EP4371625A1 - Antriebsvorrichtung, bewegungsvorrichtung und verfahren zum bewegen einer bewegungsvorrichtung - Google Patents

Antriebsvorrichtung, bewegungsvorrichtung und verfahren zum bewegen einer bewegungsvorrichtung Download PDF

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EP4371625A1
EP4371625A1 EP23209628.9A EP23209628A EP4371625A1 EP 4371625 A1 EP4371625 A1 EP 4371625A1 EP 23209628 A EP23209628 A EP 23209628A EP 4371625 A1 EP4371625 A1 EP 4371625A1
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EP
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movement
drive
traction means
drive unit
elements
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EP23209628.9A
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Stefan Lang
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Definitions

  • the present invention relates to a drive device for two movement elements that can be attached to the extremities of a user, a movement device with such a drive device and a method for moving such a movement device.
  • WO 2015/104663 A1 a propulsion device for skis that facilitates climbing a mountain slope by means of a caterpillar drive mounted under the ski.
  • the track drive extends over the entire length of the ski.
  • WO 2018/141890 A1 describes a ski that is equipped with a drive gear that extends through the sliding surface of the ski and provides the appropriate propulsion.
  • What all of these known devices have in common is that their field of application is very specific and/or their use requires considerable practice, whereby these devices take no account of the usual movement sequence that is required when there is no supporting drive.
  • the power support is highly dependent on the surface, since the driving force is transferred directly to the ground. Therefore, there is a need for a device that is easy to use and at the same time can be used in a variety of ways.
  • a drive device for two movement elements comprising a traction drive with a traction means and a drive unit, a traction means deflection device; an energy storage device; a sensor unit for detecting a spatial movement of the user; and a control device for controlling the drive unit; wherein the drive unit and the traction means deflection device can be attached to a first of the two movement elements, and wherein the traction drive is designed such that the traction means comprises a first and a second length section, the respective first and second lengths of which are periodically varied by means of the drive unit when the drive device is used, wherein an increase in the length of the first length section is accompanied by a decrease in the length of the second length section and vice versa.
  • Such a drive device when attached to the movement elements, can facilitate the user's movement by supporting the user's natural movement sequence in such a way that the user himself has to exert less force.
  • the degree of support can be flexibly determined with the help of the control device and the sensor unit.
  • the sensor unit can detect an acceleration, in particular of one of the user's extremities or one of the movement elements, and this acceleration can be interpreted by the control device as an intention to move, whereupon the drive device is controlled by the control device to initiate a preset support of the detected intended movement.
  • the two movement elements can in particular be sliding elements or sliding elements, for example skis, as are usually used in touring skiing. It is also possible to use them together with a divisible snowboard or normal skis or cross-country skis.
  • a rope, a belt, a chain, a (textile) band or similar can be used as a traction mechanism, for example.
  • the traction mechanism deflection device and/or the drive unit comprises traction mechanism tensioning means.
  • the traction mechanism tensioning means The traction device is kept at an essentially constant tension, which reduces force peaks during power transmission between the drive unit and the traction device.
  • the traction means comprises two ends that are not connected to one another and that can be fastened to a second of the two movement elements at two different points that are spaced apart from one another. In this way, a force transmission across movement elements can be realized.
  • a vertical projection of the traction means onto a plane defined by the two movement elements has an intersection point.
  • the plane defined by the two movement elements essentially corresponds to the respective main plane of the movement elements.
  • this plane is given by the sliding surface of the skis, which are essentially aligned plane-parallel to one another.
  • the intersection point can be used as a reliable scale/measurement point.
  • first length section extends between the crossing point and the drive unit and that the second length section extends between the crossing point and the traction means deflection device.
  • the drive unit further comprises a further traction drive with a further traction means and a further drive unit, wherein the further drive unit can be fastened to a second of the two movement elements, a further traction means deflection device and a coupling element that fixes the traction means and the further traction means in its interior.
  • the coupling element can in particular be designed in such a way that it can transmit force in the axial forward direction between the two traction means drives, while releasing the coupling element in the direction perpendicular to this is easily possible.
  • the further traction means deflection device and/or the further drive unit comprises further traction means tensioning means.
  • the traction means and the further traction means each form a self-contained loop.
  • first length section extends between the coupling element and the drive unit and the second length section extends between the coupling element and the traction means deflection device.
  • a movement device with such a drive device comprising the two movement elements and binding elements in order to releasably connect the two movement elements to one extremity of a user.
  • the two movement elements comprise retaining elements on one side which hinder movement in an axial backward direction.
  • the movement device further comprises two spatially fixed bearings, each of which movably supports one of the two movement elements.
  • the movement device comprises the two movement elements and a drive device
  • the two movement elements are provided with binding elements, each of which is detachably connected to an extremity of a user
  • the drive device is provided with a traction drive, comprising a traction means and a drive unit, a traction means deflection device, an energy store, a sensor unit for detecting a spatial movement of the user and a control device for controlling the drive unit, wherein the drive unit and the traction means deflection device are attached to a first of the two movement elements
  • the method comprises detecting, by the sensor unit, a movement of the user of the first movement element; shortening, by the drive unit, the first length section; lengthening, by the drive unit, the second length section, simultaneously with the shortening of the first length section, so that the first movement element is moved relative to the second movement element in the axial forward direction; detecting, by the sensor unit, a
  • Figure 1 shows an idealized top view of an exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the movement device 58 comprises, in addition to the drive device 10, in particular a first movement element 12 and a second movement element 14, wherein the drive device 10 is partially attached to the first movement element 12 and the second movement element 14.
  • a drive unit 20 and a traction means deflection device 22 are fastened to an upper side of the first movement element 12.
  • a point 40 and a point 42, which each serve as fixing points for a traction means 18, are fastened to the second movement element 14.
  • the traction means 18 runs from the point 40 to the traction means deflection device 22, further to the drive unit 20 and to the point 42, wherein the traction means 18 is fastened to the points 40, 42 with its respective ends 36, 38.
  • a crossing point 44 is created in a vertical projection of the traction means 18 onto a plane defined by the two movement elements 12, 14, a crossing point 44 is created.
  • the traction means 18 would run past each other above the plane of the two movement elements 12, 14, offset from one another, since the traction means 18 is at the respective sections at the intersection point 44 relative to the first movement element 12 and the second movement element 14, each has slightly different distances perpendicular to the plane defined by the two movement elements 12, 14.
  • the drive unit 20, the traction mechanism deflection device 22 and the two points 40, 42 can be attached to the two movement elements 12, 14 using a suitable adhesive.
  • a suitable adhesive it is possible to first glue anchor elements onto the surface of the two movement elements 12, 14 and then to lock the drive unit 20, the traction mechanism deflection device 22 and the two points 40, 42 to the respective anchor elements. This can be particularly advantageous when retrofitting existing movement elements 12, 14 with the described drive device 10.
  • the drive unit 20, the traction mechanism deflection device 22 and the two points 40, 42 to be screwed to the two movement elements 12, 14 or to be detachably connected to them using clamping elements. Assembly and disassembly can be carried out quickly and easily in this way.
  • the drive unit 20 in the drive device 10 shown as an example comprises a control unit 28 which is designed to control the drive unit 20.
  • the control of the drive unit 20 by the control device 28 is based on data which a sensor unit 26 records.
  • the sensor unit 26 is shown as being arranged on the traction means deflection device 22.
  • the traction means deflection device 22 can also accommodate an energy storage device 24, which is necessary for supplying the drive unit 20 with the required drive energy, for example electrical energy.
  • the drive unit 20 and the traction means deflection device 22 can be connected for this purpose, i.e. for data transmission and energy supply, by means of a connection cable which is in Figure 1 not shown.
  • control device 28 in the drive unit 20 and the sensor unit 26 and the energy storage device 24 in the traction means deflection device 22 is optional.
  • Alternative spatial arrangements are possible.
  • a weight distribution of the first movement element 12 and the second movement element 14 can be taken into account, since a weight distribution that is as even as possible is desirable.
  • some of the required components, such as the energy storage device and/or the control unit are carried directly by the user.
  • a backpack can be provided, for example.
  • the drive device 10 comprises the traction drive 16 with the traction means 18, the drive unit 20 and the traction means deflection device 22 as well as the energy storage device 24, the sensor unit 26 and the control device 28.
  • Binding elements 60 are shown on the first movement element 12 and the second movement element 14, respectively, with the aid of which the extremities of a user can be attached to the respective movement elements 12, 14.
  • the binding elements 60 can, for example, be couplings for ski boots if the two movement elements 12, 14 are skis.
  • the traction means 18 runs between the binding element 60 arranged there and the surface of the first movement element 12.
  • Other guides for the traction means 18 are possible.
  • the drive unit 20 can also be provided at a different location, for example in the area of the binding elements 60, which can also be advantageous with regard to weight distribution.
  • the first movement element 12 is alternately moved relative to the second movement element 14 in an axial forward direction 72, i.e. opposite to an axial backward direction 66.
  • the drive unit 20 is controlled by the control device 28 in such a way that with the help of the traction mechanism 18, force is exerted on the first movement element 12 or the second movement element 14 in the axial forward direction 72 in order to at least support a natural walking movement of the user who uses the movement device 58.
  • the traction mechanism drive 18 is arranged as close as possible to the inside of the two movement elements 12, 14.
  • FIG. 2 shows an idealized isometric view of an exemplary movement device with an exemplary drive device.
  • the traction means 18 represents a closed loop.
  • the traction means 18, which runs on the first movement element 12 over the drive unit 20 and the traction means deflection device 22, is not fixed to the second movement element 14. Rather, a further drive unit 50 and a further traction means deflection device 52 are attached to the second movement element 14, which, symmetrically to the part of the traction means drive 16 attached to the first movement element 12, form a further traction means drive 46, which comprises a further traction means 48.
  • the further traction means 48 and the traction means 18 are arranged between the first The first movement element 12 and the second movement element 14 are connected to one another via a coupling element 54, which will be described in more detail later.
