WO2018091731A1 - Vorrichtung zum trainieren der unteren und/oder oberen extremitäten einer person - Google Patents

Vorrichtung zum trainieren der unteren und/oder oberen extremitäten einer person Download PDF

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David Ram
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    • A63B2220/803—Motion sensors

Definitions

  • the invention relates to a device for training the lower and / or upper extremities of a person according to the preamble of claim 1, the use of such a device according to the preamble of claim 11 and to methods for controlling and adjusting such a device according to the preambles of claims 12 and 15.
  • a device may also be referred to as a training device for training a person's motor skills. It is particularly suitable for training the upper extremities, ie the arms, and / or the lower extremities, ie the legs, of a person.
  • Numerous training devices for the upper and lower extremities are known in the prior art.
  • mobile training equipment that can be placed on the ground with a base element on which two pedals with pedal arms are mounted as actuators. These pedals can then be operated by a user like riding a bicycle.
  • the pedals can be exchanged for handles with a crank, so that the device can be operated as a so-called hand bike when it is on a table.
  • training devices that can be operated by a user lying in a bed.
  • a device on a mobile frame with a boom, which then extends over the bed.
  • two pedals with pedal arms are mounted, which are operated by the user as when riding a bicycle. It can be replaced in such devices again the pedals against handles with crank, so that the device can be operated as a hand bike.
  • the common axis of rotation of the pedals or the handles can be advantageously moved relative to the boom about an axis perpendicular to the axis of rotation, so that the frame with the boom of different sides of the bed can be pushed to the lying user without the user having to change his position.
  • the left and right pedals and the left and right handles respectively rotate about the same axis and are mechanically coupled, that is, both pedals or handles always move together.
  • ski training equipment in which the skis run on front and rear rollers.
  • the front and rear rollers are driven in opposite directions so that the skis are alternately moved forwards and backwards as the user moves their weight.
  • two drives can be provided, one for rollers for the right ski and one for rollers for the left ski, so that the left and right rollers and thus the left and right skis can have different speeds of rotation.
  • the geometric arrangement of the rollers is not changeable.
  • DE 299 22 913 U1 discloses a training device, in particular for the physically disabled, with a stationary or movable frame and a variable height by means of a drive lifting member on which a support means is arranged for the person to be trained. By raising and lowering the lifting member, the person can be brought, for example, from a sitting to a standing position and vice versa.
  • the frame is bridge-shaped, two drives are preferably used, which are arranged in the two frame posts or in the two end regions of the frame carrier or the lifting member.
  • DE 103 16 688 A1 describes a training device with at least two relative to a device frame movable stand surfaces for each foot of a user and with a motor drive for generating a rolling or pivoting movement of the base surfaces relative to each other.
  • WO 2006/069988 A1 discloses a bicycle vibration ergometer with a frame with a seat unit, a bottom bracket and crank unit and a vibration unit, wherein the vibration unit is connected to the bottom bracket / crank unit and mechanically decouples the bottom bracket / crank unit from the seat unit is.
  • WO 2016/032416 A1 discloses a movement training device for training the walking movement of a user.
  • the user is held by slings to the lower extremities to relieve.
  • the legs are guided while walking, so that even a purely passive user can perform a walking motion.
  • EP 2 010 121 B1 relates to a training apparatus for training a person's musculoskeletal system, comprising a rocker supporting the person, pivotable with respect to a rocker stand, and a drive assembly having at least one engine and transmission elements, wherein the transmission elements comprise at least one force transmission chain between the rocker and the engine.
  • US 3,721,438 A describes a exerciser having a pair of rotatable arms mounted on a moveable rack. Handles can be mounted on the arms. With this training device, an active training (without motor assistance) is possible.
  • US 2005/004352 A1 describes a training device that includes two substantially opposing handles that can be moved by a user. It is also possible that the handles are mounted on a common base module that can position a user, for example, on his lap.
  • US 9,320,935 B1 describes a training device with a seat and two housed in a common housing resistance wheels having hand orbulpedale.
  • the resistance applied by the resistance wheels is adjustable.
  • US 4,973,046 A describes a training device with two pedals, which are driven by a common motor. An individual adjustment of the pedals to the needs of the user is possible. The motor speed can be adjusted if necessary.
  • US Pat. No. 9,199,114 B1 describes a training device with which arm movements can be trained.
  • the training device allows active training (without motor assistance). It is possible to detect and display certain parameters such as a user's pulse rate, time, energy consumption or a virtual distance covered by a control unit. This can also be done via a smartphone app, for example.
  • the object is to provide a training device for training a person's motor skills, which has more flexible adjustment options and individually adjustable training modes than the training devices known from the prior art.
  • the flexibility can be, for example refer to the geometry of the device and / or on the operation of the device so as to allow an optimal adaptation to each user and to each training purpose.
  • a device for training the lower and / or upper extremities of a person which comprises the following features.
  • the device has at least two movement elements, which are arranged on a base element.
  • the movement elements each have an axis of rotation about which an actuating element can be moved in each case.
  • the movement elements are each independently movable relative to the base member about a first axis of movement.
  • the first movement axis extends substantially perpendicular to a surface in which the basic element extends.
  • each movement element has its own drive (a separate motor) to rotate the actuators about the axis of rotation.
  • the device has a control that can control each drive individually. In this way, it is possible that each drive can be controlled and moved independently of another drive of the same device, whereby ultimately a different movement of the individual actuators of the device is made possible.
  • the individual movement elements can be designed identical, but they do not have to be.
  • the device claimed according to the invention can be used to actively train the lower and / or upper extremities of a person.
  • at least one drive is activated, it becomes possible to train even a purely passive user or to support the movement of an active user.
  • the latter is also referred to as a servo drive. Since each movement element has its own drive, it is possible that left and right as well as upper and lower extremities can be addressed flexibly and differently, for example if there are differences in the motor skills of the left and right or upper and lower extremities of the user.
  • At least one of the moving elements comprises means for detecting a parameter representative of a movement and / or a force applied to the actuating element by a person using the device.
  • Such means for detecting movement or force may also be referred to as means for determining or means for detecting a parameter representative of a movement and / or force applied by a person to the actuator.
  • Such a means may be, for example, a torque, force, angle and / or rotational speed sensor. This allows an analysis of the movement and / or force applied by a user to the actuating element and thus to the movement element.
  • the measured variables detected by the means can be used to define motor training tasks and / or to monitor their fulfillment.
  • playful exercises can be designed whose purpose is to achieve a specific goal, either by means of a movement or by means of a force or a torque (for example a certain number of revolutions within a given time, a certain angular position of the actuators, a specific one Angle change of the actuators etc.).
  • the device has a control to which each of the moving elements and each drive is connected.
  • the control is also connected to any existing means for detecting the applied by a person to the actuator movement.
  • parameters of the detected movement may be output on an output element, for example acoustically or on a display.
  • Such an output element for example a display or a loudspeaker, may be provided on an actuator or the base member. Then the output of the parameters takes place in the immediate vicinity of the user. It is additionally or alternatively also possible to make the output via a network. In particular, so more than two devices can be controlled by a control and so the training of multiple users are controlled simultaneously.
  • the connection of the control to the drives and any existing output elements or means for detecting a movement of a person on the actuator movement can be wireless or wired.
  • the drives can be adjusted so that the moving elements are moved at the same speed. It is also possible to control the drives such that the movement elements are completely decoupled in an effective manner from each other, so the other movement elements or whose drive no feedback on the self-performed movement. Finally, it is also possible that the drives are controlled synchronized so that the movement elements are interdependent, that is, in terms of the performed movement or the applied force or the applied torque are in operative connection with each other.
  • the control element can be designed, for example, in the form of a central, common control unit. It is also possible to assign each drive or motor own motor control, the individual motor controls are synchronized with each other. Then, the control parameters for a second motor control are known to a first motor controller, so that an individual control of the individual drives is made possible taking into account the control parameters of the respective other drive or of the respective other drives.
  • One possibility is a purely active training. Any existing drives then bring no force.
  • the means for detecting a movement applied by a person to the actuator is read by the control. Measured torques, forces, angles and / or rotational speeds are evaluated by the control and used to create an individual training.
  • One possibility is symmetry training, which evaluates whether the user applies different movements to the two movement elements, for example whether one foot is kicked more than the other or whether the pedals be brought into different angular positions.
  • a resistance to the movements of the user can be set, which is realized for example by two passive electric drives. By two such drives, the resistance for the left and right extremity can be controlled and adjusted differently.
  • Another training mode is a semi-active training in which a drive acts only as a servo drive supporting the movements of the user. Measured torques, forces, angles and / or rotational speeds are evaluated by the control device and the drives are controlled so that they optimally support the movement of the user. Since at least two drives are provided, the support for the left and right extremities can be controlled differently.
  • Yet another training mode is a passive training in which the user does not apply their own movements to the movement elements. Measured torques, forces, angles and / or rotational speeds are evaluated by the control device and the drives are controlled so that they optimally move the extremities of the user. Two separate drives allow the movement of the left and right extremities to be controlled differently.
