NL1019984C2

NL1019984C2 - Exercise machine with motorised parts, has motor applying counter force to user movable part of machine via coupling effective in only one direction

Info

Publication number: NL1019984C2
Application number: NL1019984A
Authority: NL
Inventors: Franciscus Jitte M Nieuwenhuis
Original assignee: Bonte Zwolle B V
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2003-08-19

Abstract

The motor (10F, 10R) is operated continuously and at a substantially constant speed during use of the machine (1). At least one coupling which is effective in only one direction is provided between the motor and the movable part (6) of the machine designed to be moved by the person using it. The motor applies a counter-force to a movable part of the machine which is moved by the user in order to place a strain on one or more muscles and/or joints. One or more motors are present.

Description

INRICHTING VOOR HET BELASTEN VAN SPIEREN ΕΝ/OF GEWRICHTENDEVICE FOR TAXING MUSCLES / OR JOINTS

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het belasten van spieren en/of gewrichten, omvattende ten minste één door een lichaamsdeel van een gebruiker te belasten, beweegbaar orgaan en met het beweegbaar orgaan 5 verbonden middelen voor het op het lichaamsdeel doen uitoefenen van een weerstandskracht, welke krachtuitoefeningsmiddelen ten minste één motor omvatten. Een dergelijke belastingsinrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.635.933.The invention relates to a device for loading muscles and / or joints, comprising at least one movable member to be loaded by a body part of a user and means connected to the movable member for causing a resistance force to be exerted on the body part , which force-applying means comprise at least one motor. Such a loading device is known from U.S. Pat. No. 4,635,933.

10 De bekende belastingsinrichting, die bijvoorbeeld kan worden gebruikt in het kader van therapie na een medische ingreep, of voor training bij sport, omvat een frame, bijvoorbeeld in de vorm van een stoel of een ligbank, waaraan een zwenkarm is bevestigd. Afhankelijk van het gebruik is 15 deze zwenkarm voorzien van een handgreep of een ander aangrijpingsorgaan waarop een gebruiker met een deel van zijn lichaam een kracht kan uitoefenen. De as van de zwenkarm is onder tussenkomst van een overbrenging verbonden met een elektromotor, die een weerstandskracht opwekt, waardoor de 20 door de gebruiker uitgeoefende kracht wordt tegengewerkt. De draairichting van de elektromotor is omkeerbaar, terwijl de werking daarvan bestuurd wordt door een elektronische regeleenheid.The known loading device, which can for instance be used in the context of therapy after a medical intervention, or for training in sport, comprises a frame, for example in the form of a chair or a couch, to which a swivel arm is attached. Depending on the use, this pivotal arm is provided with a handle or other engaging member on which a user can exert a force with part of his body. The axis of the swiveling arm is connected to an electric motor via a transmission, which generates a resistance force, thereby counteracting the force exerted by the user. The direction of rotation of the electric motor is reversible, while its operation is controlled by an electronic control unit.

Een soortgelijke belastingsinrichting is beschreven 25 in het Europese octrooischrift 0 737 491, waarin een apparaat getoond wordt met een aantal om verschillende assen zwenkbare armen voor het trainen van verschillende spieren en/of gewrichten. Al deze armen zijn door middel van over verschillende poelies geleide kabels verbonden met een 30 elektromotor, waarvan de snelheid gevarieerd kan worden door een elektronische regelaar.A similar loading device is described in European patent 0 737 491, in which an apparatus is shown with a number of arms pivotable about different axes for training different muscles and / or joints. All these arms are connected by means of cables guided over different pulleys to an electric motor, the speed of which can be varied by an electronic controller.