  • the coupling element 54 can be fixed in particular to the traction means 18 and the further traction means 48 in such a way that a force can be exerted on the first movement element 12 or the second movement element 14 in the axial forward direction 72 via the drive unit 20 or the further drive unit 50.
  • exemplary movement device 58 can be used in the Figure 2
  • a control device 28, or parts thereof can again be provided.
  • the sensor unit 26 can be arranged in the traction mechanism deflection device 22 and/or the further traction mechanism deflection device 52.
  • energy storage devices 24 can be provided in each of the traction mechanism deflection device 22 and the further traction mechanism deflection device 52.
  • Figure 3 shows an idealized top view of another exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the exemplary movement device 58 shown corresponds in large parts to the one already shown in Figure 2 illustrated movement device 58.
  • the control device 28 in the drive unit 20 and a further control device 28a in the further drive unit 50 are explicitly indicated.
  • a further sensor unit 26a and a further energy storage device 24a in the further traction device deflection device 52 are explicitly indicated.
  • Figure 4 shows a further idealized top view of an exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the movement device 58 shown is similar in many respects to the movement devices 58 already described in the Figures 2 and 3 .
  • the drive unit 20 and the further drive unit 50 as well as the traction means deflection device 22 and the further traction means deflection device 52 are modified such that the traction means 18 and the further traction means 48 run between the two movement elements 12, 14 parallel to the axial forward direction 72. In this way, too, when using the movement device 58 shown, forces that do not run parallel to the axial forward direction 72 can be minimized.
  • Figure 5A shows yet another idealized isometric view of an exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the movement device 58 shown corresponds in large parts to the one used in connection with Figure 2
  • the first movement element 12 and the second movement element 14 each comprise retaining elements 62, 64 which allow a movement of the respective movement element 12, 14 in the axial forward direction 72 and at the same time counteract a movement of the same in the axial rearward direction 66.
  • the binding elements 60 are arranged substantially perpendicular to the plane defined by the two movement elements 12, so that the movement device 58 can be used, for example, as a climbing aid for ladders or the like, wherein the two retaining elements 62, 64 can then each engage on securing elements, ladder rungs or the like.
  • the Figures 1 to 5A The exemplary movement devices 58 shown are all designed to support a user's movement. In principle, however, they can also be used to inhibit/hamper the user's movement, which can be desirable, for example, if an additional training effect is to be achieved.
  • Figure 5B shows an idealized isometric view of another exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the Figure 5B The further movement device 58 shown as an example essentially corresponds to the one already shown in Figure 2 already known movement device 58.
  • the coupling element 54 is fixed in space and the two movement elements 12, 14 are movably mounted on fixed bearings 68, 70 at the front and rear end areas of the two movement elements 12, 14.
  • the fixed bearings 68, 70 can in particular comprise rollers 76, 78 on which the two movement elements 12, 14 can run.
  • the movement device 58 shown can be used, for example, as a training unit or as a rehabilitation unit.
  • the movement device 58 shown in Figure 5B The movement device 58 shown can optionally support the movement in the axial forward direction 72 or make it more difficult, for example to increase a training effect.
  • Figure 6 shows another idealized isometric view of an exemplary movement device 58 with an exemplary drive device 10.
  • the movement device 58 shown essentially corresponds to the one already shown in Figure 2 previously known movement device 58, whereby the two movement elements 12, 14 are now explicitly indicated as skis and shoes 74, 74a are shown in a stylized manner on the binding elements 60, which are no longer specified.
  • the shoes 74, 74a then naturally accommodate the extremities, i.e. the feet, of the user of the movement device 58 and can be connected or are connected in the usual way to the binding elements 60, which are no longer specified.
  • the movement device 58 shown can be used, for example, in touring skis.
  • the characteristics of the various related to the Figures 1 to 6 The movement devices 58 shown, in particular different guides of the traction mechanism drives 18, 46 and the respective design of the existing drive units 20, 50 and the traction mechanism deflection device 22, 52 can of course be combined with each other or replaced, even if in the present description separate exemplary movement devices 58 have been shown to improve clarity. Furthermore, the retaining elements 62, 64 and the angled arrangement of the binding elements 60 (angled with respect to of the planes defined by the movement elements 12, 14) can be transferred to the other exemplary movement devices 58 if necessary.
  • FIG. 7 shows a detailed view of a coupling element.
  • the coupling element 54 is shown in the locked state.
  • the traction means 18 and the further traction means 48 are guided through the coupling element 54 parallel to the axial forward direction 72 and parallel to the axial rearward direction 66, respectively, wherein the traction means 18 and the further traction means 48 are fixed relative to the coupling element 54, so that the traction means 18 and the further traction means 48 can pass through the coupling element 54, but cannot slide through the coupling element 54.
  • a force on the traction means 18 substantially parallel to the axial forward direction 72 accordingly causes a force in the axial forward direction 72 on the coupling element 54 itself, and in this way also a transmission of the force from the traction means 18 to the further traction means 48.
  • a force substantially parallel to the axial rearward direction 66 can also be transmitted via the coupling element 54 between the traction means 18 and the further traction means 48.
  • FIGS 8A , 8B and 8C different states of the coupling element 54 are described.
  • the coupling element 54 is shown in an open state.
  • a first coupling sub-element 80a and a second coupling sub-element 80b which together form the coupling element 54, are shown separated from one another.
  • the first coupling sub-element 80a and the second coupling sub-element 80b each comprise grooves 82 and springs 84, which can be guided into one another perpendicular to the axial forward direction 72 or the axial rearward direction 66.
  • the grooves 84 and the springs 82 are designed such that the grooves are slightly wider at their narrowest point than the springs 82 at their widest point.
  • the coupling state of the coupling element 54 then alternates between the in the Figures 8A , 8B and 8C shown states, since in each case either a (predominant) force is applied to the traction means 18 ( Figure 8B ) or a (predominant) force on the additional traction device 48 ( Figure 8C ) is exerted.
  • the holding together of the coupling element 54 can additionally be improved, for example, by included magnets, which exert a holding force on the two coupling sub-elements 80a, 80b in the direction perpendicular to the axial forward direction 72.
  • FIG. 7 , 8A , 8B and 8C The magnetic holder, not explicitly shown, could also be used to mount the respective coupling part element 80a, 80b on the first movement element 12 or the second movement element 14 separately from one another when the movement device 58 is not used but is already attached to the two movement elements 12, 14.
  • the opening and closing of the coupling element 54 can be supported by an external impulse, for example by manually locking/unlocking a mechanical lock. It is also possible to provide an electromagnetic lock that is controlled by the control unit 28. This also has the advantage that if the control unit 28 detects a fall by the user, an automatic unlocking of the coupling element 54 can be provided, which significantly reduces the risk of injury to the user.
  • the Figures 9A and 9B show schematic traction device configurations.
  • the Figure 9A The traction device configuration shown comes from the Figure 1 shown movement device 58.
  • a first length section 30 of the traction means 18 runs between the drive unit 20 and the crossing point 44 and a second length section 32 runs between the crossing point 44 and the traction means deflection device 22.
  • the traction means 18 is moved by the drive unit 20, whereby due to the fixed distances between the drive unit 20, the traction means deflection device 22 and the points 40, 42, a variation of the first length section 30 and the second length section 32 takes place. This variation takes place simultaneously.
  • the first movement element 12 to which the drive unit 20 and the traction means deflection device 22 are attached, is moved in the axial forward direction 72, the first length section 30 initially becomes longer, while the second length section 32 becomes shorter. This will be explained later in connection with the Figures 12 explained more clearly. Conversely, when the second movement element 14 moves in the axial forward direction 72 relative to the first movement element 12, the first length section 30 becomes shorter, while the second length section 32 becomes longer. This also occurs due to the movement of the traction means 18 by the drive unit 20, which now moves the traction means 18 in the opposite direction.
  • Figure 9B A schematic traction mechanism configuration is shown, which, for example, is associated with Figure 2 described movement device 58.
  • an analogous movement of the further traction means 48 is provided on the opposite side symmetrically thereto (simultaneous or offset in time) in order to support the movement in the axial forward direction 72 of the movement device 58.
  • FIG 10 shows a schematic detailed view of a drive unit 20, 50.
  • the schematically illustrated drive unit 20, 50 includes in particular a drive roller 88 around which the traction means 18, 48 is guided.
  • the drive roller 88 can be driven in the usual way by an electric motor (not explicitly shown).
  • the former can in particular wrap around the drive roller 88 more than once to improve the power transmission from the drive roller 88 to the traction means 18, 48.
  • a traction means tensioning means 34, 56 is indicated in the drive unit 20, 50, the task of which is to keep the traction means 18, 48 under a constant (pre-)tension.
  • the traction means tensioning means 34, 56 comprises a tensioning roller 90 which is pivotally mounted about a pivot bearing 92 and is held under a pre-tension such that the tensioning roller 90 presses against the traction means 18, 48, so that a guide path of the traction means 18, 48 is extended.
  • the traction means tensioning means 34, 56 is particularly useful when the coupling element 54 known from the previous figures is open, so that the two loops of the two traction means 18, 48 are not coupled to one another.
  • the drive device 10 is inactive and the traction means 18 and the further traction means 48 would hang loosely between the two movement elements 12, 14, unless they are otherwise held “tight", and would flutter back and forth between them in an uncontrolled manner.
  • the traction means 18, 48 can impair the use of the movement device 58 in an undesirable manner without the support of the drive device 10. This is avoided with the help of the traction means tensioning means 34, 56, since these compensate or tighten "excess" lengths of the traction means 18, 48.
  • Figure 11 shows a schematic detailed view of a traction mechanism deflection device.
  • the traction mechanism deflection device 22, 52 shown corresponds largely in its basic structure to that described in connection with Figure 10 described drive unit 20, 50, but instead of the drive roller 88, a deflection roller 86 is provided, on which the traction means 18, 48 is deflected around the axis of rotation of the deflection roller 86.