  • the torques generated by the drives can be set individually to each extremity, z. For example, to relieve cramps, blockages or spasticity or to loosen up the muscles.
  • convulsions, blockages or spasticity of a limb can be recognized more easily since measured torques, forces, angles and / or rotational speeds of both sides can be evaluated separately.
  • a software-implemented training logic evaluates the measured torques, forces, angles and / or rotational speeds and adapts a previously created training program.
  • the basic element can be, for example, a base plate or a frame, which can be arranged, for example, on a table and / or floor. It can be arranged on a common base element several or all movement elements. In a variant, however, all movement elements are each arranged on a separate base element. As a result, a particularly great flexibility in the arrangement achieved the individual movement elements, so that an optimal adaptation of the device to the individual user and the specific application is possible. If several basic elements are present, then they can be coupled to each other movably, e.g. B. against each other rotatable or pivotable, or mechanically separated from each other. It is particularly intended to provide a releasable coupling between individual basic elements.
  • At least one of the axes of rotation may be movable relative to the respective first axis of movement, taking any angle, for example in a range of 0 ° to 360 °, 0 ° to 180 °, 0 ° to 90 °, 80 ° to 100 ° or 60 ° to 120 °.
  • An angle of 0 ° between the axis of rotation and the first axis of motion means that both are parallel to each other.
  • An angle of 90 ° means that both axes are perpendicular to each other, that is, the axis of rotation is parallel to the surface in which the base member extends.
  • the movement axis may be perpendicular to the respective axis of rotation, alternatively or additionally, both axes may be immovable relative to each other. It is possible that the axes of rotation can be moved independently relative to the corresponding first axes of movement.
  • the first movement axis is at least one of the movement elements or movement modules, in particular each of the movement elements or movement modules, an axis of rotation or a pivot axis.
  • the movement element can be rotated relative to the base element, for example, about the first movement axis in the form of a rotation axis, which runs approximately centrally through the movement element.
  • a movement can also take place about the first movement axis in the form of a pivot axis which runs eccentrically through the movement element.
  • ranges of movement of the moving element or moving elements may be from 90 ° to 360 ° or any other Interval, which can be formed from the above-mentioned angle data (for example, 120 ° to 270 °) may be provided.
  • the upper and lower limits are included in the respective areas.
  • an intermediate element is arranged between at least one of the base elements and at least one of the movement elements, wherein each intermediate element can be moved relative to the respective base element independently of another element between the respective first movement axis. Then this movement can be transmitted via the intermediate element to the movement element connected to the intermediate element, so that there is a mobility of the movement element around the first movement axis.
  • the movement elements are movable relative to the respective intermediate element independently of one another about a second respective movement axis, the second movement axis being arranged substantially parallel to the surface in which the respective base element extends.
  • the second movement axis is furthermore arranged substantially perpendicular to the first movement axis and also substantially perpendicular to the rotation axis.
  • the rotational axis of at least one of the actuating elements can thus be aligned so that it is substantially perpendicular to the extension surface of the respective basic element.
  • the particular effect of such an alignment is to allow training of the ankle by moving the foot relative to the lower leg about a longitudinal axis of the lower leg.
  • an actuating element which can be moved about the axis of rotation, directly to the movement elements.
  • an adapter for fastening such an actuating element which is movable about the axis of rotation, on the movement elements.
  • the actuating element may for example be a pedal, similar to a gas / brake or clutch pedal of a motor vehicle. This pedal can then be operated by the user as a corresponding vehicle pedal. That is, in such an operation, the pedal is rotated or pivoted about the rotation axis. As a result, for example, the user's ankle can be optimally trained.
  • the actuator may also be a pedal with a pedal arm, similar to a bicycle pedal. This can then be operated by a user, such as a bicycle pedal.
  • the pedal is rotated with the pedal arm around the axis of rotation. This allows the user to train like on a bicycle ergometer.
  • the corresponding pedal is movable in this case even with respect to the pedal arm.
  • the actuator may be in a further embodiment of the device a handle with a crank, similar to a handbike.
  • This handle can then be operated by a user as in a hand bike, while the handle is rotated with the crank around the axis of rotation. This allows the user to train like on a handbike.
  • an actuating element can be permanently or detachably attached to at least one adapter, in particular to each of the adapters.
  • Detachably mounted actuators can be easily replaced, whereby damaged actuators can be replaced or with a moving element, in particular temporally successive different applications can be realized.
  • means are provided for releasably fixing the movement elements against movement relative to the respective base element. These means may be, for example, screws or clamps. Alternatively or in addition, they can also be fixing bolts, that is to say pins which are respectively provided on the moving element or base element and engage in a grid, for example a drilling grid, which is provided on the respective other of the two elements.
  • a concrete possibility of the embodiment of the device according to the invention is that two actuation elements are provided on a common base element, which are accommodated in a common housing, but nevertheless allow the above-described complete autonomous movement possibility of the individual movement elements.
  • One aspect of the present invention is the use of a device according to the previous explanations for exercising the lower and / or upper extremities.
  • This training may be training without therapeutic purpose, for example, a purely athletic training without an intentional or unintended therapeutic effect.
  • the training may also have a therapeutic purpose, for example as a rehabilitation measure following injury to the extremities by a disease or accident or lack of controllability of the extremities by the user, such as paralysis, for example, as a result of a stroke.
  • the invention relates to a therapeutic method of training the lower and / or upper extremities of a person in need of such training using a device as described above.
  • Another aspect of the present invention is a method for controlling a device according to the above explanations, wherein the movement elements and their drives are individually controlled by the control.
  • the control element can, for example, read out the means or means for detecting a movement applied to the actuating element and further process the control parameters thus read out.
  • these control parameters can be used as a control variable to control the drive accordingly.
  • the control parameters can also be output, for example acoustically or on a display.
  • a resistance of the first movement element is set differently to a resistance of the second movement element.
  • an active movement of the first movement element is set differently to an active movement of the second movement element.
  • a speed or a torque of the first movement element is set differently to a speed or to a torque of the second movement element.
  • Such a setting can be a semi-active training to support the movements of a user or a passive training realize.
  • a further aspect of the present invention is a method for adjusting a device according to the above explanations, wherein the individual movement elements are moved individually around the axes of movement relative to the base element before the start of a workout and then releasably fixed against movement relative to the base element. Thus ends such a method for adjusting the device before starting training.
  • the above-described method for adjusting a device may also be a first step in a therapeutic method for training the lower and / or upper extremities of a patient using the device.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of a training device
  • Figure 2 shows another embodiment of a training device with a user
  • Figure 3 shows a first mode, which with the embodiment of Figure 1 or the
  • Figure 2 can be realized, namely a bicycle training
  • FIG. 4 shows a second operating mode, which corresponds to the exemplary embodiment of FIG. 1 or FIG
  • Figure 2 can be realized, namely a Handbiketraining;
  • Figure 5 shows a third mode, with the embodiment of Figure 1 or the
  • Figure 2 can be realized, namely a pedal simulation
  • Figure 6 shows a fourth mode, which can be realized with the embodiment of Figure 1 or Figure 2, namely a standing training
  • FIG. 7 shows a fifth operating mode which is identical to the exemplary embodiment of FIG. 1 or FIG.
  • Figure 2 can be realized, namely a lying training.
  • FIG. 1 shows as a first exemplary embodiment a training device as a device for training the arms and / or the legs of a person.
  • the training device comprises a first movement module 1 as a first movement element and a second movement module 2 as a second movement element.
  • the first movement module 1 is arranged on a first base plate 3, which serves as the first basic element.
  • the second movement module 2 is arranged on a second base plate 4, which serves as a second basic element.
  • the shape of the first base plate 3 and the second base plate 4 is not critical to the function of the training device.
  • a first movement plate 5 is arranged between the first movement module 1 and the first base plate 3.
  • a second movement plate 6 is arranged between the second movement module 2 and the second base plate 4.
  • the first movement plan 5 serves to enable a movement of the first movement module 1 relative to the first base plate 3 about a first movement axis 7 of the first movement module 1.
  • the second movement plate 6 serves to enable movement of the second movement module 2 relative to the second base plate 4 about a first movement axis 8 of the second movement module 2.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 and the first movement axis 8 of the second movement module 2 are each substantially perpendicular to a first surface 9, in which the first base plate 3 extends, or to a second surface 10, in which the second Base plate 4 extends, arranged.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 is then vertically aligned when the base plate 3 is arranged horizontally. This applies in a horizontal arrangement of the second base plate 4 in the same way for the first movement axis 8 of the second movement module. 2
  • the first movement module 1 further has a first axis of rotation 13, which extends substantially perpendicular to the first axis of movement 7 of the first movement module 1 and thereby is arranged substantially parallel to the first surface 9.
  • the second movement module 2 has a second rotation axis 14, which runs essentially perpendicular to the first movement axis 8 of the second movement module 2 and substantially parallel to the second surface 10.
  • the first movement module 1 can be rotated around the first rotation axis 13.
  • the second movement module 2 can be rotated and the second rotation axis 14 around.