Voor de kracht die door spieren kan worden opgewekt geldt in het algemeen dat deze afhankelijk is van de snelheid van de daardoor opgewekte beweging. De spier kan namelijk 35 slechts een beperkte hoeveelheid arbeid, dat wil zeggen 1019984 2 kracht maal snelheid afgeven. Hoe hoger dus de bewegingssnelheid, des te kleiner de door de spier af te geven kracht. Gebleken is dat het trainen van spieren het meest doelmatig is, wanneer de training met een constante 5 snelheid worden uitgevoerd. Daarnaast is het meten van de door een spier uitgeoefende kracht, bijvoorbeeld om het verloop van een revalidatie te kunnen beoordelen, uitsluitend mogelijk wanneer de spier met een constante en bekende snelheid beweegt. Alleen dan kan immers een uitspraak gedaan 10 worden over het door de spier geleverde vermogen. Het trainen van spieren en/of het meten van de daardoor uitgeoefende kracht bij een constante bewegingssnelheid wordt aangeduid met de term "iso-kinetische" training. In het geval van een belastingsinrichting waarbij de weerstandskracht wordt 15 opgewekt door een motor, dient dus de snelheid van deze motor zo geregeld te worden, dat veranderingen in de bewegingssnelheid van de zwenkarm als gevolg van variaties in de door de gebruiker uitgeoefende kracht door middel van regelingen worden gecompenseerd, zodat de zwenkarm door de 20 gebruiker altijd met ten hoogste een gewenste constante snelheid wordt bewogen.The force that can be generated by muscles generally applies that it depends on the speed of the movement generated by it. Namely, the muscle can only deliver a limited amount of work, that is, 1019984 2 times force. Therefore, the higher the speed of movement, the smaller the force to be delivered by the muscle. It has been found that training muscles is most effective when the training is carried out at a constant speed. In addition, measuring the force exerted by a muscle, for example in order to be able to assess the course of a rehabilitation, is only possible when the muscle is moving at a constant and known speed. Only then can a statement be made about the power supplied by the muscle. The training of muscles and / or the measurement of the force exerted thereby at a constant speed of movement is referred to by the term "iso-kinetic" training. In the case of a loading device in which the resistive force is generated by a motor, the speed of this motor must therefore be controlled such that changes in the speed of movement of the swinging arm due to variations in the force exerted by the user by means of adjustments are compensated, so that the swiveling arm is always moved by the user at a desired constant speed at most.

Hiertoe wordt dus bij de bekende belastingsinrichtingen gebruik gemaakt van servomotoren. Deze servomotoren dienen een grote kracht te kunnen ontwikkelen, 25 om de door de gebruiker uitgeoefende spierkracht tegen te werken. Bovendien moeten de servomotoren zeer snel kunnen reageren op veranderingen in de spierkracht en daaruit voortvloeiende snelheidsveranderingen. Tenslotte dienen de servomotoren omkeerbaar te zijn, teneinde de spieren en/of 30 gewrichten bij bewegingen in twee richtingen te kunnen belasten. Daarbij moeten de motoren dus aan het eind van een beweging in een eerste richting in zo korte mogelijke tijd worden afgeremd en in de tegengestelde richting versneld. De tegenstrijdige eisen van een grote kracht en een hoge 35 reactiesnelheid leiden ertoe dat de gebruikte servomotoren relatief kostbaar zijn. Daar deze motoren een groot deel van de kosten van een belastingsinrichting uitmaken, zijn dus de bekende belastingsinrichtingen ook relatief kostbaar.For this reason, servomotors are used for the known load devices. These servomotors must be able to develop a large force in order to counteract the muscular force exerted by the user. In addition, the servomotors must be able to respond very quickly to changes in muscle strength and resulting speed changes. Finally, the servomotors must be reversible in order to be able to load the muscles and / or joints in movements in two directions. The motors must therefore be braked in the shortest possible time at the end of a movement in a first direction and accelerated in the opposite direction. The conflicting demands of a large force and a high reaction speed lead to the servomotors used being relatively expensive. Since these motors represent a large part of the costs of a load device, the known load devices are therefore also relatively expensive.

