DE102009003734B4

DE102009003734B4 - Wegmessvorrichtung für Trainingsgeräte

Info

Publication number: DE102009003734B4
Application number: DE102009003734A
Authority: DE
Inventors: Michael Wentkowski
Original assignee: PROXOMED MEDIZINTECHNIK GmbH
Current assignee: PROXOMED MEDIZINTECHNIK GmbH
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2029-04-04
Also published as: DE102009003734A1

Abstract

Hauptanspruch: Wegmessvorrichtung zur Trainingskontrolle an Trainingsgeräten mit mindestens einer beweglichen Komponente mit einer Messeinrichtung zur Detektierung der Wegstrecke, die von der beweglichen Komponente zurückgelegt wird, wobei die Messeinrichtung aus einem Ultraschallsender und aus einem Ultraschallempfänger besteht und der Ultraschallsender mit der beweglichen Komponente verbindbar ist und der Ultraschallempfänger ortsfest an dem Trainingsgerät angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ultraschallsender ein erstes Sendeelement (10) und ein weiterer Sendelement (11) vorgesehen sind, dass als Ultraschallempfänger ein Empfängerelement (12) an der nicht beweglichen Komponente (2) angeordnet ist, derart, dass die Differenz des Abstandes L1 von dem ersten Sendeelement (10) zu dem Empfängerelement (12) und des Abstandes L2 von dem weiteren Sendeelement (11) zu dem Empfängerelement (12) gemessen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wegmessvorrichtung zur Trainingskontrolle an Trainingsgeräten mit mindestens einer beweglichen Komponente mit einer Messeinrichtung zur Detektierung der Wegstrecke, die von der beweglichen Komponente zurückgelegt wird, wobei die Messeinrichtung aus einem Ultraschallsender und aus einem Ultraschallempfänger besteht und der Ultraschallsender mit der beweglichen Komponente verbindbar ist und der Ultraschallempfänger ortsfest an dem Trainingsgerät angeordnet ist.
Stand der Technik
Trainingsgeräte dienen zur Stärkung und zum Aufbau des Bewegungsapparates eines Menschen und sind ein notwendiges Hilfsmittel, um gezielt und systematisch die Muskeln einzelner Körperregionen aufzubauen. Dies nützt insbesondere Sportlern, die ihre Muskeln kontrolliert aufbauen wollen oder solchen Menschen, die im Rehabilitationsbereich, beispielsweise durch ein Trauma oder durch eine Krankheit geschwächte Muskelpartien wieder stärken wollen.
Die Trainingsperson hat zum Trainieren der entsprechenden Muskelpartien mit bestimmten Körperteilen eine definierte Bewegung auszuführen. Die Bewegung wird dadurch herbeigeführt, indem die Bewegung gegen einen entsprechenden Widerstand ausgeführt wird. Dieser Widerstand kann beispielsweise in Form eines oder mehreren Gewichten, ein oder mehrerer Federn oder eines Hydrauliksystems, bereitgestellt werden.
In der europäischen Patentanmeldung EP 0691140 A1 ist eine Vorrichtung vorgestellt, die dem Benutzer eine Rückkopplung über sein Training an einem Gewichthebegerät liefert. Die Vorrichtung besitzt Mittel, um die Anzahl der gehobenen Gewichte zu ermitteln, die Wegstrecke der gehobenen Gewichte zu messen und elektronische Mittel um diese Daten aufzunehmen, anzuzeigen und zu speichern. Ferner kann die Vorrichtung die Geschwindigkeit feststellen, mittels der die Gewichte angehoben werden. Zur Messaufnahme werden lichtempfindliche und magnetische Sensoren vorgeschlagen.
Ferner ist aus der WO 2003 082 411 A2 ein Trainingsgerät mit einer Wegmessvorrichtung bekannt. Die Wegmessvorrichtung ist derart ausgestaltet, dass ein Sender an der beweglichen Komponente des Trainingsgerätes angeordnet ist, wobei ein Empfänger an der feststehenden Komponente des Trainingsgeräts fixiert ist. Die bewegliche Komponente an den Trainingsgeräten sind der Stapel an Gewichtsplatten, der durch eine Bewegung des Benutzers angehoben und abgesenkt werden soll. Der Sender ist dabei gleichzeitig ein Steckpin zur Auswahl der entsprechenden Anzahl von Gewichtsplatten, die anzuheben und abzusenken sind. Durch eine Ultraschallmessung wird die entsprechende Distanz zwischen dem Empfänger und dem Sender detektiert und es kann festgestellt werden, welche Gewichtswahl getroffen worden ist. Es kann weiterhin festgestellt werden, welche Distanz die bewegte Komponente in Bezug auf den feststehenden Empfängers zurücklegt.
Nachteile des Standes der Technik
In der Praxis ergaben sich bei solchen Geräten, die den Steckstift als Ultraschallsender ausgebildet haben, die Nachteile, dass die Vorrichtung nicht unterscheiden kann, ob tatsächlich eine Trainingsbewegung ausgeübt wird oder ob der Steckstift anders platziert wird. Fehlbelastungen und Fehlinterpretationen sind die Folge.
Insbesondere bei solchen Trainingsgeräten, die neben der eigentlichen Auswahl der Gewichtsplatten durch Setzen des Steckstifts noch zusätzlich Stellelemente vorsehen, mit denen eine Feinjustierung möglich ist, sind solche Ausführungen nicht geeignet, da diese nicht die Zusatzgewichte erkennen. Schon aus diesem Grund können Fehlbelastungen und Fehlinterpretation des Trainingvorganges möglich sein.
Ferner treten Fehlinterpretationen des Messweges deswegen auf, da Temperaturänderungen die Messbedingungen entsprechend ändern, sodass die Vorrichtung für ein und dieselbe Distanz bei unterschiedlichen Temperaturen, unterschiedliche Wege detektiert.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messvorrichtung gemäss dem Stand der Technik derart weiterzubilden, damit zumindest ein Nachteil des Standes der Technik vermieden wird.
Lösung der Aufgabe
Die Lösung der Aufgabe wird durch Anspruch 1 bestimmt.
Vorteile der Erfindung
