JP5980792B2 - 治療用途ならびに歩行および走行トレーニングのための適応された牽引装置と測定装置とを有するトレッドミル・エルゴメーター - Google Patents

Description

本発明は、治療用途、ならびに歩行トレーニングおよび走行トレーニングのための適応された牽引装置と測定装置とを有するトレッドミル・エルゴメーターに関する。

トレッドミル・トレーニングでエキスパンダーストラップまたは弾性バンドの使用を伴うトレーニング概念が公知である。エキスパンダーストラップまたは弾性バンドは、治療専門家が保持し、トレーニングをしている人に抵抗を与える、または、下肢の負荷を軽減する。また、特許された牽引装置、具体的にはＥＰ１２２１３３１の牽引装置が公知である。この牽引装置は、フィットネス装置、つまり、ＤＥ５９７０８２８９に示されているフィットネス装置で使用するための構造用棒材（ｐｒｏｆｉｌｅｄ ｂａｒ）、または、壁に締結される。また、トレーニングの力を表示、設定するために牽引フックと一体にした張力秤および綱止め（ｂｅｌａｙｉｎｇ ｃｌｅａｔ）を備えたゴム製牽引ストラップで、２０００年４月末にエッセンで行われたＦＩＢＯフィットネス見本市においてボディースパイダー（Ｂｏｄｙ−Ｓｐｉｄｅｒ）フィットネス装置で初めて公にされたものが公知である。

他のトレーニング概念も公知であり、このトレーニング概念では、トレッドミル・トレーニングに、ＥＰ１１３７３７８で公知の装置および方法をトレッドミル治療の自動化のために使用することが含まれる。

本発明の目的または技術的問題は、引用した従来技術に基づいて、トレッドミル・トレーニングのときに、上半身のトレーニング、対応する歩行パターンおよび歩行矯正について特に求められ、かつ、トレーニング中に変更できる位置からの力引き出し部の牽引、下肢の負荷軽減、牽引装置を引き出す力および位置の測定機器による記録を文書化し、トレーニング計画として処方することも最適化できる装置を提供し、また、潜在的な危険の原因を増やすことなく、かつ、装置を可能な限り簡単に様々なトレッドミルに適応させられるように装置を構成する、というものである

治療への応用、およびより集中的な走行トレーニングのための適応された牽引装置と測定装置とを有する本発明によるトレッドミル・エルゴメーターが、独立請求項１の特徴によって与えられる。有利な改良および進展が、独立項１に直接または間接に従属する請求項の主題である。

本発明によるトレッドミル・エルゴメーターは、したがって、トレッドミル・エルゴメーターに少なくとも１つ、具体的には複数の力引き出し装置が連結されており、力引き出し装置は、トレーニングを行っている人の手足および／または胴体に動きがあると手足および／または胴体に力が加わるように、力引き出し装置の自由端領域において手足および／または胴体に連結できるという事実によって特徴付けられる。

構造的に特に簡単な実施形態では、力引き出し装置が弾性的に引き出すことができるように構成されていることが好ましく、具体的には、牽引綱（ｐｕｌｌｉｎｇ ｃａｂｌｅ）を備えている。

左側前方トレーニング装置と右側前方トレーニング装置とを有し、最適なトレーニングの機会を提供する実施形態は、提示した目的に関して、または提示された問題に関して両方のトレーニング装置がトレッドミルの入口に回転可能に取り付けられるという事実、およびこれらのトレーニング装置が垂直方向に移動可能である改良した牽引装置で構成されているという事実によって特徴付けられる。

トレッドミル・エルゴメーターの端部に取り付けられた左側後方トレーニング装置と右側後方トレーニング装置をと有し、最適なトレーニングの機会を提供する実施形態は、提示した目的または提示した問題に関して、両方のトレーニング装置が水平方向と垂直方向の両方に移動可能である改良した牽引装置で構成されているという事実によって特徴付けられる。

本発明によれば、トレッドミル・エルゴメーターには牽引装置が装備される。牽引装置は、トレッドミル・エルゴメーターの入口および端部に取り付けられ、トレッドミル・エルゴメーターの入口では牽引装置が回転可能に取り付けられ、牽引装置の個々の位置を実現できるように構成される。ここに、これらの牽引装置を水平方向と垂直方向の両方に移動可能で、牽引装置を引き出す力および位置を測定機器で記録し、文書化し、トレーニング計画として事前に決めることができ、この結果、本発明が特に治療に応用する領域において所定の要求を満たす、という本質的な側面がある。これらの牽引装置を様々なトレッドミル・エルゴメーターに、トレッドミル・エルゴメーターを変えることなく、対応するアダプターで締結できるというのも本発明における重要な規準である。

本発明の好ましい改善例は、移動可能な全ての牽引装置が、特に矩形に構成され、ロック用孔部が設けられた案内用棒材の上で案内され、また、ロック用ピンを与えることで所望の位置にロックされうるという事実によって特徴付けられる。

引っ張り出す力に予め張力を加え、この結果、この力を大きくすることがこれら移動可能な牽引装置の場合に可能とするために、本発明は、従来技術に記述されていて、かつ、図１に描かれている綱止めを別個に用意するのではなく、移動可能な牽引装置と一体にしてあり、この結果、牽引装置とともに動かすことができるという事実によって特徴付けられる。

本発明の別の改善例は、市販の線形ユニットに適応させた移動可能な牽引装置を所望のトレーニング位置に持って行くことが、電動式調整装置によって、特にデッドマンスイッチで始動するものによって水平方向と垂直方向の両方で行うことができるという事実によって特徴付けられる。

