WO1989009040A1 - 3-dimensionally mobile wheel - Google Patents

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WO1989009040A1
WO1989009040A1 PCT/EP1989/000320 EP8900320W WO8909040A1 WO 1989009040 A1 WO1989009040 A1 WO 1989009040A1 EP 8900320 W EP8900320 W EP 8900320W WO 8909040 A1 WO8909040 A1 WO 8909040A1
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WO
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ring
rings
wheel
bracket
space wheel
Prior art date
Application number
PCT/EP1989/000320
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German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhart Faber
Original Assignee
Gerhart Faber
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.)
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Publication date
Application filed by Gerhart Faber filed Critical Gerhart Faber
Publication of WO1989009040A1 publication Critical patent/WO1989009040A1/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00Amusement arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4011Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the lower limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B19/00Hoop exercising apparatus
    • A63B19/04Hoop exercising apparatus movably supported on a framework or spheres or cylinders carrying the user inside

Definitions

  • the present invention relates to a space wheel, with the aid of which a human body which is detachably attached to it in extension on the four extremities can be brought into different positions within the three coordinates of the space and can optionally be torqued about the longitudinal axis of the body.
  • the device is therefore particularly suitable for treating disorders of the human musculoskeletal system, e.g. in the form of spinal and joint blockages, musculotendinous tension, stinging damage, for rehabilitation after orthopedic diseases of all kinds, for stimulating organ metabolism and cardiovascular training, but also for positive psychosomatic and vegetative influence on patients, but also as sports equipment.
  • disorders of the human musculoskeletal system e.g. in the form of spinal and joint blockages, musculotendinous tension, stinging damage, for rehabilitation after orthopedic diseases of all kinds, for stimulating organ metabolism and cardiovascular training, but also for positive psychosomatic and vegetative influence on patients, but also as sports equipment.
  • extenders for therapeutic vertical extension which essentially consist of an inclinable support on which the patient is suspended with the feet suspended from the action of gravity.
  • an orthopedic device is described in EP 01 06 304 A2 which has two vertically standing wheels mounted on rollers which are rigidly connected to one another via horizontal crosspieces. Fastening means for feet and handles for the hands are provided between the wheels.
  • the user changes the grip position and thus the center of gravity, as a result of which the device is rotated around the wheel axes together with the user.
  • Similar devices are described in GB 883 964 and US 42 05 665.
  • the therapy option is limited to an axis of rotation, ie a degree of freedom of rotation, dynamic, in particular recurring, short-term treatment cycles cannot be carried out with such devices.
  • the present invention has therefore set itself the task of creating an extender acting around further axes of rotation, with the aid of which the extension can also be superimposed on a (low-frequency) oscillation.
  • the extension should in particular be free, i.e. it can be carried out without a backing and be both longitudinal torsion, anteflexion and retroflexion of the body.
  • the solution to this problem consists in a device called a space wheel for displacing the human body and for stretching parts of the body, consisting of rings or ring pairs mounted on a frame with fastening means for the body extremities, which according to the invention has the following features:
  • the ring or the pair of rings has two degrees of freedom of rotation, for which purpose the rings are either gimbal-mounted or are connected to a rotatable crossbar via a drivable shaft;
  • the fastening means are arranged on the rings in such a way that the body is oriented essentially parallel to the plane of the ring,
  • the rings can be brought into static or dynamic, frequency and / or amplitude-changeable position change by drive means.
  • the ring is attached to a frame so that it can be placed in horizontal, vertical and oblique positions.
  • the patient's body is connected to the ring via its extremities and slightly spread apart. With location Change increases the influence of gravity on the body's center of gravity on the individual but also on a group of extremities, so that parts of the body can also be extended in an arc shape in anteflexion or retroflexion and thus enable a precise and targeted mechanical action.
  • this extension can be given an oscillation, which is generated by the holders of the ring on the frame.
  • the ring is also capable of imparting various repeatable circular and wobble movements by means of which the speed of the specific load increase can be varied.
  • the invention consists of a ring which is rotatably supported at two opposite points, the bearings themselves being able to move up and down linearly or in opposite directions linearly or on a circular path.
  • ring is not limited to a circular shape, for example polygenic arrangements or ellipsoids can also be used.
  • the body can, depending on the suspension, be rotated or oscillated about the longitudinal or transverse axis and over the up and down or rotated bearings in inclined positions.
  • balancing weights on the wheel so that no or only small moments occur to the center through the body.
  • the ring, together with the body attached to it, can preferably be driven by motors so that it can be brought into the desired position without any effort.
  • the desired position can then be maintained or constantly changed, for example in the form of a rotation or a swinging or rocking movement.
  • a frequency predetermined by the therapist which is generated by switchable eccentrics, may be superimposed on these movements. This means that the waves driving the ring rotate in themselves and at the same time about an eccentric path, with a relatively higher frequency also acting on the body.
  • An advantageous construction of the suspension of the ring on the frame is that it is encompassed by a second, which can also carry displaceable counterweights, both of which are coupled to one another in the manner of a universal joint or universal joint and the outer is connected to the frame.
  • any gyroscopic and wobbling movements can be produced and superimposed epicycloidally.