Eine der wesentlichen Vorteile der Erfindung ist es, dass Fehlinterpretationen der Messvorrichtung vermieden werden. Aufgrund der Differenzmessung, die zwischen einem ersten und einem zweiten Sender, die jeweils an den beweglichen Komponente des Trainingsgerätes angeordnet sind, festgestellt wird, entsteht eine Kontrolle aller möglichen Gewichtseinstellungen. Daher ist eine Unterscheidungsmöglichkeit zwischen einer Trainingsbewegung und einer Gewichtsanwahl möglich, sodass softwaretechnisch die Darstellung des entsprechenden Ergebnisses, beispielsweise auf einem Bildschirm, dies ausgeben kann. Aufgrund der Verwendung von zwei Sendereinheiten ist eine verbesserte Störfestigkeit im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten gegeben.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass diese sehr kompakt gebaut ist und integrativer Bestandteil des Trainingsgerätes ist, in dem die entsprechenden Sender als Steckpinn bzw. Steckstifte ausgebildet werden.
Der Benutzer hat somit die Möglichkeit, mittels des ersten Steckstifts aus einer groben Auswahl von Gewichten die anzuhebende Last auszuwählen. In einem weiteren Schritt hat er über einen weiteren Steckstift die Möglichkeit, die feiner aufgeteilten Gewichte auszuwählen, sodass sich eine entsprechende Gesamtbelastung ergibt. Erst wenn die beiden Sendeeinheiten über einen definierten Zeitraum die exakt gleiche Distanz darstellen, kann das Messsystem davon ausgehen, dass die Gewichtseinstellung abgeschlossen ist. Somit kann dann während der Bewegung des ausgewählten Gewichtspaktes die Distanz zwischen dem Steckstift, der für die grobe Einteilung vorgesehen ist oder/und zwischen dem Steckstift, der für die feine Einteilung der Gewichte zuständig ist, gemessen werden. Dadurch ist eine Redundanz im Messsystem gegeben, sodass bei eventuellem Defekt eines Senders die Fehlermeldung präzise ausgegeben wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen hervor:
Zeichnung
Es zeigt:
1 Eine perspektivische Ansicht auf ein Trainingsgerät, sowie der Vorrichtung zur Messung an dem Trainingsgerät.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
In 1 ist schematisch ein Trainingsgerät 1 dargestellt. Dieses besteht aus einer feststehenden Komponente 2, dem Gestell und mindestens einer beweglichen Komponente 3, den Gewichten. Ein nicht in den Zeichnungen dargestellter Benutzer zieht an einer Einrichtung 4 in Pfeilrichtung 5 und bewegt dadurch entgegen der Schwerkraft die bewegliche Komponente 3. Die für das Training notwendige alternierende Bewegung findet von einer angehobenen Stellung der Gewichte (wie beispielsweise in 1 dargestellt) bis zu einer Stellung statt, die höher ist als die dargestellte Position.
Die bewegliche Komponente besteht aus einem ersten Gewichtsstapel mit jeweiligen Gewichtsplatten 3.1 und einem weiteren Gewichtsstapel mit weiteren Gewichtsplatten 3.2. Der erste Gewichtsstapel wird an einer ersten Führung 7 geführt, wobei der zweite Gewichtsstapel an einer zweiten Führung 8 geführt wird. Der erste Gewichtsstapel dient dazu, grob das anzuhebende Gesamtgewicht einzustellen, wobei der weitere Gewichtsstapel eine Feinjustierung hinsichtlich des Gewichtes ermöglicht. Die Auswahl der anzuhebenden Gewichte erfolgt – wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist – durch das Einstecken eines Steckstifts 6 bzw. 9. Alle über den jeweiligen Steckstiften 6, 9 angeordneten Gewichtsplatten 3.1 und 3.2 werden angehoben, die übrigen verbleiben an ihrer Ruheposition.
Um diese Bewegung detektieren und aufzeichnen zu können, ist ein erstes Sendelement 10 an dem ersten Steckstift 6 (den ersten Gewichtsplatten 3.1 zugeordnet) angeordnet. Ein weiteres Sendeelement 11 ist an dem weiteren Steckstift 9 (den weiteren Gewichtsplatten 3.2 zugeordnet) vorgesehen. Ein Empfängerelement 12 ist an der feststehenden Komponente 2 des Trainingsgeräts 1 angeordnet. Die Sendeelemente 10, 11 sind vorzugsweise Ultraschallsender und über ein Kabel mit der notwendigen Energie versorgt. Alternativ können auch die Sendeelemente 10, 11 akku- oder batteriebetrieben ausgelegt sein. Das Empfängerelement 12 empfängt die von den Sendeelementen 10, 11 ausgesendeten Signale.
Funktionsweise:
Der Benutzer wählt durch Stecken der Steckstifte 6, 9 die Anzahl der anzuhebenden Gewichtsplatten 3.1 bzw. 3.2. Die ersten Gewichtsplatten 3.1 sind die Hauptgewichte, die weiteren Gewichtsplatten 3.2, die Zusatzgewichte für die Feinjustierung. Die mit dem Trainingsgerät verbundene Auswertungs- und Aufzeichnungsvorrichtung (nicht näher dargestellt), zeichnet die Bewegung der Sendeelemente 10, 11 bzw. der Steckstifte 6, 9 auf, da die aussendenden Signale von dem Empfängerelement 12 empfangen werden. Vorzugsweise senden beide Sendeelemente 10, 11 auf verschiedenen Kanälen, sodass von dem Empfängerelement 12 detektiert werden kann, von welchem Sendeelement 10, 11 das Signal stammt.
Um festzustellen, ob es sich um eine Einstellung der Gewichte oder um tatsächlich ein Anheben der Gewichte handelt, wird zunächst von der Auswertungs- und Aufzeichnungsvorrichtung – vorzugsweise im Multiplexverfahren – die Differenz L3 aus der relativen Lage des ersten Steckstifts 6 und des weiteren Steckstifts 9 bestimmt. Die Lage der jeweiligen Steckstifte 6, 9 ist durch den Abstand des Steckstifts zum Empfängerelement 12 bestimmt und ist für den ersten Steckstift 6 mit L1 und für den weiteren Steckstift 9 mit L2 bezeichnet.
Ist die Differenz L3 = L1 – L2 nicht konstant, so kann daraus geschlossen werden, dass die Einstellung der Gewichte im Gange ist. Ist diese konstant, so kann daraus geschlossen werden, dass die Einstellung abgeschlossen ist.
Für die eigentlichen Trainingsvorgänge wird nun die Position L1 oder/und L2 gemessen und aufgezeichnet. Diese entspricht der jeweiligen Lage der beweglichen Komponente 3 relativ zum Empfängerelement 12.
Somit ist eine sichere Unterscheidungsmöglichkeit zwischen der eigentlichen Trainingsbewegung und der Gewichtsanwahl gegeben. Um eine höhere Redundanz der Messergebnisse zu gewährleisten, können beide Messwerte aufgezeichnet werden.
Zusätzlich wird die Abhängigkeit der Laufzeitmessung durch Verwendung eines Temperaturmesssensors während der Wegmessung minimiert.
Bezugszeichenliste

