DE102009004011A1

DE102009004011A1 - Method for stimulating individual extremities of human body for therapy or training purposes, involves producing movement by drive and transmitting movement by transmission mechanisms to contact unit

Info

Publication number: DE102009004011A1
Application number: DE200910004011
Authority: DE
Inventors: Oliver Kromat
Original assignee: Kromat Oliver Dr
Current assignee: Kromat Oliver Dr
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2010-07-08

Abstract

The method involves producing movement by a drive and transmitting the movement by transmission mechanisms (2,2',2'') to a contact unit. The movement is executed on the appropriate extremity by the contact unit. An independent claim is also included for a device for stimulating individual extremities of the human body for therapy or training purposes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stimulierung einzelner Extremitäten des menschlichen Körpers zu Therapie- und/oder Trainingszwecken und außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for stimulating individual extremities of the human body for therapy and / or training purposes and also a device for carrying out this Process.

Viele Menschen leiden unter körperlichen Einschränkungen in Form von Bewegungen von Muskelgruppen, die sie nicht unmittelbar selbst beeinflussen können. Ein Beispiel einer solchen neurologischen Erkrankung ist ein Tremor. Betroffene Körperpartien sind die Extremitäten, vor allem die oberen. Als Therapie kommen neben medikamentösen und chirurgischen Behandlungen auch mechanische Einflüsse auf die Extremitäten in Frage. Es gilt daher, durch geeignete technische Gerätschaften positiven Einfluss auf die Extremitäten des Körpers unter derartigen Krankheiten leidender Personen auszuüben. Bekannt sind z. B. aus der US 4,671,257 oder der US 4,825,852 Vorrichtungen, mit denen Bewegungen auf Körper ausgeübt werden können. In diesem Zusammenhang geht es aber primär um bettlägerige oder sonst wie deutlich stärker in ihren Bewegungsmöglichkeiten eingeschränkte Personen, die beispielsweise nur mit Hilfe derartiger Apparaturen bewegt werden können sollen, ohne dass ein Therapie- oder Trainingszweck damit verbunden wäre.Many people suffer from physical limitations in the form of movements of muscle groups that they can not directly affect themselves. An example of such a neurological disorder is a tremor. Affected body parts are the extremities, especially the upper. In addition to medical and surgical treatments, mechanical influences on the extremities are also considered as therapy. It is therefore necessary to exert a positive influence on the extremities of the body under such diseases of suffering persons by suitable technical equipment. Are known z. B. from the US 4,671,257 or the US 4,825,852 Devices with which movements on the body can be exercised. In this context, it is primarily about bedridden or otherwise much more limited in their movement possibilities persons who should be able to be moved, for example, only with the help of such equipment without a therapeutic or training purpose would be associated with it.

Der vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Stimulierung der Extremitäten zur Bewegungs- und Muskelverbesserung, zum Muskeltraining oder zur Muskelanregung neurologisch erkrankter Personen nach wissenschaftlichen Erkenntnissen und auch zum generellen Leistungstraining zu ermöglichen.Of the present invention sets itself the task of stimulation limbs to improve movement and muscle, for muscle training or muscle stimulation neurologically ill Persons according to scientific knowledge and also to the general To enable performance training.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass über einen Antrieb Bewegungen erzeugt und über einen Übertragungsmechanismus auf eine Kontakteinheit übertragen werden, über welche die Bewegung auf die entsprechende Extremität ausgeübt wird.These The object is achieved according to the method, that generated via a drive movements and over transmit a transmission mechanism to a contact unit be about which the movement on the appropriate Extremity is exercised.

Der eingeschränkten Steuerbarkeit von Fingern, Händen Armen, Schultern, Zehen, Füßen und Beinen einschließlich aller ihrer Einzelmuskeln an entsprechenden neurologischen Krankheiten leidender Menschen wird mit diesem Verfahren wirksam entgegengetreten, indem eine Stimulierung der Muskeln der Extremitäten erfolgt. Damit kann die Bewegungskoordination mittelfristig oder auch dauerhaft verbessert werden. Die Anwendung der Apparatur erfolgt nach neurologischen Erkenntnissen in Hinblick auf erkrankte Personen und kann darüber hinaus auch zum generellen Leistungstraining benutzt werden. Dabei wird über einen oder mehrere Antriebe eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Bewegung erzeugt. Über einen geeigneten Übertragungsmechanismus werden diese Bewegungen auf eine Kontakteinheit und damit auf eine menschliche Extremität übertragen. Der Bediener übt einen Kontakt durch Anlegen oder -drücken, ggf. auch gesichert über einen Fixiermechanismus, auf die Kontakteinheit aus, die dann ihrerseits über den Antrieb gesteuert wird. Auf diese Weise wird auf die entsprechende Extremität eine Bewegung auch in einer Form ausgeübt, zu der weder gesunde noch unter neurologischen Erkrankungen leidende Menschen fähig wären. Damit werden Muskeln und Muskelgruppen in vorteilhafter Form angeregt; es kommt zu einer Verbesserung der Bewegungsmöglichkeiten.Of the limited controllability of fingers, hands Including arms, shoulders, toes, feet and legs of all their individual muscles at corresponding neurological diseases suffering people is effectively countered with this method, by stimulating the muscles of the extremities. Thus, the coordination of movements can be improved in the medium term or permanently become. The application of the apparatus is carried out according to neurological Findings about sick people and can about it also be used for general performance training. there becomes a continuous one or more drives or generates discontinuous motion. Via a suitable transmission mechanism These movements are on a contact unit and thus on a transmit human limb. The operator practices a contact by creating or pressing, possibly also secured via a fixing mechanism, on the contact unit, which in turn over the drive is controlled. In this way it will be on the corresponding extremity a movement also exercised in a form to which neither healthy people still suffering from neurological diseases would be capable. This will be muscles and muscle groups stimulated in an advantageous manner; it comes to an improvement of Movement possibilities.