本発明の専用のバージョンは、市販の線形ユニットに適合させた移動可能かつ回転可能な牽引装置を、位置監視装置と一体の電動式調整装置を用いて、中央ユニットからのデータ転送またはデッドマンスイッチで始動することによって、水平方向と垂直方向の両方、ならびに、前方牽引装置の回転軸回りにおいて所望のトレーニング位置に持って行くことができる、という事実によって特徴付けられる。

本発明の別の専用のバージョンは、牽引装置がゴム製の牽引装置（いわゆる「エキスパンダー」）ではなく、綱で構成されており、この綱が他の牽引力要素、例えば、市販の電気式サーボ駆動装置、空圧または油圧式駆動装置、ローラー式方向転換器を備えたウェートプレート、捻りばねで予め張力を加える装置、または、同等の牽引装置に締結され、これにより調節可能な牽引力を生成する、かつ／または、トレーニング中も牽引力および牽引方向を、手動もしくは電気的に、または、予め設定したプログラム、もしくは、予め設定した最大値／最小値パラメーターに基づいて自動的に調整できるという事実によって特徴付けられる。

本発明の別の専用のバージョンは、トレッドミル・エルゴメーターにおいて、走行面に市販の力測定装置および／または圧力分配装置が組み込まれており、この力測定装置および／または圧力分配装置がディスプレイ上で視覚的応答表示（バイオフィードバック）を試験者に与え、これにより試験者に歩行パターン改善の成功を示し、さらに、試験者の歩行パターンが治療専門家が予め設定したものや標準値に対応し、かつ／あるいは、同一の歩行パターンや両足への地面からの同一の反力に同期し、かつ／または導くように、牽引装置を牽引負荷および／または牽引方向について電気的に制御するという事実で特徴付けられる。

引っ張った牽引力を正確に特定するために、本発明の他の実施形態では、従来技術に開示された牽引装置が、牽引装置の方向転換ローラーが別個に用意され、中央に接続された線形電位差計が設けられ、これら測定機器で特定されたデータが牽引装置に取り付けたディスプレイに表示されるように改良されている。

本発明の専用のバージョンは、内蔵した線形電位差計の測定データが、中央ユニットへデータ伝送されることによって評価され、また、初期値と最終値とから得られたそれぞれの差もまたそれぞれのトレーニングサイクルを特定するために使用されるという事実によって特徴付けられる。

中央ユニット、線形電位差計、モーターで調整可能な牽引装置、および、牽引装置の位置監視装置を使用することで、双方向データ伝送により、トレーニング計画の決定、評価、表示、および、準備、ならびに、トレーニング計画、特に再現可能なトレーニングについてのトレーニング計画の保存、そして、トレーニングに関連する全てのパラメーターの文書化が可能である。

本発明の他の実施形態および利点は、特許請求の範囲にさらに提示した特徴、および、以下に詳述する例示的な実施形態によって与えられる。特許請求の範囲の特徴は、相互に矛盾しない限り、望まれる任意の方法で組み合わせることができる。

本発明ならびに有益な実施形態およびその実施形態を拡張したものが図面に描かれた例に基づいて以下により詳細に記載され、説明されている。記載および図面から分かる特徴は、本発明に従い、それ自体単独で、または、所望の任意の組み合わせで複合的に用いることができる。