1: Trainingsgerät
2: feststehende Komponente
3: bewegliche Komponente
3.1: erster Gewichtsstapel
3.2: weiterer Gewichtsstapel
4: Einrichtung
5: Pfeil
6: erster Steckstift
7: erste Führung
8: zweite Führung
9: weiterer Steckstift
10: erstes Sendeelement
11: zweites Sendeelement
12: Empfängerelement
L1, L2, L3: Abstand

Claims

Wegmessvorrichtung zur Trainingskontrolle an Trainingsgeräten mit mindestens einer beweglichen Komponente mit einer Messeinrichtung zur Detektierung der Wegstrecke, die von der beweglichen Komponente zurückgelegt wird, wobei die Messeinrichtung aus einem Ultraschallsender und aus einem Ultraschallempfänger besteht und der Ultraschallsender mit der beweglichen Komponente verbindbar ist und der Ultraschallempfänger ortsfest an dem Trainingsgerät angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Ultraschallsender ein erstes Sendeelement (10) und ein weiteres Sendelement (11) vorgesehen sind, dass als Ultraschallempfänger ein Empfängerelement (12) an der nicht beweglichen Komponente (2) angeordnet ist, derart, dass die Differenz des Abstandes L1 von dem ersten Sendeelement (10) zu dem Empfängerelement (12) und des Abstandes L2 von dem weiteren Sendeelement (11) zu dem Empfängerelement (12) gemessen wird.
Wegmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement (10) als Steckstift (6) ausgebildet ist.
Wegmessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Sendeelement (11) als weiterer Steckstift (9) ausgebildet ist.
Wegmessvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Steckstift (9) zur Auswahl eines weiteren Gewichtsstapels (3.2) vorgesehen ist.
Wegmessvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelemente (10, 11) auf unterschiedlichen Kanälen senden.