Dabei ist vorgesehen, dass der Antrieb über Stimuli und/oder Algorithmen gesteuert wird. Hierüber erfolgt eine Anregung der Extremitäten, worunter Finger, Hände, Arme, Schultern, Zehen, Füße und Beine einschließlich aller ihrer Einzelmuskeln verstanden werden. Die Stimuli können hierbei so gewählt werden, dass die Muskeln mit einer Frequenz bewegt werden, welche durch die zu behandelnde Person nicht mehr selbständig erreicht werden kann, sodass durch den Trainingseffekt eine besonders gezielte Verbesserung der Beweglichkeit gefördert wird.there is provided that the drive via stimuli and / or Algorithms is controlled. This is a suggestion limbs, among which fingers, hands, arms, Including shoulders, toes, feet and legs of all their individual muscles. The stimuli can be chosen so that the muscles move at a frequency which are no longer self-employed by the person to be treated can be achieved, so through the training effect a special targeted improvement of mobility is promoted.

Es ist dabei daran gedacht, dass die Stimuli durch diskrete Logik oder durch einen Mikrocontroller erzeugt werden. Der Mikrocontroller bietet hierbei noch mehr Flexibilität, weil die Stimuli ständig über die geplante Programmierung modifiziert werden können. Die Geschwindigkeit der Motoren kann z. B. über die Spannung oder eine Quelle zur Pulsweitenmodulation individuell eingestellt werden. Dasselbe gilt für die Reichweite der Bewegungen, die ebenfalls über eine Zeitsteuerung durch den Mikrocontroller oder die Logik individuell eingestellt werden kann.It It is thought that the stimuli through discrete logic or be generated by a microcontroller. The microcontroller offers even more flexibility, because the stimuli constantly modified over the planned programming can be. The speed of the motors can z. B. via the voltage or a source for pulse width modulation be set individually. The same applies to the range the movements, which also have a time control through the microcontroller or the logic can be set individually can.

Varianten der Erfindung sehen dabei vor, dass das Ein/Aus-Schalten und/oder die Frequenz des Antriebs gesteuert werden. Zur Stimulation der Extremitäten werden die Antriebe also entweder direkt mit Ein/Aus-Funktion mit dem Stimulationsalgorithmus angesteuert oder in ihrer Drehzahl moduliert. Hierbei sind letztlich unendlich viele Stimuli denkbar, die unterschiedlichste und immer wieder abwechselnde Effekte auf den Trainingserfolg ausüben können.variants The invention provide that the on / off switching and / or the frequency of the drive can be controlled. For stimulation of the extremities The drives are therefore either directly with on / off function with The stimulation algorithm is controlled or modulated in their speed. in this connection Ultimately, an infinite number of stimuli are conceivable, the most varied ones and repeatedly exercise alternating effects on the training success can.

Die Stimulation kann nach verschiedenen Bewegungsmustern erfolgen. Als vorteilhaft ist dabei insbesondere anzusehen, wenn der Antrieb, insbesondere der Antrieb über die Stimuli, quasizufällig, frequenzmoduliert und/oder nach einer Treppen-/Dreiecksfunktion gesteuert wird. Auch eine Kombination dieser Antriebe ist dabei denkbar. Einen besonders positiven stimulierenden Effekt üben dabei die quasizufälligen Muster aus, da sie ein breites Frequenzspektrum abdecken. Über die Quasizufallsfolge können entweder zufällig bestimmte Muskel-Koordinationen angesprochen werden oder die Geschwindigkeit der Stimulation der Muskel-Koordination wird moduliert.The stimulation can be done according to different movement patterns. It is to be regarded as particularly advantageous if the drive, in particular the drive via the stimuli, quasi-random, frequency modulated and / or controlled by a staircase / triangle function. A combination of these drives is conceivable. A particularly positive stimulating effect is exercised by the quasi-random patterns, since they cover a broad frequency spectrum. About the quasi-random sequence can either randomly determined Mus or the rate of stimulation of muscle coordination is modulated.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird außerdem vorrichtungsgemäß durch einen Antrieb zur Erzeugung von Bewegungen, eine Kontakteinheit zur Ausübung der Bewegungen auf eine jeweilige menschliche Extremität und einen Übertragungsmechanismus zur Übertragung der Bewegungen auf die Kontakteinheit gelöst.The inventive object is also according to the device by a drive for generating of movements, a contact unit for exercising the movements to a respective human limb and a transmission mechanism solved for transmitting the movements to the contact unit.