33

De onderhavige uitvinding heeft nu tot doel een belastingsinrichting van het hiervoor beschreven type te verschaffen, die eenvoudiger van opbouw is en dus tegen geringere kosten vervaardigd kan worden dan de tot nu toe 5 bekende belastingsinrichtingen. Volgens de uitvinding wordt dit bereikt, doordat de motor bij gebruik van de inrichting continu en met een in hoofdzaak constante snelheid werkzaam is, en tussen de motor en het beweegbaar orgaan ten minste één in slechts een richting werkzame koppeling is 10 aangebracht. Door de aanwezigheid van de in een richting werkzame koppeling of vrijloopkoppeling wordt de motor uitsluitend met het beweegbaar orgaan verbonden wanneer dit door de gebruiker bewogen wordt met een snelheid die tenminste gelijk is aan die van de motor. Zo kan dus zonder 15 kostbare elektronische regeling een iso-kinetische werking van de belastingsinrichting worden bereikt.The present invention has for its object to provide a load device of the type described above, which is of a simpler construction and can therefore be manufactured at lower costs than the load devices known hitherto. According to the invention, this is achieved in that the motor operates continuously and at a substantially constant speed when the device is used, and at least one coupling acting in only one direction is arranged between the motor and the movable member. Due to the presence of the one-way clutch or freewheel clutch, the motor is only connected to the movable member when it is moved by the user at a speed at least equal to that of the motor. Thus, an iso-kinetic operation of the load device can be achieved without costly electronic control.

Daar de meeste spieren en gewrichten in twee richtingen werkzaam zijn, en dus ook in twee richtingen geoefend dienen te worden, is bij voorkeur het door het 20 lichaamsdeel te belasten orgaan in twee tegengestelde richtingen beweegbaar, en zijn tussen de motor en het beweegbaar orgaan twee in tegengestelde richting werkzame koppelingen aangebracht. Daarbij kan de belastingsinrichting voorzien zijn van twee in tegengestelde richting werkzame, 25 elk met een koppeling verbonden motoren, maar een minder kostbare oplossing wordt waarschijnlijk gevormd door tussen de motor en een van de twee koppelingen aangebrachte middelen voor het omkeren van de bewegingsrichting.Since most muscles and joints are active in two directions, and must therefore also be practiced in two directions, the member to be loaded by the body part is preferably movable in two opposite directions, and between the motor and the movable member two Couplings operating in opposite directions. The loading device can herein be provided with two motors operating in the opposite direction, each connected to a coupling, but a less expensive solution is probably formed by means for reversing the direction of movement arranged between the motor and one of the two couplings.

Om het verloop en effect van de belasting te kunnen 30 waarnemen, vertoont de inrichting bij voorkeur met het beweegbaar orgaan verbonden middelen voor het meten van een door het lichaamsdeel van de gebruiker daarop uitgeoefende belasting.In order to be able to observe the course and effect of the load, the device preferably has means connected to the movable member for measuring a load exerted on it by the body part of the user.

Voor het belasten van zwenkbare gewrichten, zoals 35 knieën, ellebogen en dergelijke is bij voorkeur het beweegbaar orgaan zwenkbaar met een gestel verbonden, en omvat de motor een roterende uitgaande as. Een robuuste en weinig kostbare inrichting wordt verkregen, wanneer de motor i o i:: , 4 een met in hoofdzaak constant toerental roterende wisselstroommotor is. Daarbij kan met voordeel een frequentieregelaar bestuurd met de wisselstroommotor verbonden zijn, teneinde een gebruiker de mogelijkheid te 5 geven de bewegingssnelheid in te stellen.For loading pivotable joints, such as knees, elbows and the like, the movable member is preferably pivotally connected to a frame, and the motor comprises a rotating output shaft. A robust and inexpensive device is obtained when the motor is an alternating current motor rotating at substantially constant speed. A frequency controller can herein be advantageously connected to the alternating current motor in order to give a user the option of adjusting the speed of movement.