  • the Figures 10 and 11 The drive unit 20, 50 and traction means deflection device 22, 52 shown in each case are only shown in a simplified manner, whereby the drive motor is not shown explicitly, particularly in connection with the drive unit 20, 50. Furthermore, the drive unit 20, 50 does not indicate the control device 28 or the further control device 28a, which can optionally be integrated into the drive unit 20, 50. In a similar way, in Figure 11 in the case of the traction mechanism deflection device 22, 52, the sensor unit 26 or the further sensor unit 26a as well as an optionally also included energy storage device 24 are omitted.
  • control device 28, 28a, sensor unit 26, 26a and/or energy storage device 24 can optionally be provided separately from the drive unit 20, 50 or the traction mechanism deflection device 22, 52, wherein only a corresponding electrical connection option, for example wired, has to be provided.
  • Figure 12 shows a visualization of the spatial movement of the movement device 58 in the axial forward direction 72.
  • a first sequence of relative positionings of the two movement elements 12, 14 occurring one after the other during the movement is shown in sequence a).
  • the forward movement in the axial movement direction 72 begins by the first movement element 12 being displaced/moved forward in the axial movement direction 72 relative to the second movement element 14.
  • the first longitudinal section 30 is extended by the traction drive 16 and/or the further traction drive 46, while at the same time the second longitudinal section 32 is shortened. This continues continuously in sequence a).
  • the individual partial movement sequences progressing in sequences a), b) and c) can be actively initiated by a user of the movement device 58, wherein the sensor unit 26 assigned to the drive device 10 detects the user's intention to move by detecting an acceleration of the moving movement element 12, 14.
  • the control device 28, 28a is informed of the detected acceleration and recognizes the movement request therein.
  • the drive unit 20, 50 is then controlled accordingly by the control device 28, 28a so that the intended movement sequence is supported.
  • a resistance is opposed to the movement sequence in order to achieve an additional training effect.
  • the drive unit 20, 50 can be used as a variably adjustable resistance.
  • the exact sequence of motion support such as step size, step speed, etc., can be set individually and stored, for example, as a parameter curve in the control device 28, 28a. It is also possible for the control device 28, 28a to have a self-learning algorithm that learns the user's motion sequence and adapts to it.
  • the drive device 10 can also include a height component, so that during the movement in the axial forward direction 72 a cyclical movement "upwards” is also superimposed. This then corresponds to "lifting the feet" when walking.
  • Figure 13 shows a flow chart of a method for moving two movement elements of a movement device in an axial forward direction.
  • the method 100 begins at step 110 with the detection, by the sensor unit 26, of an inherent movement of the first movement element 12. This can be, for example, the acceleration that occurs when the first movement element 12 is lifted or pushed forward, which is detected by the sensor unit 26.
  • the method 100 is continued by shortening 120, by the drive unit 20, the first length section 30 and, at the same time, lengthening 130, by the drive unit 20, the second length section 32, so that the first movement element 12 is moved relative to the second movement element 14 in the axial forward direction 72.
  • the sensor unit 26 detects 140 an inherent movement of the second movement element 14.
  • the present method 100 is described by way of example only in connection with a single drive unit 20 and thus essentially corresponds to the method 100 for moving two movement elements 12, 14 of a movement device 58 in the axial forward direction 72 according to the exemplary movement device 58 as shown in Figure 2
  • additional process steps are to be added in an obvious manner if, instead, in addition to the drive unit 20, a further drive unit 50 is used, as for example in connection with the exemplary movement devices 58 according to the Figures 2 to 6 intended.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung (10) für zwei an Extremitäten eines Benutzers befestigbare Bewegungselemente (12, 14) umfassend: einen Zugmitteltrieb (16) mit einem Zugmittel (18) und einer Antriebseinheit (20), eine Zugmittelumlenkeinrichtung (22); einen Energiespeicher (24); eine Sensoreinheit (26) zum Erkennen einer räumlichen Eigenbewegung; und eine Steuereinrichtung (28) zum Steuern der Antriebseinheit (20); wobei die Antriebseinheit (20) und die Zugmittelumlenkeinrichtung (22) an einem ersten der zwei Bewegungselemente (12) befestigbar sind, und wobei der Zugmitteltrieb (16) so ausgestaltet ist, dass das Zugmittel (18) einen ersten und einen zweiten Längenabschnitt (30, 32) umfasst, deren jeweilige erste und zweite Länge bei Benutzung der Antriebsvorrichtung (10) mittels der Antriebseinheit (20) periodisch variiert werden, wobei ein Längenzuwachs des ersten Längenabschnitts (30) mit einer Längenabnahme des zweiten Längenabschnitts (32) einhergeht und umgekehrt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch eine Bewegungsvorrichtung (58) mit einer solchen Antriebsvorrichtung (10) sowie ein Verfahren (100) zum Bewegen von zwei Bewegungselementen (12, 14) einer Bewegungsvorrichtung (58) in einer axialen Vorwärtsrichtung (72).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für zwei an Extremitäten eines Benutzers befestigbare Bewegungselemente, eine Bewegungsvorrichtung mit einer solchen Antriebsvorrichtung und ein Verfahren zum Bewegen einer solchen Bewegungsvorrichtung.
  • Beim Gehen, Wandern, Treppensteigen, Skiwandern, Schneeschuh laufen etc. sind periodisch wiederkehrende Bewegungsabläufe zur beabsichtigten Fortbewegung erforderlich. Insbesondere wenn längere Strecken zurückgelegt werden sollen, können diese sich ständig wiederholenden Bewegungsabläufe für den Benutzer sehr anstrengend sein. Dies kann, wenn es sich um eine Freizeit-/Sportaktivität handelt, insbesondere für weniger gut trainierte Benutzer abschreckend wirken, was dann zur Folge haben kann, dass sich gerade die weniger gut trainierten Benutzer, welche von einer solchen sportlichen Aktivität überproportional stark gesundheitlich profitieren würden, von dieser Aktivität abstand nehmen.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, um Freizeit-/Sportaktivitäten zu erleichtern. So beschreibt beispielsweise die WO 2015/104663 A1 eine Antriebsvorrichtung für Ski, die ein Erklimmen eines Berghanges durch einen unter dem Ski montierten Raupenantrieb erleichtert. Aus der DE 202 21 385 U1 ist ferner eine ähnliche Konstruktion vorbekannt, bei der sich der Raupenantrieb über die gesamte Länge des Skis erstreckt. Die WO 2018/141890 A1 beschreibt einen Ski, der mit einem durch die Gleitfläche des Skis reichenden Antriebszahnrad versehen ist, das einen entsprechenden Vortrieb bereitstellt. Allen diesen bekannten Vorrichtungen gemein ist, dass ihr Anwendungsgebiet sehr speziell ist und/oder ihre Verwendung erheblicher Übung bedarf, wobei diese Vorrichtungen keinerlei Rücksicht auf den üblichen Bewegungsablauf nehmen, der erforderlich ist, wenn kein unterstützender Antrieb vorhanden ist. Ferner ist die Kraftunterstützung stark vom Untergrund abhängig, da die Antriebskraft direkt auf den Boden übertragen wird. Daher besteht ein Bedarf an einer leicht zu benutzenden Vorrichtung, die zugleich variabel einsetzbar ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung für zwei an Extremitäten eines Benutzers befestigbare Bewegungselemente beschrieben, umfassend einen Zugmitteltrieb mit einem Zugmittel und einer Antriebseinheit, eine Zugmittelumlenkeinrichtung; einen Energiespeicher; eine Sensoreinheit zum Erkennen einer räumlichen Eigenbewegung; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebseinheit; wobei die Antriebseinheit und die Zugmittelumlenkeinrichtung an einem ersten der zwei Bewegungselemente befestigbar sind, und wobei der Zugmitteltrieb so ausgestaltet ist, dass das Zugmittel einen ersten und einen zweiten Längenabschnitt umfasst, deren jeweilige erste und zweite Länge bei Benutzung der Antriebsvorrichtung mittels der Antriebseinheit periodisch variiert werden, wobei ein Längenzuwachs des ersten Längenabschnitts mit einer Längenabnahme des zweiten Längenabschnitts einhergeht und umgekehrt. Eine solche Antriebsvorrichtung kann, wenn sie an den Bewegungselementen befestigt ist, die Fortbewegung des Benutzers erleichtern, indem der natürliche Bewegungsablauf des Benutzers derart unterstützt wird, dass der Benutzer selbst weniger Kraft aufwenden muss. Dabei kann der Grad der Unterstützung mit Hilfe der Steuereinrichtung und der Sensoreinheit flexibel festgelegt werden. So kann die Sensoreinheit beispielsweise eine Beschleunigung erfassen, insbesondere einer der Extremitäten des Benutzers oder eines der Bewegungselemente, und diese Beschleunigung durch die Steuereinrichtung als Bewegungsabsicht interpretiert werden, woraufhin die Antriebsvorrichtung durch die Steuereinrichtung angesteuert wird, um eine voreingestellte Unterstützung der erkannten beabsichtigten Bewegung einzuleiten. Die beiden Bewegungselemente können dabei insbesondere gleitfähige Elemente beziehungsweise Gleitelemente darstellen, beispielsweise Ski, wie sie üblicherweise beim Tourenskigehen verwendet werden. Möglich ist auch die Verwendung zusammen mit einem teilbaren Snowboard oder normalen Ski beziehungsweise Langlaufski. Die Antriebsvorrichtung wird dann, um sie zu verwenden, an den beiden Bewegungselementen fixiert, wobei das jeweils nicht gegen den Boden gedrückte Bewegungselement gegenüber dem anderen mittels des Zugmitteltriebs in der Bewegungsrichtung nach vorne gezogen wird. Als Zugmittel kann beispielsweise ein Seil, ein Riemen, eine Kette, ein (Textil-)Band oder ähnliches verwendet werden.
