DE102020106623A1

DE102020106623A1 - Motion simulator and method for simulating motion with this motion simulator

Info

Publication number: DE102020106623A1
Application number: DE102020106623.6A
Authority: DE
Inventors: Anke Imholze; Björn Strehl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-11
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-09-16
Also published as: EP3878419A3; EP3878419A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X) und mittig in Reitrichtung (X) angeordneter Schwenkachse (13), wobei die Sitzfläche (11) aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse (13) erstreckenden Rippen (12) gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche (11) angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden, wobei die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse (13) als eine linke und eine rechte Nockenwelle (21, 22) angeordnet sind, wobei für jede Rippe (12) auf den Nockenwellen (21, 22) aufsitzende Nocken (24) vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse (13) verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche (11) mit den beiden Nockenwellen (21, 22) eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse (13) angeordnete Wippenachse (31) in Reitrichtung (X) hin- und herschwenkbar ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz (1) mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X), insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Bewegungssimulator.The invention relates to a movement simulator for riding therapy with a seat (11) that simulates a horse's back with a riding direction (X) and a swivel axis (13) arranged centrally in the riding direction (X), the seat (11) being made up of individual, transverse to the swivel axis ( 13) extending ribs (12) is formed, which are moved by means of rotationally driven camshafts arranged below the seat surface (11), the camshafts being arranged on both sides parallel to the pivot axis (13) as a left and a right camshaft (21, 22), for each rib (12) on the camshafts (21, 22) seated cams (24) are provided, which support each rib and can pivot individually about the pivot axis (13), and that the flexible seat surface (11) with the two camshafts (21, 22) forms a rocker which is designed to be pivotable to and fro in the riding direction (X) about a rocker axis (31) arranged horizontally and transversely to the pivot axis (13). The invention also relates to a method for the movement simulation of a riding therapy for a patient on a seat (1) with a seat surface (11) simulating a horse's back with a riding direction (X), in particular with a movement simulator according to the invention.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche mit einer Reitrichtung und mittig in Reitrichtung angeordneter Schwenkachse, wobei die Sitzfläche aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse erstreckenden Rippen gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche mit einer Reitrichtung, wobei die Bewegung eines Pferderückens von einem Schritt laufenden Pferd aufgezeichnet und diese Bewegung auf die Sitzfläche übertragen wird.The invention relates to a movement simulator for riding therapy with a seat surface that simulates a horse's back with a riding direction and a pivot axis arranged centrally in the riding direction, the seat surface being formed from individual ribs extending transversely to the pivot axis, which are moved by means of rotationally driven camshafts arranged below the seat surface . Furthermore, the invention relates to a method for the movement simulation of a riding therapy for a patient on a seat with a seat surface simulating a horse's back with a riding direction, the movement of a horse's back being recorded by a horse running at a step and this movement being transmitted to the seat surface.

Für Menschen mit neurologischen Bewegungsstörungen (so genannter Zerebralparese) hat sich eine Physiotherapie auf einem Therapiepferd, eine so genannte Reittherapie, bewährt. Die Reittherapie ist eine physiotherapeutische Behandlungsform, die auf einer neurophysiologischen Grundlage beruht. Durch die Reittherapie sollen neuromotorische, sensomotorische bzw. psychosomatische Funktionsstörungen und neurologische Bewegungsstörungen minimiert werden. Die Funktionsstörungen beeinträchtigen dabei auch gesunde Bereiche des Körpers.For people with neurological movement disorders (so-called cerebral palsy), physiotherapy on a therapy horse, so-called riding therapy, has proven itself. Riding therapy is a form of physiotherapeutic treatment based on a neurophysiological basis. The riding therapy aims to minimize neuromotor, sensorimotor and psychosomatic functional disorders and neurological movement disorders. The functional disorders also affect healthy areas of the body.

Bei der Reittherapie sitzt der Patient im Spreizsitz auf dem Pferd, während das Pferd im Schritt geführt wird. Der Patient ist mit dem ganzen Körper der rhythmischen Bewegung des Pferdes ausgesetzt. Eine Verbesserung der Körperfunktionen ist durch die sich stark ähnelnden Bewegungsmuster des gehenden Menschen zum Schritt eines laufenden Pferdes möglich. Da jedoch die Reittherapie kaum von Krankenkassen finanziert wird und die Tätigkeit nur auf speziellen Pferdehöfen angeboten werden kann, besteht ein hoher Bedarf für eine jederzeit verfügbare und kostengünstigere Alternative.In riding therapy, the patient sits in a splayed seat on the horse while the horse is led at a step. The patient's whole body is exposed to the rhythmic movement of the horse. An improvement of the body functions is possible through the very similar movement patterns of the walking person to the step of a running horse. However, since riding therapy is hardly financed by health insurances and the activity can only be offered on special horse farms, there is a great need for a more cost-effective alternative that is available at all times.

Im Stand der Technik sind aufwendige Reitsimulatoren bekannt, auf denen Sitzschulungen und Körpertechniken für Reiter, beispielsweise zum Dressurreiten, Springreiten oder Rennreiten durchgeführt werden. Diese Reitsimulatoren sind jedoch technisch sehr aufwendig und mit einer Vielzahl von Bewegungsmöglichkeiten und Ansteuerungen versehen, um die tatsächliche Reitsituation möglichst realistisch abzubilden. Derartige Reitsimulatoren dienen somit der intensiven Schulung für professionelle Reiter.In the prior art, complex riding simulators are known, on which seat training and body techniques for riders, for example for dressage riding, show jumping or racing, are carried out. However, these riding simulators are technically very complex and provided with a large number of movement options and controls in order to depict the actual riding situation as realistically as possible. Such riding simulators are used for intensive training for professional riders.