  • a first adapter 15 is attached to the first movement module 1.
  • This first adapter 15 is used for releasably securing a movable together with the first movement module 1 about the first axis of rotation 13 around actuating element.
  • a second adapter 16 is mounted on the second movement module 2, which serves for releasably securing an actuating element, with which the second movement module 2 can be moved about the second axis of rotation 14 around.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 each have their own electrical drive in order to ensure a movement of an attached to the first adapter 15 and the second adapter 16 actuator.
  • These drives are not shown in the illustration of FIG. These drives make it possible to train even a purely passive user or to allow movement support of an active user of the training device. Through different drives left and right extremities and / or upper and lower extremities of the user can be addressed flexibly and differently. This is particularly advantageous if there are differences in the motor skills of the left and right or upper and lower extremities of the user.
  • the training device of FIG. 1 has a PC 19, which serves as a common control element for the first movement module 1 and the second movement module 2. For this purpose, it is connected via an electrical line 20 both to the first movement module 1 and to the second movement module 2. Instead of the PC 19 and a notebook or smartphone could be used as a common control.
  • the electrical line 20, which connects the first movement module 1 and the second movement module 2 to the PC 19, can also be realized by a network. In this case, both a wired and a wireless connection, for example via Bluetooth or WLAN is possible.
  • a corresponding control element into the first movement module 1 or into the second movement module 2. Then no additional component would be needed for the common control.
  • the first base plate 3 and the second base plate 4 are not mechanically coupled to one another. However, such a structural separation between the first base plate 3 and the second base plate 4 does not exclude that the first movement module 1 and the second movement module 2 are connected to the PC 19 via a common electrical line 20.
  • the first movement axis 7 of the first movement module 1 and the first movement axis 8 of the second movement module 2 are rotation axes which permit rotation of the first movement module 1 or of the second movement module 2 and 360 0 . If necessary, a lesser movement of the first movement module 1 about the first rotation axis 7 and / or the second movement module 2 about the first rotation axis 8 around can be adjusted.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a training device which essentially corresponds to the embodiment of FIG.
  • the same elements are provided with the same reference numerals. In this context, reference is made to the above explanations of FIG. 1, and below only the differences between the two exemplary embodiments are discussed.
  • a first tilting holder 17 is disposed between the first base plate 3 and the first movement module 1, which serves as an intermediate element.
  • a movement of the first tilting holder 17 relative to the first base plate 3 about the first movement axis 7 of the first movement module 1 leads to a similar movement of the first movement module 1 relative to the first base plate 3.
  • the second movement axis 1 1 is substantially perpendicular to the first movement axis 7 and also substantially perpendicular to the first rotation axis 13 arranged. In this case, it runs essentially parallel to the first surface 9, in which the first base plate 3 extends.
  • a second tilt holder 18 is arranged, which can be moved around the first movement axis 8 of the second movement module 2 around. Such a movement leads to a similar movement of the second movement module 2 relative to the second base plate 4.
  • the second tilt holder 18 is also movable about a second movement axis 12 which is substantially perpendicular to the first movement axis 8 of the second movement module 2 and also substantially perpendicular to the second axis of rotation 14 extends.
  • the second movement axis 12 also extends parallel to the surface 10 in which the second base plate 4 extends.
  • first tilting holder 17 and the second tilting holder 18 An additional degree of freedom of movement for the first movement module 1 relative to the first base plate 3 and the second movement module 2 relative to the second base plate 4 can be achieved by the first tilting holder 17 and the second tilting holder 18.
  • the second movement axis 1 1 of the first movement module 1 and the second movement axis 12 second movement module 2 are designed as axes of rotation about which the first movement module 1 or the second movement module 2 can each be steplessly turned or tilted, specifically relative to an orientation of the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 parallel to the surface 10. After a corresponding rotation or tilting the first movement module 1 and the second movement module 2 can be detected in its rotated or tilted position.
  • FIGS. 3 to 7 show possible operating modes of a device according to any one of the two embodiments explained above.
  • Figures 3 to 7 each show the first movement module 1 and the second movement module 2, 16 different actuators were attached to the first adapter 15 and the second adapter.
  • the actuating element may be a pedal 21 with a pedal arm 22, similar to a bicycle pedal. This can then be operated by a user, such as a bicycle pedal. In this case, the pedal 21 is rotated about the first axis of rotation 13 and / or the second axis of rotation 14 with the pedal arm 22. As a result, the user can exercise as on a bicycle ergometer if such pedals 21 with corresponding pedal arms 22 are attached to both movement modules 1, 2.
  • the actuating element can be a handle 23 with a crank 24, similar to a handbike. This handle 23 can then be operated by a user like a handbike.
  • the handle 23 is rotated with the crank 24 about the first axis of rotation 13 and / or the second axis of rotation 14.
  • the user can exercise as on a hand bike if two handles 23 with cranks 24 are attached to both movement modules 1, 2.
  • the actuator may be as shown in Figure 5, a pedal 25, similar to a gas, brake or clutch pedal of a motor vehicle.
  • This pedal 25 can then be operated by the user as a corresponding vehicle pedal.
  • the pedal 25 is rotated or pivoted about the first axis of rotation 13 and / or the second axis of rotation 14.
  • the moving elements 1, 2 are usually aligned so that the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 are aligned substantially collinear with each other.
  • first movement module 1 and the second movement module 2 can also be aligned as shown in FIG.
  • the first axis of rotation 13 and the second axis of rotation 14 are really aligned parallel to each other.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 are further aligned so that a user can stand at the same time with each foot on each pedal 22 with a corresponding pedal arm 21 and can perform pivoting movements.
  • the legs of a user are shown in dashed lines in the figure 6 for illustrative purposes in a schematic manner.
  • FIG. 7 A further alternative to the alignment of the first movement module 1 and the second movement module 2 is shown in FIG. 7.
  • the first rotation axis 13 and the second rotation axis 14 are once again aligned real parallel.
  • the first movement module 1 and the second movement module 2 are aligned so that a lying user at the same time put a foot on each foot pedal 22 with a corresponding pedal arm 21 and can perform pivoting movements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person, umfassend mindestens zwei Bewegungselemente (1, 2), die auf einem Grundelement (3, 4) angeordnet sind, wobei die Bewegungselemente (1, 2) jeweils eine Drehachse (13, 14) aufweisen, um die herum ein Betätigungselement (21-25) bewegt werden kann. Dabei sind die Bewegungselemente (1, 2) jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Grundelement (3, 4) um eine erste Bewegungsachse (7, 8) beweglich, wobei die erste Bewegungsachse (7, 8) im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsfläche (9, 10) des Grundelements verläuft. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Bewegungselement (1, 2) einen eigenen Antrieb aufweist, um die Betätigungselemente (21- 25) um die Drehachse (13, 14) zu drehen, und dass die Vorrichtung ein Steuerelement (19) aufweist, das jeden Antrieb individuell ansteuern kann, um eine Bewegung eines jeden Antriebs unabhängig von einer Bewegung eines anderen Antriebs zu ermöglichen. Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zum Einsatz einer solchen Vorrichtung.

Description

Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , die Verwendung einer solchen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 1 sowie Verfahren zur Steuerung und Einstellung einer derartigen Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 12 und 15. Eine derartige Vorrichtung kann auch als Trainingsgerät zum Trainieren der motorischen Fähigkeiten einer Person bezeichnet werden. Sie eignet sich insbesondere zum Trainieren der oberen Extremitäten, also der Arme, und/oder der unteren Extremitäten, also der Beine, einer Person.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Trainingsgeräte für die oberen und unteren Extremitäten bekannt. Beispielsweise gibt es mobile Trainingsgeräte, die mit einem Grundelement auf dem Boden aufgestellt werden können, an dem als Betätigungselemente zwei Pedale mit Pedalarmen angebracht sind. Diese Pedale können dann von einem Nutzer wie beim Fahrradfahren betätigt werden. Optional können bei solchen Geräten die Pedale gegen Handgriffe mit Kurbel ausgetauscht werden, so dass das Gerät wie ein sogenanntes Handbike betrieben werden kann, wenn es auf einem Tisch steht.
Ebenfalls bekannt sind Geräte, die zwei Pedale mit Pedalarmen und dazu zwei Handgriffe aufweisen. Ein Nutzer kann mit solchen Geräten gleichzeitig die oberen und unteren Extremitäten trainieren, indem er entweder sitzend oder stehend die Pedale wie bei einem Fahrrad betätigt und gleichzeitig die Handgriffe wie bei einem Handbike betätigt.
Weiterhin gibt es Trainingsgeräte, die von einem in einem Bett liegenden Nutzer betrieben werden können. Hierzu weist ein solches Gerät ein fahrbares Gestell mit einem Ausleger auf, welcher dann über das Bett reicht. Am freien Ende des Auslegers sind zwei Pedale mit Pedalarmen angebracht, die vom Nutzer wie beim Fahrradfahren betätigt werden. Es können bei solchen Geräten wieder die Pedale gegen Handgriffe mit Kurbel ausgetauscht werden, so dass das Gerät wie ein Handbike betrieben werden kann. Die gemeinsame Drehachse der Pedale bzw. der Handgriffe kann vorteilhafterweise relativ zum Ausleger um eine Achse senkrecht zur Drehachse bewegt werden, so dass das Gestell mit dem Ausleger von verschiedenen Bettseiten an den liegenden Nutzer herangeschoben werden kann, ohne dass der Nutzer seine Position verändern muss.
