EP4694680A1 - Hufschutz, vorzugsweise hufschuh oder hufglocke - Google Patents

Hufschutz, vorzugsweise hufschuh oder hufglocke

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Publication number
EP4694680A1
EP4694680A1 EP24715757.1A EP24715757A EP4694680A1 EP 4694680 A1 EP4694680 A1 EP 4694680A1 EP 24715757 A EP24715757 A EP 24715757A EP 4694680 A1 EP4694680 A1 EP 4694680A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hoof
sensor
protection
temperature
force measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24715757.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Max Konstantin WERHAHN
Peter Michael Marienfeld
Moritz Plinke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contitech Deutschland GmbH
Original Assignee
Contitech Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contitech Deutschland GmbH filed Critical Contitech Deutschland GmbH
Publication of EP4694680A1 publication Critical patent/EP4694680A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01L—SHOEING OF ANIMALS
    • A01L5/00—Horseshoes made of elastic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K13/00—Devices for grooming or caring of animals, e.g. curry-combs; Fetlock rings; Tail-holders; Devices for preventing crib-biting; Washing devices; Protection against weather conditions or insects
    • A01K13/006—Protective coverings
    • A01K13/007—Leg, hoof or foot protectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
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    • A61B5/103—Measuring devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
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    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor or mobility of a limb
    • A61B5/112—Gait analysis
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    • A61B2503/40—Animals
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0252—Load cells

Definitions

  • Hoof protection preferably hoof boot or hoof bell
  • the invention relates to a hoof protection, preferably a hoof shoe or a hoof bell.
  • force sensors are inserted into an elastomer body for a corresponding purpose.
  • the elastomer body the which is to be inserted into a hoof boot, the use of commercially available resistive force sensors with their limited force measuring range should also enable reaction force analysis in horses with their relatively high ground pressure.
  • US 2020/319044 A1 teaches another system for the area-resolved recording of reaction forces on the hooves of an ungulate, which transmits the sensor signals to a remote evaluation unit via a wireless transmitter.
  • This system has a complex construction consisting of a base plate and a floor plate, which are precisely guided relative to each other and between which several force application cylinders and a plurality of resistive force measuring sensors are housed, as well as a microprocessor unit, a communication unit and a battery for powering the components.
  • the function of the "force application cylinders" cannot be inferred from the document, nor can the manner in which they are attached to the hoof.
  • the measuring properties of the used force measuring sensors can be temperature-dependent or can be influenced by the temperature in the immediate vicinity of the force sensor or its temperature. This can influence or distort the recording of the measured variable from which force values can be determined. This can affect the accuracy or quality of the recorded measured variable or the force value determined or ascertained from it. This can have a correspondingly detrimental effect on the results of the evaluation of the force values.
  • thermography with a thermal imaging camera or a commercially available infrared thermometer.
  • the disadvantage is that the temperature distribution on the hoof can vary locally. It is therefore difficult to obtain a reproducible measurement with an infrared thermometer. Measurement with a thermal imaging camera can provide more precise information about the temperature distribution, but such systems are very expensive.
  • One object of the present invention is to improve the possibilities for determining the temperature of the hoof of hoofed animals.
  • a reproducible temperature measurement on the hoof is to be achieved by integrating a temperature sensor on a carrier system on the horse's hoof. This is intended to improve the ability of the animal to move its feet, particularly in combination with the measurement of the force of the foot of an ungulate when it hits the ground.
  • At least one other physical parameter on the hoof should be able to be recorded additionally or alternatively using sensors. This should be done as simply, inexpensively, and in a way that saves space and/or weight as possible.
  • the invention relates to a hoof protection, preferably a hoof shoe or a hoof bell, with an electronic hoof component which is arranged, preferably removably, on a hoof protection wall, and with at least one sensor for detecting the temperature of the hoof of a hoofed animal during use.
  • a reproducible and/or continuous temperature measurement on the hoof can be carried out in this way without additional devices, since the sensors for temperature detection can be installed in a device that is already used to protect the hoof, in particular in a hoof boot or a hoof bell. Additional devices that could disturb the hoofed animal in particular can be dispensed with. In particular, this allows temperature detection during movement, in particular during training of a horse, which can be particularly helpful for the trainer or owner.
  • these options for measuring the temperature of the hoof can be combined with other sensor values recorded on the hoof, as will be described in more detail below. This can be combined with sensor recording for gait analysis, e.g. by measuring pressure under the hoof and/or measuring acceleration on the hoof. Temperature measurements can provide additional information, particularly in the health analysis of horses, which makes it possible to identify a diseased hoof more quickly, for example.
  • the term "hoof" includes not only the hoof itself but also the coronary band and the pastern.
  • the hoof protection wall has a wall passage, wherein the electronic hoof component has an infrared sensor which is directed at the hoof through the wall passage of the hoof protection wall.
  • the infrared sensor can be arranged on a circuit board of the electronic hoof component, so that additional cabling can be dispensed with, which would cost installation space and cause assembly effort. This can also ensure that the infrared sensor cannot perform any relative movement to the electronic hoof component.
  • the wall passage is closed with a transparent filling.
  • a transparent filling This can keep dirt, moisture and the like away from the electronic hoof component and in particular from its infrared sensor, as well as prevent contact with the electronic hoof component and in particular with its infrared sensor through the wall passage.
  • This can protect the electronic hoof component and in particular its infrared sensor and prevent the "visual contact" of a sensor on the hoof from being disturbed by dirt and so that the measurement is distorted.
  • the transparency of the filling can simultaneously enable the infrared sensor to detect infrared radiation.
  • the hoof protection wall has a wall passage which is closed off from the hoof by means of a thermally conductive closure, wherein the electronic hoof component has a temperature sensor which is arranged inside the thermally conductive closure.
  • a thermally insulating closure can also be used as the thermally conductive closure, which is sufficiently thin to have no significant thermally insulating effect, but can have a protective effect. The heat from the hoof can thus pass through the thermally conductive material of the closure to the temperature sensor in order to be detected there by the sensor. This can represent an additional or alternative possibility for detecting the temperature of the hoof.
  • the temperature sensor is a temperature-sensitive element that has a temperature-dependent physical quantity, the value of which can be recorded and converted into a corresponding temperature value. This allows the temperature of the temperature sensor or its immediate surroundings to be recorded by sensor and a temperature value to be determined from this.
  • the temperature dependency is preferably linear, at least in the relevant measuring range, which can make recording the sensor value and determining the temperature value easier and/or more accurate.
  • a PTC (positive temperature coefficient) or an NTC (negative temperature coefficient) element can be used as a temperature sensor or as a temperature-sensitive element.
  • the wall passage of the hoof protection wall from the temperature sensor to the outside is closed by means of a thermally insulating filling. This can prevent the possible The self-heating of the electronic hoof component is detected by the temperature sensor, which could impair the temperature detection.
  • the electronic hoof component further comprises a temperature sensor which is arranged on the inside of the hoof protection wall and is in contact with the hoof or in the immediate vicinity of the hoof during use.
  • a temperature sensor which is arranged on the inside of the hoof protection wall and is in contact with the hoof or in the immediate vicinity of the hoof during use.
  • This can represent a direct and comparatively simple way of detecting the temperature.
  • this exposes the temperature sensor to mechanical stress due to contact with the hoof, which can reduce its longevity.
  • the temperature sensor can also be integrated inside the hoof protection wall, for example between several layers of fabrics, textiles, foams and the like, in order to be used in the immediate vicinity of the hoof. This can provide additional protection, but can delay the spread of the temperature to the temperature sensor somewhat.
  • This aspect of the invention is based on the idea that the temperature-sensitive element is integrated within the hoof protection and is preferably contacted externally, for example via a plug.
  • the difference compared to the previous variants or aspects of the invention can be that in this case the temperature sensor can neither be integrated within an electronic unit nor on a force sensor below the hoof, but is located in the hoof protection.