Ein derartiger Reitsimulator ist aus der US 2009/0005186 A1 bekannt, bei dem ein als Sattel geformter, fester Sitz schwenk- und bewegbar angeordnet ist. Ein erster Antrieb ist für eine periodische Vor- und Rückbewegung in Reitrichtung vorgesehen. Ein weiterer Antrieb dient dazu, den starren Reitsitz um eine horizontale aber rechtwinklig zur Reitrichtung liegende Achse nach vorn und hinten kippen zu können. Von diesem Antrieb wird weiter ein Exzenter angetrieben, der eine Schwenkbewegung um die Achse der Reitrichtung nach links und rechts bewirkt. Diese drei Bewegungen simulieren überlagert dann die Reitbewegung, wobei sich der starre Reitsitz in Reitrichtung hin und her um die Reitrichtung nach links und rechts schwankend sowie um eine zur Reitrichtung senkrechte, horizontale Achse vor- und zurückkippend bewegt.Such a riding simulator is from the US 2009/0005186 A1 known, in which a fixed seat shaped as a saddle is arranged pivotably and movably. A first drive is provided for a periodic back and forth movement in the riding direction. Another drive is used to be able to tilt the rigid riding seat forward and backward about a horizontal but perpendicular axis to the riding direction. This drive also drives an eccentric, which causes a pivoting movement to the left and right about the axis of the riding direction. These three movements then superimpose the riding movement, whereby the rigid riding seat moves back and forth in the riding direction, swaying to the left and right about the riding direction and tilting back and forth about a horizontal axis perpendicular to the riding direction.

Die GB 2 317 350 A zeigt ein Reittrainingsgerät, bei dem eine mit einem Elektromotor angetriebene Nockenwelle den festen Reitsattel um eine horizontal und senkrecht zur Reitrichtung orientierte Achse kippen kann.the GB 2 317 350 A shows a riding training device in which a camshaft driven by an electric motor can tilt the fixed riding saddle about an axis oriented horizontally and perpendicular to the riding direction.

Eine vom möglichen Bewegungsablauf zur US 2009/0005186 A1 ähnliche Vorrichtung ist aus der US 2007/0238579 A1 bekannt, bei der jedoch der mechanische Aufbau mittels teils exzentrisch gelagerten Schwenkhebeln anders aufgebaut ist.One of the possible sequence of movements for US 2009/0005186 A1 similar device is from the US 2007/0238579 A1 known, but in which the mechanical structure is constructed differently by means of partly eccentrically mounted pivot levers.

Die US 6,616,456 B1 zeigt demgegenüber eine Vorrichtung zur Durchführung einer Pferdetherapie, bei der die Pferdebewegung in drei Dimensionen wiederrum mit Verschwenken, Verkippen und Verdrehen einer festen Sitzfläche simuliert wird.the US 6,616,456 B1 In contrast, shows a device for carrying out horse therapy, in which the horse's movement is simulated in three dimensions, in turn, with pivoting, tilting and twisting of a fixed seat.

Demgegenüber wird in der Pferdetherapievorrichtung gemäß US 2016/0296027 A1 ein flexibler Pferderücken mit flexibel miteinander verbundenen Rippen nachgebildet, wobei zwei breitere Rippen mit dazwischen und ggf. vor und dahinter angeordneten schmaleren Rippen die Rückenstruktur bilden. Die Rippen sind mittig mit einer starren, die Wirbelsäule nachbildenden Stange verbunden. An beiden Außenseiten der Rippen sind Rippenhalter vorgesehen, die die Rippen miteinander beweglich verbinden. Unterhalb der beiden breiten Rippen ist horizontal und senkrecht zur Reitrichtung jeweils eine drehangetriebene Welle mit zwei Nocken vorgesehen, womit über die vier verschieden orientierten Nocken eine Verwindung der Pferderückennachbildung erzeugt werden kann. Komplexere Bewegungen des Pferderückens können mit dieser Vorrichtung jedoch nicht nachempfunden werden.In contrast, in the equine therapy device according to US 2016/0296027 A1 A flexible horse's back with flexibly interconnected ribs is modeled, with two wider ribs with narrower ribs in between and possibly in front of and behind them forming the back structure. The ribs are connected in the middle with a rigid rod that simulates the spine. On both outer sides of the ribs, rib holders are provided which movably connect the ribs to one another. Below the two broad ribs, a rotationally driven shaft with two cams is provided horizontally and perpendicular to the riding direction, with which a twisting of the horse's back can be generated via the four differently oriented cams. However, more complex movements of the horse's back cannot be simulated with this device.

Ausgehend von der US 2016/0296027 A1 ist es Aufgabe der Erfindung die Simulation der Reitbewegung, insbesondere die Bewegungen des Pferderückens in einer deutlich komplexeren räumlich-zeitlichen Nachbildung darzustellen.Based on the US 2016/0296027 A1 It is the object of the invention to simulate the riding movement, in particular to represent the movements of the horse's back in a much more complex spatial-temporal simulation.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Bewegungssimulator gemäß Anspruch 1 und einem Verfahren zur Bewegungssimulation gemäß Anspruch 8.This object is achieved with a motion simulator according to claim 1 and a method for motion simulation according to claim 8.