Eine solche Vorrichtung besteht aus den zentralen Baugruppen in Form eines oder mehrerer Antriebe, einer Kontakteinheit zur Ausübung der Bewegungen auf die jeweilige menschliche Extremität, die daran anliegt oder ggf. auch zusätzlich fixiert ist, sowie einem Übertragungsmechanismus zur Übertragung der Bewegungen des oder der Antriebe auf die ein- oder mehrteilige Kontakteinheit.A Such device consists of the central assemblies in the form one or more drives, a contact unit for exercise of the movements on the respective human extremity, the attached to it or if necessary also additionally fixed, as well as a transmission mechanism for transmission the movements of the drive or drives on the one or more parts Contact unit.

Weiterhin ist in Bezug auf die Vorrichtung daran gedacht, dass die Steuerung des Antriebs über Stimuli und/oder Algorithmen bzw. bezüglich eines Ein/Aus-Schaltens des Antriebs und/oder seiner Frequenz erfolgt. Die Erzeugung der Stimuli erfolgt durch Logik oder durch einen Mikrocontroller und zwar am zweckmäßigsten über eine quasizufällige, frequenzmoduliert und/oder eine Steuerung des Antriebs nach einer Treppen-/Dreiecksfunktion. Gedacht ist dabei an diverse, auf den jeweiligen Anwendungsfall, sprich die jeweilige Extremität des menschlichen Körpers hin ausgebildete Kontakteinheit zur Stimulierung von Fingern, Händen, Armen, Schultern, Zehen, Füßen und/oder Beinen samt ihrer Einzelmuskeln.Farther With regard to the device, it is thought that the controller of the drive via stimuli and / or algorithms an on / off switching of the drive and / or its frequency takes place. The stimuli are generated by logic or by a microcontroller and most conveniently over a quasi-random, frequency modulated and / or a controller the drive after a staircase / triangle function. Thought is there to various, to the particular application, ie the respective Extremity of the human body trained Contact unit for stimulating fingers, hands, arms, shoulders, Toes, feet and / or legs together with their individual muscles.

Eine auf die Stimulierung der Finger bzw. Hände zugeschnittene Variante der Erfindung sieht dabei vor, dass als Übertragungsmechanismus mindestens eine Zahnstange, mindestens ein Zahnrad bzw. ein Zahnriemen dient. Von dem Antrieb ausgehende Bewegungen werden dabei über Zahnstangen oder -räder übertragen.A tailored to the stimulation of the fingers or hands Variant of the invention provides that as a transmission mechanism at least one rack, at least one gear or a toothed belt serves. From the drive outgoing movements are over Transfer racks or wheels.

Hierdurch wird eine Bewegung speziell auf die menschliche Hand oder den menschlichen Fuß in der Form ausgeübt, dass als Kontakteinheit eine Konsole zur Auflage einer menschlichen Hand und/oder eines menschlichen Fußes dient. Diese weist Ausnehmungen auf, die korrespondierend zu einem Fuß bzw. einer Hand mit zumindest teilweise ausgestreckten Fingern positioniert sind. Die Konsole ist hierzu als eine Art Plattform ausgebildet, auf welcher die menschliche Hand oder der Fuß zu positionieren ist.hereby is a movement specific to the human hand or the human Foot exercised in the form that as a contact unit a console for supporting a human hand and / or a human foot serves. This has recesses, the corresponding to a foot or a hand with at least partially outstretched fingers are positioned. The console is designed for this purpose as a kind of platform on which the human Hand or the foot is to be positioned.

Eine Alternative zu dieser Ausführungsform sieht vor, dass der Übertragungsmechanismus hydraulisch gesteuert ist.A Alternative to this embodiment provides that the transmission mechanism is hydraulically controlled.

Konkret befinden sich in der Kontakteinheit in Form der Konsole Ausnehmungen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass die Finger bzw. Zehen auf den Ausnehmungen positioniert werden. Dabei ist jeder Ausnehmung ein separater Antrieb zugeordnet.Concrete are in the contact unit in the form of console recesses, which are designed and arranged so that the fingers or toes on the recesses are positioned. There is every recess assigned a separate drive.

Betätigt man nun den Antrieb, kommt es dazu, dass die Zahnstangen im Rahmen der Übertragung der Bewegung die Ausnehmungen durchdringen, wobei durch die angetriebenen Zahnstangen eine Bewegung auf die Finger bzw. Zehen ausgeübt wird.actuated Now that you have the drive, it happens that the racks in the frame the transmission of the movement penetrate the recesses, whereby the driven racks move on the Finger or toes is exercised.