Bei allen diesen Geräten drehen jeweils das linke und rechte Pedal bzw. der linke und rechte Handgriff um die gleiche Achse und sind mechanisch miteinander gekoppelt, das heißt beide Pedale bzw. Handgriffe bewegen sich immer gemeinsam.
Bekannt sind aus der US 3,71 1 ,089 A außerdem Skitrainingsgeräte, bei denen die Skier auf vorderen und hinteren Rollen laufen. Dabei werden optional vordere und hintere Rollen gegenläufig angetrieben, so dass bei entsprechender Gewichtsverlagerung des Nutzers die Skier abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt werden. Weiterhin können zwei Antriebe vorgesehen sein, einer für Rollen für den rechten Ski und einer für Rollen für den linken Ski, so dass die linken und rechten Rollen und damit die linken und rechten Skier unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten haben können. Die geometrische Anordnung der Rollen ist nicht veränderbar.
Die DE 299 22 913 U1 offenbart ein Trainingsgerät, insbesondere für körperlich Behinderte, mit einem stationär oder beweglich ausgebildeten Gestell und einem mittels eines Antriebs in der Höhe veränderlichen Huborgan, an dem eine Trägereinrichtung für die zu trainierende Person angeordnet ist. Durch Anheben und Absenken des Huborganes kann die Person beispielsweise aus einer sitzenden in eine stehende Position und umgekehrt gebracht werden. Wenn das Gestell brückenförmig ausgebildet ist, werden vorzugsweise zwei Antriebe verwendet, die in den beiden Gestellpfosten oder in den beiden Endbereichen des Gestellträgers bzw. des Huborganes angeordnet sind.
Die DE 103 16 688 A1 beschreibt ein Trainingsgerät mit wenigstens zwei relativ zu einem Geräterahmen beweglichen Standflächen für jeweils einen Fuß eines Benutzers sowie mit einem motorischen Antrieb zur Erzeugung einer Schlinger- oder Schwenkbewegung der Standflächen relativ zueinander.
Bekannt ist aus der WO 2006/069988 A1 ein Fahrrad-Vibrationsergometer mit einem Rahmen mit einer Sitzeinheit, einer Tretlager- und Kurbeleinheit sowie einer Vibrationseinheit, wobei die Vibrationseinheit mit der Tretlager-/Kurbeleinheit verbunden und die Tretlager- /Kurbeleinheit von der Sitzeinheit mechanisch entkoppelt ist.
Die WO 2016/032416 A1 offenbart ein Bewegungstrainingsgerät, um die Gehbewegung eines Nutzers zu trainieren. Der Nutzer wird von Schlingen gehalten, um die unteren Extremitäten zu entlasten. Die Beine werden bei der Gehbewegung geführt, so dass auch ein rein passiver Nutzer eine Gehbewegung durchführen kann.
Die EP 2 010 121 B1 betrifft ein Trainingsgerät für ein Training des Bewegungsapparats einer Person, umfassend eine die Person tragende, bezüglich eines Wippenständers schwenkbare Wippe sowie eine Antriebsanordnung mit wenigstens einem Motor und einem Getriebeelemente aufweisenden Getriebe, wobei die Getriebeelemente wenigstens eine Kraftübertragungskette zwischen der Wippe und dem Motor bilden. Die US 3,721 ,438 A beschreibt ein Trainingsgerät, das ein Paar rotierbarer Arme aufweist, die auf einem beweglichen Gestell montiert sind. An den Armen können Handgriffe montiert werden. Mit diesem Trainingsgerät ist ein aktives Training (ohne Motorunterstützung) möglich.
Die US 2005/004352 A1 beschreibt ein Trainingsgerät, das zwei im Wesentlichen einander gegenüberliegende Griffe umfasst, die von einem Benutzer bewegt werden können. Dabei ist es auch möglich, dass die Griffe auf einem gemeinsamen Basismodul montiert sind, das ein Benutzer beispielsweise auf seinem Schoß positionieren kann.
Die US 9,320,935 B1 beschreibt ein Trainingsgerät mit einem Sitz und zwei in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachten Widerstandsrädern, die Hand- bzw. Fußpedale aufweisen. Der von den Widerstandsrädern aufgebrachte Widerstand ist dabei einstellbar.
Die US 4,973,046 A beschreibt ein Trainingsgerät mit zwei Pedalen, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben werden. Dabei ist eine individuelle Ausrichtung der Pedale an die Bedürfnisse des Benutzers möglich. Die Motorgeschwindigkeit kann bei Bedarf eingestellt werden.
Die US 9,199,1 14 B1 beschreibt ein Trainingsgerät, mit dem Armbewegungen trainiert werden können. Das Trainingsgerät ermöglicht ein aktives Training (ohne Motorunterstützung). Es ist möglich, bestimmte Parameter wie die Pulsfrequenz eines Benutzers, die Zeit, den Energieverbrauch oder eine virtuelle zurückgelegte Entfernung über eine Steuerungseinheit zu erfassen und anzuzeigen. Dies kann beispielsweise auch über eine Smartphone-App erfolgen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Trainingsgerät zum Trainieren der motorischen Fähigkeiten einer Person bereitzustellen, welches flexiblere Einstellmöglichkeiten und individueller einstellbare Trainingsmodi als die aus dem Stand der Technik bekannten Trainingsgeräte aufweist. Die Flexibilität kann sich dabei beispielsweise auf die Geometrie der Vorrichtung und/oder auf den Betrieb der Vorrichtung beziehen, um so eine optimale Anpassung an jeden Nutzer und an jeden Trainingszweck zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person gelöst, die die folgenden Merkmale umfasst.
Zunächst weist die Vorrichtung mindestens zwei Bewegungselemente auf, welche auf einem Grundelement angeordnet sind. Die Bewegungselemente weisen jeweils eine Drehachse auf, um die herum jeweils ein Betätigungselement bewegt werden kann. Die Bewegungselemente sind dabei jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Grundelement um eine erste Bewegungsachse beweglich. Dabei verläuft die erste Bewegungsachse im Wesentlichen senkrecht zu einer Fläche, in der sich das Grundelement erstreckt.
Durch eine unabhängige Bewegung der Bewegungselemente relativ zum Grundelement ist es möglich, die Ausrichtung der Bewegungselemente individuell an einen Nutzer anzupassen und so die optimale Einstellung der erfindungsgemäß beanspruchten Vorrichtung für den Nutzer zu erreichen.
Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass jedes Bewegungselement einen eigenen Antrieb (einen eigenen Motor) aufweist, um die Betätigungselemente um die Drehachse zu drehen. Darüber hinaus weist die Vorrichtung ein Steuerelement aufweist, das jeden Antrieb individuell ansteuern kann. Auf diese Weise ist es möglich, dass jeder Antrieb unabhängig von einem anderen Antrieb derselben Vorrichtung angesteuert und bewegt werden kann, wodurch letztlich eine unterschiedliche Bewegung der einzelnen Betätigungselemente der Vorrichtung ermöglicht wird.
Der Begriff„im Wesentlichen" gibt dabei einen Winkelbereich von plus minus 5° um die konkret angegebene geometrische Beziehung an. „Im Wesentlichen senkrecht" bezeichnet somit einen Winkelbereich von 85° bis 95° und schließt„senkrecht" (90 °) mit ein.„Im Wesentlichen parallel" bezeichnet somit einen Winkelbereich von -5° (355°) bis +5° (5°) an und schließt „parallel" (0°) mit ein.
Die einzelnen Bewegungselemente können baugleich ausgestaltet sein, müssen dies aber nicht sein.
Wenn die Antriebe abgeschaltet sind, kann die erfindungsgemäß beanspruchte Vorrichtung zum aktiven Trainieren der unteren und/oberen Extremitäten einer Person eingesetzt werden. Wenn jedoch mindestens ein Antrieb aktiviert ist, wird es möglich, auch einen rein passiven Nutzer zu trainieren oder eine Unterstützung der Bewegung eines aktiven Nutzers zu ermöglichen. Letzteres wird auch als Servo-Antrieb bezeichnet. Da jedes Bewegungselement einen eigenen Antrieb aufweist, ist es möglich, dass linke und rechte sowie obere und untere Extremitäten flexibel und unterschiedlich angesprochen werden können, wenn zum Beispiel Unterschiede in den motorische Fähigkeiten der linken und rechten oder oberen und unteren Extremitäten des Nutzers vorhanden sind.