Dadurch, dass die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse als eine linke und eine rechte Nockenwelle angeordnet sind, wobei für jede Rippe auf den Nockenwellen aufsitzende Nocken vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche mit den beiden Nockenwellen eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse angeordnete Wippenachse in Reitrichtung hin- und herschwenkbar ausgebildet ist, kann eine sehr komplexe, räumliche/zeitliche Bewegung des Pferderückens nachgebildet werden, sodass die vom Patienten gefühlte Bewegung sehr nahe an eine tatsächliche Pferderückenbewegung beim Reiten herankommt. Entsprechend sind die neuro-sensorischen Reize praktisch identisch mit einer herkömmlichen, aufwendigen Reittherapie. Gerade die sich verwindenden, wellenartigen und/oder aufwölbenden Bewegungen auf der den Pferderücken nachbildenden Sitzfläche begründen die hohe physiotherapeutische Wirkung dieser Therapie. Die auszugleichenden Bewegungsreize dürften erheblich komplexer gegenüber denen der im Stand der Technik bekannten Reitsimulationsvorrichtungen sein.The fact that the camshafts are arranged on both sides parallel to the pivot axis as a left and a right camshaft, with cams resting on the camshafts for each rib, which support each rib and can pivot individually about the pivot axis, and that the flexible seat with the Both camshafts form a rocker, which is designed to be swiveled back and forth in the riding direction about a rocker axis arranged horizontally and transversely to the swivel axis, a very complex, spatial / temporal movement of the horse's back can be simulated, so that the movement felt by the patient is very close to an actual one Horseback movement when riding comes. Accordingly, the neuro-sensory stimuli are practically identical to conventional, complex riding therapy. It is precisely the twisting, wave-like and / or arching movements on the seat, which simulates the horse's back, that give rise to the high physiotherapeutic effect of this therapy. The movement stimuli to be compensated are likely to be considerably more complex than those of the riding simulation devices known in the prior art.

Wenn eine dritte Nockenwelle parallel zu den linken und rechten Nockenwellen vorgesehen ist, wobei auf der dritten Nockenwelle mindestens zwei Nockenscheiben sitzen, die die Wippe beidseitig der horizontalen Wippenachse stützen und bei Drehantrieb verschwenken, kann das Hin- und Herschwenken in Reitrichtung um die Wippenachse von dieser dritten Nockenwelle ausgelöst und gesteuert werden. Die Wippbetätigung der Sitzfläche erzeugt eine Auf- und Abwärtsbewegung in technisch einfacher Ausgestaltung um die Wippenachse, was dem echten Bewegungsablauf eines Schritt laufenden Pferdes entspricht.If a third camshaft is provided parallel to the left and right camshafts, with at least two cam disks sitting on the third camshaft, which support the rocker on both sides of the horizontal rocker axis and pivot when it is rotationally driven, the pivoting back and forth in the riding direction around the rocker axis can be done by this third camshaft can be triggered and controlled. The rocker actuation of the seat surface generates an upward and downward movement in a technically simple design around the rocker axis, which corresponds to the real sequence of movements of a horse running at a step.

Um die beiden, linke und rechte Nockenwelle in fester Phasenlage zueinander antreiben zu können, ist ein erster Servomotor vorgesehen, der die linke und rechte Nockenwellen über einen Keilriemen synchron zueinander antreibt. Damit wird erreicht, dass bei einem „Tal“ des Nockens am linken Ende einer Rippe am gegenüberliegenden Ende stets ein „Berg“ des betreffenden anderen Nockens liegt, sodass die betreffende Rippe lediglich um die Schwenkachse verschwenkt wird und stets an den Nocken anliegt.In order to be able to drive the two, left and right camshafts in a fixed phase relation to one another, a first servomotor is provided which drives the left and right camshafts synchronously with one another via a V-belt. This ensures that with a “valley” of the cam at the left end of a rib at the opposite end there is always a “mountain” of the other cam in question, so that the rib in question is only pivoted about the pivot axis and always rests against the cam.

In dieser Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass die Wippe von dem ersten Servomotor über den Keilriemen synchron zu den linken und rechten Nockenwellen antreibbar ausgebildet ist. Damit können alle drei nebeneinander liegenden Nockenwellen von einem Motor angetrieben und somit synchron zueinander mit fester Phasenbeziehung betrieben werden.In this embodiment, it is preferred that the rocker is designed to be drivable by the first servomotor via the V-belt in synchronism with the left and right camshafts. This means that all three camshafts lying next to one another can be driven by one motor and thus operated synchronously with one another with a fixed phase relationship.

Gegebenenfalls ist es vorteilhaft, wenn die Wippenbewegung um die Wippenachse mit einem gesonderten Antrieb, also nicht zusammen mit dem ersten Servomotor erfolgt. In diesem Falle können die beiden Bewegungskomponenten in verschiedenen Phasenlagen zueinander oder vollständig asynchron betrieben werden. Dafür ist ein zweiter Servomotor vorgesehen, der die Wippe antreibt.It may be advantageous if the rocker movement about the rocker axis takes place with a separate drive, that is, not together with the first servomotor. In this case, the two movement components can be operated in different phase positions to one another or completely asynchronously. A second servomotor is provided for this, which drives the rocker.

