EP3549571A1 - Device for training, the therapeutic treatment and/or support for the lower extremities of the body of a human being and use thereof - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtung (1) für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen bei jeglichen Bewegungsabläufen der menschlichen Fortbewegung aus Alltagssituationen oder bei spezifischen Bewegungen, mit einem ortsfesten Rahmen (12), und angetriebenen, steuerbaren Bewegungseinrichtungen (11a, 11b), insbesondere zwei Bewegungseinrichtungen (11a, 11b), die mit dem ortsfesten Rahmen (12) verbunden sind.The invention relates to apparatus (1) for the training, the therapeutic treatment and / or the support of the lower extremities of a human in any movement sequences of human locomotion from everyday situations or specific movements, with a fixed frame (12), and driven, controllable movement devices (11a, 11b), in particular two movement devices (11a, 11b) which are connected to the fixed frame (12).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a device for the training, the therapeutic treatment and / or the support of the lower extremities of a person having the features of the preamble of claim 1.

Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus DE 10 2006 035 715 A1 , DE 20 2008 001 590 U1 und DE 10 2009 022 560 A1 bekannt.Devices of this kind are for example made DE 10 2006 035 715 A1 . DE 20 2008 001 590 U1 and DE 10 2009 022 560 A1 known.

Die Therapie einer hochgradigen Schwäche der unteren Extremitäten z.B. nach einem Schlaganfall, ist schwierig und häufig nicht erfolgreich. Die konventionelle Physiotherapie ist aufwändig und zielt meistens darauf ab, durch Spastik bedingte Verkrampfungen der Muskeln zu lösen und Übungen zur Vorbereitung des Gehens in Sitz und Stand zu üben, um z.B. die Gewichtsübernahme auf das betroffene Bein zu stärken. Dieses Vorgehen führt häufig dazu, dass der Patient das Gehen und damit die dem Gehen zu Grunde liegenden Fuß- und Beinbewegungen nicht wiederholt übt.The therapy of high-grade weakness of the lower extremities, e.g. after a stroke is difficult and often unsuccessful. Conventional physiotherapy is cumbersome and usually aims to relieve spasticity-related muscle spasms and exercises to prepare for walking in the seat and posture, e.g. to strengthen the weight transfer to the affected leg. This procedure often results in the patient not repeatedly practicing the walking and thus the foot and leg movements underlying the walking.

Moderne wissenschaftliche Konzepte der Rehabilitation favorisieren ein wiederholtes, wenn möglich aktives Üben des Gehens so früh wie möglich, oder falls noch nicht möglich, das Üben zumindest einzelner Bewegungsfolgen des Gehens mit den Füßen und Beinen. Für Schlaganfallpatienten konnte gezeigt werden, dass die wiederholte aktive, isometrische und isotone Dorsalextension der Füße und Beine hinsichtlich der Rückbildung der motorischen Funktion der gesamten unteren Extremitäten einer konventionellen Therapie überlegen war. Noch größere Erfolge konnten erzielt werden, wenn der Patient das Gehen selbst wiederholt übte. Passive Bewegungen gelähmter Extremitätenabschnitte erhalten zum einen die Beweglichkeit des Bewegungssegments und die Erinnerung des Gehirns an die Bewegungsfolge.Modern scientific concepts of rehabilitation favor repeated, if possible active, practice of walking as early as possible, or if not yet possible, practicing at least single movement sequences of walking with the feet and legs. For stroke patients it was shown that the repeated active, isometric and isotonic dorsiflexion of the feet and legs with respect to the regression of the motor function of the entire lower extremities was superior to a conventional therapy. Even greater successes could be achieved if the patient repeatedly practiced walking himself. Passive movements of paralyzed limb sections receive, on the one hand, the mobility of the movement segment and the memory of the brain in the sequence of movements.

Ein beidseitiges Üben der gesunden Seite und der geschwächten Seite der unteren Extremitäten ist einem einseitigen Üben der geschwächten Seite überlegen. Die Mitbewegung der nicht geschwächten Seite übt dabei einen fördernden Einfluss auf die Aktivierung der für den Einsatz der gelähmten Extremität verantwortlichen Hirnstrukturen im Scheitellappen aus.A double-sided practice of the healthy side and the weakened side of the lower extremities is superior to a one-sided practice of the weakened side. The co-movement of the non-weakened side exerts a promoting influence on the activation of the responsible for the use of the paralyzed limb brain structures in the parietal lobe.

Zur Therapie der gesunden und der geschwächten Seite der unteren Extremitäten sind mechanische und elektromechanische Geräte im Stand der Technik bekannt. Hierzu wird beispielhaft auf DE 36 18 686 A1 , DE 85 28 083 U1 , DE 81 09 699 U1 und DE 195 29 764 A1 verwiesen. Diese bekannten Therapiegeräte umfassen Tretkurbeln, die vom Patienten betätigt werden. Diese Tretkurbeln erlauben nur ein asynchrones Nachführen der geschwächten Seite. Asynchron nachgeführte Bewegungen spiegeln nicht die Vielfalt realer Bewegungsabläufe wieder. Die angestrebte Übertragung des Lerneffekts im Zusammenhang mit Bewegungsabläufen vom Gehirnlappen der gesunden auf die betroffene Seite ist dabei nur bedingt möglich. Variationen der Bewegungsabläufe sind aufgrund der starren mechanischen Verbindung der Konstruktionselemente ausgeschlossen.For the treatment of the healthy and the weakened side of the lower extremities, mechanical and electromechanical devices are known in the art. This is exemplified DE 36 18 686 A1 . DE 85 28 083 U1 . DE 81 09 699 U1 and DE 195 29 764 A1 directed. These known therapy devices include cranks that are operated by the patient. These cranks only allow asynchronous tracking of the weakened side. Asynchronously tracked movements do not reflect the variety of real movements. The desired transfer of the learning effect in connection with movement sequences from the brain lobe of the healthy to the affected side is only possible to a limited extent. Variations of the movements are excluded due to the rigid mechanical connection of the construction elements.

Darüber hinaus sind Robotersysteme zu Therapiezwecken bekannt, die Steuersysteme umfassen, welche die Kräfte des Patienten während der Übung messen. Dabei sind unterschiedliche Auswertungen der Parameter zum Ermitteln von Mindesteigenbewegungen oder Kräften und vollständige Vergleiche mit vorgegebenen Programmen möglich. Derartige Robotersysteme sind aus DE 100 28 511 A1 sowie der anfangs genannten DE 10 2006 035 715 A1 , DE 20 2008 001 590 U1 und DE 10 2009 022 560 A1 bekannt.In addition, robotic systems are known for therapeutic purposes that include control systems that measure patient forces during exercise. Different evaluations of the parameters for determining minimum natural movements or forces and complete comparisons with predefined programs are possible. Such robot systems are out DE 100 28 511 A1 as well as the initially mentioned DE 10 2006 035 715 A1 . DE 20 2008 001 590 U1 and DE 10 2009 022 560 A1 known.

Weitere Robotersysteme, welche zur therapeutischen Behandlung und/oder Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen während des Gehens zum Einsatz kommen, sind aus EP 1 137 378 A1 und EP 1 322 272 B1 bekannt.Other robotic systems that are used for therapeutic treatment and / or support of the lower extremities of a human during walking are out EP 1 137 378 A1 and EP 1 322 272 B1 known.

Bei dem Robotersystem gemäß DE 100 28 511 A1 ist der Freiheitsgrad zum seitlichen Schwenken der Fußplatten an sich nicht erforderlich und hat sich darüber hinaus bei Übungen als nachteilig erwiesen. Das seitliche Schwenken der Fußplatten bedingt einen komplizierten und ausladenden Aufbau, der dem Therapeuten den Zugang zum Patienten erschwert. Der aus der nächstkommenden DE 10 2006 035 715 A1 bekannte robotergestützte Laufsimulator hat sich im Hinblick auf die Alltagstauglichkeit als verbesserungsfähig erwiesen. Außerdem ist bei den Systemen gemäß DE 100 28 511 A1 und DE 10 2006 035 715 A1 der Zugang zum Patienten erschwert.In the robot system according to DE 100 28 511 A1 the degree of freedom for lateral pivoting of the foot plates is not required per se and has also proved in exercises as disadvantageous. The lateral pivoting of the foot plates causes a complicated and expansive structure, which makes it difficult for the therapist to access the patient. The one from the closest DE 10 2006 035 715 A1 known robot-based running simulator has proven in terms of everyday practicality as an improvement. Moreover, according to the systems DE 100 28 511 A1 and DE 10 2006 035 715 A1 access to the patient more difficult.

DE 20 2008 001 590 U1 offenbart ein Trainingsgerät für menschliche Gangarten mit einer aus fünf Gelenken bestehenden Kinematik, die auf einem linear angetriebenen Wagen montiert ist. Der Antrieb der Kinematik erfolgt durch eine auf dem Wagen mitfahrende Kugelumlaufspindel. DE 20 2008 001 590 U1 discloses a human gait training device with five-link kinematics mounted on a linearly driven carriage. The kinematics are driven by a recirculating ball screw on the carriage.

DE 10 2009 022 560 A1 beschreibt ein Robotersystem mit einem Schwenkarm und zwei Schlitten, wobei die Höhenverstellung des Schwenkarms über ein Pleuel durch die Relativbewegung der beiden Schlitten über eine Kugelumlaufspindel, erfolgt. DE 10 2009 022 560 A1 describes a robot system with a swivel arm and two carriages, wherein the height adjustment of the swivel arm via a connecting rod by the relative movement of the two carriages via a ball screw, takes place.