In einer Variante weist mindestens eines der Bewegungselemente, insbesondere jedes der Bewegungselemente, ein Mittel zur Erfassung eines Parameters auf, der für eine Bewegung und/oder eine Kraft repräsentativ ist, die von einer Person, die die Vorrichtung benutzt, auf das Betätigungselement aufgebracht wird. Ein solches Mittel zur Erfassung einer Bewegung bzw. einer Kraft kann auch als Mittel zur Bestimmung oder Mittel zur Detektion eines Parameters, der für eine von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachte Bewegung und/oder Kraft repräsentativ ist, bezeichnet werden. Bei einem solchen Mittel kann es sich beispielsweise um einen Drehmoment-, Kraft-, Winkel- und/oder Drehgeschwindigkeitssensor handeln. Damit wird eine Analyse der von einem Nutzer auf das Betätigungselement und damit auf das Bewegungselement aufgebrachten Bewegung und/oder Kraft ermöglicht.
Die von dem Mittel erfassten Messgrößen können dazu verwendet werden, motorische Trainingsaufgaben zu definieren und/oder deren Erfüllung zu überwachen. Beispielsweise lassen sich spielerische Übungen entwerfen, deren Aufgabe darin besteht, entweder mittels einer Bewegung oder mittels einer Kraft bzw. einem Drehmoment, ein bestimmtes Ziel zu erreichen (beispielsweise eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen innerhalb einer vorgegebenen Zeit, eine bestimmte Winkelstellung der Betätigungselemente, eine bestimmte Winkeländerung der Betätigungselemente etc.).
Die Vorrichtung weist ein Steuerelement auf, an das jedes der Bewegungselemente und jeder Antrieb angeschlossen ist. In einer Variante ist das Steuerelement auch an etwaig vorhandene Mittel zur Erfassung der von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung angeschlossen. Beispielsweise ist es möglich, in dem Steuerelement die von dem Mittel oder den Mitteln zur Erfassung der von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung erfasste Bewegung als Regelgröße zu verwenden, etwa um die Antriebe zu steuern. Alternativ oder zusätzlich dazu können Parameter der erfassten Bewegung auf einem Ausgabeelement ausgeben werden, beispielsweise akustisch oder auf einer Anzeige. Ein solches Ausgabeelement, zum Beispiel ein Display oder ein Lautsprecher, kann auf einem Betätigungselement oder dem Grundelement vorgesehen sein. Dann erfolgt die Ausgabe der Parameter in unmittelbarer Nähe zum Nutzer. Es ist zusätzlich oder alternativ auch möglich, die Ausgabe über ein Netzwerk vorzunehmen. Insbesondere können so mehr als zwei Vorrichtungen von einem Steuerelement gesteuert und so das Training mehrerer Nutzer gleichzeitig gesteuert werden. Die Verbindung des Steuerelements zu den Antrieben und etwaig vorhandenen Ausgabeelementen oder Mitteln zur Erfassung einer von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung kann drahtlos oder drahtgebunden erfolgen.
Grundsätzlich können die Antriebe derart eingestellt werden, dass die Bewegungselemente mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden. Es ist darüber hinaus möglich, die Antriebe derart anzusteuern, dass die Bewegungselemente in wirkungstechnischer Weise gänzlich voneinander entkoppelt sind, also dem jeweils anderen Bewegungselemente bzw. dessen Antrieb keine Rückkopplung über die selbst durchgeführte Bewegung übermitteln. Schließlich ist es auch möglich, dass die Antriebe derart synchronisiert angesteuert werden, dass die Bewegungselemente voneinander abhängig sind, das heißt im Hinblick auf die durchgeführte Bewegung bzw. die aufgebrachte Kraft oder das aufgebrachte Drehmoment miteinander in Wirkverbindung stehen.
Das Steuerelement kann beispielsweise in Form einer zentralen, gemeinsamen Steuereinheit ausgebildet sein. Es ist auch möglich, jedem Antrieb bzw. Motor eine eigene Motorsteuerung zuzuordnen, wobei die einzelnen Motorsteuerungen untereinander synchronisiert sind. Dann sind einer ersten Motorsteuerung die Steuerungsparameter für eine zweite Motorsteuerung bekannt, sodass eine individuelle Ansteuerung der einzelnen Antriebe unter Berücksichtigung der Ansteuerungsparameter des jeweils anderen Antriebs bzw. der jeweils anderen Antriebe ermöglicht wird.
Mit Hilfe des Steuerelements sind verschiedene Trainingsmodi realisierbar. Eine Möglichkeit ist ein rein aktives Training. Etwaig vorhandene Antriebe bringen dann keine Kraft auf. Die Mittel zur Erfassung einer von einer Person auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung werden von dem Steuerelement ausgelesen. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von dem Steuerelement ausgewertet und zur Erstellung eines individuellen Trainings verwendet. Eine Möglichkeit ist ein Symmetrietraining, bei dem ausgewertet wird, ob vom Nutzer auf die beiden Bewegungselemente unterschiedliche Bewegungen aufgebracht werden, beispielsweise ob mit einem Bein stärker als mit dem anderen getreten wird oder ob die Pedale in unterschiedliche Winkelstellungen gebracht werden. Alternativ dazu oder zusätzlich kann auch ein Widerstand gegen die Bewegungen des Nutzers eingestellt werden, der beispielweise durch zwei passive elektrische Antriebe realisiert wird. Durch zwei derartige Antriebe kann der Widerstand für die linke und rechte Extremität unterschiedlich gesteuert und eingestellt werden.
Ein weiterer Trainingsmodus ist ein semi-aktives Training, bei dem ein Antrieb lediglich als Servo-Antrieb unterstützend für die Bewegungen des Nutzers wirkt. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von der Steuereinrichtung ausgewertet und die Antriebe so angesteuert, dass sie die Bewegung des Nutzers optimal unterstützen. Da mindestens zwei Antriebe vorgesehen sind, kann die Unterstützung für die linke und rechte Extremität unterschiedlich gesteuert werden.
Noch ein weiterer Trainingsmodus ist ein passives Training, bei dem der Nutzer keine eigenen Bewegungen auf die Bewegungselemente aufbringt. Gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten werden von der Steuereinrichtung ausgewertet und die Antriebe so angesteuert, dass sie die Extremitäten des Nutzers optimal bewegen. Durch zwei separate Antriebe kann die Bewegung der linken und rechten Extremität unterschiedlich gesteuert werden. Beispielsweise können die von den Antrieben erzeugten Drehmomente individuell auf jede Extremität eingestellt werden, z. B. um Krämpfe, Blockaden oder eine Spastik zu lösen oder die Muskeln zu lockern. Entsprechend können auch Krämpfe, Blockaden oder eine Spastik einer Extremität leichter erkannt werden, da gemessene Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten beider Seiten getrennt ausgewertet werden können.
In einer Variante ist es vorgesehen, ein für einen Benutzer individuell erstelltes Trainingsprogramm kontinuierlich in Abhängigkeit der von dem Benutzer aufgebrachten Kräfte anzupassen, damit der Benutzer stets an seiner Leistungsgrenze trainiert wird. Eine softwaretechnisch realisierte Trainingslogik wertet dafür die gemessenen Drehmomente, Kräfte, Winkel und/oder Drehgeschwindigkeiten aus und passt ein zuvor erstelltes Trainingsprogramm an.
Das Grundelement kann beispielsweise eine Grundplatte oder ein Gestell sein, welches beispielsweise auf einem Tisch und/oder Fu ßboden angeordnet werden kann. Es können mehrere oder alle Bewegungselemente auf einem gemeinsamen Grundelement angeordnet sein. In einer Variante sind jedoch alle Bewegungselemente auf jeweils einem eigenen Grundelement angeordnet. Hierdurch wird eine besonders große Flexibilität in der Anordnung der einzelnen Bewegungselemente erreicht, so dass eine optimale Anpassung der Vorrichtung an den einzelnen Nutzer und die konkrete Anwendung möglich ist. Wenn mehrere Grundelemente vorhanden sind, dann können diese beweglich miteinander gekoppelt, z. B. gegeneinander dreh- oder schwenkbar, oder mechanisch komplett voneinander getrennt sein. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, eine lösbare Kopplung zwischen einzelnen Grundelementen vorzusehen. Dies kann beispielsweise über Rast- oder Schnappelemente, die an den Grundelementen ausgebildet sind, realisiert werden. Dann lassen sich beispielsweise zwei Bewegungselemente der Vorrichtung entweder getrennt voneinander oder aber in einem miteinander gekoppelten Zustand verwenden, je nachdem, welche Verwendungsform von einem Benutzer bevorzugt wird oder sich für ein spezielles Training als bevorzugt herausgestellt hat.
Mindestens eine der Drehachsen kann gegenüber der jeweiligen ersten Bewegungsachse beweglich sein, und dabei jeden beliebigen Winkel annehmen, zum Beispiel in einem Bereich von 0 ° bis 360°, 0° bis 180°, 0° bis 90°, 80° bis 100 ° oder 60 ° bis 120°. Ein Winkel von 0° zwischen Drehachse und erster Bewegungsachse bedeutet dabei, dass beide parallel zueinander sind. Ein Winkel von 90° bedeutet, dass beide Achsen senkrecht zueinander stehen, das heißt, die Drehachse liegt parallel zur Fläche, in der sich das Grundelement erstreckt. In einer Variante kann die Bewegungsachse senkrecht zu der jeweiligen Drehachse stehen, alternativ oder zusätzlich dazu können beide Achsen relativ zueinander unbeweglich sein. Es ist möglich, dass die Drehachsen unabhängig voneinander relativ zu den entsprechenden ersten Bewegungsachsen bewegt werden können.