Entsprechend ist es empfehlenswert, dass die Konsole mindestens fünf, vorzugsweise sechs Ausnehmungen aufweist. Damit ist eine Positionierung insbesondere auch der menschlichen Hand bzw. der Finger auf den Ausnehmungen für die linke und die rechte Hand möglich, wobei die jeweils äußeren Ausnehmungen für den linken bzw. rechten Daumen vorgesehen sind. Die Motoren werden über Motortreiber durch die Stimuli dabei so angesteuert, dass es eine maximale und eine minimale Auslenkung gibt.Corresponding It is recommended that the console be at least five, preferably has six recesses. This is a positioning especially the human hand or the finger on the Recesses for the left and the right hand possible, wherein the respective outer recesses for the left and right thumb are provided. The engines are powered by motor controlled by the stimuli so that there is a maximum and there is a minimum deflection.

Eine speziell auf eine Anregung der Arme ausgerichtete Variante der Erfindung sieht vor, dass als Übertragungsmechanismus ein Ritzel und/oder eine Kette dienen. Ein Elektromotor etwa treibt das Ritzel an, dieses wiederum eine Kette und diese wiederum ein Kettenrad. Die Drehzahl des Kettenrades ergibt sich aus dem Zahnverhältnis der Zähne des Ritzels und des Kettenrades. Bei der Einstellung der Drehzahl des Kettenrades ist es wichtig, die Maximaldrehzahl so zu wählen, dass der Anwender diese nicht mehr eigenständig erreichen kann, sondern sich vom Motor führen lassen muss. Die Drehzahl des Motors wird dabei über eine Pulsweitenmodulation eingestellt. Hierbei wird der benötigte Strom inklusive Strombegrenzung für Überlast bei der Maximalamplitude der Spannung in einem hohen Tastverhältnis an- und ausgeschaltet. Die Drehzahl ergibt sich daraus, wie lange in einer Periode kein Strom fließt ist. Das Verhältnis von „an” zu „aus” wird durch einen Mikrocontroller nach dem gewählten Algorithmus eingestellt. Die Drehfrequenz der Motoren kann durch den Algorithmus auch so dimensioniert werden, dass man körpereigene interne Schwingkreise (Tremor) verstimmt oder ihre Schwingbedingungen komplett unterbricht.A specifically directed to an excitation of the arms variant of the invention provides that as a transmission mechanism a pinion and / or serve a chain. An electric motor drives the pinion this, in turn, a chain and this in turn a sprocket. The speed of the sprocket results from the tooth ratio the teeth of the pinion and the sprocket. In the setting The speed of the sprocket, it is important to the maximum speed to choose so that the user no longer independent can reach, but must be guided by the engine. The speed of the motor is thereby via a pulse width modulation set. Here, the required power is included Current limit for overload at the maximum amplitude the voltage in a high duty cycle on and off. The speed results from how long in a period no Electricity is flowing. The ratio of "on" to "off" becomes through a microcontroller according to the chosen algorithm set. The rotational frequency of the motors can be determined by the algorithm also be dimensioned so that one's body's internal Vibration circuits (tremor) detunes or their vibration conditions completely interrupts.

Im Hinblick auf diese gerade zur Ausübung von Bewegungen auf Arme und/oder Schultern geeignete Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Übertragungsmechanismus ein Bandstahl dient, der an der Antriebswelle eines Motors befestigt ist.in the With regard to these just for exercising movements Arms and / or shoulders suitable embodiment of the invention it is provided that serves as a transmission mechanism, a strip steel, which is attached to the drive shaft of a motor.

Zur Ausübung der Bewegungen auf Arme und/oder Schultern ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass als Kontakteinheit drehbar gelagerte Handhalterungen und/oder Fußhalterungen/Pedale dienen, deren Antrieb über das Ritzel bzw. die Kette erfolgt. Bewegt sich der Bandstahl um die Motorwelle, wird der Arm laufend gestreckt und dann wieder gebeugt. In Hinblick auf die Ausübung von Bewegungen auf die Beine entspricht der Mechanismus dem eines Fahrrades oder Gokarts mit Motorantrieb. Sinn ist dabei aber nicht die Bewegung der Räder, sondern – umgekehrt – der Pedalen, auf denen die Füße positioniert sind. Auch eine einem Fahrrad auf einer Fahrradrolle oder einem Ergometer nachempfundene Vorrichtung ist denkbar. Die Beine können dabei in einer maximalen Frequenz bewegt werden, die der Anwender nicht oder nur sehr schwer mit der eigenen Motorik erreichen könnte.To exercise the movements on arms and / or shoulders, the device is designed so that serve as a contact unit rotatably mounted hand holders and / or foot mounts / pedals whose drive is via the pinion or the chain. If the steel strip moves around the motor shaft, the arm is stretched continuously and then bent again. With regard to the exercise of leg movements, the mechanism is the same as that of a motorized bicycle or go-cart. However, it is not the movement of the wheels but, conversely, the pedals on which the feet are positioned. A device modeled after a bicycle on a bicycle wheel or an ergometer is also conceivable. The legs can be moved in a maximum frequency that the user could not or very difficult to achieve with their own motor skills.

Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung so angeordnet ist, dass die Streckung durch den Antrieb mit einem Winkel von ca. 45° gegenüber der Horizontalen erfolgt.additionally it is proposed that the device is arranged so that the extension by the drive at an angle of about 45 ° relative to the Horizontal takes place.

Ein Apparat zum gezielten Training der Hände sieht u. a. auch vor, dass der Kontakteinheit Excenter zugeordnet sind. Ein Motor treibt dabei den Excenter an, der die Kreisbewegung des Motors in eine Vertikalbewegung einer Zahnstange umwandelt. Die Vertikalbewegung wird dann wieder über ein Zahnrad auf eine Welle gegeben, die einer Handhalterung eine halbkreisförmige Bewegung vorgibt.One Apparatus for the targeted training of the hands sees u. a. also before that are assigned to the contact unit eccentric. An engine it drives the eccentric, the circular motion of the engine in one Vertical movement of a rack converts. The vertical movement is then given back to a shaft via a gear, the one hand holder a semi-circular motion pretends.

Damit wird die Hand im Bereich des Handgelenks hin- und hergedreht, weswegen die Vorrichtung mindestens eine drehbar gelagerte Kontakteinheit aufweist.In order to The hand is turned back and forth in the area of the wrist, which is why the device has at least one rotatably mounted contact unit.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht dabei vor, dass zwei drehbar gelagerte Kontakteinheiten unabhängig voneinander steuerbar ausgebildet sind. Es existiert also jeweils ein Antrieb pro Hand. Diese sind nicht phasenstarr aneinander gebunden, um eine weitere auf den Bediener willkürlich ausgeübte Bewegungsmöglichkeit zu schaffen. Die Drehgeschwindigkeit der Maschine wird dabei über die bereits oben beschriebene Elektronik gesteuert.A sees particularly advantageous embodiment of the invention in front of that two rotatably mounted contact units independently formed from each other controllable. So there is one each Drive per hand. These are not phase-locked together, for another arbitrarily exercised on the operator To create a possibility of movement. The rotational speed The machine is doing over the already described above Electronics controlled.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren zur Stimulierung sämtlicher Extremitäten des menschlichen Körpers zu Therapie- und/oder Trainingszwecken und mehrere Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen sind, die insbesondere für Menschen mit eingeschränkter Motorik geeignet sind. Gemeinsam ist sämtlichen Ausführungsformen der Vorrichtung ein Antrieb zur Erzeugung von quasizufälligen, frequenzmodulierten oder Antrieben nach einer Treppen-/Dreiecksfunktion, mit der die Muskeln in einer Frequenz bewegt werden können, welche die zu therapierende Person nicht mehr selbständig erreichen kann. Die Anregung ist dabei für diese Person zufällig, ihr Gehirn wird durch die Bewegung angeregt, sodass es zur Bildung neuer Vernetzungen und zu einer entsprechenden positiven Beeinflussung etwa eines Tremors kommen kann. Gezielt können dabei Finger, Hände, Arme, Schultern, Zehen, Füße und Beine angesprochen werden, indem auf diese Extremitäten durch den Motor eine Bewegung übertragen und damit die Schwingfrequenz und/oder Amplitude eines Tremors kurz- oder langfristig verändert oder gar neutralisiert werden kann. Hierzu umfasst die Erfindung eine Kontakteinheit, durch bzw. über welche die Bewegung auf die jeweilige aufliegende oder auch befestigte Extremität ausgeübt werden kann.The Invention is characterized in particular by the fact that a method to stimulate all extremities of the human Body for therapy and / or training purposes and several Devices for carrying out this method created are, especially for people with limited Motor skills are suitable. Common to all embodiments the device a drive for the generation of quasi-random, frequency modulated or drives according to a staircase / triangle function, with which the muscles can be moved in one frequency, which the person to be treated is no longer self-employed can reach. The suggestion is for this person by chance, her brain is stimulated by the movement, so that it can lead to the formation of new networks and a corresponding positive influence of a tremor, for example. targeted can be fingers, hands, arms, shoulders, toes, feet and legs are addressed by putting on these extremities transmitted through the motor movement and thus the Oscillation frequency and / or amplitude of a tremor short or long term changed or even neutralized. Includes the invention a contact unit, by or via which the movement on the respective resting or also fixed Extremity can be exercised.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the accompanying drawings in which a preferred embodiment with the necessary Details and items is shown. Show it:

1 ein Blockschaltbild der Elektronik zum Ansteuern der Motoren für Apparate für Arme, Beine, Schultern und Hände, 1 a block diagram of the electronics for driving the motors for apparatuses for arms, legs, shoulders and hands,

2 ein Blockschaltbild der Elektronik zum Ansteuern der Motoren für Apparate für Finger und Zehen, 2 a block diagram of the electronics for driving the motors for apparatuses for fingers and toes,

