SINGER, Andreas (Im Öschle 28, Sigmaringen/Unterschmeien, 72488, DE)
WULSCHNIG, Jürgen (Eschenweg 3, Bad Kleinkirchheim, A-9546, AT)
VOLTMANN, Eckhard (Medicusstrasse 32, Helmstedt, 38350, DE)
VOLTMANN, Bastian (Wassmannstrasse 23, Hannover, 30459, DE)
MACKINGER, Gerhard (Georg-von-Nissen-Strasse 54, Salzburg, A-5020, AT)
SINGER, Andreas (Im Öschle 28, Sigmaringen/Unterschmeien, 72488, DE)
WULSCHNIG, Jürgen (Eschenweg 3, Bad Kleinkirchheim, A-9546, AT)
VOLTMANN, Eckhard (Medicusstrasse 32, Helmstedt, 38350, DE)
VOLTMANN, Bastian (Wassmannstrasse 23, Hannover, 30459, DE)
MACKINGER, Gerhard (Georg-von-Nissen-Strasse 54, Salzburg, A-5020, AT)
| Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Überprüfung der Haltung bei sportlichen Bewegungsabläufen mit wenigstens zwei jeweils einen Druck erfassenden Sensoren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vorrichtung wenigstens ein Modul (4, 13) zur Erfassung ausschließlich wenigstens eines Differenzwertes zwischen den erfassten Drücken der wenigstens zwei Sensoren (2, 3; 8 bis 12; 15, 16) aufweist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (2, 16) im Bereich einer Wade und wenigstens ein Sensor (3, 15) im Bereich eines Schienbeines eines Skifahrers angeordnet ist, und dass eine einen Reiz und/oder eine Vibration auslösende Einrichtung (6) vorgesehen ist, und dass die Einrichtung (6) einen Reiz und/oder eine Vibration auslöst, wenn das wenigstens eine Modul (13) eine Differenz zwischen den wenigstens zwei Sensoren (2, 3; 15, 16) erfasst und der Druckwert des Sensors (2) größer als der Druckwert des Sensors (3) ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens .zwei^ Sensoren (8 bis 12) im Bereich einer Fußsohle eines Läufers angeordnet sind, dass jedem Sensor (8 bis 12) jeweils ein vor- und/oder ein nachgeord- neter Sensor (8 bis 12) zugeordnet ist, dass eine einen Reiz und/oder eine Vibration auslösende Einrichtung vorgesehen ist, und dass die Einrichtung einen Reiz und/oder eine Vibration auslöst, wenn benachbarte Sensoren (8 bis 12) gemäß einer von einer festgelegten Reihenfolge abweichenden Reihenfolge eine Druckdifferenz zwischen diesen Sensoren (8 bis 12) erfassen. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einer Manschette angeordnet ist. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem Strumpf (1, 14) angeordnet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in einem Skischuh angeordnet ist. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Signalaufbereitung und/oder eine Auswerteelektronik (4, 13) vorgesehen ist. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement vorgesehen ist. 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Reizgeber (6) vorgesehen ist. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stromversorgung vorgesehen ist. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein resisti- ver, ein kapazitiver, ein induktiver, ein optoelektronischer oder ein auf dem Piezo-Effekt beruhender Sensor (2, 3; 8 bis 12; 15, 16) vorgesehen ist. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drucksensor (15, 16) aus einem Strom leitenden Garn oder Faden gebildet ist, wobei das Garn oder der Faden bei einem Druck auf das Garn oder den Faden einen sich ändernden elektrischen Widerstand aufweist. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strom- und/oder Signalleitung ein Strom leitendes Garn oder Faden vorgesehen ist. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn oder der Faden in einem Strumpf (1, 14) oder einer Sohle (7) eines Schuhes oder in einer Manschette oder in einem Innenfutter eines Skischuhes eingearbeitet ist. |
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung der Haltung bei sportlichen Bewegungsabläufen mit wenigstens zwei jeweils einen Druck erfassenden Sensoren.
