DE102020209039A1 - strength training machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Krafttrainingsgerät (10), mit einem manuell betätigbaren Bedienelement (30), das über einen Hebelmechanismus (20) mit wenigstens einem einen Widerstand erzeugenden Aggregat (41, 42) gekoppelt ist, wobei der Hebelmechanismus (20) in einem Abstand zu einem Griffelement (32) des Bedienelements (30) wenigstens ein erstes Gelenk (26) aufweist, das über wenigstens einen ersten Gelenkhebel (25) in einer ersten Achse (21) gelagert ist, und mit wenigstens einem zweiten Gelenk (35), das zwischen dem wenigstens einen ersten Gelenk (26) und dem Griffelement (32) angeordnet ist, wobei das wenigstens eine zweite Gelenk (35) über wenigstens einen zweiten Gelenkhebel (36) zumindest mittelbar in einer zweiten Achse (22) gelagert ist, wobei eine der Achsen (21, 22) in Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Aggregat (41, 42) angeordnet ist, wobei die andere der beiden Achsen (21, 22) gesperrt oder schwenkbar ist, wobei der wenigstens eine zweite Gelenkhebel (36) über ein Koppelglied (38) mit der zweiten Achse (22) verbunden ist, und wobei die beiden Achsen (21, 22) sperrbar oder schwenkbar und in Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Aggregat (41, 42) verbindbar sind.The invention relates to a strength training device (10) with a manually operable operating element (30) which is coupled via a lever mechanism (20) to at least one resistance-generating unit (41, 42), the lever mechanism (20) being at a distance from a gripping element (32) of the operating element (30) has at least one first joint (26) which is mounted in a first axis (21) via at least one first joint lever (25), and with at least one second joint (35) which is arranged between the at least one first joint (26) and the handle element (32), the at least one second joint (35) being mounted at least indirectly in a second axle (22) via at least one second articulated lever (36), with one of the axles (21, 22) is arranged in operative connection with the at least one unit (41, 42), wherein the other of the two axes (21, 22) is locked or pivotable, wherein the at least one second articulated lever (36) via a Koppe llimb (38) is connected to the second axle (22), and wherein the two axles (21, 22) can be locked or pivoted and in operative connection with the at least one unit (41, 42) can be connected.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft ein Krafttrainingsgerät, wie es zur Stärkung unterschiedlicher Muskelgruppen des menschlichen Körpers verwendet werden kann. Insbesondere betrifft das erfindungsgemäße Krafttrainingsgerät eine verbesserte Rückkopplung und gezielte Beeinflussung von Bedienkräften bzw. Widerständen beim Training an dem Krafttrainingsgerät.The invention relates to a strength training device that can be used to strengthen different muscle groups in the human body. In particular, the strength training device according to the invention relates to improved feedback and targeted influencing of operating forces or resistances during training on the strength training device.
Stand der TechnikState of the art
Ein Krafttrainingsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist aus der nachveröffentlichten
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Das erfindungsgemäße Krafttrainingsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die von dem Trainierenden über das Bedienelement auf die unterschiedlichen beweglichen Achsen eingeleiteten Kräfte bzw. Momente erfasst werden können. Dadurch kann einerseits eine korrekte Bedienung bzw. ein korrekter Bewegungsablauf des Trainierenden erfasst werden, und andererseits lassen sich gezielte, insbesondere individuell an den jeweiligen Trainierenden angepasste Trainingspläne mit damit verbundenen, über das Bedienelement einzuleitenden Kräften bzw. Momente erzeugen. Vor dem Hintergrund der obigen Erläuterungen schlägt es daher das erfindungsgemäße Krafttrainingsgerät vor, dass zusätzlich Sensormittel zur zumindest mittelbaren Erfassung von auf das Bedienelement ausgeübten Kräften vorgesehen sind.The strength training device according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the forces or moments introduced by the trainee via the control element on the different movable axes can be recorded. As a result, on the one hand correct operation or a correct movement sequence of the trainee can be recorded, and on the other hand targeted training plans, in particular individually adapted to the respective trainee, can be generated with associated forces or moments to be introduced via the control element. Against the background of the above explanations, the strength training device according to the invention therefore proposes that additional sensor means be provided for at least indirectly detecting forces exerted on the operating element.