図１ａは、ゴム製牽引ストラップに予め張力を加えることによって牽引力を大きくする内蔵牽引装置に関する従来技術を示す図である。図１ｂは、予め張力を加えたゴム製牽引ストラップをそれぞれの綱止めにその後入れるところを示す図である。図１ｃは、予め張力を加えたときにばね秤が示す牽引力を拡大して示す図である。図１ｄは、実際のトレーニング引き出し部を牽引するときに表示される初期の力を示す図である。図１ｅは、ねじ止めされていない状態のばね秤の構造を示す図である。図１ｆは、ほぼ正確な牽引力を表示するように調整されたねじ止めされた状態のばね秤の構造を示す図である。図１ｇは、トレーニングのために、力引き出し部の牽引フックに留めることができ、かつ、この装置でのトレーニングに理想的に合わせてあるトレーニングループの同様に拡大した概略図を示す図である。 図２ａは、トレッドミル・エルゴメーターに取り付けられるように改良した牽引装置を示す正面図である。図２ｂは、トレッドミル・エルゴメーターに取り付けるために改良された牽引装置を示す側面図である。 図３ａは、所望の引き出し部を引き出すことによって大きくした牽引力を用いてトレーニングをするために、改良した牽引装置を設定するステップを示す図である。図３ｂは、所望の、大きくした牽引力の表示の拡大図である。図３ｃは、綱止めへその後入れるところを示す図である。図３ｄは、実際のトレーニング引き出し部をその後引き出すところを示す図である。図３ｅは、前もって設定した大きくした牽引力と大きさが同じ、大きい初期の力を拡大して示す図である。図３ｆは、トレーニングシークエンス（ｔｒａｉｎｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）における所望の最終的な力を示す図である。図３ｇは、トレーニングシークエンスにおける所望の最終的な力を拡大して示す図である。 図４ａは、引き出し長さが同じ場合の牽引力における違いの例として、方向転換ローラー装置を相互に移動させることによって小さくした牽引力を用いてトレーニングをするために、改良した牽引装置を設定するステップを示す第１の図である。図４ｂは、牽引力を小さくせずにトレーニングをする場合に表示される牽引力の拡大図である。図４ｃは、方向転換ローラーを移動させる状態を示す図である。図４ｄは、小さくした牽引力の表示の拡大図である。 図５ａは、適応させた前方および後方トレーニング装置を備えたトレッドミル・エルゴメーターで、後方トレーニング装置が体重軽減および安全システムに締結されているものを示す側面図である。図５ｂは、前方トレーニング装置を様々な力引き出し角度で調整する可能性を示す平面図である。図５ｃは、後方トレーニング装置を直接手すり管のプロファイル断面（ｐｒｏｆｉｌｅ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）に適応させたところを示す側面図である。 適応させた前方トレーニング装置と、体重軽減・安全システムにあり、明確のために切断して示されている、適応させた後方トレーニング装置とを有するトレッドミル・エルゴメーターを示す正面図である。 図７ａは、前方右側トレーニング装置の詳細を示す正面図である。図７ｂは、前方トレーニング装置を調整するためのロック用要素の動作原理を示す側面図である。図７ｃは、トレッドミル・エルゴメーターへの締結可能性を示す平面図である。 図８ａは、明確のため、後方トレーニング装置を体重軽減システムへ締結したところを示す側面図である。図８ｂは、このように締結したところの拡大図である。図８ｃは、後方トレーニング装置を直接手すり管のプロファイル断面に適応したところを示す図である。図８ｄは、この機構を手すり管に締め付けるときの機能の仕方を示す拡大図である。図８ｅは、この機構を手すり管に締め付けるときの機能の仕方を示す拡大図である。図８ｆは、前方トレーニング装置を締結したところを示す図である。図８ｇは、このトレーニング装置をトレッドミル・エルゴメーターのフレームプロファイル（ｆｒａｍｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）に締結するところを示す拡大図である。 図９ａは、訓練の例として、後方トレーニング装置での上半身のトレーニング、および、前方トレーニング装置での下半身のトレーニングを示す図である。図９ｂは、前方トレーニング装置での上半身および下半身のトレーニングを示す図である。図９ｃは、個別に適応できる後方トレーニング装置での上半身のトレーニングを示す図である。 図１０ａは、訓練の例として、後方トレーニング装置の治療への応用で、障害者の運動に対する牽引補助として使用されているところを示す図である。 図１０ｂは、左足の障害の程度がはるかに大きい状態での応用例で、前方牽引装置が左足の伸びに対する制動器として使用されているところを示す図である。 図１１ａは、関連する全てのトレーニングデータを制御、監視および文書化するために、測定装置をトレーニング装置に一体に組み入れたところを示す平面図である。図１１ｂは、関連する全てのトレーニングデータを制御、監視および文書化するために、測定装置をトレーニング装置に一体に組み入れたところを示す側面図である。 方向転換ローラー装置のモーターによる位置決めを保証する、改良した後方トレーニング装置を示す図である。 モーターで調整可能な前方および後方トレーニング装置をそれぞれと一体の測定装置、それぞれのトレーニング装置にある表示ディスプレイ、および、ディスプレイの中央制御ユニットとの相互接続とともに示すブロック図である。

図５、６、９、１０によれば、トレッドミル・エルゴメーター３００は、前方トレーニング装置４００と、後方トレーニング装置５００とを有し、前方トレーニング装置４００は、アダプター装置（ａｄａｐｔｅｒ ｕｎｉｔ）４５０によってトレッドミル・エルゴメーターの右側前方に、また、アダプター装置４６０によってトレッドミル・エルゴメーターの左側前方に締結され、アダプター装置４５０およびアダプター装置４６０はそれぞれのフレームプロファイル３０４に締結され、後方トレーニング装置５００は、アダプター装置５１０によって体重軽減および安全システム３０１に、または、トレッドミルの手すりのためのアダプター装置５２０によって、穴またはトレッドミル・エルゴメーター３００に溶接された締結手段をさらに設けることなく締結を実現できるような方法で締結される。

図７および８ｆによれば、アダプター装置４５０および４６０は、フレームプロファイル３０４に以下のような方法で締結される。すなわち、第１のステップとして、締め付けナット付きトレッドミル足部４５８を取り外し、アダプター装置４５０および４６０をフレームプロファイル３０４に据え付け、締め付けナット付きトレッドミル足部４５８を底部にあるフランジ板４５２の締結穴４５３に通して再びねじ止めし、そして、補足的な締結として、タッピンねじ４５７をフランジ板４５４のねじ部４５５にねじ込み、フレームプロファイル３０４の隅部にねじ込んで締結する。戻り止め４５６は、締結時の追加的な固定補助具として働く。

図５、６ならびに８ａおよびｂによれば、後方トレーニング装置５００は、管挟み第１部分５１１と、管挟み第２部分５１２とからなるアダプター装置５１０によって体重軽減システム３０１に、連結ねじ５１３を後方トレーニング装置の水平方向ロック用管５０４に通し、かつ、管挟み第２部分５１２に通し、続いて連結ねじ５１３を管挟み第１部分５１１にねじ込み、締めるようにして締結される。

後方トレーニング装置５００をトレッドミル・エルゴメーターの手すり３０２の端面に直接締結するために、図８ｃ、ｄおよびｅによれば、差込式アダプター５２１で、それぞれ左側および右側で後方トレーニング装置の水平方向ロック用（換言すれば、固定用）管５０４にフランジ取り付けされ、中で摺動部５２２が締結ねじ５２３によってそれぞれ緩くねじ止めされているものが、トレッドミル・エルゴメーターの手すり３０２の端面に差し込まれている。トレッドミル手すりのためのアダプター装置５２０は、トレッドミル・エルゴメーターの手すり３０２に、その後締結ねじ５２３を摺動部５２２にねじ込み、締め付けることによって摩擦連結されるが、これは、差込アダプター５２１も摺動部５２２もそれぞれ斜めに構成されている結果、どちらの部品もトレッドミル・エルゴメーターの手すり３０２の内側をクランプ締めするからである。

