WO1989011246A1

WO1989011246A1 - Process for studying the mode of locomotion of a living organism

Info

Publication number: WO1989011246A1
Application number: PCT/CH1989/000092
Authority: WO
Inventors: Walter Roost
Original assignee: Standard St Sensortechnik Ag
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1989-11-30
Also published as: US5186062A; EP0366769A1; JPH02504481A; AU3567289A; AU612488B2

Description

Verfahren zum Untersuchen der Gangart eines Lebewesens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Untersu- chung der Gangart eines Lebewesens, insbesondere eines Pferdes, durch Messung der von seinen Füssen auf den Bo- den aufgebrachten Kraft sowie der Orte, der Dauer und des zeitlichen Ablaufs der Kraftaufbringung im Bereich einer im wesentlichen horizontalen und als Teil des Bodens aus- gebildeten Messfläche, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Lebewesens in lamellenartig parallel aneinandergereihte längliche Messabschnitte un- terteilt ist, sowie eine entsprechende Vorrichtung, bei welcher jedem Messabschnitt ein Kraftaufnehmer mit einer im wesentlichen rechteckigen Kraftaufnahmefläche und ei- ner Mehrzahl von mit einer elektronischen Auswerteinheit verbundenen Messwertgebern zugeordnet ist. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung liefern Er- gebnisse, die, auch wenn sie beim Stellen einer Diagnose verwertbar sind, dennoch vorwiegend ausserhalb der Heil- künde als Zwischenergebnisse zur Beurteilung der Gangart des betreffenden Lebewesens nutzbar sind. Insbesondere bei hochwertigen Pferden beispielsweise des Rennsportes erweist es sich als notwendig, Messwerte über Gangart und Hufmuster zu erhalten. Abgesehen davon, dass derartige Messwerte Abnormitäten melden und oftmals auch über deren Ursachen Aufschlüsse geben können, lie- fern diese Messwerte Angaben über die momentane Kondition ("fitness") des Pferdes und über seine momentanen Chancen im Rennsport. Da jedes Pferd über eine eigene, individuelle Gang- art verfügt, kann diese Gangart bei vollkommener Gesund- heit und bester Leistung gemessen und gespeichert werden. Sie steht dann als Grundmuster der Gangart für einen spä- teren Vergleich mit neuen Messungen zur Verfügung. Durch regelmässige Ganganalysen können Abweichungen vom Grund- uster der Gangart früh erkannt werden, insbesondere be- vor das Pferd eine Lahmheit zeigt. Damit kann beispiels- weise ein von schlechter Kondition betroffenes Pferd ge- schont werden, oder es können gegebenenfalls Massnahmen gegen das Fortschreiten einer Erkrankung rechtzeitig er- griffen werden. In US-4233845 wird festgestellt, dass das Leis- tungspotential eines Pferdes von der Zeitdauer abhängt, in der zwei oder mehr Hufe gleichzeitig während eines Schrittes in Bodenkontakt sind. Weiterhin hängt das Leis- tungspotential von der Zeitdauer ab, in der alle vier Beine gleichzeitig während eines Schrittes nicht in Bo- denkontakt sind. Aus diesen Gründen wird in US-4233845 vorgeschlagen, dass man das Pferd in eine Gangart mit hoher Geschwindigkeit versetzt und die Kontaktzeit be- stimmt, bei der während aufeinanderfolgenden Schritten in dieser Gangart ein Kontakt mit dem Boden hergestellt und wieder abgebrochen wird. Ferner wird die Ueberlappungs- zeit während dieses Schrittes gemessen sowie die Ge- schwindigkeit der Gangart. Aus diesen Ergebnissen werden Rückschlüsse auf das Leistungspotential gezogen. Zur Be- Stimmung des Kontakts mit dem Boden und der entsprechen- den Kontaktzeiten wird eine Hochgeschwindigkeit-Kamera verwendet, oder es wird der Schall der Tritte auf einem am Pferd oder am Boden angebrachten Tonbandgerät aufge- nommen, während die Geschwindigkeit mit Laufstrecke und Uhr gemessen wird. Diese Aufnahmeverfahren sind viel zu aufwendig, ausserdem sind die damit erreichbaren Resul- täte viel zu ungenau, um eine Beurteilung der momentanen Gangart im Vergleich zu einer gespeicherten früheren Gangart, also eine Früherkennung von Abweichungen vom Grundmuster der Gangart zu erlauben. In US-4195643 wird ein Verfahren zum Bestimmen der Beziehung zwischen einer Schmerzgrenze und der auf den Schmerz zurückzuführenden physiologischen Druckkraft be- schrieben. Die physiologischen Druckkräfte werden von ei- nem Druckplattensystem aufgenommen, um ein analoges Aus- gangssignal mit einer Gleichspannungs- und einer Wechsel- spannungs-Komponente zu erzeugen. In einer entsprechenden Analysiervorrichtung werden dann die Gleichspannungs-Kom- ponente und die Wechselspannungs-Komponente getrennt und anschliessend ein von der Wechselspannungs-Komponente abgeleitetes Ausgangssignal erzeugt, welches die Sch erz- grenze quantifiziert. Damit kann aber keine bevorstehende Lahmheit eines Pferdes bereits vor Erreichung einer Schmerzgrenze diagnostiziert werden, dieses Verfahren ist zur Früherkennung von Abweichungen vom Grundmuster der Gangart nicht geeignet. Aus WO-87/01574 und US-4267728 ist bekannt, die Gangart eines Menschen zu untersuchen, indem die auf eine Messfläche aufgebrachte Kraft mit Hilfe von parallel an- einandergereihten und mit einer elektronischen Auswert- einheit verbundenen Kraftaufnehmern gemessen wird. Dabei werden, neben der aufgebrachten Kraft, auch die Orte der Kraftaufbringung und die Lage dieser Orte zueinander be- stimmt.. Damit sollen Informationen über die Geometrie der Fussabdrücke als Funktion der Zeit und die relative Anordnung der Fussabdrücke sowie die Stärke des Druckes gewonnen werden. Die den aufeinanderfolgenden Schritten entsprechende Dauer und die entsprechende zeitliche Ab- folge der Kraftaufbringung werden jedoch nicht mit einer Auflösung bestimmt, die zur Früherkennung von Abweichun- gen vom Grundmuster der Gangart geeignet wäre, weil dies bei der vorgesehenen Verwendung dieser bekannten Systeme gar nicht nötig ist, denn diese sind im wesentlichen zur Untersuchung der Biomechanik des menschlichen Ganges im Hinblick auf Diagnostik und Therapeutik bestimmt. Ausser- dem schreitet der zu untersuchende Mensch beim System nach WO-87/01574 auf einer weichen Matte und beim System nach US-4267728 auf parallel aneinandergereihten durch- sichtigen Balken, was nicht für ein Pferd anwendbar bzw. extrapolierbar ist, da ein Pferd, wenn es eine Aenderung der Bodenbeschaffenheit spürt oder sieht, in Reaktion darauf sofort seine Gangart veränderte Aus dem Aufsatz von S. Hirokawa und K. Matsumara "Gait analysis using a measuring walkway for temporal and distance factors" in Medical & Biological Engineering & Computing 25 (Sept. 1987) 577-582 ist ein System zur Un- tersuchung des menschlichen Ganges bekannt, das dem Sys- tem nach WO-87/01574 ähnlich ist, die gleichen Nachteile aufweist und daher zur Früherkennung von Abweichungen vom Grundmuster der Gangart insbesondere eines Pferdes ebenso ungeeignet ist. Aus US-4195643 ist ebenfalls bekannt, die Gangart eines Lebewesens (Mensch oder Pferd) zu untersuchen, in- dem die auf eine Messfläche aufgebrachte Kraft ebenfalls mit Hilfe von parallel aneinandergereihten und mit einer elektronischen Auswerteinheit verbundenen Kraftaufnehmern erfolgt. Dabei werden auch in diesem System, neben der aufgebrachten Kraft, die Orte der Kraftaufbringung und die Lage dieser Orte zueinander bestimmt. Damit sollen Informationen über die relative Anordnung der Fussab- drücke des Menschen oder des Pferdes sowie die Stärke des Druckes als Funktion der Zeit gewonnen werden. Auch in diesem System werden jedoch die den aufeinanderfolgenden Schritten entsprechende Dauer und die entsprechende zeit- liehe Abfolge der