  • the temperature sensor can then be in contact with the hoof, or lie within the hoof protection wall or the collar.
  • the temperature sensor of the hoof protection wall can also be present in addition to a temperature sensor of the electronic hoof component or its circuit board and/or a force sensor underneath the hoof.
  • the temperature sensor of the electronic hoof component can be used to The ambient temperature can be recorded or estimated and/or the temperature dependency of the electronic hoof component can be compensated.
  • the force between the hoof and the ground can be recorded using the force sensor.
  • the temperature dependency of the force measuring cells of the force sensor can be compensated and/or the hoof temperature can be estimated.
  • the hoof temperature can be measured using the "external" temperature sensor of the hoof protection wall for additional diagnosis or indication, independently and if necessary solely of the other measurement options.
  • the electronic hoof component further comprises a temperature sensor. This allows the temperature of the electronic hoof component itself and its immediate surroundings to be detected by sensors in addition to the temperature of the hoof.
  • the electronic hoof component also has an acceleration sensor and/or a gyroscope. This also allows the acceleration of the hoof to be recorded, which can enable additional options for evaluating the movements of the hoof or the hoofed animal.
  • a gyroscope can also be used.
  • the hoof protection further comprises a reaction force measuring plate for detecting the ground reaction force distribution over the ground contact surface of the hoof when it hits the ground, with a preferably rigid carrier plate with a first surface facing the ground during use and an opposite second surface facing the hoof, or vice versa, and with a plurality of flat surfaces fixed in a fixed position on the first surface of the carrier plate.
  • Force measuring sensors The ground represents a subsurface which can basically be of any type or made of any material.
  • the reaction force measuring plate can have a carrier plate that is essentially both rigid and incompressible (but possibly elastically flexible).
  • a reaction force measuring plate is structurally simple and can therefore be produced inexpensively, is robust in practical use and is easy to handle. It also enables the reaction forces to be recorded with sufficient resolution over the surface of the hoof, with low force side effects and therefore high accuracy. It is also flat and light in construction and is therefore not only easy to use, but also easy to transport.
  • At least five force measuring sensors can be used.
  • at least and particularly preferably exactly seven force measuring sensors can be used, which can be arranged along the edge.
  • the force measuring sensors can be arranged at approximately the same distance from one another in the circumferential direction. This can enable representative recording of the force values while at the same time limiting the effort.
  • an additional force measuring sensor can be arranged in the middle and/or on the edge between the heel ends of the hoof of an ungulate, which can increase or improve the significance of the recorded measured values.
  • the carrier plate can, as explicitly formulated and described above, be arranged with the first surface facing the ground in use and with the second opposite surface facing the hoof or foot. However, the arrangement can also be reversed, in that the carrier plate can be arranged with the first surface facing the hoof or foot in use and with the second opposite surface facing the ground. This can be the Increase the possibilities for use and design. In particular, the arrangement of the carrier plate with the first surface facing the hoof during use is advantageous because the force measuring sensors and any elastic force transmission studs act against the hoof.
  • the hoof protection further comprises at least one temperature measuring sensor, which is designed and arranged on the reaction force measuring plate to detect the temperature of the hoof. This can additionally also enable detection of the temperature of the sole of the hoof.
  • the temperature measuring sensor of the reaction force measuring plate is also formed on the continuous sensor carrier film, preferably as a printed electrical line, preferably in a meandering shape. This can also be implemented accordingly for the temperature measuring sensor.
  • the force measuring sensors together with associated sensor signal lines and optionally power supply lines are realized on a continuous sensor carrier film, which is fixed in particular on the first surface of the carrier plate. This can simplify implementation and production.
  • the force measuring sensors or the sensor carrier film are glued to the carrier plate. This can represent an easily implemented design.
  • the effective area of the force measuring sensors is in the range between 0.5 cm 2 and 10 cm 2 , in particular 2 cm 2 and 5 cm 2 . It is understood that when using a relatively large number of force measuring sensors and especially in configurations of the measuring plate which are suitable for animals with a relatively small hoof or foot area, the effective area can be relatively small, whereas in configurations with a relatively small number of sensors and for animals with a large detection area, it can be closer to or even higher than the upper limit mentioned as preferred.
  • all force measuring sensors are essentially rectangular in shape and have the same geometric shape and effective area. This can facilitate technologically easy and cost-effective manufacture of the sensors and the configurability of different versions of the measuring plate.
  • the force measuring sensors are resistive-dielectric sensors, which in particular comprise a first conductive layer, on this a dielectric layer which is surrounded and delimited by a spacer that determines the shape of the force measuring sensor, and a second conductive layer on the dielectric layer and the spacer.
  • resistive force measuring sensors can also have a different, i.e. known, structure.
  • piezoelectric or capacitive or inductive sensors or electroactive polymers can also be used.
  • the carrier plate has the shape of a closed horseshoe, circular ring, U or polygon, in particular with a recess in the middle area. This allows adaptation for use with various ungulates or other vertebrates (including humans).
  • the carrier plate consists of organic sheet, spring steel or plastic.
  • a contactless temperature sensor e.g. an infrared sensor
  • the invention can be used according to the invention, which is integrated in the electronic hoof component as an electronic unit, in order to establish a "visual contact" with the hoof, the coronary band or the pastern through a "viewing window", for example a transparent or translucent element of the hoof protection wall, so that the temperature can be determined there.
  • the hoof protection in particular the hoof shoe or the hoof bell, can have a recess or an opening or a transparent or translucent insert at this point so that the measurement on the animal is possible.
  • the viewing window is advantageously integrated into the rear housing wall (e.g. glued, welded or molded on).
  • the viewing window advantageously protrudes over the back.
  • the viewing window advantageously protrudes so far over the rear wall that it fills a recess in the hoof protection or protrudes into it.
  • a temperature-sensitive element can be integrated into the electronics. In the simplest version, this can be placed directly on the electronics or its circuit board.
  • the temperature-sensitive element is advantageously arranged on the outer wall of the electronics on the side facing the hoof or immediately behind it.
  • the housing advantageously protrudes from the back of the electronics in the area of the sensor so that it completely or at least partially fills a recess in the shoe.
  • a material with high thermal conductivity e.g. a metal, is advantageously integrated into the housing of the electronics at least in the protruding area so that the temperature from the hoof is transmitted well.
  • the space between the temperature-sensitive element and the electronics is advantageously filled with a material with lower thermal conductivity. filled, for example cast. This prevents interference from the self-heating of the electronics.
  • At least one temperature-sensitive element such as an RTD, PTC or NTC, can be integrated into the hoof protection, which is connected directly or indirectly to the electronic unit via a plug contact.
  • a temperature-sensitive element can be arranged inside the hoof component, but not on the circuit board. This can then be done with an insulating filling and as close to the hoof as possible.
  • the electronic hoof component can also have a 3-axis acceleration sensor and/or a 3-axis gyroscope.
  • FIG. 1 shows the structure of an exemplary reaction force measuring plate in a perspective view from below;
  • Fig. 2 is a schematic diagram of an embodiment of a reaction force measuring system according to the invention, in the form of a block diagram;
  • Fig. 3 shows a hoof of a hoofed animal with a hoof protection according to the invention according to a first embodiment
  • Fig. 4 shows a hoof of a hoofed animal with a hoof protection according to the invention according to a second embodiment
  • Fig. 5 shows a hoof of a hoofed animal with a hoof protection according to the invention according to a third embodiment
  • Fig. 6 shows a hoof of a hoofed animal with a hoof protection according to the invention according to a fourth embodiment.
  • the above figures are described in Cartesian coordinates with a longitudinal direction X, a transverse direction Y perpendicular to the longitudinal direction X and a vertical direction Z perpendicular to both the longitudinal direction X and the transverse direction Y.
  • the longitudinal direction X can also be referred to as depth X
  • the transverse direction Y as width Y
  • the vertical direction Z as height Z.
