EP4695592A1 - Reaktionskraft-messplatte und reaktionskraft-messsystem - Google Patents

Reaktionskraft-messplatte und reaktionskraft-messsystem

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Publication number
EP4695592A1
EP4695592A1 EP24715759.7A EP24715759A EP4695592A1 EP 4695592 A1 EP4695592 A1 EP 4695592A1 EP 24715759 A EP24715759 A EP 24715759A EP 4695592 A1 EP4695592 A1 EP 4695592A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
force measuring
reaction force
plate
sensors
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
EP24715759.7A
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 EP4695592A1 publication Critical patent/EP4695592A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
    • 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
    • A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005—Monitoring or measuring activity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01L—SHOEING OF ANIMALS
    • A01L7/00—Accessories for shoeing animals
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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
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    • G—PHYSICS
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
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    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0252—Load cells

Definitions

  • the invention relates to a reaction force measuring plate, which is particularly intended for use with a hoof shoe or hoof or shoe and is suitable for determining a surface reaction force distribution when a hoof of an ungulate or a human foot hits the ground. It also relates to a reaction force measuring system comprising such a measuring plate, and a horseshoe or a hoof shoe or a shoe equipped with such a measuring plate is also claimed.
  • force sensors are inserted into an elastomer body for a corresponding purpose.
  • the elastomer body which in turn is to be inserted into a hoof boot, is intended to enable the use of commercially available resistive force sensors with their limited force measurement range for 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 disadvantage of the known options for measuring the force of the foot of an ungulate or the foot of a human when it steps on the ground, i.e. when it comes into contact with the ground, is that the measuring properties of the force measuring sensors used are 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 measured variable recorded 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.
  • One object of the present invention is to improve the possibilities for measuring the force of the foot of an ungulate or the foot of a human when it steps on the ground.
  • temperature-related influences on the force measurement should be avoided or at least reduced. This should be done as simply, inexpensively, as space-saving and/or as weight-saving as possible. At the very least, an alternative to the known possibilities should be created.
  • the present invention relates to a reaction force measuring plate for detecting the ground reaction force distribution over the ground contact surface of the foot of an ungulate or the foot of a human when it steps on 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 foot, or vice versa, a plurality of flat force measuring sensors fixed in a fixed position on the first surface of the carrier plate and at least one temperature measuring sensor which is designed and arranged to detect the temperature of at least one of the force measuring sensors, preferably several of the force sensors, particularly preferably all of the force sensors.
  • the ground represents a subsurface which can basically be of any nature or made of any material.
  • the temperature measuring 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 measuring 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 measuring sensor or as a temperature-sensitive element.
  • the present invention is based on the knowledge that the temperature of a force measuring sensor can influence the measured value it records and thus falsify the measurement result, as described at the beginning. This is usually all the more relevant the more precise the measurement is to be.
  • the temperature of the force measuring sensors of the reaction force measuring plate according to the invention is therefore recorded, so that the recorded or determined temperature in the evaluation or determination of the force measurement values can be taken into account. This can also be done by measuring the temperature near or in the immediate vicinity of the force measuring sensors.
  • the reaction force measuring plate according to the invention 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 placed centrally and/or at the edge of the heel of a person's foot or between the heel ends of the foot or hoof of an ungulate, which can increase or improve the significance of the recorded measurements.
  • the carrier plate can, as explicitly formulated and described above, have the first surface facing the ground during use and the second opposite surface facing the hoof or foot. However, the arrangement can also be reversed, in that the carrier plate can have the first surface facing the hoof or foot during use and the second opposite surface facing the ground. This can increase the usage and design options.
  • the arrangement of the carrier plate with the first surface facing the hoof or foot during use is advantageous because the force measuring sensors and any elastic force transmission studs that may be present then act against the hoof. Accordingly, the carrier plate does not have to be connected directly to the hoof or horseshoe. Instead, it can be fixed using a hoof shoe, for example, which can also be formed by a protective element of the reaction force measuring plate itself, as will be described in more detail below.
  • the temperature measuring sensor is arranged, preferably centrally, between the force measuring sensors. This allows a measured value to be recorded which can represent the temperatures in the vicinity of the corresponding force sensors. This means that one temperature sensor can be used for several force measuring sensors, which can keep the effort, installation space and/or weight of the temperature sensor as low as possible.