Dadurch, dass die Sitzfläche acht bis zwölf Rippen aufweist, wobei sich jede Rippe an ihren beiden Enden jeweils auf einem Nocken abstützen, wird der Pferderücken in realistischer Nachbildung mit einem vertretbaren Aufwand bereitgestellt.Because the seat has eight to twelve ribs, each rib being supported on a cam at both ends, the horse's back is provided in a realistic replica with reasonable effort.

Wenn eine Heizung für die Sitzfläche vorgesehen ist, kann neben einer bevorzugt realistischen Formgebung der einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche, ggf. auch mit einer fellartigen Oberfläche, die Körperwärme eines echten Pferderückens nachgebildet werden. Entsprechend kann der therapeutische Erfolg gestützt werden.If a heater is provided for the seat surface, the body heat of a real horse's back can be simulated in addition to a preferably realistic shape of the seat surface that simulates a horse's back, possibly also with a fur-like surface. The therapeutic success can be supported accordingly.

Verfahrensgemäß wird die eingangs genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Bewegungssimulation die Bewegung in eine erste Bewegungskomponente, die um eine Schwenkachse in Reitrichtung schwingt, und eine zweite Bewegungskomponente, die um eine horizontale Wippenachse quer zur Reitrichtung schwingt, aufgelöst wird, dass die erste Bewegungskomponente von sich unter der Sitzfläche drehenden, mit Nocken ausgestatteten Nockenwellen periodisch erzeugt wird, dass sich die flexible Sitzfläche durch eine Vielzahl von Abstützungspunkten an den Nocken der sich drehenden Nockenwellen verwindet, dass die zweite Bewegungskomponente periodisch erzeugt wird und dass die erste und zweite Bewegungskomponente zueinander synchron angetrieben werden. Dabei ist eine Auflösung der Bewegungssimulation in zwei Bewegungskomponenten, die um zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen schwingen, zwar aus der US 2009/0005186 A1 sowie der US 2007/0238579 A1 bekannt, jedoch stets nur mit in sich festen Reitsätteln, also ohne Nachbildung der komplexen Bewegungen eines Pferderückens. Demgegenüber zeigt zwar die US 2016/0296027 A1 eine rippenartige Nachbildung eines Pferderückens mit einfacher Verwindung des Pferderückens mittels Nockenwellen, jedoch ist durch die Kombination dieser beiden Prinzipien und Vervielfachung der Abstützungspunkte unter der flexiblen Sitzfläche auf den Nocken der sich drehenden Nockenwellen eine erheblich komplexere räumliche und zeitliche Nachbildung der Pferderückenbewegung möglich. Erst diese sehr komplexe Bewegungsnachbildung erzeugt die aus Reittherapien mit echten Pferden bekannten physiotherapeutischen Fortschritte bei der Behandlung.According to the method, the above-mentioned object is achieved in that for the movement simulation the movement is resolved into a first movement component, which oscillates about a pivot axis in the riding direction, and a second movement component, which oscillates about a horizontal rocker axis transversely to the riding direction, that the first movement component of Camshafts equipped with cams rotating under the seat are periodically generated, that the flexible seat twists through a plurality of support points on the cams of the rotating camshafts, that the second movement component is generated periodically and that the first and second movement components are driven synchronously with one another will. A resolution of the motion simulation into two motion components that oscillate around two mutually perpendicular axes is from the US 2009/0005186 A1 as well as the US 2007/0238579 A1 known, but always with fixed saddles, i.e. without replicating the complex movements of a horse's back. In contrast, the US 2016/0296027 A1 A rib-like replica of a horse's back with simple twisting of the horse's back by means of camshafts, but by combining these two principles and multiplying the support points under the flexible seat on the cams of the rotating camshafts, a much more complex spatial and temporal simulation of the horse's back movement is possible. It is this very complex simulation of movement that creates the physiotherapeutic advances in treatment known from riding therapies with real horses.

In weiterer Ausbildung wird die Bewegung eines Pferderückens von einem Schritt laufenden Pferd an einer Vielzahl von Beobachtungspunkten aufgezeichnet und diese aufgezeichnete Bewegung durch die Form der Nocken und deren Position auf den Nockenwellen komplex räumlich-zeitlich nachgebildet. Damit ist es möglich, eine reale Bewegung eines Pferderückens auf einem Bewegungsimulator so nachzubilden, dass eine komplexe, sich verwindende, und wellenförmig aufwölbende Sitzfläche erzeugt und dessen Bewegungsablauf stets wieder abgerufen werden kann.Further training is the movement of a horse's back from a horse running at a step recorded at a large number of observation points and this recorded movement is reproduced in a complex spatial-temporal manner through the shape of the cams and their position on the camshafts. This makes it possible to simulate a real movement of a horse's back on a movement simulator in such a way that a complex, twisting and undulating seat surface is created and its movement sequence can be called up again and again.