  • the longitudinal direction X and the transverse direction Y together form the horizontal X, Y, which can also be referred to as the horizontal plane X, Y.
  • the longitudinal direction X, the transverse direction Y and the vertical direction Z can also be referred to together as spatial directions X, Y, Z or as Cartesian spatial directions X, Y, Z.
  • Fig. 1 shows, in a perspective view from below, the structure of an exemplary reaction force measuring plate 1 with a closed horseshoe-shaped rigid carrier plate 3, which has a first surface 3a and a second surface 3b.
  • Seven resistive force measuring sensors 5 with a matching rectangular basic shape are attached to the first surface 3a at equal distances from one another.
  • the free surfaces of each of the force measuring sensors 5 point downwards in the direction of a substrate (not shown) and thus, for example, away from the horse's hoof H.
  • the force measuring sensors 5 can also be referred to as force sensors 5 or as force sensor elements 5.
  • the force measuring sensors 5 are integrally implemented on a sensor carrier film 9, which also carries conductor tracks (not shown) for connecting each sensor.
  • the sensor carrier film 9, together with the force measuring sensors 5 formed thereon, can be manufactured using conventional means of printed circuit board technology, which are known per se to the person skilled in the art.
  • the sensor carrier film 9 is applied with its rear side to the first surface 3a of the carrier 3.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a reaction force measuring system 17, which can be formed in particular with a reaction force measuring plate according to Fig. 1.
  • the representation is in the form of a functional block diagram and is not intended to show the exact structural implementation of the system components.
  • the reaction force measuring system 17 comprises a sensor signal preprocessing unit 19, which are connected to the force measuring sensors 5 via the sensor signal lines or via the plug outlet 13 and serve to effect a preprocessing and formatting of the sensor signals that is advantageous for external signal transmission.
  • the sensor signal preprocessing units 19 are connected to a wireless sensor signal transmitter 21, which can operate according to the Bluetooth standard, for example, but also according to another standard of wireless message transmission depending on the application.
  • the above-mentioned components are assigned an energy source 23, which in the simplest case is a commercially available primary cell or a rechargeable battery. If a rechargeable battery is used, this can be assigned a charging socket (not shown in the figure) for recharging when installed.
  • the functional units of the hoof component 25 can all be realized on the sensor carrier film 9.
  • the electronic hoof component 25 can also be arranged as a box on the outside of a hoof protector 37 or its hoof protection wall 37b.
  • the electronic hoof component 25 is in wireless signal connection via the sensor signal transmitter 21 when the system is in use with a sensor signal receiving, evaluation and display device 27, which is located away from the animal (or human) to be examined.
  • the device 27 comprises a wireless sensor signal receiver 29 which is configured to communicate with the sensor signal transmitter 21 on the electronic hoof component 25 and which feeds the received signals to a signal evaluation unit 31 where they are subjected to evaluation according to a program stored in a program memory 33.
  • a display unit 35 is used to display the evaluation results, for example for a therapist or trainer.
  • the components of the sensor signal reception, evaluation and display device can be implemented, for example, in a notebook, tablet or smartphone with a suitable evaluation app.
  • Fig. 3 shows a hoof H of a hoofed animal with a hoof protector 37 according to the invention in accordance with a first exemplary embodiment.
  • the hoof protector 37 is designed as a hoof bell 37 and surrounds the hoof H up to the coronary edge (not designated), to which the leg B or its pastern is connected.
  • the hoof protection 37 or the hoof bell 37 has a wall passage 37c in the upper area of the hoof protection wall 37b, which is filled by a transparent filling 37d as part of the hoof protection 37.
  • the electronic hoof component 25 arranged on the outside of the hoof protection wall 37b has an infrared sensor 25a, which is directed at the wall passage 37c or through the transparent material of the filling 37d to the outside of the hoof H. Accordingly, the temperature of the hoof H can be recorded at any time and continuously by the infrared sensor 25a and transmitted to the outside of the electronic hoof component 25, just like the sensor data of the force measuring sensors 5. There, the recorded temperature of the hoof H can be used for sporting and medical purposes. Fig.
  • the hoof protector 37 is a hoof shoe 37 with a hoof protection sole 37a, which closes the hoof shoe 37 downwards towards the ground or the floor (not shown).
  • the reaction force measuring plate 1 described above is arranged between the underside of the hoof H, ie its hoof sole, and the inside of the hoof shoe 37 or its hoof shoe sole 37a, which additionally has a centrally arranged temperature sensor 11 and is connected to the electronic hoof component 25 by means of an electrical connection 26.
  • the electronic hoof component 25 which basically corresponds to the first embodiment of Fig.
  • a gyroscope can also be provided (not shown).
  • Fig. 5 shows a hoof H of a hoofed animal with a hoof protection 37 according to the invention in accordance with a third exemplary embodiment.
  • the reaction force measuring plate 1 is used as previously described, i.e. without an additional temperature sensor 1.
  • the temperature sensor 25d can also be arranged in the immediate vicinity of the hoof H in the hoof protection wall 37b in order to be protected.
  • the temperature sensor 25d is connected to the electronic hoof component 25 by means of a plug connection 26a.
  • Fig. 6 shows a hoof H of a hoofed animal with a hoof protector 37 according to the invention according to a fourth embodiment.
  • the hoof protector 37 as a hoof shoe 37 essentially corresponds to the third embodiment with a temperature sensor 25d comparable to the first embodiment, wherein in In this case, the temperature sensor 25d is arranged on the inside of the wall passage 37c.
  • the temperature sensor 25d is protected from the surface of the hoof H by means of a thermally conductive closure 37f, but can detect the temperature of the hoof H as directly as possible due to the thermally conductive properties of the material of the closure 37f.
  • the wall passage 37c is filled with a thermally insulating filling 37e.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hufschutz (37), vorzugsweise einen Hufschuh (37) oder eine Hufglocke (37), mit einer elektronische Huf-Komponente (25), welche, vorzugsweise entfernbar, an einer Hufschutzwand (37b) angeordnet ist, und mit wenigstens einem Sensor zur Erfassung der Temperatur des Hufes (H) eines Huftieres bei Gebrauch.

Description

202302079
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Beschreibung
Hufschutz, vorzugsweise Hufschuh oder Hufglocke
Die Erfindung betrifft einen Hufschutz, vorzugsweise einen Hufschuh oder ein Hufglocke.
Für die Gang- und Gesundheitsanalyse eines Pferdes oder eines anderen Huftieres (z. B. Kamels) ist es wünschenswert, die bei dessen Auftreten auf den Untergrund bzw. auf den Boden entstehenden Reaktionskräfte nicht nur an einem Punkt, sondern mit einer gewissen Auflösung über die Auftrefffläche des Hufes zu erfassen. Aus den Messwerten soll auf den Gesundheitszustand des Tieres, z. B. in Bezug auf Lahmheiten oder Überlastungen des Gangapparates, geschlossen werden können.
Während es für entsprechende Aufgaben im Bereich der medizinischen Diagnostik, der Trainingszustandsanalyse und der Rehabilitation beim Menschen eine ganze Reihe von Lösungen gibt, hält sich die Verfügbarkeit entsprechender Systeme für Huftiere in Grenzen. Es gibt ein marktgängiges Produkt der Firma Tekscan und daneben Systeme mit ähnlicher Zweckbestimmung, die aber auf der Messung von Beschleunigungen statt von Reaktionskräften basieren.
Aus der GB 2 482 192 B ist es bekannt, Kraftsensoren für derartige Zwecke an einem Hufeisen zu befestigen und deren Signale lokal zu speichern und bzw. oder über einen drahtlosen Transmitter zu einer entfernten Empfangs- und Auswertungsstation zu übertragen.
