BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft Trainingsgerät mit einem Messsystem zur Erfassung der durch einen Trainierenden erbrachten Leistung und mit einem Steuerungssystem mit einem Eingabekanal zum Erfassen eines Belastungswertes und mit einem Ausgabekanal zur Vorgabe der zu erbringenden Leistung, wobei das Steuerungssystem eingerichtet ist zur Ausführung eines Verfahrens umfassend die Schritte: a) Vorgabe eines Ausgangs-Belastungswertes, b) Erfassung des Wertes der erbrachten Leistung bei Erreichen des Ausgangs-Belastungswertes, c) Übergabe des Wertes der erbrachten Leistung durch den Eingabe-kanal, d) Berechnung der zu erbringenden Leistung für einen Trainings-Belastungswert in Abhängigkeit einer Skala zum körperlichen Belastungsempfinden und Ausgabe durch den Ausgabekanal.

Bei Trainingseinheiten an Trainingsgeräten, die zu Rehabilitationszwecken eingesetzt werden, ist es wichtig, die richtige Trainingsintensität für den Trainierenden sicherzustellen, um Verletzungen vorzubeugen, aber dennoch einen angemessenen Trainingseffekt zu erzielen. Die richtige Trainingsintensität kann im medizinischen Bereich mit Hilfe einer Skala zum körperlichen Belastungsempfinden, insbesondere einer linearisierten Skala zum körperlichen Belastungsempfinden festgelegt werden, wie sie beispielsweise als Borg- Skala bekannt ist. Die Borg-Skala dient der Bestimmung der Belastung eines Menschen aufgrund dessen subjektiven Anstrengungsempfindens. Dabei sind die Belastungsstufen der Borg-Skala stark abhängig von der Herzfrequenz eines Menschen. Um die Herzfrequenz zu messen, werden bisher externe Sensoren wie beispielsweise eine Pulsuhr verwendet, die während des gesamten Trainings die Herzfrequenz des Trainierenden aufzeichnet und in den meisten Fällen visuell ausgibt, was die gesamte Anordnung komplexer macht. Problematisch ist auch, dass kommerziell verfügbare, kostengünstige Pulsuhren wegen des Aufwandes nicht als medizinisches Instrument zugelassen sind und die Verwendung zu medizinischen Zwecken daher problematisch ist und Haftungsrisiken birgt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeit einer Kontrolle der Belastung des Trainierenden auch ohne externe Sensoren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Trainingsgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Trainingsgerät zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass es ein Messsystem zur Erfassung der durch einen Trainierenden erbrachten Leistung und ein Steuerungssystem mit einem Eingabekanal zum Erfassen eines Belastungswertes und mit einem Ausgabekanal zur Vorgabe der zu erbringenden Leistung aufweist. Darüber hinaus ist das Steuerungssystem zur Ausführung eines Verfahrens ausgerichtet, das folgende Schritte umfasst: a) Vorgabe eines Ausgangs-Belastungswertes, b) Erfassung des Wertes der erbrachten Leistung bei Erreichen des Ausgangs-Belastungswertes, c) Übergabe des Wertes der erbrachten Leistung durch den Eingabekanal, d) Berechnung der zu erbringenden Leistung für einen Trainings-Belastungswert in Abhängigkeit einer Skala zum körperlichen Belastungsempfinden und Ausgabe durch den Ausgabekanal.

Daraus ergibt sich der Vorteil einer schnelleren und einfacheren Erfassung eines Trainings-Belastungswertes im Vergleich zu der Erfassung mit externen Sensoren, wie beispielsweise einer Pulsuhr, durch Ausnutzung der Kenntnisse, die durch die Skala bereitgestellt werden, die insbesondere durch eine Borg-Skala gegeben sein kann, nämlich durch die Borg CR 10- Skala und/oder die Borg CR 20-Skala.

Es muss also das Steuerungssystem nur einmal anfangs kalibriert werden, indem dem Ausgangs-Belastungswert die erfasste Leistung zugeordnet wird, um nachfolgend das Steuerungssystem gezielt zur Abforderung der gewünschten Leistung mit der damit verbundenen Herzfrequenzverwenden zu können.

Das Trainingsgerät ist zudem in der Lage, in einem Schritt e) durch das Steuerungssystem ein zeitabhängiges Leistungsprofil für den Trainings-Belastungswert vorzugeben. Zudem ist eine Ausgabeeinheit zur Signalisierung einer Abweichung des Ist-Wertes von dem Soll-Wert des Trainings-Belastungswertes aus dem Leistungsprofil vorhanden. Es kann also über eine gesamte Trainingseinheit hinweg ohne externe Sensoren gearbeitet werden, und die trainierende Person erhält über die Ausgabeeinheit einen Hinweis, dass das Training angepasst werden muss, um den Soll-Wert zu erreichen. Die Ausgabeeinheit ist in einer Ausführungsform als Bildschirm gebildet; das erleichtert dem Trainierenden, Anweisungen gestellt durch das Trainingsgerät, zu verstehen und entgegenzunehmen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausgabeeinheit akustische Signale von sich geben. Die beiden vorstehend erwähnten Ausführungsformen sind kombinierbar.