  • Another possibility of the special embodiment of the present invention is that the wheel is connected in parallel with an additional wheel via cross bars.
  • a double wheel in the manner of a ring wheel, to which the patient can also be attached both inside and outside, for example on the crossbars.
  • a double wheel can advantageously be driven via a shaft connected centrally to the additional wheel, which in turn is connected to a cross-piece extending transversely thereto and which is arranged on the frame so as to be rotatable about its longitudinal axis.
  • the shaft driving the double wheel is surrounded on the outside by a hollow shaft and is mounted in it, which is connected to the crossmember in order to divert the counter torque generated by the driving motor via the crossmember into the frame.
  • the traverse is also preferably driven by a motor, the motors being flanged to the frame.
  • shafts and possibly traverse rotate both about their longitudinal axis and about an eccentric center, the distance to the center being particularly variable.
  • the weight is balanced using sliding weights on the wheel and on the shaft or hollow shaft.
  • One possibility of superimposing the eccentric frequency is seen in a simple manner in a rotatingly driven disk, on which it rotates off-center and e.g.
  • the shaft driving the wheel is arranged via a corresponding gear transmission.
  • crank drive in particular variable in length, can be used, in which the driven crank part rotates.
  • a headrest to the ring between the fastening means for the hands.
  • This can consist of a loop or also cover the head like a helmet.
  • the support can be rotated so that the head can be put to one side but cannot fall forwards or backwards. It is therefore also possible to extend disabled people whose control over the neck muscles is limited.
  • torsion of the human body about its longitudinal axis is also possible. All that is required is to make the foot or hand fastening means rotatable relative to one another. It is therefore proposed to arrange either the hand or foot attachment means on a bracket which is attached to an extension of the shaft 17. If the angle between the bracket and ring changes from the parallel position, the body is twisted.
  • the bracket has a releasable lock with the ring.
  • a separate servomotor In order to be able to carry out the torsion by motor, a separate servomotor must be arranged on the shaft either on the head side or on the foot side, the opposite position being retained when the servomotor is in operation.
  • a solution is preferred in which the hand fastening means a are arranged on the bracket and the ring is rotated while maintaining the position of the bracket by the amount of the torsion to be exerted.
  • the bracket or the handles can be made height-adjustable.
  • Fig. 1 shows an embodiment with a universal joint.
  • Fig. 1 the ring 4 is shown, on which the person 7 is held on the laterally and length-adjustable fastening means 2, 2 'with holding loops 19 and secured with the aid of a belt 20.
  • Weights 6 are additionally arranged on the ring 4, with the aid of which a weight compensation can be carried out in such a way that the center of the ring and the center of gravity coincide and an almost effortless displacement is possible.
  • the ring 4 is gimbaled via the outer ring 3, which also carries counterweights 5.
  • the outer ring 3 is fastened on a frame 1 with frame 13 and feet 14 and driven by shafts 18 from motors 8 and at right angles to motors 9 with shafts 17 arranged on the outer ring 4 '.
  • the opposite turnstiles 21, 22 indicate the possibility of manual operation.
  • Shafts 17 and 18 are for eccentric, e.g. epicycloidal drive, which can run synchronously or asynchronously to intensify a shaking effect.
  • the displacement of the human body 7 can thus take place in such a way that the pull caused by its weight is effected specifically on individual or on groups of extremities and spine and thus extends corresponding parts of the body. Due to the eccentricity of the drive and, for example, the corresponding gearbox, the body can be in the desired position when the body is stationary Wave and simultaneous rotation of the eccentric a vibration are brought to the body, the amplitude and frequency are variable and depend on the speed and the eccentricity
  • the fastening means 2 can be arranged on a bracket 24 whose axis of rotation lies in the extension of the shaft 17 or coincides with it.
  • a motor is flanged on the opposite shaft 17 for motor drive, which is supported on the outer wheel 3 and rotates the inner ring 4.
  • the bracket 24 remains stationary, whereby the body 7 is twisted.
  • the bracket 24 can be locked with the ring 4.
  • the bracket or the handles are preferably height adjustable, i.e. formed with a variable distance from the ring 4.
  • FIGS. 2 to 7 show the design as a double wheel 10, 10 ', the wheels 10 and 10' being connected to one another via cross struts 11.
  • the wheel 10 is spokes 23 with a shaft 18 with the possibility of an eccentric, e.g. epicycloidal or similar drive connected to the motor 8 via a pipe 16, at the same time the pipe 8 carries a displaceable counterweight 2.
  • the tube 16 rests on a rotatable (possibly eccentrically driven) crossbeam 12, which in turn is connected to the motor 8 ′ arranged on the frame 1.
  • the frame can also be designed to be rotatable about its vertical axis while standing on a turntable.
  • the wheels 10 and 10 ' can also be provided with counterweights. 2, 4 and 6 show how the body can be rotated around the crossmember 12, whereas FIGS. 3, 5 and 7 each show a corresponding position rotated by 90 ° about the vertical axis.
  • FIG. 6 and 7 show that the patient can be held inside (FIG. 6) or in particular outside on the cross struts 11 of the double wheel.