3 eine Vorrichtung zur Stimulierung von Fingern und Zehen in Seitenansicht, 3 a device for stimulating fingers and toes in side view,

4 die Vorrichtung aus 3 in Draufsicht, 4 the device off 3 in plan view,

5 eine Vorrichtung zur Stimulierung der Arme in Seitenansicht, 5 a device for stimulating the arms in side view,

6 die Vorrichtung aus 5 in Stirnansicht, 6 the device off 5 in front view,

7 eine Vorrichtung zur Steuerung der Arme und Schultern, 7 a device for controlling the arms and shoulders,

8 eine Vorrichtung zur Stimulierung der Hände in Frontansicht und 8th a device for stimulating the hands in front view and

9 die Vorrichtung aus 8 in Draufsicht. 9 the device off 8th in plan view.

1 zeigt ein Blockschaltbild der Elektronik zum Ansteuern eines nicht dargestellten Elektromotors zur Ansprache von Armen, Händen, Schultern und Beinen. Mit 34 ist dabei der Mikrocontroller bezeichnet, mit dem Bezugszeichen 5 der Algorithmus zur Berechnung des entsprechenden Schwellenwertes. Ist dieser, symbolisiert durch den Pfeil 31, erreicht, wechselt das Signal der Pulsweitenmodulation seine Polarität sozusagen von logisch 0 nach logisch 1 oder umgekehrt, dargestellt durch das mit dem Bezugszeichen 6 versehene Kästchen, erzeugt. Es folgt eine Signalgebung, dargestellt durch den Pfeil 32, an den Verstärker bzw. Motor-Treiber 43 und folglich eine Ansteuerung des Motors 7, symbolisiert durch den Pfeil 33. 1 shows a block diagram of the electronics for driving an electric motor, not shown, for addressing arms, hands, shoulders and legs. With 34 is the microcontroller designated, with the reference numeral 5 the algorithm for calculating the corresponding threshold. Is this symbolized by the arrow 31 he is sufficient, the signal of the pulse width modulation changes its polarity, so to speak, from logic 0 to logic 1 or vice versa, represented by the reference numeral 6 provided boxes generated. This is followed by signaling, indicated by the arrow 32 , to the amplifier or motor driver 43 and consequently a drive of the motor 7 symbolized by the arrow 33 ,

Die Variante für Finger und Zehen ist in 2 und dem dort wiedergegeben Blockschaltbild dargestellt. Der Pfeil 36 symbolisiert das Signal der Schalter im unteren Anschlag. Ausgelöst wird dann ein Algorithmus 5 zur Berechnung der Motoraktivität und eine Auslösung der Zeitsteuerung in Hinblick auf die Auf- und Abwärtsbewegung der Zahnstangen, symbolisiert durch den Pfeil 35. Angesprochen wird wiederum der Verstärker bzw. Motor-Treiber 7 und dann die Motoren, symbolisiert durch den Pfeil 33.The variant for fingers and toes is in 2 and the block diagram reproduced there. The arrow 36 symbolizes the signal of the switches in the lower stop. Then an algorithm is triggered 5 for calculating the engine activity and triggering the timing with respect to the up and down movement of the racks, symbolized by the arrow 35 , In turn, the amplifier or motor driver is addressed 7 and then the engines, symbolized by the arrow 33 ,

In 3 ist eine solche Apparatur dann gezeigt. Sie weist eine untere Platte 44 mit einer Halterung 26 zum Anklemmen an Haltesystemen auf. Mit dem Bezugszeichen 21 ist das Elektronikgehäuse bezeichnet. Eine Mittelkonsole 37 dient zur Aufnahme der Zahnstangen 4, 4', 4'' als beispielhafte Übertragungsmechanismen 2, 2', 2''. Mit den Bezugszeichen 1, 1', 1'' bzw. 13, 14 und 15 sind hier die Antriebe in Form der Motoren bezeichnet, mit 38, 39 und 40 die Nullpunktschalter. Die als Konsole 20 ausgebildete Kontakteinheit 3 dient zur Auflage einer menschlichen Hand oder eines menschlichen Fußes, die durch eine Auf-/Abwärtsbewegung, symbolisiert durch den Pfeil 41, der Zahnstangen 4, 4', 4'' stimuliert werden.In 3 such equipment is then shown. It has a lower plate 44 with a holder 26 for clamping to holding systems. With the reference number 21 is the electronics housing called. A center console 37 serves to accommodate the racks 4 . 4 ' . 4 '' as exemplary transmission mechanisms 2 . 2 ' . 2 '' , With the reference numerals 1 . 1' . 1'' respectively. 13 . 14 and 15 Here are the drives in the form of motors called, with 38 . 39 and 40 the zero point switch. The as a console 20 trained contact unit 3 is used to support a human hand or a human foot, by an upward / downward movement, symbolized by the arrow 41 , the racks 4 . 4 ' . 4 '' be stimulated.