Bei Systemen gemäß EP 1 137 378 A1 und EP 1 322 272 B1 erfolgt die über ein Außenskelett, welches über Antriebe im Bereich der Hüft- und Kniegelenke die unteren Extremitäten synchron zu einem Laufband führt. Diese Robotersysteme sind auf die Bewegung des Gehens in der Ebene beschränkt.For systems according to EP 1 137 378 A1 and EP 1 322 272 B1 takes place via an outer skeleton, which leads via drives in the area of the hip and knee joints, the lower extremities synchronously to a treadmill. These robot systems are limited to the movement of walking in the plane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen zu schaffen, mit der vielfältige Belastungssituationen simuliert werden können, die im Alltag auftreten. Die Vorrichtung soll einen guten Zugang des Therapeuten zum Patienten erlauben und eine effektive sowie realitätsnahe Unterstützung, Therapie bzw. Trainingssteuerung ermöglichen. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Verwendung einer solchen Vorrichtung anzugeben.The invention has for its object to provide a device for training, therapeutic treatment and / or the support of the lower extremities of a person can be simulated with the diverse stress situations that occur in everyday life. The device should allow a good access of the therapist to the patient and enable effective and realistic support, therapy or training control. Furthermore lies The invention is based on the object of specifying a use of such a device.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und hinsichtlich der Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved with regard to the device according to claim 1 and with regard to the use according to claim 15. Preferred embodiments are given in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen bei jeglichen Bewegungsabläufen der menschlichen Fortbewegung aus Alltagssituationen oder bei spezifischen Bewegungen vorgesehen, mit

• wenigstens einen ortsfesten Rahmen, und
• angetriebenen, steuerbaren Bewegungseinrichtungen, insbesondere zwei Bewegungseinrichtungen, die mit dem ortsfesten Rahmen verbunden sind,

wobei die Bewegungseinrichtungen jeweils

• ein Haltemittel aufweisen, zur Befestigung jeweils einer Extremität, wobei die Haltemittel unabhängig voneinander entlang vorgebbarer Bewegungsmuster bewegbar sind,
• einen horizontalen Bewegungsschlitten aufweisen, der entlang einer horizontale Linearführung der Bewegungseinrichtung bewegbar ist, und
• einen vertikalen Führungsschlitten aufweisen, der in verschiedene Höhenlagen entlang einer vertikalen Linearführung der Bewegungseinrichtung bewegbar ist,

wobei die vertikalen Führungsschlitten jeweils an den horizontalen Bewegungsschlitten angeordnet sind und
wobei jeweils eines der Haltemittel an einem der vertikalen Führungsschlitten drehbeweglich angeordnet ist. Die Bewegungseinrichtungen der Vorrichtung weisen jeweils

• einen horizontalen Linearantrieb zur Änderung der Längsposition des jeweiligen Haltemittels entlang der jeweiligen horizontalen Linearführung auf,
• einen vertikalen Linearantrieb zur Änderung der Höhenlage des jeweiligen Haltemittels entlang der jeweiligen vertikalen Linearführung und
• einen Drehantrieb zur Änderung der Neigung des jeweiligen Haltemittels gegenüber der Horizontalen,

wobei jeweils

• der horizontale Linearantrieb zur Bewegung des horizontalen Bewegungsschlittens, zusammen mit dem vertikalen Linearantrieb, in horizontaler Richtung und relativ zum ortsfesten Rahmen vorgesehen ist,
• der vertikale Linearantrieb als Mitnehmer des vertikalen Führungsschlittens ausgebildet und zur Übertragung der Antriebskraft des horizontalen Linearantriebs auf den vertikalen Führungsschlitten für die Bewegung des vertikalen Führungsschlittens in horizontaler Richtung vorgesehen ist, und
• der vertikale Linearantrieb als Antrieb für die Höhenbewegung des vertikalen Führungsschlittens entlang der vertikalen Linearführung vorgesehen ist.

According to the invention, an apparatus for the training, the therapeutic treatment and / or the support of the lower extremities of a human being in any movement sequences of human locomotion from everyday situations or specific movements is provided with

• at least one fixed frame, and
• driven, controllable movement devices, in particular two movement devices, which are connected to the fixed frame,

the movement devices respectively

• a holding means, for fixing in each case a limb, wherein the holding means are movable independently of one another along predeterminable movement patterns,
• a horizontal moving carriage, which is movable along a horizontal linear guide of the moving means, and
• a vertical guide carriage which is movable to different elevations along a vertical linear guide of the moving means,

wherein the vertical guide carriages are respectively disposed on the horizontal moving carriage and
wherein each one of the holding means is rotatably mounted on one of the vertical guide carriage. The movement devices of the device each have

• a horizontal linear drive for changing the longitudinal position of the respective holding means along the respective horizontal linear guide,
• a vertical linear drive for changing the height position of the respective holding means along the respective vertical linear guide and
• a rotary drive for changing the inclination of the respective holding means relative to the horizontal,

each one

• the horizontal linear drive for moving the horizontal moving carriage, together with the vertical linear drive, is provided in the horizontal direction and relative to the stationary frame,
• the vertical linear drive is designed as a driver of the vertical guide carriage and is provided for transmitting the driving force of the horizontal linear drive on the vertical guide carriage for the movement of the vertical guide carriage in the horizontal direction, and
• the vertical linear drive is provided as a drive for the vertical movement of the vertical guide carriage along the vertical linear guide.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass die einzelnen Antriebe unabhängig voneinander direkt angesteuert werden können. Dadurch können komplexeren Bewegungsmuster schneller und einfacher realisiert werden, ohne notwendige Kompensations- bzw. Ausgleichsbewegungen zu vollführen.The invention has the advantage that the individual drives can be controlled independently of each other directly. As a result, more complex movement patterns can be realized faster and easier, without performing necessary compensatory or compensatory movements.

Außerdem lässt sich durch die lateral versetzte Bauweise der horizontalen Linearführung an dem ortsfesten Rahmen die niedrigstmögliche Therapiehöhe, in Form einer sogenannten virtuellen Gangebene, eines Gerätes realisieren, was eine subjektiv gesteigertes Empfinden eines realen Gangmusters beim Patienten bewirkt und somit eine höhere Motivation zur Therapie. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit die virtuelle Gangebene, die vom Patienten im Zuge einer Gangtherapie oder dergleichen als Grundfläche des Erdbodens wahrgenommen wird, in der Nähe zur Grundfläche simulieren und dem Patienten somit ein realistischeres Gefühl vermitteln.In addition, the laterally offset construction of the horizontal linear guide on the stationary frame allows the lowest possible therapy height, in the form of a so-called virtual level, to be realized, which results in a subjectively increased sense of a real gait pattern in the patient and thus a higher motivation for therapy. The device according to the invention can thus perceive the virtual level of the course, which is taken by the patient in the course of a gait therapy or the like as a base of the soil will simulate near the base and thus give the patient a more realistic feel.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine erfolgreiche Therapie einerseits durch das häufige Wiederholen von Übungselementen und andererseits durch die Übertragung von Lerneffekten der für die gesunde Extremität zuständigen Gehirnseite auf die für die geschwächte Extremität zuständige Gehirnseite bzw. das zuständige Gehirnareal erzielt werden. So kann beispielsweise gezielt ein einzelner Bewegungsablauf innerhalb des gesamten Gangzyklus isoliert und wiederholt vom Patienten geübt werden.With the device according to the invention, a successful therapy on the one hand by the frequent repetition of exercise elements and on the other hand by the transmission of learning effects of the responsible for the healthy limb side of the brain on the responsible for the weakened limb brain side or the brain area responsible can be achieved. For example, a single movement within the entire gait cycle can be specifically isolated and repeatedly practiced by the patient.

Auch erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur weiteren Verbesserung des in der Genesung fortgeschrittenen Patienten sowie zum Training gesunder Menschen die Kräftigung der Bein- und Rückenmuskulatur. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet die Voraussetzung dafür, dass durch einen Bildschirm das Lauftraining bzw. die Lauftherapie entweder in einer vorgegebenen Alltagsumgebung oder eine Evaluierung der Therapieleistung in Echtzeit ermöglicht wird, wobei durch die robust und einfach aufgebaute Mechanik unterschiedliche Alltagssimulationen, beispielsweise das Treppensteigen, das Betreten eines Bürgersteigs oder Situationen simuliert werden können, bei denen der Patient stolpert.Also, the device of the present invention allows the leg and back muscles to be strengthened to further improve the patient being well advanced and to train healthy people. The device according to the invention provides the prerequisite for enabling running training or running therapy in a given everyday environment or evaluating the therapy performance in real time through a screen, with different everyday simulations, for example climbing stairs, entering, through the robust and simply constructed mechanism of a sidewalk or situations in which the patient stumbles.

Unter einem ortsfesten Rahmen ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass der Rahmen zur räumlichen Anordnung der Vorrichtung, insbesondere der Bewegungseinrichtungen dient. Die Vorrichtung ist also an einem beliebigen Ort, z.B. einem Krankenhaus, Rehabilitationseinrichtungen oder dergleichen einsetzbar, wobei der ortsfeste Rahmen die örtliche Anordnung und die wesentliche Begrenzung der Vorrichtung gegenüber der Umgebung vorgibt bzw. darstellt.Within the context of the present invention, a stationary frame is to be understood as meaning that the frame serves for the spatial arrangement of the device, in particular the movement devices. The device is thus at any location, e.g. a hospital, rehabilitation facilities or the like can be used, wherein the fixed frame dictates the local arrangement and the essential limitation of the device relative to the environment.

Des Weiteren kann jede Bewegungseinrichtung einen eigenen ortsfesten Rahmen aufweisen. Vorzugsweise sind die ortsfesten Rahmen der Bewegungseinrichtungen zur Ausbildung eines einzelnen ortsfesten Rahmens miteinander verbunden ausgestaltet.Furthermore, each movement device can have its own stationary frame. Preferably, the fixed frames of the moving means are designed to be connected together to form a single stationary frame.

Des Weiteren ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass jede der Bewegungseinrichtungen dazu ausgebildet ist, jeweils ein Haltemittel in horizontaler, vertikale und rotatorischer Richtung zweckmäßig zu bewegen. Durch die Kombination zweier, mit den Haltemitteln einander zugewandter Bewegungseinrichtungen kann somit eine geeignete Unterstützung eines Patienten bei z.B. einer üblichen Gangbewegung oder dergleichen erfolgen.Furthermore, it is provided according to the invention that each of the movement means is adapted to each move a holding means in the horizontal, vertical and rotational direction appropriate. Thus, by the combination of two movement means facing each other with the holding means, appropriate support of a patient at e.g. a usual gear movement or the like.

Anhand der Vorrichtung ist eine freie Bewegbarkeit der Haltemittel, insbesondere in Form einer beliebig kombinierbaren horizontalen, vertikalen und rotatorischen Bewegung, bereitstellbar. Hierzu ist lediglich eine minimale Anzahl von Antrieben notwendig, insbesondere drei Antriebe, um relevante Bewegungsabfolgen der menschlichen Fortbewegung nachzubilden bzw. zu steuern bzw. zu unterstützen.On the basis of the device is a free mobility of the holding means, in particular in the form of any combinable horizontal, vertical and rotational movement, provided. For this purpose, only a minimum number of drives is necessary, in particular three drives in order to simulate or control or support relevant movement sequences of human locomotion.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der horizontale Bewegungsschlitten jeweils entlang der horizontalen Linearführung beweglich angeordnet, wobei die horizontale Linearführung mehr als ein Führungselement, insbesondere ein erstes Führungselement und ein zweites Führungselement, aufweist.According to a preferred embodiment, the horizontal movement carriage is in each case arranged to be movable along the horizontal linear guide, wherein the horizontal linear guide has more than one guide element, in particular a first guide element and a second guide element.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind jeweils das erste Führungselement und das zweite Führungselement der horizontalen Linearführung zur gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens ausschließlich in vertikaler Richtung voneinander beabstandet an dem ortsfesten Rahmen angeordnet.According to a further embodiment, in each case the first guide element and the second guide element of the horizontal linear guide for slidably receiving the horizontal moving carriage are arranged spaced apart from each other only in the vertical direction on the stationary frame.

In diesem Sinne kann die horizontale Linearführung in vertikaler Richtung ausgerichtet sein, wobei die horizontale Linearführung seitlich bzw. lateral an dem ortsfesten Rahmen angeordnet ist. Indem der ortsfeste Rahmen und die horizontale Linearführung seitlich zueinander angeordnet sind, kann die horizontale Linearführung bis auf einen minimalen Abstand zu einer Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens und zu einer Grundfläche bzw. den Erdboden herangeführt werden.In this sense, the horizontal linear guide can be aligned in the vertical direction, wherein the horizontal linear guide is arranged laterally or laterally on the stationary frame. By the stationary frame and the horizontal linear guide are arranged laterally to each other, the horizontal linear guide can be brought up to a minimum distance to a bottom plane of the stationary frame and to a base or the ground.