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Abstract

Device, called a three-dimensionally mobile wheel, comprises at least one ring (10, 10') with fastening means for positioning a person with stretched out limbs. Said ring (10, 10') is mobile in three spatial dimensions by means of motors (8) and may be excentrically driven so that the body can be subjected to an oscillatory movement, whether or not it simultaneaously turns with the ring. Said invention allows extension of specific parts of the body.

Description

Raumrad Space wheel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Raumrad, mit dessen Hilfe ein an diesem lösbar in Extension an den vier Extremitäten befestigter menschlicher Körper in unterschiedlichen Lagen innerhalb der drei Koordinaten des Raumes gebracht werden und gegebenenfalls um die Körperlängsachse torquiert werden kann.The present invention relates to a space wheel, with the aid of which a human body which is detachably attached to it in extension on the four extremities can be brought into different positions within the three coordinates of the space and can optionally be torqued about the longitudinal axis of the body.
Das Gerät eignet sich daher besonders zur Behandlungen von Störungen des menschlichen Bewegungsapparates, z.B. in Form von Wirbelsäulen- und Gelenkblockaden, muskulotendinösen Verspannungen, Haltlingsschäden, zur Rehabilitation nach orthopädischen Erkrankungen jeglicher Art, zur Anregung des Organstoffwechsels und Herz-Kreislauftrainings oder aber auch für eine positive psychosomatische und vegetative Beeinflussung von Patienten, aber auch als Sportgerät.The device is therefore particularly suitable for treating disorders of the human musculoskeletal system, e.g. in the form of spinal and joint blockages, musculotendinous tension, stinging damage, for rehabilitation after orthopedic diseases of all kinds, for stimulating organ metabolism and cardiovascular training, but also for positive psychosomatic and vegetative influence on patients, but also as sports equipment.
Bekannt sind sog. Extender zur therapeutischen Vertikalextension, die im wesentlichen aus einer in der Neigung verstellbaren Auflage bestehen, an der der Patient mit den Füßen nach oben eingehängt der Schwerkrafteinwirkung ausgesetzt wird.So-called extenders for therapeutic vertical extension are known, which essentially consist of an inclinable support on which the patient is suspended with the feet suspended from the action of gravity.
So ist z.B. in der EP 01 06 304 A2 ein orthopädisches Gerät beschrieben, das zwei senkrecht stehende, auf Rollen gelagerte Räder aufweist, die über waagerechte Querstege starr miteinander verbunden sind. Zwischen den Rädern sind Befestigungsmittel für Füße und Griffe für die Hände vorgesehen. Um die Raumlage zu verändern, verändert der Benutzer die Griffläge und damit den Schwerpunkt, wodurch das Gerät um die Radachsen zusammen mit dem Benutzer gedreht wird. Ähnliche Geräte sind in der GB 883 964 und der US 42 05 665 beschrieben. Die Therapiemöglichkeit ist dabei jedoch auf eine Drehachse, d.h. einen Rotationsfreiheitsgrad eingeschränkt, dynamische, insbesondere wiederkehrende kurzzeitige Behandlungszyklen sind mit derartigen Geräten nicht durchführbar.For example, an orthopedic device is described in EP 01 06 304 A2 which has two vertically standing wheels mounted on rollers which are rigidly connected to one another via horizontal crosspieces. Fastening means for feet and handles for the hands are provided between the wheels. In order to change the spatial position, the user changes the grip position and thus the center of gravity, as a result of which the device is rotated around the wheel axes together with the user. Similar devices are described in GB 883 964 and US 42 05 665. However, the therapy option is limited to an axis of rotation, ie a degree of freedom of rotation, dynamic, in particular recurring, short-term treatment cycles cannot be carried out with such devices.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen um weitere Drehachsen wirkenden Extender zu schaffen, mit dessen Hilfe der Extension auch eine (niederfrequente) Schwingung überlagert werden kann. Die Extension soll insbesondere frei, d.h ohne Unterlage vorgenommen werden können und sowohl Längstorsion, Anteflexion als auch Retroflexion des Körpers sein.The present invention has therefore set itself the task of creating an extender acting around further axes of rotation, with the aid of which the extension can also be superimposed on a (low-frequency) oscillation. The extension should in particular be free, i.e. it can be carried out without a backing and be both longitudinal torsion, anteflexion and retroflexion of the body.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Raumrad genannten Gerät zur Verlagerung des menschlichen Körpers sowie zur Dehnung von Körperpartien, bestehend aus an einem Gestell gelagerten Ringen oder Ringpaaren mit Befestigungsmittel für die Körperextremitäten, das erfindungsgemäß die folgenden Merkmale besitzt:The solution to this problem consists in a device called a space wheel for displacing the human body and for stretching parts of the body, consisting of rings or ring pairs mounted on a frame with fastening means for the body extremities, which according to the invention has the following features:
a) der Ring oder das Ringpaar weist zwei Rotationsfreiheitsgrade auf, wozu die Ringe entweder kardanisch gelagert oder über eine antreibbare Welle mit einer drehbaren Traverse verbunden sind;a) the ring or the pair of rings has two degrees of freedom of rotation, for which purpose the rings are either gimbal-mounted or are connected to a rotatable crossbar via a drivable shaft;
b) die Befestigungsmittel sind derart an den Ringen angeordnet, daß der Körper im wesentlichen parallel zur Ringebene ausgerichtet ist,b) the fastening means are arranged on the rings in such a way that the body is oriented essentially parallel to the plane of the ring,
c) die Ringe sind durch Antriebsmittel in statische oder dynamische, frequenz- und/oder amplitudenveränderbare Lageänderung bringbar.c) the rings can be brought into static or dynamic, frequency and / or amplitude-changeable position change by drive means.