Dies wird auch bei einem Blick auf 4 gut deutlich. Ausnehmungen 7 bis 12 sind in der Kontakteinheit 3 korrespondierend zu menschlichen Fingern bzw. Zehen angeordnet. Dabei entspricht die Ausnehmung 7 dem Daumen einer rechten und die Ausnehmung 12 dem Daumen einer linken menschlichen Hand.This will also be apparent at a glance 4 well clear. recesses 7 to 12 are in the contact unit 3 arranged corresponding to human fingers or toes. The recess corresponds to this 7 the thumb of a right and the recess 12 the thumb of a left human hand.

Die Vorrichtung zur Stimulierung der Arme ist in 5 gezeigt. Über den Motor 1, 23 erfolgt der Antrieb des Ritzels 16. Das Ritzel 16 treibt den als Kette 17 ausgebildeten Übertragungsmechanismus 2 und diese wiederum das Kettenrad 22 an. Am Kettenrad 22 sind Excenter 19 angebracht, die über die Handhalterung 18, die Bewegung des Excenters 19 auf die Arme und Hände des Bedieners überträgt, veranschaulicht durch den Pfeil 24. Mit 25 ist der Rahmen für diese Apparatur bezeichnet, der an seiner Unterseite 42 Halterungen/Füße 26, 26' aufweist.The device for stimulating the arms is in 5 shown. About the engine 1 . 23 the drive of the pinion takes place 16 , The pinion 16 drives this as a chain 17 trained transmission mechanism 2 and this in turn the sprocket 22 at. On the sprocket 22 are eccentrics 19 attached to the handset 18 , the movement of the Excenters 19 transfers to the arms and hands of the operator, illustrated by the arrow 24 , With 25 The frame is designated for this apparatus, which is on its underside 42 Holders / Feet 26 . 26 ' having.

Diese Apparatur ist dann in Frontansicht in 6 nochmals schematisch dargestellt.This apparatus is then in front view in 6 again shown schematically.

Eine Apparatur zum Training von Armen und Schultern zeigt 7 mit dem Motorantrieb 1, 23, dem Rahmen 25 und der Handhalterung 18. Symbolisiert wiederum durch den Pfeil 24, erfolgt ein entsprechender Antrieb über den Motor 23 und den Übertragungsmechanismus 2 auf die Handhalterung 18.An apparatus for training arms and shoulders shows 7 with the motor drive 1 . 23 , the frame 25 and the hand holder 18 , Symbolized by the arrow again 24 , a corresponding drive via the motor 23 and the transmission mechanism 2 on the hand holder 18 ,

Schließlich ist in den 8 und 9 eine Vorrichtung zur Stimulierung der Hände gezeigt. Zunächst stellt 8 diese Vorrichtung in Frontansicht dar. Die Kontakteinheit 3 umfasst Handhalterungen 18, 18'. Die Pfeile 27, 27' veranschaulichen, dass die Handgelenke hin- und hergedreht werden.Finally, in the 8th and 9 a device for stimulating the hands shown. First, poses 8th this device in front view. The contact unit 3 includes hand mounts 18 . 18 ' , The arrows 27 . 27 ' illustrate that the wrists are turned back and forth.

Aufschlussreicher wird dies durch die Darstellung gemäß 9. Der Motor 1, 23 treibt den Excenter 9 an, welcher die Kreisbewegung des Motors in die Vertikalbewegung der Zahnstange 4 umwandelt. Diese Vertikalbewegung wird dann wieder über ein Zahnrad auf die Welle 30 weitergeben, die der Handhalterung eine halbkreisförmige Bewegung vorgibt. Mit dem Bezugszeichen 28 ist die Antriebswelle und mit 29 das Lager bezeichnet.This becomes more instructive by the representation according to 9 , The motor 1 . 23 drives the eccentric 9 on which the circular motion of the motor in the vertical movement of the rack 4 transforms. This vertical movement is then returned via a gear to the shaft 30 pass, which gives the hand holder a semi-circular motion. With the reference number 28 is the drive shaft and with 29 called the camp.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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- US 4825852 [0002] - US 4825852 [0002]

Claims

Verfahren zur Stimulierung einzelner Extremitäten des menschlichen Körpers zu Therapie- und/oder Trainingszwecken, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Antrieb Bewegungen erzeugt und über einen Übertragungsmechanismus auf eine Kontakteinheit übertragen werden, über welche die Bewegung auf die entsprechende Extremität ausgeübt wird.A method of stimulating individual limbs of the human body for therapeutic and / or training purposes, characterized in that generated via a drive movements and transmitted via a transmission mechanism to a contact unit, via which the movement is exerted on the corresponding limb.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb über Stimuli und/oder Algorithmen gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that that the drive is controlled by stimuli and / or algorithms becomes.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimuli durch Logik oder durch einen Mikrocontroller erzeugt werden.Method according to claim 2, characterized in that that the stimuli are generated by logic or by a microcontroller become.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ein/Aus-Schalten und/oder die Frequenz des Antriebs gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that that controls the on / off switching and / or the frequency of the drive becomes.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb quasizufällig, frequenzmoduliert und/oder nach einer Treppen-/Dreiecksfunktion gesteuert wird.Method according to claim 1, characterized in that that the drive is quasi-random, frequency-modulated and / or is controlled according to a staircase / triangle function.