Wenn durch Regeln der Drehzahl, Verdrehen der Nocken auf der Nockenwelle und/oder Austauschen von Nocken verschiedene Bewegungsmuster für Reittherapien nachgebildet werden, können auch Variationen bei der Bewegungssimulation durch einfache Steuermittel (zum Regeln der Drehzahl der Antriebsmotoren) und/oder durch Verdrehen der Nocken, also Phasenveränderung für die daraus resultierende jeweilige periodische Bewegung bereitgestellt werden. Ergänzend oder alternativ können auch die Nocken selbst ausgetauscht werden, um die Bewegungscharakteristik, bspw. die Bewegungsamplituden und Frequenzen von Oberschwingungen zu verändern.If different movement patterns for riding therapies are simulated by regulating the speed, turning the cams on the camshaft and / or exchanging cams, variations in the simulation of movement can also be achieved by simple control means (for regulating the speed of the drive motors) and / or by turning the cams, that is, phase changes are provided for the respective periodic movement resulting therefrom. In addition or as an alternative, the cams themselves can also be exchanged in order to change the movement characteristics, for example the movement amplitudes and frequencies of harmonics.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen nachfolgend detailliert beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Darin zeigt:

1 einen Bewegungssimulator in einer räumlichen Vorderansicht,
2 diesen Bewegungssimulator in räumlicher Seitenansicht und
3 diesen Bewegungssimulator in räumlicher Rückansicht.

It shows:

1 a motion simulator in a three-dimensional front view,
2 this motion simulator in three-dimensional side view and
3 this motion simulator in three-dimensional rear view.

1 zeigt einen Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einem Sitz 1, wobei der Sitz 1 eine Sitzfläche 11 aufweist, die im hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus acht einzelnen, flexiblen Rippen 12 gebildet ist, wie dies insbesondere aus 2 ersichtlich ist. Die Sitzfläche 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel flächig-rechteckig, wobei die Rippen 12 senkrecht zur Reitrichtung X ausgerichtet sind und unterhalb der Sitzfläche 11 mittig zur Sitzfläche und parallel zur Reitrichtung X eine Schwenkachse 13 vorgesehen ist. An dieser Schwenkachse 13 sind die Rippen 12 so befestigt, dass sich die Rippen 12 unabhängig voneinander um die Schwenkachse 13 verschwenken lassen. 1 shows a motion simulator for riding therapy with a seat 1 , with the seat 1 a seat 11 has, which in the embodiment shown here consists of eight individual, flexible ribs 12th is formed like this in particular 2 can be seen. The seat 11 is flat-rectangular in the illustrated embodiment, the ribs 12th perpendicular to the riding direction X aligned and below the seat 11 in the middle of the seat and parallel to the riding direction X a pivot axis 13th is provided. On this pivot axis 13th are the ribs 12th attached so that the ribs 12th independently of one another around the swivel axis 13th let pivot.

Der Sitz 1 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Basisplatte 3 auf, die auf einer hier nicht dargestellten Unterlage, beispielsweise einem Stuhlgestell aufliegt, sodass eine auf dem Sitz 1 im Spreizsitz sitzende Person die Beine rechts und links der Sitzfläche 11 frei herunter hängen lassen kann. Oberhalb der Basisplatte 3 ist eine horizontal aber senkrecht zur Reitrichtung X angeordnete Wippenachse 31 vorgesehen. Um die Wippenachse 31 ist eine Zwischenebene 2 schwenkbar angeordnet. Das Wippen um die Wippenachse 31 simuliert eine beim Schritt-Reiten entstehende Auf- und Abbewegung. Auf dieser Zwischenebene 2 sind zwei Nockenwellen, nämlich eine rechte Nockenwelle 21 und eine linke Nockenwelle 22, parallel zur Schwenkachse 13, also auch parallel zur Reitrichtung X angeordnet. Die beiden Nockenwellen 21, 22 weisen an einem Ende jeweils eine Riemenscheibe 44 auf, um die ein gemeinsamer Keilriemen 43 umläuft. Mittig zwischen den beiden Riemenscheiben 44 ist ein Antriebsmittel 4 in Form eines elektrischen Servomotors 41 angeordnet, der eine Riemenantriebsscheibe 45 hat, von der der Keilriemen 43 über die Riemenscheiben 44 angetrieben wird.The seat 1 has a base plate in the illustrated embodiment 3 on, which rests on a pad, not shown here, for example a chair frame, so that one on the seat 1 person sitting in a splayed seat with their legs to the right and left of the seat 11 can hang down freely. Above the base plate 3 is a horizontal but perpendicular to the riding direction X arranged rocker axis 31 intended. Around the seesaw axis 31 is an intermediate level 2 pivotally arranged. The rocking around the rocker axis 31 simulates an up and down movement that occurs during step riding. At this intermediate level 2 are two camshafts, namely a right camshaft 21 and a left camshaft 22nd , parallel to the swivel axis 13th , so also parallel to the riding direction X arranged. The two camshafts 21 , 22nd each have a pulley at one end 44 on to the one common fan belt 43 running around. In the middle between the two pulleys 44 is a driving means 4th in the form of an electric servo motor 41 arranged, of a belt drive pulley 45 of which the V-belt 43 about the pulleys 44 is driven.