Auf diese Weise ist die Bauhöhe der horizontalen Linearführung reduziert, sodass unter anderem eine Einstiegshöhe für den Patienten verringert ist.In this way, the overall height of the horizontal linear guide is reduced, so that among other things an entry height for the patient is reduced.

Des Weiteren sind mit der Vorrichtung gesteuerte bzw. geführte Bewegung ausführbar. So ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Vorrichtung eine zweckmäßige Steuerungseinheit, eine Eingabeeinheit und eine Ausgabeeinheit, z.B. in Form eines Bildschirms, aufweisen kann. Auf diese Weise können Bewegungsabläufe für den Patienten vorgegeben, unterstützt, kontrolliert, korrigiert und trainiert werden.Furthermore, movement controlled by the device can be carried out. Thus, it is preferably provided that the device has a functional control unit, an input unit and an output unit, for example in the form of a screen may have. In this way, movement sequences for the patient can be specified, supported, controlled, corrected and trained.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jeweils das erste Führungselement parallel zu einer Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens angeordnet und in einem derartigen vertikalen Abstand zu der Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens angeordnet, vorzugsweise in einem vertikalen Abstand von 2 mm, sodass

• das erste Führungselement zur gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens ausgebildet ist und
• eine virtuelle Gangebene in einem minimalen Abstand zu einer Grundfläche ausgebildet ist, vorzugsweise in einem vertikalen Abstand von 140 mm.

In a preferred embodiment, each of the first guide element is arranged parallel to a bottom plane of the stationary frame and arranged at such a vertical distance to the bottom plane of the stationary frame, preferably at a vertical distance of 2 mm, so

• the first guide element is designed for slidably receiving the horizontal movement slide, and
• a virtual gear plane is formed at a minimum distance to a base surface, preferably at a vertical distance of 140 mm.

So fährt der horizontale Führungsschlitten entlang zweier oder mehrerer Führungsschienen, welche vertikal versetzt angebracht sind. Dadurch kann die Einstiegs- und Therapiehöhe minimiert werden, was sich positiv auf den Therapieerfolg des Patienten auswirkt. Anhand der vertikalen Beabstandung der horizontalen Führungsschienen der horizontalen Linearführung kann die virtuelle Gangebene in minimaler Höhe über dem Erdboden bzw. der Grundfläche ausgebildet werden.Thus, the horizontal guide carriage moves along two or more guide rails, which are mounted vertically offset. As a result, the entry and therapy levels can be minimized, which has a positive effect on the patient's therapeutic success. On the basis of the vertical spacing of the horizontal guide rails of the horizontal linear guide, the virtual track plane can be formed at minimum height above the ground or the base surface.

Des Weiteren kann der ortsfeste Rahmen im Bereich der Führungsschienen der Schlitten höhenverstellbare Füße aufweisen. Dadurch können etwaige Unebenheiten im Fußboden ausgeglichen werden und die Erfindung kann auch auf unebenem Untergrund zum Einsatz kommen.Furthermore, the fixed frame in the region of the guide rails of the carriage may have height-adjustable feet. As a result, any unevenness in the floor can be compensated and the invention can also be used on uneven ground.

In einer weiteren Ausführungsform ist der vertikale Abstand zwischen dem ersten Führungselement und der Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens jeweils derart minimiert, dass ausschließlich ein Teil der gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens, insbesondere zum Umgreifen des ersten Führungselementes, innerhalb des minimalen vertikalen Abstandes anordbar ist. Demnach ist vorgesehen, dass das erste Führungselement der horizontalen Linearführung derart an dem ortsfesten Rahmen angeordnet ist, bevorzugt in einem Abstand von 2 mm zu der Unterseitenebene der Vorrichtung bzw. des ortsfesten Rahmens, dass ein ausreichender Platz zur zweckmäßigen Lagerung und Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens gegeben ist. So kann der Abstand zwischen dem ersten Führungselement und der Unterseitenebene entsprechend minimal ausgebildet werden, solange eine entsprechende Lagerung und gleitende Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens gegeben ist.In a further embodiment, the vertical distance between the first guide element and the lower side plane of the stationary frame is minimized in each case such that only part of the sliding receptacle of the horizontal movement carriage, in particular for embracing the first guide element, can be arranged within the minimum vertical distance. Accordingly, it is provided that the first guide element of the horizontal linear guide is arranged on the stationary frame, preferably at a distance of 2 mm to the bottom plane of the device or the fixed frame that given sufficient space for convenient storage and recording of the horizontal carriage movement is. Thus, the distance between the first guide member and the lower surface level can be minimally formed as long as a corresponding storage and sliding recording of the horizontal movement carriage is given.

So ist es vorstellbar, dass das erste Führungselement bündig mit der Unterseitenebene abschließen kann, sofern der horizontale Bewegungsschlitten ausschließlich von oben auf das erste Führungselement aufgesetzt und gleichzeitig hinreichend seitlich geführt werden kann.Thus, it is conceivable that the first guide element can be flush with the bottom plane, provided that the horizontal motion carriage can be placed exclusively from above on the first guide element and at the same time sufficiently guided laterally.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der vertikale Linearantrieb jeweils ein zweites Kraftübertragungselement, welches am horizontalen Bewegungsschlitten oder am vertikalen Führungsschlitten angelenkt ist und den horizontalen Bewegungsschlitten mit dem vertikalen Führungsschlitten direkt verbindet, wobei die Höhenlage des vertikalen Führungsschlittens entlang der vertikalen Linearführung über den vertikalen Linearantrieb mit dem zweiten Kraftübertragungselement veränderbar ist.According to a further preferred embodiment, the vertical linear drive in each case comprises a second force transmission element, which is articulated on the horizontal motion carriage or on the vertical guide carriage and connects the horizontal motion carriage with the vertical guide carriage directly, wherein the vertical position of the vertical guide carriage along the vertical linear guide via the vertical linear drive with the second power transmission element is variable.

Die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens ist durch Betätigung des zweiten Kraftübertragungselements veränderbar. Die Kopplung des vertikalen Führungsschlittens mit dem horizontalen Bewegungsschlitten durch das zweite Kraftübertragungselement hat den Vorteil, dass die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens direkt über den zweiten Linearantrieb erfolgen kann.The height adjustment of the vertical guide carriage is variable by actuation of the second power transmission element. The coupling of the vertical guide carriage with the horizontal moving carriage through the second power transmission element has the advantage that the height adjustment of the vertical guide carriage can be effected directly via the second linear drive.

Durch die direkte Höhenverstellung bedarf es keines Energiespeichersystems. Somit können Antriebe und Kraftübertragungselemente mit geringerem Platz- und Energieversorgungsbedarf eingebaut werden, wodurch die Mechanik an Kompaktheit gewinnt und der Einsatz in jedem Umfeld ermöglicht wird.The direct height adjustment requires no energy storage system. Thus, drives and power transmission elements with less space and energy supply requirements can be installed, whereby the mechanics gain in compactness and the use is possible in any environment.

Ein mechanisches System, welches mechanische Energie speichern kann, wird bei dieser Konstruktionsform nicht mehr benötigt.A mechanical system that can store mechanical energy is no longer needed in this design.

Der Antrieb für die Höhenverstellung kann beabstandet vom vertikalen Führungsschlitten angeordnet und mit diesem durch ein Kraftübertragungsmittel bzw. -element gekoppelt sein. Dadurch kann der Antrieb an einer für die Bewegung oder für den Schwerpunkt günstigen Position angeordnet sein. Der Antrieb kann zweckmäßigerweise einen Riemen umfassen, sowie einen Linearmotor, eine Steuerkette, Schubstangen, Zugstangen, Zahnstangen, einen Seilzug oder einen Spindelantrieb, welcher direkt die Höhe des vertikalen Führungsschlittens bestimmt.The drive for the height adjustment may be spaced from the vertical guide carriage and coupled thereto by a power transmission means or element. As a result, the drive can be arranged at a position favorable for the movement or for the center of gravity. The drive may conveniently comprise a belt, and a linear motor, a timing chain, push rods, tie rods, racks, a cable or a spindle drive, which directly determines the height of the vertical guide carriage.

Nach einer Ausführungsform umfasst der horizontale Linearantrieb jeweils ein erstes Kraftübertragungselement, das den horizontalen Bewegungsschlitten mit dem ortsfesten Rahmen koppelt, sodass der horizontale Bewegungsschlitten antreibbar ist.According to one embodiment, the horizontal linear drive in each case comprises a first force transmission element, which couples the horizontal movement slide with the stationary frame, so that the horizontal movement slide can be driven.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst der horizontale Linearantrieb jeweils einen Zahnradantrieb, insbesondere als das erste Kraftübertragungselement, welcher einerseits mit dem horizontalen Bewegungsschlitten und andererseits mit dem ortsfesten Rahmen gekoppelt ist.In a further embodiment, the horizontal linear drive in each case comprises a gear drive, in particular as the first power transmission element, which is coupled on the one hand with the horizontal motion carriage and on the other hand with the stationary frame.

Der horizontale Linearantrieb kann ein erstes Kraftübertragungselement umfassen, das den horizontalen Bewegungsschlitten mit dem ortsfesten, vorzugsweise vertikalen Rahmen koppelt. Der horizontale Linearantrieb kann eine angetriebene Kette oder einen Zahnstangenantrieb umfassen, die am horizontalen Bewegungsschlitten einerseits und am ortsfesten Rahmen andererseits befestigt ist, wodurch auf einfache Weise die Horizontalbewegung des horizontalen Bewegungsschlittens erreicht wird.The horizontal linear drive may comprise a first power transmission element, which couples the horizontal motion carriage with the stationary, preferably vertical frame. The horizontal linear drive may comprise a driven chain or a rack drive, which is mounted on the horizontal motion carriage on the one hand and on the stationary frame on the other hand, whereby the horizontal movement of the horizontal moving carriage is achieved in a simple manner.

Somit kann eine Kraftübertragungs-technisch, Bauraum-technisch und Schwerpunkt-technisch optimierte Anordnung des horizontalen Linearantriebs der jeweiligen Bewegungseinrichtung bereitgestellt werden. Insbesondere anhand einer vorteilhaften Kraftübertragung ist auch die Belastung für den jeweiligen Linearantrieb und somit dessen notwendige, maximalen Leistungsfähigkeit reduzierbar. Es kann eine kosteneffiziente sowie platzsparende Antriebslösung bereitgestellt werden.Thus, a power transmission technical, space-technically and focus technically optimized arrangement of the horizontal linear drive of the respective movement device can be provided. In particular, on the basis of an advantageous power transmission and the load for the respective linear drive and thus its necessary maximum performance is reduced. A cost-efficient and space-saving drive solution can be provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Drehantrieb jeweils am vertikalen Führungsschlitten oder am Haltemittel angelenkt ist und das Haltemittel mit dem vertikalen Führungsschlitten koppelt, wobei der Drehantrieb als Mitnehmer des Haltemittels, der die Antriebskraft des horizontalen Linearantriebs und des vertikalen Linearantriebs von dem vertikalen Führungsschlitten auf das Haltemittel überträgt, ausgebildet ist und als Antrieb für eine Neigungsänderung des Haltemittels gegenüber der Horizontalen vorgesehen ist.In a preferred embodiment it is provided that the rotary drive is articulated in each case on the vertical guide carriage or on the holding means and couples the holding means with the vertical guide carriage, wherein the rotary drive as a driver of the holding means, the driving force of the horizontal linear drive and the vertical linear drive of the vertical guide carriage transmits to the holding means, is formed and is provided as a drive for a change in inclination of the holding means relative to the horizontal.