Insbesondere im Zusammenhang mit einer auf die mit den Achsen wirkenden Steuereinheit zur Einstellung von Widerständen bzw. erforderlichen Drehmomenten zu deren Bewegung über das Bedienelement ermöglicht es somit das erfindungsgemäße Krafttrainingsgerät, den Bedürfnissen an individuelle bzw. personifizierte Übungen gerecht zu werden und damit mehr Komfort, Vielseitigkeit sowie die Überprüfung und die Steigerung der Leistung und des Leistungsfortschritts des Trainierenden zu erzielen.In particular in connection with a control unit acting on the axes for setting resistances or necessary torques for their movement via the control element, the strength training device according to the invention thus makes it possible to meet the needs for individual or personalized exercises and thus more comfort and versatility as well as to check and increase the performance and performance progress of the trainee.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Krafttrainingsgeräts sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the strength training device according to the invention are listed in the dependent claims.
Die Anordnung bzw. Ausbildung der Sensormittel an dem Krafttrainingsgerät kann in unterschiedlicher Art und Weise realisiert werden. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Sensormittel im Bereich des Bedienelements angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Sensormittel im Bereich wenigstens einer der Achsen oder der mit den Achsen verbundenen Aggregate angeordnet sind.The arrangement or design of the sensor means on the strength training device can be realized in different ways. For example, provision can be made for the sensor means to be arranged in the area of the operating element. Alternatively or additionally, it can be provided that the sensor means are arranged in the area of at least one of the axles or the units connected to the axles.
Eine erste bevorzugte Ausgestaltung der Sensormittel sieht vor, dass diese als Dehnmessstreifen ausgebildet sind. Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass die Sensormittel einen Magnetfeldsensor, einen Drehmomentsensor oder einen Stromsensor aufweisen.A first preferred embodiment of the sensor means provides that these are designed as strain gauges. Alternatively, it can also be provided that the sensor means have a magnetic field sensor, a torque sensor or a current sensor.
Ganz besonders bevorzugt ist es zur Realisierung individueller Trainingspläne, dass mittels einer Steuereinheit auf die Achsen, die mit dem Bedienelement gekoppelt sind, entsprechend einer vorgegebenen Funktion und in Abhängigkeit der auf das Bedienelement ausgeübten Kräfte zeit- und/oder drehwinkelabhängige Gegenmomente einleitbar sind. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass von dem Trainingsgerät am Bedienelement Widerstände erzeugt werden, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Bedieners bzw. in Abhängigkeit von individuellen Trainingsplänen erzeugt werden.In order to implement individual training plans, it is particularly preferred that counter-torques dependent on time and/or angle of rotation can be introduced by means of a control unit onto the axes that are coupled to the operating element, according to a predetermined function and as a function of the forces exerted on the operating element. In other words, this means that resistances are generated by the training device on the control element, which are generated as a function of the movement of the operator or as a function of individual training plans.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Steuereinheit in oder am Krafttrainingsgerät angeordnet ist. Dadurch ist es nicht erforderlich, beispielsweise Schnittstellen bzw. Einrichtungen außerhalb des Krafttrainingsgeräts zur Datenübertragung bzw. Ansteuerung der Achsen vorzusehen.It is particularly preferred if the control unit is arranged in or on the strength training device. As a result, it is not necessary, for example, to provide interfaces or devices outside of the strength training device for data transmission or control of the axes.