Auf den Nockenwellen 21, 22 sind Nockenscheiben 24 aufgesetzt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils unter den Endbereichen der acht Rippen 12 angeordnet sind. Durch die Form der auf den Nockenwelle 21, 22 liegenden Nocken 24 wird eine Höhenveränderung durch Verschwenken der jeweiligen Rippe 12 um die Schwenkachse 13 erreicht. An der Stelle, an der die jeweilige Rippe 12 die Nocke 24 berührt, ist bevorzugt jeweils eine Rolle 14 zur reibungsarmen Abstützung angebracht. Diese Rollen 14 folgen somit der Oberfläche der jeweiligen sich drehenden Nocke 24 und verstellen die darüber liegende Rippe 12. Damit wird die Seitneigung, die sich beim Schritt-Reiten ergibt, mit Hilfe dieser Nocken 24 auf der Sitzfläche 11 nachgebildet.On the camshafts 21 , 22nd are cam disks 24 placed, in the illustrated embodiment, each under the end regions of the eight ribs 12th are arranged. Due to the shape of the on the camshaft 21 , 22nd lying cam 24 becomes a height change by pivoting the respective rib 12th around the pivot axis 13th achieved. At the point where the respective rib 12th the cam 24 touches, is preferably one role in each case 14th attached for low-friction support. These roles 14th thus follow the surface of the respective rotating cam 24 and adjust the rib above 12th . With this, the side bending that results from step riding is determined with the help of these cams 24 on the seat 11 replicated.

Da sich die Rippen 12 jeweils nur um eine festgelegte Schwenkachse 13 verstellen können, sind die beiden einer Rippe 12 zu geordneten Nocken 24, die unter den Endbereichen der betrachteten Rippe 12 einmal rechts und einmal links liegen, so ausgestaltet, dass beispielsweise bei einer Abwärtsbewegung auf der linken Seite eine entsprechende Aufwärtsbewegung auf der rechten Seite ausgeglichen wird, sodass sich die Rippe 12 um die Schwenkachse 13 verschwenkt und gleichwohl an beiden Endbereichen auf der jeweiligen Nocke 24 aufliegt und mit der dort angeordneten Rolle 14 in Kontakt bleibt. Damit ist die gesamte Sitzfläche 11 trotz der variablen Verstellbarkeit vollständig abgestützt.Since the ribs 12th in each case only around a specified swivel axis 13th can adjust are the two of one rib 12th to ordered cams 24 that are below the end regions of the rib under consideration 12th once on the right and once on the left, designed so that, for example, in the event of a downward movement on the left side, a corresponding upward movement is compensated for on the right side, so that the rib moves 12th around the pivot axis 13th pivoted and nevertheless at both end areas on the respective cam 24 rests and with the role arranged there 14th stay in touch. So that is the entire seat area 11 fully supported despite the variable adjustability.

Die sich um die Wippenachse 31 ergebende Auf- und Abwärtsbewegung in Reitrichtung X bildet dabei die zweite Bewegungskomponente des Schritt Reitens nach. Um die Zwischenebene 2 mit der darauf angeordneten Sitzfläche 11 in Reitrichtung X auf- und abwärts bewegen zu können, ist eine dritte Nockenwelle 23 parallel und unterhalb der Schwenkachse 13 an der Zwischenebene oder Wippe 2 angeordnet, wobei auf dieser Nockenwelle 23 zwei Nocken 24 jeweils beabstandet zur Wippenachse 31 aufsitzen, die mit der Basisplatte 3 bzw. dort angeordneten Rollen 14 abstützend zusammen wirken. Die beiden Nocken 24 der dritten Nockenwelle 23 sind dabei zueinander so angeordnet, dass einem „Berg“ der einen Nocke 24 ein „Tal“ an der anderen Nocke 24 gegenübersteht, sodass sich die gesamte Zwischenebene (Wippe) 2 um die Wippenachse 31 bei entsprechender Abstützung beider Nocken 23 über die Rollen 14 auf der Basisplatte 3 verschwenken kann. Die dritte Nockenwelle 23 weist an einem Ende eine Riemenscheibe 44 auf. Durch den gemeinsamen Antrieb der dritten Nockenwelle 23 mit dem Keilriemen 43 wird dabei die feste Phasenzuordnung zur Seitbewegung (erste Bewegungskomponente) zu dieser Auf- und Abbewegung (zweite Bewegungskomponente) sichergestellt.The one around the seesaw axis 31 resulting upward and downward movement in riding direction X reproduces the second movement component of the riding step. Around the intermediate level 2 with the seat arranged on it 11 in riding direction X To be able to move up and down is a third camshaft 23 parallel and below the pivot axis 13th on the intermediate level or rocker 2 arranged, on this camshaft 23 two cams 24 each at a distance from the rocker axis 31 sit on that with the base plate 3 or roles arranged there 14th act together in a supportive manner. The two cams 24 the third camshaft 23 are arranged in relation to one another in such a way that a "mountain" is one cam 24 a "valley" on the other cam 24 facing so that the entire intermediate level (rocker) 2 around the rocker axis 31 with appropriate support of both cams 23 about the roles 14th on the base plate 3 can pivot. The third camshaft 23 has a pulley at one end 44 on. Through the common drive of the third camshaft 23 with the V-belt 43 the fixed phase assignment to the sideways movement (first movement component) to this up and down movement (second movement component) is ensured.