図６、７ａおよび７ｂは、前方の左側トレーニング装置４０１および右側トレーニング装置４０２の構造を示しており、これらトレーニング装置のピボット（換言すれば、枢動）ピン４２０は、圧力板４０７が上に溶接され、アダプター装置４５０および４６０の受入ピン４５１に挿入され、左側トレーニング装置４０１および右側トレーニング装置４０２を最初に互いに対称に位置調整した後に、ピボットピンのねじ締結具４２１の助けを借りて摩擦係合でねじ締めされる。

圧力板４０７の上には摺動板４１０があり、摺動板４１０は摺動ブッシュアダプター４１９に連結されているので、トレーニング装置４０１および４０２はピボットピン４２０の回転軸回りに、ほとんど摩擦なく回ることができる。摺動ブッシュアダプター４１９は、中に摺動ブッシュ４１８が挿入されていて、回転管４１２に溶接されている。この回転管４１２は、上側に、溶接されたフランジ４１７をロック用要素台座４１５の適応のために有する。ロック用要素台座４１５は、ねじ４１６でフランジ４１７にねじ止めされている。また、回転管４１２には、摺動ブッシュ４１８も挿入されている。トレーニング装置４０１および４０２の角度位置の設定は、ロック用要素４０４および４０５によって実現される。ロック要素４０４および４０５は、互いに対して回される目盛りをそれぞれ有し、左側トレーニング装置４０１および右側トレーニング装置４０２の位置を互いに対称に設定できるようにしている。トレーニング装置４０１および４０２の位置は、ロック用要素台座が、ピボットピン４２０に平行キーによって互いにかみ合うように締結させた固定歯状リムおよび回転歯状リムを有することで確実に固定される。角度を設定するには、ロック用頭部４１３を保持ばね４１４の加圧力に逆らって持ち上げ、トレーニング装置４０１および４０２を回すことができるようにする。所望の角度位置になったら、ロック用頭部４１３は再び解放される。保持バネ４１４は、ロック用頭部４１３をロック用要素台座４１５の固定歯状リムおよび回転歯状リムを介して押し戻し、これにより、装置全体を互いにかみ合せるようにして固定する。

前方左側トレーニング装置４０１および右側前方トレーニング装置４０２の回転管４１２にそれぞれ溶接されているのは横断管４０９であり、固定ボルト４０８が横断管４０９の端部に、ピボットピン４１１をねじ締結によって固定するために溶接されている。このピボットピン４１１は、上に圧力板４０７が溶接されていて、前方左側トレーニング装置４０１および右側前方トレーニング装置４０２の固定ボルト４０８に挿入され、そして、上面にロック用要素４０４および４０５を締結するためのフランジ４０６をそれぞれ有するロック用管４０３に取り付けられた引き出し装置２００を最初に相互に対称に位置合わせしたら、ピボットピン４１１のねじ締結具の助けによって摩擦係合でねじ止めされる。ロック用管４０３の位置の固定は、フランジ４０６に締結されているロック用要素台座４１５が、ピボットピン４１１に平行キーによって互いにかみ合うように締結されている固定歯状リムおよび回転歯状リムを有することによって確実に行われる。角度を設定するには、ロック用頭部４１３を保持ばね４１４の加圧力に逆らって持ち上げ、ロック用管４０３を回すことができるようにする。所望の角度位置になったら、ロック用頭部４１３が再び解放される。保持ばね４１４は、ロック用頭部４１３をロック用要素台座４１５の固定歯状リムおよび回転歯状リムを介して押し戻し、これにより、ロック用管４０３の位置を互いにかみ合わせるようにして固定する。ロック用管４０３に溶接されたフランジ４０６、および、ロック用管４０３の下端は、それぞれ、圧入摺動ブッシュ４１８を有するので、引き出し装置２００を摩擦なく回すことが確実に行える。さらに、まったく摩擦なく回転させるために、摺動板４１０が圧力板４０７とロック用管４０３との間に挿入されている。

図６に示されているように、後方左側トレーニング装置５０１および右側後方トレーニング装置５０２は、位置を調整するために、水平方向摺動管５０７を用いて水平方向ロック用管５０４上で移動させて固定する。水平方向摺動管５０７は、矩形の摺動ブッシュ２０２が両側に差し込まれており、また、ロック用ピン５０８をそれぞれ有する。水平方向摺動管５０７にそれぞれ溶接されているのは直立摺動管５０５である。直立摺動管５０５は、矩形摺動ブッシュ２０２が両側に差し込まれており、また、ロック用ピン５０６をそれぞれ有し、直立ロック用管５０３を高さ方向に移動させて固定できるようにしている。