Nach einer Ausführungsform umfasst der Drehantrieb jeweils ein drittes Kraftübertragungselement, welches den vertikalen Führungsschlitten mit dem Haltemittel koppelt.According to one embodiment, the rotary drive in each case comprises a third force transmission element which couples the vertical guide carriage with the holding means.

So kann der Drehantrieb ein drittes Kraftübertragungselement umfassen, dass das Haltemittel mit dem Drehantrieb bzw. mit einem Schwenkarm des Drehantriebs koppelt. Die Drehung des Haltemittels ist durch Betätigung des dritten Kraftübertragungselements veränderbar. Die Kopplung des Haltemittels mit dem Drehantrieb bzw. dem Schwenkarm des Drehantriebs durch ein drittes Kraftübertragungselement hat den Vorteil, dass die Drehung des Haltemittels direkt über den Drehantrieb erfolgt und von der x,y-Position des Führungsschlittens, also dessen horizontalen und vertikalen Position gegenüber dem ortsfesten Rahmen, unabhängig ist.Thus, the rotary drive may comprise a third force transmission element that couples the holding means with the rotary drive or with a pivot arm of the rotary drive. The rotation of the holding means is variable by actuation of the third power transmission element. The coupling of the holding means with the rotary drive or the swivel arm of the rotary drive by a third force transmission element has the advantage that the rotation of the holding means takes place directly over the rotary drive and from the x, y position of the guide carriage, so its horizontal and vertical position relative to the fixed frame, independent.

Der Drehantrieb für die Neigungsänderung kann beabstandet vom Haltemittel angeordnet und mit diesem durch das dritte Kraftübertragungsmittel gekoppelt sein. Dadurch kann der Drehantrieb an einer für den Schwerpunkt günstigen Position angeordnet sein. Der Drehantrieb kann zweckmäßigerweise einen Riemen umfassen, der auf einer Antriebsscheibe am Ausleger und auf einer Antriebsscheibe am Halteelement angeordnet ist, sowie auch als ein Antrieb mittels Zahnstange, Seilzug, Spindel oder Schub- und Zugstangen ausgebildet sein.The rotational drive for the inclination change can be arranged spaced from the holding means and coupled thereto by the third power transmission means. As a result, the rotary drive can be arranged at a position which is favorable for the center of gravity. The rotary drive may expediently comprise a belt which is arranged on a drive pulley on the boom and on a drive pulley on the holding element, as well as being designed as a drive by means of a rack, cable, spindle or push and pull rods.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind jeweils der vertikale Linearantrieb und der horizontale Linearantrieb unmittelbar im Drehpunkt der wirkenden Kraft zum Antrieb des vertikalen Führungsschlittens und des horizontalen Bewegungsschlittens angeordnet.According to a further embodiment, in each case the vertical linear drive and the horizontal linear drive are arranged directly in the pivot point of the acting force for driving the vertical guide carriage and the horizontal moving carriage.

So kann eine vorteilhafte Kraftübertragung und eine platzsparende sowie schwerpunkttechnisch optimierte Anordnung der Linearantriebe innerhalb der jeweiligen Bewegungseinrichtungen bereitgestellt werden.Thus, an advantageous power transmission and a space-saving and focus optimized arrangement of the linear drives can be provided within the respective movement means.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind jeweils der vertikale Linearantrieb und der horizontale Linearantrieb als Linearmotoren ausgebildet.In a preferred embodiment, each of the vertical linear drive and the horizontal linear drive are designed as linear motors.

Unter einem Linearantrieb ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Antrieb zu verstehen, der eine lineare Translationsbewegung, z.B. des horizontalen Bewegungsschlittens, herbeiführt. Demnach kann der Linearantrieb ein handelsüblicher Drehmotor bzw. Schrittmotor oder dergleichen sein, wobei die rotatorische Bewegung durch Kettenantriebe, Zahnrad-Zahnstangen-Übersetzung oder dergleichen in eine Translationsbewegung umwandelbar ist.For the purposes of the present invention, a linear drive is understood in particular to mean a drive which has a linear translational movement, e.g. of horizontal movement carriage, brought about. Accordingly, the linear drive may be a commercially available rotary motor or stepping motor or the like, wherein the rotational movement is convertible by chain drives, gear rack and pinion or the like in a translational movement.

Die Ausgestaltung eines Linearantriebs als ein Linearmotor ist derart zu verstehen, dass der Linearantrieb beispielsweise als eine magnetisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeitende, sich linear erstreckende Antriebsmaschine zur Bereitstellung einer Translationsbewegung ausgebildet ist.The design of a linear drive as a linear motor is to be understood such that the linear drive is designed for example as a magnetically, hydraulically or pneumatically operating, linearly extending drive machine for providing a translational movement.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Haltemittel jeweils entlang einer Drehachse beweglich angeordnet und durch eine Veränderung des Abstandes zueinander einstellbar. Entlang der Drehachse kann die Neigung der Haltemittel jeweils eingestellt bzw. angepasst werden.According to a further preferred embodiment, the holding means are each arranged to be movable along an axis of rotation and adjustable by changing the distance from one another. Along the axis of rotation, the inclination of the holding means can each be adjusted or adjusted.

So kann die gesamte Führungsmechanik, also vorzugsweise jeweils die Bewegungseinrichtungen im Gesamten, des linken und rechten Beines beweglich angeordnet werden, um die Schrittbreite der beiden Haltemittel anzupassen.Thus, the entire guide mechanism, so preferably in each case the movement means in the whole, the left and right legs are movably arranged to adjust the crotch width of the two holding means.

Die vorstehend beschriebenen Anordnungen der jeweiligen Antriebe ermöglichen jeweils für sich genommen und in Kombination miteinander einen einfachen Aufbau der jeweiligen Bewegungseinrichtung, die einen geringen Platzbedarf aufweist.The arrangements of the respective drives described above, taken separately and in combination with one another, allow a simple construction of the respective movement device, which has a small footprint.

In einer weiteren Ausführungsform ist eine Verstelleinrichtung an dem ortsfesten Rahmen oberhalb der Bewegungseinrichtungen angeordnet, wobei die Verstelleinrichtung dazu vorgesehen ist, dass der Körperschwerpunkt eines mit den Haltemitteln verbundenen Menschen zum Training, zur therapeutischen Behandlung und/oder zur Unterstützung der unteren Extremitäten variabel anpassbar ist.In a further embodiment, an adjusting device is arranged on the stationary frame above the moving means, wherein the adjusting device is provided for that the body center of gravity with a Persons connected to the holding means are variably adaptable for training, therapeutic treatment and / or support of the lower extremities.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass durch die Verstelleinrichtung eine Kontrolle des Körperschwerpunktes eines Patienten möglich ist. Damit kann einerseits die bei der menschlichen Lokomotion, also bei der Fortbewegung auftretende Verschiebung des Körperschwerpunkts entlang der Richtung der Fortbewegung simuliert werden, die in vertikaler und seitlicher Richtung erfolgt. Andererseits kann durch die Kontrolle des Schwerpunkts die korrekte Ausführung der therapeutischen Bewegung ermöglicht und somit Haltungsschäden, welche von kompensatorischen Bewegungen der Patienten verursacht werden können, vorgebeugt werden. Ein weiterer Vorteil der Kontrolle des Körperschwerpunkts besteht darin, dass das Gleichgewicht in kritischen Situationen, wie beim (simulierten) Stolpern, Ausrutschen oder unter Bedingungen, bei denen die propriozeptive Komponente gestört ist, gehalten werden kann. Ein wiederholtes Üben dieser Situationen ist notwendig, um das Fall- und Sturzrisiko der Patienten zu minimieren.This embodiment has the advantage that a control of the body center of gravity of a patient is possible by the adjusting device. Thus, on the one hand, the displacement of the center of gravity of the body occurring in the course of human locomotion, that is to say during locomotion, can be simulated along the direction of locomotion, which takes place in the vertical and lateral direction. On the other hand, the control of the center of gravity allows the correct execution of the therapeutic movement, thus preventing postural damage which can be caused by compensatory movements of the patient. Another advantage of controlling body center of gravity is that balance can be maintained in critical situations such as (simulated) tripping, slipping or under conditions where the proprioceptive component is disturbed. Repeated practice of these situations is necessary to minimize the risk of falls and falls for patients.

Die bei dieser Ausführungsform ermöglichte dreidimensionale Kontrolle des Schwerpunkts und die Option, durch Perturbationen die propriozeptive Komponente der Patienten zu beeinflussen, schafft die Voraussetzung für ein sicheres, wiederholbares und zielgerechtes Training. Die Perturbationen der propriozeptiven Komponente werden durch die Haltemittel, insbesondere die Fußplatten ausgeführt, die mit den Füßen der Patienten verbunden sind. Diese können in beliebige Position entlang der drei Freiheitsgrade gefahren werden. Zusätzlich können durch die Haltemittel Vibrationen realisiert werden.The three-dimensional control of the center of gravity, which is possible in this embodiment, and the option of influencing the proprioceptive component of the patients by means of perturbations, create the conditions for a safe, repeatable and targeted training. The perturbations of the proprioceptive component are performed by the retaining means, in particular the foot plates, which are connected to the feet of the patients. These can be moved to any position along the three degrees of freedom. In addition, vibrations can be realized by the holding means.

In einem nebengeordneten Aspekt der Erfindung ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung des Trainings, der therapeutischen Behandlung und/oder zur gesteuerten Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen während jeglicher Bewegungsabläufe der menschlichen Fortbewegung in Alltagssituationen oder unter spezifischen Trainingsbedingungen vorgesehen.In a sibling aspect of the invention, there is provided a use of a device according to the invention for controlling the training, therapeutic treatment and / or controlled support of the lower extremities of a human during any movement of human locomotion in everyday situations or under specific training conditions.

So kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur gezielten und therapeutischen Unterstützung eines Patienten auf vorteilhafte Weise eingesetzt werden. Insbesondere kann dem Patienten durch eine niedrige virtuelle Gangebene ein realistischeres Gefühl während der Verwendung der Vorrichtung vermittelt werden, sowie der Zugang zum Patienten während der Verwendung erleichtert wird, eine vorteilhafte Kraftübertragung durch die einzelnen Antriebe bereitgestellt werden kann und der Einsatz aufgrund der platzsparenden Ausgestaltung vielerorts ermöglicht wird.Thus, the device according to the present invention can be advantageously used for the targeted and therapeutic support of a patient. In particular, the patient can be given a more realistic feeling during use of the device by means of a low virtual gear plane, and access to the patient during use is facilitated, advantageous power transmission can be provided by the individual drives, and deployment is possible in many places due to the space-saving design becomes.

Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments with reference to the attached schematic drawings.

In diesen zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2

eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Bewegungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1;

Fig. 3

eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4

eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1; und

Fig. 5

eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

In these show:

Fig. 1

a perspective view of a device according to an embodiment;

Fig. 2

a perspective view of a single movement device according to the embodiment according to Fig. 1 ;

Fig. 3

a side view of the device according to Fig. 1 ;

Fig. 4

a front view of the device according to Fig. 1 ; and

Fig. 5

a plan view of the device according to Fig. 1 ,

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt, die für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen verwendet werden kann. In Fig. 2 ist ein Teil einer Vorrichtung 1, insbesondere eine einzelne Bewegungseinrichtung 11a, dargestellt.In Fig. 1 Fig. 3 is a perspective view of a device 1 according to one embodiment that may be used for training, therapeutic treatment and / or assisting the lower extremities of a human. In Fig. 2 is a part of a device 1, in particular a single movement device 11a shown.

Die Vorrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Training der unteren Extremitäten neurologischer Patienten und weist zwei angetriebene, steuerbare Bewegungseinheiten 11a, 11b auf. Die beiden Bewegungseinheiten 11a, 11b sind jeweils mobil bzw. beweglich auf einem ortsfesten Rahmen 12 gelagert. Die Bewegungseinheiten 11a, 11b weisen Haltemittel 13a, 13b auf, beispielsweise Fußplatten mit Bindungen, in denen die Füße der Patienten gehalten werden. Die Bewegungseinrichtungen 11a, 11b, und damit die Haltemittel 13a, 13b, können unabhängig voneinander entlang von berechneten Bewegungsabläufen bewegt werden. Dabei sind asynchrone oder synchrone Bewegungen möglich.The device 1 is particularly suitable for training the lower extremities of neurological patients and has two driven, controllable movement units 11a, 11b. The two movement units 11a, 11b are each mobile or movably mounted on a stationary frame 12. The moving units 11a, 11b have holding means 13a, 13b, for example foot plates with bindings, in which the feet of the patients are held. The movement devices 11a, 11b, and thus the holding means 13a, 13b, can be moved independently of one another along calculated movement sequences. Asynchronous or synchronous movements are possible.

Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gestell 30, mit dem der Patient über eine Verstelleinrichtung 24, zur Änderung des Körperschwerpunktes, verbunden werden kann, und das über eine Linearführung beweglich mit dem ortsfesten Rahmen 12 verbunden sein kann. Das Gestell 30 kann als ein Teil des ortsfesten Rahmens 12 aufgefasst werden.The device 1 comprises a frame 30, with which the patient can be connected via an adjusting device 24 for changing the body center of gravity, and which can be movably connected to the stationary frame 12 via a linear guide. The frame 30 can be considered as part of the stationary frame 12.

Das Gestell 30 umfasst gemäß Fig. 1 vier Arme 31a, 31b, die sich in vertikaler Richtung von unten nach oben erstrecken, wobei die Arme 31a, 31b an den Außenpositionen der Bewegungseinrichtungen 11a, 11b befestigt sind. Am oberen Ende der Arme 31a, 31b ist ein horizontal angeordnetes Verbindungselement 32 vorgesehen, welches die Arme 31a, 31b verbindet.The frame 30 comprises according to Fig. 1 four arms 31a, 31b extending vertically from bottom to top, the arms 31a, 31b being fixed to the outer positions of the moving means 11a, 11b. At the upper end of the arms 31a, 31b there is provided a horizontally arranged connecting element 32 which connects the arms 31a, 31b.

Des Weiteren ist der ortsfeste Rahmen 12 mit Seitenholmen 33a, 33b ausgebildet, die beweglich, insbesondere vertikal verstellbar und etwa auf Höhe der Unterarme des jeweiligen Patienten anordbar, angebracht sind. Die zwei Seitenholme 33a, 33b dienen als Griffe für Patienten, sodass sich der Patient festhalten bzw. zweckmäßig abstützen kann.Furthermore, the stationary frame 12 is formed with side rails 33a, 33b which are movable, in particular vertically adjustable and can be arranged approximately at the level of the lower arms of the respective patient. The two side rails 33a, 33b serve as handles for patients, so that the patient can hold on or appropriate support.

Gemäß Fig. 1 und 2 weisen die Bewegungseinrichtungen 11a, 11b jeweils einen vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b auf, der in verschiedene Höhenlagen, vorzugsweise stufenlos, bewegt werden kann. Der vertikale Führungsschlitten 14a, 14b ist dazu jeweils an einem horizontalen Bewegungsschlitten 15, der durch eine horizontale Linearführung 16 geführt ist, beweglich angelenkt. Die horizontale Linearführung 16 ist mit dem ortsfesten Rahmen 12 fest verbunden und weist ein erstes Führungselement 16.1 und ein zweites Führungselement 16.2 auf, in denen der horizontale Bewegungsschlitten 15 verschiebbar angeordnet ist. Das erste und zweite Führungselement 16.1, 16.2 der horizontalen Linearführung 16 sind vertikal voneinander beabstandet und seitlich bzw. lateral an dem ortsfesten Rahmen 12 angeordnet. Insbesondere sind das erste und zweite Führungselement 16.1, 16.2 an einander zugewandeten Seiten des ortsfesten Rahmens 12 angeordnet.According to Fig. 1 and 2 The movement devices 11a, 11b each have a vertical guide carriage 14a, 14b, which can be moved to different elevations, preferably steplessly. For this purpose, the vertical guide carriage 14a, 14b is in each case movably articulated on a horizontal movement carriage 15, which is guided by a horizontal linear guide 16. The horizontal linear guide 16 is fixedly connected to the stationary frame 12 and has a first guide element 16.1 and a second guide element 16.2, in which the horizontal movement slide 15 is slidably disposed. The first and second guide elements 16.1, 16.2 of the horizontal linear guide 16 are vertically spaced from one another and arranged laterally or laterally on the stationary frame 12. In particular, that is first and second guide element 16.1, 16.2 arranged on mutually facing sides of the stationary frame 12.

Wie in Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist der vertikale Führungsschlitten 14a, 14b an einem Ende mit dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 über den vertikalen Antrieb beweglich verbunden.As in Fig. 1 and 2 can be seen, the vertical guide carriage 14a, 14b is movably connected at one end to the horizontal movement carriage 15 via the vertical drive.

Die vertikalen Führungsschlitten 14a; 14b sind jeweils mit einem der Haltemittel 13a, 13b drehbeweglich verbunden. Die Verbindungsstelle zwischen dem Haltemittel 13a, 13b und dem zugehörigen Drehantrieb 19 kann sich an dem vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b befinden.The vertical guide carriages 14a; 14b are each rotatably connected to one of the holding means 13a, 13b. The connection point between the holding means 13a, 13b and the associated rotary drive 19 can be located on the vertical guide carriages 14a, 14b.

Der vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b sind in Längsrichtung der jeweiligen horizontalen Linearführung 16 beweglich. Die vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b sind hierzu jeweils über einen vertikalen Linearantrieb 17 mit dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 beweglich verbunden. Die Position der Krafteinleitung kann somit beliebig variieren.The vertical guide carriages 14a, 14b are movable in the longitudinal direction of the respective horizontal linear guide 16. For this purpose, the vertical guide carriages 14a, 14b are each movably connected to the horizontal movement carriage 15 via a vertical linear drive 17. The position of the force application can thus vary as desired.

Der vertikale Führungsschlitten 14a, 14b wird durch kein mechanisches System zur Energiespeicherung unterstützt.The vertical guide carriage 14a, 14b is not supported by any mechanical energy storage system.

Durch die Bewegung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b, quer und relativ zu der horizontalen Linearführung 16, wird die Höhe des Haltemittels 13 verändert. Dadurch ist die Höhenlage bzw. Position des jeweils verbundenen Haltemittels 13a, 13b adaptierbar.By the movement of the vertical guide carriage 14a, 14b, transversely and relative to the horizontal linear guide 16, the height of the holding means 13 is changed. As a result, the altitude or position of the respectively connected holding means 13a, 13b adaptable.

Aufgrund der Anlenkung des vertikalen Führungsschlittens 14 an dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 wird der vertikale Führungsschlitten 14a, 14b durch eine Bewegung des horizontalen Bewegungsschlittens 15 mitgenommen, wodurch die Horizontalbewegung der gesamten Bewegungseinrichtung 11a, 11b, und damit eine Positionsverschiebung des jeweiligen Haltemittels 13a, 13b innerhalb des ortsfesten Rahmens 12, erreicht wird.Due to the articulation of the vertical guide carriage 14 on the horizontal moving carriage 15 of the vertical guide carriage 14a, 14b is taken by a movement of the horizontal moving carriage 15, whereby the horizontal movement of the entire moving means 11a, 11b, and thus a positional shift of the respective holding means 13a, 13b within the stationary frame 12, is achieved.

Wie in den Fig. 1 und 2, sowie in der Vorderansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3, zu erkennen ist, weist der horizontale Bewegungsschlitten 15 einen Linearantrieb 18 auf, der jeweils zur Änderung der Längsposition bzw. Horizontalposition des zugehörigen Haltemittels 13a, 13b vorgesehen ist.As in the Fig. 1 and 2 , as well as in the front view of the embodiment according to Fig. 3 , it can be seen, the horizontal motion carriage 15 has a Linear drive 18, which is provided in each case for changing the longitudinal position or horizontal position of the associated holding means 13a, 13b.

Der erste Linearantrieb 18 umfasst ein erstes Kraftübertragungsmittel 21a, das den horizontalen Bewegungsschlitten 15 mit dem ortsfesten Rahmen 12 zur Kraftübertragung verbindet. Das erste Kraftübertragungsmittel 21a umfasst einen Zahnradantrieb, bei welchem die Festverzahnung auf dem ortsfesten Rahmen 12 angebracht sein kann, die Antriebseinheit jedoch auf dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 angeordnet ist. Für den Antrieb des Zahnrads 22, also als horizontaler Linearantrieb 18, ist jeweils ein Elektromotor vorgesehen. Der Linearantrieb 18 kann auch mit anderen Mitteln verwirklicht werden, beispielsweise durch eine angetriebene Kette, durch einen Zahnriemen oder durch hydraulische oder pneumatische Zylinder.The first linear drive 18 comprises a first power transmission means 21a, which connects the horizontal movement slide 15 with the fixed frame 12 for power transmission. The first power transmission means 21a comprises a gear drive in which the fixed toothing can be mounted on the stationary frame 12, but the drive unit is arranged on the horizontal movement slide 15. For driving the gear 22, that is, as a horizontal linear drive 18, an electric motor is provided in each case. The linear drive 18 can also be realized by other means, for example by a driven chain, by a toothed belt or by hydraulic or pneumatic cylinders.