Kraftaufbringung nicht mit einer Auflö- sung bestimmt, die zur Früherkennung von Abweichungen vom Grundmuster der Gangart geeignet wäre, weil dies bei der ins Auge gefassten Verwendung dieses Systems gar nicht nötig ist, den dieses ist im wesentlichen zur Untersu- chung der Biomechanik des Ganges im Hinblick auf Diagnos- tik und Therapeutik bestimmt. Ausserdem ist die vorgese- hene Messfläche in ihrer Ausbildung und ihren Dimensionen nicht zur Untersuchung der Gangart eines Pferdes anwend- bar bzw. extrapolierbar: zum einen überragt die Mess- fläche den Boden, was für ein Pferd nicht brauchbar ist, da es in Reaktion darauf sofort seine Gangart ändern würde, zum anderen ist die Messfläche mit ihren Dirnen- sionen von ca. 60 x 60 cm (ob unterteilt oder nicht) zur Früherkennung von Abweichungen vom Grundmuster der sport- liehen Gangart (das Laufen beim Menschen, der Trab oder Galopp beim Pferd) ungeeignet dimensioniert und propor- tioniert, da hierzu eine wesentlich breitere und längere Messfläche benötigt wird. Zur Messung der auf eine Messfläche aufgebrachten Kraft mit Hilfe von parallel aneinandergereihten und mit einer elektronischen Auswerteinheit verbundenen Kraftauf- nehmern sind in CH-658726 und CH-669256 hydraulische Druckaufnehmer vorgeschlagen worden. In einem elasti- sehen, rohrformigen, von einem äusseren Druck beauf- schlagbaren Gehäuse befindet sich eine imkompressible Flüssigkeit, wobei dieses Gehäuse mit einem Manometer oder Wandler verbunden ist. Die zur Druckaufnahme be- stimmte Wandung des rohrformigen Gehäuses steht mit einer druckübertragenden Längsarmierung über die Flüssigkeit in Verbindung. Durch diese Vorrichtungen wird lediglich die Stärke eines Druckes ermittelt. Dies kann zwar bereits eine gewisse Aussage über die Gangart eines Pferdes erge- ben, reicht jedoch für eine Beurteilung der Gangart nicht aus. Zur Messung der auf eine Messfläche aufgebrachten Kraft sowie der Orte der Kraftaufbringung und der Lage dieser Orte zueinander sind in US-3906931 elektromecha- nische Druckaufnehmer vorgeschlagen worden. In vier elas- tischen, von einem äusseren Druck beaufschlagbaren Ringen befinden sich je eine Anzahl von Dehnungsmessstreifen. Durch diese Vorrichtung können tatsächlich neben der ge- samten aufgebrachten Kraft auch die Orte der Kraftauf- bringung und die Lage dieser Orte zueinander momentan oder als Funktion der Zeit bestimmt werden, diese Vor- richtung ist jedoch nur zur Untersuchung des Standes eines Menschen bestimmt: zur Untersuchung des Ganges eines Menschen ist diese Vorrichtung ungeeignet, ge- schweige denn zur Untersuchung der Gangart eines Pferdes. Vorrichtungen ähnlicher Art mit den gleichen Nach- teilen sind beispielsweise noch aus US-3340726 und US- 3090226 bekannt. Magnetische Weggeber, die zur Kraftmessung verwend- bar sind, sind generell im "Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Grossen" von C. Rohrbach, VDI-Verlag (Düsseldorf, 1967) erwähnt und darin kurz beschrieben. Angesichts des Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vor- zuschlagen, mittels welchen eine erschöpfende Untersu¬ chung der Gangart eines Lebewesens, insbesondere eines Pferdes, erstellt werden kann, so dass Abweichungen vom Grundmuster der Gangart, insbesondere der sportlichen Gangart (Gehen oder Laufen bzw. Trab oder Galopp) , früh erkennbar sind. Zur Lösung dieser Aufgabe ist es zunächst nötig, dass neben der aufgebrachten Kraft auch die Orte der Kraftaufbringung und die Lage dieser Orte zueinander sowie die Dauer und der zeitliche Ablauf der Kraftauf- bringung bestimmt werden. Dies bedeutet, dass drei Para- meter zu einer erschöpfenden Beurteilung der Gangart herangezogen werden. Zum einen erfolgt eine direkte Mes- sung der auf den Kraftaufnehmer aufgebrachten Kraft. In einer entsprechenden Steuer- und Auswerteinheit wird par- allel hierzu ein Zeitmassstab aufgezeichnet, der bei- spielsweise erkennen lässt, wie lange ein Fuss eine be- stimmte Kraft aufbringt. Beispielsweise wird ein Pferd ein schwaches oder erkranktes Bein kurzzeitiger mit einer bestimmten Kraft belasten als ein normales bzw. gesundes. Vor allem ist es aber auch wichtig, die Orte zu ermit- teln, an denen das Lebewesen mit seinen Füssen auftritt, und diese Orte zueinander in Beziehung zu setzen. Bei- spielsweise wird ein Pferd mit einer lahmenden Vorderhand einen kürzeren Schritt machen als mit einer gesunden. Werden also diese drei Parameter Kraft, Zeit und Ort in Beziehung zueinander gebracht und von einer entsprechen- den Auswerteinheit verarbeitet, so kann jede Abnormität der Gangart und jede Abweichung von einem Grundmuster oder von einem früheren Muster dieser Gangart erkannt werden. Des weiteren ist es zur Lösung der Aufgabe nötig, dass die Messfläche eine dem normalen Boden sehr ähnliche Beschaffenheit in mechanischer, akustischer und optischer Hinsicht aufweist, denn das Lebewesen soll zwischen dem normalen Boden und der Messfläche keinen Unterschied merken. Insbesondere darf die Messfläche keine merklich federnden Elemente oder Teile aufweisen und sie soll wie der umliegende normale Boden aussehen und tönen. Somit müssen die Kraftaufnehmer in Bewegungsrichtung des Lebewesens eine genügende Auflösung erreichen lassen, um sowohl eine hinreichend genaue örtliche Bestimmung der auftretenden Belastungen als auch entsprechende Distanz- messungen zwischen den verschiedenen Extremitäten des Lebewesens zu gewährleisten. Andererseits kann aber die Anzahl der Kraftaufnehmer aus praktischen Gründen des beschränkt vorhandenen Platzes, der Abfragegeschwindig- keit für die gesamte Messfläche usw. , und nicht zuletzt auch aus Kostengründen nicht beliebig erhöht werden. Folglich müssen die einzelnen Kraftaufnehmer schmal und trotzdem steif und widerstandsfähig sein und ausser- dem muss deren Kraftaufnahmefläche von vorgegebener, dem zu untersuchenden Lebewesen angepasster Beschaffenheit sein. Es müssen Kräfte bis zu 5000 Newton erfassbar sein. Dies aber hat einen gedrängten und trotzdem massiven Auf- bau der eigentlichen Messwertgeber für die Kraftmessung zur Folge, wobei ausserdem der Messweg dieser Messwert- geber unbemerkbar klein sein muss. Zur Lösung der angegebenen Aufgabe unter Einhaltung der angegebenen Bedingungen ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die vom Lebewesen auf einen Messabschnitt aufgebrachte Kraft in zwei Kompo- nenten zerlegt wird, von denen je eine auf den Messab- schnitt in Nähe je eines seiner Enden einwirkt, diese beiden Komponenten ihrerseits in je einen vertikalen und einen horizontalen Anteil zerlegt werden, die beiden so erhaltenen vertikalen Anteile dann getrennt gemessen wer- den, um je einen Messwert zu ergeben, der im Laufe einer der Aufeinanderfolge von Messabschnitten in Bewegungs- richtung des Lebewesens entsprechenden Abfrageseguenz zyklisch abgefragt und gespeichert wird, um nachfolgend bei der Untersuchung der Gangart des Lebewesens inter- pretiert zu werden. In einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäs- sen Verfahrens wird so vorgegangen, dass die Messwerte einerseits zwischengespeichert und andererseits mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen werden, und dass nur diejenigen zwischengespeicherten Messwerte, die den Schwellenwert überschreiten, zur Auswertung weitergelei- tet werden, wobei zur Bestimmung der gesamten auf einen Messabschnitt vertikal ausgeübten Kraft die Summe der beiden Messwerte und zur Bestimmung des Ortes der Kraft- aufbringung auf diesen Messabschnitt das Verhältnis der Differenz