前方トレーニング装置４００および後方トレーニング装置５００で使用されている引き出し装置２００（図２）は、引き出し装置１００（図１）を改良したものである。これは、引き出し装置１００がトレッドミル・エルゴメーター３００で使用するには調節能力の点で不十分だからである。引き出し装置１００は、ここでは方向転換ローラー装置１０２を有するように変えられていて、方向転換ローラー装置１０２は摺動管２０３に締結されていて、摺動管２０３には矩形摺動ブッシュ２０２が両側に圧入されている。摺動管にはロック用ピン２０４が設けられている。ロック用ピン２０４により、方向転換ローラー装置１０２をそれぞれのロック用管４０３，５０３上で移動させることができ、これにより、力引き出し部を様々に設定できる、すなわち、方向転換ローラー装置１０２を相互に移動させることでトレーニングの力を小さくすることができる。方向転換ローラー装置１０２を移動させるということは、綱止め１０４を移動させるべきこの装置に一体化し、方向転換ローラー装置１０２に綱止めホルダー２０１を組み込み、この綱止めホルダー２０１の両側に綱止め１０４をねじ止めるように構成しなければならない、ということを意味する。この方向転換ローラー機構の機能は、弾性牽引綱１０３が方向転換ローラー装置１０２の方向転換ローラー１１５の間に挿入され、反対側の方向転換ローラー装置１０２の方向転換ローラー１１０の上を外側から通され、次に、反対側の方向転換ローラー装置１０２の方向転換ローラー１１０の上に内側から置かれ、弾性牽引綱１０３が方向転換ローラー１１５の間から再び外に出されるように反対側の方向転換ローラー装置１０２に再び戻されるように構成されたこの新しい構成でも依然として同じである。両端には、続いて力牽引装置１０１が装備される。力牽引装置１０１は、ゴム製緩衝体１０９、締め付けねじ１０８、ストップスリーブ（ｓｔｏｐ ｓｌｅｅｖｅ）１０７、および、目盛り付き締め付けスリーブ（ｃｌａｍｐｉｎｇ ｓｌｅｅｖｅ）１０６が順に弾性牽引綱１０３の上に置かれ、次に弾性牽引綱１０３の端部が牽引フック１０５に挿入され、そして、弾性牽引綱１０３を牽引フック１０５内に固定するために、目盛り付き締め付けスリーブ１０６を牽引フック１０５の上に押し付けるようにして構成される。牽引装置１０１が両側に取り付けられたら、牽引装置１０１は、ストップスリーブ１０７を方向転換ローラー装置１０２から特定の一定量だけ引き出し、ストップスリーブ１０７を締め付けねじ１０８で予め張力を加えた弾性牽引綱１０３にねじ止めるようにして調整される。牽引装置１０１が方向転換ローラー装置１０２から引き出されていると、牽引装置１０１内で締め付けられている弾性牽引綱１０３が、目盛り付き締め付けスリーブ１０６がストップスリーブ１０７から、表示される牽引力が実際の牽引力におおよそ対応する程度に突出するよう引き伸ばされる。このようにならない場合、装置を新たに調整しなければならず、また、弾性牽引綱１０３が引き出されたときの一定量を調整中に新たに設定しなければならない。この量は、異なる強度の弾性牽引綱１０３について、それぞれ新しく設定しなければならない。

図６に描かれているように、トレーニング概念を作るには、それぞれの力引き出し装置１０１に方向転換ローラー装置１０２についての番号を付けること、および、異なる強度の弾性牽引綱１０３を牽引装置２００に取り付けることが絶対に必要であることが明らかとなった。この要求は、後方トレーニング装置５００に取り付けられた牽引装置２００に番号１〜８を与え、前方トレーニング装置４００の牽引装置２００に番号９〜１６を与えることによって、また、トレーニングを行う各人またはトレーニングの各形態に合うように、力引き出し部１〜２、７〜８、９〜１０、１５〜１６が弱い弾性牽引綱１０３を有し、力引き出し部３〜４、５〜６、１１〜１２、１３〜１４が強い弾性牽引綱１０３を有することによって実現されている。

図３は、改良した牽引装置２００で取り出される力を大きくする操作原理を様々な表示で段階的に示す。すなわち、第１のステップ（図３ａ）では、牽引力を大きくするための例としての引き出し部１１１が、牽引力が所望の大きさになるまで引っ張り出され、図３ｂに拡大して示す。そして、図３ｃに示すように、弾性牽引綱１０３は、その後、綱止め１０４に入れられる。例としての引き出し部１１２でのトレーニングのとき、図３ｄおよび拡大図（図３ｅ）において明らかであるが、引き出すと、直ちに、設定した大きな牽引力でトレーニングがなされ、牽引力を大きくしていないトレーニングのときと同じ引き出し端部位置では、図３ｆおよび拡大図３ｇで示すように、この牽引力は、力の引き出しを大きくした分だけ大きくなっている。

図４は、改良した牽引装置２００で取り出される力を小さくする操作原理を様々な表示で段階的に示す。すなわち、第１のステップ（図４ｃ）では、方向転換ローラー装置１０２を反対側の方向転換ローラー装置１０２に対して移動させ、適所にロックする。図４ｄは、特定の引き出し端部位置での牽引力を拡大して示しており、この牽引力は、同じ引き出し端部位置では、図４ａおよび拡大図４ｂで示すように、方向転換ローラー装置１０２を移動させたために小さくなっている。

多くの場合、特に医療への応用またはパフォーマンススポーツ（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｓｐｏｒｔｓ）でのトレーニングデータの特定において、おおよそでしか正確でない力引き出し部装置１０１での牽引力および牽引方向を表示および設定ならび調整することでは不十分なので、本発明の他の実施形態では、測定値センサーの使用を牽引装置での牽引力の特定に関して（図１１ａ）、また、拡大図（図１１ｂ）において、方向転換ローラー装置の電動位置決め（図１２）、および、２つの他の実施形態の組み合わせをブロック図（図１３）に基づいて説明する。

図１１ａおよび拡大図１１ｂに描かれているように、測定値センサー６００と一体の牽引装置では、改良した方向転換ローラー装置６０２が以下のように変えられている。すなわち、方向転換ローラー１１０は、元の方向転換ローラー装置１０２から切り離され、測定値センサー装置６０１に移される。測定値センサー装置６０１は、以下のように構成されている。すなわち、方向転換ローラー１１０は、方向転換ローラー保持部６０５に適応される。この方向変換ローラー保持部６０５は、案内用シャフト６１０に締結される。案内用シャフト６１０は、シャフト案内部６０７に通され、案内用シャフト６１０の他端は二股頭部６０８に締結される。二股頭部６０８には測定値センサー６０９の一方の側が適合される。また、圧縮ばね６０６が方向転換ローラー保持部６０５と、シャフト案内部６０７との間で案内用シャフト６１０の上にそれぞれ嵌められる。

