PL247764B1 - Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych przeznaczone do stosowania zwłaszcza przez sportowców lub przez osoby z dysfunkcjami kończyn górnych, zarówno przez osoby dorosłe, jak i przez dzieci.

Z opisu patentowego US9089734B2 znane jest urządzenie do diagnostyki oraz rehabilitacji kończyny górnej. Zawiera ono szereg przyrządów gimnastycznych do wykonywania ćwiczeń dłoni, przy czym każde narzędzie zawiera część mechaniczną, czujnik mierzonych parametrów fizycznych, interfejs użytkownika, jednostkę przetwarzającą do zarządzania funkcjami urządzenia, przetwarzania sygnałów, przechowywania i przesyłania informacji o zmierzonych parametrach fizycznych do co najmniej jednego urządzenia zewnętrznego, moduł komunikacyjny krótkiego zasięgu oraz moduł komunikacyjny szerokiego zasięgu. Przyrządy gimnastyczne są w postaci, między innymi, gałki do kręcenia w kształcie kostki albo walca, zespołu przycisków, cienkiej podkładki do realizacji chwytu opuszkami palców oraz suwnicy do ćwiczenia rozszerzania palców. W trakcie realizacji ćwiczeń przy pomocy urządzenia, pacjent ma możliwość sprawdzenia uzyskiwanych wyników na ekranie komputera.

Ze stosowania znane jest urządzenie Batak, które przeznaczone jest do wspomagania treningu refleksu, koordynacji wzrokowo-ruchowej oraz szybkości reakcji. To znane urządzenie składa się z ramy, na której umieszczone są lampki, z programatora oraz elektronicznego wyświetlacza. Użytkownik gasi zapalające się lampki w wyznaczonym czasie.

Ze stosowania znane jest również urządzenie Tyromotion Myro, które zawiera dotykową tablicę połączoną z oprogramowaniem wraz z zestawem ćwiczeń w wirtualnej rzeczywistości. To znane urządzenie ma możliwość ustawienia pod dowolnym kątem dotykowego wyświetlacza, w oparciu o który jest realizowana rehabilitacja zadaniowa z wykorzystaniem realnych obiektów, na przykład długopisu.

Znane urządzenia nie umożliwiają jednak prowadzenia jednocześnie ćwiczeń usprawniających kończynę górną oraz ćwiczeń rozwijających refleks oraz koordynację wzrokowo-ruchową.

Celem wynalazku jest utworzenie nowego urządzenia do ćwiczeń kończyn górnych, który umożliwi prowadzenie ćwiczeń precyzyjnych ruchów kończynami oraz prowadzenie ćwiczeń refleksu, a tym samym pozwalający osobie ćwiczącej na szybszy powrót do możliwości ruchowych sprzed kontuzji, jednocześnie pozwalający osobie ćwiczącej na poprawę szybkości reakcji.

Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych połączone z komputerem za pomocą dwukierunkowej magistrali, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera prostopadłościenną płaską podstawę wspierającą, na której dwóch naprzeciwległych narożach osadzone są wsporniki, zaś wewnątrz każdego wspornika jest prostopadłościenny pierwszy napęd liniowy, na którego każdym końcu jest silnik, zaś do boku tego pierwszego napędu liniowego zamocowany jest jednym końcem pierwszy wałek, przy czym na wolnych końcach pierwszych wałków dwóch wsporników zamocowany jest prostopadłościenny moduł zadaniowy, w centralnej części którego, od jego przedniej strony, jest krótki walec zadaniowy o wysokości równej grubości modułu zadaniowego, zaś w ściance podstawy tego walca zadaniowego są co najmniej dwa przelotowe prostopadłościenne wybrania, przy czym pod każdym wybraniem, wewnątrz modułu zadaniowego, jest prostopadłościenny drugi napęd liniowy, do którego, na jego końcach, przyłączone są silniki, przy czym do drugiego napędu liniowego zamocowany jest drugi wałek, który wyprowadzony jest na zewnątrz ścianki podstawy walca zadaniowego, zaś do drugiego wałka w pierwszym wybraniu zamocowana jest pierwsza płytka zadaniowa, a do drugiego wałka w drugim wybraniu zamocowana jest druga płytka zadaniowa, przy czym pierwsza płytka zadaniowa ma kształt płaskiego walca, na którego podstawie, w centralnej części jest przycisk duży, wokół którego jest pięć czujników nacisku małych, które rozmieszczone są na kształt otwartej dłoni, przy czym każdy czujnik nacisku mały jest w miejscu odpowiadającym jednemu palcowi, zaś nad każdym czujnikiem nacisku małym jest czujnik nacisku duży, a nad każdym czujnikiem nacisku dużym jest dioda LED punktowa, a ponadto na krawędzi podstawy pierwszej płytki zadaniowej jest dioda LED pierścieniowa, zaś druga płytka zadaniowa ma kształt płaskiego prostopadłościanu o podstawie kwadratowej, na którego powierzchni podstawy jest szesnaście przycisków małych, zaś na każdym przycisku małym jest dioda LED punktowa, przy czym przyciski małe są ułożone po cztery w każdym z czterech rzędów i po cztery w każdej z czterech kolumn, a ponadto na środku postawy walca zadaniowego modułu zadaniowego jest ekran, przy którego każdym boku, na podstawie walca zadaniowego, zamocowany jest czujnik odległości, a ponadto po przeciwnej do ekranu stronie, wewnątrz modułu zadaniowego, zamocowany jest moduł napędowy obrotowy, zaś na podstawie wspierającej obok jednego wspornika zamocowany jest komputer.