Zum Stand der Technik (G 93 08 611.3) gehört eine Lernhilfe für Skifahrer. Diese Lernhilfe weist die Form des Inneren eines Skistiefelschaftes vorzugsweise im Schienbeinbereich auf. Die Lernhilfe wird im Skistiefel zwischen Bein und Stiefelschaft getragen und ist mit einer Stromversorgung und einem akustischen Signalgeber verbunden. Diese zum Stand der Technik gehörende Lernhilfe ist derart ausgebildet, dass bei Überschreitung eines voreingestellten Druckwertes auf in einem oder mehreren Bereichen der Lernhilfe angeordneten Drucksensoren elektrische Signale erzeugt werden, mit denen der akustische Signalgeber aktiviert wird.
Diese zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass wenigstens ein Druckwert voreingestellt werden muss. Dieser Druckwert hängt beispielsweise davon ab, wie fest der Skistiefel geschlossen wird. Wird der Skistiefel beispielsweise fester verschlossen als bei Einstellung des Druckwertes angenommen, so wird der akustische Signalgeber aktiviert, ohne dass dies erforderlich wäre. Hierdurch wird die zum Stand der Technik gehörende Vorrichtung zu fehleranfällig und zu aufwändig.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung zur Verbesserung der Haltung bei sportlichen Bewegungsabläufen anzugeben, die einfach in ihrem Aufbau ist und die unabhängig von voreingestellten Druckwerten oder Grenzwerten ist.
Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie wenigstens zwei jeweils einen Druck erfassende Sensoren aufweist und dass die Vorrichtung wenigstens ein Modul zur Erfassung ausschließlich wenigstens eines Differenzwertes zwischen den erfassten Drücken der wenigstens zwei Sensoren aufweist.
Gemäß der Erfindung wird also kein Sollwert oder Grenzwert vorgegeben, sondern es sind wenigstens zwei Sensoren vorhanden, und die Werte dieser Sensoren werden verglichen. Ist der Wert eines Sensors größer als der Wert eines anderen Sensors, erfolgt eine Meldung.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vorrichtung zur Verbesserung der Haltung eines Skifahrers ausgebildet. Hierfür ist wenigstens ein Sensor im Bereich einer Wade und wenigstens ein Sensor im Bereich eines Schienbeines eines ' Skifahrers angeordnet. Darüber hinaus ist eine einen Reiz und/oder Vibration auslösende Einrichtung vorgesehen. Die Einrichtung löst einen Reiz und/oder eine Vibration aus, wenn das wenigstens eine Modul eine Differenz zwischen den wenigstens zwei Sensoren erfasst und der Druck des "Waden-Sensors" größer ist als der des "Schienbein-Sensors".
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Haltung eines Skifahrers beim Skifahren zu verbessern, ist beispielsweise der Wert des Sensors hinten an der Wade größer als der Wert des Sensors vorne am Schienbein, erfolgt eine Meldung in Form eines Reizes oder einer Vibration.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch sehr vorteilhaft bei der Überwachung eines Bewegungsablaufes beispielsweise eines Läufers vorgesehen sein. Hierzu sind wenigstens zwei Sensoren im Bereich einer Fußsohle eines Läufers angeordnet. Jedem Sensor ist jeweils ein vor- und/oder ein nachgeordneter Sensor zugeordnet. Darüber hinaus ist wiederum die einen Reiz oder eine Vibration auslösende Ein- richtung vorgesehen. Ein Reiz und/oder eine Vibration werden ausgelöst, wenn das wenigstens eine Modul zur Erfassung der Differenzwerte die Differenzwerte in einer von einer festgelegten Reihenfolge abweichenden Reihenfolge erfasst.