Vorzugsweise ist die erste Bewegungsachse mindestens eines der Bewegungselemente bzw. Bewegungsmodule, insbesondere jedes der Bewegungselemente bzw. Bewegungsmodule, eine Drehachse oder eine Schwenkachse. Hierdurch kann das Bewegungselement relativ zum Grundelement gedreht werden, beispielsweise um die erste Bewegungsachse in Form einer Drehachse, die etwa mittig durch das Bewegungselement verläuft. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bewegung auch um die erste Bewegungsachse in Form einer Schwenkachse erfolgen, die exzentrisch durch das Bewegungselement verläuft. Dabei kann mindestens eines der Bewegungselemente, insbesondere jedes der Bewegungselemente, um einen Winkel von mindestens 90°, insbesondere mindestens 120 °, insbesondere mindestens 150°, insbesondere mindestens 180°, insbesondere mindestens 210°, insbesondere mindestens 240 °, insbesondere mindestens 270°, insbesondere mindestens 300 °, insbesondere mindestens 330° und ganz besonders um einen Winkel von 360° um die erste Bewegungsachse beweglich sein. Beispielsweise können Bewegungsbereiche des Bewegungselements oder der Bewegungselemente von 90 ° bis 360° oder jedem anderen Intervall, das aus den vorstehend genannten Winkelangaben gebildet werden kann (beispielsweise 120° bis 270°) vorgesehen sein. Die oberen und unteren Grenze sind dabei bei den jeweiligen Bereichen mit umfasst. Durch eine derartige Bewegungsmöglichkeit wird die Flexibilität der Vorrichtung weiter erhöht, so dass zum Beispiel die (Fein-) Anpassung an die konkrete Anwendung bzw. den Nutzer erst nach dem Aufstellen der Bewegungselemente erfolgen kann.
Optional ist zwischen mindestens einem der Grundelemente und mindestens einem der Bewegungselemente ein Zwischenelement angeordnet, wobei jedes Zwischenelement unabhängig von einem anderen zwischen Element um die entsprechende erste Bewegungsachse relativ zum jeweiligen Grundelement bewegt werden kann. Dann lässt sich diese Bewegung über das Zwischenelement auf das mit dem Zwischenelement verbundene Bewegungselement übertragen, sodass sich eine Beweglichkeit des Bewegungselements um die erste Bewegungsachse herum ergibt.
In einer Variante sind die Bewegungselemente relativ zum jeweiligen Zwischenelement unabhängig voneinander um eine zweite jeweilige Bewegungsachse bewegbar, wobei die zweite Bewegungsachse im Wesentlichen parallel zu der Fläche, in der sich das jeweilige Grundelement erstreckt, angeordnet. Die zweite Bewegungsachse ist ferner im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse und auch im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse angeordnet. Der besondere Effekt eines solchen Zwischenelements liegt darin, dass auch eine Bewegung der Bewegungselemente um eine horizontal verlaufende Achse ermöglicht wird, beispielsweise um Unebenheiten der Standfläche (also etwa eines Tisches oder eines Fu ßbodens) oder Neigungen der Standfläche auszugeichen. Insbesondere kann damit die Drehachse mindestens eines der Betätigungselemente so ausgerichtet werden, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsfläche des jeweiligen Grundelements steht. Der besondere Effekt einer solchen Ausrichtung liegt darin, ein Training des Sprunggelenks zu ermöglichen, indem der Fuß relativ zum Unterschenkel um eine Längsachse des Unterschenkels bewegt wird.
Es ist möglich, jeweils ein Betätigungselement, das um die Drehachse herum bewegt werden kann, unmittelbar an den Bewegungselementen anzubringen. In einer Variante ist jedoch vorgesehen, an den Bewegungselementen einen Adapter zum Befestigen eines solchen Betätigungselements, das um die Drehachse herum beweglich ist, vorzusehen. Durch einen solchen Adapter wird ein einfaches Austauschen unterschiedlicher Betätigungselemente gegeneinander besonders einfach bewerkstelligt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Betätigungselement lösbar an dem Adapter befestigt werden kann bzw. befestigt ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise ein Pedal sein, ähnlich einem Gas-/Brems- oder Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs. Dieses Pedal kann dann vom Nutzer wie ein entsprechendes Kraftfahrzeugpedal betätigt werden. Das heißt, bei einer solchen Betätigung wird das Pedal um die Drehachse gedreht oder geschwenkt. Dadurch kann beispielsweise das Sprunggelenk des Nutzers optimal trainiert werden.
Das Betätigungselement kann auch ein Pedal mit Pedalarm sein, ähnlich einem Fahrradpedal. Dieses kann dann von einem Nutzer wie ein Fahrradpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal mit Pedalarm um die Drehachse gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Fahrradergometer trainieren. Das entsprechende Pedal ist in diesem Fall selbst gegenüber dem Pedalarm beweglich.
Das Betätigungselement kann in einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ein Handgriff mit einer Kurbel sein, ähnlich wie bei einem Handbike. Dieser Handgriff kann dann von einem Nutzer wie bei einem Handbike betätigt werden, dabei wird der Handgriff mit der Kurbel um die Drehachse gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Handbike trainieren.
Jeweils ein Betätigungselement kann unlösbar oder lösbar an mindestens einem Adapter, insbesondere an jedem der Adapter, befestigt sein. Lösbar befestigte Betätigungselemente lassen sich leicht austauschen, wodurch beschädigte Betätigungselemente ausgewechselt werden können oder mit einem Bewegungselement insbesondere zeitlich nacheinander verschiedene Anwendungen realisiert werden können. Vorzugsweise sind Mittel zum lösbaren Fixieren der Bewegungselemente gegen eine Bewegung relativ zum jeweiligen Grundelement vorgesehen. Diese Mittel können beispielsweise Stellschrauben oder Klemmen sein. Sie können alternativ oder zusätzlich dazu auch Fixierbolzen sein, das heißt Stifte, die jeweils am Bewegungselement oder Grundelement vorgesehen sind, und in einem Raster, zum Beispiel einem Bohrraster, einrasten, welches am jeweils anderen der beiden Elemente vorgesehen ist. Hierdurch werden unkontrollierte Bewegungen der Bewegungselemente relativ zum Grundelement vermieden, die die vorgenommene Einstellung verändern könnten.
Eine konkrete Möglichkeit der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass zwei Betätigungselemente auf einem gemeinsamen Grundelement vorgesehen sind, die in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, aber dennoch die oben erläuterte vollständige autonome Bewegungsmöglichkeit der einzelnen Bewegungselemente gestatten. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Vorrichtung gemäß den vorherigen Erläuterungen zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten. Dieses Training kann ein Training ohne Therapiezweck sein, zum Beispiel ein rein sportliches Training ohne eine beabsichtigte oder unbeabsichtigte therapeutische Wirkung. Alternativ kann das Training auch einen therapeutischen Zweck haben, zum Beispiel als Rehabilitationsmaßnahme nach einer Schädigung der Extremitäten durch eine Krankheit oder einen Unfall oder wegen einer mangelnden Steuerbarkeit der Extremitäten durch den Nutzer, wie einer Lähmung, beispielsweise als Folge eines Schlaganfalls.
Insofern betrifft die Erfindung in einem Aspekt ein therapeutisches Verfahren zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person, die ein solches Training benötigt, unter Verwendung einer Vorrichtung gemäß den vorherigen Erläuterungen. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung gemäß den obigen Erläuterungen, wobei die Bewegungselemente und deren Antriebe individuell von dem Steuerelement angesteuert werden. Das Steuerelement kann beispielsweise das oder die Mittel zur Erfassung einer von einer auf das Betätigungselement aufgebrachten Bewegung auslesen und die derart ausgelesenen Steuerparameter weiter verarbeiten. Beispielsweise lassen sich diese Steuerparameter als Regelgröße verwenden, um den Antrieb entsprechend steuern. Alternativ oder zusätzlich lassen sich die Steuerparameter auch ausgeben, beispielsweise akustisch oder auf einer Anzeige.
In einer Variante wird ein Widerstand des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einem Widerstand des zweiten Bewegungselements eingestellt. Durch eine derartige Einstellung lässt sich ein Symmetrietraining realisieren. Alternativ oder zusätzlich wird eine aktive Bewegung des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einer aktiven Bewegung des zweiten Bewegungselements eingestellt. Dadurch kann ein rein passiver Nutzer trainiert oder eine Unterstützung der Bewegung eines aktiven Nutzers zu ermöglicht werden. Letzteres wird auch als Servo-Antrieb bezeichnet.