Korzystnie wybrań w podstawie walca zadaniowego modułu zadaniowego jest osiem, przy czym sześć wybrań jest prostopadłych do boku podstawy wspierającej do którego zamocowane są wsporniki, przy czym jedno wybranie jest nad górnym bokiem ekranu, kolejne wybranie jest pod dolnym bokiem ekranu, zaś po jego bokach jest po dwa wybrania, zaś dwa kolejne wybrania są poprowadzone promieniście od dolnych naroży ekranu w kierunku podstawy wspierającej, a ponadto nad górnym bokiem ekranu jest drugie wybranie z drugą płytką zadaniową i obok tego drugiego wybrania oraz pod dolnym bokiem ekranu są drugie wybrania z drugimi płytkami zadaniowymi, zaś po bokach ekranu, obok drugich wybrań oraz odchodzące promieniście od dolnych naroży ekranu w kierunku podstawy wspierającej są pierwsze wybrania z pierwszymi płytkami zadaniowymi.

Nowe urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych, według wynalazku umożliwia prowadzenie ćwiczeń kończyn górnych, w szczególności ćwiczeń precyzji ruchu oraz ćwiczeń refleksu. Wykorzystanie urządzenia przez pacjenta umożliwia szybszy powrót do możliwości ruchowych sprzed kontuzji oraz poprawę szybkości reakcji. Dzięki możliwości regulacji wysokości, poprzez przesuwanie, osadzonego na pierwszym wałku pierwszego napędu liniowego, modułu zadaniowego, urządzenie jest dostosowywane do wysokości osoby ćwiczącej i może być wykorzystane do ćwiczeń zarówno przez osoby wysokie jak i niskie, w tym do ćwiczeń wykonywanych przez dzieci. Podczas prowadzenia ćwiczeń, urządzenie, dzięki czujnikom odległości, kontroluje ustawienie użytkownika i jego odległość od urządzenia. Wykonywanie ćwiczeń przez dzieci ułatwiają również pierwsze płytki zadaniowe, w których czujniki nacisku zastosowane są w dwóch wielkościach, przy czym czujniki nacisku małe przeznaczone są do wykonywania ćwiczeń przez dzieci, zaś czujniki nacisku duże przeznaczone są dla osób dorosłych. Osoba wykonująca ćwiczenia może również w programie komputera ustawić indywidulane ćwiczenia angażujące tę kończynę górną, która wymaga prowadzenia ćwiczeń oraz stopień skomplikowania ćwiczeń zależny od poziomu zaawansowania użytkownika.

Przedmiot wynalazku, w przykładach wykonania, został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych w widoku z przodu, fig. 2 - to samo urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych w widoku z przodu, góry i lewego boku, fig. 3 - to samo urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych z usuniętą obudową modułu zadaniowego w widoku z przodu, fig. 4 - to samo urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych z usuniętą obudową modułu zadaniowego w widoku z przodu, góry i prawego boku, fig. 5 - pierwszą płytkę zadaniową urządzenia do ćwiczeń kończyn górnych przeznaczoną dla prawej ręki w widoku z przodu, natomiast fig. 6 - drugą płytkę zadaniową urządzenia do ćwiczeń kończyn górnych w widoku z przodu.

Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych, według wynalazku, w przykładzie wykonania, zawiera prostopadłościenną płaską podstawę wspierającą 1, na której dwóch naprzeciwległych narożach osadzone są wsporniki 2, po jednym przy każdym narożu. Wewnątrz każdego wspornika 2 jest prostopadłościenny pierwszy napęd liniowy 3, który na każdym końcu ma silnik 4. Do boku pierwszego napędu liniowego 3 jednym końcem zamocowany jest pierwszy wałek 5, który wyprowadzony jest na zewnątrz wspornika 2 poprzez prostopadłościenne wycięcie 6 na boku wspornika 2. Na drugich, wolnych końcach dwóch pierwszych wałków 5 zamocowany jest prostopadłościenny moduł zadaniowy 7, w którego centralnej części, od jego przedniej strony, jest krótki walec zadaniowy 8, którego wysokość jest równa wysokości modułu zadaniowego 7. W ściance podstawy walca zadaniowego 8 modułu zadaniowego 7, w jego centralnej części, zamocowany jest ekran 9. W ściance podstawy walca 8 jest także osiem prostopadłościennych przelotowych wybrań 10a, 10b równej długości: cztery pierwsze wybrania 10a i cztery drugie wybrania 10b. Jedno drugie wybranie 10b jest nad ekranem 9, dwa kolejne drugie wybrania 10b są po obu tego drugiego wybrania 10b nad ekranem 9, zaś kolejne drugie wybranie 10b jest pod dolną ścianą ekranu 9. Drugie wybrania 10b są prostopadłe do podstawy wspierającej 1. Dwa pierwsze wybrania 10a są po bokach trzech drugich wybrań 10b nad ekranem 9 i są one prostopadłe do podstawy wspierającej 1, zaś dwa kolejne pierwsze wybrania 10a są w dolnej części dolnych naroży ekranu 9 i są od nich odprowadzone promieniście w stronę podstawy wspierającej 1. Pod każdym wybraniem 10a, 10b modułu zadaniowego 7 jest drugi napęd liniowy 11, do którego, na jego końcach, zamocowane są silniki 4. Do drugiego napędu liniowego 11, jednym końcem, zamocowany jest drugi wałek, którego drugi koniec wyprowadzony jest na zewnątrz modułu zadaniowego 7. W pierwszych wybraniach 10a, na drugich wałkach, zamocowane są pierwsze płytki zadaniowe 12, zaś w drugich wybraniach 10b, na drugich wałkach, zamocowane są drugie płytki zadaniowe 13. Pierwsza płytka zadaniowa 12 ma kształt płaskiego walca, na którego podstawie, w centralnej jego części, jest przycisk duży 14, wokół którego jest pięć czujników nacisku małych 15, które są rozmieszczone na kształt otwartej dłoni, przy czym każdy czujnik nacisku mały 15 jest w miejscu jednego palca. Nad tymi czujnikami nacisku małymi 15 są czujniki nacisku duże 16, a nad każdym czujnikiem dużym jest dioda LED punktowa 17. Po prawej stronie ekranu 9 są pierwsze płytki zadaniowe 12 dla dłoni lewej, zaś po lewej stronie ekranu 9 są pierwsze płytki zadaniowe 12 dla dłoni prawej. Na krawędzi pierwszej płytki zadaniowej jest dioda LED pierścieniowa 18. Druga płytka zadaniowa 13 ma kształt płaskiego prostopadłościanu o podstawie kwadratowej, na którego powierzchni podstawy jest szesnaście przycisków małych 19, przy czym na każdym z nich jest dioda LED punktowa 17. Przyciski małe 19 są ułożone po cztery w każdym rzędzie i po cztery w każdej kolumnie. Na powierzchni modułu zadaniowego 7, obok każdego boku ekranu 9, jest czujnik odległości 20, zaś po stronie przeciwnej do ekranu 9, wewnątrz modułu zadaniowego 7, zamocowany jest moduł napędowy obrotowy 21 pozwalający na obrót modułu zadaniowego 7. Na podstawie wspierającej 1, obok jednego ze wsporników 2, zamocowany jest natomiast komputer 22. Urządzenie jest połączone z komputerem za pomocą dwukierunkowej magistrali.

Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych umożliwia prowadzenie ćwiczeń poprawiających refleks, koordynację wzrokowo-ruchową oraz szybkość reakcji i precyzji ruchów poprzez wykonywanie zadań wyświetlanych na dotykowym ekranie 9 lub wskazanych za pomocą diod LED punktowych 17 lub diod LED pierścieniowych 18. Zadania wykonywane są poprzez wciśnięcie przycisków dużych 14, przycisków małych 19 lub poprzez wygenerowanie zadanej w programie siły mierzonej z wykorzystaniem czujników nacisku małych 15 lub czujników nacisku dużych 16. Osoba wykonująca ćwiczenia ma za zadanie reagowanie w jak najszybszy sposób na zapalające się diody LED punktowe 17 i wciskanie przycisków 19, 20. Wysokość urządzenia, poprzez przesuwanie modułu zadaniowego 7 na pierwszych wałkach 5 wsporników 2 osadzonych w wycięciu 6, może być regulowana, przez co może być ono wykorzystywane w ćwiczeniach osób wysokich, jak i niskich oraz w prowadzeniu ćwiczeń dla dzieci. Również w celu dostosowania urządzenia do prowadzenia ćwiczeń osób w różnym wieku, na pierwszej płytce zadaniowej 12 zastosowano czujniki nacisku duże 16 przeznaczone dla osób dorosłych i oddalone bardziej od środka ręki spoczywającej na przycisku dużym 14 oraz czujniki nacisku małe 15, które są bliżej przycisku dużego 14 i przeznaczone są dla dzieci. Również ilość wybrań 10a, 10b i ich oddalenie od ekranu 9 pozwala na komfortowe prowadzenie ćwiczeń o różnej budowie ciała. Urządzenie za pomocą czujników odległości 20 reguluje odległość użytkownika od urządzenia.

Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych może zostać wyposażone również w moduł matematyczny lub moduł pamięci. Moduł matematyczny umożliwia rozwiązywanie zadań wyświetlanych na ekranie 9 i wymaga udzielania odpowiedzi przez wciśnięcie przycisku małego 19 przez ilość razy równą wynikowi działania. Możliwe jest również wyświetlanie figur geometrycznych na diodach LED punktowych 17 jednej z drugich płytek zadaniowych 13, które następnie muszą być odwzorowane przez wciśnięcie odpowiednich przycisków małych 19 na kolejnych płytkach zadaniowych 13. Przy wykorzystaniu modułu pamięci, osoba wykonująca ćwiczenia, odtwarza sekwencję wcześniej zapalanych diod LED punktowych 17 poprzez wciskanie odpowiednich przycisków małych 19, przy czym w celu ćwiczenia refleksu, powinna to wykonać w jak najszybszym czasie. Obszar podświetlanych diod LED punktowych 17 na przyciskach małych 19 oraz długość poszczególnych sekwencji są określane przez użytkownika w procesie personalizacji. Podczas samego treningu, za pomocą ekranu, możliwe jest śledzenie czasu, który upłynął od rozpoczęcia aktywności, jak również ilość zdobytych punktów.

Wykaz oznaczeń rysunkowych

- podstawa wspierająca

- wspornik

- pierwszy napęd liniowy

- silnik

- pierwszy wałek

- wycięcie

- moduł zadaniowy

- walec zadaniowy

- ekran a - pierwsze wybranie b - drugie wybranie

- drugi napęd liniowy

12	- pierwsza płytka zadaniowa
13	- druga płytka zadaniowa
14	- przycisk duży
15	- czujnik nacisku mały
16	- czujnik nacisku duży
17	- dioda LED punktowa
18	- dioda LED pierścieniowa
19	- przycisk mały
20	- czujnik odległości
21	- moduł napędowy obrotowy
22	- komputer

Claims (4)