Gemäß der DE 10 2011 016 344 A1 werden Kraftsensoren in einen Elastomer- Körper für einen entsprechenden Zweck eingesetzt. Der Elastomer-Körper, der wiederum in einen Hufschuh eingefügt werden soll, soll die Verwendung handelsüblicher resistiver Kraftsensoren mit ihrem limitierten Kraftmessbereich auch für Reaktionskraft-Analyse bei Pferden mit ihrem relativ hohen Bodendruck ermöglichen.
Die US 2020/319044 A1 lehrt ein weiteres System zur flächig aufgelösten Erfassung von Reaktionskräften an den Hufen eines Huftieres, welches die Sensorsignale über einen drahtlosen Transmitter zu einer entfernten Auswertungseinheit überträgt. Dieses System hat eine aufwändige Konstruktion aus einer Grundplatte und einer Bodenplatte, die relativ zueinander präzise geführt werden und zwischen denen jeweils mehrere Kraftaufbringungszylinder und eine Mehrzahl von resistiven Kraftmesssensoren sowie zusätzlich eine Mikroprozessoreinheit, eine Kommunikationseinheit und eine Batterie zur Stromversorgung der Komponenten untergebracht sind. Die Funktion der „Kraftaufbringungszylinder“ ist der Druckschrift ebenso wenig zu entnehmen wie die Art und Weise der Anbringung am Huf.
Die DE 102021 211 795.3 (unveröffentlicht) beschreibt eine Reaktionskraft- Messplatte zur Erfassung der Bodenreaktionskraftverteilung über die Bodenkontaktfläche des Fußes eines Huftiers oder des Fußes eines Menschen bei dessen Auftreten auf den Boden, mit einer steifen Trägerplatte mit einer im Gebrauch dem Boden zugewandten ersten Oberfläche und einer dem Huf oder Fuß zugewandten zweiten Oberfläche, einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche der Trägerplatte positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren und mehreren, insbesondere einer der Mehrzahl von Kraftmesssensoren entsprechenden Mehrzahl, von elastischen Kraftübertragungsstollen, die an den freien Oberflächen der Kraftmesssensoren fixiert sind.
Nachteilig bei den bekannten derartigen Möglichkeiten zur Kraftmessung des
Fußes eines Huftiers oder des Fußes eines Menschen bei dessen Auftreten auf den Boden, d.h. bei Bodenkontakt, ist, dass die Messeigenschaften der verwendeten Kraftmesssensoren temperaturabhängig sein bzw. von der Temperatur in der unmittelbaren Umgebung des Kraftsensors bzw. dessen Temperatur beeinflusst werden können. Dies kann die Erfassung der Messgröße, aus welcher Kraftwerte bestimmt werden können, beeinflussen bzw. verfälschen. Dies kann die Genauigkeit bzw. die Qualität der erfassten Messgröße bzw. des hieraus bestimmten bzw. ermittelten Kraftwertes beeinträchtigen. Dies kann sich entsprechend verschlechternd auf die Ergebnisse der Auswertung der Kraftwerte auswirken.
Des Weiteren kann auch die Temperatur des Hufes von Huftieren wie z.B. Pferden hilfreichen Aufschluss über mögliche Ursachen für bestehende Lahmheit oder Anzeichen für drohende Beschwerden geben. Bisher erfolgen Temperaturmessungen am Huf im Allgemeinen per Thermographie mit einer Wärmebildkamera oder mit einem handelsüblichen Infrarotthermometer.
Nachteilig ist dabei, dass die Temperaturverteilung auf dem Huf lokal unterschiedlich sein kann. Die reproduzierbare Messung mit einem Infrarotthermometer ist daher schwierig. Die Messung mit einer Wärmebildkamera kann zwar einen genaueren Aufschluss über die Temperaturverteilung geben, allerdings sind entsprechende Systeme sehr teuer.
Sollen die bekannten Systeme zur Ganganalyse gleichzeitig mit der Bestimmung der Temperatur des Hufes von Huftieren angewendet werden, so wird dies höchstens nacheinander erfolgen, da es unhandlich wäre, ein weiteres Gerät zur Ermittlung der Huftemperatur gleichzeitig mit einem System zur Ganganalyse einzusetzen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Möglichkeiten zur Bestimmung der Temperatur des Hufes von Huftieren zu verbessern. Insbesondere soll eine reproduzierbare Temperaturmessung am Huf durch Integration einer Temperatursensorik an einem Trägersystem am Pferdehuf ermöglicht werden. Dies soll insbesondere in Kombination mit der Kraftmessung des Fußes eines Huftiers bei dessen Auftreten auf den Boden zu verbessern.
Ggfs. soll zusätzlich oder alternativ noch wenigstens eine weitere physikalische Größe am Huf sensorisch erfasst werden können. Dies soll möglichst einfach, kostengünstig, bauraumsparend und bzw. oder gewichtssparend erfolgen.
Zumindest soll eine Alternative zu den bekannten Möglichkeiten geschaffen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Hufschutz gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Somit betrifft die Erfindung einen Hufschutz, vorzugsweise einen Hufschuh oder eine Hufglocke, mit einer elektronische Huf-Komponente, welche, vorzugsweise entfernbar, an einer Hufschutzwand angeordnet ist, und mit wenigstens einem Sensor zur Erfassung der Temperatur des Hufes eines Huftieres bei Gebrauch.
Als Sensor können jegliche Sensorprinzipien verwendet werden, welche bei dieser Anwendung die Temperatur des Hufes des Huftieres sensorisch erfassen können, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
In jedem Fall kann erfindungsgemäß auf diese Art und Weise eine reproduzierbare und bzw. oder kontinuierliche Temperaturmessung am Huf ohne zusätzliche Geräte erfolgen, da die Sensorik zur Temperaturerfassung in ein ohnehin genutztes Gerät zum Schutz des Hufes, insbesondere in einen Hufschuh bzw. in eine Hufglocke, erfolgen kann. Auf zusätzliche Geräte, welche insbesondere das Huftier stören könnten, kann verzichtet werden. Insbesondere kann hierdurch eine Temperaturerfassung während der Bewegung, insbesondere während des Trainings eines Pferdes erfolgen, was besonders hilfreich für den Trainer bzw. Besitzer sein kann. Vorzugsweise können diese Möglichkeiten der Temperaturerfassung des Hufes mit weiteren am Huf erfassten Sensorwerten kombiniert werden, wie weiter unten noch näher beschrieben werden wird. Hierdurch kann insbesondere eine Kombination mit einer sensorischen Erfassung zur Ganganalyse z.B. durch Druckmessung unter dem Huf und bzw. oder der Beschleunigungsmessung am Huf erfolgen. Insbesondere bei der gesundheitlichen Ganganalyse von Pferden kann die Temperaturmessungen ergänzende Informationen liefern, die es ermöglichen, z.B. einen erkrankten Huf schneller zu identifizieren. Der Begriff „Huf“ schließt dabei neben dem Huf selbst auch den Kronenrand und die Fessel mit ein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Hufschutzwand einen Wanddurchgang auf, wobei die elektronische Huf-Komponente einen Infrarotsensor aufweist, welcher durch den Wanddurchgang der Hufschutzwand auf den Huf gerichtet ist. Dies kann eine Möglichkeit der konkreten Umsetzung darstellen. Dies kann insbesondere dahingehend vorteilhaft sein, dass der Infrarotsensor auf einer Platine der elektronischen Huf-Komponente angeordnet werden kann, so dass auf eine zusätzliche Verkabelung verzichtet werden kann, welche Bauraum kosten und Montageaufwand verursachen würde. Auch kann hierdurch sichergestellt werden, dass der Infrarotsensor keine Relativbewegung zur elektronischen Huf-Komponente ausführen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wanddurchgang mit einer transparenten Füllung verschlossen. Dies kann Verschmutzungen, Feuchtigkeit und dergleichen von der elektronischen Huf-Komponente und insbesondere von dessen Infrarotsensor fernhalten sowie auch einen Kontakt mit der elektronischen Huf-Komponente und insbesondere mit dessen Infrarotsensor durch den Wanddurchgang hindurch vermeiden. Dies kann die elektronische Huf- Komponente und insbesondere dessen Infrarotsensor schützen und vermeiden, dass der „Sichtkontakt“ eines Sensors auf den Huf durch Schmutz gestört und damit die Messung verfälscht wird. Die Transparenz der Füllung kann gleichzeitig die Erfassung von infraroter Strahlung seitens des Intrarotsensors ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Hufschutzwand einen Wanddurchgang auf, welcher gegenüber dem Huf mittels eines thermisch leitfähigen Abschlusses verschlossen ist, wobei die elektronische Huf- Komponente einen Temperaturfühler aufweist, welcher innen am thermisch leitfähigen Abschluss angeordnet ist. Als thermisch leitfähiger Abschluss kann auch ein thermisch isolierender Abschluss verwendet werden, welcher ausreichend dünn ausgebildet ist, um keine bedeutsame thermisch isolierende Wirkung zu haben, jedoch eine schützende Wirkung haben kann. Somit kann die Wärme vom Huf durch das thermisch leitfähige Material des Abschlusses hindurch zum Temperaturfühler gelangen, um dort sensorisch erfasst zu werden. Dies kann eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit der Temperaturerfassung des Hufs darstellen.