Gemäß der Erfindung sind beispielsweise in einem Turnschuh vier Sensoren angeordnet, die gemäß einer vorher festgelegten Reihenfolge angesprochen werden müssen, um einen korrekten Ablauf zu gewährleisten. Das bedeutet, dass erst der erste Sensor, dann der zweite Sensor, dann der dritte Sensor und anschließend der vierte Sensor angesprochen werden sollen. Die Differenzwerte der Drücke der Sensoren werden erfasst. Wird von dieser Reihenfolge abgewichen, erfolgt wieder das Auslösen eines Reizes und/oder einer Vibration.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit bei einer Bewegung "Laufen auf dem Vorfuß" , dass die erfindungsgemäße Vorrichtung erkennt, dass die Reihenfolge sich von beispielsweise vier auf beispielsweise zwei Sensoren reduziert und analog der festgelegten Reihenfolge weiter arbeitet.
Gemäß der Erfindung erfolgt ausschließlich ein Vergleich der Werte der einen Druck erfassenden Sensoren, und es wird die Differenz dieser Werte gebildet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung zur Verbesserung der Haltung beim Skifahren an einer Manschette angeordnet. Die Vorrichtung kann hierdurch unabhängig vom verwendeten Skischuh eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung in einem Strumpf angeordnet. Auch hierdurch ist gewährleistet, dass die Vorrichtung un- abhängig vom Skischuh oder Laufschuh oder dergleichen verwendet werden kann.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Vorrichtung unmittelbar in einem Skischuh anzuordnen.
Gemäß der Erfindung ist vorteilhaft eine Signalaufbereitung und/oder eine Auswerteelektronik vorgesehen, um die von den Sensoren erfassten Werte weiter verarbeiten zu können.
Darüber hinaus ist vorteilhaft ein Schaltelement vorgesehen. Wird beispielsweise beim Skifahrer der Wert des Sensors an der Wade größer als der Wert des Sensors am Schienbein, wird über das Schaltelement die einen Reiz und/oder eine Vibration auslösende Einrichtung aktiviert.
Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Reizgeber vorgesehen, um nach Auswertung der Sensorsignale eine Fehl- haltung oder einen Fehler im Bewegungsablauf an den Sportler übermitteln zu können.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine Stromversorgung vorgesehen, die vorteilhaft in Form einer Batterie oder eines Akkus ausgebildet ist, damit die Vorrichtung mit Strom versorgt wird.
Der wenigstens eine Sensor kann im einfachsten Fall resistiv sein. Der Widerstandswert verändert sich in Abhängigkeit der anliegenden Kraft. Diese Art von Sensoren ist sehr einfach auszuwerten. Die Sensoren können auch kapazitiv sein. Die Kapazität verändert sich in Abhängigkeit davon, wie stark der Sensor zusammengedrückt wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, induktive Sensoren zu verwenden. Die Induktivität ändert sich in Abhängigkeit der Verformung einer Spule. Es besteht auch die Möglichkeit, die Kopplung von zwei Spulen zu verändern.
Der Sensor kann auch optoelektronisch ausgebildet sein. Hierbei ändert sich der Lichtdurchgang.
Der Sensor kann auch auf dem Piezo-Effekt beruhen und bei Krafteinwirkung eine Spannung abgeben. Es besteht auch die Möglichkeit, dass er bei Krafteinwirkung eine Schwingung ausführt, die bei äußerer Krafteinwirkung mehr oder weniger gedämpft wird, was sich auch detektieren lässt.
Die Auswerteelektronik kann rein analog ausgeführt werden. Eine digitale Elektronik mit einem Mikrokontroller als zentrales Element ist weniger aufwändig. Ein A/D Wandler auf dem Chip des Mikrokσntrollers ist Stand der Technik und erleichtert die weitere Signalauswertung.
Zusätzlich ist vorteilhaft eine speziell für die Anwendung geschriebene Software vorgesehen. Diese steuert in dem Fall, wenn eine falsche Haltung erkannt wird, über das Schaltelement den Reizgeber. Diese Steuerung erfolgt vorteilhaft etwas verzögert. Beispielsweise sollte die Vorrichtung nicht ansprechen, wenn der Sportler beispielsweise ohne die Skier ganz normal geht.