Teneinde met een relatief kleine motor een behoorlijke weerstandskracht te kunnen opwekken kan de belastingsinrichting voorzien zijn van ten minste één tussen het beweegbaar orgaan en de motor aangebrachte overbrenging. 10 Een zeer compacte en relatief laagvermogende motor kan worden gebruikt wanneer de overbrenging een overbrengingsverhouding heeft van ten minste 1:20, bij voorkeur ten minste 1:40 en meer bij voorkeur ten minste 1:50. In het geval van een motor met roterende as is met voordeel deze overbrenging een riem-15 of kettingoverbrenging, met ten minste één op een as gelagerde riem- of kettingschijf, en is de koppeling tussen de as en de schij f aangebracht.In order to be able to generate a considerable resistance force with a relatively small motor, the loading device can be provided with at least one transmission arranged between the movable member and the motor. A very compact and relatively low-power motor can be used when the transmission has a gear ratio of at least 1:20, preferably at least 1:40 and more preferably at least 1:50. In the case of a motor with a rotating shaft, this transmission is advantageously a belt or chain transmission with at least one belt or chain disk mounted on a shaft, and the coupling is arranged between the shaft and the disk.

Wanneer de inrichting bedoeld is voor het belasten van het kniegewricht en/of de beenspieren van een gebruiker 20 vormt bij voorkeur het gestel een stoel met ten minste één zitting en een rugleuning, is het zwenkbaar orgaan nabij een van de rugleuning afgekeerde zijde van de zitting gelagerd, en is althans de motor en/of de koppeling en/of de overbrenging in hoofdzaak onder de zitting geplaatst. Zo 25 wordt een compacte belastingsinrichting verkregen.When the device is intended for loading the knee joint and / or the leg muscles of a user 20, the frame preferably forms a chair with at least one seat and a backrest, the pivotable member being adjacent a side of the seat remote from the backrest. and at least the engine and / or the clutch and / or the transmission is substantially placed under the seat. A compact loading device is thus obtained.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarin:The invention is now elucidated on the basis of a number of examples, with reference to the accompanying drawing, in which:

Fig. 1 een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch 30 vooraanzicht is van een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, bedoeld voor het trainen van het kniegewricht en/of de beenspieren van een gebruiker, Fig. 2 een schematisch perspectivisch achteraanzicht toont van de krachtuitoefeningsmiddelen van de 35 belastingsinrichting van fig. 1, enFIG. 1 is a partially broken away perspective front view of a first embodiment of the device according to the invention, intended for training the knee joint and / or the leg muscles of a user, FIG. 2 shows a schematic rear perspective view of the force application means of the loading device of FIG. 1, and

Fig. 3 een schematisch perspectivisch aanzicht toont van een alternatieve uitvoering van de krachtuitoefeningsmiddelen van fig. 2.FIG. 3 shows a schematic perspective view of an alternative embodiment of the force application means of FIG. 2.

Ί! l'· 5Ί! 1 '· 5

Een inrichting 1 voor het belasten van kniegewrichten en/of beenspieren van een gebruiker, bijvoorbeeld bij revalidatie na een operatie, omvat een frame 2 dat een zitting 3 en een rugleuning 4 bepaalt (fig. 1). Nabij de 5 voorrand 5 van de zitting 3 is aan weerszijden van het frame 2 een beweegbaar, in dit geval zwenkbaar orgaan 6 gelagerd om een as 7. (Overigens is om redenen van duidelijkheid slechts een van de zwenkbare organen 6 getoond.) Elk zwenkbaar orgaan 6 heeft de gedaante van een arm, die aan zijn vrije uiteinde 10 is voorzien van aangrijpingsorganen 8, hier in de vorm van rollen, waartussen een been van de gebruiker kan worden ingeklemd, bijvoorbeeld ter plaatse van de enkel. Teneinde de belastingsinrichting 1 geschikt te maken voor gebruikers met verschillend postuur kunnen de aangrijpingsorganen 8 in 15 langsrichting van het zwenkbaar orgaan 6 en/of dwars daarop instelbaar zijn.A device 1 for loading a user's knee joints and / or leg muscles, for example during rehabilitation after an operation, comprises a frame 2 which defines a seat 3 and a backrest 4 (Fig. 1). Near the front edge 5 of the seat 3, on both sides of the frame 2, a movable, in this case pivotable, member 6 is mounted about an axis 7. (Incidentally, only one of the pivotable members 6 is shown for reasons of clarity.) Each pivotable member 6 has the shape of an arm which is provided at its free end 10 with engagement members 8, here in the form of rollers, between which a leg of the user can be clamped, for instance at the ankle. In order to make the loading device 1 suitable for users with different stature, the engaging members 8 can be adjustable in the longitudinal direction of the pivotable member 6 and / or transversely thereto.