Die erforderlichen Bewegungen, nämlich erste Bewegungskomponente - entsprechend der Seitneigung des Pferdes - sowie die zweite Bewegungskomponente - entsprechend der Auf- und Abwärtsbewegung in Reitrichtung X - werden mit den Antriebsmitteln 4 angetrieben. Der elektrische Servomotor 41 treibt über Antriebsscheibe 45 den Keilriemen 43 an, sodass der umlaufende Keilriemen 43 die Riemenscheiben 44 der drei Nockenwellen 21, 22 und 23 synchron zueinander antreibt. Durch diesen Antrieb ist die feste Phasenbeziehung zwischen der linken und rechten Nockenwelle 21, 22 sowie der dritten Nockenwelle 23 gewährleistet.The required movements, namely the first movement component - corresponding to the lateral bend of the horse - and the second movement component - corresponding to the upward and downward movement in the riding direction X - be with the drive means 4th driven. The electric servo motor 41 drives over drive pulley 45 the V-belt 43 so that the rotating V-belt 43 the pulleys 44 of the three camshafts 21 , 22nd and 23 drives synchronously with each other. This drive creates a fixed phase relationship between the left and right camshafts 21 , 22nd as well as the third camshaft 23 guaranteed.

Alternativ kann die Auf- und Abwärtsbewegung über die Wippenachse 31 über eine mechanische Funktion ebenfalls vom ersten Servomotor 41, beispielsweise über eine an der Antriebsscheibe 45 des ersten Servomotors 41 entsprechend angelenkte Kurbelstange ausgeführt werden. Ferner sind zwei Servomotoren als Antriebsmittel 4 denkbar, wobei ein zweiter Servomotor die
Zwischenebene (Wippe) 2 zur Basisplatte 3 um die Wippenachse 31 verstellt, um die Auf- und Abwärtsbewegung des Pferdes in Reitrichtung X nachzubilden. Da auch diese Bewegung synchron zu der Seitneigung (erste Bewegungskomponente) auszuführen ist, sind die beiden Servomotoren 41, 42 somit elektrisch synchronisiert.Alternatively, the up and down movement can be performed using the rocker axis 31 also from the first servomotor via a mechanical function 41 , for example via one on the drive pulley 45 of the first servo motor 41 appropriately hinged crank rod to be executed. There are also two servomotors as drive means 4th conceivable, with a second servomotor the
Intermediate level (rocker) 2 to the base plate 3 around the rocker axis 31 adjusted to allow the horse to move up and down in the riding direction X to recreate. Since this movement is also to be carried out synchronously with the lateral inclination (first movement component), the two servomotors are 41 , 42 thus electrically synchronized.

In weiterer (nicht dargestellter) Ausführung ist die Sitzfläche 11 mit einer flexiblen, gepolsterten Oberfläche ausgestattet, die die Form eines Pferderückens nachbildet. Weiter kann in dieser flexiblen Polsterung eine Sitzflächenbeheizung zur Nachbildung der Körperwärme des Pferdes eingefügt sein. Die Beheizung kann beispielsweise elektrisch erfolgen, ähnlich einer Sitzheizung im Kraftfahrzeug.Another (not shown) version is the seat 11 Equipped with a flexible, padded surface that simulates the shape of a horse's back. Furthermore, a seat heating system can be inserted in this flexible upholstery to simulate the body heat of the horse. The heating can be done electrically, for example, similar to seat heating in a motor vehicle.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: SitzSeat
1111: SitzflächeSeat
1212th: Ripperib
1313th: SchwenkachseSwivel axis
1414th: Rolle role
22: Zwischenebene, WippeMezzanine level, seesaw
2121: rechte Nockenwelleright camshaft
2222nd: linke Nockenwelleleft camshaft
2323: dritte Nockenwellethird camshaft
2424: Nocke Cam
33rd: BasisplatteBase plate
3131: Wippenachse Seesaw axis
44th: AntriebsmittelDrive means
4141: ServomotorServo motor
4343: KeilriemenV-belt
4444: RiemenscheibePulley
4545: Antriebsscheibe Drive pulley
XX: ReitrichtungRiding direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2009/0005186 A1 [0005, 0007, 0019]US 2009/0005186 A1 [0005, 0007, 0019]
GB 2317350 A [0006]GB 2317350 A [0006]
US 2007/0238579 A1 [0007, 0019]US 2007/0238579 A1 [0007, 0019]
US 6616456 B1 [0008]US 6616456 B1 [0008]
US 2016/0296027 A1 [0009, 0010, 0019]US 2016/0296027 A1 [0009, 0010, 0019]

Claims

Bewegungssimulator für eine Reittherapie mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X) und mittig in Reitrichtung (X) angeordneter Schwenkachse (13), wobei die Sitzfläche (11) aus einzelnen, sich quer zur Schwenkachse (13) erstreckenden Rippen (12) gebildet ist, die mittels unterhalb der Sitzfläche (11) angeordneten, drehangetriebenen Nockenwellen bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellen beidseitig parallel zur Schwenkachse (13) als eine linke und eine rechte Nockenwelle (21, 22) angeordnet sind, wobei für jede Rippe (12) auf den Nockenwellen (21, 22) aufsitzende Nocken (24) vorgesehen sind, die jede Rippe abstützt und individuell um die Schwenkachse (13) verschwenken kann, und dass die flexible Sitzfläche (11) mit den beiden Nockenwellen (21, 22) eine Wippe bildet, die um eine horizontal und quer zur Schwenkachse (13) angeordnete Wippenachse (31) in Reitrichtung (X) hin- und herschwenkbar ausgebildet ist.Movement simulator for riding therapy with a seat (11) simulating a horse's back with a riding direction (X) and a swivel axis (13) arranged centrally in the riding direction (X), the seat (11) being made up of individual ribs extending transversely to the swivel axis (13) (12), which are moved by means of rotationally driven camshafts arranged below the seat surface (11), characterized in that the camshafts are arranged on both sides parallel to the pivot axis (13) as a left and a right camshaft (21, 22), wherein for each rib (12) on the camshafts (21, 22) seated cams (24) are provided, which support each rib and can pivot individually about the pivot axis (13), and that the flexible seat surface (11) with the two camshafts ( 21, 22) forms a rocker which is designed to be pivotable to and fro in the riding direction (X) about a rocker axis (31) arranged horizontally and transversely to the pivot axis (13).

Bewegungssimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Nockenwelle (23) parallel zu den linken und rechten Nockenwellen (21, 22) vorgesehen ist, wobei auf der dritten Nockenwelle (23) mindestens zwei Nockenscheiben sitzen, die die Wippe beidseitig der horizontalen Wippenachse (31) stützen und bei Drehantrieb verschwenken.Motion simulator after Claim 1 , characterized in that a third camshaft (23) is provided parallel to the left and right camshafts (21, 22), with at least two cam disks sitting on the third camshaft (23) which support the rocker on both sides of the horizontal rocker axis (31) and swivel with rotary drive.

Bewegungssimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Servomotor (41) vorgesehen ist, der die linke und rechte Nockenwellen (21, 22) über einen Keilriemen (43) synchron zueinander antreibt.Motion simulator after Claim 1 or 2 , characterized in that a first servomotor (41) is provided which drives the left and right camshafts (21, 22) synchronously with one another via a V-belt (43).

Bewegungssimulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe von dem ersten Servomotor (41) über den Keilriemen (43) synchron zu den linken und rechten Nockenwellen (21, 22) antreibbar ausgebildet ist.Motion simulator after Claim 3 , characterized in that the rocker is designed to be drivable by the first servomotor (41) via the V-belt (43) synchronously with the left and right camshafts (21, 22).

Bewegungssimulator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Servomotor (42) vorgesehen ist, der die Wippe antreibt.Motion simulator after Claim 1 , 2 or 3 , characterized in that a second servomotor (42) is provided which drives the rocker.

Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzfläche (11) acht bis zwölf Rippen (12) aufweist, wobei sich jede Rippe an ihren beiden Enden jeweils auf einem Nocken (24) abstützen.Motion simulator according to one of the preceding claims, characterized in that the seat surface (11) has eight to twelve ribs (12), each rib being supported at both ends on a cam (24).

Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizung für die Sitzfläche (11) vorgesehen ist.Movement simulator according to one of the preceding claims, characterized in that a heater is provided for the seat surface (11).

Verfahren zur Bewegungssimulation einer Reittherapie für einen Patienten auf einem Sitz (1) mit einer einen Pferderücken nachbildenden Sitzfläche (11) mit einer Reitrichtung (X), insbesondere mit einem Bewegungssimulator nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei zur Bewegungssimulation die Bewegung in eine erste Bewegungskomponente, die um eine Schwenkachse (13) in Reitrichtung (X) schwingt, und eine zweite Bewegungskomponente, die um eine horizontale Wippenachse (31) quer zur Reitrichtung (X) schwingt, aufgelöst wird, - wobei die erste Bewegungskomponente von sich unter der Sitzfläche (11) drehenden, mit Nocken ausgestatteten Nockenwellen (21, 22) periodisch erzeugt wird, - wobei sich die flexible Sitzfläche (11) durch eine Vielzahl von Abstützungspunkten an den Nocken der sich drehenden Nockenwellen verwindet, - wobei die zweite Bewegungskomponente periodisch erzeugt wird und - wobei die erste und zweite Bewegungskomponente zueinander synchron angetrieben werden.Method for the movement simulation of a riding therapy for a patient on a seat (1) with a seat surface (11) simulating a horse's back with a riding direction (X), in particular with a movement simulator according to one of the preceding claims, - the movement being resolved into a first movement component, which oscillates about a pivot axis (13) in the riding direction (X), and a second movement component, which oscillates about a horizontal rocker axis (31) transversely to the riding direction (X), for movement simulation, - wherein the first movement component is periodically generated by camshafts (21, 22) which rotate under the seat surface (11) and are equipped with cams, - wherein the flexible seat (11) twists through a plurality of support points on the cams of the rotating camshafts, - The second movement component is generated periodically and - The first and second movement components are driven synchronously with one another.

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung eines Pferderückens von einem Schritt laufenden Pferd an einer Vielzahl von Beobachtungspunkten aufgezeichnet und diese aufgezeichnete Bewegung durch die Form der Nocken und deren Position auf den Nockenwellen komplex räumlich-zeitlich nachgebildet wird.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the movement of a horse's back of a horse running at a step is recorded at a multiplicity of observation points and this recorded movement is simulated in a complex spatial-temporal manner by the shape of the cams and their position on the camshafts.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass durch Regeln der Drehzahl, Verdrehen der Nocken auf der Nockenwelle und/oder Austauschen von Nocken verschiedene Bewegungsmuster für Reittherapien nachgebildet werden.Procedure according to Claim 8 or 9 , characterized in that different movement patterns for riding therapies are simulated by regulating the speed, rotating the cams on the camshaft and / or exchanging cams.