  • Nützlicherweise kann dabei vorgesehen sein, dass die Zugmittelumlenkeinrichtung und/oder die Antriebseinheit Zugmittelspannmittel umfasst. Durch die Zugmittelspannmittel wird das Zugmittel auf einer im Wesentlichen gleichbleibenden Spannung gehalten, was Kraftspitzen bei der Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit und Zugmittel reduziert.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel zwei nicht miteinander verbundene Enden umfasst, die an zwei verschiedenen voneinander beanstandeten Punkten an einem zweiten der zwei Bewegungselemente befestigbar sind. Auf diese Weise kann eine bewegungselementübergreifende Kraftübertragung realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass eine senkrechte Projektion des Zugmittels auf eine durch die zwei Bewegungselemente definierte Ebene einen Kreuzungspunkt aufweist. Die durch die zwei Bewegungselemente definierte Ebene entspricht dabei im Wesentlichen der jeweiligen Hauptebene der Bewegungselemente. Beispielsweise ist diese Ebene bei einem Paar Ski durch die Gleitfläche der Ski gegeben, die im Wesentlichen planparallel zueinander ausgerichtet sind. Der Kreuzungspunkt kann als verlässlicher Maßstab/Messpunkt herangezogen werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass sich der erste Längenabschnitt zwischen dem Kreuzungspunkt und der Antriebseinheit erstreckt und dass sich der zweite Längenabschnitt zwischen dem Kreuzungspunkt und der Zugmittelumlenkeinrichtung erstreckt. Durch die Festlegung der Längenabschnitte wird eine verifizierbare Beurteilung der Antriebseinheit im Hinblick auf einstellbare Bewegungszyklen und übertragene Kraft möglich.
  • Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit ferner einen weiteren Zugmitteltrieb mit einem weiteren Zugmittel und einer weiteren Antriebseinheit, wobei die weitere Antriebseinheit an einem zweiten der zwei Bewegungselemente befestigbar ist, eine weitere Zugmittelumlenkeinrichtung und ein Kopplungselement, dass das Zugmittel und das weitere Zugmittel in seinem Inneren fixiert, umfasst. Durch das Vorsehen zweier Zugmitteltriebe kann eine symmetrische Ausgestaltung der Antriebseinheit erreicht werden, was vorteilhaft im Hinblick auf die Gewichtsverteilung ist und einen erhöhten Komfort bei der Benutzung erlaubt. Das Kopplungselement kann dabei insbesondere derart ausgestaltet sein, dass es Kraft in der axialen Vorwärtsrichtung zwischen den beiden Zugmitteltrieben übertragen kann, während ein Lösen des Kopplungselementes in der Richtung senkrecht dazu leicht möglich ist.
  • Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die weitere Zugmittelumlenkeinrichtung und/oder die weitere Antriebseinheit weitere Zugmittelspannmittel umfasst.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass das Zugmittel und das weitere Zugmittel jeweils eine in sich geschlossene Schlaufe ausbilden.
  • Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass sich der erste Längenabschnitt zwischen dem Kopplungselement und der Antriebseinheit erstreckt und wobei sich der zweite Längenabschnitt zwischen dem Kopplungselement und der Zugmittelumlenkeinrichtung erstreckt. Durch die Festlegung der Längenabschnitte wird eine verifizierbare Beurteilung der Antriebseinheit im Hinblick auf einstellbare Bewegungszyklen und übertragene Kraft möglich.
  • Beschrieben wird ferner auch eine Bewegungsvorrichtung mit einer solchen Antriebsvorrichtung umfassend die zwei Bewegungselemente und Bindungselemente, um die zwei Bewegungselemente mit je einer Extremität eines Benutzers lösbar zu verbinden.
  • Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die zwei Bewegungselemente auf einer Seite Rückhalteelemente umfassen, die eine Bewegung in einer axialen Rückwärtsrichtung behindern.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Bewegungsvorrichtung ferner zwei raumfeste Lagerungen, die jeweils eines der zwei Bewegungselemente beweglich lagert, umfasst.
  • Beschrieben wird ebenfalls ein Verfahren zum Bewegen von zwei Bewegungselementen einer Bewegungsvorrichtung in einer axialen Vorwärtsrichtung, wobei die Bewegungsvorrichtung die zwei Bewegungselemente und eine Antriebsvorrichtung umfasst, die zwei Bewegungselemente mit Bindungselementen versehen sind, die mit je einer Extremität eines Benutzers lösbar verbunden sind, und die Antriebsvorrichtung mit einem Zugmitteltrieb, umfassend ein Zugmittel und eine Antriebseinheit, einer Zugmittelumlenkeinrichtung, einem Energiespeicher, einer Sensoreinheit zum Erkennen einer räumlichen Eigenbewegung und einer Steuereinrichtung zum Steuern der Antriebseinheit versehen ist, wobei die Antriebseinheit und die Zugmittelumlenkeinrichtung an einem ersten der zwei Bewegungselemente befestigt sind, und wobei das Verfahren das Erkennen, durch die Sensoreinheit, einer Eigenbewegung des ersten Bewegungselementes; das Verkürzen, durch die Antriebseinheit, des ersten Längenabschnitts; das Verlängern, durch die Antriebseinheit, des zweiten Längenabschnitts, gleichzeitig zu dem Verkürzen des ersten Längenabschnitts, so dass das erste Bewegungselement relativ zu dem zweiten Bewegungselement in die axialen Vorwärtsrichtung bewegt wird; das Erkennen, durch die Sensoreinheit, einer Eigenbewegung des zweiten Bewegungselementes; das Verkürzen, durch die Antriebseinheit, des zweiten Längenabschnitts; und das Verlängern, durch die Antriebseinheit, des ersten Längenanschnitts, gleichzeitig zu dem Verkürzen des zweiten Längenabschnitts, so dass das zweite Bewegungselement relativ zu dem ersten Bewegungselement in die axiale Vorwärtsrichtung bewegt wird, umfasst. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Bewegungsvorrichtung auch im Rahmen eines Verfahrens umgesetzt.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine idealisierte Draufsicht auf eine beispielhafte Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 2
    eine idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 3
    eine idealisierte Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 4
    eine idealisierte Draufsicht auf eine beispielhafte Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 5A
    eine idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 5B
    eine idealisierte isometrische Ansicht einer weiteren beispielhaften Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung;
    Figur 6
    noch eine weitere idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebvorrichtung;
    Figur 7
    eine Detailansicht eines Kopplungselements;
    Figuren 8A, 8B, 8C
    weitere Teilansichten des beispielhaften Kopplungselements in verschiedenen Arretierungszuständen;
    Figuren 9A, 9B
    beispielhafte Zugmittelkonfigurationen;
    Figur 10
    eine schematisierte Detailansicht einer Antriebseinheit;
    Figur 11
    eine schematisierte Detailansicht einer Zugmittelumlenkeinrichtung;
    Figur 12
    eine Visualisierung der räumlichen Bewegung der Bewegungsvorrichtung in einer axialen Vorwärtsrichtung; und
    Figur 13
    ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bewegen von zwei Bewegungselementen einer Bewegungsvorrichtung in einer axialen Vorwärtsrichtung.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • Figur 1 zeigt eine idealisierte Draufsicht auf eine beispielhafte Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die Bewegungsvorrichtung 58 umfasst neben der Antriebsvorrichtung 10 insbesondere ein erstes Bewegungselement 12 und ein zweites Bewegungselement 14, wobei die Antriebsvorrichtung 10 zum Teil auf dem ersten Bewegungselement 12 und dem zweiten Bewegungselement 14 befestigt ist. In der beispielhaften Darstellung von Figur 1 sind eine Antriebseinheit 20 und eine Zugmittelumlenkeinrichtung 22 auf einer Oberseite des ersten Bewegungselements 12 befestigt. Ein Punkt 40 sowie ein Punkt 42, die jeweils als Fixierungspunkte für ein Zugmittel 18 dienen, sind auf dem zweiten Bewegungselement 14 befestigt. Das Zugmittel 18 verläuft bei der beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 von dem Punkt 40 zu der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 weiter zu der Antriebseinheit 20 und zu dem Punkt 42, wobei das Zugmittel 18 an den Punkten 40, 42 mit seinen jeweiligen Enden 36, 38 befestigt ist. Dabei entsteht in einer senkrechten Projektion des Zugmittels 18 auf eine durch die beiden Bewegungselemente 12, 14 definierte Ebene ein Kreuzungspunkt 44. In einer seitlichen Ansicht würde dabei das Zugmittel 18 oberhalb der Ebene der beiden Bewegungselemente 12, 14 zueinander versetzt aneinander vorbei verlaufen, da das Zugmittel 18 an den jeweiligen Abschnitten am Kreuzungspunkt 44 gegenüber dem ersten Bewegungselement 12 und dem zweiten Bewegungselement 14 jeweils geringfügig unterschiedliche Abstände senkrecht zur Ebene, welche durch die beiden Bewegungselemente 12, 14 definiert wird, aufweist.
  • Das Befestigen der Antriebseinheit 20, der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und der beiden Punkte 40, 42 auf den beiden Bewegungselementen 12, 14 kann durch ein geeignetes Klebemittel erfolgen. Es ist in diesem Zusammenhang möglich, dass zunächst Ankerelemente auf die Oberfläche der beiden Bewegungselemente 12, 14 geklebt werden und dass anschließend die Antriebseinheit 20, die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und die beiden Punkte 40, 42 an den jeweiligen Ankerelementen arretiert werden. Dies kann insbesondere bei einem Nachrüsten bereits vorhandener Bewegungselemente 12, 14 mit der beschriebenen Antriebsvorrichtung 10 vorteilhaft sein. Möglich ist auch, dass die Antriebseinheit 20, die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und die beiden Punkte 40, 42 an den beiden Bewegungselementen 12, 14 verschraubt werden oder mit Hilfe von Spannelementen lösbar mit diesen verbunden werden. Die Montage und die Demontage kann auf diese Weise schnell und einfach realisiert sein.