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Krafttrainingsgerät über eine vorzugsweise drahtlose Schnittstelle mit der externen Steuereinheit verbunden ist, wobei die Schnittstelle vorzugsweise auch zur Übertragung der Daten der Sensormittel ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung hat insbesondere den Vorteil, dass das Krafttrainingsgerät selbst relativ einfach bzw. mit geringem vorrichtungstechnischem Aufwand ausgebildet sein kann, was ggf. dessen Herstellkosten reduziert. Darüber hinaus ist ein besonders einfaches Update von Funktionen möglich. Die dezentrale Steuereinheit ermöglicht es darüber hinaus, unterschiedliche Krafttrainingsgeräte bzw. mehrere Krafttrainingsgeräte und somit beispielsweise auch unterschiedliche Trainierende an unterschiedlichen Standorten miteinander zu verknüpfen bzw. diese individuell mit einer einzigen externen Steuereinheit anzusteuern bzw. zu trainieren. Auch ist es denkbar, dass ein Trainer eine haptische Rückmenlung an den Trainierenden geben kann.Alternatively, however, it is also possible for the strength-training device to be connected to the external control unit via a preferably wireless interface, with the interface preferably also being designed to transmit the data from the sensor means. Such a design has the particular advantage that the strength training device itself can be designed relatively simply or with little outlay in terms of device technology, which possibly reduces its production costs. In addition, a particularly simple update of functions is possible. The decentralized control unit also allows different strength training devices or multiple strength training devices and thus for example, to link different trainees at different locations with each other or to control or train them individually with a single external control unit. It is also conceivable that a trainer can give haptic feedback to the trainee.
Auch kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinheit zumindest mittelbar mit einem insbesondere mobilen Endgerät verbindbar ist. Dadurch wird es ermöglicht, die erfassten Daten beispielsweise auf einem Laptop, einem Handy oder ähnlichem Endgerät abzuspeichern bzw. zu verarbeiten und/oder anzuzeigen bzw. darzustellen. Auch dies reduziert den Investitionsaufwand an dem Krafttrainingsgerät, da dadurch beispielsweise kein aufwendiges Display am Krafttrainingsgerät erforderlich ist.Provision can also be made for the control unit to be able to be connected at least indirectly to a terminal device, in particular a mobile device. This makes it possible to store or process and/or display or represent the recorded data, for example, on a laptop, a mobile phone or similar device. This also reduces the investment outlay on the strength training device, since this means, for example, that no complex display is required on the strength training device.
Eine zusätzliche Möglichkeit, die Bedienung des Krafttrainingsgeräts zu erfassen, besteht darin, dass zusätzliche Sensormittel zur Erfassung der Bewegungen und/oder der Position eines Trainierenden beim Betätigen des Bedienelements vorgesehen sind. Eine derartige Ausbildung ermöglicht es insbesondere, ggf. inkorrekte Körperhaltungen, die ansonsten zu Fehlbelastungen führen, welche durch die ersten Sensormittel nicht erfassbar sind, zu vermeiden. Darüber hinaus kann beispielsweise bei einem Gruppentraining zur Motivationssteigerung das Bild des Bedieners anderen Übenden angezeigt werden.An additional possibility of detecting the operation of the strength training device is that additional sensor means are provided for detecting the movements and/or the position of a person exercising when the operating element is actuated. Such a configuration makes it possible, in particular, to avoid possibly incorrect postures, which would otherwise lead to incorrect loading, which cannot be detected by the first sensor means. In addition, the image of the operator can be shown to other trainees, for example in group training to increase motivation.
Hierzu kann es insbesondere auch vorgesehen sein, dass über die Schnittstelle eine Kommunikation und/oder ein Datenaustausch zwischen dem Krafttrainingsgerät und weiteren externen Einheiten/Stellen erfolgt, insbesondere über eine Internetverbindung.For this purpose, it can also be provided in particular that communication and/or data exchange takes place between the strength training device and other external units/points via the interface, in particular via an Internet connection.