Elk zwenkbaar orgaan 6 is verbonden met middelen 9 voor het daarop uitoefenen van een weerstandskracht, waardoor de kracht die de gebruiker op het orgaan 6 uitoefent wordt 20 tegengewerkt. Deze krachtuitoefeningsmiddelen 9 omvatten in het getoonde voorbeeld een tweetal motoren 10F, 10R (fig. 2), die in tegengestelde richting (aangeduid met de pijlen F en R) werkzaam zijn, en dus elk een in van de bewegingsrichtingen van het zwenkbaar orgaan 6 een 25 weerstandskracht opwekken. In het getoonde voorbeeld is gekozen voor eenvoudige wisselstroommotoren, waarvan de uitgaande assen 13F, 13R elk met een in hoofdzaak constant toerental roteren. Teneinde de inrichting 1 aan te passen aan de capaciteiten van de gebruiker kan het toerental van de 30 motoren 10F, 10R, die bij gebruik van de inrichting continu draaien, worden ingesteld met behulp van een eenvoudige frequentieregelaar (hier niet getoond). Dergelijke wisselstroommotoren zijn tegen geringe kosten en in een grote variëteit in de handel verkrijgbaar. Tussen het zwenkbaar 35 orgaan 6 en elk van de motoren 10F, 10R is een slechts in een richting werkzame koppeling of vrijloopkoppeling 11F, 11R aangebracht, waarvan het doel hierna wordt toegelicht.Each pivotable member 6 is connected to means 9 for exerting a resistance force thereon, thereby counteracting the force that the user exerts on the member 6. In the example shown, these force-applying means 9 comprise two motors 10F, 10R (Fig. 2) which operate in the opposite direction (indicated by arrows F and R), and thus each one in one of the directions of movement of the pivotable member 6. 25 generate resistance force. In the example shown, simple alternating current motors have been chosen, the output shafts 13F, 13R of which each rotate at a substantially constant speed. In order to adapt the device 1 to the capacities of the user, the speed of the motors 10F, 10R, which run continuously when the device is used, can be adjusted by means of a simple frequency inverter (not shown here). Such AC motors are commercially available at low costs and in a wide variety. Arranged between the pivotable member 6 and each of the motors 10F, 10R is a one-way clutch or freewheel clutch 11F, 11R, the purpose of which is explained below.

10 ! v- :.Hi 4 610! v: Hi 4 6

Ook is tussen het zwenkbaar orgaan 6 én elk van de motoren 10F, 10R een overbrenging 12 aangebracht, waardoor de kracht die door elke motor 10F, 10R kan worden uitgeoefend wordt vergroot, terwijl het toerental van de uitgaande as 5 13F, 13R wordt verlaagd. De overbrengingen 12 hebben hier de gedaante van riemoverbrengingen, met elk een tweetal riemschijven 14, 15F, resp. 15R ter vorming van twee overbrengingstrappen. De eerste schijf 14 is gelagerd op de as 7, gekoppeld met het zwenkbaar orgaan 6, en draagt een 10 eerste riem 16 die verder om een eerste rol 17 geslagen is. Deze eerste rol 17 is gelagerd op een zelfde as 18 als de tweede schijf 15F, 15R, en is daaraan gekoppeld door middel van de vrijloopkoppeling 11F, 11R. De tweede schijf 15F, 15R draagt een tweede riem 19F, 19R die verder om een tweede rol 15 20F, 20R geslagen is, welke is aangebracht op de uitgaande as 13F, 13R van de motor 10F, 10R.A transmission 12 is also arranged between the pivotable member 6 and each of the motors 10F, 10R, whereby the force which can be exerted by each motor 10F, 10R is increased, while the speed of the output shaft 13F, 13R is lowered. The transmissions 12 here take the form of belt transmissions, each with two pulleys 14, 15F, resp. 15R to form two transfer stages. The first disc 14 is mounted on the shaft 7, coupled to the pivotable member 6, and carries a first belt 16 which is further wrapped around a first roller 17. This first roller 17 is mounted on the same shaft 18 as the second disc 15F, 15R, and is coupled thereto by means of the freewheel coupling 11F, 11R. The second disc 15F, 15R carries a second belt 19F, 19R which is further wrapped around a second roller 20F, 20R, which is mounted on the output shaft 13F, 13R of the motor 10F, 10R.