  • Die Antriebseinheit 20 umfasst in der beispielhaft dargestellten Antriebsvorrichtung 10 eine Steuereinheit 28, die dazu ausgelegt ist, die Antriebseinheit 20 zu steuern. Das Steuern der Antriebseinheit 20 durch die Steuereinrichtung 28 erfolgt dabei basierend auf Daten, welche eine Sensoreinheit 26 erfasst. In Figur 1 ist die Sensoreinheit 26 als an der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 angeordnet dargestellt. Die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 kann ferner auch einen Energiespeicher 24 aufnehmen, welcher zur Versorgung der Antriebseinheit 20 mit der erforderlichen Antriebsenergie, beispielsweise elektrischer Energie, notwendig ist. Die Antriebseinheit 20 und die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 können zu diesem Zweck, das heißt für eine Datenübertragung und eine Energieversorgung, mittels eines Anschlusskabels, das in Figur 1 nicht dargestellt ist, miteinander verbunden sein. Die Anordnung der Steuereinrichtung 28 in der Antriebseinheit 20 sowie der Sensoreinheit 26 und des Energiespeichers 24 in der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 ist optional. Alternative räumliche Anordnungen sind möglich. Dabei kann insbesondere eine Gewichtsverteilung des ersten Bewegungselements 12 und des zweiten Bewegungselements 14 berücksichtigt werden, da eine möglichst gleichmäßige Gewichtsverteilung wünschenswert ist. Denkbar ist beispielsweise, dass ein Teil der erforderlichen Komponenten, wie zum Beispiel der Energiespeicher und/oder die Steuereinheit, direkt vom Benutzer getragen wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Rucksack vorgesehen sein.
  • Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst den Zugmitteltrieb 16 mit dem Zugmittel 18, der Antriebseinheit 20 und der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 sowie den Energiespeicher 24, die Sensoreinheit 26 und die Steuereinrichtung 28.
  • Auf dem ersten Bewegungselement 12 beziehungsweise dem zweiten Bewegungselement 14 sind jeweils noch Bindungselemente 60 dargestellt, mit dessen Hilfe Extremitäten eines Benutzers an den jeweiligen Bewegungselementen 12, 14 befestigbar sind. Die Bindungselemente 60 können beispielsweise, wenn die beiden Bewegungselemente 12, 14 Ski sind, Kupplungen für Ski-Schuhe sein. Bei der in Figur 1 beispielhaft dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 verläuft dabei das Zugmittel 18 zwischen dem dort angeordneten Bindungselement 60 und der Oberfläche des ersten Bewegungselements 12 hindurch. Andere Führungen des Zugmittels 18 sind möglich. Auch kann die Antriebseinheit 20 an einer anderen Stelle vorgesehen sein, beispielsweise im Bereich der Bindungselemente 60, was ebenfalls vorteilhaft im Hinblick auf die Gewichtsverteilung sein kann.
  • Bei Benutzung wird abwechselnd das erste Bewegungselement 12 relativ zum zweiten Bewegungselement 14 in einer axialen Vorwärtsrichtung 72, das heißt entgegengesetzt zu einer axialen Rückwärtsrichtung 66 bewegt. Die Antriebseinheit 20 wird dabei von der Steuereinrichtung 28 derart angesteuert, dass mit Hilfe des Zugmittels 18 Kraft auf das erste Bewegungselement 12 beziehungsweise das zweite Bewegungselement 14 in der axialen Vorwärtsrichtung 72 ausgeübt wird, um eine natürliche Schreitbewegung des Benutzers, der die Bewegungsvorrichtung 58 nutzt, zumindest zu unterstützen. Um unerwünschte Querkräfte (relativ zur axialen Vorwärtsrichtung 72) möglichst gering zu halten, ist der Zugmitteltrieb 18 möglichst nah an der Innenseite der beiden Bewegungselemente 12, 14 angeordnet.
  • Figur 2 zeigt eine idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung. Bei der in Figur 2 dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 stellt das Zugmittel 18 eine in sich geschlossene Schlaufe dar. Das Zugmittels 18, das an dem ersten Bewegungselement 12 über die Antriebseinheit 20 und die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 hinweg verläuft, ist nicht an dem zweiten Bewegungselement 14 fixiert. Vielmehr sind auf dem zweiten Bewegungselement 14 eine weitere Antriebseinheit 50 und eine weitere Zugmittelumlenkeinrichtung 52 befestigt, welche, symmetrisch zu dem auf dem ersten Bewegungselement 12 befestigten Teil des Zugmitteltriebs 16 einen weiteren Zugmitteltrieb 46 ausbilden, der ein weiteres Zugmittel 48 umfasst. Das weitere Zugmittel 48 sowie das Zugmittel 18 sind dabei zwischen dem ersten Bewegungselement 12 und dem zweiten Bewegungselement 14 über ein Kopplungselement 54 miteinander verbunden, welches später näher beschrieben wird. Das Kopplungselement 54 kann insbesondere an dem Zugmittel 18 und dem weiteren Zugmittel 48 derart fixiert sein, dass über die Antriebseinheit 20 beziehungsweise die weitere Antriebseinheit 50 eine Kraft auf das erste Bewegungselement 12 beziehungsweise das zweite Bewegungselement 14 in der axialen Vorwärtsrichtung 72 ausgeübt werden kann.
  • Ähnlich zu der aus Figur 1 bereits bekannten beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 können bei der in Figur 2 dargestellten beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 in der Antriebseinheit 20 und/oder der weiteren Antriebseinheit 50 wieder eine Steuereinrichtung 28, oder Teile davon, vorgesehen sein. In gleicher Weise können in der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und/oder der weiteren Zugmittelumlenkeinrichtung 52 die Sensoreinheit 26 angeordnet sein. Insbesondere ist dabei möglich in der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und der weiteren Zugmittelumlenkeinrichtung 52 jeweils einen Sensor der Sensoreinheit 26 vorzusehen, der jeweils Beschleunigungen erfasst, welche beim Schreiten auf das erste Bewegungselement 12 oder das zweite Bewegungselement 14 wirken. Ferner können in der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und der weiteren Zugmittelumlenkeinrichtung 52 jeweils Energiespeicher 24 vorgesehen sein.
  • Figur 3 zeigt eine idealisierte Draufsicht auf eine weitere beispielhafte Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die in Figur 3 dargestellte beispielhafte Bewegungsvorrichtung 58 entspricht in weiten Teilen der bereits in Figur 2 dargestellten Bewegungsvorrichtung 58. Im Unterschied zu Figur 2 sind bei Figur 3 jedoch die Steuereinrichtung 28 in der Antriebseinheit 20 sowie eine weitere Steuereinrichtung 28a in der weiteren Antriebseinheit 50 explizit angedeutet. Ferner sind neben der Sensoreinheit 26 und dem Energiespeicher 24 in der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 noch eine weitere Sensoreinheit 26a und ein weiterer Energiespeicher 24a in der weiteren Zugmittelumlenkeinrichtung 52 explizit angedeutet. Diese Konfiguration wurde bereits im Zusammenhang mit der aus Figur 2 beschriebenen beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 erwähnt, Im Unterschied zu der in Figur 2 dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 ist bei der in Figur 3 dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 die Führung des Zugmittels 18 und des weiteren Zugmittels 48 modifiziert. So verlaufen das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 jeweils versetzt nach innen zu den dargestellten Bindungselementen 60. Dies hat einerseits den Vorteil, dass die Bindungselemente 60 keine Führung für das Zugmittel 18 beziehungsweise das weitere Zugmittel 48 bereitstellen müssen. Und andererseits werden bei Benutzung der Bewegungsvorrichtung 58 auftretende Kräfte, welche nicht parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 sind, weiter minimiert. Die angedeutete Versetzung der Führung des Zugmittels 18 beziehungsweise des weiteren Zugmittels 48 kann beispielswiese mit einer kabelschachtartigen Konstruktion realisiert werden.
  • Figur 4 zeigt eine weitere idealisierte Draufsicht auf eine beispielhafte Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die in Figur 4 dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 ähnelt in weiten Teilen wieder den jeweils bereits beschriebenen Bewegungsvorrichtungen 58 aus den Figuren 2 und 3. Bei der in Figur 4 beispielhaft dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 sind jedoch die Antriebseinheit 20 und die weitere Antriebseinheit 50 sowie die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 und die weitere Zugmittelumlenkeinrichtung 52 derart modifiziert, dass das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 zwischen den beiden Bewegungselementen 12, 14 parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 verläuft. Auch auf diese Weise können beim Benutzen der dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 Kräfte minimiert werden, welche nicht parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 verlaufen.
  • Figur 5A zeigt noch eine weitere idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die in Figur 5A dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 entspricht in weiten Teilen der im Zusammenhang mit Figur 2 bereits beschriebenen Bewegungsvorrichtung 58. Im Unterschied zu dieser umfassen das erste Bewegungselement 12 und das zweite Bewegungselement 14 jeweils Rückhalteelemente 62, 64 welche eine Bewegung des jeweiligen Bewegungselementes 12, 14 in der axialen Vorwärtsrichtung 72 erlauben und zugleich einer Bewegung derselben in der axialen Rückwärtsrichtung 66 entgegenwirken. Ferner sind bei der in Figur 5A dargestellten beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 die Bindungselemente 60 im Wesentlichen senkrecht zu der von den beiden Bewegungselementen 12 definierten Ebene angeordnet, so dass die Bewegungsvorrichtung 58 beispielsweise als Steighilfe für Leitern oder ähnliches genutzt werden kann, wobei dann die beiden Rückhalteelemente 62, 64 jeweils an Sicherungselementen, Leitersprossen oder ähnlichem einrasten können.
  • Die in den Figuren 1 bis 5A dargestellten beispielhaften Bewegungsvorrichtungen 58 sind allesamt dazu ausgelegt eine Bewegung des Benutzers zu unterstützen. Prinzipiell können sie jedoch auch dazu eingesetzt werden, um die Bewegung des Benutzers zu hemmen/erschweren, was beispielsweise dann erwünscht sein kann, wenn ein zusätzlicher Trainingseffekt erzielt werden soll.