der beiden Messwerte zu ihrer Summe gebildet wird. In einer alternativ bevorzugten Ausführung des er- findungsgemässen Verfahrens wird so vorgegangen, dass zur Bestimmung der gesamten auf einen Messabschnitt vertikal ausgeübten Kraft die Summe der beiden Messwerte gebildet wird, diese Summe einerseits zwischengespeichert und an- dererseits mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergli- chen wird, und nur diejenigen Werte der zwischengespeich- erten Summe, die den Schwellenwert überschreiten, zur Auswertung weitergeleitet werden. Vorzugsweise wird ausserdem das erfindungsgemässe Verfahren so ausgeführt, dass diejenigen zwischenge- speicherten Werte, die den Schwellenwert überschreiten, gegebenenfalls nach einer Verstärkung analog-zu-digital gewandelt werden, während ihnen eine digitale Identifika- tion des bzw. der entsprechenden Messwertgeber sowie eine digitale Zeitangabe zugeordnet werden, und dass jeder zur Auswertung gelangende Wert zusammen mit seiner Identifi- kation und seiner Zeitangabe gespeichert wird. Es wird beim erfindungsgemässen Verfahren auch be- vorzugt, dass die zyklische Abfrageseguenz erst beim Vor- kommen eines den Schwellenwert überschreitenden zwi- schengespeicherten Wertes eingeleitet wird, und dass sie selbsttätig abgestellt wird, wenn während einer vorbe- stimmten Zeit kein Vorkommen eines den Schwellenwert überschreitenden zwischengespeicherten Wertes festge- stellt worden ist. Zur Lösung der angegebenen Aufgabe unter Einhaltung der angegebenen Bedingungen ist die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des einzelnen Messabschnitts kleiner ist als die Länge des Fusses des Lebewesens und die Länge des Messabschnitts grösser ist als die Spurbreite des Lebewesens, und dass der Kraftaufnehmer einen steifen Querbalken umfasst, an dessen oberer Fläche der Messabschnitt angeordnet ist und der in Nähe seiner Enden beidseits auf je einen Fühler- block abgestützt ist und darin einen Messwertgeber in vertikaler Richtung beaufschlagt. Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung so ausgebildet, dass der Querbalken im Kraftaufnehmer im wesentlichen nur vertikal beweglich gelagert und auf eine Messfeder abgestützt ist, die ihrerseits am Fühlerblock abgestützt ist, dass der Messwertgeber ein Weggeber für die Vertikalbewegung der Messfeder ist, und dass ein Uebertragungselement für die Vertikalbewegung der Mess- feder zwischen dieser und dem Messwertgeber angeordnet ist, wobei dieses Uebertragungselement mit dem Messwert- geber wirkverbunden und von elastischen Mitteln zur Mess- feder hin beaufschlagt ist. Ferner ist die erfindungsge ässe Vorrichtung bevor- zugt so ausgebildet, dass die Messfeder als Flachfeder ausgebildet und im Fühlerblock derart- angeordnet ist, dass ihre Durchbiegung durch ihr Aufsetzen auf einen feststehenden Teil des Fühlerblocks begrenzt ist, und dass das sich im wesentlichen vertikal erstreckende Uebertragungselement einen Stangenabschnitt sowie eine an das untere Ende des Stangenabschnitts anschliesssende Stösselstange und einen an das obere Ende des Stangen- abschnitts anschliesssenden Gleitkörper aufweist, wobei der Gleitkδrper in vertikaler Richtung in einer im Fühlerblock vorgesehenen Führungshülse geführt ist und an seinem oberen Teil mit einem Kopf versehen ist, der von einer am Fühlerblock abgestützten Dichtungsscheibe unter- griffen ist und eine Justiereinrichtung umfasst, deren oberes Ende eine Aufnahmemulde für den unteren Teil einer in ihrem oberen Teil an der Messfeder anliegenden.Kugel aufweist. Zudem ist die erfindungsgemässe Vorrichtung bevor- zugt so ausgebildet, dass zwischen dem Querbalken und der Messfeder eine Kugel oder Walze angeordnet ist, die in einer entsprechenden Kugelaufnahme im Fühlerblock gefan- gen ist und auf der Messfeder im wesentlichen in deren Mitte aufliegt, während die Messfeder auf zwei voneinan- der und symmetrisch von der Mitte der Messfeder beabstan- deten, im wesentlichen parallel zueinander und rechtwink- lig zur Längsrichtung des Messabschnitts angeordneten Walzen gelagert ist, wobei die eine Walze gegenüber dem Fühlerblock ortsfest und die andere Walze beweglich ist. Ausserdem ist die erfindungsgemässe Vorrichtung be- vorzugt so ausgebildet, dass im-Fühlerblock ein Schie- nenstreifen vorgesehen ist, in dem die Messfeder sowie die Kugel aufgenommen sind und der von einem am Querbal- ken vorgesehenen U-förmigen Profilstreifen übergriffen ist. Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung noch so ausgebildet, dass der Querbalken im Kraftaufneh- er auf mindestens einem vom Fühlerblock aufwärts ragen- den Träger gelagert und mit diesem über eine im wesentli- chen horizontale. Federlasche verbunden ist, und dass die Kraftaufnehmer in eine Grube eingesetzt sind, wobei die Fühlerblöcke in zwei parallelen Reihen auf je einem am Boden der Grube eingelassenen Fundamentprofil mit Hilfe von Schraubenbolzen und von mit dem Fundamentprofil ver- bundenen Klemmblöcken befestigt sind und diese Klem - blocke mit in Nuten der Fühlerblöcke eingreifenden Nasen versehen und im Verhältnis zu den Fühlerblöcken versetzt angeordnet sind, derart, dass den Klemmblöcken zugeord- nete Befestigungsschrauben für einen Schraubendreher von oben her zwischen den in den Fühlerblöcken eingesetzten Messwertgebern zugänglich sind. Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung ferner so ausgebildet, dass je eine Anzahl von Kraftauf- nehmern zusammen auf einem Hilfsmontagerahmen angeordnet sind, wobei die Klemmblöcke mit Hilfe der Befestigungs- schrauben mit dem Hilfsmontagerahmen und dieser sowie die einzelnen Fühlerblöcke mit Hilfe der Schraubenbolzen mit dem Fundamentprofil verbunden sind. Vorzugsweise ist die erfindungsgemässe Vorrichtung zudem so ausgebildet, dass der Messwertgeber ein Hall- Effekt-Sensor mit zwischen Permanentmagneten angeordneten Sensorelementen ist, wobei diese Sensorelemente durch Be- festigungselemente aus federelastischem Material im Mess- wertgeber befestigt und zur Stösselstange hin beauf- schlagt sind. Mit der Erfindung sind unter anderem folgende Vor- teile erreicht worden. -Unabhängig von der Länge des Messabschnitts (d.h. des Querbalkens) und von der Stelle, an welcher die Kraft darauf ausgeübt wird, wird die resultierende vertikal ausgeübte Kraft stets genau gemessen. Dabei wird die An- zahl der Messstellen durch die Anordnung je eines Fühler- blocks beidseits in Nähe der Enden der Querbalken redu- ziert, was den Abfragezyklus verkürzt und somit eine hohe Messgeschwindigkeit ermöglicht. Es ist dennoch möglich, den Ort der Kraftaufbringung zu bestimmen, und zwar ohne Abfrage von zusätzlichen Messwertgebern und daher ohne Verlangsamung des Messverfahrens. Es werden nur die Mess- werte von belasteten Kraftaufnehmer zusammen mit einer Identifikation und einer Zeitangabe gespeichert, was den benötigten Speicherumfang reduziert, und es ist ohne wei- teres möglich, den entsprechenden Schwellenwert von einer Software steuern und gegebenenfalls verändern zu lassen. Speicherkapazität wird auch noch dadurch gespart, dass die zyklische Abfragesequenz erst beginnt, wenn nutzbare Messwerte vorliegen, und selbsttätig abgestellt wird, wenn mit grosser Wahrscheinlichkeit keine nutzbaren Mess- werte mehr zu erwarten sind. Auch die Taktgeschwindigkeit des Abfragezyklus kann von einer Software gesteuert wer- den, was eine Anpassung der Messgeschwindigkeit und der vorhandenen Speicherkapazität an verschiedene Bewegungs- geschwindigkeiten des Lebewesens erlaubt. Zwischen