De overbrengingsverhouding van de overbrenging 12 wordt bepaald door de verhouding tussen de diameters van de eerste schijf 14 en eerste rol 17 enerzijds, en die van de 20 tweede schijf 15 en tweede rol 20 anderzijds. Door een geschikte keuze van deze diameters kan een overbrengingsverhouding bereikt worden in de orde van 1:40 tot 1:50 of zelfs daarboven, waardoor volstaan kan worden met relatief compacte en laagvermogende motoren 10F, 10R. In het 25 getoonde voorbeeld kunnen bijvoorbeeld de diameters van de eerste schijf en rol 14, 17 resp. 30 cm en 6 cm bedragen, terwijl de diameters van de tweede schijf en rol 15, 20 resp. 50 cm en 5 cm zouden kunnen bedragen. De overbrengingsverhouding van de eerste trap zou dan 1:5 zijn, 30 en die van de tweede trap 1:10, waardoor dus een totale overbrengingsverhouding van 1:50 bereikt zou worden. Ondanks deze hoge overbrengingsverhoudingen zijn de afmetingen van de schijven daarbij nog zo beperkt, dat de overbrenging 12 tezamen met de motoren 10F, 10R onder de zitting 3 geplaatst 35 kan worden, waardoor het ruimtebeslag van de inrichting beperkt is.The transmission ratio of the transmission 12 is determined by the ratio between the diameters of the first disc 14 and first roller 17 on the one hand, and those of the second disc 15 and second roller 20 on the other. By a suitable choice of these diameters, a transmission ratio of the order of 1:40 to 1:50 or even above that can be achieved, whereby relatively compact and low-power motors 10F, 10R can suffice. In the example shown, the diameters of the first disc and roll 14, 17, resp. 30 cm and 6 cm, while the diameters of the second disc and roll are 15, 20 and Could be 50 cm and 5 cm. The gear ratio of the first stage would then be 1: 5, and that of the second stage 1:10, so that a total gear ratio of 1:50 would be achieved. In spite of these high transmission ratios, the dimensions of the discs are still so limited that the transmission 12 together with the motors 10F, 10R can be placed under the seat 3, as a result of which the space occupied by the device is limited.

Tenslotte is de inrichting 1 nog voorzien van middelen voor het meten van de belasting of kracht die door 7 het lichaamsdeel van de gebruiker wordt uitgeoefend op het zwenkbaar orgaan 6. Deze meetmiddelen kunnen gevormd worden door opnemers zoals (hier niet getoonde) rekstrookjes, die bijvoorbeeld op de assen 7 of de riemschijven 14 kunnen zijn 5 aangebracht.Finally, the device 1 is also provided with means for measuring the load or force exerted by the body part of the user on the pivotable member 6. These measuring means can be formed by sensors such as strain gauges (not shown here), which can be mounted on the shafts 7 or the pulleys 14.