Der Ring ist dabei derart an einem Gestell befestigt, daß er in horizontale, vertikale und schräge Positionen gebracht werden kann. Der Körper des Patienten ist über dessen Extremitäten mit dem Ring unter deren leichter Spreizung verbunden. Bei Raumlage änderung verstärkt sich die Einwirkung der Schwerkraft über den Körperschwerpunkt auf die einzelnen aber auch gezielt auf Gruppe von Extremitäten, so daß Körperpartien auch bogenförmig in Anteflexion oder Retroflexion extendiert werden können und so eine präzise und gezielte mechanische Einwirkung ermöglichen.The ring is attached to a frame so that it can be placed in horizontal, vertical and oblique positions. The patient's body is connected to the ring via its extremities and slightly spread apart. With location Change increases the influence of gravity on the body's center of gravity on the individual but also on a group of extremities, so that parts of the body can also be extended in an arc shape in anteflexion or retroflexion and thus enable a precise and targeted mechanical action.
Zusätzlich kann dieser Extension eine Schwingung aufgegeben werden, die über die Halterungen des Ringes am Gestell erzeugt wird.In addition, this extension can be given an oscillation, which is generated by the holders of the ring on the frame.
Dabei wird als wesentlich erachtet, daß der Ring zusätzlich zur Erzeugung einer Vibration auch in der Lage ist, diverse wiederholbare Kreis- und Taumelbwegungen zu vermitteln, durch die die Geschwindigkeit des spezifischen Belastungsanstiegs variiert werden kann.It is considered essential that, in addition to generating a vibration, the ring is also capable of imparting various repeatable circular and wobble movements by means of which the speed of the specific load increase can be varied.
Im einfachsten Falle besteht die Erfindung aus einem Ring, der an zwei gegenüberliegenden Stellen drehbar gelagert ist, wobei die Lager selbst gleich oder auch gegensinnig linear oder auf einer Kreisbahn auf und ab bewegt werden können. Es versteht sich hierbei, daß der Begriff Ring nicht auf kreisrunde Form beschränkt ist, beispielsweise kommen auch polygene Anordnungen oder Ellipsoide in Betracht.In the simplest case, the invention consists of a ring which is rotatably supported at two opposite points, the bearings themselves being able to move up and down linearly or in opposite directions linearly or on a circular path. It goes without saying that the term ring is not limited to a circular shape, for example polygenic arrangements or ellipsoids can also be used.
Der Körper kann dabei, je nach Aufhängung, in Rotation oder Schwingung um Längs- oder Querachse und über die auf- und abbewegten oder rotierten Lager in Schrägstellungen gebracht werden.The body can, depending on the suspension, be rotated or oscillated about the longitudinal or transverse axis and over the up and down or rotated bearings in inclined positions.
Um die aufzubringenden Kräfte zu minimieren, wird vorgeschlagen, auf dem Rad Ausgleichsgewichte verschieblich anzuordnen, so daß durch den Körper keine oder nur geringe Momente zum Mittelpunkt auftreten. Vorzugsweise ist der Ring zusammen mit dem daran befestigten Körper durch Motore antreibbar, so daß dieser in die gewünschte Lage ohne Kraftaufwand gebracht werden kann. Die gewünschte Position kann dann beibehhalten oder ständig verändert werden, beispielsweise in Form einer Rotation oder einer Schwing- oder Schaukelbewegung. Diesen Bewegungen wird gegebenenfalls eine vom Therapeuten vorgegebene Frequenz überlagert, die durch zuschaltbare Exzenter erzeugt wird. Das bedeutet, daß die den Ring antreibenden Wellen in sich und gleichzeitig um einer außermittigen Bahn rotieren, wobei auf den Körper zusätzlich eine relativ höhere Frequenz einwirkt.In order to minimize the forces to be exerted, it is proposed to arrange balancing weights on the wheel so that no or only small moments occur to the center through the body. The ring, together with the body attached to it, can preferably be driven by motors so that it can be brought into the desired position without any effort. The desired position can then be maintained or constantly changed, for example in the form of a rotation or a swinging or rocking movement. A frequency predetermined by the therapist, which is generated by switchable eccentrics, may be superimposed on these movements. This means that the waves driving the ring rotate in themselves and at the same time about an eccentric path, with a relatively higher frequency also acting on the body.
Diese Frequenzen führen zu periodischen Be- und Entlastungen und werden für die Therapie als besonders wertvoll angesehen.These frequencies lead to periodic loading and unloading and are considered particularly valuable for therapy.