Vorrichtung zur Stimulierung einzelner Extremitäten des menschlichen Körpers zu Therapie- und/oder Trainingszwecken, gekennzeichnet durch einen Antrieb (1) zur Erzeugung von Bewegungen, eine Kontakteinheit (3) zur Ausübung der Bewegungen auf eine jeweilige menschliche Extremität und einen Übertragungsmechanismus (2) zur Übertragung der Bewegungen auf die Kontakteinheit (3).Device for stimulating individual extremities of the human body for therapeutic and / or training purposes, characterized by a drive ( 1 ) for generating movements, a contact unit ( 3 ) for exercising movements on a respective human limb and a transmission mechanism ( 2 ) for transmitting the movements to the contact unit ( 3 ).

Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Steuerung des Antriebs (1) über Stimuli und/oder Algorithmen.Device according to claim 6, characterized by the control of the drive ( 1 ) via stimuli and / or algorithms.

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuerung des Antriebs (1) bezüglich Ein/Aus-Schalten und/oder seiner Frequenz.Device according to claim 1, characterized by a control of the drive ( 1 ) regarding on / off switching and / or its frequency.

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Erzeugung der Stimuli durch Logik oder durch einen Mikrocontroller (34).Device according to claim 1, characterized by a generation of the stimuli by logic or by a microcontroller ( 34 ).

Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine quasizufällige, frequenzmodulierte und/oder eine Steuerung des Antriebs (1) nach einer Treppen-/Dreiecksfunktion.Device according to Claim 1, characterized by a quasi-random, frequency-modulated and / or control of the drive ( 1 ) after a staircase / triangle function.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsmechanismus (2) mindestens eine Zahnstange (4) oder mindestens ein Zahnrad dient.Device according to claim 1, characterized in that as transmission mechanism ( 2 ) at least one rack ( 4 ) or at least one gear is used.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsmechanismus (2) hydraulisch gesteuert ist.Device according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism ( 2 ) is hydraulically controlled.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontakteinheit (3) eine Konsole (20) zur Auflage einer menschlichen Hand und/oder eines menschlichen Fußes dient, welche Ausnehmungen (7–12) aufweist, die korrespondierend zu einem Fuß bzw. einer Hand mit zumindest teilweise ausgestreckten Fingern positioniert sind.Device according to claim 1, characterized in that as contact unit ( 3 ) a console ( 20 ) is used to rest a human hand and / or a human foot, which recesses ( 7 - 12 ), which are positioned corresponding to a foot or a hand with at least partially extended fingers.

Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausnehmung (7–12) ein separater Antrieb (13–15) zugeordnet ist.Apparatus according to claim 13, characterized in that each recess ( 7 - 12 ) a separate drive ( 13 - 15 ) assigned.

Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstangen (4) im Rahmen der Übertragung der Bewegung die Ausnehmungen (7–12) durchdringen.Device according to claim 11, characterized in that the toothed racks ( 4 ) in the context of the transfer of the movement the recesses ( 7 - 12 penetrate).

Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsole (20) mindestens fünf, vorzugsweise sechs Ausnehmungen (7–12) aufweist.Device according to claim 13, characterized in that the console ( 20 ) at least five, preferably six recesses ( 7 - 12 ) having.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsmechanismus (2) ein Ritzel und/oder eine Kette (17) dienen.Device according to claim 1, characterized in that as transmission mechanism ( 2 ) a pinion and / or a chain ( 17 ) serve.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Übertragungsmechanismus (2) ein Bandstahl dient.Device according to claim 1, characterized in that as transmission mechanism ( 2 ) a strip steel is used.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kontakteinheit (3) drehbar gelagerte Handhalterungen (18) und/oder Fußhalterungen/Pedale (26) dienen, deren Antrieb über das Ritzel (16) bzw. die Kette (17) erfolgt.Device according to claim 1, characterized in that as contact unit ( 3 ) rotatably mounted hand holders ( 18 ) and / or foot mounts / pedals ( 26 ), whose drive via the pinion ( 16 ) or the chain ( 17 ) he follows.

Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so angeordnet ist, dass die Streckung durch den Antrieb mit einem Winkel von ca. 45° gegenüber der Horizontalen erfolgt.Device according to claim 19, characterized in that that the device is arranged so that the stretch through the drive with an angle of about 45 ° opposite the horizontal takes place.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakteinheit (3) Excenter (19) zugeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that the contact unit ( 3 ) Excenter ( 19 ) assigned.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine drehbar gelagerte Kontakteinheit (3) aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the device comprises at least one rotatably mounted contact unit ( 3 ) having.

Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei drehbar gelagerte Kontakteinheiten (3) unabhängig voneinander steuerbar ausgebildet sind.Apparatus according to claim 22, characterized in that two rotatably mounted contact units ( 3 ) are designed independently controllable.