  • the temperature measuring sensor is designed to extend over a surface, preferably as a long, preferably meandering electrical conductor. This can enable or facilitate a comparatively flat detection of an average temperature, which can be considered representative for several force measuring sensors.
  • the temperature measuring sensor is arranged on the first surface of the carrier plate. This can facilitate the application because the force measuring sensors and the temperature measuring sensor can be arranged on the same side of the carrier plate.
  • 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 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 temperature measuring sensor 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 or the sensor carrier film are glued to the carrier plate. This can represent an easily implemented design.
  • the force measuring sensors or the sensor carrier film are detachably attached to the carrier plate, in particular inserted into suitable guides. If a high degree of flexibility in the configuration is important for certain applications, the force measuring sensors or the sensor carrier plate can alternatively also be detachably attached and in particular inserted into suitable guides or secured to one another. It goes without saying that such solutions are more complex to construct and potentially more susceptible to failure, so that they are more likely to be suitable for special applications.
  • 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 intended for animals with a relatively small hoof or foot area, the effective area can be relatively small, while in configurations with a relatively small number of sensors and for animals with a large detection area it can be closer to the upper limit mentioned as preferred or even above it.
  • 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 determining the shape of the force measuring sensor, and on the dielectric layer and the spacer a second conductive layer.
  • 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 consists of organic sheet, spring steel or plastic. These can represent concrete possibilities for implementation.
  • the present invention also relates to a reaction force measuring system with a reaction force measuring plate as described above and a wireless sensor signal transmission unit attached thereto and connected to the force measuring sensors and the temperature measuring sensor in terms of signals, in particular according to the Bluetooth standard, as well as a sensor signal receiving, evaluation and display device arranged remotely from the reaction force measuring plate, which comprises a wireless sensor signal receiving unit communicating with the sensor signal transmission unit to the reaction force measuring plate.
  • the present invention further relates to a hoof boot, a horseshoe or a shoe to which a reaction force measuring plate is fixed as described above.
  • a horseshoe or hoof boot for use on an ungulate
  • a shoe for use on humans
  • the measuring plate can be arranged on its inside and, if necessary, fixed to the hoof or horseshoe.
  • the reaction force measuring plate according to the invention for certain examinations on humans, for example in order to obtain information for rehabilitation or training purposes.
  • the human will then wear shoes equipped with the measuring plate according to the invention.
  • Fig. 1 shows the structure of an exemplary reaction force measuring plate in a perspective bottom view
  • 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 is a sketch-like representation of the attachment of the reaction force measuring plate according to the invention to a horse's hoof.
  • 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 surface of each of the force measuring sensors 5 points 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.
  • the sensor carrier film 9 can be glued to the carrier plate 3 using a suitable adhesive.
  • the carrier plate in the embodiment shown has holes 3c into which, for example, horseshoe nails can be hammered or a screw can be inserted.
  • a temperature measuring sensor 11 is provided exactly in the middle between the force measuring sensors 5, which can also be referred to as a temperature sensor 11 or as a temperature sensor element 11.
  • the temperature measuring sensor 11 is also implemented integrally on a sensor carrier film 9, specifically on the same side of the sensor carrier film 9 as the force measuring sensors 5. Both the force measuring sensors 5 and the temperature measuring sensor 11 can be contacted and read from outside using the conductor tracks or contacts (not shown) of a connection element 13 in the form of a plug outlet 13, as will be described in more detail below.
  • 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 has the form of a functional block diagram and is not intended to show the exact constructive realization of the system components.
  • the reaction force measuring system 17 each comprises a sensor signal preprocessing unit 19 which are connected to the force measuring sensors 5 and the temperature measuring sensor 11 via the sensor signal lines or via the plug outlet 13 and serve to effect preprocessing and formatting of the sensor signals which 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.
  • hoof component 25 All of the above-mentioned components are advantageously arranged on the reaction force measuring plate 1, and in particular protected in its interior, and are referred to here as hoof component 25.
  • the functional units of the hoof component 25 can all be realized on the sensor carrier film 9.
  • the 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 placed 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 hoof component 25 and which feeds the received signals to a signal evaluation unit 31, where they are subjected to an 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 an example of a possible use of the reaction force measuring plate 1 according to the invention, namely placed inside a hoof shoe 37 of a commercially available type that is attached to a horse's hoof H.