aufeinanderfolgenden Abf agen eines Mess- wertgebers kann dessen Nullpunkt (d.h. der vom Messwert- geber bei unbelastetem Kraftaufnehmer abgegebene Mess- wert) festgestellt und kompensiert werden. Dies ist von besonderem Interesse, weil Verschiebungen des Nullpunkts beispielsweise wegen Temperaturänderungen auftreten können und sich gerade bei den angestrebten feinsten Messungen besonders störend auswirken würden, wenn keine Kompensation des Nullpunkts möglich wäre. Die Messfeder ist leicht gegen eine entsprechend dickere oder dünnere Messfeder austauschbar, was die An- passung an unterschiedliche Messbedingungen wesentlich vereinfacht. Ausserdem ist eine Ueberlastung der Messfe- der nicht möglich, da diese bei maximaler Durchbiegung auf dem Fühlerblock aufsitzt und nicht weiter (d.h. nicht über ässig) durchgebogen werden kann. Die Durchbiegung der Messfeder wird mit Hilfe des nach einem magnetischen Prinzip arbeitenden Messwertge- bers praktisch verschleissfrei gemessen, woraus sich im Messwertgeber eine ausgezeichnete Linearität der Konver- sion von Weg zu elektrischem Signal ergibt. Die kine a- tische Uebertragungskette vom Querbalken über der Mess- feder zum Sensorelement gewährleistet zusammen mit der Vorspannung des Sensorelements zur Stösselstange hin, dass die vertikale Bewegung des Querbalkens ohne Spiel und Hysterese auf das Sensorelement erfolgt, was ermö- glicht, sehr empfindliche Sensorelemente zu verwenden und somit die vertikale Bewegung des Querbalkens so gering zu halten, dass sie vom Lebewesen nicht wahrgenommen wird. Dadurch wird es auch möglich, die Messsfläche und den umliegenden Boden mit einer gemeinsamen Abdeckung zu ver- sehen, so dass die Messsfläche vom Lebewesen überhaupt nicht wahrgenommen wird. Mit dem im Fühlerblock vorgesehenen Schienenstrei- fen, .in dem die Messfeder sowie die Kugel aufgenommen sind und der von einem am Querbalken vorgesehenen U- förmigen Profilstreifen dachförmig übergriffen ist, wird gewährleistet, dass von oben in die Vorrichtung eintre- tender Niederschlag nicht in den Messbereich bzw. in die kinematische Uebertragungskette vom Querbalken über der Messfeder zum Sensorelement gelangt. Die Montage der Vorrichtung wird dadurch erleich- tert, dass die Befestigung der Kraftaufnehmer zwischen den Messwertgebern hindurch von oben her angegriffen und ein Hilfsmontagerahmen verwendet werden kann. Die Lage- rung der Querbalken auf von den Fühlerblöcken aufwärts ragenden Trägern, mit denen die Querbalken über im we- sentlichen horizontalen Federlaschen verbunden sind, er- laubt, eine horizontale Verschiebung der Querbalken zu vermeiden, so dass nur eine Uebertragung der vertikalen Bewegung erfolgt. Die vom Kraftaufnehmer übergebenen Messwerte können sowohl dynamischer als auch statischer Natur sein. Die dynamische Messung erfolgt wirklichkeitsgetreu durch ein verzögerungsarmes Messsystem mit hohen Zyklusraten. Die Messung rein statischer Belastung, wobei der Abfrage- zyklus manuell auszulösen ist, ermöglicht den Einsatz der erfindungsge ässen Vorrichtung als Waage. Insgesamt wird eine Vorrichtung geschaffen, welche zu einer umfassenden und sicheren Untersuchung der Gangart eines Lebewesens, insbesondere eines Pferdes, und damit zu einer sehr frühen Erkennung von Abnormitäten der Gangart führt. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er- findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtung sowie anhand der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Führungsbahn zur Untersuchung der Gangart eines Lebewe- sens, beispielsweise eines Pferdes? , Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Reihe von erfindungsgemässen Kraftaufnehmern, montiert auf einem Hilfsmontagerahmen; Fig. 3 einen Längsschnitt eines Endteils eines er- findungsgemässen Kraftaufnehmers; Fig. 4 einen Querschnitt durch einen e findungsgem- ässen Kraftaufnehmer entlang der Linie IV-IV in Fig. 3; Fig. 5 einen vergrössert dargestellten Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Messwertgeber; Fig. 6 einen vergrössert dargestellten Teil der Fig. 4; Fig. 7 einen vergrössert dargestellten Teil der Fig. 3; Fig. 8 ein Prinzipschema der Verarbeitung von Mess- werten in der erfindungsgemässen Vorrichtung; Fig. 9 ein Blockschema für ein Ausführungsbeispiel einer Verarbeitung von Messwerten in der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung; und Fig. 10 ein Blockschema für ein anderes Ausführungs- beispiel einer Verarbeitung von Messwerten in der erfin- dungsgemässen Vorrichtung. Fig. 1 zeigt eine Führungsbahn 1, auf der bei- spielsweise Pferde entlanggeführt werden, und die eine Abdeckung 2 aufweist. Diese Abdeckung 2 ist beispiels- weise ein Teppich aus Kunststoff, Gummi oder dergleichen und dient dem Schutz von Kraftaufnehmern 3 sowie zur Schaffung einer möglichst homogenen Lauffläche, so dass beispielsweise ein über die Führungsbahn 1 geführtes Pferd nicht durch Oberflächenunterschiede beeinflusst wird. Die eigentliche Messfläche 4 beispielsweise mit ei- ner Länge 1 von etwa 4000 mm und einer Breite b von etwa 800 mm befindet sich unter der Abdeckung 2. Die Mess- fläche 4 ist im wesentlichen horizontal und als Teil des Bodens ausgebildet und sie ist im wesentlichen rechtwink- lig zu der mit X angedeuteten Bewegungsrichtung des Le- bewesens in Messabschnitte 29 unterteilt. Diese Messab- schnitte 29, von denen zwecks Uebersichtlichkeit in Fig. 1 nur einige dargestellt sind, sind länglich ausgebildet und lamellenartig parallel aneinandergereiht, und es ent- spricht jedem Messabschnitt ein Kraftaufnehmer 3 mit ei- ner im wesentlichen rechteckigen Kraftaufnahmefläche. Die Breite des einzelnen Messabschnitts 29 beträgt beispiels- weise 25 mm und ist somit kleiner als die Länge des Fus- ses des Pferdes, während die Länge des Messabschnitts 29 gleich der Breite b von etwa 800 mm der Messfläche 4 ist und somit grösser ist als die Spurbreite des Pferdes. Wie in Fig. 2 gezeigt sind auf einem Hilfsmontage- rahmen 5 eine Mehrzahl von Kraftaufnehmern 3 angeordnet. Jeder einzelne Kraftaufnehmer 3 u fasst einen steifen Querbalken 6, der in Nähe seiner Enden beidseits auf je einen Fühlerblock 7 gegen den Montagerahmen 5 abgestützt ist und an dessen oberer Fläche der Messabschnitt 29 an- geordnet ist. Jeder Fühlerblock 7 besitzt einen Steckan- schluss 8 für einen im Fühlerblock 7 eingesetzten Mess- wertgeber 23 (in Fig. 3), von diesem Steckanschluss 8 aus führt ein Anschlusskabel 9 zu einer entsprechenden Steuerelektronik und Auswerteinrichtung 10, die im Zusam- menhang mit Fig. 8 bis 10 näher erläutert wird. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt eines Kraftaufnehmers 3 dargestellt, der in einer entsprechenden Grube 11 unter- halb der Führungsbahn 1 eingesetzt ist« Im gezeigten Ausschnitt ist der eine Endteil der gezeigten Vorrichtung dargestellt, der andere Endteil ist dazu im wesentlichen symmetrisch. Die Verankerung bzw. Festlegung der Kraft- aufnehmer 3 mit einem Untergrund 12 geschieht über ein Fundamentprofil 13. Die Fühlerblöcke 7 sind in zwei parallelen Reihen auf je einem am Boden der Grube eingelassenen Fundament- profil 13 mit Hilfe von Schraubenbolzen 14 und von mit dem Fundamentprofil 13 verbundenen Klemmblöcken 16 befes- tigt. Zur Festlegung der Fühlerblöcke 7 sind die Klemm- blocke 16 mit in Nuten 18 der Fühlerblöcke 7 eingreifen- den Nasen 17 versehen. Dabei sind die Klemmblöcke 16, wie in Fig. 4 ersichtlich, im Verhältnis zu den Fühlerblöcken 7 versetzt angeordnet, derart, dass den Klemmblöcken 16 zugeordnete Befestigungsschrauben 19 für einen Schrauben- dreher von oben her zwischen den in den Fühlerblöcken 7 eingesetzten Messwertgebern 23 zugänglich sind, weil sich eine Bohrung 21 für die Befestigungsschraube 19 zwischen zwei Blindbohrungen 22 bzw. in montiertem Zustand der Vorrichtung zwischen zwei Messwertgebern 23 befindet. Jeder Fühlerblock 7 kann entweder direkt über einen Schraubenbolzen 14 unter Zentrierung durch Führungsbolzen 15 mit dem Fundamentprofil 13 verbunden sein, oder aber es kann der gestrichelt angedeutete Hilfsmontagerahmen 5 dazwischengeschaltet und darauf^"eine Anzahl von Kraftauf- nehmern 3 zusammen angeordnet sein. Es können auch meh- rere solche Hilfsmontagerahmen 5 aneinandergereiht ver- wendet werden. Jeder Klemmblock 16 ist dann mit Hilfe der Befestigungsschraube 19 mit dem Hilfsmontagerahmen 5 und dieser sowie die einzelnen Fühlerblöcke 7 mit Hilfe der Schraubenbolzen 14 mit dem Fundamentprofil 13 verbunden. Ueber einen schulterartigen Absatz 24 wird vom Füh- lerblock 7 ein Schienenstreifen 25 ausgebildet, welcher von einem U-förmigen Profilstreifen 26 der Querbalken 6 dachförmig mfasst und übergriffen ist. Hierdurch wird vermieden, dass beispielsweise Niederschlagswasser in den eigentlichen Messbereich des Kraftaufnehmers 3 eindringen kann. Der Querbalken 6 ist im übrigen ein steifes Alu ini- umprofil, wobei an den U-förmigen Profilstreifen 26 ein Wandstreifen 27 anschliesst, der sich nach oben hin T- förmig verbreitert. Dieser T-förmige Streifen 28 bildet nach oben eine obere Fläche des Messabschnitts 29, die unter der Abdeckung 2 liegt. Randseitig ist der T-förmige Streifen 28 mit einem im wesentlichen horizontalen Schlitz 30 versehen, in den eine im wesentlichen horizon- tale Federlasch_.e 31 eingeschoben ist. Die Verbindung zwi- sehen Federlasche 31 und T-förmigen Streifen 28 besorgen Senkkopfschrauben 32. Das Einsetzen der Federlasche 31 wird im übrigen dadurch vereinfacht, dass dieser Teil des T-förmigen Streifens 28 als Deckstreifen 33 ausgebildet ist, der erst beim Zusammenschrauben mit den Senkkopf- schrauben 32 der Federlasche 31 aufgelegt wird. Andererseits ist die Federlasche 31 über eine Schraube 34 mit einem Träger 35 verbunden, der über wei- tere Schrauben 36 am Fühlerblock 7 festliegt und vom die- sem aufwärts ragt. Dadurch ist der Querbalken 6 im Kraft- aufnehmer 3 auf den Trägern 35 gelagert. Die Federlasche 31 verhindert ein seitliches Abkippen der Querbalken 6 und lässt so die vertikalen Kraftkomponenten einwirken, d.h. der Querbalken 6 ist im Kraftaufnehmer 3 im wesent- liehen nur vertikal beweglich gelagert. Ferner wird zwi- sehen Träger 35 und Querbalken 6 ein Zwischenraum 37 eingehalten, welcher eine durch eventuelle Temperaturver- anderungen verursachte Längenveränderungen der Querbalken 6 auffängt. Durch den U-förmigen Profilstreifen 26 wird im übrigen eine Nut 38 ausgebildet, wobei an einer vorbe- stimmten Stelle in dem Nutengrund 39 ein Hartmetallstück 40 eingelassen ist. Bei montierter Vorrichtung liegt dieses Hartmetallstück 40 einer Kugel 41 auf, welche sich in einer Kugelaufnahme 42 im Schienenstreifen 25 befin- det, wobei anstelle der Kugel 41 auch eine Walze verwend- bar ist. Die Kugel oder Walze 41 ist auf eine Messfeder 43 abgestützt, die als Flachfeder ausgebildet ist und ebenfalls im Schienenstreifen 25 aufgenommen ist. Dabei liegt die Messfeder 43 beidseits auf zylindrischen, ge- härteten Walzen 45 und 46 auf und ist auf diese Weise am Fühlerblock 7 auf zwei voneinander und symmetrisch von der Mitte der Messfeder 43 beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander und rechtwinklig zur Längsrichtung des Messabschnitts 29 angeordneten Walzen 45, 46 abge- stützt. Die Messfeder 43 wird im wesentlichen in ihrer Mitte über die -Kugel oder Walze 41 von der auf den Quer- balken 6 bzw. auf die obere Fläche des Messabschnitts 29 einwirkenden Kraft beaufschlagt. Die entsprechende Verti- kalbewegung der Messfeder 43, d.h. die der einwirkenden Kraft proportionale Durchbiegung der Messfeder 43, wird von einem Uebertragungselement 47 aufgenommen, welches zwischen dieser und dem Messwertgeber 23 angeordnet und mit dem Messwertgeber 23 wirkverbunden ist. Dieser Mess- wertgeber 23 ist als Weggeber ausgebildet und liefert ein elektrisches Signal, das der Vertikalbewegung der Messfeder 43 entspricht. Durch entsprechende Bemessung der auswechselbaren Messfeder 43 ist eine Anpassung an einen gewünschten Kraftmessbereich möglich. Auch ist die Messfeder 43 im Fühlerblock 7 derart angeordnet, dass ihre Durchbiegung durch ihr Aufsetzen auf einen festste- henden Teil des Fühlerblocks 7 begrenzt ist, so dass eine Ueberlastung der Messfeder durch übermässxge Durchbiegung nicht möglich ist. Während die Walze 45 ortsfest im Fühlerblock 7 eingelassen ist, ist die andere Walze 46 beweglich gela- gert und sie stützt sich einerseits gegen einen gestri- chelt dargestellten Stift 48 und andererseits gegen einen Schraubenfeder 49 ab. Auf diese Weise kann sie entspre- chend der Durchbiegung der Messfeder 43 um ein bestimmtes Mass auf einer entsprechenden Platte 50 abrollen. Durch diese einseitig bewegliche Auflage der Messfeder 43 auf der Walze 46 wird Hysterese eliminiert und die Messge- nauigkeit erhöht. Die Messfeder 43 beaufschlagt, wie in Fig. 7 ge- zeigt, eine weitere Kugel 51, welche bereits ein Teil des Uebertragungselementes 47 ist. Diese Kugel 51 ruht in ei- ner entsprechenden Aufnahmemulde 52 einer Justiereinrich- tung 53, die in einen Gleitkörper 54 eingesetzt ist. Dieser Gleitkörper 54 besitzt einen Kopf 55, der bei- spielsweise ein Rundkopf ist und in der montierten Vor- richtung auf einer Dichtungsscheibe 56 aufliegt. Diese Dichtungsscheibe 56 umschliesst ein Schaftstück 57 des Gleitkörpers 54 und ist über einen Klemmring 58 in einem Teil einer Stufenbohrung 59 festgelegt, welche in den Fühlerblock 7 eingeformt ist. Diese Stufenbohrung 59 wird auch von dem Gleitkörper 54 durchsetzt, wobei dessen Schaftstück 57 von einer Führungshülse 60 geführt ist. Das Uebertragungselement 47 geht nach de Schaftstück 57 in einen Stangenabschnitt 61 über, welcher durch eine Wandung 62 des Messwertgebers 23 in dieses eingreift. Auf diesen Stangenabschnitt 61 folgt dann in dem in Fig. 5 gezeigten Messwertgeber 23 eine Stösselstange 63, welche wiederum in einer Haube 64 sitzt und sich dort gegen eine Kugel 65 abstützt. Sollte es sich als notwendig erweisen, so kann diese Haube 64 noch von einer Schraubenfeder ge- gen die untere Wandung 62 bzw. einen Stahlring 66 abge- stützt werden. Auf diese Weise kann dann die Haube 64 der Bewegung der Stösselstange 63 folgen. Der Messwertgeber 23 umfasst in der als Beispiel angegebenen Ausführung nach Fig. 5 Permanentmagnete 70, magnetisch empfindliche Sensorelemente 69, die bei- spielsweise als Hall-Effekt-Sensoren oder als magnetore- sistive Sensoren ausgebildet sind, sowie Befestigungsele- mente 68, wobei ein Stahlring 66 für den magnetischen Schluss sorgt. Die Befestigungselemente 68 sind aus fe- derelastischem Material ausgebildet, beispielsweise als Drahtfedern, und dienen der beweglichen Halterung der Sensorelemente 69. Die Befestigungselemente 68 weisen eine elastische Vorspannung auf, welche die Sensorele- mente 69 zur Stösselstange 63 hin beaufschlagte Die Haube 64 ist über einen Streifen 67 mit den Be- festigungselementen 68 verbunden, welche so vorgespannt und entsprechend ausgelegt sind, dass sie auch ohne die erwähnte zusätzliche Schraubenfeder die Positionierung und Rückführung der Sensorelemente 69 