  • Figur 5B zeigt eine idealisierte isometrische Ansicht einer weiteren beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die in Figur 5B beispielhaft dargestellte weitere Bewegungsvorrichtung 58 entspricht im Wesentlichen der bereits aus Figur 2 bereits vorbekannten Bewegungsvorrichtung 58. Im Unterschied zu dieser ist bei der in Figur 5B dargestellten Bewegungsvorrichtung 58 jedoch das Kopplungselement 54 raumfest fixiert und die beiden Bewegungselemente 12, 14 sind auf raumfesten Lagerungen 68, 70 an vorderen und hinteren Endbereichen der beiden Bewegungselemente 12, 14 beweglich gelagert. Die raumfesten Lagerungen 68, 70 können insbesondere Rollwalzen 76, 78 umfassen, auf denen die beiden Bewegungselemente 12, 14 laufen können. Die in Figur 5B dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 kann beispielsweise als Trainingseinheit beziehungsweise als Reha-Einheit genutzt werden. Wie bei den zuvor beschriebenen Bewegungsvorrichtungen 58 erwähnt, kann auch die in Figur 5B dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 wahlweise die Bewegung in der axialen Vorwärtsrichtung 72 unterstützen beziehungsweise diese erschweren, beispielsweise um einen Trainingseffekt zu erhöhen.
  • Figur 6 zeigt eine weitere idealisierte isometrische Ansicht einer beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58 mit einer beispielhaften Antriebsvorrichtung 10. Die in Figur 6 dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 entspricht im Wesentlichen der bereits aus Figur 2 vorbekannten Bewegungsvorrichtung 58, wobei nunmehr allerdings explizit die beiden Bewegungselemente 12, 14 als Ski angedeutet sind und auf den nicht mehr näher bezeichneten Bindungselementen 60 Schuhe 74, 74a stilisiert dargestellt sind. Die Schuhe 74, 74a nehmen dann selbstverständlich die Extremitäten, das heißt die Füße, des Benutzers der Bewegungsvorrichtung 58 auf und sind in üblicher Weise mit den nicht näher bezeichneten Bindungselementen 60 verbindbar beziehungsweise verbunden. Die in Figur 6 dargestellte Bewegungsvorrichtung 58 kann beispielsweise beim Tourenskigehen verwendet werden.
  • Die Merkmale der verschiedenen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 dargestellten Bewegungsvorrichtungen 58, insbesondere unterschiedliche Führungen der Zugmitteltriebe 18, 46 sowie die jeweilige Ausgestaltung der vorhandenen Antriebseinheiten 20, 50 und der Zugmittelumlenkeinrichtung 22, 52 können selbstverständlich miteinander kombiniert beziehungsweise ersetzt werden, auch wenn in der vorliegenden Beschreibung zur Verbesserung der Übersichtlichkeit jeweils voneinander getrennte beispielhafte Bewegungsvorrichtungen 58 dargestellt wurden. Ferner können auch die Rückhalteelemente 62, 64 sowie die gewinkelte Anordnung der Bindungselemente 60 (gewinkelt gegenüber der von den bei den Bewegungselementen 12, 14 definierten Ebenen) bei Bedarf auf die anderen beispielhaften Bewegungsvorrichtungen 58 übertragen werden.
  • Figur 7 zeigt eine Detailansicht eines Kopplungselementes. In Figur 7 ist das Kopplungselement 54 in verriegeltem Zustand dargestellt. Durch das Kopplungselement 54 hindurch werden das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 beziehungsweise parallel zur axialen Rückwärtsrichtung 66 geführt, wobei das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 gegenüber dem Kopplungselement 54 fixiert sind, so dass das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 zwar durch das Kopplungselement 54 hindurch treten, jedoch nicht durch das Kopplungselement 54 hindurch gleiten können. Eine Kraft auf das Zugmittel 18 im Wesentlichen parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 bewirkt dementsprechend eine Kraft in der axialen Vorwärtsrichtung 72 auf das Kopplungselement 54 selbst, und auf diese Weise auch eine Übertragung der Kraft von dem Zugmittel 18 auf das weitere Zugmittel 48. In gleicher Weise ist auch eine Kraft im Wesentlichen parallel zur axialen Rückwärtsrichtung 66 über das Kopplungselement 54 zwischen dem Zugmittel 18 und dem weiteren Zugmittel 48 übertragbar.
  • In den Figuren 8A, 8B und 8C werden verschiedene Zustände des Kopplungselementes 54 beschrieben. In Figur 8A ist das Kopplungselement 54 in einem geöffneten Zustand dargestellt. In diesem Zustand sind ein erstes Kopplungsteilelement 80a und ein zweites Kopplungsteilelement 80b, welche gemeinsam das Kopplungselement 54 ausbilden, voneinander getrennt dargestellt. Das erste Kopplungsteilelement 80a und das zweite Kopplungsteilelement 80b umfassen jeweils Nuten 82 und Federn 84, die senkrecht zur axialen Vorwärtsrichtung 72 beziehungsweise der axialen Rückwärtsrichtung 66 ineinander geführt werden können. Zu diesem Zweck sind die Nuten 84 und die Federn 82 derart ausgestaltet, dass die Nuten an ihrer schmalsten Stelle geringfügig breiter als die Federn 82 an ihrer breitesten Stelle sind. Auf diese Weise kann ein geringes Spiel parallel zur axialen Vorwärtsrichtung 72 zwischen dem ersten Kopplungsteilelement 80a und dem zweiten Kopplungsteilelement 80b realisiert sein. Da die Flanken der Nuten 84 beziehungsweise der zugehörigen Federn 82 durch die gewählte Konfiguration gegenüber der axialen Vorwärtsrichtung 72 und der dazu senkrechten Zusammenführrichtung der beiden Kopplungsteilelemente 80a, 80b gewinkelt sind, entsteht bei zusammengeführten Kopplungsteilelementen 80a, 80b eine zusätzliche Haltekraft, welche einem Lösen der Verbindung zwischen den beiden Kopplungsteilelementen 80a, 80b beim Verwenden der jeweiligen Bewegungsvorrichtung 58 entgegenwirkt. Bei Benutzen der Bewegungsvorrichtung 58 wechselt der Kopplungszustand des Kopplungselementes 54 dann abwechselnd zwischen den in den Figuren 8A, 8B und 8C dargestellten Zuständen, da jeweils entweder eine (überwiegende) Kraft auf das Zugmittel 18 (Figur 8B) oder eine (überwiegende) Kraft auf das weitere Zugmittel 48 (Figur 8C) ausgeübt wird. Das Zusammenhalten des Kopplungselementes 54 kann zusätzlich beispielsweise durch enthaltene Magnete verbessert werden, die in der Richtung senkrecht zu der axialen Vorwärtsrichtung 72 eine Haltekraft auf die beiden Kopplungsteilelemente 80a, 80b ausübt. Eine solche in den Figuren 7, 8A, 8B und 8C nicht explizit dargestellte Magnethalterung könnte zudem genutzt werden, um das jeweilige Kopplungsteilelement 80a, 80b an dem ersten Bewegungselement 12 beziehungsweise dem zweiten Bewegungselement 14 getrennt voneinander zu lagern, wenn die Bewegungsvorrichtung 58 nicht genutzt wird, jedoch bereits an den beiden Bewegungselementen 12, 14 befestigt ist.
  • Das Öffnen und Schließen des Kopplungselementes 54 kann durch einen externen Impuls unterschützt sein, beispielsweise durch manuelles Ver-/Entriegeln einer mechanischen Sperre. Möglich ist auch, eine elektromagnetische Verriegelung vorzusehen, die von der Steuereinheit 28 gesteuert wird. Dies hat zugleich den Vorteil, dass, falls durch die Steuereinheit 28 ein Sturz des Benutzers erkannt wird, eine automatische Entriegelung des Kopplungselementes 54 vorgesehen sein kann, was das Verletzungsrisiko des Benutzers erheblich reduziert.
  • Die Figuren 9A und 9B zeigen schematisierte Zugmittelkonfigurationen. Die in Figur 9A dargestellte Zugmittelkonfiguration stammt aus der in Figur 1 dargestellten Bewegungsvorrichtung 58. Ein erster Längenabschnitt 30 des Zugmittels 18 verläuft dabei zwischen der Antriebseinheit 20 und dem Kreuzungspunkt 44 und ein zweiter Längenabschnitt 32 verläuft zwischen dem Kreuzungspunkt 44 und der Zugmittelumlenkeinrichtung 22. Bei Benutzung der zugehörigen Bewegungsvorrichtung 58 wird durch die Antriebseinheit 20 das Zugmittel 18 bewegt, wobei aufgrund der festen Abstände zwischen der Antriebseinheit 20, der Zugmittelumlenkeinrichtung 22 sowie den Punkten 40, 42 eine Variierung des ersten Längenabschnitts 30 und des zweiten Längenabschnitts 32 erfolgt. Diese Variierung erfolgt zeitgleich. Beim Bewegen des ersten Bewegungselementes 12, an dem die Antriebseinheit 20 und die Zugmittelumlenkeinrichtung 22 befestigt sind, in der axialen Vorwärtsrichtung 72 wird zunächst der erste Längenabschnitt 30 länger, während der zweite Längenabschnitt 32 kürzer wird. Dies wird später im Zusammenhang mit den Figuren 12 noch deutlicher erläutert. Umgekehrt wird beim Bewegen des zweiten Bewegungselements 14 in der axialen Vorwärtsrichtung 72 relativ zu dem ersten Bewegungselement 12 der erste Längenabschnitt 30 kürzer, während der zweite Längenabschnitt 32 länger wird. Auch dies erfolgt aufgrund der Bewegung des Zugmittels 18 durch die Antriebseinheit 20, welche jedoch nunmehr das Zugmittel 18 in entgegengesetzter Richtung bewegt.
