beine eines Nutzers sind in der Figur 6 zu Anschauungszwecken in schematischer Art und Weise gestrichelt dargestellt.
  • Eine weitere Alternative zur Ausrichtung des ersten Bewegungsmoduls 1 und des zweiten Bewegungsmoduls 2 zeigt die Figur 7. Die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 sind dabei wiederum echt parallel ausgerichtet. Ferner sind das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 so ausgerichtet, dass ein liegender Nutzer zugleich einen Fuß auf jedes Pedal 22 mit entsprechendem Pedalarm 21 legen und Schwenkbewegungen ausführen kann.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person, umfassend mindestens zwei Bewegungselemente (1, 2), die auf einem Grundelement (3, 4) angeordnet sind, wobei die Bewegungselemente (1, 2) jeweils eine Drehachse (13, 14) aufweisen, um die herum jeweils ein Betätigungselement (21-25) bewegt werden kann, wobei die Bewegungselemente (1, 2) jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Grundelement (3, 4) um eine erste Bewegungsachse (7, 8) beweglich sind, wobei die erste Bewegungsachse (7, 8) im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsfläche (9, 10) des Grundelements verläuft,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass jedes Bewegungselement (1, 2) einen eigenen Antrieb aufweist, um die Betätigungselemente (21-25) um die Drehachse (13, 14) zu drehen, dass die Vorrichtung ein Steuerelement (19) aufweist, das jeden Antrieb individuell ansteuern kann, um eine Bewegung eines jeden Antriebs unabhängig von einer Bewegung eines anderen Antriebs zu ermöglichen, dass das erste Bewegungselement (1) auf einem ersten Grundelement (3) angeordnet ist und dass das zweite Bewegungselement (2) auf einem zweiten Grundelement (4) angeordnet ist, wobei das erste Grundelement (3) und das zweite Grundelement (4) mechanisch komplett voneinander getrennt sind, dass zwischen dem ersten Grundelement (3) und dem ersten Bewegungselement (1) ein erstes Zwischenelement (17) angeordnet ist und dass zwischen dem zweiten Grundelement (4) und dem zweiten Bewegungselement (1) ein zweites Zwischenelement (17) angeordnet ist, wobei das erste Zwischenelement (17) unabhängig von dem zweiten Zwischenelement (18) um die erste Bewegungsachse (7) relativ zum ersten Grundelement (3) bewegbar ist und das zweite Zwischenelement (18) unabhängig von dem ersten Zwischenelement (17) um die erste Bewegungsachse (8) relativ zum zweiten Grundelement (4) bewegbar ist, wobei die Bewegungselemente (1, 2) relativ zum jeweiligen Zwischenelement (17, 18) unabhängig voneinander jeweils um eine zweite Bewegungsachse (11, 12) bewegbar sind, wobei die zweite Bewegungsachse (11, 12) im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsfläche (9, 10) des jeweiligen Grundelements (3, 4), im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse (7, 8) und im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (13, 14) verläuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1, 2) ein Mittel zur Erfassung mindestens einer von einer Person auf das Betätigungselement (21-25) aufgebrachten Größe aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Drehmoment, Kraft, Winkelgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Grundelement (3, 4) jeweils eine Grundplatte (3, 4) oder ein Gestell ist, die oder das beispielsweise auf einem Tisch und/oder einem Fußboden angeordnet werden kann.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1, 2) um einen Winkel von mindestens 90°, insbesondere um einen Winkel von 360°, um die erste Bewegungsachse (7, 8) beweglich ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungsachse (7, 8) im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (13, 14) verläuft.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1, 2) einen Adapter (15, 16) zum Befestigen eines der um die Drehachse (13, 14) beweglichen Betätigungselemente (21-25) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Adapter (15, 16) eines der Betätigungselemente (21-25), insbesondere ein Pedal (25), ein Pedal (21) mit Pedalarm (22) oder ein Handgriff (23) mit Kurbel (24), lösbar befestigt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zum lösbaren Fixieren der Bewegungselemente (1, 2) gegen eine Bewegung relativ zum Grundelement (3, 4) vorgesehen ist.
  9. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum nichttherapeutischen Training der unteren und/oder oberen Extremitäten.
  10. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungselemente (1, 2) und deren Antriebe individuell von dem Steuerelement (19) angesteuert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand des ersten Bewegungselements (1) unterschiedlich zu einem Widerstand des zweiten Bewegungselements (2) eingestellt wird und/oder dass eine aktive Bewegung des ersten Bewegungselements (1) unterschiedlich zu einer aktiven Bewegung des zweiten Bewegungselements (2) eingestellt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des ersten Bewegungselements (1) unterschiedlich zu einer Geschwindigkeit des zweiten Bewegungselements (2) eingestellt wird.
  13. Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bewegungselemente (1, 2) vor Beginn eines Trainings individuell relativ zum jeweiligen Grundelement (3, 4) um die Bewegungsachsen (7,8, 11, 12) bewegt und dann gegen eine Bewegung relativ zum jeweiligen Grundelement (3, 4) lösbar fixiert werden.
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