ermöglichen und diese zur Messfeder 43 hin beaufschlagen. Somit weist das sich im wesentlichen vertikal er- streckende Uebertragungselement 47 einen Stangenabschnitt 61 sowie eine an das untere Ende des Stangenabschnitts 61 anschliessende Stösselstange 63 und einen an das obere Ende des Stangenabschnitts 61 anschliessenden Gleitkörp- er 54 auf. Der Gleitkörper 54 ist dabei in vertikaler Richtung in einer im Fühlerblock 7 vorgesehenen Führungs- hülse 60 geführt und an seinem oberen Teil mit einem Kopf 55 versehen. Dieser Kopf 55 ist von einer am Fühlerblock 7 abgestützten Dichtungsscheibe 56 untergriffen und u - fasst eine Justiereinrichtung 53, deren oberes Ende eine Aufnahmemulde 52 für den unteren Teil einer in ihrem oberen Teil an der Messfeder 43 anliegenden Kugel 51 aufweist. Durch diese Anordnung ist eine im wesentlichen versehleissfreie Abtastung der Durchbiegung der Messfeder 43 möglich, es ergibt sich bei grosser Messe pfindlich- keit eine ausgezeichnete Linearität zwischen dem vertika- len Weg des Querbalkens 6 und dem, vom Messwertgeber 23 auf die Befestigungselemente 68 gelieferten elektrischen Signal. Ueber flexible Litzenverbindungen, die in Fig. 5 nicht dargestellt sind und im wesentlichen in Nähe der

Befestigungselemente 68 und Stützelemente 71,72 parallel dazu verlaufen, sind die Sensorelemente 69 zunächst mit dem Steckeranschluss 8 und über diesen weiter mit einer elektronischen Schaltung oder Auswerteinheit verbunden, die nachstehend näher beschrieben wird. Dabei liefern die beiden Sensorelemente 69 jedes einzelnen Messwertgebers 23 Signale entgegengesetzter Richtung oder Polarität, die auf bekannte Weise in der elektronischen Auswerteinheit miteinander kombiniert werden, um eventuelle Gleichspan- nungsanteile und induzierte Störsignale (Netzfrequenz- Brumm und dergleichen) zu eliminieren (Unterdrückung des sogenannten "common mode") . Auch kann auf bekannte Weise eine Speisung der Sensorelemente 69 mit Gleich- oder Wechselstrom erfolgen, wie auch eine Impedanzwandlung der Signale der Sensorelemente 69 im Hinblick auf die Ein- gangsimpedanz der zur darauffolgenden Verarbeitung be- stimmten Schaltung. Diese bekannten Massnahmen sind dem Elektronik-Fachmann geläufig und werden hier nicht näher beschrieben. Es ist möglich, die vorstehend erwähnte elektro- nisehe Schaltung oder Auswerteinheit bei Bedarf zumindest teilweise auf den Stützelementen 71,72 anzuordnen. Es ist ausserdem möglich, die Stützelemente 71,72 als einen Teil der elektronischen Schaltung tragende Leiterplatten aus- zubilden, und auch noch, eine gewisse Teillänge der vor- stehend erwähnten flexiblen Litzenverbindungen auf diesen Leiterplatten abzustützen oder gegebenenfalls als aufge- druckte Leitung aufzubringen. In Fig. 8 ist ein Prinzipschema der Verarbeitung von Messwerten in der erfindungsgemässen Vorrichtung darge- stellt. In einer Messelektronik 80 werden die Signale der einzelnen Messwertgeber 23 über die Leitungen 9 je einem analogen Messwertspeicher 81 zugeführt und darin in Ab- hängigkeit der Steuerung durch eine Steuerelektronik 82 analog gespeichert. Weiterhin in Abhängigkeit der Steue- rung durch diese Steuerelektronik 82 werden die in den Messwertspeichern 81 gespeicherten Signale nacheinander über Schalter 83. einer Sammelleitung 84 und von dort ei- nem A/D-Wandler 85 weitergeleitet. Die auf der Ausgangs- leitung 86 des A/D-Wandlers 85 erscheinenden digitalen Signale werden in einem als Auswerteinrichtung dienenden Rechner 87 mit Bildschirm 88, Tastatur 89 und gegebenen- falls Drucker 90 verarbeitet und dargestellt. In Fig. 9 ist ein Blockschema für ein Ausführungs- beispiel der Verarbeitung von Messwerten dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die getrennte Verarbeitung der Messwerte aller Messwertgeber. Dabei sind in Fig. 9 zwecks Uebersichtlichkeit nur zwei Messwertgeber angedeutet, die je einem Ende einem bestimmten Querbalkens 6 zugeordnet und mit 23R und 23L angedeutet sind, während ihre Anschlusskabel mit 9R und 9L angedeutet sind, wobei in den Bezugszeichen R für "rechts" und L für "links" steht. In der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels wird, wiederum zwecks Ueber- sichtlichkeit, nur die mit dem Messwertgeber 23L und dem Anschlusskabel 9.L im Zusammenhang stehende Verarbeitung von Messwerten erläutert, denn für die übrigen Messwert- geber 23 wäre die Erläuterung gleich. Zwischen dem Messwertgeber 23L und dem zugeordneten Messwertspeicher 81 (Block "M") ist eine Nullabgleieh- Schaltung 91 (Block "0") zur Feststellung und Kompensa- tion des Nullpunkts des Messwertgebers 23L (d.h. des vom Messwertgeber 23L bei unbelastetem Kraftaufnehmer 3 abge- gebenen Messwerts) -in Reihe geschaltet. Das Signal, das diesen Nullabgleieh in der Schaltung 91 auslöst, wird von der Steuerelektronik 82 gegeben. Nach erfolgtem Nullab- gleich wird dieser bis zur Abfrage des Messwerts des Mes- swertgebers 23L und zur Weitergabe seines Messwerts durch den Messwertspeicher 81 festgehalten, beispielsweise 2 Minuten lang, sofern keine Abfrage früher erfolgt ist. Danach wird der Nullabgleieh wiederholt, er kann aber auch in längeren periodischen Zeitabständen wiederholt werden . Der Messwertspeicher 81 dient als Zwischenspeicher bis zur Abfrage des Messwerts des Messwertgebers 23L. Ausserdem wird der zwischengespeicherte Messwert in einem Komparator 92 (Block "=") mit einem Schwellenwert vergli- chen, der von der Steuerelektronik 82 geliefert wird und gegebenenfalls in der Software einstellbar ist. Wird der Schwellenwert überschritten, so wird die Abfrage des im Messwertspeicher 81 zwischengespeicherten Messwerts frei- gegeben, wobei diese Abfrage aber erst erfolgt, wenn der betreffende Kraftaufnehmer 3 zyklusmässig an der Reihe ist. Dabei erfolgt die Abfrage der den Schwellenwert überschreitenden Messwerte durch aufeinanderfolgendes Anschalten der entsprechenden Schalter 83 und immer in Laufrichtung X (Fig. 1 und 8) , d.h. vom ersten bis zum letzten von beispielsweise 160 Kraftaufnehmern 3 und zu- rück zum ersten in periodischer Wiederholung. Für alle anderen Messwertgeber 23L und deren zuge- ordnete Schaltung bis und mit deren zugeordnetem Schalter 83 sind gleichartige Anschlüsse zur Sammelleitung 84 vor- gesehen und in Fig. 9 auf der Sammelleitung 84 angedeu- tet. Mit dem Anschalten des Schalters 83 gelangt der im Messwertspeicher 81 zwischengespeicherte analoge Messwert auf die Sammelleitung 84 und von dort über einen analogen Verstärker 94 zum A/D-Wandler 85, der ebenfalls der Steuerelektronik 82 unterstellt ist. Der nun analog-zu- digital gewandelte Messwert wird einem digitalen Speicher 95 weitergeleitet und darin eingelesen. Gleichzeitig mit dem Anschalten des Schalters 83 wird ein Identifikations- oder Adressgeber 93 (Block "ADR") von der Steuerelektronik 82 abgefragt, die so ge- lieferte Identifikation des abgefragten Messwertgebers 23L wird von der Steuerelektronik 82 gelesen und dem digitalen Speicher 95 weitergeleitet und darin eingele- sen. Ebenfalls gleichzeitig mit dem Anschalten des Schal- ters 83 wird eine Zeitangabe aus einem Zeitgeber 96 in den digitalen Speicher 95 eingelesen. Dieser Zeitgeber 96 bestimmt übrigens die Zyklus- und Messgeschwindigkeit und kann in der Software eingestellt werden. Für jede Messung werden also im digitalen Speicher 95 die Identifikation des abgefragten Messwertgebers 23, der entsprechende Mess- wert und die entsprechende Zeitangabe zusammen und digi- tal gespeichert. Dies ermöglicht der Auswerteinrichtung (Rechner 87 in Fig. 8), Ort, Zeit und Kraft für jede Mes- sung genau zu bestimmen. Nach erfolgter Messung wird durch die Steuerelektro- nik 82 der Schalter 83 geöffnet und damit die Weiterlei- tung unterbrochen, der analoge Messwertspeicher 81 wird zurückgestellt und der im Zyklus nächstfolgende Kraftauf- nehmer 3, dessen Messwert den Schwellenwert überschrei- tet, abgefragt- In Fig. 10 ist ein Blockschema für ein anderes Aus- führungsbeispiel der Verarbeitung von Messwerten darge- stellt. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die jeweilige Verarbeitung der Summe der Messwerte der beiden Messwertgeber 23R und 23 L eines bestimmten Querbalkens 6 auf die Verarbeitung dieser Summe für alle Querbalken 6 in Aufeinanderfolge. Dabei sind in Fig. 10 wiederum zwecks Uebersicht- lichkeit nur zwei Messwertgeber angedeutet, die je einem Ende einem bestimmten Querbalkens 6 zugeordnet und mit 23R und 23L angedeutet sind, während ihre Anschlusskabel mit 9R und 9L angedeutet sind, wobei in den Bezugszeichen R für "rechts" und L für "links" steht. In der Beschrei- bung dieses Ausführungsbeispiels wird, wiederum zwecks Uebersichtlichkeit, nur die mit den Messwertgebern 23R und 23L und den Anschlusskabeln 9R und 9L im Zusammenhang stehende Verarbeitung von Messwerten erläutert, denn die Erläuterung wäre für die übrigen Messwertgeber 23 die gleiche. Vom Messwertgeber 23R und vom Messwertgeber 23L führen die jeweiligen Anschlusskabel 9R und 9L in diesem Ausführungsbeispiel zu einem Addierer 97 (Block "+") , der die analoge Summe der analogen Messwerte der Messwertge- ber 23R und 23L bildet. Diese Summe wird der Nullab- gleich-Schaltung 91 (Block "0") zugeleitet. Der Rest der Verarbeitung ist gleich wie im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 und wird daher für Fig. 10 nicht wiederholt. Somit werden bei diesem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 im digitalen Speicher 95 für jede Messung die Identifikation des abgefragten Querbalkens 6, die Summe der diesem Querbalken zugeordneten beiden Messwerte und die entsprechende Zeitangabe zusammen und digital ge- speichert. Dies ermöglicht der Auswerteinrichtung (Rech- ner 87 in Fig. 8), Ort, Zeit und Kraft für jede Messung genau zu bestimmen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 als Ort nur die Position des Querbalkens 6 in Laufrichtung X (Fig. 1 und 8) und als Kraft nur die gesamte auf den Querbalken 6 aufgebrachte Kraft bestimmt wird, während der Schaltungsaufwand gegenüber dem Ausfüh- rungsbeispiel gemäss Fig. 9 wesentlich vermindert und die erreichbare maximale Zyklus- und Messgeschwindigkeit na- hezu verdoppelt wird. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9 ist daher eine Variante der Erfindung, die eher zur Durchführung einer eingehenden Untersuchung der Gangart des Lebewesens be- vorzugt ist, während das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10 eine Variante der Erfindung ist, die eher zur Durch- führung einer Untersuchung einer schnellen Gangart des Lebewesens bevorzugt ist. Mit der als Beispiel angegebenen Breite von etwa 25 mm für die Querbalken, werden vom Fuss eines Pferdes sechs bis acht Kraftaufnehmer beaufschlagt, was eine Auflösung in Laufrichtung ergibt, die eine genügend genaue örtliche Bestimmung der aufgetretenen Belastungen sowie entspre- chende Distanzmessungen zwischen den Aufschlägen der ver- schiedenen Extremitäten des Pferdes ermöglicht. Diese Breite von etwa 25 mm für die Querbalken ergibt im Zusam- menhang mit der Gesamtlänge der Messfläche von etwa 4000 mm einen optimalen Kompromiss im Hinblick auf den Auf- wand, die Abfragegeschwindigkeit, den benötigten Platz usw. Dieser optimale Kompromiss wird zum einen dadurch ermöglicht, dass nur die belasteten Messwertgeber abge- fragt werden und so bei jedem Abfragezyklus die Messwerte nur eines Teils der Kraftaufnehmer und Messwertgeber ver- arbeitet werden, beispielsweise beim Pferd im Trab meist nur für etwa 14 bis 16 von beispielsweise total 160 Kraftaufnehmern, d.h. für etwa 28 bis 32 von beispiels- weise 320 Messwertgebern. Der optimale Kompromiss wird zum anderen dadurch ermöglicht, dass die Abfrage erst eingeleitet wird, wenn ein Messwert erstmals einen Schwellenwert überschreitet. Die Anlage bis dahin steht in Messbereitschaft und wartet auf die erste Betätigung eines Kraftaufnehmers. Danach werden alle weiteren Kraftaufnehmer, deren Messwertgeber ein den Schwellenwert überschreitendes Signal liefern, in Laufrichtung gesehen der Reihe nach abgefragt. Wenn in einem Abfragzyklus keine weiteren angesprochenen Mess- wertgeber zu finden sind, springt die Abfrage wieder an den Anfang der Messstrecke zurück und sie fragt zyklisch wieder alle angesprochenen Messwertgeber ab. Sind keine weiteren Messwertgeber mehr angesprochen und ist die^'ma- ximale Anzahl von Messwerten (beispielsweise 4000) noch nicht erreicht, so wartet die Abfrage eine beschränkte Zeit (beispielsweise 2 Sekunden) , um dann, falls sich kein weiterer Messwertgeber mehr meldet, die Messung zu beenden. Die bereits erwähnte Möglichkeit einer Anpassung des Messbereichs durch Anpassung der Messfeder wird ergänzt durch die Möglichkeit einer elektronische Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 94 in der Software mit dem Zweck, den Arbeitsbereich des nachgeschalteten A/D-Wan- dlers 85 zur möglichst genauen Messung voll auszunützen. In der Auswerteinrichtung, beispielsweise in einem Rechner, werden die Messergebnisse verarbeitet und dar- gestellt. Die beiden einem Kraftaufnehmer bzw. seinem Querbalken zugeordneten Messwertgeber liefern je ein Sig- nal, das der vertikal darauf aufgebrachten Kraft ent- pricht. In anderen Worten, die vom Lebewesen auf einen Querbalken aufgebrachte Kraft wird in zwei Komponenten zerlegt, von denen je eine auf je ein Ende des Querbal- kens einwirkt. Diese beiden Komponenten werden nun ihrer- seits in je einen vertikalen und einen horizontalen An- teil zerlegt. Es ist der vertikale Anteil, der vom Mess- wertgeber gemessen wird. Zur Untersuchung der Gangart eines Lebewesens, ins- besondere eines Pferdes, werden die resultierenden Mes- swerte interpretiert, indem zur Bestimmung der gesamten auf einen Querbalken vertikal ausgeübten Kraft die Summe der beiden diesem Querbalken zugeordneten Messwerte ge- bildet wird. Dies kann entweder hardwaremässig in einer Messelektronik (Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 9) oder softwaremässig in einem Rechner (Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 10) erfolgen. Zur Bestimmung des Ortes der Kraftaufbringung auf diesen Querbalken wird das Verhält- nis der Differenz der beiden zugeordneten -Messwerte zu ihrer Summe gebildet, was im Prinzip hardwaremässig in der Messelektronik erfolgen könnte, vorzugsweise aber softwaremässig im Rechner erfolgt. Bekanntlich sind die beiden Messwerte einander gleich, wenn die Kraftaufbrin- gung in der Mitte des Querbalkens erfolgt, so dass das erwähnte Verhältnis in diesem Fall gleich Null ist, während eines der Messwerte gleich Null ist, wenn die Kraftaufbringung in Nähe des Endes des Querbalkens genau über dem Messwertgeber erfolgt, so dass das erwähnte Verhältnis in diesem Fall und je nach dem beaufschlagten Ende des Querbalkens gleich +1 oder -1 ist. Das erwähnte Verhältnis variiert also zwischen -1 und +1 und ergibt eine Bestimmung des Ortes der Kraftaufbringung auf den Querbalken. Die softwaremässige Ausführung dieser Bestim- mung im Rechner ist dem Elektronik-Fachmann geläufig und wird hier nicht. näher beschrieben.