  • In analoger Weise ist auch in Figur 9B eine schematisierte Zugmittelkonfiguration dargestellt, welche beispielsweise der in Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Bewegungsvorrichtung 58 entspricht. Neben dem Verlängern und gleichzeitigen Verkürzen des ersten Längenabschnitts 30 und des zweiten Längenabschnitts 32 am Zugmittel 18 ist auf der gegenüberliegenden Seite symmetrisch dazu eine analoge Bewegung des weiteren Zugmittels 48 vorgesehen (gleichzeitig oder zeitlich versetzt) um die Bewegung in der axialen Vorwärtsrichtung 72 der Bewegungsvorrichtung 58 zu unterstützen.
  • Figur 10 zeigt eine schematisierte Detailansicht einer Antriebseinheit 20, 50. Die in Figur 10 schematisiert dargestellte Antriebseinheit 20, 50 beinhaltet insbesondere eine Antriebsrolle 88, um die das Zugmittel 18, 48 herumgeführt ist. Die Antriebsrolle 88 kann in üblicher Weise von einem nicht explizit dargestellten Elektromotor angetrieben sein. Bei dem Herumführen des Zugmittels 18, 48 um die Antriebsrolle 88 kann ersteres zur Verbesserung der Kraftübertragung von der Antriebsrolle 88 auf das Zugmittel 18, 48 insbesondere mehr als einmal die Antriebsrolle 88 umschlingen. Ferner ist in der Antriebseinheit 20, 50 ein Zugmittelspannmittel 34, 56 angedeutet, dessen Aufgabe es ist, das Zugmittel 18, 48 unter einer gleichbleibenden (Vor-)Spannung zu halten.
  • Dies kann beispielsweise in bekannter Weise dadurch erfolgen, dass das vorgesehene Zugmittelspannmittel 34, 56 eine Spannwalze 90 umfasst, welche um ein Drehlager 92 schwenkbar gelagert ist und dabei derart unter einer Vorspannung gehalten wird, dass die Spannwalze 90 gegen das Zugmittel 18, 48 drückt, so dass ein Führungsweg des Zugmittels 18, 48 sich verlängert. Das Zugmittelspannmittel 34, 56 ist insbesondere dann von Nutzen, wenn das aus den vorangegangenen Figuren vorbekannte Kopplungselement 54 geöffnet ist, so dass die beiden Schlaufen der beiden Zugmittel 18, 48 nicht aneinandergekoppelt sind. In diesem Zustand ist die Antriebsvorrichtung 10 inaktiv und das Zugmittel 18 und das weitere Zugmittel 48 würden, sofern sie nicht anderweitig "straff" gehalten werden, lose zwischen den beiden Bewegungselementen 12, 14 hängen und unkontrolliert zwischen diesen hin und her flattern. Dabei können die Zugmittel 18, 48 die Benutzung der Bewegungsvorrichtung 58 ohne Unterstützung der Antriebsvorrichtung 10 in unerwünschter Weise beeinträchtigen. Dies wird mit Hilfe der Zugmittelspannmittel 34, 56 vermieden, da diese "überschüssige" Längen der Zugmittel 18, 48 ausgleichen beziehungsweise straffen.
  • Figur 11 zeigt eine schematisierte Detailansicht einer Zugmittelumlenkeinrichtung. Die in Figur 11 dargestellte Zugmittelumlenkeinrichtung 22, 52 entspricht weitestgehend in ihrem grundsätzlichen Aufbau der im Zusammenhang mit Figur 10 beschriebenen Antriebseinheit 20, 50, wobei jedoch anstelle der Antriebsrolle 88 eine Umlenkrolle 86 vorgesehen wird, an der das Zugmittel 18, 48 um die Drehachse der Umlenkrolle 86 herum umgelenkt wird.
  • Die in den Figuren 10 und 11 jeweils dargestellte Antriebseinheit 20, 50 und Zugmittelumlenkeinrichtung 22, 52 sind lediglich vereinfacht dargestellt, wobei insbesondere im Zusammenhang mit der Antriebseinheit 20, 50 der Antriebsmotor nicht explizit dargestellt ist. Ferner ist bei der Antriebseinheit 20, 50 auch darauf verzichtet worden, die Steuereinrichtung 28 beziehungsweise die weitere Steuereinrichtung 28a anzudeuten, welche optional in die Antriebseinheit 20, 50 integriert sein kann. In ähnlicher Weise wurde in Figur 11 bei der Zugmittelumlenkeinrichtung 22, 52 darauf verzichtet, die Sensoreinheit 26 beziehungsweise die weitere Sensoreinheit 26a sowie einen optional ebenfalls enthaltenen Energiespeicher 24 anzudeuten. Steuereinrichtung 28, 28a, Sensoreinheit 26, 26a und/oder Energiespeicher 24 können wahlweise separat zu der Antriebseinheit 20, 50 beziehungsweise der Zugmittelumlenkeinrichtung 22, 52 vorgesehen werden, wobei lediglich eine entsprechende elektrische Anschlussmöglichkeit, beispielsweise kabelgebunden, vorgesehen sein muss.
  • Figur 12 zeigt eine Visualisierung der räumlichen Bewegung der Bewegungsvorrichtung 58 in der axialen Vorwärtsrichtung 72. Eine erste Abfolge von zeitlich nacheinander bei der Bewegung auftretenden relativen Positionierungen der beiden Bewegungselemente 12, 14 ist in der Sequenz a) dargestellt. Ausgehend von einem Zustand, bei dem das erste Bewegungselement 12 und das zweite Bewegungselement in der axialen Bewegungsrichtung 72 auf gleicher Höhe liegen, beginnt die Fortbewegung in der axialen Bewegungsrichtung 72 dadurch, dass das erste Bewegungselement 12 in der axialen Bewegungsrichtung 72 relativ zu dem zweiten Bewegungselement 14 nach vorne verschoben/bewegt wird. Zu diesem Zweck wird durch den Zugmitteltrieb 16 und/oder den weiteren Zugmitteltrieb 46 der erste Längenabschnitt 30 verlängert, während zugleich der zweite Längenabschnitt 32 verkürzt wird. Dies setzt sich in der Sequenz a) kontinuierlich fort. Im Endzustand der Sequenz a) kehrt sich schließlich die Längenänderung des ersten Längenabschnittes 30 und des zweiten Längenabschnittes 32 wieder um, wobei dabei durch den Zugmitteltrieb 16 und/oder den weiteren Zugmitteltrieb 46 nunmehr das zweite Bewegungselement 14 in der axialen Bewegungsrichtung 72 relativ zu dem ersten Bewegungselement 12 hinterher gezogen wird, bis schließlich, wie in der Sequenz b) im Endzustand erkennbar ist, das zweite Bewegungselement 14 in der axialen Bewegungsrichtung 72 relativ vor dem ersten Bewegungselement 12 liegt. Diese relative Vorwärtsbewegung des zweiten Bewegungselements 14 gegenüber dem ersten Bewegungselement 12 erreicht am Beginn der Sequenz c) seinen Endzustand, wobei dann durch den Zugmitteltrieb 16 und/oder den weiteren Zugmitteltrieb 46 wieder das erste Bewegungselement 12 in der axialen Bewegungsrichtung 72 hinter dem zweiten Bewegungselement 14 hergezogen wird, bis schließlich am Ende von Sequenz c) der relative Ausgangszustand der Sequenz a) wieder erreicht wird.
  • Die einzelnen in den Sequenzen a), b) und c) fortschreitenden Teilbewegungsabläufe können durch einen Benutzer der Bewegungsvorrichtung 58 aktiv initiiert werden, wobei die der Antriebsvorrichtung 10 zugeordnete Sensoreinheit 26 eine Bewegungsabsicht des Benutzers erfasst, indem eine Beschleunigung des bewegten Bewegungselementes 12, 14 erfasst wird. Die Steuereinrichtung 28, 28a bekommt die erfasste Beschleunigung mitgeteilt und erkennt darin den Bewegungswunsch. Daraufhin wird die Antriebseinheit 20, 50 entsprechend von der Steuereinrichtung 28, 28a angesteuert, so dass der beabsichtigte Bewegungsablauf unterstützt wird. Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, ist auch denkbar, dass zu Trainingszwecken anstelle einer Unterstützung des Bewegungsablaufs dem Bewegungsablauf ein Widerstand entgegengesetzt wird, um einen zusätzlichen Trainingseffekt zu bewirken. Dabei kann insbesondere die Antriebseinheit 20, 50 als variabel einstellbarer Widerstand genutzt werden. Der genaue Ablauf der Unterstützung des Bewegungsablaufs, beispielsweise Schrittgröße, Schrittgeschwindigkeit etc., kann individuell eingestellt werden und beispielsweise als Parameterkurve in der Steuereinrichtung 28, 28a hinterlegt sein. Möglich ist auch, dass die Steuereinrichtung 28, 28a über einen selbstlernenden Algorithmus verfügt, der den Bewegungsablauf des Benutzers erlernt und sich an diesen anpasst.
  • Zusätzlich zu dem Bewegen in der axialen Bewegungsrichtung 72 kann die Antriebsvorrichtung 10 noch eine Höhenkomponente umfassen, so dass während der Bewegung in der axialen Vorwärtsrichtung 72 auch eine zyklische Bewegung nach "oben" überlagert wird. Dies entspricht dann dem "Anheben der Füße" beim Gehen.