Die Koppelbarkeit mit anderen, insbesondere mobilen Endgeräten ermöglicht es darüber hinaus, beispielsweise über eine App gezielt Eingaben (Parametrisierung) und/oder eine Auswahl vorzunehmen. Durch eine entsprechende Interoperabilität ist der Austausch mit weiteren Fitness-Apps und z.B. mit sogenannten SmartWatches möglich. Die Konnektivität ermöglicht darüber hinaus die Verlinkung mit gänzlich anderen Domänen, wie den Branchen Ernährung und Nahrungsergänzungsmitteln sowie dem Versicherungswesen. Die Anzeige von Daten an dem Krafttrainingsgerät kann beispielsweise über ein Display erfolgen, ggf. bidirektional mit einer Kamera. Dies dient der Interaktion mit Trainer, Physiotherapeuten oder anderen Trainierenden.The ability to be coupled with other, in particular mobile, end devices also makes it possible, for example, to make specific entries (parameterization) and/or a selection via an app. Due to a corresponding interoperability, the exchange with other fitness apps and e.g. with so-called SmartWatches is possible. The connectivity also enables linking to completely different domains, such as the nutrition and dietary supplements sectors as well as the insurance industry. The data can be displayed on the strength training device, for example, via a display, possibly bidirectionally with a camera. This is for interaction with trainers, physiotherapists or other trainees.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred embodiments of the invention and from the drawings.
Figurenlistecharacter list
-
1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Krafttrainingsgerät zum Training unterschiedlicher Muskelgruppen,1 shows a perspective view of a strength training device according to the invention for training different muscle groups, -
2 einen vereinfachten Schnitt durch das Gehäuse des Krafttrainingsgeräts gemäß1 und2 according to a simplified section through the housing of the strength training device1 and -
3 und4 Blockdiagramme zur Verdeutlichung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Krafttrainingsgeräts bei unterschiedlicher Ausbildung bzw. Ankopplung an externe Stellen.3 and4 Block diagrams to illustrate the functioning of the strength training device according to the invention with different training or coupling to external bodies.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Identical elements or elements with the same function are provided with the same reference numbers in the figures.
In der
Beidseitig außerhalb des Gehäuses 12 sowie symmetrisch zur Symmetrieebene 14 ist die erste Achse 21 mit jeweils einem ersten Gelenkhebel 25 verbunden, wobei die Verbindung zwischen dem ersten Gelenkhebel 25 und der ersten Achse 21 drehfest bzw. starr ausgebildet ist. Auf der der ersten Achse 21 abgewandten Seite des ersten Gelenkhebels 25 sind die beiden ersten Gelenkhebel 25 mit jeweils einem ersten Gelenk 26 gekoppelt. Die beiden ersten Gelenke 26 sind darüber hinaus mit zwei parallel zueinander angeordneten Stangen 28 eines Bedienelements 30 gekoppelt. Dadurch sind die Stangen 28 im Bereich des ersten Gelenks 26 jeweils schwenkbar zum ersten Gelenkhebel 25 angeordnet. Auf der dem ersten Gelenk 26 abgewandten Seite der Stangen 28 sind diese rein beispielhaft und nicht einschränkend mit einem gemeinsamen, quer zur Richtung der beiden Stangen 28 verlaufenden Element 31 verbunden, das als Griffelement 32 dient, über das der Trainierende den Hebelmechanismus 20 bewegen kann.On both sides outside of the