In einer weiteren Variante wird eine Geschwindigkeit bzw. ein Drehmoment des ersten Bewegungselements unterschiedlich zu einer Geschwindigkeit bzw. zu einem Drehmoment des zweiten Bewegungselements eingestellt. Durch eine derartige Einstellung lässt sich ein semi-aktives Training zur Unterstützung der Bewegungen eines Benutzers oder ein passives Training realisieren. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung gemäß den obigen Erläuterungen, wobei die einzelnen Bewegungselemente vor Beginn eines Trainings individuell relativ zum Grundelement um die Bewegungsachsen bewegt und dann gegen eine Bewegung relativ zum Grundelement lösbar fixiert werden. Damit endet ein solches Verfahren zur Einstellung der Vorrichtung, bevor mit dem Training begonnen wird.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das vorstehend erläuterte Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung auch ein erster Schritt in einem therapeutischen Verfahren zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten eines Patienten unter Verwendung der Vorrichtung sein.
Hiermit wird auch die Möglichkeit offenbart, ein gemeinsames Grundelement für mindestens zwei Bewegungselemente vorzusehen, wobei die Bewegungselemente nicht um eine Bewegungsachse herum bewegt werden können, sondern lediglich jeweils eine Drehachse aufweisen, um die herum jeweils ein Betätigungselement bewegt werden kann.
Sämtliche Varianten der beschriebenen Vorrichtung, der Verwendung und der unterschiedlichen Verfahren sind in beliebiger Weise miteinander kombinierbar und von der Vorrichtung auf die Verwendung und die Verfahren sowie umgekehrt übertragbar.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Trainingsgeräts;
Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trainingsgeräts mit einem Nutzer;
Figur 3 eine erste Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der
Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein Fahrradtraining;
Figur 4 eine zweite Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der
Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein Handbiketraining; Figur 5 eine dritte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der
Figur 2 realisiert werden kann, nämlich eine Pedalsimulation; Figur 6 eine vierte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein stehendes Training; und
Figur 7 eine fünfte Betriebsart, die mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der
Figur 2 realisiert werden kann, nämlich ein liegendes Training.
Die Figur 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel eine Trainingsvorrichtung als Vorrichtung zum Trainieren der Arme und/oder der Beine einer Person. Die Trainingsvorrichtung umfasst ein erstes Bewegungsmodul 1 als erstes Bewegungselement und ein zweites Bewegungsmodul 2 als zweites Bewegungselement. Das erste Bewegungsmodul 1 ist auf einer ersten Grundplatte 3 angeordnet, die als erstes Grundelement dient. Das zweite Bewegungsmodul 2 ist auf einer zweiten Grundplatte 4 angeordnet, die als zweites Grundelement dient. Die Form der ersten Grundplatte 3 und der zweiten Grundplatte 4 ist für die Funktion der Trainingsvorrichtung nicht entscheidend.
Zwischen dem ersten Bewegungsmodul 1 und der ersten Grundplatte 3 ist eine erste Bewegungsplatte 5 angeordnet. Gleichsam ist zwischen dem zweiten Bewegungsmodul 2 und der zweiten Grundplatte 4 eine zweite Bewegungsplatte 6 angeordnet. Die erste Bewegungsplan 5 dient dazu, eine Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 gegenüber der ersten Grundplatte 3 um eine erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 zu ermöglichen. In gleicher Weise dient die zweite Bewegungsplatte 6 dazu, eine Bewegung des zweiten Bewegungsmoduls 2 gegenüber der zweiten Grundplatte 4 um eine erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 herum zu ermöglichen.
Die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 sind jeweils im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Fläche 9, in der sich die erste Grundplatte 3 erstreckt, bzw. zu einer zweiten Fläche 10, in der sich die zweite Grundplatte 4 erstreckt, angeordnet.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 dann vertikal ausgerichtet, wenn die Grundplatte 3 horizontal angeordnet ist. Dies gilt bei einer horizontalen Anordnung der zweiten Grundplatte 4 in gleicher Weise für die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2.
Das erste Bewegungsmodul 1 weist ferner eine erste Drehachse 13 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 verläuft und dabei im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche 9 angeordnet ist. Ebenso weist das zweite Bewegungsmodul 2 eine zweite Drehachse 14 auf, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 und im Wesentlichen parallel zur zweiten Fläche 10 verläuft. Das erste Bewegungsmodul 1 kann um die erste Drehachse 13 herum gedreht werden. Das zweite Bewegungsmodul 2 kann und die zweite Drehachse 14 herum gedreht werden.
Um eine einfache Drehung des ersten Bewegungsmoduls 1 um die erste Drehachse 13 zu ermöglichen, ist an dem ersten Bewegungsmodul 1 ein erster Adapter 15 angebracht. Dieser erste Adapter 15 dient zum lösbaren Befestigen eines zusammen mit dem ersten Bewegungsmodul 1 um die erste Drehachse 13 herum beweglichen Betätigungselements. In gleicher Weise ist am zweiten Bewegungsmoduls 2 ein zweiter Adapter 16 angebracht, der zum lösbaren Befestigen eines Betätigungselements dient, mit dem das zweite Bewegungsmodul 2 um die zweite Drehachse 14 herum bewegt werden kann.
Das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 weisen jeweils einen eigenen elektrischen Antrieb auf, um für eine Bewegung eines an dem ersten Adapter 15 bzw. den zweiten Adapter 16 angebrachten Betätigungselements zu sorgen. Diese Antriebe sind in der Darstellung der Figur 1 nicht gezeigt. Durch diese Antriebe wird es möglich, auch einen rein passiven Nutzer zu trainieren oder aber eine Bewegungsunterstützung eines aktiven Nutzers der Trainingsvorrichtung zu ermöglichen. Durch unterschiedliche Antriebe können linke und rechte Extremitäten und/oder obere und untere Extremitäten des Nutzers flexibel und unterschiedlich angesprochen werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es Unterschiede in den motorischen Fähigkeiten der linken und rechten bzw. oberen und unteren Extremitäten des Nutzers gibt.
Die Trainingsvorrichtung der Figur 1 weist einen PC 19 auf, der als gemeinsames Steuerelement für das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 dient. Dazu ist er über eine elektrische Leitung 20 sowohl mit dem ersten Bewegungsmodul 1 als auch mit dem zweiten Bewegungsmodul 2 verbunden. Statt des PC 19 könnte auch ein Notebook oder Smartphone als gemeinsames Steuerelement verwendet werden. Die elektrische Leitung 20, die das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 mit dem PC 19 verbindet, kann auch durch ein Netzwerk realisiert sein. Dabei ist sowohl eine drahtgebundene als auch eine drahtlose Verbindung, beispielsweise über Bluetooth oder WLAN möglich. Statt der in der Figur 1 dargestellten Variante einer externen Steuerung durch den PC 19 wäre es auch möglich, ein entsprechendes Steuerelement in das erste Bewegungsmodul 1 oder in das zweite Bewegungsmodul 2 zu integrieren. Dann würde kein weiteres Bauteil für das gemeinsame Steuerelement benötigt werden.
Wie in der Figur 1 zu sehen ist, sind die erste Grundplatte 3 und zweite Grundplatte 4 nicht mechanisch miteinander gekoppelt. Eine derartige konstruktive Trennung zwischen der ersten Grundplatte 3 und der zweiten Grundplatte 4 schließt jedoch nicht aus, dass das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 über eine gemeinsame elektrische Leitung 20 mit dem PC 19 verbunden sind.
Die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 sind Drehachsen, die eine Drehung des ersten Bewegungsmoduls 1 bzw. des zweiten Bewegungsmoduls 2 und 3600 gestattet. Bei Bedarf kann eine geringere Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 um die erste Drehachse 7 und/oder des zweiten Bewegungsmoduls 2 um die erste Drehachse 8 herum eingestellt werden.
Unterschiedliche Betätigungselemente, die an dem ersten Adapter 15 bzw. an dem zweiten Adapter 16 befestigt werden können, werden im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 7 näher erläutert werden.
Die Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trainingsgeräts, das in wesentlichen Aspekten dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 entspricht. Dabei werden gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird in diesem Zusammenhang auf die obigen Erläuterungen der Figur 1 verwiesen und nachstehend lediglich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
Beim Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist zwischen der ersten Grundplatte 3 und dem ersten Bewegungsmodul 1 ein erster Kipphalter 17 angeordnet, der als Zwischenelement dient. Eine Bewegung des ersten Kipphalters 17 relativ zur ersten Grundplatte 3 um die erste Bewegungsachse 7 des ersten Bewegungsmoduls 1 führt zu einer gleichartigen Bewegung des ersten Bewegungsmoduls 1 relativ zur ersten Grundplatte 3. Darüber hinaus ist es möglich, das erste Bewegungsmodul 1 um eine zweite Bewegungsachse 1 1 herum zu bewegen. Die zweite Bewegungsachse 1 1 ist dabei im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 7 und auch im Wesentlichen senkrecht zur ersten Drehachse 13 angeordnet. Dabei verläuft sie im Wesentlichen parallel zur ersten Fläche 9, in der sich die erste Grundplatte 3 erstreckt.