Eine vorteilhafte Konstruktion der Aufhängung des Ringes am Gestell besteht darin, daß dieser von einem zweiten umgriffen ist, der ebenfalls verschiebliche Ausgleichsgewichte tragen kann, wobei beide nach Art eines Kreuz- oder Kardangelenks untereinander gekuppelt sind und der äußere mit dem Gestell verbunden ist.An advantageous construction of the suspension of the ring on the frame is that it is encompassed by a second, which can also carry displaceable counterweights, both of which are coupled to one another in the manner of a universal joint or universal joint and the outer is connected to the frame.
Durch Kombination dieser Merkmale mit einer Exzentrizität der jeweiligen Antriebe lassen sich beliebige Kreisel- und Taumelbewegungen herstellen und epizykloidal überlagern.By combining these features with an eccentricity of the respective drives, any gyroscopic and wobbling movements can be produced and superimposed epicycloidally.
Eine weitere Möglickeit der besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das Rad über Querstäbe mit einem zusätzlichen Rad parallel verbunden ist.Another possibility of the special embodiment of the present invention is that the wheel is connected in parallel with an additional wheel via cross bars.
Dabei entsteht ein Doppelrad nach Art eines Rhönrades, an dem der Patient auch sowohl innen als auch außen, etwa an den Querstäben befestigt werden kann. Der Antrieb eines derartigen Doppelrades kann vorteilhaft über eine mittig mit dem zusätzlichen Rad verbundene Welle geschehen, die wiederum an einer sich quer dazu erstreckenden Traverse verbunden ist, die um ihre Längsachse drehbar am Gestell angeordnet ist. Die das Doppelrad antreibende Welle wird dabei außen von einer Hohlwelle umfaßt und in ihr gelagert, die mit der Traverse verbunden ist, um für erstere das durch den antreibenden Motor entstehende Gegenmoment über die Traverse in das Gestell abzuleiten. Auch die Traverse ist vorzugsweise motorisch getrieben, wobei die Motore am Gestell ausgeflanscht sind.This creates a double wheel in the manner of a ring wheel, to which the patient can also be attached both inside and outside, for example on the crossbars. Such a double wheel can advantageously be driven via a shaft connected centrally to the additional wheel, which in turn is connected to a cross-piece extending transversely thereto and which is arranged on the frame so as to be rotatable about its longitudinal axis. The shaft driving the double wheel is surrounded on the outside by a hollow shaft and is mounted in it, which is connected to the crossmember in order to divert the counter torque generated by the driving motor via the crossmember into the frame. The traverse is also preferably driven by a motor, the motors being flanged to the frame.
Auch hier rotieren Wellen und gegebenenfalls Traverse sowohl um ihre Längsachse als auch um einen exzentrischen Mittelpunkt, wobei die Distanz zum Mittelpunkt insbesondere veränderbar ist.Here, too, shafts and possibly traverse rotate both about their longitudinal axis and about an eccentric center, the distance to the center being particularly variable.
Der Gewichtsausgleich erfolgt hier über Schiebegewichte am Rad und auf der Welle bzw. Hohlwelle. Eine Möglichkeit der Überlagerung der exzentrischen Frequenz wird in einfacher Weise in einer rotierend angetriebenen Scheibe gesehen, an der außermittig in sich drehend und z.B. über ein entsprechendes Zahnradgetriebe in Bewegung versetzt die das Rad treibende Welle angeordnet ist.The weight is balanced using sliding weights on the wheel and on the shaft or hollow shaft. One possibility of superimposing the eccentric frequency is seen in a simple manner in a rotatingly driven disk, on which it rotates off-center and e.g. The shaft driving the wheel is arranged via a corresponding gear transmission.
Selbstverständlich können im Sinne der vorliegenden Erfindung getrennte Motore für Welle und Exzenterscheibe vorgesehen werden.Of course, separate motors can be provided for the shaft and the eccentric in the sense of the present invention.
In gleicher Weise kann auch ein insbesondere längenveränderliche Kurbeltrieb verwendet werden, bei der das abtreibende Kurbelteil rotiert.In the same way, a crank drive, in particular variable in length, can be used, in which the driven crank part rotates.
Es wird weiterhin vorgeschlagen, die Motore über Rechner zu steuern, so daß die erfindungsgemäß möglichen komplizierten und den Bedarfsfall anpaßbaren Bewegungen im Raum vorgeb- und wiederholbar sind, so daß die Therapie ein spezifisches Programm etwa mit steigenden Belastungen am gewünschten Körperteil zu durchlaufen in der Lage ist. Zur Unterstützung des Kopfes kann es vorteilhaft sein, am Ring zwischen den Befestigungsmitteln für die Hände eine Kopfstütze anzubringen. Diese kann aus einer Schlaufe bestehen oder auch helmartig den Kopf umfassen. Die Stütze ist drehbar, so daß der Kopf zwar zur Seite gelegt, nicht aber nach vorn oder hinten fallen kann. Somit ist es auch möglich, behinderte Personen, deren Kontrolle über die Halsmuskulatur eingeschränkt ist, zu extendieren.It is also proposed to control the motors via computers so that the movements in space which are complicated and adaptable according to the invention can be predetermined and repeated, so that the therapy is able to run through a specific program, for example with increasing loads on the desired body part is. To support the head, it can be advantageous to attach a headrest to the ring between the fastening means for the hands. This can consist of a loop or also cover the head like a helmet. The support can be rotated so that the head can be put to one side but cannot fall forwards or backwards. It is therefore also possible to extend disabled people whose control over the neck muscles is limited.