In einem Bereich zwischen dem ersten Gelenk 26 und dem Griffelement 32 ist im Bereich der beiden Stangen 28 jeweils ein zweites Gelenk 35 angeordnet, über das ein zweiter Gelenkhebel 36 schwenkbar befestigt ist. Auf der dem zweiten Gelenk 35 abgewandten Seite des zweiten Gelenkhebels 36 ist über ein drittes Gelenk 37 jeweils ein beispielhaft stangenförmiges Koppelglied 38 einerseits mit dem zweiten Gelenkhebel 36 schwenkbar, und andererseits mit der zweiten Achse 22 drehfest verbunden.In an area between the
Die beiden Achsen 21, 22 des Krafttrainingsgeräts 10 sind wechselweise entweder beweglich bzw. drehbar oder sperrbar bzw. starr, alternativ zur sperrbaren bzw. starren Anordnung um einen definierten maximalen Winkel schwenkbar angeordnet. Mit Blick auf die
Die Ansteuerung sowohl der Aggregate 41, 42 zur Erzeugung eines definierten Widerstands gegen eine Bewegung des Bedienelements 30 als auch der beiden Sperreinrichtungen 43, 44 erfolgt rein beispielhaft über eine gemeinsame Steuereinheit 50. Die Steuereinheit 50 ist wiederum beispielhaft mit einer lediglich in der
Bei der Ausführungsform gemäß der
Ergänzend wird erläutert, dass die in den
Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Krafttrainingsgerät 10 Sensormittel 60 zur zumindest mittelbaren Erfassung von auf das Bedienelement 30 und somit auf die beiden Achsen 21, 22 ausgeübten Kräften oder ggf. Momenten aufweist. Die Sensormittel 60 sind beispielhaft im Bereich der beiden Stangen 28 in Form von Dehnmessstreifen 61, 62 ausgebildet, um die von dem Trainierenden in Auf-/Ab- sowie Vor-/Zurückrichtung aufgebrachten und damit auf die Stangen 28 wirkende Kräfte zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich können die Sensormittel 60 insbesondere in Form von mit den beiden Aggregaten 41, 42 zumindest mittelbar verbundenen Magnetfeldsensoren, Drehmomentsensoren oder als Stromsensor ausgebildet sein. Die von den Sensormitteln 60 erfassten Messwerte bzw. Kräfte werden der Steuereinheit 50 als Eingangsgröße zugeführt. Weiterhin können durch die Steuereinheit 50 durch ihre Kopplung mit den beiden Aggregaten 41, 42 in diese Sollmomente Ms vorgeben werden, die einer Bewegung des Bedienelements 30 entgegenwirken. Diese Sollmomente Ms können sowohl drehwinkelabhängig bzw. in Abhängigkeit des Drehwinkels der beiden Achsen 21, 22 erfolgen, als zusätzlich bzw. alternativ auch zeitabhängig.Furthermore, it is provided according to the invention that the
Optional kann es vorgesehen sein, dass durch zusätzliche Sensormittel 55, beispielsweise in Form einer Kamera 56, die Bewegungen des Trainierenden erfasst und an die Steuereinheit 50 als Eingangsgröße zuführbar sind.It can optionally be provided that the movements of the person exercising are recorded by additional sensor means 55, for example in the form of a camera 56, and can be fed to the
In der
In der
Über eine insbesondere drahtlose Schnittstelle 71 erfolgt eine zumindest mittelbare Ankopplung an wenigstens eine externe Stelle 72. Bei der externen Stelle 72 kann es sich beispielsweise um eine (Daten-) Cloud 73 handeln oder um ein vorzugsweise mobiles (End-) Gerät 74, z.B. in Form einer Fitnessapp, oder eine Pulsuhr oder um einen Trainer oder ähnliches. Ebenso können Verbindungen zu Versicherungen, Nahrungsergänzungsmittelherstellern usw. als externe Stelle 72 definiert werden. Über diese Stellen 72 findet eine Rückkopplung zum Trainierenden T statt, was durch den Pfeil 75 verdeutlicht sein soll. Dabei können zum Beispiel individuelle Trainingspläne übermittelt werden.An at least indirect connection to at least one external location 72 takes place via an
Das soweit beschriebene Krafttrainingsgerät 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.The
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102019205676 A1 [0002, 0023]DE 102019205676 A1 [0002, 0023]
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