In gleicher Weise ist zwischen dem zweiten Bewegungsmodul 2 und der zweiten Grundplatte 4 ein zweiter Kipphalter 18 angeordnet, der um die erste Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 herum bewegt werden kann. Eine derartige Bewegung führt zu einer gleichartigen Bewegung des zweiten Bewegungsmoduls 2 relativ zur zweiten Grundplatte 4. Darüber hinaus ist auch der zweite Kipphalter 18 um eine zweite Bewegungsachse 12 herum beweglich, die im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse 8 des zweiten Bewegungsmoduls 2 und auch im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Drehachse 14 verläuft. Dabei verläuft die zweite Bewegungsachse 12 zudem parallel zur Fläche 10, in der sich die zweite Grundplatte 4 erstreckt.
Durch den ersten Kipphalter 17 und den zweiten Kipphalter 18 lässt sich ein zusätzlicher Bewegungsfreiheitsgrad für das erste Bewegungsmodul 1 relativ zur ersten Grundplatte 3 und das zweite Bewegungsmodul 2 relativ zur zweiten Grundplatte 4 erreichen. Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind die zweite Bewegungsachse 1 1 des ersten Bewegungsmoduls 1 und die zweite Bewegungsachse 12 zweiten Bewegungsmoduls 2 als Drehachsen ausgestaltet, um die das erste Bewegungsmodul 1 bzw. das zweite Bewegungsmodul 2 jeweils stufenlos gedreht bzw. gekippt werden können, und zwar relativ zu einer Ausrichtung der ersten Drehachse 13 beziehungsweise der zweiten Drehachse 14 parallel zur Fläche 10. Nach einem entsprechenden Drehen oder Kippen lässt sich das erste Bewegungsmodul 1 bzw. das zweite Bewegungsmodul 2 in seiner gedrehten bzw. gekippten Position feststellen.
Die Figuren 3 bis 7 zeigen mögliche Betriebsarten einer Vorrichtung gemäß einem beliebigen der der beiden vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen die Figuren 3 bis 7 jeweils das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2, wobei an den ersten Adapter 15 bzw. den zweiten Adapter 16 verschiedene Betätigungselemente angebracht wurden.
Das Betätigungselement kann wie in der Figur 3 dargestellt ein Pedal 21 mit einem Pedalarm 22 sein, ähnlich einem Fahrradpedal. Dieses kann dann von einem Nutzer wie ein Fahrradpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal 21 mit dem Pedalarm 22 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Fahrradergometer trainieren, wenn an beiden Bewegungsmodulen 1 , 2 solche Pedale 21 mit entsprechenden Pedalarmen 22 angebracht sind. Das Betätigungselement kann wie in der Figur 4 dargestellt ein Handgriff 23 mit einer Kurbel 24 sein, ähnlich wie bei einem Handbike. Dieser Handgriff 23 kann dann von einem Nutzer wie bei einem Handbike betätigt werden. Dabei wird der Handgriff 23 mit der Kurbel 24 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht. Dadurch kann der Nutzer wie auf einem Handbike trainieren, wenn an beiden Bewegungsmodulen 1 , 2 Handgriffe 23 mit Kurbeln 24 angebracht sind.
Das Betätigungselement kann wie in der Figur 5 dargestellt ein Pedal 25 sein, ähnlich einem Gas-, Brems- oder Kupplungspedal eines Kraftfahrzeugs. Dieses Pedal 25 kann dann vom Nutzer wie ein entsprechendes Kraftfahrzeugpedal betätigt werden. Dabei wird das Pedal 25 um die erste Drehachse 13 und/oder die zweite Drehachse 14 gedreht oder geschwenkt. Dadurch kann beispielsweise das Sprunggelenk des Nutzers optimal trainiert werden. In allen drei vorstehend genannten Varianten werden die Bewegungselemente 1 , 2 in der Regel so ausgerichtet, dass die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 im Wesentlichen kollinear zueinander ausgerichtet sind.
Alternativ dazu können das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 auch wie in der Figur 6 gezeigt ausgerichtet werden. Die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 sind dabei echt parallel zueinander ausgerichtet. Das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 sind ferner so ausgerichtet, dass ein Nutzer zugleich mit jedem Fuß auf jedem Pedal 22 mit entsprechendem Pedalarm 21 stehen und Schwenkbewegungen ausführen kann. Die Beine eines Nutzers sind in der Figur 6 zu Anschauungszwecken in schematischer Art und Weise gestrichelt dargestellt.
Eine weitere Alternative zur Ausrichtung des ersten Bewegungsmoduls 1 und des zweiten Bewegungsmoduls 2 zeigt die Figur 7. Die erste Drehachse 13 und die zweite Drehachse 14 sind dabei wiederum echt parallel ausgerichtet. Ferner sind das erste Bewegungsmodul 1 und das zweite Bewegungsmodul 2 so ausgerichtet, dass ein liegender Nutzer zugleich einen Fu ß auf jedes Pedal 22 mit entsprechendem Pedalarm 21 legen und Schwenkbewegungen ausführen kann.

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Trainieren der unteren und/oder oberen Extremitäten einer Person, umfassend mindestens zwei Bewegungselemente (1 , 2), die auf einem Grundelement (3, 4) angeordnet sind, wobei die Bewegungselemente (1 , 2) jeweils eine Drehachse (13, 14) aufweisen, um die herum jeweils ein Betätigungselement (21 -25) bewegt werden kann, wobei die Bewegungselemente (1 , 2) jeweils unabhängig voneinander relativ zu dem Grundelement (3, 4) um eine erste Bewegungsachse (7, 8) beweglich sind, wobei die erste Bewegungsachse (7, 8) im Wesentlichen senkrecht zu einer Erstreckungsfläche (9, 10) des Grundelements verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bewegungselement (1 , 2) einen eigenen Antrieb aufweist, um die Betätigungselemente (21 -25) um die Drehachse (13, 14) zu drehen, und dass die
Vorrichtung ein Steuerelement (19) aufweist, das jeden Antrieb individuell ansteuern kann, um eine Bewegung eines jeden Antriebs unabhängig von einer Bewegung eines anderen Antriebs zu ermöglichen. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1 ,
2) ein Mittel zur Erfassung mindestens einer von einer Person auf das Betätigungselement (21 -25) aufgebrachten Größe aufweist, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Drehmoment, Kraft, Winkelgeschwindigkeit und Drehgeschwindigkeit.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundelement (3, 4) eine Grundplatte (3, 4) oder ein Gestell ist, die oder das beispielsweise auf einem Tisch und/oder einem Fußboden angeordnet werden kann.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1 , 2) um einen Winkel von mindestens 90 °, insbesondere um einen Winkel von 360 °, um die erste Bewegungsachse (7, 8) beweglich ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundelement (3, 4) und mindestens einem der Bewegungselemente (1 , 2) jeweils ein Zwischenelement (17, 18) angeordnet ist, wobei jedes Zwischenelement (17, 18) unabhängig von einem anderen Zwischenelement (18, 17) um die erste Bewegungsachse (7, 8) relativ zum Grundelement (3, 4) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungselemente (1 , 2) relativ zum jeweiligen Zwischenelement (17, 18) unabhängig voneinander jeweils um eine zweite Bewegungsachse (1 1 , 12) bewegbar sind, wobei die zweite Bewegungsachse (1 1 , 12) im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsfläche (9, 10) des jeweiligen Grundelements (3, 4), im Wesentlichen senkrecht zur ersten Bewegungsachse (7, 8) und im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (13, 14) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bewegungsachse (7, 8) im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse (13, 14) verläuft.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Bewegungselemente (1 , 2) einen Adapter (15, 16) zum Befestigen eines der um die Drehachse (13, 14) beweglichen Betätigungselemente (21 -25) aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Adapter (15, 16) eines der Betätigungselemente (21 -25), insbesondere ein Pedal (25), ein Pedal (21 ) mit
Pedalarm (22) oder ein Handgriff (23) mit Kurbel (24), lösbar befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittel zum lösbaren Fixieren der Bewegungselemente (1 , 2) gegen eine Bewegung relativ zum Grundelement (3, 4) vorgesehen ist.
1 1 . Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Training der unteren und/oder oberen Extremitäten.
12. Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungselemente (1 , 2) und deren Antriebe individuell von dem Steuerelement (19) angesteuert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand des ersten Bewegungselements (1 ) unterschiedlich zu einem Widerstand des zweiten
Bewegungselements (2) eingestellt wird und/oder dass eine aktive Bewegung des ersten Bewegungselements (1 ) unterschiedlich zu einer aktiven Bewegung des zweiten Bewegungselements (2) eingestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geschwindigkeit des ersten Bewegungselements (1 ) unterschiedlich zu einer Geschwindigkeit des zweiten Bewegungselements (2) eingestellt wird.
15. Verfahren zur Einstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bewegungselemente (1 , 2) vor Beginn eines Trainings individuell relativ zum Grundelement (3, 4) um die Bewegungsachsen (7, 8, 1 1 , 12) bewegt und dann gegen eine Bewegung relativ zum Grundelement (3, 4) lösbar fixiert werden.
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