Mit der vorliegenden Erfindung ist auch eine Torsion des menschlichen Körpers um seine Längsachse möglich. Dazu ist lediglich erforderlich, die Fuß- oder Handbefestigungsmittel gegeneinander verdrehbar zu gestalten. Es wird daher vorgeschlagen, entweder die Hand- oder die Fußbefestigungsmittel auf einem Bügel anzuordnen, der auf einer Verlängerung der Welle 17 befestigt ist. Verändert sich der Winkel zwischen Bügel und Ring aus der Parallellage, so wird der Körper tordiert. Dabei weist der Bügel eine lösbare Verriegelung mit dem Ring auf.With the present invention, torsion of the human body about its longitudinal axis is also possible. All that is required is to make the foot or hand fastening means rotatable relative to one another. It is therefore proposed to arrange either the hand or foot attachment means on a bracket which is attached to an extension of the shaft 17. If the angle between the bracket and ring changes from the parallel position, the body is twisted. The bracket has a releasable lock with the ring.
Um die Torsion motorisch vornehmen zu können, muß auf der Welle entweder kopfseitig oder fußseitig ein separater Stellmotor angeordnet werden, wobei die gegenüberliegende Position bei Betrieb des Stellmotors beibehalten bleibt.In order to be able to carry out the torsion by motor, a separate servomotor must be arranged on the shaft either on the head side or on the foot side, the opposite position being retained when the servomotor is in operation.
Vorgezogen wird eine Lösung, bei der die Handbefestigungsmittel a dem Bügel angeordnet sind und der Ring unter Beibehalt der Position des Bügels um das Maß der auszuübenden Torsion verdreht wird.A solution is preferred in which the hand fastening means a are arranged on the bracket and the ring is rotated while maintaining the position of the bracket by the amount of the torsion to be exerted.
Zur Anpassung der Vorrichtung an unterschiedliche Körpergrößen kann der Bügel oder die Handgriffe dabei höhenverstellbar ausgebildet sein.In order to adapt the device to different body sizes, the bracket or the handles can be made height-adjustable.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beiliegenden Figuren beispielhaft näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform mit Kardangelenk.The present invention is explained in more detail by way of example with reference to the accompanying figures. Fig. 1 shows an embodiment with a universal joint.
Fig. 2 bis 7 zeigen die Doppelradausführung in mehreren Ansichten2 to 7 show the double wheel design in several views
In Fig. 1 ist der Ring 4 dargestellt, an dem die Person 7 an den seitlich und in der Länge verstellbaren Befestigungsmitteln 2,2' mit Halteschlaufen 19 gehalten und mit Hilfe eines Gürtels 20 gesichert ist. Auf dem Ring 4 sind zusätzlich Gewichte 6 angeordnet, mit deren Hilfe ein Gewichtsausgleich derart vorgenommen werden kann, daß Ringmittelpunkt und Schwerpunkt zusammenfallen und damit eine nahezu kraftaufwandlose Verlagerung möglich ist.In Fig. 1 the ring 4 is shown, on which the person 7 is held on the laterally and length-adjustable fastening means 2, 2 'with holding loops 19 and secured with the aid of a belt 20. Weights 6 are additionally arranged on the ring 4, with the aid of which a weight compensation can be carried out in such a way that the center of the ring and the center of gravity coincide and an almost effortless displacement is possible.
Im vorliegendem Beispiel ist die Aufhängung des Ringes 4 kardanisch über den äußeren Ring 3 vorgenommen, der ebenfalls Ausgleichsgewichte 5 trägt.In the present example, the ring 4 is gimbaled via the outer ring 3, which also carries counterweights 5.
Der äußere Ring 3 ist auf einem Gestell 1 mit Rahmen 13 und Füßen 14 befestigt und über Wellen 18 von Motoren 8 und rechtwinklig dazu von am äußeren Ring 4' angeordneten Motoren 9 mit Wellen 17 angetrieben.The outer ring 3 is fastened on a frame 1 with frame 13 and feet 14 and driven by shafts 18 from motors 8 and at right angles to motors 9 with shafts 17 arranged on the outer ring 4 '.
Die jeweils gegenüberliegenden Drehkreuze 21,22 deuten die Möglichkeit eines Handbetriebes an.The opposite turnstiles 21, 22 indicate the possibility of manual operation.
Die Wellen 17 und 18 sind für exzentrischen, z.B. epizykloidalen Antrieb ausgelegt, der synchron oder zur Verstärkung einer Schüttelwirkung auch asynchron laufen kann.Shafts 17 and 18 are for eccentric, e.g. epicycloidal drive, which can run synchronously or asynchronously to intensify a shaking effect.