図１１ａおよび拡大図１１ｂに描かれているように、弾性牽引綱１０３の取り付けは、以下のようにして行われる。弾性牽引綱１０３は、方向転換ローラー装置６０２の方向転換ローラー１１５の間に挿入され、外側から方向転換ローラー１１０ａの上を通され、次に、内側から方向転換ローラー１１０ｂの上に置かれ、そして、弾性牽引綱１０３が再び方向転換ローラー１１５の間から外に出されるように、反対側の方向転換ローラー装置６０２に再び戻される。続いて両端に、以下のように構成された力牽引装置１０１が取り付けられる。すなわち、ゴム製緩衝体１０９、締め付けねじ１０８、ストップスリーブ１０７、および目盛り付き締め付けスリーブ１０６が順に弾性牽引綱１０３の上に置かれる。弾性牽引綱１０３の端部は、次に牽引フック１０５に挿入される。そして、目盛り付き締め付けスリーブ１０６が、弾性牽引綱１０３を牽引フック１０５内に取り付けるために、牽引フック１０５の上に押圧される。牽引装置６００を使用する場合、締め付けねじ１０８およびストップスリーブ１０７の取り付けを省くこともできる。これは従来の力引き出し装置１０１と比べると、測定値センサー装置６０１がどんな場合にも牽引力の正確な表示を著しく改善するからである。

図１１ａおよび拡大図１１ｂに一例に基づいて描かれているように、例としての引き出し部６０４を用いて牽引力を大きくすると、および／または、例としての引き出し部６０３を用いてトレーニングをすると、力Ｆ２および／またはＦ１を引き起こすという効果があり、力Ｆ２および／またはＦ１は、それぞれ、使用されている圧縮ばね６０６を圧縮し、この結果、測定値センサー６０９の押し棒６１１のＳ２とＳ１の和が短くなり、したがって、押し棒６１１のオーム抵抗が変化する。この長さ変化は、例としての引き出し部６０３および６０４の力に比例し、測定値センサー装置６０１が内蔵する圧縮ばね６０６の強度にだけ依存する。どの程度の力がどの程度の長さ変化に対応するかは、例えば、市販の校正済み電子秤で、中の測定値センサー６０９がティーチイン（ｔｅａｃｈ−ｉｎ）方式で調整されるものによって特定できる。この方法は、本発明をさらに説明する中で示す。

図１２に示されているように、専用のトレーニング装置７００では、スピンドルナットと一体の方向転換ローラー装置７０４が垂直方向に配置されたスピンドル案内部７０６の上を、駆動モーター７０１および７１０の助けを借りて、上側ねじ軸７０３を回すことで案内される。方向転換ローラー装置７０４のそれぞれの位置は、駆動モーター７０１および７１０と一体のインクリメンタルエンコーダー７０２および７１１によって監視される。また、方向転換ローラー装置７０４は、垂直方向に配置したスピンドル案内部７０６の上を、駆動モーター７０８および７１２の助けを借りて、下側ねじ軸７０５を回すことで案内される。方向転換ローラー装置７０４のそれぞれの位置は、駆動モーター７０８および７１２と一体のインクリメンタルエンコーダー７０９および７１３によって監視される。トレーニング装置７００の左側および右側は、水平方向に配置されたスピンドル案内部７２０の上を、駆動モーター７１４および７１６の助けを借りて、水平方向に取り付けられた左側ねじ軸７２１および水平方向に取り付けられた右側ねじ軸７１９をそれぞれ回すことで案内される。モーターで調整可能な牽引装置７００の左側および右側のそれぞれの位置は、駆動モーター７１４および７１６と一体のインクリメンタルエンコーダー７１５および７１７によって監視される。この場合、左側の搬送（ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）はスピンドルナットと一体の左側駆動装置７２２によって生じ、右側は、スピンドルナット７１８と一体の右側駆動装置７１８によって生じる。

モーターで調整可能な前方牽引装置７５０の機能は、図１３に描かれているブロック図に基づいて、以下のように実現される。すなわち、左側では、インクリメンタルエンコーダー７２４および７２６とそれぞれ一体の駆動モーター７２３および７２５が、右側では、インクリメンタルエンコーダー７２８および７３０とそれぞれ一体の駆動モーター７２７および７２９が、スピンドルナットと一体の方向転換ローラー装置７０４を垂直方向に調整する、または、方向転換ローラー装置７０４の位置を監視する。牽引装置７５０の左側および右側の角度位置は、回転モーター７３１および７３３によって実現され、それぞれの角度位置は、回転モーター７３１および７３３と一体のインクリメンタルエンコーダー７３２および７３４によって監視される。

図１３は、特に医療への応用またはパフォーマンススポーツでのトレーニングデータの特定において必要である専用の完全な装置のブロック図を示しており、力引き出し部１、２、３および４のための表示ディスプレイ８０１、力引き出し部５、６、７および８のための表示ディスプレイ８０２、力引き出し部９、１０、１１および１２のための表示ディスプレイ８０３、力引き出し部１３、１４、１５および１６のための表示ディスプレイ８０４がそれぞれの測定値センサー装置６０１に配置される。ディスプレイ８０１に接続されているのは、測定値センサー６０９と、インクリメンタルエンコーダー７０２、７０９および７１５とそれぞれ一体の駆動モーター７０１、７０８および７１４とであり、ディスプレイ８０２に接続されているのは、測定値センサー６０９と、インクリメンタルエンコーダー７１１、７１３および７１７とそれぞれ一体の駆動モーター７１０、７１２および７１６であり、ディスプレイ８０３に接続されているのは、測定値センサー６０９と、インクリメンタルエンコーダー７２４、７２６および７３２とそれぞれ一体の駆動モーター７２３、７２５および回転モーター７３１であり、ディスプレイ８０４に接続されているのは、測定値センサー６０９と、インクリメンタルエンコーダー７２８、７３０および７２４とそれぞれ一体の駆動モーター７２７、７２９および回転モーター７３３である。ディスプレイは、インターフェイスケーブル８０５で中央システム８０７に接続されており、中央システム８０７は、ディスプレイに電源を供給し、かつ、インターフェイスコンバーターを有し、インターフェイスコンバーターは、中央システムからディスプレイへの、またはその逆の確実な双方向データ伝送を保証する。データケーブル８０６は、中央システム８０７から中央コンピューターユニット８０８まで、および、その逆の、双方向データトラフィックを実現する。同期をとるために、特にトレッドミルの速度調節の同期をとるために、測定値センサー装置６０１によって、中央システム８０７および／または中央コンピューターユニット８０８をトレッドミルの制御部８１１にそれぞれ確実に接続する２つのインターフェイスケーブル８０９および８１０が利用可能となっている。