Der vertikale Linearantrieb 17 ist dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 zugeordnet und koppelt diesen jeweils mit dem vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b. Dazu ist ein zweites Kraftübertragungselement 21b vorgesehen, das einerseits am horizontalen Bewegungsschlitten 15 und andererseits am vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b angreift. Das zweite Kraftübertragungselement 21b hat die Funktion, den vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b bei einer Bewegung des horizontalen Bewegungsschlittens 15 mitzunehmen. Dabei wirkt das zweite Kraftübertragungselement 21b als Schub- und Zugelement.The vertical linear drive 17 is associated with the horizontal movement carriage 15 and couples it with the vertical guide carriage 14a, 14b. For this purpose, a second force transmission element 21b is provided, which acts on the one hand on the horizontal motion carriage 15 and on the other hand on the vertical guide carriage 14a, 14b. The second power transmission element 21b has the function of carrying along the vertical guide carriages 14a, 14b during a movement of the horizontal movement carriage 15. In this case, the second force transmission element 21b acts as a push and pull element.

Zusätzlich kann durch das zweite Kraftübertragungselement 21b eine Kraft vom vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b auf den horizontalen Bewegungsschlitten 15 übertragen werden bzw. umgekehrt, wenn das zweite Kraftübertragungselement 21b betätigt wird. Dabei wird die Höhenlage zwischen dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 und dem vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b, und somit die Höhenlage des jeweiligen Haltemittels 13a, 13b, verändert.In addition, a force can be transmitted from the vertical guide carriage 14a, 14b to the horizontal moving carriage 15 by the second power transmission element 21b, and vice versa, when the second power transmission element 21b is actuated. In this case, the altitude between the horizontal motion carriage 15 and the vertical guide carriage 14a, 14b, and thus the altitude of the respective holding means 13a, 13b, changed.

Der horizontale Linearantrieb 18 bildet einen Hauptantrieb, der den horizontalen Bewegungsschlitten 15 zusammen mit dem vertikalen Linearantrieb 17 relativ zum ortsfesten Rahmen 12 bewegt. Der vertikale Linearantrieb 17, insbesondere das zweite Kraftübertragungselement 21b, wirkt dabei als Mitnehmer, der die Antriebskraft des horizontalen Linearantriebs 18 auf den vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b überträgt. Zusätzlich wirkt der vertikale Linearantrieb 17 als Höhenantrieb für die Höhenbewegung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b, wie vorstehend beschrieben.The horizontal linear drive 18 forms a main drive, which moves the horizontal moving carriage 15 together with the vertical linear drive 17 relative to the stationary frame 12. The vertical linear drive 17, in particular the second power transmission element 21b, acts as a driver, the driving force of the horizontal linear drive 18 on the vertical Guide carriage 14a, 14b transmits. In addition, the vertical linear drive 17 acts as a height drive for the vertical movement of the vertical guide carriage 14a, 14b, as described above.

Das zweite Kraftübertragungsmittel 21b, beispielsweise in der Form eines Zahnradantriebs, ist mit dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 drehbar verbunden und sorgt für die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b. Die Mitnahme des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b ist durch die Verbindung mit dem horizontalen Bewegungsschlitten 15 gegeben.The second power transmission means 21b, for example in the form of a gear drive, is rotatably connected to the horizontal movement carriage 15 and provides for the vertical adjustment of the vertical guide carriage 14a, 14b. The entrainment of the vertical guide carriage 14a, 14b is given by the connection with the horizontal moving carriage 15.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der vertikale Linearantrieb 17 am horizontalen Bewegungsschlitten 15 befestigt und mit dem zweiten Kraftübertragungsmittel 21b gekoppelt. Andere Kraftübertragungselemente, beispielsweise eine Spindel oder hydraulische/pneumatische Betätigungselemente sind möglich. Das zweite Kraftübertragungselement 21b ist ausschließlich für die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b zuständig.In the embodiment according to Fig. 1 the vertical linear drive 17 is fixed to the horizontal moving carriage 15 and coupled to the second power transmission means 21b. Other power transmission elements, such as a spindle or hydraulic / pneumatic actuators are possible. The second power transmission element 21b is responsible exclusively for the height adjustment of the vertical guide carriage 14a, 14b.

Durch Betätigung des vertikalen Linearantriebs 17 wird die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b verändert. Die horizontalen Bewegungsschlitten 15 und die vertikalen Bewegungsschlitten 14a, 14b verbleiben immer innerhalb der Abmessungen des Rahmens 12. Zum Einstieg des Patienten können die beiden Schlitten 15 in eine arretierte Einstiegsposition gebracht werden.By actuating the vertical linear drive 17, the height adjustment of the vertical guide carriage 14a, 14b is changed. The horizontal motion carriages 15 and the vertical motion carriages 14a, 14b always remain within the dimensions of the frame 12. For entry of the patient, the two carriages 15 can be brought into a locked entry position.

Zur Einstellung der Neigung der Haltemittel 13a, 13b ist ein Drehantrieb 19 vorgesehen, der mit dem jeweiligen drehbeweglich angeordneten Haltemittel 13a, 13b zusammenwirkt. Der Drehantrieb 19 ist jeweils im Zentrum der vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b angeordnet. Die Verbindung des Drehantriebs 19 mit dem jeweiligen Haltemittel 13a, 13b erfolgt durch ein drittes Kraftübertragungselement 21c, beispielsweise in der Form einer Welle. Andere Kraftübertragungselemente, beispielsweise ein Getriebe, eine Zahnstange oder hydraulische/pneumatische Betätigungselemente sind möglich.To adjust the inclination of the holding means 13a, 13b, a rotary drive 19 is provided which cooperates with the respective rotatably arranged holding means 13a, 13b. The rotary drive 19 is in each case arranged in the center of the vertical guide carriages 14a, 14b. The connection of the rotary drive 19 with the respective holding means 13a, 13b is effected by a third force transmission element 21c, for example in the form of a shaft. Other power transmission elements, such as a gear, a rack or hydraulic / pneumatic actuators are possible.

Generell hat das dritte Kraftübertragungselement 21c eine Doppelfunktion und wirkt sowohl als Mitnehmer als auch im Sinne eines Mitnehmers für die Höhenverstellung des vertikalen Führungsschlittens 14a, 14b.Generally, the third power transmission element 21c has a dual function and acts both as a driver and in the sense of a driver for the height adjustment of the vertical guide carriage 14a, 14b.

Der Drehantrieb 19 kann jeweils auch im rückwärtigen Bereich der vertikalen Führungsschlitten 14a, 14b angeordnet werden. Die Verbindung des Drehantriebs 19 mit dem jeweiligen Haltemittel 13a, 13b erfolgt in diesem Fall durch das dritte Kraftübertragungselement 21c über einen Riemen, welcher einerseits auf einer Antriebsscheibe am Drehantrieb 19 bzw. an einem Schwenkarm des Drehantriebs 19 und andererseits auf einer Abtriebsscheibe, die mit dem Haltemittel 13a, 13b verbunden ist, angeordnet ist.The rotary drive 19 can also be arranged in the rear region of the vertical guide carriages 14a, 14b. The connection of the rotary drive 19 with the respective holding means 13a, 13b takes place in this case by the third force transmission element 21c via a belt which on the one hand on a drive pulley on the rotary drive 19 and on a pivot arm of the rotary drive 19 and on the other hand on a driven pulley, with the Holding means 13a, 13b is connected, is arranged.

Anstelle des Riemens können andere Kraftübertragungselemente verwendet werden, die eine translatorische Bewegung in eine rotatorische Bewegung umwandeln, beispielsweise eine Zahnstange, die mit einem Ritzel am Haltemittel 13a, 13b kämmt. Alternativ kann eine direkte Übertragung der rotatorischen Bewegung erfolgen.Instead of the belt other power transmission elements can be used, which convert a translational movement into a rotational movement, for example a rack, which meshes with a pinion on the holding means 13a, 13b. Alternatively, a direct transfer of the rotational movement can take place.

Durch den Drehantrieb 19 wird die Neigung des Haltemittels 13a, 13b eingestellt und an die jeweilige Position des Drehantriebs 19 bzw. des Schwenkarms des Drehantriebs 19 angepasst. Dabei sind letztendlich alle möglichen Neigungspositionen variabel einstellbar, die für die Simulation von Trainings- und Alltagssituationen erforderlich sind.By the rotary drive 19, the inclination of the holding means 13a, 13b set and adapted to the respective position of the rotary drive 19 and the pivot arm of the rotary drive 19. Ultimately, all possible tilt positions are variably adjustable, which are required for the simulation of training and everyday situations.

Die Bewegung der Haltemittel 13a, 13b erfolgt in einer sich in sagittaler Richtung erstreckenden Arbeitsebene, wobei sich ein Arbeitsraum als zweckmäßig herausgestellt hat, der die Vorwärtsbewegung im Bereich von 0 bis 1000 mm, insbesondere bis 800 mm, die Höhenbewegung im Bereich von 0 bis 420 mm, insbesondere bis 270 mm, und die Schwenkbewegung des Haltemittels 13a, 13b in einem Bereich von - 120° bis + 90° gegenüber der Horizontalen ermöglicht.The movement of the holding means 13a, 13b takes place in a working plane extending in the sagittal direction, wherein a working space has proved to be expedient, the forward movement in the range of 0 to 1000 mm, in particular up to 800 mm, the height movement in the range of 0 to 420 mm, in particular up to 270 mm, and the pivoting movement of the holding means 13a, 13b in a range of - allows 120 ° to + 90 ° relative to the horizontal.

Die Schwenkbewegung des Haltemittels 13a, 13b erfolgt um eine horizontal verlaufende Achse. Die horizontal verlaufende Achse kann durch die Betätigung des horizontalen Linearantriebs 18 in horizontaler und des vertikalen Linearantriebs 19 in vertikaler Richtung verschoben werden.The pivoting movement of the holding means 13a, 13b takes place about a horizontally extending axis. The horizontal axis can be moved by the operation of the horizontal linear drive 18 in the horizontal and the vertical linear actuator 19 in the vertical direction.

Die Haltemittel 13a, 13b können durch eine Variierung des Abstandes zwischen den beiden Bewegungseinrichtungen 11a, 11b innerhalb des ortsfesten Rahmens 12 so positioniert werden, dass der Abstand zwischen den Haltemittel 13a, 13b der physiologischen Schrittbreite des Patienten entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Patienten die Gelenke während des Trainings bzw. der therapeutischen Behandlung korrekt belasten und der Trainingseffekt maximiert wird. Während der Durchführung des von der Vorrichtung vorgegebenen Bewegungsablaufs sind keine Ausweichbewegungen oder Adaptionen seitens des Patienten notwendig. Durch die mögliche Verschiebung der Bewegungseinrichtungen 11a, 11b um die transversale Achse der Vorrichtung sind keine Verriegelungsmechanismen von Nöten.The holding means 13a, 13b can be positioned within the fixed frame 12 by varying the distance between the two moving means 11a, 11b so that the distance between the holding means 13a, 13b corresponds to the physiological step width of the patient. This will Ensure that patients correctly load the joints during training or therapeutic treatment and maximize the training effect. During the implementation of the movement sequence predetermined by the device, no evasive movements or adaptations on the part of the patient are necessary. The possible displacement of the movement devices 11a, 11b about the transverse axis of the device requires no locking mechanisms.