Der Temperaturfühler stellt ein temperatursensitives Element dar, welches eine temperaturabhängige physikalische Größe aufweist, dessen Wert erfasst und in einen entsprechenden Temperaturwert umgerechnet werden kann. Hierdurch kann die Temperatur des Temperaturfühlers bzw. dessen unmittelbarer Umgebung sensorisch erfasst und hieraus ein Temperaturwert bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Temperaturabhängigkeit, zumindest im relevanten Messbereich, linear, was die Erfassung des Sensorwertes und die Bestimmung des Temperaturwertes einfacher und bzw. oder genauer machen kann. In jedem Fall kann als Temperaturfühler bzw. als temperatursensitives Element ein PTC- (Positive Temperature Coefficient) oder ein NTC-(Negative Temperature Coefficient)Element verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Wanddurchgang der Hufschutzwand vom Temperaturfühler nach außen mittels einer thermisch isolierenden Füllung verschlossen. Dies kann verhindern, dass die ggf. auftretende Eigenerwärmung der elektronischen Huf-Komponente vom Temperaturfühler erfasst wird, was die Temperaturerfassung beeinträchtigen könnte.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die elektronische Huf- Komponente ferner einen Temperaturfühler auf, welcher an der Innenseite der Hufschutzwand angeordnet und bei Gebrauch in Kontakt mit dem Huf oder in unmittelbarer Nähe zum Huf ist. Dies kann eine direkte und vergleichsweise einfache Möglichkeit der Temperaturerfassung darstellen. Hierdurch wird der Temperaturfühler jedoch durch den Kontakt mit dem Huf mechanischen Belastungen ausgesetzt, was seine Langlebigkeit reduzieren kann. Entsprechend kann der Temperaturfühler auch im Inneren der Hufschutzwand integriert sein, beispielsweise zwischen mehreren Lagen von Stoffen, Textilien, Schäumen und dergleichen, um in unmittelbarer Nähe zum Huf verwendet zu werden. Dies kann zusätzlichen Schutz bieten, jedoch die Ausbreitung der Temperatur zum Temperaturfühler hin zeitlich etwas verzögern.
Diesem Aspekt der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass das temperatursensitive Element innerhalb des Hufschutzes integriert ist und vorzugsweise extern kontaktiert wird, beispielsweise über einen Stecker. Gegenüber den vorangehenden Varianten bzw. Aspekten der Erfindung kann der Unterschied darinstehen, dass der Temperaturfühler in diesem Fall weder innerhalb einer Elektronikeinheit noch auf einem Kraftsensor unterhalb des Hufes integriert sein kann, sondern im Hufschutz sitzt. Optional kann der Temperaturfühler dann in Kontakt mit dem Huf stehen, oder aber innerhalb der Hufschutzwand oder dem Bund liegen.
Alternativ kann der Temperaturfühler der Hufschutzwand auch zusätzlich zu einem Temperatursensor der elektronischen Huf-Komponente bzw. dessen Platine und bzw. oder zu einem Kraftsensor unterhalb des Hufes vorhanden sind. In diesem Fall kann mittels des Temperatursensors der elektronischen Huf-Komponente eine Erfassung bzw. Schätzung der Umgebungstemperatur und bzw. oder ein Ausgleich der Temperaturabhängigkeit der elektronischen Huf-Komponente erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann mittels den Kraftsensors die Kraft zwischen Huf und Untergrund erfasst werden. Zusätzlich kann im Falle der Kenntnis der Temperatur der Umgebung ein Ausgleich der Ausgleich der Temperaturabhängigkeit der Kraftmesszellen des Kraftsensors und bzw. oder ein Schätzen der Huftemperatur erfolgen. In jedem Fall kann, zusätzlich oder alternativ, mittels des „externen“ Temperaturfühler der Hufschutzwand eine Messung der Huftemperatur für zusätzliche Diagnose bzw. Indikation erfolgen, unabhängig und ggfs. alleinig von den übrigen Messmöglichkeiten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die elektronische Huf- Komponente ferner einen Temperatursensor auf. Hierdurch kann die Temperatur der elektronischen Huf-Komponente selbst sowie dessen unmittelbarer Umgebung zusätzlich zur Temperatur des Hufes sensorisch erfasst werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die elektronische Huf- Komponente ferner einen Beschleunigungssensor und bzw. oder ein Gyroskop auf. Hierdurch kann auch die Beschleunigung des Hufes erfasst werden, was zusätzliche Möglichkeiten der Bewertung der Bewegungen des Hufes bzw. des Huftieres ermöglichen kann. Zusätzlich oder alternativ zum Beschleunigungssensor kann auch ein Gyroskop verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Hufschutz ferner eine Reaktionskraft-Messplatte zur Erfassung der Bodenreaktionskraftverteilung über die Bodenkontaktfläche des Hufes bei dessen Auftreten auf den Boden auf, mit einer, vorzugsweise steifen, Trägerplatte mit einer im Gebrauch dem Boden zugewandten ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden dem Huf zugewandten zweiten Oberfläche, oder umgekehrt, und mit einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche der Trägerplatte positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren. Der Boden stellt einen Untergrund dar, welcher grundsätzlich beliebig beschaffen bzw. aus einem beliebigen Material ausgebildet sein kann.
Die Reaktionskraft-Messplatte kann eine im Wesentlichen sowohl biegesteife als auch inkompressible (aber ggfs. elastisch biegsamen) Trägerplatte aufweisen. Eine solche Reaktionskraft-Messplatte ist konstruktiv einfach aufgebaut und daher kostengünstig herstellbar, im praktischen Gebrauch robust und einfach zu handhaben. Sie ermöglicht zudem eine über die Fläche des Hufes hinreichend aufgelöste Erfassung der Reaktionskräfte mit geringen Kraftnebenflüssen und daher hoher Genauigkeit. Sie ist zudem im Aufbau flach und leicht und daher nicht nur leicht anzuwenden, sondern auch leicht zu transportieren.
Es können vorzugsweise wenigstens fünf Kraftmesssensoren verwendet werden. Vorzugweise können wenigstens und besonders vorzugsweise genau sieben Kraftmesssensoren verwendet werden, welche randseitig verlaufend angeordnet sein können. In jedem Fall können die Kraftmesssensoren in der Umfangsrichtung annährend gleich zueinander beabstandet angeordnet sein. Dies kann eine repräsentative Erfassung der Kraftwerte bei gleichzeitig begrenztem Aufwand ermöglichen.