Die Verlagerung des menschlichen Körpers 7 kann damit derart erfolgen, daß der durch dessen Gewicht bewirkte Zug gezielt auf einzelne oder auf Gruppen von Extremitäten und Wirbelsäule bewirk wird und damit entsprechende Körperpartien extendiert. Durch die Exzentrizität des Antriebes und z.B. über entsprechende Getriebe kann auf den Körper in der gewünschten Lage bei Stillstand der Welle und gleichzeitiger Rotation des Exzenters eine Schwingung auf den Körper gebracht werden, wobei Amplitude und Frequenz veränderbar und von der Drehzahl wie der Exzentrizität abhängig sindThe displacement of the human body 7 can thus take place in such a way that the pull caused by its weight is effected specifically on individual or on groups of extremities and spine and thus extends corresponding parts of the body. Due to the eccentricity of the drive and, for example, the corresponding gearbox, the body can be in the desired position when the body is stationary Wave and simultaneous rotation of the eccentric a vibration are brought to the body, the amplitude and frequency are variable and depend on the speed and the eccentricity
Es ist ebenfalls im Sinne der vorliegenden Erfindung, den Körper um beliebige Raumachsen gleichzeitig zu drehen und mit einer Schwingung zu beaufschlagen.It is also within the meaning of the present invention to simultaneously rotate the body about any spatial axes and to apply a vibration to it.
Zur Torsion des Körpers können die Befestigungsmittel 2 auf einem Bügel 24 angeordnet sein, dessen Drehachse in Verlängerung der Welle 17 liegt bzw. mit dieser zusammenfällt. Auf der gegenüberliegenden Welle 17 wird für motorischen Antrieb ein Motor angeflanscht, der sich auf dem Außenrad 3 abstützt und den Innenring 4 dreht. Der Bügel 24 bleibt dabei ortsfest, wodurch der Körper 7 tordiert wird. Für die nicht tordierende Verlagerung kann der Bügel 24 mit dem Ring 4 verriegelt werden.For torsion of the body, the fastening means 2 can be arranged on a bracket 24 whose axis of rotation lies in the extension of the shaft 17 or coincides with it. A motor is flanged on the opposite shaft 17 for motor drive, which is supported on the outer wheel 3 and rotates the inner ring 4. The bracket 24 remains stationary, whereby the body 7 is twisted. For the non-twisting displacement, the bracket 24 can be locked with the ring 4.
Der Bügel oder die Handgriffe sind dabei vorzugsweise höhenverstellbar, d.h. mit veränderlichem Abstand zum Ring 4 ausgebildet.The bracket or the handles are preferably height adjustable, i.e. formed with a variable distance from the ring 4.
Fig. 2 bis 7 zeigen die Ausführung als Doppelrad 10,10', wobei die Räder 10 und 10' über Querstreben 11 miteinander verbunden sind. Das Rad 10 ist dabei über Speichen 23 mit einer Welle 18 mit der Möglichkeit eines exzentrischen, z.B. epizykloidalen oder ähnlicen Antriebs über ein Rohr 16 mit dem Motor 8 verbunden, gleichzeitig trägt das Rohr 8 ein verschiebliches Ausgleichsgewicht 2.2 to 7 show the design as a double wheel 10, 10 ', the wheels 10 and 10' being connected to one another via cross struts 11. The wheel 10 is spokes 23 with a shaft 18 with the possibility of an eccentric, e.g. epicycloidal or similar drive connected to the motor 8 via a pipe 16, at the same time the pipe 8 carries a displaceable counterweight 2.
Das Rohr 16 ruht auf einer drehbar (gegebenenfalls exzentrisch getriebenen) Traverse 12, die wiederum mit dem am Gestell 1 angeordneten Motor 8' verbunden ist. Grundsätzlich kann das Gestell zusätzlich auf einem Drehteller stehend um seine Hochachse rotierbar ausgeführt sein. Auch die Räder 10 und 10' können mit Ausgleichsgewichten versehen sein. In Fig. 2, 4 und 6 ist dargestellt, wie der Körper um die Traverse 12 gedreht werden kann, wohingegen die Fig. 3, 5 und 7 jeweils eine entsprechende um die Hochachse um 90° gedrehte Position zeigen.The tube 16 rests on a rotatable (possibly eccentrically driven) crossbeam 12, which in turn is connected to the motor 8 ′ arranged on the frame 1. In principle, the frame can also be designed to be rotatable about its vertical axis while standing on a turntable. The wheels 10 and 10 'can also be provided with counterweights. 2, 4 and 6 show how the body can be rotated around the crossmember 12, whereas FIGS. 3, 5 and 7 each show a corresponding position rotated by 90 ° about the vertical axis.
In den Fig. 6 und 7 ist gezeigt, daß der Patient innerhalb (Fig. 6) oder insbesondere außerhalb an den Querstreben 11 des Doppelrades gehalten sein kann. 6 and 7 show that the patient can be held inside (FIG. 6) or in particular outside on the cross struts 11 of the double wheel.