Um den gewünschten Trainingseffekt zu erzielen, ist das Steuerungssystem zur Veränderung der Drehzahl und/oder des Widerstandes für die Anpassung der Leistung aus dem Leistungsprofil ausgelegt. In einer weiteren Ausführungsform kann dem Trainingsgerät ein Messsystem zugeordnet sein, das zur Kontrolle der körperlichen Belastung des Trainierenden bei Erreichen des Ausgangs-Belastungswertes vorgesehen ist. Das besagte Messsystem kann zur Erfassung des Herzschlages und/oder des Sauerstoffverbrauchs ausgelegt sein und dient der Absicherung der Nutzung der Borg-Skala als ein redundantes Kontrollinstrument, das nicht das gesamte Training überwachen muss, sondern nur vor dem Erreichen von Grenzwerten warnt. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der Figur allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in der Figur nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Trainingsgerätes,

Figur 2 das individuelle Empfinden der Anstrengung gemäß der Borg CR10-Skala für Individuen mit unterschiedlichem Leistungsvermögen, und

Figur 3 die Darstellung eines zeitabhängigen Leistungsprofils

Figur 1 zeigt ein Trainingsgerät 1 in der Ausführungsform eines Ergometers, das für das Training sowohl der Arme als auch der Beine geeignet ist und für den Wechsel der zu trainierenden Extremitäten über eine Schwenkeinheit 3 mit Zwangskopplung verfügt, wobei aber das Trainingsgerät auch durch in der Zeichnung nicht dargestellte Ausführungsformen eines Laufbandes, eines Steppers, eines Rudergerätes gebildet sein kann.

Dem Trainingsgerät 1 ist ein Messsystem zur Erfassung der durch einen Trainierenden erbrachten Leistung und ein Steuerungssystem mit einem Eingabekanal zum Erfassen eines Belastungswertes und einem Ausgabelkanal zur Vorgabe der zu erbringenden Leistung zugeordnet, wobei das Steuerungssystem eingerichtet ist zur Ausführung eines Verfahrens umfassend die Schritte: a) Vorgabe eines Ausgangs-Belastungswertes, b) Erfassung des Wertes der erbrachten Leistung bei Erreichen des Ausgangs-Belastungswertes, c) Übergabe des Wertes der erbrachten Leistung durch den Eingabekanal d) Berechnung der zu erbringenden Leistung für einen Trainings-Belastungswert in Abhängigkeit einer Skala zum persönlichen Belastungsempfinden und Ausgabe durch den Ausgabekanal.

Die Skala zum körperlichen Belastungsempfinden kann durch eine Borg- Skala, insbesondere durch die Borg CR 10-Skala und/oder die Borg CR 20- Skala gegeben sein.

Die Borg-Skala ist dabei eine wissenschaftlich sehr gut untersuchte Skala, um auf Basis des subjektiven Anstrengungsempfindens die Belastung des Menschen zu bestimmen (Fig. 2), wobei die aktuelle, linearisierte Borg CR 10-Skala gemäß der nachstehenden Darstellung lautet:

• 0 = überhaupt keine Anstrengung

• 0,5 = sehr, sehr milde (knapp wahrnehmbar)

• 1 = sehr milde

• 2 = milde

• 3 = mäßig

. 4

• 5 = schwer

. 6

• 7 = sehr schwer

. 8

9

10 = extrem schwer (nahezu maximal)

Die Borg-Skala bildet einen linearen Zusammenhang zwischen dem Anstrengungsempfinden, der Herzfrequenz und der individuellen Belastung. In Figur 3 ist für Individuen mit unterschiedlichem Leistungsvermögen das individuelle Empfinden der Anstrengung gezeigt. Die Werte 0 bis 2 der Borg-Skala entsprechen dabei einer Erholung, das Intervall 2 bis 3 entspricht einer schwachen Belastung, das Intervall 3 bis 5 einer moderaten Belastung, das Intervall 5 bis 7 einer starken Belastung und das Intervall 7 bis 10 der maximalen Belastung. In der nachfolgenden Tabelle wird eine weitere Skalierung der Werte gemäß der historisch ältesten Skala, nämlich der Borg CR 20-Skala angegeben, die ebenso wie andere Anstrengungsskalen in die aktuelle Borg- Skala überführbar ist:

Auch in der Tabelle findet sich ein linearer Zusammenhang zwischen den Werten der Borg-Skala und der Herzfrequenz wieder. Das Anstrengungsempfinden ist in der rechten Spalte zugeordnet, sodass sich auch hier auf Basis des subjektiven Anstrengungsempfindens ein Rückschluss auf einen korrespondierenden Wert in der Borg-Skala ziehen lässt.

In der Figur 3 ist ein beispielhaftes zeitabhängiges Leistungsprofil dargestellt, welches in einem Schritt e) durch das Steuerungssystem vorgegeben wird.

Die in Figur 3 dargestellte Grafik repräsentiert beispielhaft die Soll-Werte des Trainings-Belastungswertes zu jedem Zeitpunkt der Trainingseinheit. Zur Signalisierung einer Abweichung des Ist-Wertes von dem Soll-Wert des Trainings-Belastungswertes ist eine Ausgabeeinheit vorgesehen. Diese Ausgabeeinheit ist in der vorliegenden Erfindung als Bildschirm 2 gebildet. In anderen Ausführungsformen kann zur Signalisierung, gegebenenfalls ergänzend, auch ein akustisches Signal und/oder ein Vibrationssignal vorgesehen sein. Das Steuerungssystem des Trainingsgerätes 1 ist darauf ausgelegt, die Drehzahl und/oder den Widerstand für die Anpassung der Leistung aus dem Leistungsprofil zu verändern. Das Trainingsgerät 1 verfügt zudem über ein Messystem zur Kontrolle der körperlichen Belastung des Trainierenden bei Erreichen des Ausgangs-Belastungswertes. Das Messystem ist auf die Er- fassung des Herzschlages und/oder des Sauerstoffverbrauchs ausgelegt.

BEZUGSZEICHENLISTE:

1 Trainingsgerät

2 Bildschirm 3 Schwenkeinheit