  • the reaction force measuring plate 1 - depending on the design of the hoof shoe - is temporarily fixed to the foot with a suitable, removable adhesive or bonding agent and then the hoof shoe 37 is slipped over it, or the reaction force measuring plate 1 is placed in the hoof shoe and this is then fixed to the hoof.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reaktionskraft-Messplatte (1) zur Erfassung der Bodenreaktionskraftverteilung über die Bodenkontaktfläche des Fußes eines Huftiers oder des Fußes eines Menschen 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 oder Fuß zugewandten zweiten Oberfläche(3b), oder umgekehrt, einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche (3a) der Trägerplatte (3) positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren (5) und wenigstens einem Temperaturmesssensor (11), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Temperatur wenigstens eines der Kraftmesssensoren (5), vorzugsweise mehrerer der Kraftsensoren (5), besonders vorzugsweise aller Kraftsensoren (5), zu erfassen.

Description

Beschreibung
Reaktionskraft-Messplatte und Reaktionskraft-Messsystem
Die Erfindung betrifft eine Reaktionskraft-Messplatte, die insbesondere zum Einsatz bei einem Hufschuh oder Huf oder auch Schuh vorgesehen und zur Bestimmung einer flächigen Reaktionskraftverteilung beim Auftreffen eines Hufs eines Huftiers oder auch des Fußes eines Menschen auf den Boden geeignet ist. Sie betrifft des Weiteren ein eine derartige Messplatte umfassendes Reaktionskraft-Messsystem, und beansprucht wird auch ein mit einer solchen Messplatte ausgestattetes Hufeisen oder ein Hufschuh oder ein Schuh.
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.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Möglichkeiten zur Kraftmessung des Fußes eines Huftiers oder des Fußes eines Menschen bei dessen Auftreten auf den Boden zu verbessern. Insbesondere sollen temperaturbedingte Einflüsse auf die Kraftmessung vermieden oder zumindest reduziert werden. 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 eine Reaktionskraft-Messplatte, durch ein Reaktionskraft-Messsystem sowie durch einen Hufschuh, ein Hufeisen oder einen Schuh mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung 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, vorzugsweise steifen, Trägerplatte mit einer im Gebrauch dem Boden zugewandten ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden dem Huf oder Fuß zugewandten zweiten Oberfläche, oder umgekehrt, einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche der Trägerplatte positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren und wenigstens einem Temperaturmesssensor, welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Temperatur wenigstens eines der Kraftmesssensoren, vorzugsweise mehrerer der Kraftsensoren, besonders vorzugsweise aller Kraftsensoren, zu erfassen. Der Boden stellt einen Untergrund dar, welcher grundsätzlich beliebig beschaffen bzw. aus einem beliebigen Material ausgebildet sein kann.
Der Temperaturmesssensor 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 Temperaturmesssensors 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 Temperaturmesssensor bzw. als temperatursensitives Element ein PTC- (Positive Temperature Coefficient) oder ein NTC-(Negative Temperature Coefficient)Element verwendet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Temperatur eines Kraftmesssensors dessen erfassten Messwert beeinflussen und somit das Messergebnis verfälschen kann, wie eingangs beschrieben. Dies ist üblicherweise umso relevanter, desto genauer gemessen werden soll.
Erfindungsgemäß wird daher die Temperatur der Kraftmesssensoren der erfindungsgemäßen Reaktionskraft-Messplatte erfasst, so dass die erfassten bzw. bestimmte Temperatur bei der Auswertung bzw. Bestimmung der Kraftmesswerte berücksichtigt werden kann. Dies kann auch durch die Erfassung der Temperatur in der Nähe bzw. in der unmittelbaren Umgebung der Kraftmesssensoren erfolgen.
Dies kann die Genauigkeit der Kraftmesswerte verbessern. Dies kann beispielsweise durch einen temperaturabhängigen Faktor erfolgen, mittels welchem eine sensorisch erfasste physikalische Größe der Kraftmesssensoren in einen Kraftwert umgerechnet wird. Dabei den Umrechnungsfaktor nicht konstant, sondern temperaturabhängig vorzusehen, kann die Berücksichtigung der aktuellen Temperatur der Kraftmesssensoren bei der Bestimmung der Kraftwerte ermöglichen.