Zur Simulation der Alltagssituationen der menschlichen Lokomotion können die Haltemittel 13a, 13b für die unteren Extremitäten mit dem auf diesen stehenden und befestigten Patienten sowohl durch programmierte Vorgaben einer Steuerung als auch durch den Patienten bei nachgiebigen Fußplatten simuliert werden. Dabei kann zwischen einer programmierten Bewegung und der durch den Patienten geführten Bewegung beliebig variiert werden. Alternativ kann ein Haltemittel 13a durch den Patienten und das andere Haltemittel 13b durch programmierte Vorgaben gesteuert werden.In order to simulate the everyday situations of human locomotion, the lower extremity holding means 13a, 13b can be simulated with the patient standing and secured on it both by programmed defaults of a control and by the patient in the case of compliant foot plates. It can be varied between a programmed movement and guided by the patient movement. Alternatively, a holding means 13a may be controlled by the patient and the other holding means 13b by programmed defaults.

In diesem Sinne kann die Vorrichtung eine Steuerungseinheit, eine Eingabeeinheit und eine Ausgabeeinheit, z.B. in Form eines Bildschirms, aufweisen.In this sense, the apparatus may include a control unit, an input unit and an output unit, e.g. in the form of a screen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Verstelleinrichtung 24 neben den Bewegungseinrichtungen 11a, 11b bzw. dazwischen angeordnet. In Fig. 4 ist die Verstelleinrichtung 24 in einer Draufsicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 näher dargestellt.In the embodiment according to Fig. 1 the adjusting device 24 is arranged next to the moving means 11a, 11b or between them. In Fig. 4 is the adjusting device 24 in a plan view of the embodiment according to Fig. 1 shown in more detail.

Die Verstelleinrichtung 24 befindet sich zentral oberhalb der Bewegungseinrichtungen 11a, 11b an dem ortsfesten Rahmen, so dass die Bewegungseinrichtungen 11a, 11b, insbesondere die Haltemittel 13a, 13b unter der Verstelleinrichtung 24 bewegt werden können. Die Verstelleinrichtung 24 ist zur Kontrolle des Körperschwerpunktes bzw. zur Änderung des Körperschwerpunktes eines mit den Haltemitteln 13a, 13b verbundenen Menschen angepasst. Die Verstelleinrichtung 24 ermöglicht sowohl eine Änderung des Körperschwerpunktes in vertikaler, saggitaler als auch in transversaler Richtung.The adjusting device 24 is located centrally above the moving devices 11a, 11b on the stationary frame, so that the moving devices 11a, 11b, in particular the holding means 13a, 13b, can be moved under the adjusting device 24. The adjustment device 24 is adapted to control the center of gravity of the body or to change the center of gravity of a person connected to the holding means 13a, 13b. The adjusting device 24 allows both a change in the body center of gravity in the vertical, saggitaler as well as in the transverse direction.

Dazu umfasst die Verstelleinrichtung 24 einen Vertikalantrieb 25, der mit einem Gurt zusammenwirkt. Der Gurt ist mit einem Patiententragegurt verbunden (nicht dargestellt). Der Vertikalantrieb 25 ermöglicht eine Änderung der Länge des vertikalen Abschnitts des Gurts so dass der Schwerpunkt des Patienten in vertikaler Richtung veränderbar ist.For this purpose, the adjusting device 24 comprises a vertical drive 25 which cooperates with a belt. The strap is connected to a Patiententragegurt (not shown). The vertical drive 25 allows a change in the length of the vertical portion of the belt so that the center of gravity of the patient is variable in the vertical direction.

Zudem kann die Verstelleinrichtung 24 mobil bzw. beweglich gelagert sein, vorzugsweise entlang einer Linearführung. So kann die relative Position der Verstelleinrichtung zur Be- und Entladung des Patienten verändert werden. Der Arbeitsraum des Mechanismus bzw. der Verstelleinrichtung 24 zur Schwerpunktänderung beträgt, bezogen auf eine Nullposition, +/- 10 cm. Andere Bereiche sind möglich.In addition, the adjusting device 24 may be mounted mobile or movable, preferably along a linear guide. Thus, the relative position of the adjusting device for loading and unloading the patient can be changed. The working space of the mechanism or of the adjustment device 24 for the change of center of gravity is, relative to a zero position, +/- 10 cm. Other areas are possible.

Ein Beispiel für die Ausführung der Verstelleinrichtung 24 ist auch aus Fig. 1 ersichtlich und kann einen Rotationsantrieb umfassen, der über ein Rollensystem 27 den Gurt bzw. Patiententragegurt anhebt und somit den Schwerpunkt des Patienten vertikal steuert. Ein Ablassen des Patienten bzw. eine Verlängerung des Gurts ist ebenfalls möglich.An example of the embodiment of the adjusting device 24 is also made Fig. 1 can be seen and may include a rotary drive, which raises the belt or patient support belt via a roller system 27 and thus controls the center of gravity of the patient vertically. A deflation of the patient or an extension of the belt is also possible.

Andere Einrichtungen zum Heben und Senken des Gurtes sind ebenso vorstellbar.Other means for lifting and lowering the belt are also conceivable.

Wie unter anderem in der Seitenansicht der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 5 gezeigt, ist zur Kontrolle der transversalen Komponente des Schwerpunkts eines Patienten ein Transversalantrieb 28 vorgesehen, der einen mit einer Spindel 29 verbundenen Linearantrieb darstellt. An der Spindel 29 ist ein Trägersystem befestigt, dessen Enden bis zum Patienten reichen. Das Trägersystem verschiebt den Patienten aktiv und synchron mit der Hauptachse in der transversalen Ebene. Durch Schiebemechanismen in der saggitalen, transversalen und horizontalen Ebene, kann das Trägersystem optimal auf die Bedürfnisse des Patienten eingestellt werden. Ein möglicher Arbeitsraum für die durch den Transversalantrieb 28 ermöglichte Schwerpunktverlagerung beträgt beispielsweise, bezogen auf eine Nullposition, +/- 15cm. Andere Bereiche sind möglich.As, inter alia, in the side view of the device 1 according to Fig. 5 For the purpose of controlling the transversal component of the center of gravity of a patient, a transverse drive 28 is provided which represents a linear drive connected to a spindle 29. On the spindle 29, a support system is attached, the ends of which extend to the patient. The carrier system moves the patient actively and synchronously with the major axis in the transverse plane. Through sliding mechanisms in the sagittal, transverse and horizontal plane, the carrier system can be optimally adjusted to the needs of the patient. A possible working space for the transverse displacement made possible by the transverse drive 28 is, for example, based on a zero position, +/- 15 cm. Other areas are possible.

Die Kontrolle des Schwerpunkts in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung erfolgt durch die Verschiebung des Verstellmechanismus 24 in der saggitalen Achse. Die Position des horizontalen Bewegungsschlittens 15 kann entlang der horizontalen Linearführung 16 frei angesteuert werden. Der durch die Schlittenlänge mögliche Arbeitsraum beträgt, bezogen auf eine Nullposition, +/- 10 cm. Andere Bereiche sind möglich.The control of the center of gravity in the forward or backward direction is effected by the displacement of the adjusting mechanism 24 in the sagittal axis. The position of the horizontal movement carriage 15 can be freely controlled along the horizontal linear guide 16. The possible by the sled length Working space is, relative to a zero position, +/- 10 cm. Other areas are possible.

Die Vorrichtung lässt eine äußerst variable und flexible Therapie bzw. ein Training der unteren Extremitäten zu, wobei die Vorrichtung einfach und kompakt aufgebaut ist und somit guten Zugang zum Patienten gewährt. Des Weiteren kann mittels der Vorrichtung eine virtuelle Gangebene in vorteilhafter Nähe zur Grundfläche bereitgestellt werden.The device allows a highly variable and flexible therapy or training of the lower extremities, wherein the device is simple and compact and thus provides good access to the patient. Furthermore, by means of the device, a virtual gear plane can be provided in an advantageous proximity to the base surface.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Vorrichtungcontraption

11a, 11b11a, 11b

Bewegungseinrichtungenmovers

1212

ortsfester Rahmenfixed frame

13a, 13b13a, 13b

Haltemittelholding means

14a, 14b14a, 14b

vertikaler Führungsschlittenvertical guide carriage

1515

horizontaler Bewegungsschlittenhorizontal motor slide

1616

horizontale Linearführunghorizontal linear guide

1717

vertikaler Linearantriebvertical linear drive

1818

horizontaler Linearantriebhorizontal linear drive

1919

Drehantriebrotary drive

21a, 21b, 21c21a, 21b, 21c

KraftübertragungselementePower transmission elements

2222

Zahnradgear

2323

Drehachse (des Haltemittels)Rotary axis (of the holding means)

2424

Verstelleinrichtungadjustment

2525

Vertikalantriebvertical drive

2727

Rollensystemroller system

2828

TransversalantriebTransversalantrieb

2929

Spindelspindle

3030

Gestellframe

31a, 31b31a, 31b

Armepoor

3232

horizontales Verbindungselementhorizontal connecting element

33a, 33b33a, 33b

Seitenholmeside rails

4747

vertikale Linearführungvertical linear guide

Claims (15)