Als Schaltelement kann beispielsweise ein Transistor vorgesehen sein. Der Reizgeber kann vorteilhaft ein Vibrationselement sein. Es ist auch ein Schallgeber denkbar. Es besteht auch die Möglichkeit, einen Reizstrom zu applizieren.
Als Stromquelle ist vorteilhaft eine Knopfzelle vorgesehen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Batterien in einer Leiterplatte zu integrieren. Außerhalb des Schuhes ist auch die Möglichkeit gegeben, eine größere und handelsübliche Batterie zu verwenden.
Die Auslösung des Reizes beispielsweise als Reizstrom oder über ein Vibrationselement kann mittels einer Leitung zwischen den Sensoren und dem Schaltelement für den Reizgeber erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, eine Funkverbindung zwischen den Sensoren und dem Schaltelement vorzusehen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die wenigstens zwei Drucksensoren aus einem Strom leitenden Garn oder Faden gebildet, wobei das Garn oder der Faden bei Druck einen elektrischen Widerstand verändert. Auf diese Art und Weise ist es möglich, die Druck- sensoren beispielsweise in einem Skistrumpf durch Einarbeiten des Garnes im Bereich der Wade und des Schienbeines unmittelbar zu integrieren, ohne dass zusätzliche Sensoren in dem Strumpf durch zusätzliche Handgriffe angeordnet werden müssen. Zusätzliche Sensoren würden darüber hinaus das Wohlempfinden der betreffenden Person beeinträchtigen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Leitungen von dem Sensor zu einer Auswerteelektronik ebenfalls aus elektrisch leitendem Garn gebildet, welche zwischen den Drucksensoren und der Auswerteschaltung angeordnet, das heißt vorzugsweise eingearbeitet sind. In einem Skistrumpf sind die Leitungen beispiels- weise mit eingestrickt und stellen eine Verbindung zwischen den vorteilhaft aus Garn gebildeten Drucksensoren und der Auswerteschaltung her.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind an einem Ende der Stromleitungen Druckknöpfe vorgesehen, deren Gegenstücke an der Auswerteschaltung angeordnet sind. Auf diese Art und Weise lässt sich an dem Strumpf die Auswerteelektronik in Form einer Platine oder dergleichen befestigen.
Auch in einem Schuh kann beispielsweise die Sohle oder bei einem Skischuh das Innenfutter derart ausgebildet sein, dass die Drucksensoren aus dem betreffenden Garn, welches Strom leitend ist und bei Druck den elektrischen Widerstand verändert, integriert sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Strumpf mit zwei Sensoren in Seitenansicht;
Fig. 2 eine Laufsohle eines Schuhes in Draufsicht;
Fig. 3 ein geändertes Ausführungsbeispiel eines
Strumpfes in Seitenansicht mit zwei Sensoren teilweise aufgeklappt dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Strumpf 1, der beispielsweise zum Skifahren angezogen wird. In dem Strumpf 1 ist im Bereich einer Wade ein Sensor 2 und im Bereich eines Schienbeines ein Sensor 3 angeordnet. Eine Auswerteelektronik 4 ist in einem Bündchen 5 des Strumpfes 1 angeordnet .
Die Sensoren 2, 3 sind als Druck erfassende Sensoren ausgebildet. Die Werte der Sensoren 2, 3 werden in der Auswerteeinheit 4 verglichen. Ist der Wert des Sensors 2 größer als der Wert des Sensors 3 , wird dies von der Auswerteelektronik 4 erkannt und an eine einen Reiz auslösende Einrichtung 6 weitergegeben. Der Skifahrer verspürt den Reiz am Bein und erkennt, dass er sich zu weit in der Rückenlage befindet, das heißt, einen zu großen Druck zwischen Wade und Skischuh erzeugt, so dass er sich wieder weiter nach vorne beugen sollte und damit eine verbesserte Haltung zum Skifahren einnimmt.