図１１および図１３で既に述べ、かつ、示したように、測定値センサー装置６０１に内蔵されているのは測定値センサー６０９であり、測定値センサー６０９は、費用効果が良い製品という理由で、線形電位差計として構成されていることが理想的である。測定値センサー６０９の押し棒６１１の特定の引き出し長さは、この場合、特定のオーム値に常に対応する。測定値センサー６０９が、全てのトレーニング関連データを特定するのに、また、トレーニングシークエンスを制御するのに使用される前に、トレッドミル同期までに、測定値センサー装置６０１に内蔵した測定値センサーを以下のように調整しなければならない。すなわち、調整されるべき測定値センサー６０９を中央コンピューターユニット８０８の設定メニューで決定する。この決定は、対応するディスプレイ８０１、８０２、８０３または８０４へ特定の調整用事前設定、例えば１Ｋｐ、を示すことによって伝送される。続いてデジタル式力測定秤が牽引フックの中に置かれる。力引き出し装置１０１は、力測定秤に１Ｋｐと表示されるまで引っ張り出される。そして、この設定は、次に中央コンピューターユニット８０８によって確認される。この場合、測定値センサー６０９のアナログ信号は、この場合は特定のオーム値であるが、それぞれのディスプレイ８０１、８０２、８０３または８０４の電気的にプログラム可能かつ変更可能な記憶媒体にデジタル形式で格納される。この操作は、特定の力の範囲にわたって繰り返され、測定値センサー６０９は、力を引き出す可能性がある範囲で調整した測定点が多いほど、より正確に調整される。費用対効果の理由から、測定値センサー６０９のこの調整内容は、中央コンピューターユニット８０８を介して、他の全てのディスプレイに伝送されてもよく、そして、その後チェックされてもよい。本発明の技術的な実施形態では、このトレーニングデータ伝送を実現できるか、または、個々の測定値センサー６０９を調整しなければならないかに関して、測定値センサー装置６０１の不変の構造のみが結局のところ関係する。対応するインターフェイスケーブル８０５を対応するディスプレイ８０１、８０２、８０３または８０４から引き出すことができ、かつ、調整装置８１２を間に接続できるようにディスプレイ８０１、８０２、８０３または８０４と、中央システム８０７との間に調整装置８１２を接続することで、さらに調整ができるようになる。調整装置８１２を使用することにより、または、中央コンピューターユニット８０８より調整できることにより、ディスプレイを安価に生産できるようになる。これは、このように外部から調整する結果、ディスプレイにキーボードを組み込むことを省けるからである。

本発明の拡張した変形例では、測定値センサーおよび電子制御部が代替の牽引装置（例えば、フランジに取り付けられたケーブルドラムを備えた市販のサーボモーター、磁気式巻き上げモーター、空気圧式牽引装置など）と既に一体とされていて、前述したディスプレイおよびコンピューターユニットおよびインターフェイスに接続、連結されていてもよい。

Claims (13)