Vorzugsweise können zusätzlich noch ein weiterer Kraftmesssensor mittig und bzw. oder randseitig zwischen den Hackenenden des Hufes eines Huftiers angeordnet sein, was die Aussagekraft der erfassten Messwerte erhöhen bzw. verbessern kann.
Die Trägerplatte kann, wie zuvor explizit formuliert und beschrieben, mit der ersten Oberfläche im Gebrauch dem Boden zugewandt und mit der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche dem Huf oder Fuß zugewandt sein. Die Anordnung kann jedoch auch umgekehrt erfolgen, indem die Trägerplatte mit der ersten Oberfläche im Gebrauch dem Huf oder Fuß zugewandt und mit der zweiten gegenüberliegenden Oberfläche dem Boden zugewandt sein kann. Dies kann die Nutzungs- und Gestaltungsmöglichkeiten erhöhen. Insbesondere ist die Anordnung der Trägerplatte mit der ersten Oberfläche im Gebrauch dem Huf zugewandt dahingehend vorteilhaft, weil dann die Kraftmesssensoren und ggfs. vorhandene elastische Kraftübertragungsstollen gegen den Huf wirken.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Hufschutz ferner wenigstens einen Temperaturmesssensor auf, welcher ausgebildet und auf der Reaktionskraft-Messplatte angeordnet ist, die Temperatur des Hufes zu erfassen. Dies kann zusätzlich auch eine Erfassung der Temperatur der Sole des Hufes ermöglichen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ferner der Temperaturmesssensor der Reaktionskraft-Messplatte auf der zusammenhängenden Sensorträgerfolie, vorzugsweise als gedruckte elektrische Leitung, vorzugsweise mäanderförmig, ausgebildet. Dies kann entsprechend auch für den Temperaturmesssensor umgesetzt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kraftmesssensoren zusammen mit zugehörigen Sensorsignalleitungen und optional Stromversorgungsleitungen auf einer zusammenhängenden Sensorträgerfolie realisiert, die insbesondere auf der ersten Oberfläche der Trägerplatte fixiert ist. Dies kann die Umsetzung und Herstellung vereinfachen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kraftmesssensoren bzw. ist die Sensorträgerfolie mit der Trägerplatte verklebt. Dies kann eine einfach realisierbare Ausführung darstellen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung liegt die Wirkfläche der Kraftmesssensoren im Bereich zwischen 0,5 cm2 und 10 cm2, insbesondere 2 cm2 und 5 cm2. Es versteht sich, dass bei Verwendung einer relativ großen Anzahl von Kraftmesssensoren und speziell bei Konfigurationen der Messplatte, die für Tiere mit relativ kleiner Huf- bzw. Fußfläche vorgesehen sind, die Wirkfläche relativ gering sein kann, während sie bei Konfigurationen mit einer relativ geringen Sensoranzahl und für Tiere mit großer Erfassungsfläche eher an der als bevorzugt genannten Obergrenze oder auch darüber liegen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind alle Kraftmesssensoren im Wesentlichen rechteckig geformt und haben die gleiche geometrische Form und Wirkfläche. Dies kann eine technologisch leichte und kostengünstige Herstellbarkeit der Sensoren und Konfigurierbarkeit unterschiedlicher Ausführungen der Messplatte begünstigen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kraftmesssensoren resistiv- dielektrische Sensoren, die insbesondere eine erste leitfähige Schicht, auf dieser eine dielektrische Schicht, die von einem die Form des Kraftmesssensors bestimmenden Spacer umgeben und abgegrenzt ist, und auf der dielektrischen Schicht und dem Spacer eine zweite leitfähige Schicht umfassen. Neben dem hier als Variante erwähnten Aufbau können derartige resistive Kraftmesssensoren auch einen anderen, also solchen bekannten Aufbau haben. Grundsätzlich sind neben resistiv-dielektrischen Sensoren in der Reaktionskraft-Messplatte auch piezoelektrische oder kapazitive oder induktive Sensoren oder elektroaktive Polymere einsetzbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung hat die Trägerplatte die Form eines geschlossenen Hufeisens, Kreisringes oder U oder Vielecks, insbesondere mit einer Ausnehmung im Mittenbereich. Hierdurch kann eine Anpassung an den Einsatz bei verschiedenen Huftieren oder auch anderen Wirbeltieren (u. a. dem Menschen) erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung besteht die Trägerplatte aus Organoblech, Federstahl oder Kunststoff. Dies können konkrete Möglichkeiten der Umsetzung darstellen. Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß gemäß einer Option A ein kontaktloser Temperatursensor (z.B. ein Infrarotsensor) verwendet werden, welcher in der elektronischen Huf-Komponente als Elektronikeinheit integriert ist, um durch ein „Sichtfenster“, beispielsweise ein transparentes oder transluzentes Element der Hufschutzwand, ein „Sichtkontakt“ mit dem Huf, dem Kronenrand oder der Fessel hergestellt, sodass an dieser die Temperatur bestimmt werden kann.
Der Hufschutz, insbesondere der Hufschuh bzw. die Hufglocke, kann an dieser Stelle eine Ausnehmung bzw. eine Öffnung oder einen transparenten bzw. transluzenten Einsatz aufweisen, sodass die Messung am Tier ermöglicht wird. Das Sichtfenster ist vorteilhafterweise in der rückseitigen Gehäusewand integriert (z.B. eingeklebt, angeschweißt oder angespritzt). Vorteilhafterweise steht das Sichtfenster über die Rückseite hervor. Vorteilhafterweise steht das Sichtfenster so weit über die Rückwand heraus, dass es eine Ausnehmung in dem Hufschutz ausfüllt bzw. in diesen hineinragt.
Gemäß einer Option B kann innerhalb der Elektronik ein temperatursensitives Element integriert werden. Dieses kann in der einfachsten Ausführung direkt auf der Elektronik bzw. dessen Platine aufgesetzt sein. Vorteilhafter Weise wird das temperatursensitive Element an der Außenwand der Elektronik auf der dem Huf zugewandten Seite oder unmittelbar hinter dieser angeordnet. Vorteilhafterweise steht aus der Rückseite der Elektronik das Gehäuse im Bereich des Sensors hervor, sodass dieses eine Aussparung im Schuh ganz oder zumindest teilweise ausfüllt. Vorteilhafterweise ist in das Gehäuse der Elektronik zumindest in dem herausstehenden Bereich ein Material mit hoher Temperaturleitfähigkeit, z.B. ein Metall, integriert, sodass die Temperatur vom Huf gut übertragen wird. Vorteilhafterweise wird der Zwischenraum zwischen dem temperatursensitiven Element und der Elektronik mit einem Material geringerer thermischer Leitfähigkeit gefüllt, beispielsweise vergossen. Dadurch wird ein Störeinfluss durch dieEigenerwärmung der Elektronik verhindert.
Gemäß einer Option C kann in den Hufschutz mindestens ein temperatursensitives Element, beispielsweise ein RTD, PTC oder NTC, integriert sein, welches direkt oder indirekt über einen Steckkontakt mit der Elektronikeinheit verbunden wird.
Gemäß einer Option D kann ein temperatursensitives Element innerhalb der Huf- Komponente, aber nicht auf der Platine, angeordnet sein. Dies kann dann mit einer isolierenden Füllung und möglichst nahe am Huf erfolgen.
Es sind auch Kombinationen der Optionen A, B, C und D möglich.
Die elektronische Huf-Komponente kann zusätzlich auch einen 3-Achsen Beschleunigungssensor und bzw. oder einen 3-Achsen Gyroskop aufweisen.