Fig. 2 zeigt eine Laufsohle 7 eines Sportschuhes (nicht dargestellt). In der Sohle 7 sind Sensoren 8, 9, 10, 11, 12 angeordnet.
In einer Auswerteelektronik 13, die in der Schuhsohle integriert sein kann, ist eine Reihenfolge der Sensoren 8, 9, 10, 11, 12 festgelegt, gemäß der die Sensoren 8, 9, 10, 11, 12 angesprochen werden sollen. Das bedeutet, dass zum Beispiel der Sensor 12 als erstes einem Druck bei einem entsprechenden Laufstil ausgesetzt sein muss. Dies wird über die Erfassung der Druckdifferenz der Sensoren 11, 12 erkannt. Anschließend muss der Druck auf den Sensor 11 am größten sein. Dies wird von der Auswerteelektronik 13 durch Vergleich der Druckwerte der Sensoren 10 und 11 erkannt und so weiter.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 weist den Vorteil auf, dass keine absoluten Grenzwerte oder Sollwerte eingestellt werden, sondern dass immer die Differenzen zwischen den Sensoren 2, 3; 8, 9, 10, 11, 12 erfasst und zur Auswertung herangezogen werden.
Die Anordnung der Sensoren 8 bis 12 erfolgt je nach Anwendungsbeispiel. Für einen normalen Laufschuh sind beispielsweise die Sensoren 8, 9 und 12 ausreichend, wobei der Sensor 8 vorteilhaft im Bereich des großen Zehes (nicht dargestellt) angeordnet ist.
Für Laufschuhe, die für eine Rehabilitation eingesetzt werden, ist es beispielsweise vorteilhaft, die Sensoren 8, 9, 11 und 12 vorzusehen.
Für Personen mit Amputationen kann es beispielsweise erforderlich sein, mehr Sensoren als die in Fig. 2 dargestellten Sensoren 8 bis 12 vorzusehen oder die Sensoren an anderen Stellen anzuordnen.
Fig. 3 zeigt einen Skistrumpf 14 mit einem Drucksensor 15 und einem Drucksensor 16. Die Drucksensoren 15, 16 sind mäanderförmig aus einem Garn gebildet, welches elektrisch leitfähig ist und bei Druck einen elektrischen Widerstand verändert. Darüber hinaus sind Leitungen 17, 18, 19 vorgesehen, welche ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Garn bestehen. Das Garn der Leitungen 17, 18, 19 weist einen geringeren elektrischen Widerstand auf als das Garn der Drucksensoren 15, 16. Die Leitungen 17, 18, 19 münden in Druckknöpfe 20, 21, 22, an denen die Auswerteschaltung befestigt werden kann. Die Auswerteschaltung (nicht dargestellt) weist Akkumulatoren auf, die geladen werden können. Darüber hinaus trägt die Schaltung eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Vibration (nicht dargestellt) . Das Garn der Drucksensoren 15, 16 sowie der Leitungen 17, 18, 19 ist in den Strumpf 14 eingestrickt, so dass beim Tragen des Skistrumpfes 14 weder die Sensoren 15, 16 noch die Leitungen , 18, 19 spürbar sind.
Bezugszahlen
1 Strumpf
2 Sensor
3 Sensor
4 Auswerteelektronik
5 Bündchen
6 Einrichtung für die Reizauslösung
7 Laufsohle
8 Sensor
9 Sensor
10 Sensor
11 Sensor
12 Sensor
13 Auswerteelektronik
14 Skistrumpf
15 Drucksensor (Schienbeinsensor)
16 Drucksensor (Wadensensor)
17 Leitung
18 Leitung
19 Leitung
20 Druckknopf
21 Druckknopf
22 Druckknopf
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