1. 治療用途および／または集中的な走行トレーニングのためのトレッドミル・エルゴメーター（３００）であって、
   前記トレッドミル・エルゴメーターに、複数の力引き出し装置（１０１）が連結されており、前記力引き出し装置は、トレーニングを行っている人の手足および胴体に動きがあるときに前記手足および前記胴体に力が加えられるように、前記力引き出し装置の自由端領域において前記手足および前記胴体に連結可能であり、
   （Ａ）右側前方トレーニング装置（４００、４０２）及び左側前方トレーニング装置（４００、４０１）が前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）のトレッドミル入口に接続され、右側後方トレーニング装置（５００、５０２）及び左側後方トレーニング装置（５００、５０１）が前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）の端部に接続され、
   （Ｂ）前記力引き出し装置（１０１）が前記前方／後方トレーニング装置（４００、５００）の他方の端部に接続され、
   （Ｃ）前記前方トレーニング装置（４００）が前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）に対して回転可能に配置され、特に求められ且つトレーニング中に変更できる位置からの力引き出し部の牽引を可能にし、
   （Ｄ）前記力引き出し装置（１０１）は前記前方／後方トレーニング装置（４００、５００）に対して水平方向および垂直方向に摺動可能に接続され、特に求められ且つトレーニング中に変更できる位置からの力引き出し部の牽引を可能にし、
   （Ｅ）前記力引き出し装置（１０１）の引き出す力および位置が測定機器で技術的に記録され且つ文書化されてトレーニング計画として再現可能であり、および、
   中央コンピューターユニット（８０８）、及び、電源と一体であり且つインターフェイスコンバーターと一体である中央システム（８０７）が設けられており、前記中央コンピューターユニットおよび前記中央システムは、駆動および回転モーター（７０１、７０８、７１２、７１６、７２３、７２５、７２９、７３１、７３３）の起動、および、双方向データ伝送によるインクリメンタルエンコーダー（７０２、７０９、７１３、７１７、７２４、７２６、７３０、７３２、７３４）の評価、およびそれぞれの測定値センサー（６０９）の評価を実現し、これにより、トレーニングパラメーターを予め設定し、かつ設定を規定することができる、トレッドミル・エルゴメーター。
2. 前記力引き出し装置（１０１）は、弾性的に引き出すことができるように形成されており、具体的には牽引綱を備えている、請求項１に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
3. 前方トレーニング装置（４００）における、前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）の前記力引き出し装置（１０１）の引き出し位置は、ロック管（４０３）上の移動及び係合によって、垂直方向に設定可能であり、且つ、２つのロック要素（４０４）によって設定し固定できる前方左側トレーニング装置（４０１）および／または２つのロック要素（４０５）によって設定し固定できる前方右側トレーニング装置（４０２）を回転させることによって、水平方向に設定可能であり、これにより、前記力引き出し装置（１０１）の前記引き出し位置が前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）の前方または側方に位置する領域においても設定可能であり、長手方向に対して２７０°（度）の少なくとも１つの設定範囲を有し、且つ／または、
   後方トレーニング装置（５００）における、前記力引き出し装置（１０１）の前記引き出し位置は、ロック管（５０３）上の移動及び係合によって垂直方向に設定可能であり、且つ、ロック管（５０４）上の移動及び係合によって水平方向に設定可能であり、前記後方トレーニング装置（５００）は、左側後方トレーニング装置（５０１）と右側後方トレーニング装置（５０２）を備えており、前記左側後方トレーニング装置および前記右側後方トレーニング装置の各々は、前記ロック管（５０４）上で独立して移動でき、所定位置にロックすることにより固定できる、請求項１または２に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
4. 前記力引き出し装置（１０１）は、牽引装置（２００）から引き出されることができ、前記牽引装置は、互いに対向する２つの方向転換ローラー装置（１０２）を備えており、
   前記弾性牽引綱（１０３）を固定するための綱止め（１０４）が、様々な位置に移動させられることができ、これにより、引き出す力を変化させ、具体的には増加させることができ、且つ／または、
   前記方向転換ローラー装置（１０２）は、互いに対して移動させ固定可能であるように形成され、これにより、引き出す力を変化させ、具体的には減少させることができる、請求項１から３の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
5. 前記前方トレーニング装置（４００）および／または前記後方トレーニング装置（５００）に、測定値センサー（６０９）と一体の牽引装置（６００）が設けられており、前記牽引装置は、例えば、引き出す力、予め加える張力、ステップ周波数、ステップ長さ、行われた仕事量、および、前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）の速度同期までの性能など、トレッドミル・エルゴメーター（３００）を用いたトレーニングの全てのパラメーターを測定、制御および監視可能にする、請求項１から４の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
6. 測定値センサー装置（６０１）に、測定値センサー（６０９）として線形電位差計が内蔵される、請求項５に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
7. 前記測定値センサー（６０９）は、ロードセルとして、または磁場誘起装置として形成される、請求項５に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
8. 前記測定値センサー（６０９）の評価は、前記測定値センサー（６０９）の押し棒（６１１）の特定の長さ変化が、前記力引き出し装置（１０１）を引き出すことによって引き起こされる特定の力に常に対応するように、外部接続式調整装置（８１２）と中央コンピュータユニット（８０８）の両方によってラーンイン方式（ｌｅａｒｎ−ｉｎ ｍｅｔｈｏｄ）で調整可能である、請求項５から７の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
9. モーターで調整可能な方向転換ローラー装置（７０４）が、モーターで調整可能な後方牽引装置（７００）、および／またはモーターで調整可能な前方牽引装置（７５０）に挿入される、請求項４に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
10. 前記前方トレーニング装置（４００）だけでなく前記後方トレーニング装置（５００）、前記前方トレーニング装置（７５０）および前記後方トレーニング装置（７００）もまた独立して個々に、または様々な組み合わせでトレッドミル・エルゴメーター（３００）に取り付けられており、この取り付けを前記トレッドミル・エルゴメーター（３００）の機械的な変更なしに可能にするアダプター部品が設けられるように実現される、請求項１から９の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
11. トレッドミル・エルゴメーター（３００）は、走行面に市販の力測定装置および／または圧力測定装置を組み込んでおり、前記力測定装置および／または圧力測定装置は、ディスプレイ上で視覚的応答表示（バイオフィードバック）を試験者に与え、これにより、試験者に歩行パターン改善の成功を示す、請求項１から１０の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
12. トレッドミル・エルゴメーター（３００）は、走行面に市販の力測定装置および／または圧力測定装置を組み込んでおり、前記力測定装置および／または圧力測定装置は、ディスプレイ上で視覚的応答表示（バイオフィードバック）を試験者に与え、これにより、試験者に歩行パターン改善の成功を示し、さらに、試験者の歩行パターンが治療専門家が予め設定したものおよび標準値に対応し、かつ／あるいは、理想的な歩行パターンおよび両足への理想的な地面反力に同期しかつ／または導くように、牽引装置の牽引負荷および／または牽引方向を電子的に制御する、請求項１から１１の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。
13. トレッドミル・エルゴメーター（３００）は、代替牽引装置、測定値センサー、および、代替牽引装置における電子制御部を有し、具体的にはフランジに取り付けたケーブルドラムがある市販のサーボモーター、磁気式巻き上げモーター、空気圧式牽引装置等を有し、前記サーボモーター、磁気式巻き上げモーター、空気圧式牽引装置等は、存在する前記ディスプレイおよびコンピューターユニットおよびインターフェイスに接続および連結される、請求項１から１２の１つまたは複数に記載のトレッドミル・エルゴメーター。

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