Mehrere Ausführungsbeispiele und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt: Fig. 1 den Aufbau einer beispielhaften Reaktionskraft-Messplatte in einer perspektivischen Untersicht;
Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Reaktionskraft-Messsystems, in Art eines Blockschaltbildes;
Fig. 3 einen Huf eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 4 einen Huf eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 5 einen Huf eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels; und
Fig. 6 einen Huf eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Die Beschreibung der o.g. Figuren erfolgt in kartesischen Koordinaten mit einer Längsrichtung X, einer zur Längsrichtung X senkrecht ausgerichteten Querrichtung Y sowie einer sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung Y senkrecht ausgerichteten vertikalen Richtung Z. Die Längsrichtung X kann auch als Tiefe X, die Querrichtung Y auch als Breite Y und die vertikale Richtung Z auch als Höhe Z bezeichnet werden. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y bilden gemeinsam die Horizontale X, Y, welche auch als horizontale Ebene X, Y bezeichnet werden kann. Die Längsrichtung X, die Querrichtung Y und die vertikale Richtung Z können gemeinsam auch als Raumrichtungen X, Y, Z bzw. als kartesische Raumrichtungen X, Y, Z bezeichnet werden.
Fig. 1 zeigt, in einer perspektivischen Untersicht, den Aufbau einer beispielhaften Reaktionskraft-Messplatte 1 mit einer geschlossen hufeisenförmigen starren Trägerplatte 3, die eine erste Oberfläche 3a und eine zweite Oberfläche 3b hat. An der ersten Oberfläche 3a sind sieben resistive Kraftmesssensoren 5 mit übereinstimmend rechteckiger Grundform mit gleichen Abständen zueinander angebracht. Die freien Oberflächen jedes der Kraftmesssensoren 5 weisen nach unten in Richtung eines Untergrunds (nicht dargestellt) und somit beispielsweise vom Pferdehuf H weg. Die Kraftmesssensoren 5 können auch als Kraftsensoren 5 oder als Kraftsensorelemente 5 bezeichnet werden.
Die Kraftmesssensoren 5 sind integral auf einer Sensorträgerfolie 9 realisiert, die auch Leiterbahnen (nicht dargestellt) zum Anschluss jedes Sensors trägt. Die Sensorträgerfolie 9, zusammen mit den darauf ausgebildeten Kraftmesssensoren 5, kann mit üblichen Mitteln der Leiterplattentechnologie hergestellt werden, die dem Fachmann an sich bekannt sind. Die Sensorträgerfolie 9 wird mit ihrer Rückseite auf die erste Oberfläche 3a des Trägers 3 aufgebracht.
Fig. 2 ist eine Prinzipskizze eines Reaktionskraft-Messsystems 17, welches insbesondere mit einer Reaktionskraft-Messplatte nach der Fig. 1 gebildet sein kann. Die Darstellung hat die Form eines Funktions-Blockschaltbildes und ist nicht dazu bestimmt, die genaue konstruktive Realisierung der System komponenten zu zeigen.
Das Reaktionskraft-Messsystem 17 umfasst neben den bereits in der Fig. 1 gezeigten Kraftmesssensoren 5 mit ihrem Steckerabgang 13 eine Sensorsignal- Vorverarbeitungseinheit 19, die über die Sensorsignalleitungen bzw. über den Steckerabgang 13 mit den Kraftmesssensoren 5 verbunden sind und dazu dienen, jeweils eine für eine Signalübertragung nach extern vorteilhafte Vorverarbeitung und Formatierung der Sensorsignale zu bewirken.
Ausgangsseitig sind die Sensorsignal-Vorverarbeitungseinheiten 19 mit einem drahtlosen Sensorsignalsender 21 verbunden, der etwa nach dem Bluetooth- Standard, je nach Anwendungsfall aber auch nach einem anderen Standard der drahtlosen Nachrichtenübertragung, arbeiten kann. Den vorstehend genannten Komponenten ist eine Energiequelle 23 zugeordnet, bei der es sich im einfachsten Falle um eine handelsübliche Primärzelle oder auch einen Akku handelt. Im Falle der Verwendung eines Akkus kann diesem eine (in der Figur nicht dargestellte) Ladebuchse zum Wiederaufladen im eingebauten Zustand zugeordnet sein.
Alle oben genannten Komponenten sind vorteilhafterweise an der Reaktionskraft- Messplatte 1 , und insbesondere geschützt in deren Innerem, angeordnet und werden hier als elektronische Huf-Komponente 25 bezeichnet. Speziell können die Funktionseinheiten der Huf-Komponente 25 sämtlich auf der Sensorträgerfolie 9 realisiert sein. Wie in den weiteren Fig. 3 bis 6 gezeigt, kann die elektronische Huf- Komponente 25 jedoch auch als Kasten außen an einem Hufschutz 37 bzw. dessen Hufschutzwand 37b angeordnet sein.
Die elektronische Huf-Komponente 25 steht über den Sensorsignalsender 21 beim Einsatz des Systems in drahtloser Signalverbindung mit einer Sensorsignal- Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung 27, die entfernt vom zu untersuchenden Tier (oder Menschen) platziert ist. Die Vorrichtung 27 umfasst einen drahtlosen Sensorsignalempfänger 29, der zur Kommunikation mit dem Sensorsignalsender 21 an der elektronischen Huf-Komponente 25 konfiguriert ist und der die empfangenen Signale einer Signalauswertungseinheit 31 zuführt, wo sie eine Auswertung gemäß einem in einem Programmspeicher 33 gespeicherten Programm unterzogen werden.
Eine Anzeigeeinheit 35 schließlich dient zur Darstellung der Auswertungsergebnisse, beispielsweise für einen Therapeuten oder Trainer. Die Komponenten der Sensorsignal-Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung können beispielsweise in einem Notebook, Tablet oder Smartphone mit einer geeigneten Auswerte-App realisiert sein.
Fig. 3 zeigt einen Huf H eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz 37 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Der Hufschutz 37 ist als Hufglocke 37 ausgebildet und umgibt den Huf H bis über den Kronenrand (nicht bezeichnet) hinaus, an den sich das Bein B bzw. dessen Fessel anschließt.
Der Hufschutz 37 bzw. die Hufglocke 37 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels weist im oberen Bereich der Hufschutzwand 37b einen Wanddurchgang 37c auf, welcher von einer transparenten Füllung 37d als Bestandteil des Hufschutzes 37 ausgefüllt wird. Die an der Außenseite der Hufschutzwand 37b angeordnete elektronische Huf-Komponente 25 weist einen Infrarotsensor 25a auf, welcher auf den Wanddurchgang 37c bzw. durch das transparente Material der Füllung 37d auf die Außenseite des Hufs H gerichtet ist. Entsprechend kann die Temperatur des Hufes H vom Infrarotsensor 25a jederzeit sowie kontinuierlich erfasst und ebenso wie hinsichtlich der Sensordaten der Kraftmesssensoren 5 nach außerhalb der elektronische Huf-Komponente 25 übertragen werden. Dort kann die erfasst Temperatur des Hufes H für sportliche sowie medizinische Zwecke verwendet werden. Fig. 4 zeigt einen Huf H eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz 37 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. In diesem Fall ist der Hufschutz 37 ein Hufschuh 37 mit einer Hufschutzsole 37a, welche den Hufschuh 37 nach unten zum Untergrund bzw. zum Boden (nicht dargestellt) hin abschließt. Zwischen der Unterseite des Hufes H, d.h. dessen Hufsole, und der Innenseite des Hufschuhs 37 bzw. dessen Hufschuhsole 37a ist die zuvor beschriebene Reaktionskraft- Messplatte 1 angeordnet, welche zusätzlich einen mittig angeordneten Temperatursensor 11 aufweist und mittels einer elektrischen Verbindung 26 mit der elektronischen Huf-Komponente 25 verbunden ist. Ferner weist die elektronische Huf-Komponente 25, welche grundsätzlich dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 entspricht, einen weiteren Temperatursensor 25b, welcher die Temperatur dort bzw. in der Umgebung erfassen kann, sowie einen Beschleunigungssensor 25c, um auch Beschleunigungen des Hufes H zu erfassen, zu übertragen und auszuwerten. Zusätzlich kann auch ein Gyroskop vorgesehen sein (nicht dargestellt).