1. Urządzenie do ćwiczeń kończyn górnych połączone z komputerem za pomocą dwukierunkowej magistrali, znamienne tym, że zawiera prostopadłościenną płaską podstawę wspierającą (1), na której dwóch naprzeciwległych narożach osadzone są wsporniki (2), zaś wewnątrz każdego wspornika (2) jest prostopadłościenny pierwszy napęd liniowy (3), na którego każdym końcu jest silnik (4), zaś do boku tego pierwszego napędu liniowego (3) zamocowany jest jednym końcem pierwszy wałek (5), przy czym na wolnych końcach pierwszych wałków (5) dwóch wsporników (2) zamocowany jest prostopadłościenny moduł zadaniowy (7), w centralnej części którego, od jego przedniej strony, jest krótki walec zadaniowy (8) o wysokości równej grubości modułu zadaniowego (7), zaś w ściance podstawy tego walca zadaniowego (8) są co najmniej dwa przelotowe prostopadłościenne wybrania (10a, 10b), przy czym pod każdym wybraniem (10a, 10b), wewnątrz modułu zadaniowego (7), jest prostopadłościenny drugi napęd liniowy (11), do którego, na jego końcach, przyłączone są silniki (4), przy czym do drugiego napędu liniowego (11) zamocowany jest drugi wałek, który wyprowadzony jest na zewnątrz ścianki podstawy walca zadaniowego (8), zaś do drugiego wałka w pierwszym wybraniu (10a) zamocowana jest pierwsza płytka zadaniowa (12), a do drugiego wałka w drugim wybraniu (10b) zamocowana jest druga płytka zadaniowa (13), przy czym pierwsza płytka zadaniowa (12) ma kształt płaskiego walca, na którego podstawie, w centralnej części jest przycisk duży (14), wokół którego jest pięć czujników nacisku małych (15), które rozmieszczone są na kształt otwartej dłoni, przy czym każdy czujnik nacisku mały (15) jest w miejscu odpowiadającym jednemu palcowi, zaś nad każdym czujnikiem nacisku małym (15) jest czujnik nacisku duży (16), a nad każdym czujnikiem nacisku dużym (16) jest dioda LED (17) punktowa, a ponadto na krawędzi podstawy pierwszej płytki zadaniowej (12) jest dioda LED pierścieniowa (18), zaś druga płytka zadaniowa (13) ma kształt płaskiego prostopadłościanu o podstawie kwadratowej, na którego powierzchni podstawy jest szesnaście przycisków małych (19), zaś na każdym przycisku małym (19) jest dioda LED punktowa (17), przy czym przyciski małe (19) są ułożone po cztery w każdym z czterech rzędów i po cztery w każdej z czterech kolumn, a ponadto na środku postawy walca zadaniowego (8) modułu zadaniowego (7) jest ekran (9), przy którego każdym boku, na podstawie walca zadaniowego (8), zamocowany jest czujnik odległości (20), a ponadto po przeciwnej do ekranu (9) stronie, wewnątrz modułu zadaniowego (7), zamocowany jest moduł napędowy obrotowy (21), zaś na podstawie wspierającej (1) obok jednego wspornika (2) zamocowany jest komputer (22).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wybrań (10a, 10b) w podstawie walca zadaniowego (8) modułu zadaniowego (7) jest osiem.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że sześć wybrań (10a, 10b) jest prostopadłych do boku podstawy wspierającej (1) do którego zamocowane są wsporniki (3), przy czym jedno wybranie (10a, 10b) jest nad górnym bokiem ekranu (9), kolejne wybranie jest pod dolnym bokiem ekranu (9), zaś po jego bokach jest po dwa wybrania (10a, 10b), zaś dwa kolejne wybrania (10a, 10b) są poprowadzone promieniście od dolnych naroży ekranu (9) w kierunku podstawy wspierającej (2).

PL 247764 Β1

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że nad górnym bokiem ekranu (9) jest drugie wybranie (10b) z drugą płytką zadaniową (13) i obok tego drugiego wybrania (10b) oraz pod dolnym bokiem ekranu (9) są drugie wybrania (10b) z drugimi płytkami zadaniowymi (13), zaś po bokach ekranu (9), obok drugich wybrań (10b) oraz odchodzące promieniście od dolnych naroży ekranu (9) w kierunku podstawy wspierającej (1) są pierwsze wybrania (10a) z pierwszymi płytkami zadaniowymi (12).