  • Figur 13 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bewegen von zwei Bewegungselementen einer Bewegungsvorrichtung in einer axialen Vorwärtsrichtung. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 110 mit dem Erkennen, durch die Sensoreinheit 26, einer Eigenbewegung des ersten Bewegungselementes 12. Dies kann beispielsweise die beim Anheben beziehungsweise beim nach vorne Schieben des ersten Bewegungselementes 12 entstehende Beschleunigung sein, welche durch die Sensoreinheit 26 erkannt wird. Das Verfahren 100 wird fortgesetzt durch ein Verkürzen 120, durch die Antriebseinheit 20, des ersten Längenabschnitts 30 sowie zeitglich ein Verlängern 130, durch die Antriebseinheit 20 des zweiten Längenabschnitts 32, so dass das erste Bewegungselement 12 relativ zu dem zweiten Bewegungselement 14 in die axiale Vorwärtsrichtung 72 bewegt wird. Anschließend erfolgt ein Erkennen 140, durch die Sensoreinheit 26, einer Eigenbewegung des zweiten Bewegungselementes 14. Auch dies kann eine erkannte Beschleunigung sein, welche beispielsweise beim relativen Absenken des ersten Bewegungselementes 12 gegenüber dem zweiten Bewegungselement 14 auftritt beziehungsweise beim Anheben des zweiten Bewegungselementes 14 relativ zu dem ersten Bewegungselement 12. Aufgrund der erkannten Eigenbewegung erfolgt dann ein Verkürzen 150, durch die Antriebseinheit 20, des zweiten Längenabschnitts 32 und ein Verlängern 160, durch die Antriebseinheit 20, des ersten Längenabschnitts 30, gleichzeitig zu dem Verkürzen 150 des zweiten Längenabschnitts 32, so dass das zweite Bewegungselement 14 relativ zu dem ersten Bewegungselement 12 in die axiale Vorwärtsrichtung 72 bewegt wird.
  • Das vorliegende Verfahren 100 ist beispielhaft lediglich im Zusammenhang mit einer einzigen Antriebseinheit 20 beschrieben und entspricht somit im Wesentlichen dem Verfahren 100 zum Bewegen von zwei Bewegungselementen 12, 14 einer Bewegungsvorrichtung 58 in der axialen Vorwärtsrichtung 72 gemäß der beispielhaften Bewegungsvorrichtung 58, wie sie in Figur 2 dargestellt ist. Selbstverständlich sind zusätzliche Verfahrensschritte in offensichtlicher Weise zu ergänzen, wenn stattdessen neben der Antriebseinheit 20 eine weitere Antriebseinheit 50, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit den beispielhaften Bewegungsvorrichtungen 58 gemäß den Figuren 2 bis 6 vorgesehen sind, verwendet wird.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Antriebsvorrichtung
    12
    erstes Bewegungselement
    14
    zweites Bewegungselement
    16
    Zugmitteltrieb
    18
    Zugmittel
    20
    Antriebseinheit
    22
    Zugmittelumlenkeinrichtung
    24
    Energiespeicher
    24a
    weiterer Energiespeicher
    26
    Sensoreinheit
    26a
    weitere Sensoreinheit
    28
    Steuereinrichtung
    28a
    weitere Steuereinrichtung
    30
    erster Längenabschnitt
    32
    zweiter Längenabschnitt
    34
    Zugmittelspannmittel
    36
    Ende
    38
    Ende
    40
    Punkt
    42
    Punkt
    44
    Kreuzungspunkt
    46
    weiterer Zugmitteltrieb
    48
    weiteres Zugmittel
    50
    weitere Antriebseinheit
    52
    weitere Zugmittelumlenkeinrichtung
    54
    Kopplungselement
    56
    weitere Zugmittelspannmittel
    58
    Bewegungsvorrichtung
    60
    Bindungselemente
    62
    Rückhalteelement
    64
    Rückhalteelement
    66
    axiale Rückwärtsrichtung
    68
    raumfeste Lagerung
    70
    raumfeste Lagerung
    72
    axialen Vorwärtsrichtung
    74
    Schuh
    74a
    Schuh
    76
    Rollwalze
    78
    Rollwalze
    80a
    erstes Kopplungsteilelement
    80b
    zweites Kopplungsteilelement
    82
    Nut
    84
    Feder
    86
    Umlenkrolle
    88
    Antriebsrolle
    90
    Spannwalze
    92
    Drehlager
    100
    Verfahren
    110
    Erkennen
    120
    Verkürzen
    130
    Verlängern
    140
    Erkennen
    150
    Verkürzen
    160
    Verlängern

Claims (13)

  1. Antriebsvorrichtung (10) für zwei an Extremitäten eines Benutzers befestigbare Bewegungselemente (12, 14) umfassend:
    - einen Zugmitteltrieb (16) mit einem Zugmittel (18) und einer Antriebseinheit (20),
    - eine Zugmittelumlenkeinrichtung (22);
    - einen Energiespeicher (24);
    - eine Sensoreinheit (26) zum Erkennen einer räumlichen Eigenbewegung; und
    - eine Steuereinrichtung (28) zum Steuern der Antriebseinheit (20);
    - wobei die Antriebseinheit (20) und die Zugmittelumlenkeinrichtung (22) an einem ersten der zwei Bewegungselemente (12) befestigbar sind, und
    - wobei der Zugmitteltrieb (16) so ausgestaltet ist, dass das Zugmittel (18) einen ersten und einen zweiten Längenabschnitt (30, 32) umfasst, deren jeweilige erste und zweite Länge bei Benutzung der Antriebsvorrichtung (10) mittels der Antriebseinheit (20) periodisch variiert werden, wobei ein Längenzuwachs des ersten Längenabschnitts (30) mit einer Längenabnahme des zweiten Längenabschnitts (32) einhergeht und umgekehrt.
  2. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Zugmittelumlenkeinrichtung (22) und/oder die Antriebseinheit (20) Zugmittelspannmittel (34) umfasst.
  3. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zugmittel (18) zwei nicht miteinander verbundene Enden (36, 38) umfasst, die an zwei verschiedenen voneinander beanstandeten Punkten (40, 42) an einem zweiten der zwei Bewegungselement (14) befestigbar sind.
  4. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei eine senkrechte Projektion des Zugmittels (18) auf eine durch die zwei Bewegungselemente (12, 14) definierten Ebene einen Kreuzungspunkt (44) aufweist.
  5. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei sich der erste Längenabschnitt (30) zwischen dem Kreuzungspunkt (44) und der Antriebseinheit (20) erstreckt und wobei sich der zweite Längenabschnitt (32) zwischen dem Kreuzungspunkt (44) und der Zugmittelumlenkeinrichtung (22) erstreckt.
  6. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebseinheit (20) ferner umfasst:
    - einen weiteren Zugmitteltrieb (46) mit einem weiteren Zugmittel (48) und einer weiteren Antriebseinheit (50), wobei die weitere Antriebseinheit (50) an einem zweiten der zwei Bewegungselemente (14) befestigbar ist,
    - eine weitere Zugmittelumlenkeinrichtung (52) und
    - ein Kopplungselement (54), das das Zugmittel (18) und das weitere Zugmittel (48) in seinem Inneren fixiert.
  7. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die weitere Zugmittelumlenkeinrichtung (52) und/oder die weitere Antriebseinheit (50) weitere Zugmittelspannmittel (56) umfasst.
  8. Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Zugmittel (18) und das weitere Zugmittel (48) jeweils eine in sich geschlossene Schlaufe ausbilden.
  9. Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei sich der erste Längenabschnitt (30) zwischen dem Kopplungselement (54) und der Antriebseinheit (20) erstreckt und wobei sich der zweite Längenabschnitt (32) zwischen dem Kopplungselement (54) und der Zugmittelumlenkeinrichtung (22) erstreckt.
  10. Bewegungsvorrichtung (58) mit einer Antriebsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ferner umfassend die zwei Bewegungselemente (12, 14) und Bindungselemente (60), um die zwei Bewegungselemente (12, 14) mit je einer Extremität eines Benutzers lösbar zu verbinden.
  11. Bewegungsvorrichtung (58) nach Anspruch 10, wobei die zwei Bewegungselemente (12, 14) auf einer Seite Rückhalteelemente (62, 64) umfassen, die eine Bewegung in einer axialen Rückwärtsrichtung (66) behindern.
  12. Bewegungsvorrichtung (58) nach Anspruch 10, wobei die Bewegungsvorrichtung (58) ferner zwei raumfeste Lagerungen (68, 70) umfasst, die jeweils eines der zwei Bewegungselemente (12, 14) beweglich lagert.
  13. Verfahren (100) zum Bewegen von zwei Bewegungselementen (12, 14) einer Bewegungsvorrichtung (58) in einer axialen Vorwärtsrichtung (72),
    wobei die Bewegungsvorrichtung (58) die zwei Bewegungselemente (12, 14) und eine Antriebsvorrichtung (10) umfasst,
    die zwei Bewegungselemente (12, 14) mit Bindungselementen (60) versehen sind, die mit je einer Extremität eines Benutzers lösbar verbunden sind, und
    die Antriebsvorrichtung (10) mit einem Zugmitteltrieb (16), umfassend ein Zugmittel (18) und eine Antriebseinheit (20), einer Zugmittelumlenkeinrichtung (22), einem Energiespeicher (24), einer Sensoreinheit (26) zum Erkennen einer räumlichen Eigenbewegung und einer Steuereinrichtung (28) zum Steuern der Antriebseinheit (20) versehen ist,
    wobei die Antriebseinheit (20) und die Zugmittelumlenkeinrichtung (22) an einem ersten der zwei Bewegungselemente (12) befestigt sind, und
    wobei das Verfahren (100) umfasst:
    das Erkennen (110), durch die Sensoreinheit (26), einer Eigenbewegung des ersten Bewegungselementes (12);
    das Verkürzen (120), durch die Antriebseinheit (20), des ersten Längenabschnitts (30);
    das Verlängern (130), durch die Antriebseinheit (20), des zweiten Längenabschnitts (32), gleichzeitig zu dem Verkürzen (120) des ersten Längenabschnitts (30), so dass das erste Bewegungselement (12) relativ zu dem zweiten Bewegungselement (14) in die axiale Vorwärtsrichtung (72) bewegt wird;
    das Erkennen (140), durch die Sensoreinheit (26), einer Eigenbewegung des zweiten Bewegungselementes (14);
    das Verkürzen (150), durch die Antriebseinheit (20), des zweiten Längenabschnitts (32); und
    das Verlängern (160), durch die Antriebseinheit (20), des ersten Längenanschnitts (30), gleichzeitig zu dem Verkürzen (150) des zweiten Längenabschnitts (32), so dass das zweite Bewegungselement (14) relativ zu dem ersten Bewegungselement (12) in die axiale Vorwärtsrichtung (72) bewegt wird.
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