BezugszeichenlisteReference list
1 Gestell 2 Befestigung 3 äußeres Rad 4 inneres Rad 5 Ausgleichsgewicht 6 Ausgleichsgewicht 7 Körper 8,8' Motor 9 Motor 10,10' Doppelrad 11 Querstreben 12 Traverse 13 Rahmen 14 Füße 15 Schiebegewicht 16 Rohr 17 Welle 18 Welle 19 Halteschlaufen 20 Gürtel 21 Drehkreuz 22 Drehkreuz 23 Speichen 24 Bügel 1 frame 2 mounting 3 outer wheel 4 inner wheel 5 balance weight 6 balance weight 7 body 8.8 'motor 9 motor 10.10' double wheel 11 cross struts 12 crossbar 13 frame 14 feet 15 sliding weight 16 tube 17 shaft 18 shaft 19 retaining straps 20 belt 21 turnstile 22 turnstile 23 spokes 24 brackets

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Raumrad zur Verlagerung des menschlichen Körpers um dessen Achsen sowie zur Dehnung von Körperpartien, bestehend aus an einem Gestell gelagerten Ringen oder Ringpaaren mit Befestigungsmitteln für die Körperextremitäten, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:1. Space wheel for displacing the human body about its axes and for stretching parts of the body, consisting of rings or ring pairs mounted on a frame with fastening means for the body extremities, characterized by the following features:
a) der Ring (4) oder das Ringpaar (10,10') weist zwei Rota- tionsfreiheitsgrade auf, wozu die Ringe (4, 10, 10') entweder kardanisch gelagert oder über eine antreibbare Welle (18), mit einer drehbaren Traverse (12) verbunden sind;a) the ring (4) or the pair of rings (10, 10 ') has two degrees of freedom of rotation, for which purpose the rings (4, 10, 10') are either gimbal-mounted or via a drivable shaft (18) with a rotatable traverse (12) are connected;
b) die Befestigungsmittel (2,2') sind derart an denb) the fasteners (2,2 ') are such on the
Ringen (4, 10, 10') angeordnet, daß der Körper im wesentlichen parallel zur Ringebene ausgerichtet ist,Rings (4, 10, 10 ') arranged that the body is aligned substantially parallel to the ring plane,
c) die Ringe (4, 10, 10') sind durch Antriebsmittel (8, 8', 9, 21, 22) in statische oder dynamische, frequenz- und/oder amplitudenveränderbare Lageänderung bringbar.c) the rings (4, 10, 10 ') can be brought into static or dynamic, frequency and / or amplitude-variable change in position by drive means (8, 8', 9, 21, 22).
2. Raumrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4,10,10') verschiebliche Ausgleichsgewichte (5,6) aufweist.2. Space wheel according to claim 1, characterized in that the ring (4,10,10 ') has displaceable counterweights (5,6).
3. Raumrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (4,10,10') durch Motore (8,9) angetrieben sind, die zuschaltbare Exzenter aufweisen.3. Space wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the rings (4,10,10 ') are driven by motors (8,9) which have switchable eccentrics.
4. Raumrad nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (4) kardanisch mit einem dieses außen umgreifenden zweiten Ring (3) verbunden ist. 4. Spacewheel according to at least one of claims 1-3, characterized in that the ring (4) is connected gimbally to a second ring (3) encompassing this outside.
5. Raumrad nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (10) über Querstäbe (11) mit einem weiteren Rad (10') zu einem Doppelrad verbunden ist.5. Space wheel according to one of claims 1-3, characterized in that the wheel (10) via cross bars (11) with a further wheel (10 ') is connected to a double wheel.
6. Raumrad nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Motore (8,8') zur Einstellung vorgebbarer und wiederholbarer statischer oder dynamischer Raumlagen oder dynamischer Raumlageänderungen rechnergesteuert sind.6. Space wheel according to at least one of claims 1-5, characterized in that the motors (8,8 ') for setting predeterminable and repeatable static or dynamic spatial positions or dynamic spatial changes are computer-controlled.
7. Raumrad nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ring (4) eine drehbare Kopfstütze angehängt ist.7. spacewheel according to at least one of claims 1-6, characterized in that a rotatable headrest is attached to the ring (4).
8. Raumrad nach mindestens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (2) oder (2') über einem Bügel (24) an der Welle (17) des Antriebs (9) oder (22) angeordnet und zur Torsion des Körpers (7) drehbar gelagert ist, wobei der Bügel (24) auch starr mit dem Ring (4) verbindbar ist.8. space wheel according to at least one of claims 1-7, characterized in that the fastening means (2) or (2 ') via a bracket (24) on the shaft (17) of the drive (9) or (22) and arranged for Torsion of the body (7) is rotatably mounted, the bracket (24) also being rigidly connectable to the ring (4).
9. Raumrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (17) zwischen den Ringen (3) und (4) ein Hilfsantrieb angeordnet ist, der entweder den Bügel (24) oder den Ring (4) dreht, wobei die gegenüberliegende Position beibehalten bleibt.9. spacewheel according to claim 8, characterized in that on the shaft (17) between the rings (3) and (4) an auxiliary drive is arranged, which rotates either the bracket (24) or the ring (4), the opposite Position remains unchanged.
10. Raumrad nach Anspruch 8-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (24) höhenverstellbar ist. 10. Space wheel according to claim 8-9, characterized in that the bracket (24) is adjustable in height.
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