Vorrichtung (1) für das Training, die therapeutische Behandlung und/oder die Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen bei jeglichen Bewegungsabläufen der menschlichen Fortbewegung aus Alltagssituationen oder bei spezifischen Bewegungen, mit - wenigstens einen ortsfesten Rahmen (12), und - angetriebenen, steuerbaren Bewegungseinrichtungen (11a, 11b), insbesondere zwei Bewegungseinrichtungen (11a, 11b), die mit dem ortsfesten Rahmen (12) verbunden sind,
wobei die Bewegungseinrichtungen (11a, 11b) jeweils - ein Haltemittel (13a, 13b) aufweisen, zur Befestigung jeweils einer Extremität, wobei die Haltemittel (13a, 13b) unabhängig voneinander entlang vorgebbarer Bewegungsmuster bewegbar sind, - einen horizontalen Bewegungsschlitten (15) aufweisen, der entlang einer horizontale Linearführung (16) der Bewegungseinrichtung (11a, 11b) bewegbar ist, und - einen vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) aufweisen, der in verschiedene Höhenlagen entlang einer vertikalen Linearführung (47) der Bewegungseinrichtung (11a, 11b) bewegbar ist, wobei die vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) jeweils an den horizontalen Bewegungsschlitten (15) angeordnet sind und
wobei jeweils eines der Haltemittel (13a , 13b) an einem der vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) drehbeweglich angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bewegungseinrichtungen (11a, 11b) der Vorrichtung (1) jeweils - einen horizontalen Linearantrieb (18) zur Änderung der Längsposition des jeweiligen Haltemittels (13a , 13b) entlang der jeweiligen horizontalen Linearführung (16) aufweisen, - einen vertikalen Linearantrieb (17) zur Änderung der Höhenlage des jeweiligen Haltemittels (13a , 13b) entlang der jeweiligen vertikalen Linearführung (47) aufweisen und - einen Drehantrieb (19) zur Änderung der Neigung des jeweiligen Haltemittels (13a , 13b) gegenüber der Horizontalen aufweisen,
wobei jeweils - der horizontale Linearantrieb (18) zur Bewegung des horizontalen Bewegungsschlittens (15), zusammen mit dem vertikalen Linearantrieb (17), in horizontaler Richtung und relativ zum ortsfesten Rahmen (12) vorgesehen ist, - der vertikale Linearantrieb (17) als Mitnehmer des vertikalen Führungsschlittens (14a, 14b) ausgebildet und zur Übertragung der Antriebskraft des horizontalen Linearantriebs (18) auf den vertikalen Führungsschlitten (14a,14b) für die Bewegung des vertikalen Führungsschlittens (14a, 14b) in horizontaler Richtung vorgesehen ist, und - der vertikale Linearantrieb (17) als Antrieb für die Höhenbewegung des vertikalen Führungsschlittens (14a,14b) entlang der vertikalen Linearführung (47) vorgesehen ist. Device (1) for the training, the therapeutic treatment and / or the support of the lower extremities of a person in any movement sequences of human locomotion from everyday situations or specific movements, with - At least one fixed frame (12), and - driven, controllable movement devices (11a, 11b), in particular two movement devices (11a, 11b) which are connected to the fixed frame (12),
wherein the moving means (11a, 11b) respectively - a holding means (13a, 13b), for fixing in each case a limb, wherein the holding means (13a, 13b) are movable independently of each other along predeterminable movement patterns, - Have a horizontal movement carriage (15) which is along a horizontal linear guide (16) of the moving means (11 a, 11 b) is movable, and a vertical guide carriage (14a, 14b) which is movable at different elevations along a vertical linear guide (47) of the movement device (11a, 11b), wherein the vertical guide carriages (14a, 14b) are respectively disposed on the horizontal moving carriages (15) and
wherein in each case one of the holding means (13a, 13b) is rotatably mounted on one of the vertical guide carriages (14a, 14b),
characterized in that
the movement means (11a, 11b) of the device (1) respectively a horizontal linear drive (18) for changing the longitudinal position of the respective holding means (13a, 13b) along the respective horizontal linear guide (16), - Have a vertical linear drive (17) for changing the height position of the respective holding means (13a, 13b) along the respective vertical linear guide (47) and have a rotary drive (19) for changing the inclination of the respective holding means (13a, 13b) relative to the horizontal,
each one - The horizontal linear drive (18) for moving the horizontal moving carriage (15), together with the vertical linear drive (17), in the horizontal direction and relative to the fixed frame (12) is provided, - The vertical linear drive (17) designed as a driver of the vertical guide carriage (14a, 14b) and for transmitting the driving force of the horizontal linear drive (18) on the vertical guide carriage (14a, 14b) for the movement of the vertical guide carriage (14a, 14b) in horizontal direction is provided, and - The vertical linear drive (17) as a drive for the vertical movement of the vertical guide carriage (14 a, 14 b) along the vertical linear guide (47) is provided. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der horizontale Bewegungsschlitten (15) jeweils entlang der horizontalen Linearführung (16) beweglich angeordnet ist, wobei die horizontale Linearführung (16) mehr als ein Führungselement (16.1; 16.2), insbesondere ein erstes Führungselement (16.1) und ein zweites Führungslement (16.2), aufweist.Device (1) according to claim 1,
characterized in that
the horizontal movement slide (15) is in each case movably arranged along the horizontal linear guide (16), the horizontal linear guide (16) having more than one guide element (16.1; 16.2), in particular a first guide element (16.1) and a second guide element (16.2), having. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils das erste Führungselement (16.1) und das zweite Führungselement (16.2) der horizontalen Linearführung (16) zur gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens (15) ausschließlich in vertikaler Richtung voneinander beabstandet an dem ortsfesten Rahmen (12) angeordnet sind.Device (1) according to claim 2,
characterized in that
in each case the first guide element (16.1) and the second guide element (16.2) of the horizontal linear guide (16) for slidably receiving the horizontal movement carriage (15) are arranged spaced apart from each other only in the vertical direction on the stationary frame (12). Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils das erste Führungselement (16.1) parallel zu einer Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens (12) angeordnet ist und in einem derartigen vertikalen Abstand zu der Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens (12) angeordnet ist, vorzugsweise in einem vertikalen Abstand von 2 mm, sodass - das erste Führungselement (16.1) zur gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens (15) ausgebildet ist und - eine virtuelle Gangebene in einem minimalen Abstand zu einer Grundfläche ausgebildet ist, vorzugsweise in einem vertikalen Abstand von 140 mm. Device (1) according to claim 2 or 3,
characterized in that
each of the first guide member (16.1) is arranged parallel to a bottom plane of the stationary frame (12) and is arranged at such a vertical distance to the bottom plane of the stationary frame (12), preferably at a vertical distance of 2 mm, so - The first guide element (16.1) for sliding receiving the horizontal movement carriage (15) is formed and - A virtual gear plane is formed at a minimum distance to a base, preferably at a vertical distance of 140 mm. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der vertikale Abstand zwischen dem ersten Führungselement (16.1) und der Unterseitenebene des ortsfesten Rahmens (12) jeweils derart minimiert ist, dass ausschließlich ein Teil der gleitenden Aufnahme des horizontalen Bewegungsschlittens (15), insbesondere zum Umgreifen des ersten Führungselementes (16.1), innerhalb des minimalen vertikalen Abstandes anordbar ist.Device (1) according to claim 4,
characterized in that
the vertical distance between the first guide element (16.1) and the underside plane of the stationary frame (12) is minimized such that only part of the sliding receptacle of the horizontal movement carriage (15), in particular for embracing the first guide element (16.1), within the minimum vertical distance can be arranged. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der vertikale Linearantrieb (17) jeweils ein zweites Kraftübertragungselement (21b) umfasst, welches am horizontalen Bewegungsschlitten (15) oder am vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) angelenkt ist und den horizontalen Bewegungsschlitten (15) mit dem vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) direkt verbindet,
wobei die Höhenlage des vertikalen Führungsschlittens (14a, 14b) entlang der vertikalen Linearführung (47) über den vertikalen Linearantrieb (17) mit dem zweiten Kraftübertragungselement (21b) veränderbar ist.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the vertical linear drive (17) in each case comprises a second force transmission element (21b) which is articulated on the horizontal movement carriage (15) or on the vertical guide carriage (14a, 14b) and the horizontal movement carriage (15) with the vertical guide carriage (14a, 14b) directly combines,
wherein the height of the vertical guide carriage (14a, 14b) along the vertical linear guide (47) via the vertical linear drive (17) with the second force transmission element (21b) is variable. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der horizontale Linearantrieb (18) jeweils ein erstes Kraftübertragungselement (21a) umfasst, das den horizontalen Bewegungsschlitten (15) mit dem ortsfesten Rahmen (12) koppelt, sodass der horizontale Bewegungsschlitten (15) antreibbar ist.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the horizontal linear drive (18) in each case comprises a first force transmission element (21a) which couples the horizontal movement slide (15) to the stationary frame (12) so that the horizontal movement slide (15) can be driven. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der horizontale Linearantrieb (18) jeweils einen Zahnradantrieb (22), insbesondere als das erste Kraftübertragungselement (21a), umfasst, welcher einerseits mit dem horizontalen Bewegungsschlitten (15) und andererseits mit dem ortsfesten Rahmen (12) gekoppelt ist.Device (1) according to one of the preceding claims, in particular according to claim 7,
characterized in that
the horizontal linear drive (18) each comprises a gear drive (22), in particular as the first force transmission element (21a), which is coupled on the one hand with the horizontal motion carriage (15) and on the other hand with the fixed frame (12). Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Drehantrieb (19) jeweils am vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) oder am Haltemittel (13a, 13b) angelenkt ist und das Haltemittel (13a, 13b) mit dem vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) koppelt,
wobei der Drehantrieb (19) als Mitnehmer des Haltemittels (13a, 13b), der die Antriebskraft des horizontalen Linearantriebs (18) und des vertikalen Linearantriebs (17) von dem vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) auf das Haltemittel (13a, 13b) überträgt, ausgebildet ist und als Antrieb für eine Neigungsänderung des Haltemittels (13a, 13b) gegenüber der Horizontalen vorgesehen ist.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the rotary drive (19) is articulated in each case on the vertical guide carriage (14a, 14b) or on the holding means (13a, 13b) and couples the holding means (13a, 13b) to the vertical guide carriage (14a, 14b),
wherein the rotary drive (19) as a driver of the holding means (13a, 13b) which transmits the driving force of the horizontal linear drive (18) and the vertical linear drive (17) of the vertical guide carriage (14a, 14b) on the holding means (13a, 13b) , is formed and is provided as a drive for a change in inclination of the holding means (13a, 13b) relative to the horizontal. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Drehantrieb (19) jeweils ein drittes Kraftübertragungselement (21c) umfasst, welches den vertikalen Führungsschlitten (14a, 14b) mit dem Haltemittel (13a, 13b) koppelt.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the rotary drive (19) in each case comprises a third force transmission element (21c) which couples the vertical guide slide (14a, 14b) with the holding means (13a, 13b). Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils der vertikale Linearantrieb (17) und der horizontale Linearantrieb (18) unmittelbar im Drehpunkt der wirkenden Kraft zum Antrieb des vertikalen Führungsschlittens (14a, 14b) und des horizontalen Bewegungsschlittens (15) angeordnet sind.Device (1) according to at least one of the preceding claims,
characterized in that
in each case the vertical linear drive (17) and the horizontal linear drive (18) are arranged directly in the point of rotation of the acting force for driving the vertical guide carriage (14a, 14b) and the horizontal moving carriage (15). Vorrichtung (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeweils der vertikale Linearantrieb (17) und der horizontale Linearantrieb (18) als Linearmotoren ausgebildet sind.Device (1) according to at least one of claims 1 to 10,
characterized in that
in each case the vertical linear drive (17) and the horizontal linear drive (18) are designed as linear motors. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haltemittel (13a 13b) jeweils entlang einer Drehachse (23) beweglich angeordnet sind und durch eine Veränderung des Abstandes zueinander einstellbar sind.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the holding means (13a 13b) are each arranged to be movable along an axis of rotation (23) and can be adjusted to each other by changing the distance. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Verstelleinrichtung (24) an dem ortsfesten Rahmen (12) oberhalb der Bewegungseinrichtungen (11a, 11b) angeordnet ist,
wobei die Verstelleinrichtung (24) dazu vorgesehen ist, dass der Körperschwerpunkt eines mit den Haltemitteln (13a , 13b) verbundenen Menschen zum Training, zur therapeutischen Behandlung und/oder zur Unterstützung der unteren Extremitäten variabel anpassbar ist.Device (1) according to one of the preceding claims,
characterized in that
an adjusting device (24) is arranged on the stationary frame (12) above the moving means (11a, 11b),
wherein the adjusting device (24) is provided so that the center of gravity of a person connected to the holding means (13a, 13b) is variably adaptable for training, for therapeutic treatment and / or for supporting the lower extremities. Verwendung einer Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung des Trainings, der therapeutischen Behandlung und/oder zur gesteuerten Unterstützung der unteren Extremitäten eines Menschen während jeglicher Bewegungsabläufe der menschlichen Fortbewegung in Alltagssituationen oder unter spezifischen Trainingsbedingungen.Use of a device (1) according to one of the preceding claims for controlling the training, the therapeutic treatment and / or the controlled support of the lower extremities of a human during any movement sequences of the human locomotion in everyday situations or under specific training conditions.

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