Fig. 5 zeigt einen Huf H eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz 37 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. In dieser vergleichsweise einfachen Variante wird die Reaktionskraft-Messplatte 1 wie zuvor beschrieben, d.h. ohne zusätzlichen Temperatursensor 1 , verwendet. Seitens der elektronischen Huf- Komponente 25 ist lediglich ein Temperaturfühler 25d vorhanden, welcher an der Innenseite der Hufschutzwand 37b so angeordnet ist, dass der Temperaturfühler 25d bei Gebrauch mit dem Huf H in Kontakt ist. Hierzu kann der Temperaturfühler 25d auch in unmittelbarer Nähe zum Huf H in der Hufschutzwand 37b angeordnet sein, um geschützt zu werden. Der Temperaturfühler 25d ist mittels einer Steckverbindung 26a mit der elektronischen Huf-Komponente 25 verbunden.
Fig. 6 zeigt einen Huf H eines Huftieres mit einem erfindungsgemäßen Hufschutz 37 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Der Hufschutz 37 als Hufschuh 37 entspricht im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel mit einem Temperaturfühler 25d vergleichbar dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei in diesem Fall der Temperaturfühler 25d an der Innenseite des Wanddurchgangs 37c angeordnet ist. Der Temperaturfühler 25d wird dabei mittels eines thermisch leitfähigen Abschlusses 37f gegenüber der Oberfläche des Hufes H geschützt, kann aber aufgrund der thermisch leitfähigen Eigenschaften des Materials des Abschlusses 37f die Temperatur des Hufes H möglichst direkt erfassen. Im Übrigen ist der Wanddurchgang 37c von einer thermisch isolierende Füllung 37e gefüllt.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
H Huf bzw. Pferdehuf
B Bein bzw. Fessel des Pferdes
X Längsrichtung; Tiefe
Y Querrichtung; Breite
Z vertikale Richtung; Höhe
X, Y Horizontalen; horizontale Ebene
I Reaktionskraft-Messplatte
3 Trägerplatte; Sensorplatte
3a erste Oberfläche
3b zweite Oberfläche
5 Kraftmesssensoren; Kraftsensoren; Kraftsensorelemente
9 Sensorträgerfolie
I I Temperatursensor der Reaktionskraft-Messplatte 1
13 Anschlusselement; Steckerabgang
17 Reaktionskraft-Messsystem
19 Sensorsignal-Vorverarbeitungseinheiten
21 drahtloser Sensorsignalsender
23 Energiequelle
25 elektronische Huf-Komponente
25a Infrarotsensor der elektronischen Huf-Komponente 25
25b Temperatursensor der elektronischen Huf-Komponente 25
25c Beschleunigungssensor der elektronischen Huf-Komponente 25
25d Temperaturfühler der elektronischen Huf-Komponente 25
26 elektrische Verbindung
26a Steckverbindung
27 Sensorsignal-Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung 29 drahtloser Sensorsignalempfänger
31 Signalauswertungseinheit
33 Programmspeicher
35 Anzeigeeinheit 37 Hufschutz; Hufschuh; Hufglocke
37a Hufschutzsole
37b Hufschutzwand
37c Wanddurchgang
37d transparente Füllung des Wanddurchgangs 37c 37e thermisch isolierende Füllung des Wanddurchgangs 37c
37f thermisch leitfähiger Abschluss des Wanddurchgangs 37c

Claims

Patentansprüche
1. Hufschutz (37), vorzugsweise Hufschuh (37) oder Hufglocke (37), mit einer elektronische Huf-Komponente (25), welche, vorzugsweise entfernbar, an einer Hufschutzwand (37b) angeordnet ist, und mit wenigstens einem Sensor zur Erfassung der Temperatur des Hufes (H) eines Huftieres bei Gebrauch.
2. Hufschutz (37) nach Anspruch 1 , wobei die Hufschutzwand (37b) einen Wanddurchgang (37c) aufweist, wobei die elektronische Huf-Komponente (25) einen Infrarotsensor (25a) aufweist, welcher durch den Wanddurchgang (37c) der Hufschutzwand (37b) auf den Huf (H) gerichtet ist.
3. Hufschutz (37) nach Anspruch 2, wobei der Wanddurchgang (37c) mit einer transparenten Füllung (37d) verschlossen ist.
4. Hufschutz (37) nach Anspruch 1 , wobei die Hufschutzwand (37b) einen Wanddurchgang (37c) aufweist, welcher gegenüber dem Huf (H) mittels eines thermisch leitfähigen Abschlusses (37f) verschlossen ist, wobei die elektronische Huf-Komponente (25) einen Temperaturfühler (25d) aufweist, welcher innen am thermisch leitfähigen Abschluss (37f) angeordnet ist.
5. Hufschutz (37) nach Anspruch 4, wobei der Wanddurchgang (37c) der Hufschutzwand (37b) vom Temperaturfühler (25d) nach außen mittels einer thermisch isolierenden Füllung (37e) verschlossen ist.
6. Hufschutz (37) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Huf-Komponente (25) ferner einen Temperaturfühler (25d) aufweist, welcher an der Innenseite der Hufschutzwand (37b) angeordnet und bei Gebrauch in Kontakt mit dem Huf (H) oder in unmittelbarer Nähe zum Huf (H) ist.
7. Hufschutz (37) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Huf-Komponente (25) ferner einen Temperatursensor (25b) aufweist.
8. Hufschutz (37) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektronische Huf-Komponente (25) ferner einen Beschleunigungssensor (25c) und/oder ein Gyroskop aufweist.
9. Hufschutz (37) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner mit einer Reaktionskraft-Messplatte (1 ) zur Erfassung der Bodenreaktionskraftverteilung über die Bodenkontaktfläche des Hufes (H) bei dessen Auftreten auf den Boden, mit einer, vorzugsweise steifen, Trägerplatte (3) mit einer im Gebrauch dem Boden zugewandten ersten Oberfläche (3a) und einer gegenüberliegenden dem Huf zugewandten zweiten Oberfläche (3b), oder umgekehrt, und mit einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche (3a) der Trägerplatte (3) positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren (5).
10. Hufschutz (37) nach Anspruch 9, ferner mit wenigstens einem Temperaturmesssensor (11), welcher ausgebildet und auf der Reaktionskraft-Messplatte (1 ) angeordnet ist, die Temperatur des Hufes (H) zu erfassen.
11 . Hufschutz (37) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Kraftmesssensoren (5) zusammen mit zugehörigen Sensorsignalleitungen und optional Stromversorgungsleitungen auf einer zusammenhängenden Sensorträgerfolie (9) realisiert sind, die insbesondere auf der ersten Oberfläche der Trägerplatte (3) fixiert ist.
12. Hufschutz (37) nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Kraftmesssensoren (5) bzw. die Sensorträgerfolie (9) mit der Trägerplatte (3) verklebt sind bzw. ist.
13. Hufschutz (37) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Wirkfläche der Kraftmesssensoren (5) im Bereich zwischen 0,5 cm2 und 10 cm2, insbesondere 2 cm2 und 5 cm2, liegt.
14. Hufschutz (37) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei alle Kraftmesssensoren (5) im Wesentlichen rechteckig geformt sind und die gleiche geometrische Form und Wirkfläche haben.
15. Hufschutz (37) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Kraftmesssensoren (5) resistiv-dielektrische Sensoren sind, die insbesondere eine erste leitfähige Schicht, auf dieser eine dielektrische Schicht, die von einem die Form des Kraftmesssensors (5) bestimmenden Spacer umgeben und abgegrenzt ist, und auf der dielektrischen Schicht und dem Spacer eine zweite leitfähige Schicht umfassen.
EP24715757.1A 2023-04-13 2024-03-27 Hufschutz, vorzugsweise hufschuh oder hufglocke Pending EP4694680A1 (de)

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