De slechts in een richting werkzame koppeling of vrijloopkoppeling 11F, 11R is in het getoonde voorbeeld zoals gezegd opgenomen in de overbrenging 12, en wel tussen de as 18 en de tweede schijf 15F, 15R. De koppelingen 11F, 11R zijn 10 tegengesteld gericht, en wel zodanig dat de schijf 15F of 15R met dezelfde rotatierichting als de as 18 ten opzichte daarvan vrijloopt zolang het toerental van de betreffende schijf 15F of 15R, dat gelijk is aan het toerental van de aandrijvend daarmee verbonden motor 10F of 10R, gedeeld door 15 de overbrengingsverhouding van de tweede trap, hoger is dan het toerental van de as 18, dat gelijk is aan de hoeksnelheid van de zwenkbare arm 6, vermenigvuldigd met de overbrengingsverhouding van de eerste trap. De schijf 15R of 15F, die door de bijbehorende motor 10R of 10F wordt 20 geroteerd in een richting tegengesteld aan die van de as 18, loopt daarvan altijd vrij. Op deze wijze is dus een van de motoren 10F, 10R altijd ontkoppeld van het door de gebruiker belaste zwenkbare orgaan 6, ongeacht de bewegingssnelheid daarvan, terwijl de andere motor slechts met het beweegbaar 25 orgaan 6 wordt verbonden zodra dit door de gebruiker met een bepaalde snelheid wordt bewogen.The one-way clutch or freewheel clutch 11F, 11R, as stated, is included in the transmission 12, as stated, between the shaft 18 and the second disc 15F, 15R. The couplings 11F, 11R are oppositely oriented, in such a way that the disc 15F or 15R with the same direction of rotation as the shaft 18 runs free relative to it, as long as the speed of the respective disc 15F or 15R, which is equal to the speed of the driving motor 10F or 10R connected thereto, divided by the gear ratio of the second stage, is higher than the speed of the shaft 18, which is equal to the angular speed of the pivotable arm 6, multiplied by the gear ratio of the first stage. The disc 15R or 15F, which is rotated by the associated motor 10R or 10F in a direction opposite to that of the shaft 18, always runs free from it. In this way, therefore, one of the motors 10F, 10R is always disconnected from the pivotable member 6 loaded by the user, irrespective of its speed of movement, while the other motor is only connected to the movable member 6 as soon as it is connected speed is moved.

Zolang de gebruiker dus zijn te trainen gewrichten en/of spieren beweegt met een snelheid die onder de aangrijpingssnelheid van de betreffende koppeling 11F, 11R 30 ligt, wordt op het beweegbaar orgaan 6 geen weerstandskracht uitgeoefend door de motor 10F, 10R die in dezelfde richting werkzaam is. Zodra echter deze koppelsnelheid wordt overschreden, wordt de koppeling met de motor 10F, 10R tot stand gebracht, en wordt een weerstandskracht uitgeoefend, 35 waardoor de te trainen gewrichten en/of spieren worden belast. De rotatiesnelheid van de uitgaande as 13F, 13R van de motor 10F, 10R, gedeeld door de overbrengingsverhouding van de overbrenging 12, bepaalt daarbij uiteindelijk de 8 snelheid waarmee de gebruiker zijn gewrichten en/of spieren kan bewegen. Zo kan met behulp van relatief eenvoudige en weinig kostbare middelen een iso-kinetische training tot stand worden gebracht.Thus, as long as the user moves his joints and / or muscles to be trained at a speed that is below the engagement speed of the coupling 11F, 11R 30 concerned, no resistance force is exerted on the movable member 6 by the motor 10F, 10R operating in the same direction is. However, as soon as this coupling speed is exceeded, the coupling with the motor 10F, 10R is established, and a resistance force is exerted, whereby the joints and / or muscles to be trained are exerted. The rotational speed of the output shaft 13F, 13R of the motor 10F, 10R, divided by the transmission ratio of the transmission 12, ultimately determines the speed at which the user can move his joints and / or muscles. In this way, iso-kinetic training can be achieved with the aid of relatively simple and inexpensive means.