Die erfindungsgemäße 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 mittig am Hacken des Fußes einer Person bzw. zwischen den Hackenenden des Fußes bzw. 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 oder Fuß zugewandt dahingehend vorteilhaft, weil dann die Kraftmesssensoren und ggfs. vorhandene elastische Kraftübertragungsstollen gegen den Huf wirken. Entsprechend muss die Trägerplatte nicht direkt mit dem Huf bzw. mit dem Hufeisen verbunden werden. Stattdessen kann die Fixierung beispielsweise über einen Hufschuh erfolgen, welcher auch von einem Schutzelement der Reaktionskraft-Messplatte selbst gebildet werden kann, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Temperaturmesssensor, vorzugsweise mittig, zwischen den Kraftmesssensoren angeordnet. Somit kann ein Messwert erfasst werden, welche die Temperaturen in der Umgebung der entsprechenden Kraftsensoren repräsentieren kann. Hierdurch kann ein Temperatursensor für mehrere Kraftmesssensoren verwendet werden, was den Aufwand, den Bauraum und bzw. oder das Gewicht hinsichtlich des Temperatursensors möglichst geringhalten kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Temperaturmesssensor sich flächig erstreckend, vorzugsweise als, vorzugsweise mäanderförmiger, langer elektrischer Leiter, ausgebildet. Dies kann eine vergleichsweise flächige Erfassung einer mittleren Temperatur ermöglichen bzw. begünstigen, welche entsprechend repräsentativ für mehrere Kraftmesssensoren angesehen werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Temperaturmesssensor auf der ersten Oberfläche der Trägerplatte angeordnet. Dies kann die Aufbringung erleichtern, weil die Kraftmesssensoren und der Temperaturmesssensor auf derselben Seite der Trägerplatte angeordnet werden können.
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 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 ist ferner der Temperaturmesssensor 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 bzw. ist die Sensorträgerfolie mit der Trägerplatte verklebt. Dies kann eine einfach realisierbare Ausführung darstellen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Kraftmesssensoren bzw. ist die Sensorträgerfolie an der Trägerplatte lösbar befestigt, insbesondere in passende Führungen eingeschoben. Sofern es für bestimmte Anwendungen auf eine hohe Flexibilität der Konfiguration ankommt, können alternativ die Kraftmesssensoren bzw. die Sensorträgerplatte auch lösbar befestigt und hierbei insbesondere in passende Führungen eingeschoben oder miteinander ver stet sein. Es versteht sich, dass derartige Lösungen konstruktiv aufwändiger und potentiell auch störanfälliger sind, so dass sie eher für spezielle Anwendungen geeignet sein dürften.
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 besteht die Trägerplatte aus Organoblech, Federstahl oder Kunststoff. Dies können konkrete Möglichkeiten der Umsetzung darstellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Reaktionskraft-Messsystem mit einer Reaktionskraft-Messplatte wie zuvor beschrieben und einer an dieser angebrachten und mit den Kraftmesssensoren und dem Temperaturmesssensor signalmäßig verbundenen drahtlosen Sensorsignal-Sendeeinheit, insbesondere nach Bluetooth-Standard, sowie einer entfernt von der Reaktionskraft-Messplatte angeordneten Sensorsignal-Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung, der eine mit der Sensorsignal-Sendeeinheit an die Reaktionskraft-Messplatte kommunizierende drahtlose Sensorsignal-Empfangseinheit umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Hufschuh, ein Hufeisen oder einen Schuh, an dem eine Reaktionskraft-Messplatte wie zuvor beschrieben fixiert ist. Letztlich wird hiermit ein Hufeisen oder Hufschuh (zum Einsatz bei einem Huftier) oder ein Schuh (zum Einsatz bei Menschen) vorgeschlagen, das/der mit einer Reaktionskraft-Messplatte an der Unterseite ausgerüstet ist. Im Falle des Hufschuhs kann, je nach dessen konkreter Ausführung, die Messplatte an dessen Innenseite angeordnet und ggfs. am Huf oder Hufeisen fixiert sein. Obgleich die Erfindung vorrangig für den Einsatz bei Huftieren gedacht ist, ist es auch denkbar, die erfindungsgemäße Reaktionskraft-Messplatte für bestimmte Untersuchungen am Menschen einzusetzen, um etwa Informationen zu Rehabilitations- oder Trainingszwecken zu gewinnen. Dieser wird dann mit der erfindungsgemäßen Messplatte ausgerüstete Schuhe tragen. Ein Ausführungsbeispiel 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; und
Fig. 3 eine skizzenartige Darstellung zur Anbringung der erfindungsgemäßen Reaktionskraft-Messplatte an einem Pferdehuf.