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Claims

Patentansprüche ^" 1. Verfahren zur Untersuchung der Gangart eines Lebewe- sens, insbesondere eines Pferdes, durch Messung der von seinen Füssen auf den Boden aufgebrachten Kraft sowie der Orte, der Dauer und des zeitlichen Ablaufs der Kraftauf- bringung im Bereich einer im wesentlichen horizontalen und als Teil des Bodens ausgebildeten Messfläche, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Le- bewesens in lamellenartig parallel aneinandergereihte längliche Messabschnitte unterteilt ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass die vom Lebewesen auf einen Messabschnitt aufgebrachte Kraft in zwei Komponenten zerlegt wird, von denen je eine auf den Messabschnitt in Nähe je eines seiner Enden einwirkt, diese beiden Komponenten ihrer- seits in je einen vertikalen und einen horizontalen An- teil zerlegt werden, die beiden so erhaltenen vertikalen Anteile dann getrennt gemessen werden, um je einen Mess- wert zu ergeben, der im Laufe einer der Aufeinanderfolge von Messabschnitten in Bewegungsrichtung des Lebewesens entsprechenden Abfrageseσuenz zyklisch abgefragt und ge- speichert wird, um nachfolgend bei der Untersuchung der Gangart des Lebewesens interpretiert zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte einerseits zwischengespeichert und andererseits mit einem vorbestimmten Schwellenwert ver- glichen werden, und dass nur diejenigen zwischengespei- cherten Messwerte, die den Schwellenwert überschreiten, zur Auswertung weitergeleitet werden, wobei zur Bestim- mung der gesamten auf einen Messabschnitt vertikal ausge- übten Kraft die Summe der beiden Messwerte und zur Be- Stimmung des Ortes der Kraftaufbringung auf diesen Mess- abschnitt das Verhältnis der Differenz der beiden Mess- werte zu ihrer Summe gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der gesamten auf einen Messabschnitt vertikal ausgeübten Kraft die Summe der beiden Messwerte gebildet wird, diese Summe einerseits zwischengespeichert und andererseits mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird, und nur diejenigen Werte der zwischenge- speicherten Summe, die den Schwellenwert überschreiten, zur Auswertung weitergeleitet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen zwischengespeicherten Werte, die den Schwellenwert überschreiten, gegebenen- falls nach einer Verstärkung analog-zu-digital gewandelt werden, während ihnen eine digitale Identifikation des bzw. der entsprechenden Messwertgeber sowie eine digitale Zeitangabe zugeordnet werden, und dass jeder zur Auswer- tung gelangende Wert zusammen mit seiner Identifikation und seiner Zeitangabe gespeichert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zyklische Abfragesequenz erst beim Vorkommen eines den Schwellenwert überschreitenden zwischengespeicherten Wertes eingeleitet wird, und dass sie selbsttätig abgestellt wird, wenn während einer vor- bestimmten Zeit kein Vorkommen eines den Schwellenwert überschreitenden zwischengespeicherten Wertes festges- teilt worden ist.

6. Vorrichtung zur Untersuchung der Gangart eines Le- bewesens, insbesondere eines Pferdes, durch Messung der von seinen Füssen auf den Boden aufgebrachten Kraft sowie der Orte, der Dauer und des zeitlichen Ablaufs der Kraft- aufbringung im Bereich einer im wesentlichen horizontalen und als Teil des Bodens ausgebildeten Messflache, die im wesentlichen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Lebe- wesens in lamellenartig parallel aneinandergereihte längliche Messabschnitte unterteilt ist, wobei jedem Messabschnitt ein Kraftaufnehmer mit einer im wesentli- chen rechteckigen Kraftaufnahmefläche und einer Mehrzahl von mit einer elektronischen Auswerteinheit verbundenen Messwertgebern zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des einzelnen Messabschnitts (29) kleiner ist als die Länge des Fusses des Lebewesens und die Länge des Messabschnitts (29) grösser ist als die Spurbreite des Lebewesens, und dass der Kraftaufnehmer (3) einen steifen Querbalken (6) umfasst, an dessen oberer Fläche der Messabschnitt (29) angeordnet ist und der in Nähe seiner Enden beidseits auf je einen Fühlerblock (7) ab- gestützt ist und darin einen Messwertgeber (23) in^' verti- kaier Richtung beaufschlagt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (6) im Kraftaufnehmer (3) im wesent- liehen nur vertikal beweglich gelagert und auf eine Mess- feder (43) abgestützt ist, die ihrerseits am Fühlerblock (7) abgestützt ist, dass der Messwertgeber (23) ein Weg- geber für die Vertikalbewegung der Messfeder (43) ist, und dass ein übertragungselement (47) für die Vertikal- bewegung der Messfeder (43) zwischen dieser und dem Mess- wertgeber (23) angeordnet ist, wobei dieses übertragungs- element (47) mit dem Messwertgeber (23) wirkverbunden und von elastischen Mitteln (68) zur Messfeder (43) hin beaufschlagt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfeder (43) als Flachfeder ausgebildet und im Fühlerblock (7) derart angeordnet ist, dass ihre Durch- biegung durch ihr Aufsetzen auf einen feststehenden Teil des Fühlerblocks (7) begrenzt ist, und dass das sich im wesentlichen vertikal erstreckende Übertragungselement (47) einen Stangenabschnitt (61) sowie eine an das untere Ende des Stangenabschnitts (61) anschliesssende Stössel- stange (63) und einen an das obere Ende des Stangenab- Schnitts (61) anschliesssenden Gleitkörper (54) aufweist, wobei der Gleitkörper (54) in vertikaler Richtung in ei- ner im Fühlerblock (7) vorgesehenen Führungshülse (60) geführt ist und an seinem oberen Teil mit einem Kopf (55) versehen ist, der von einer am Fühlerblock (7) abgestütz- ten Dichtungsscheibe (56) Untergriffen ist und eine Jus- tiereinrichtung (53) u fasst, deren oberes Ende eine Auf- nahmemulde (52) für den unteren Teil einer in ihrem obe- ren Teil an der Messfeder (43) anliegenden Kugel (51) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Querbalken (6) und der Messfeder (43) eine Kugel oder Walze (41) angeordnet ist, die in einer entsprechenden. Kugelaufnahme (42) im Fühlerblock (7) ge- fangen ist und auf der Messfeder (43) im wesentlichen in deren Mitte aufliegt, während die Messfeder (43) auf zwei voneinander und symmetrisch von der Mitte der Messfeder (43) beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander - und rechtwinklig zur Längsrichtung des Messabschnitts (29) angeordneten Walzen (45,46) gelagert ist, wobei die eine Walze (45) gegenüber dem Fühlerblock (7) ortsfest und die andere Walze (46) beweglich ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Fühlerblock (7) ein Schienenstreifen (25) vor- gesehen ist, in dem die Messfeder (43) sowie die Kugel (41) aufgenommen sind und der von einem am Querbalken (6)- vorgesehenen U-förmigen Profilstreifen (26) dachförmig übergriffen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Querbalken (6) im Kraftaufnehmer (3) auf indes- tens einem vom Fühlerblock (7) aufwärts ragenden Träger (35) gelagert und mit diesem über eine im wesentlichen horizontale Federlasche (31) verbunden ist, und dass die Kraftaufnehmer (3) in eine Grube (11) eingesetzt sind, wobei die Fühlerblöcke (7) in zwei parallelen Reihen auf je einem am Boden der Grube eingelassenen Fundamentprofil (13) mit Hilfe von Schraubenbolzen (14) und von mit dem Fundamentprofil (13) verbundenen Klemmblöcken (16) befes- tigt sind und diese Klemmblöcke (16) mit in Nuten (18) der Fühlerblöcke (7) eingreifenden Nasen (17) versehen und im Verhältnis zu den Fühlerblöcken (7) versetzt ange- ordnet sind, derart, dass den Klemmblöcken (16) zugeord- nete Befestigungsschrauben (19) für einen Schraubendreher von oben her zwischen den in den Fühlerblöcken (7) einge- setzten Messwertgebern (23) zugänglich sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- net, dass je eine Anzahl von Kraftaufnehmern (3) zusammen auf einem Hilfsmontagerahmen (5) angeordnet sind, wobei die Klemmblöcke (16) mit Hilfe der Befestigungsschrauben (19) mit dem Hilfsmontagerahmen (5) und dieser sowie die einzelnen Fühlerblöcke (7) mit Hilfe der Schraubenbolzen (14) mit dem Fundamentprofil (13) verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwertgeber (23) Permanentmagnete (70) , magne- tisch empfindliche Sensorelemente (69) sowie Befesti- gungselemente (68) umfasst, wobei die Befestigungselemen- te (68) aus federelastischem Material ausgebildet sind, der beweglichen Halterung der Sensorelemente (69) dienen und eine elastische Vorspannung aufweisen, welche die Sensorelemente (69) zur Stösselstange (63) hin beauf- schlagt.