5 Door de aanwezigheid van twee motoren 10F, 10R met tegengestelde draairichting en twee daarmee verbonden vrijloopkoppelingen 11F, 11R, eveneens met tegengestelde werkingsrichting, kunnen tegengestelde bewegingen, met name buig- en strekbewegingen worden geoefend. Daarbij is het 10 overigens niet noodzakelijk dat er van twee afzonderlijke motoren gebruik gemaakt wordt. Er zou ook volstaan kunnen worden met een enkele motor 10, in combinatie met een omkerende getande overbrenging 21 (fig. 3), waardoor de kosten van de belastingsinrichting 1 nog verder beperkt 15 zouden kunnen worden.Due to the presence of two motors 10F, 10R with opposite direction of rotation and two freewheel clutches 11F, 11R connected thereto, also with opposite operating direction, opposite movements, in particular bending and stretching movements, can be practiced. Moreover, it is not necessary that two separate motors are used. A single motor 10 could also suffice, in combination with a reversed toothed transmission 21 (Fig. 3), whereby the costs of the loading device 1 could be further limited.

Hoewel de uitvinding hiervoor is toegelicht aan de hand van een tweetal voorbeelden, zal het de deskundige duidelijk zijn dat deze daartoe niet is beperkt. Zo zou de inrichting door een andere opstelling van de beweegbare 20 organen geschikt gemaakt kunnen worden voor het belasten van andere gewrichten, bijvoorbeeld heupen, schouders of ellebogen, en/of andere spieren, zoals armspieren, buikspieren of rugspieren. Ook zouden andere soorten motoren, andere wijzen van overbrenging en andere types in een 25 richting werkzame koppelingen gebruikt kunnen worden dan hiervoor genoemd. De omvang van de uitvinding wordt dan ook uitsluitend bepaald door de bijgevoegde conclusies.Although the invention has been elucidated above with reference to two examples, it will be clear to the skilled person that it is not limited thereto. The device could thus be made suitable by a different arrangement of the movable members for loading on other joints, for example hips, shoulders or elbows, and / or other muscles, such as arm muscles, abs or back muscles. Also other types of engines, other modes of transmission and other types of one-way clutches could be used than mentioned above. The scope of the invention is therefore solely determined by the appended claims.

: L1 ' ύ JO 4: L1 'ύ JO 4

Claims

Device for loading muscles and / or joints, comprising at least one movable member to be loaded by a body part of a user and means connected to the movable member for causing a resistance force to be exerted on the body part, which force-applying means at least one motor, characterized in that the motor operates continuously and at a substantially constant speed when the device is used, and at least one coupling acting in only one direction is arranged between the motor and the movable member.

2. A loading device as claimed in claim 1, characterized in that the member to be loaded by the body part is movable in two opposite directions, and two couplings operating in opposite directions are arranged between the motor and the movable member.

3. A loading device as claimed in Claim 2, characterized by two motors operating in opposite directions, each connected to a coupling.

Load device according to claim 2, characterized by means for reversing the direction of movement arranged between the motor and one of the two couplings.

5. A loading device according to any one of the preceding claims, characterized by means connected to the movable member for measuring a load exerted thereon by the body part of the user.

6. A loading device as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the movable member 30 is pivotally connected to a frame, and the motor comprises a rotating output shaft.

7. A loading device as claimed in Claim 6, characterized in that the motor is an alternating current motor rotating at substantially constant speed. in ..

8. The loading device as claimed in claim 7, characterized by a frequency inverter which is connected to the AC motor and controls it.

9. A loading device according to any one of the preceding claims, characterized by at least one transmission arranged between the movable member and the motor.

10. The loading device as claimed in claim 9, characterized in that the transmission has a transmission ratio of at least 1:20, preferably at least 1:40 and more preferably at least 1:50.

11. A loading device as claimed in claims 6 to 8 and 9 or 10, characterized in that the transmission is a belt or chain transmission, with at least one belt or chain disk mounted on a shaft, and the coupling between the shaft and the disk is applied.

12. A loading device according to any one of claims 6 to 11, characterized in that the frame forms a chair with at least one seat and a backrest, the pivotable member is mounted near a side of the seat remote from the backrest, and at least the motor and / or the clutch and / or the transmission is placed substantially under the seat.