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 freie Oberfläche 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.
Im einfachsten Fall kann die Sensorträgerfolie 9 mit der Trägerplatte 3 mittels eines geeigneten Klebstoffes verklebt werden. Zur Verbindung der Reaktionskraft- Messplatte 1 mit dem Huf des Wirbeltiers oder mit einem ggfs. dazwischenliegenden weiteren Element hat die Trägerplatte in der gezeigten Ausführung Löcher 3c, in die beispielsweise Hufnägel eingeschlagen werden können oder eine Schraube eingesetzt werden kann.
Genau mittig zwischen den Kraftmesssensoren 5 ist ein Temperaturmesssensor 11 vorgesehen, welcher auch als Temperatursensor 11 oder als Temperatursensorelement 11 bezeichnet werden kann. Auch der Temperaturmesssensor 11 ist integral auf einer Sensorträgerfolie 9 realisiert, und zwar auf derselben Seite der Sensorträgerfolie 9 wie die Kraftmesssensoren 5. Sowohl die Kraftmesssensoren 5 als auch der Temperaturmesssensor 11 können mittels der Leiterbahnen bzw. Kontakte (nicht dargestellt) eines Anschlusselements 13 in Form eines Steckerabgangs 13 von außerhalb kontaktiert und ausgelesen werden, wie nachfolgend näher beschrieben wird.
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 und Temperaturmesssensor 11 mit ihrem Steckerabgang 13 jeweils eine Sensorsignal-Vorverarbeitungseinheit 19, die über die Sensorsignalleitungen bzw. über den Steckerabgang 13 mit den Kraftmesssensoren 5 bzw. dem Temperaturmesssensor 11 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 Huf-Komponente 25 bezeichnet. Speziell können die Funktionseinheiten der Huf-Komponente 25 sämtlich auf der Sensorträgerfolie 9 realisiert sein.
Die 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 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. Bei der Auswertung der Messwerte der Kraftmesssensoren 5 kann die mittels des Temperaturmesssensors 11 erfasste aktuelle Temperatur in der unmittelbaren Umgebung der Kraftmesssensoren 5 berücksichtigt werden, um die Genauigkeit der Bestimmung der Kräfte zu verbessern.
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 beispielhaft eine Möglichkeit des Einsatzes der erfindungsgemäßen Reaktionskraft-Messplatte 1 , und zwar platziert im Inneren eines Hufschuhs 37 eines handelsüblichen Typs, der an einem Huf H eines Pferdes angebracht wird. Beim gezeigten Beispiel wird die Reaktionskraft-Messplatte 1 - je nach Konstruktion des Hufschuhs - temporär mit einem geeigneten, wiederablösbaren Kleber bzw. Haftmittel am Fuß fixiert und dann der Hufschuh 37 darüber gestreift, oder es wird die Reaktionskraft-Messplatte 1 in den Hufschuh eingelegt und dieser anschließend am Huf fixiert.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele und erwähnten Aspekte beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Schutzbereich der anhängenden Ansprüche liegen.
Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)
H Huf bzw. Pferdehuf
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
3c Öffnungen
5 Kraftmesssensoren; Kraftsensoren; Kraftsensorelemente
9 Sensorträgerfolie
I I Temperaturmesssensor; Temperatursensor; Temperatursensorelement
13 Anschlusselement; Steckerabgang
17 Reaktionskraft-Messsystem
19 Sensorsignal-Vorverarbeitungseinheiten
21 drahtloser Sensorsignalsender
23 Energiequelle
25 Huf-Komponente
27 Sensorsignal-Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung
29 drahtloser Sensorsignalempfänger
31 Signalauswertungseinheit
33 Programmspeicher
35 Anzeigeeinheit
37 Hufschuh

Claims

Patentansprüche
1 . Reaktionskraft-Messplatte (1 ) zur Erfassung der Bodenreaktionskraftverteilung über die Bodenkontaktfläche des Fußes eines Huftiers oder des Fußes eines Menschen 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 oder Fuß zugewandten zweiten Oberfläche (3b), oder umgekehrt, einer Mehrzahl von an der ersten Oberfläche (3a) der Trägerplatte (3) positionsfest fixierten flächigen Kraftmesssensoren (5) und wenigstens einem Temperaturmesssensor (11 ), welcher ausgebildet und angeordnet ist, die Temperatur wenigstens eines der Kraftmesssensoren (5), vorzugsweise mehrerer der Kraftsensoren (5), besonders vorzugsweise aller Kraftsensoren (5), zu erfassen.
2. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Temperaturmesssensor (11 ), vorzugsweise mittig, zwischen den Kraftmesssensoren (5) angeordnet ist.
3. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Temperaturmesssensor (11 ) sich flächig erstreckend, vorzugsweise als, vorzugsweise mäanderförmiger, langer elektrischer Leiter, ausgebildet ist.
4. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Temperaturmesssensor (11 ) auf der ersten Oberfläche (3a) der Trägerplatte (3) angeordnet ist.
5. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerplatte (3) die Form eines geschlossenen Hufeisens, Kreisringes oder U oder Vielecks, insbesondere mit einer Ausnehmung im Mittenbereich, hat.
6. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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.
7. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach Anspruch 6, wobei ferner der Temperaturmesssensor (11 ) auf der zusammenhängenden Sensorträgerfolie (9), vorzugsweise als gedruckte elektrische Leitung, vorzugsweise mäanderförmig, ausgebildet ist.
8. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kraftmesssensoren (5) bzw. die Sensorträgerfolie (9) mit der Trägerplatte (3) verklebt sind bzw. ist.
9. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Kraftmesssensoren (5) bzw. die Sensorträgerfolie (9) an der Trägerplatte (3) lösbar befestigt, insbesondere in passende Führungen eingeschoben, sind bzw. ist.
10. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Wirkfläche der Kraftmesssensoren (5) im Bereich zwischen 0,5 cm2 und 10 cm2, insbesondere 2 cm2 und 5 cm2, liegt.
11 . Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei alle Kraftmesssensoren (5) im Wesentlichen rechteckig geformt sind und die gleiche geometrische Form und Wirkfläche haben.
12. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 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.
13. Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerplatte (3) aus Organoblech, Federstahl oder Kunststoff besteht.
14. Reaktionskraft-Messsystem (17), mit einer Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche und einer an dieser angebrachten und mit den Kraftmesssensoren (5) und dem Temperaturmesssensor (11 ) signalmäßig verbundenen drahtlosen Sensorsignal-Sendeeinheit (21 ), insbesondere nach Bluetooth-Standard, sowie einer entfernt von der Reaktionskraft-Messplatte (1 ) angeordneten Sensorsignal-Empfangs-, Auswertungs- und Anzeigevorrichtung (27), der eine mit der Sensorsignal-Sendeeinheit (21 ) an die Reaktionskraft- Messplatte (1 ) kommunizierende drahtlose Sensorsignal-Empfangseinheit (29) umfasst.
15. Hufschuh (37), Hufeisen oder Schuh, an dem eine Reaktionskraft-Messplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 fixiert ist.
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011016344A1 (de) 2010-05-31 2012-05-10 David Albrecht, Cetin Ekin Gbr (Vertretungsberechtigter Gesellschafter: David Albrecht, 86485 Biberbach Und Cetin Ekin, 86485 Biberbach) Verfahren zur Messung der Kräfteverhältnisse zwischen Boden und den Hufen von Reittieren
GB2482192B (en) 2010-07-23 2014-07-02 Howard Spooner Telemetric device for a horse
WO2012097275A2 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Horse Sense Shoes, Llc Shoe sensor system
US20200319044A1 (en) 2019-04-08 2020-10-08 Ann Ramsey Hoof pressure measuring system
EP4053528A1 (de) * 2021-03-05 2022-09-07 MCG Motion Capture GmbH Sensoranordnung zur erfassung einer kraft zwischen einem fuss und einer stützfläche
DE102021211795A1 (de) 2021-10-19 2023-04-20 Contitech Vibration Control Gmbh Reaktionskraft-Messplatte und Reaktionskraft-Messsystem

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